伊顿公司加快中型混合动力卡车的开发

设计和制造混合动力汽车原型是一项重大挑战。根据车辆的使用方式，内燃机、电动机、变速器和储能装置可以采用多种不同的配置进行连接，并且这些部件的尺寸需要根据不同路线的最佳性能进行调整。

如果现有控制器提供足够的I/O、吞吐量和代码空间，设计者通常会使用这些控制器。然而，出于开发目的，原型车辆通常具有额外的传感器、执行器和I/O。必须修改或重写现有控制代码以适应这些要求，这可能是一个缓慢的过程。此外，控制算法通常会频繁更改，从而需要昂贵且耗时的设计迭代。

伊顿需要一个能根据控制算法的快速变化进行调整的控制器，以及一个能灵活配置I/O的架构。他们还需要快速进行测试和设计迭代的能力。

Eaton一直在使用Simulink、st万博1manbetxatflow和Control System Toolbox™来设计和模拟动力系统配置及其控制算法。面对短的时间表，有限的预算，和非常多样化的I/O需求的混合电力动力系统项目，他们选择使用这些相同的工具，并使用Simulink Real-Time来实现控制器。万博1manbetx这为他们提供了以经济有效的方式运行迭代测试所需的灵活性。

测功机测试

伊顿的工程师分阶段建造、连接和测试动力系统组件。他们使用Simulink对组件和测试进行建模，然后通过将Simulink real - time中的I/O万博1manbetx块添加到真实硬件中运行硬件在环模拟。

在Simulink实时控制下，在测功机上对电机及其基于DSP的PCU进行了测试。电机的这种特性有助于解决由于电机控制器的开关特性而出现的EMI（电磁干扰万博1manbetx）问题。

由于混合动力系统只是一个原型，伊顿还在Simulink实时控制测功机上测试了整个系统。万博1manbetx万博1manbetxSimulink和statflow使他们能够生成和执行各种标准测试场景，他们能够在道路测试之前在实验室中安全地操作和测试所有组件。因为Simuli万博1manbetxnk Real-Time允许他们使用现成的、便宜的PC/104 CPU和I/O硬件，所以他们能够使用多个控制器。通过允许同时进行多个测试而无需大量修改控制器，这加快了开发速度。

I / O的需求

伊顿混合动力卡车动力总成包含一台生产用柴油发动机、一台电动机和一台变速箱。这些部件的电子控制器通过CAN（J1939）链路进行通信。Simulink实时PCU（系统控制器）充当它们之间的桥梁，这就需要为控制器使用三个单独的CAN通道。万博1manbetx

驱动器指示器、驱动器控制和其他执行器和传感器需要额外的I/O。万博1manbetxSimulink Real-Time使伊顿能够轻松满足这些额外的I/O要求。例如，现有的PC/104 I/0板提供了16个模拟输入通道、8个模拟输出通道、16个数字输入通道和24个数字输出通道，以及频率输入和输出通道脉宽调制（PWM）投入和产出。仅使用了略多于50%的I/O。备用I/O和安装额外I/O板的能力提供了急需的灵活性。

装置

伊顿在主机上使用基于Sim万博1manbetxulink的控制器模型，通过以太网连接实时构建并下载到Simulink。Simulink实时PC/104堆栈由一个400MHz CPU、一个a/D板、一个以太网卡、一个D/a板、两个CAN板、一个定时器/计数器板和一个电源板组成，该电源板将车辆的12伏直流电源转换为堆栈的5伏清洁电源。使用加固LCD显示器作为目标显示器。Simulink实时读取并更新驱动程序控制器和显示面板。

驾驶车辆

一旦点火开关打开，Simulink Real-Time就会利用驾驶员的输入来控制万博1manbetx车辆。万博1manbetxSimulink实时运行控制代码生成，在触摸按钮，从Simulink Coder™。用statflow构建的状态机^®模型中的块决定了柴油机、电动机和其他动力系统部件的运行。在运行过程中，柴油机处于超驰模式，由Simulink实时接收到的CAN输入进行控制。万博1manbetx万博1manbetxSimulink实时平衡了发动机和电机的运行，并实现了这两个原动机的最佳运行。

利用Simulink real中的上位机采集实时数据，并用MATLAB绘制数据。万博1manbetx从这些数据和车辆的实时声音和运动，工程师可以快速分析PCU的性能，修改模型，并使用Simulink Coder构建并下载修改后的代码到Simulink real。万博1manbetx

通过使用Si万博1manbetxmulink、statflow、Simulink Real-Time、PC/104实现PCU，以及Simulink Coder自动生成并下载可执行代码到目标，伊顿能够快速获得满足原型车操作要求的控制器。