在传统的控制单元开发流程中,通常采用串行开发模式,即首先根据应用需要,提出系统需求并进行相应的功能定义,然后进行硬件设计,使用汇编语言或C语言进行面向硬件的代码编写,随后完成软硬件和外部接口集成,最后对系统进行测试标定。
整车控制器,尤其是纯电动车控制器,其整车控制器研发多采用V模式开发流程。软硬件技术的不断发展,为并行开发提供了强有力的工具。
第一步,功能定义和离线仿真。首先根据应用需要明确控制器应该具有的功能,为硬件设计提供基础;然后基础Matlab建立整个控制系统的仿真模型,并进行离线仿真,运用软件仿真的方法设计和验证控制策略。
第二步,快速控制器原型和硬件开发。从控制系统的Matlab仿真模型中取出控制器模型,并且结合dSPACE的物理接口模块来实现与被控对象的物理连接,然后运用dSPACE提供编译工具生成可执行程序,并下载到dSPACE中。dSPACE此时作为目标控制器的替代物,可以方便地实现控制参数在线调试和控制逻辑调节。
在进行离线仿真和快速控制其原型的同时,根据控制器的功能设计,同步完成硬件的功能分析并进行相应的硬件设计、制作,并且根据软件仿真的结果对硬件进行完善和修改。
第三步,目标代码生成。前述的快速控制原型基本生成了满意的控制策略,硬件设计也形成了最终物理载体ECU的底层驱动软件,两者集成后生成目标代码下载到ECU中。
第四步,纯电动汽车的硬件在环仿真,目的是验证其电动车控制器电控单元ECU的功能。在这个环节中,除了电控单元是真实的部件,部分被控对象也可以是真实的零部件。
第五步,调试和标定。把经过硬件再换仿真验证的ECU链接到完全真实的被控对象中,进行实际运行试验和调试。