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基于Simulink及CANoe的电动助力转向系统ADAS性能测试

方法研究

摘要：实现整车ADAS功能，需要电动助力转向系统能够满足ADAS上位机请

求的相关要求，由于ADAS±位机开发周期较长，往往在首次装车时无法搭载，影

响了电动助力转向系统的ADAS性能初步调试工作的开展及后续ADAS整车联调的进

度。因此，本文研究并提出了一种联合Simulink和CANoe的汽车电动助力转向系

统的ADAS性能测试方法。由于单存采用CANoeCAPL程模块，难以对于较复杂的

传递函数进行程输出，因此本文提出了根据测试项目通过用Simulink软件建立

测试环境，联合CANoe接口进行CAN报文输出至整车网络的方式，实现EPSADAS

的测试验证。

关键词：电动助力转向ADASCANoeSimulink测试方法

随着汽车辅助驾驶功能渗透率逐年提高，ADAS功能巳经逐步被用户所接受，

从最初仅作为可有可无的锦上添花的配置，转变为增加驾驶舒适性、安全性的不可

或缺的功能。随之带来用户对ADAS性能要求的快速提高。特别是横向控制方面，

由最初的仅能实现车道保持，升级为可自动变换车道超车，紧急避让前车等等。随

着功能的升级，对于横向执行器即电动助力转向系统(ElectricPowerSteering,

EPS)的响应性能提出了更高的要求。整车ADAS功能开发过程中，EPS和ADAS上

位机由不同供应商团队同步开发，开发周期不同，EPS往往在首次装车时即可完成

ADAS功能软件的开发并搭载，但是ADAS±位机软件需要更长的时间进行开发，在

首轮装车时难以同步搭载。因此，EPS难4c43e9b5b2b29eabe33fladll4f6373以

在早期进行充分的ADAS性能调试，开发进度被拖后，只能在后期进行进度追赶，

影响开发质量。

CANoe是Vector公司开发的汽车网络测试软件平台，具备完善的CAN网络测

试能力及通讯节点的仿真能力，可以使用CANoe自带的CAPL程模块结合Panel

进行残余节点的仿真，例如模拟ESP、VCU、ADAS等模块发送相应的报文进行EPS

相关功能测试。但对于一些复杂的传递函数，CAPL并不能便捷的进行描述及仿真

发送，而Simulink作为一款强大的可视化仿真软件，具备完善的模块库，能够轻

松的进行系统的仿真，故本文提出了一种测试方法：使用Simulink进行ESP、VCU、

ADAS等EPS关联控制器的模拟仿真，联合CANoe接口及VectorCAN接口设备，与

EPS单件或整车CAN网络进行连接，实现EPS的ADAS功能、性能台架调试、实车

调试，减小开发周期、提升开发质量。

1EPS响应ADAS请求的性能评价

ADAS对EPS的请求分为扭矩请求和转角请求两种方式，目前普遍认为转角请

求的控制精度要高于扭矩请求。其中转角请求还分为方向盘转角请求和车轮转角请

求两种方式，对于车轮转角请求方式，EPS需要根据随方向盘转角变化传动比计算

车轮转角值。本文以车轮转角请求方式进行描述，方向盘转角请求类似。

对于请求的响应评价一般是利用阶跃、斜坡、正弦转角请求作为输入，测试

EPS实际执行的情况。包含响应的时间、响应的精度、超调量、稳定时间、对称度

等。以下基于某款SUV车型进行说明。

1.1角度响应时间

角度响应时间定义为自ADAS向EPS发出恒定角度请求到车轮转角有明显变化

的时间，如图1所示。

角度响应时间的评价在低中高车速下，不同转角请求下进行，如表1所示。

1.2角度响应对称性

角度响应对称性定义为车辆在平坦路面以恒定的车速(如30km/h)行驶，

ADAS向EPS分别发送左右各0.5。(1°,1.5°)的转角请求，车轮角度稳定后分

别测向左向右的车轮转角差异要求左右差值百分比小于5%。

1.3角度回正对称性

角度回正响应对称性定义为车辆在平坦路面以恒定的车速（如30km/h）行驶,

ADAS向EPS分别发送左右各0.5。（1°,1.5°）的转角请求，车轮角度稳定后逐

渐减小请求角度，分别测向左向右的车轮转角差异要求左右差值百分比小于5%o

1.4EPS闭环性能

用如下二阶传递函数来评价EPS响应ADAS请求的闭环特性：

其中特征频率为30二2兀印，阻尼系数D,迟滞