曹和平 鄢兵艷 江西洪州職業(yè)學院

汽車電子電器硬件在環(huán)仿真實驗系統(tǒng)的研究

曹和平 鄢兵艷 江西洪州職業(yè)學院

現(xiàn)在的汽車讓駕駛者享受著便捷的超控、更加輕松地駕駛。這主要得益于汽車電子電器硬件變得更加智能。但是汽車電子電器的智能化發(fā)展，讓汽車的控制系統(tǒng)變得越來越復雜，讓全面進行各方面的測試變得更為重要。利用環(huán)仿真實試驗系統(tǒng)對汽車電子電器進行檢測是一項值得深入研究的課題。

汽車電子電器硬件 環(huán)仿真實驗系統(tǒng) 研究

隨著現(xiàn)在硬件和軟件技術水平的提升，汽車電子電器技術讓汽車的很多功能實現(xiàn)智能化的集成操控。但是功能的集成讓汽車電子電器變得種類繁多、結構復雜。在這種情況下，利用環(huán)仿真實驗系統(tǒng)對汽車電子電器進行檢測越來越受到汽車廠家的重視和歡迎。

1 環(huán)仿真實驗系統(tǒng)的優(yōu)勢

第一，在環(huán)仿真實驗系統(tǒng)中對汽車電子電器硬件進行測試，不僅能夠模擬汽車實際使用中，電子電器硬件的各項指標，而且能夠制定不同的仿真條件，得到在特殊環(huán)境、極限工作狀態(tài)、緊急情況下電子電器的反應時間、反應方式，以及評價電子電器的工作狀態(tài)，制定相應的改進措施，為汽車電子電器的設計提供數(shù)據(jù)資料，能夠有效提高汽車電子電器的開發(fā)質(zhì)量和效率。

第二，汽車電子電器硬件在環(huán)仿真實驗系統(tǒng)中的設計思路是，讓系統(tǒng)的軟件和硬件更好結合，讓虛擬技術與現(xiàn)實技術更好結合，突出系統(tǒng)的實用功能，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和效益。主要是通過最大限度地模擬真實操控環(huán)境，把過去需要在實地進行的試驗搬到虛擬實驗中，利用電腦演算電子電器在不同條件的狀態(tài)。在這種虛擬狀態(tài)下，測試人員能夠和在真實環(huán)境下一樣進行各種項目的檢測，還能模擬在真實狀態(tài)下消耗成本太大、對人員安全有影響的項目。

第三，環(huán)仿真實驗系統(tǒng)帶來的主要好處有，能夠大量減少車輛在道路試驗和整車測試的時間，節(jié)約投入資金。能夠在電子電器發(fā)生問題的第一時間，掌握發(fā)生的條件和控制的因素，從而在設計階段就解決這些問題。能夠在沒有原型機的情況下，通過測試找出設計缺陷；而且這種實驗系統(tǒng)適用于所有車型，不需要專車專用；利用電腦進行操作，人機互動良好，操作簡單。

2 汽車電子電器在環(huán)仿真實驗系統(tǒng)中的結構組成

第一，目前，在汽車電子電器環(huán)仿真實驗系統(tǒng)中主要采用的是由美國一家公司出品的軟件，名為矩陣實驗室（MATLAB）。這款數(shù)學軟件，具有強大的數(shù)值計算能力，能夠進行矩陣計算、函數(shù)運算和圖形數(shù)據(jù)處理，能為汽車電子電器的仿真提供穩(wěn)定可靠的基礎。另外一款軟件也是由美國研發(fā)，稱為數(shù)字空間（DSPACE）。這款軟件主要是運用在汽車電子電器的仿真模型、實驗數(shù)據(jù)等的管理和存儲中。軟件具有強大的檢索功能，簡潔的操作界面，實驗現(xiàn)場、實驗數(shù)據(jù)的管理和使用都十分便捷。

第二，汽車電子電器在環(huán)仿真實驗系統(tǒng)中的硬件主要是一套基于實時控制狀態(tài)下研制的數(shù)據(jù)硬件接口。硬件接口在與矩陣實驗室軟件進行連接后，能夠通過軟件來代替?zhèn)鲗囯娮与娖髟谡Ｐ旭傊械母鞣N數(shù)據(jù)模型。每種數(shù)據(jù)模型都代表一種汽車的工況，對汽車的主要數(shù)據(jù)，如起動機、發(fā)動機、變速器、車輪等都有一整套的數(shù)據(jù)庫。硬件接口在將這些數(shù)據(jù)模型輸入到電子電器上后，又將電子電器在不同模型狀態(tài)下的反映采集傳輸回軟件，電腦在計算后給出一個控制變量，就會帶來電子電器的下一步操作。

第三，環(huán)仿真實驗系統(tǒng)在具體構建中，從裝有環(huán)境仿真模型軟件的電腦上接出硬件接口，主要控制汽車6個方面的主要情況，一是對發(fā)動機的控制，主要控制加油踏板、剎車踏板、節(jié)氣門、電磁閥、點火線圈、發(fā)動機油溫、發(fā)電機情況等。二是對ABS的控制，主要是控制四個車輪。三是對TCU的控制，主要是變速箱檔位、換擋停止電磁閥、變速器油溫等。四是控制汽車空調(diào)，主要是蒸發(fā)器、冷卻水溫等。五是其他控制，比如點火鑰匙、手剎、機油壓力等等汽車電子系統(tǒng)中的負載控制元件。

第四，在環(huán)仿真環(huán)境的實驗中，測試人員就象是在對一輛真實存在的汽車進行檢測。當電腦控制汽車打火啟動后，控制加油踏板，汽車的發(fā)動機會提高轉(zhuǎn)速。在車速達到每小時20公里以上時，車鎖會自動落下。這些過程都和人們真實駕駛時一模一樣。環(huán)仿真系統(tǒng)的另外一個特點就是，能夠模擬平時難得遇到的極端情況。比如車輛以最高時速運行時發(fā)生碰撞，汽車電子電器會產(chǎn)生什么動作、發(fā)生什么變化。這些在真實情況下無法掌握的第一手數(shù)據(jù)，都能通過硬件采集傳輸給軟件系統(tǒng)。這樣測試人員就可以通過多種參數(shù)下、環(huán)境下電子電器的變化，來測試特殊使用狀態(tài)時電子電器的穩(wěn)定性和可靠性。

環(huán)仿真實驗系統(tǒng)對汽車電子電器硬件的測試，是一項既節(jié)約成本、提高工作效率，又能更好控制電子電器使用可靠性的系統(tǒng)，值得大規(guī)模推廣應用于汽車企業(yè)的設計生產(chǎn)中。

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