一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)包括混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架及用于與待測(cè)整車控制器通信連接的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架包括相互連接的發(fā)動(dòng)機(jī)和主電機(jī)及與主電機(jī)連接的負(fù)載測(cè)功機(jī)。本發(fā)明通過將實(shí)際的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與常規(guī)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)結(jié)合，可以使待測(cè)整車控制器仿真處于一個(gè)真實(shí)的整車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下，提高了整車控制器軟件開發(fā)質(zhì)量和精度，減少了實(shí)車路試的次數(shù)，縮短開發(fā)時(shí)間和降低成本，降低路試過程的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)也能夠完成整車的動(dòng)力性試驗(yàn)，通過動(dòng)力系統(tǒng)的匹配優(yōu)化，提高整車的整體性能。
【專利說明】一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]整車控制器(VMS, vehicle management System),即動(dòng)力總成控制器。是整個(gè)汽車的核心控制部件，它采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)及其他部件信號(hào)，并做出相應(yīng)判斷后，控制下層的各部件控制器的動(dòng)作，同時(shí)整車控制器通過采集司機(jī)駕駛信號(hào)和車輛狀態(tài)，通過CAN總線對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行管理，調(diào)度，分析和運(yùn)算，針對(duì)車型的不同配置，進(jìn)行相應(yīng)的能量管理，實(shí)現(xiàn)整車驅(qū)動(dòng)控制、能量?jī)?yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。它對(duì)汽車的正常行駛，再生能量回收，網(wǎng)絡(luò)管理，故障診斷與處理，車輛的狀態(tài)與監(jiān)視等功能起著關(guān)鍵的作用。因此，在開發(fā)流程中及進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用前需要對(duì)其進(jìn)行功能測(cè)試。
[0003]目前在環(huán)仿真系統(tǒng)主要指的是硬件在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，此系統(tǒng)是以實(shí)時(shí)處理器運(yùn)行仿真模型來模擬受控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，通過I/o接口與被測(cè)的控制器連接，對(duì)被測(cè)控制器進(jìn)行全方面的、系統(tǒng)的測(cè)試。從安全性、可行性和合理的成本上考慮，硬件在環(huán)仿真測(cè)試已經(jīng)成為E⑶開發(fā)流程中非常重要的一環(huán)。
[0004]中國專利申請(qǐng)?zhí)?00420010000.1公開了一種整車控制器仿真測(cè)試裝置，通過在工控機(jī)上建立模擬的整車特性，利用數(shù)據(jù)采集卡、CAN通訊卡、可配置的信號(hào)處理裝置模擬真實(shí)整車特性，從而構(gòu)建出可用于整車控制器測(cè)試的模擬整車控制器測(cè)試的模擬整車環(huán)境，可以對(duì)整車控制器進(jìn)行與真實(shí)環(huán)境完全一種的仿真測(cè)試。但是新能源汽車是個(gè)全新的領(lǐng)域，其整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、主電機(jī)、超級(jí)電容等系統(tǒng)組成，而硬件在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)只能通過軟件模擬整個(gè)新能源車的車輛模型，和整車實(shí)車的狀態(tài)有較大的差另O。因此，利用純軟件仿真不適用于使用復(fù)雜驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)車輛整車控制器的試驗(yàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有測(cè)試系統(tǒng)不適用于使用復(fù)雜驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)車輛整車控制器試驗(yàn)的問題，同時(shí)提供一種使用該測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，包括混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架及用于與待測(cè)整車控制器通信連接的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架包括相互連接的發(fā)動(dòng)機(jī)和主電機(jī)及與主電機(jī)連接的負(fù)載測(cè)功機(jī)，所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)用于接收車輛模型及模擬駕駛信息并生成由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)，該在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)還用于根據(jù)待測(cè)整車控制器發(fā)出的反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
[0007]所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)與一上位機(jī)連接以接收由該上位機(jī)生成的車輛模型及模擬駕駛信息。
[0008]所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)通過所述上位機(jī)對(duì)負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，所述上位機(jī)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況。
[0009]所述測(cè)試所需信號(hào)為踏板信號(hào)、超級(jí)電容SOC值；所述反饋信號(hào)為轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0011](I)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目實(shí)時(shí)運(yùn)行所調(diào)取的車輛模型及模擬駕駛信息，用來模擬整車運(yùn)行狀態(tài)，并產(chǎn)生由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)；
[0012](2)待測(cè)整車控制器根據(jù)接收的測(cè)試所需信號(hào)，計(jì)算出反饋信號(hào)并傳送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)；
[0013](3)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)M
iF.0
[0014]所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)與一上位機(jī)連接以接收由該上位機(jī)生成的車輛模型及模擬駕駛信息。
[0015]所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)通過上位機(jī)對(duì)負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，所述上位機(jī)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況。
[0016]所述反饋信號(hào)傳送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)車輛模型中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器模型和電機(jī)控制器模型，通過相應(yīng)的控制器模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行控制調(diào)整。
[0017]所述測(cè)試所需信號(hào)為踏板信號(hào)、超級(jí)電容SOC值；所述反饋信號(hào)為轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0018]本發(fā)明的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法通過將實(shí)際的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與常規(guī)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)結(jié)合，可以使待測(cè)整車控制器仿真處于一個(gè)真實(shí)的整車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下，提高了整車控制器軟件開發(fā)質(zhì)量和精度，減少了實(shí)車路試的次數(shù)，縮短開發(fā)時(shí)間和降低成本，降低路試過程的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)也能夠完成整車的動(dòng)力性試驗(yàn)，通過動(dòng)力系統(tǒng)的匹配優(yōu)化,提高整車的整體性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0021]如圖1所示為本發(fā)明整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖，由圖可知，該系統(tǒng)包括混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架及用于與待測(cè)整車控制器通信連接的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架包括相互連接的發(fā)動(dòng)機(jī)和主電機(jī)及與主電機(jī)連接的負(fù)載測(cè)功機(jī)，在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)用于接收車輛模型及模擬駕駛信息并生成由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)，該在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)還用于根據(jù)待測(cè)整車控制器發(fā)出的反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
[0022]發(fā)動(dòng)機(jī)通過可控離合器、車用半軸與電機(jī)連接，電機(jī)與測(cè)功機(jī)的連接通過車用半軸和主減速器進(jìn)行結(jié)合。發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)及測(cè)功機(jī)與在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)、上位機(jī)之間分別通過導(dǎo)線連接。
[0023]本實(shí)施例的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)為市場(chǎng)上的現(xiàn)有產(chǎn)品，采用NI公司的PXIe-8135實(shí)時(shí)處理器及相關(guān)硬件板卡。
[0024]在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)生成的測(cè)試所需信號(hào)為踏板信號(hào)(制動(dòng)踏板信號(hào)或加速踏板信號(hào))、超級(jí)電容SOC值、點(diǎn)火信號(hào)、ON信號(hào)、檔位信號(hào)；反饋信號(hào)為轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
[0025]本發(fā)明還提供了一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0026](I)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目實(shí)時(shí)運(yùn)行所調(diào)取的車輛模型及模擬駕駛信息，用來模擬整車運(yùn)行狀態(tài)，并產(chǎn)生由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)；
[0027](2)待測(cè)整車控制器根據(jù)接收的測(cè)試所需信號(hào)，計(jì)算出反饋信號(hào)并傳送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)；
[0028](3)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)難
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[0029]本實(shí)施例的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)與一上位機(jī)連接以接收由該上位機(jī)生成的車輛模型及模擬駕駛信息，所述上位機(jī)能夠基于TESIS軟件建立除真實(shí)動(dòng)力系統(tǒng)以外的整車系統(tǒng)車輛模型(發(fā)動(dòng)機(jī)控制器模型、電機(jī)控制器模型、電容管理系統(tǒng)模型、模擬駕駛員系統(tǒng))；另外，該上位機(jī)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況以及對(duì)負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，能夠基于Veristand軟件搭建所需的監(jiān)控系統(tǒng)及測(cè)功機(jī)控制界面。Veristand軟件搭建的監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控超級(jí)電容SOC狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的狀態(tài)及整車循環(huán)路況跟蹤情況等；測(cè)功機(jī)控制界面能夠接收待測(cè)整車控制器的勵(lì)磁、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速需求，并將需求信息下發(fā)給負(fù)載測(cè)功機(jī)。
[0030]在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的核心器件為實(shí)時(shí)處理器，能夠接收來自上位機(jī)的整車系統(tǒng)車輛模型及模擬駕駛信息。根據(jù)駕駛實(shí)際需求，在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)向待測(cè)整車控制器發(fā)送加速踏板或制動(dòng)踏板信號(hào)；模擬的電容管理系統(tǒng)能夠根據(jù)超級(jí)電容組的電流、電壓和溫度信號(hào)來正確估算其SOC值，并向待測(cè)整車控制器提供準(zhǔn)確的SOC值。待測(cè)整車控制器根據(jù)踏板信息及SOC值，計(jì)算出需求扭矩和車輛運(yùn)行的車速，并分配給車輛模型中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器模型及電機(jī)控制器模型。
[0031]發(fā)動(dòng)機(jī)控制器接收來自待測(cè)整車控制器要求的轉(zhuǎn)速或扭矩來調(diào)整油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開度，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處在最優(yōu)效率區(qū)間工作；電機(jī)控制器根據(jù)需求的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速進(jìn)行輔助驅(qū)動(dòng)或發(fā)電。
[0032]動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架中的發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)來的油門執(zhí)行開度，調(diào)整有效工作區(qū)間，以滿足分配的扭矩需求；電機(jī)根據(jù)電機(jī)控制器發(fā)來的需求扭矩需求，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，使整車處于加速狀態(tài)，或者是處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充電，并將實(shí)際轉(zhuǎn)矩信號(hào)發(fā)送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)；負(fù)載測(cè)功機(jī)根據(jù)上位機(jī)測(cè)功機(jī)控制界面發(fā)送的勵(lì)磁、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，來模擬整車行駛的道路阻力，保證了在臺(tái)架上實(shí)現(xiàn)特定的工況循環(huán)，進(jìn)行整車性能試驗(yàn)。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0034](I)通過在環(huán)試驗(yàn)平臺(tái)的搭建能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、超級(jí)電容等零部件提供與整車相同的試驗(yàn)調(diào)試環(huán)境，從而可以針對(duì)新能源汽車的特殊要求進(jìn)行開發(fā)與匹配各種動(dòng)力總成。
[0035](2)該測(cè)試系統(tǒng)可以為各種控制器的功能測(cè)試提供一個(gè)整車試驗(yàn)調(diào)試環(huán)境，完善整車控制器的功能測(cè)試，提高控制策略軟件的質(zhì)量和精度，減少實(shí)車路試的次數(shù)，縮短開發(fā)時(shí)間和降低成本。
[0036](3)該測(cè)試系統(tǒng)可以完成整車動(dòng)力性試驗(yàn)，并且通過工況循環(huán)可以完成經(jīng)濟(jì)性的測(cè)試，通過工況循環(huán)，可以實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行里程和累計(jì)油耗，通過油耗和里程計(jì)算出百公里油耗,據(jù)此完成經(jīng)濟(jì)性的測(cè)試。
[0037]以上實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動(dòng)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架及用于與待測(cè)整車控制器通信連接的在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架包括相互連接的發(fā)動(dòng)機(jī)和主電機(jī)及與主電機(jī)連接的負(fù)載測(cè)功機(jī)，所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)用于接收車輛模型及模擬駕駛信息并生成由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)，該在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)還用于根據(jù)待測(cè)整車控制器發(fā)出的反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)與一上位機(jī)連接以接收由該上位機(jī)生成的車輛模型及模擬駕駛信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)通過所述上位機(jī)對(duì)負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，所述上位機(jī)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試所需信號(hào)為踏板信號(hào)、超級(jí)電容SOC值；所述反饋信號(hào)為轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
5.一種整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目實(shí)時(shí)運(yùn)行所調(diào)取的車輛模型及模擬駕駛信息，用來模擬整車運(yùn)行狀態(tài)，并產(chǎn)生由待測(cè)整車控制器接收的測(cè)試所需信號(hào)； (2)待測(cè)整車控制器根據(jù)接收的測(cè)試所需信號(hào)，計(jì)算出反饋信號(hào)并傳送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)； (3)在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，其特征在于:所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)與一上位機(jī)連接以接收由該上位機(jī)生成的車輛模型及模擬駕駛信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，其特征在于:所述在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)通過上位機(jī)對(duì)負(fù)載測(cè)功機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，所述上位機(jī)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，其特征在于:所述反饋信號(hào)傳送給在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)車輛模型中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器模型和電機(jī)控制器模型，通過相應(yīng)的控制器模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行控制調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求5?8任意一項(xiàng)所述的整車控制器的在環(huán)仿真測(cè)試方法，其特征在于:所述測(cè)試所需信號(hào)為踏板信號(hào)、超級(jí)電容SOC值；所述反饋信號(hào)為轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK104298123SQ201410098349
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】張春敏, 李維國, 何黎明, 李飛強(qiáng) 申請(qǐng)人:鄭州宇通客車股份有限公司