分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制軟件開發(fā)

郭倉庫　任燕

摘要：以往汽車的電控系統(tǒng)的軟件開發(fā)流程，大多采用的都是串行模式，開發(fā)周期較長(zhǎng)，并且在開發(fā)環(huán)節(jié)中的文檔比較多，很容易會(huì)造成軟件和硬件開發(fā)環(huán)節(jié)之間有潛在的遺漏危機(jī)。本文基于Simulink/RTW的車用ECU軟件開發(fā)流程和汽車電控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)步驟，介紹了分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制軟件開發(fā)流程。

關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車 車用ECU軟件 控制軟件

中圖分類號(hào)：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0174-01

以往汽車的電控系統(tǒng)的軟件開發(fā)流程，大多采用的都是串行模式，這種傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，控制軟件與硬件系統(tǒng)的開發(fā)是并行的，開發(fā)階段無法做到控制算法在一個(gè)實(shí)時(shí)的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)仿真計(jì)算，不能及時(shí)了解到控制算法的性能[1]。此外開發(fā)周期較長(zhǎng)，并且在開發(fā)環(huán)節(jié)中的文檔比較多，很容易會(huì)造成軟件和硬件開發(fā)環(huán)節(jié)之間有潛在的遺漏危機(jī)。鑒于傳統(tǒng)汽車電控系統(tǒng)開發(fā)模式的缺點(diǎn)，本文采用了一種新型基于模型的的V型軟件開發(fā)模式。

新型的V型開發(fā)模式特點(diǎn)是汽車工程師無論是在進(jìn)行開發(fā)、編程或者是調(diào)試ECU，都能在同意環(huán)境下工作，使用這一系統(tǒng)能夠加速和簡(jiǎn)化開發(fā)流程，其流程圖如圖1所示。

汽車電控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)一般包括以下幾步[2]：首先在控制功能需求定義、基于模型的控制功能設(shè)計(jì)以及軟件在環(huán)模擬過程中，由總體設(shè)計(jì)人員根據(jù)需求來確定設(shè)計(jì)方案，并且采用Simulink完成系統(tǒng)建模、控制算法設(shè)計(jì)以及進(jìn)行離線仿真計(jì)算等等工作，驗(yàn)證控制策略。這些是整個(gè)開發(fā)階段的基礎(chǔ)。然后通過RTW等相關(guān)的代碼生成工具將建立的Simulink仿真控制模型轉(zhuǎn)換為目標(biāo)硬件的機(jī)器碼，下載到ECU中，來進(jìn)行硬件在環(huán)仿真。最后是將控制器裝到實(shí)車上進(jìn)行調(diào)試和標(biāo)定，完成最后的電動(dòng)汽車整車控制器開發(fā)。

這種新型開發(fā)模式的提出改變了以往人們從設(shè)計(jì)整車控制器到實(shí)現(xiàn)的觀念和方法，在軟件開發(fā)環(huán)節(jié)中大大節(jié)省了編寫程序所占用的時(shí)間，降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)前景[3]。

本文采用的車用ECU軟件開發(fā)流程圖如圖2所示。

（1）在制定了整車控制軟件的控制功能后，然后針對(duì)各項(xiàng)控制功能在Matlab/Simulink中建立整車控制仿真模型，并對(duì)其進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證所建立的仿真模型能夠完成各項(xiàng)控制功能。

（2）將建立好的Simulink模型通過Matlab中的RTW工具進(jìn)行代碼自動(dòng)生成，然后下載到硬件開發(fā)板中進(jìn)行仿真運(yùn)算，將得到的結(jié)果與Simulink模型的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證生成代碼的正確性。

（3）通過DAVE和Tasking軟件完成整車控制器底層軟件的開發(fā)，并且與RTW自動(dòng)生成的代碼進(jìn)行程序集成，完成整車控制器控制軟件的開發(fā)。

（4）將整車控制軟件程序下載到整車控制器中，分別依次進(jìn)行整車控制器軟件調(diào)試，基于單輪輪轂電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架的整車控制器調(diào)試以及整車控制器實(shí)車試驗(yàn)，驗(yàn)證整車控制器控制軟件的控制效果，完成整車控制器開發(fā)的最后階段。

本文對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車整車控制軟件所采用的新型的基于V型電控單元開發(fā)模式，相比較于傳統(tǒng)串行模式，節(jié)省了大量手動(dòng)編寫程序的時(shí)間，開發(fā)周期縮短，并且所開發(fā)的軟件能夠完成預(yù)期目標(biāo)，電動(dòng)汽車能夠穩(wěn)定的行駛。

參考文獻(xiàn)

[1]張箭.Matlab與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DeltaOS結(jié)合的技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2007：1-7.

[2]Josef Borcsok， Walid Chaaban. An Automated Software Verification Tool for Model-based Development of Embedded Systems with Simulink[J].Information. Communication and Automation Technologies，2009.

[3]陳永春.從Matlab/Simulink模型到代碼實(shí)現(xiàn).清華大學(xué)出版社，2002.10.