提质降本,高效开发—整车底盘域HIL系统
1 为什么要做底盘HIL?
随着汽车电动化、智能化与“软件定义汽车”的深入发展,线控转向、线控制动和主动悬架已成为智能汽车底盘控制的重要组成部分。传统底盘从机械液压执行走向“机-电-软”深度融合,控制策略复杂度大幅提升,对整车运动控制、安全冗余与软件验证提出了更高要求。传统底盘开发与测试依赖实车路试:

图1实车路试条件受限
n 资源受限:实车资源、试验场地与测试车队受季节和场地限制,想测低附着路面只能等天气;
n 成本高昂:一次寒区、高海拔或专项操纵测试,所需差旅、租场、样车损耗动辄数十万;
n 限工况难:麋鹿、蛇形绕桩、低附着制动等极限工况难以稳定复现,测试结果受驾驶员和天气影响;
n 故障注入难:想测试“传感器断路”“制动失效”或“供电异常”,在实车上做这些故障只能是破坏性的,难度也极高。
2 底盘HIL带来什么?
熠速底盘HIL仿真测试平台依托高精度车辆动力学仿真软件,在安全、可控的实验室环境中构建车辆、道路、驾驶操作及系统故障等仿真条件,无需依赖真实整车,即可开展底盘系统功能验证、控制策略与算法调试、通信协议测试、故障诊断和参数标定。
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图2将恶劣测试环境“搬进”实验室
l 安全可控
将高风险、异常和极限工况转移至实验室环境,减少对真实车辆和实际道路的依赖。
l 快速迭代
车辆参数、运行场景与控制参数可按任务调整,便于算法快速验证和多方案对比。
l 稳定复现
相同工况能够重复执行,使算法版本和标定参数的测试结果更具可比性。
l 故障注入
支持传感器、系统功能和供电等典型故障,便于验证故障识别、功能保护和诊断流程。
l 流程贯通
ECU功能、CAN/CAN FD通信、UDS诊断、参数标定与结果分析可组合开展,形成完整闭环。
l 教学科研
覆盖车辆动力学、底盘控制、车载网络和诊断标定,可服务课程实验、综合实训与科研课题。
3 底盘域HIL系统里都模拟了什么?
针对当前底盘控制开发面对的痛点,熠速为用户提供了便捷可靠、成熟落地的基于模块化的底盘域HIL整体解决方案。

图3底盘整体解决方案
l 硬件仿真平台:实时仿真系统、IO及通讯板卡、故障注入模组等;
l 软件&模型:车辆动力学模型、负载控制模型、自动化测试软件、试验管理软件等;
l 机械台架:转向台架、制动台架、悬架台架;
l 待测ECU:EPS、IPB、ASCU等底盘域控制器。

图4转向系统HIL对拧台架方案

图5转向系统HIL总成台架方案
转向HIL平台面向传统EPS与SBW线控转向系统,提供信号级仿真、对拧台架与总成台架三类方案。通过自定义车辆参数、道路环境和运行场景,模拟车辆在正常、异常及典型操纵工况下的转向响应,功能覆盖随速助力、主动回正、驾驶模式选择、末端保护、过热保护、堵转保护以及ADAS相关高级转向功能,并可开展转向不足、转向过度等操纵稳定性实验。

图6 EHB制动HIL台架仿真方案

图7 EMB制动HIL台架仿真方案
制动HIL平台面向EHB电液制动(含IPB+RBU)、EMB电子机械制动系统、EPB电子驻车制动方案,通过设置车辆状态、道路附着条件、驾驶操作和制动需求,模拟正常、异常及低附着环境下的制动响应,功能覆盖基本助力制动、EBD、CBC、TCS、车辆动态控制、AEB、AVH、HHC和RBC制动能量回收等,可开展制动距离及车辆制动稳定性实验。

图8悬架HIL台架仿真方案
悬架HIL平台面向主动悬架与空气弹簧悬架系统,提供信号级与台架级(示功机台架)两类方案。通过设置车辆参数、行驶场景和系统状态,模拟不同驾驶模式、车速和车身姿态下的悬架响应,功能覆盖标准、运动、越野和舒适等模式,以及高度随速调节、高度补偿、高度调平和悬架调整顺序等,可开展麋鹿测试、蛇形绕桩等典型动态场景实验。
除上述台架方案外,熠速底盘HIL全模型方案基于实际转向、制动、悬架系统构建执行器模型,结合实时仿真机、各类通讯板卡以及车辆动力学模型,构建出信号级测试环境。

图9底盘模型
以上硬件、模型与台架的结合,组成了一套完整的底盘域HIL系统:
l 转向系统:模拟助力、回正、模式切换、保护功能与ADAS转向响应;
l 制动系统:模拟EBD、TCS、AEB、能量回收等制动功能与低附着工况;
l 悬架系统:模拟多模式切换、高度调节、姿态控制与操稳场景;
l 整车闭环:将三大系统接入统一车辆动力学闭环,支持故障、通信、诊断与标定贯通。
4 结语
步入“软件定义汽车”时代,底盘开发已经脱离传统机械液压的单一工程范畴,转为“机-电-软”一体化的系统工程。熠速底盘HIL仿真平台,相当于为底盘电控系统搭建了一套随时调节的仿真环境与数字化诊断测试平台。既能让研发人员不再奔赴各类严酷场地开展实车试验,也是保障底盘功能安全、压缩开发周期、提升验证效率的核心手段。
熠速深耕底盘HIL领域,沉淀了大量落地项目经验,可完成HIL平台方案设计、系统集成、高精度仿真模型开发、联调与全流程测试,帮助研发团队告别寒暑场地试验,在实验室闭环完成底盘电控的验证工作。


