本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車硬件在環(huán)測(cè)試，尤其是一種控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中為滿足國(guó)家排放要求，需在第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電量消耗（cd）測(cè)試及電量保持（cs）測(cè)試，該實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行試驗(yàn)循環(huán)為wltc（全球統(tǒng)一輕型車測(cè)試循環(huán)）。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行上述測(cè)試具有測(cè)試成本高、測(cè)試過(guò)程復(fù)雜及車輛狀態(tài)調(diào)整較難等問(wèn)題。

2、硬件在環(huán)（hil）測(cè)試系統(tǒng)，連接控制器，模擬整車環(huán)境進(jìn)行仿真，已被成功驗(yàn)證可在車輛開(kāi)發(fā)過(guò)程中降低成本，提高軟件開(kāi)發(fā)效率。目前的混合動(dòng)力整車的油耗測(cè)試，除采用整車真實(shí)油耗測(cè)試外，絕大部分均采用軟件分析方式計(jì)算，整車測(cè)試往往復(fù)雜、效率低，且測(cè)試成本高；純軟件分析進(jìn)行油耗測(cè)試的條件往往過(guò)于理想，與實(shí)際差別較大。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)上位機(jī)在硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)軟件中搭建wltc油耗仿真測(cè)試環(huán)境，可以有效預(yù)估車輛油耗，在控制器軟件開(kāi)發(fā)階段提供整車油耗控制策略開(kāi)發(fā)支撐，及時(shí)進(jìn)行策略改進(jìn)優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決上述背景技術(shù)中的現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，可有效預(yù)估車輛油耗水平。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，包括：

3、硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，采用scalexio系統(tǒng)作為實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)，

4、真實(shí)控制器，包括整車控制器和混動(dòng)變速箱控制器，通過(guò)運(yùn)行兩控制器內(nèi)置集成的真實(shí)模型軟件參與硬件在環(huán)測(cè)試，

5、整車環(huán)境仿真系統(tǒng)，包括整車物理模型，整車物理模型由硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)控制模擬指定工況，通過(guò)設(shè)置環(huán)境參數(shù)及車輛參數(shù)模擬整車運(yùn)行環(huán)境；

6、油耗測(cè)試仿真系統(tǒng)，具有wltc油耗仿真模型，該wltc油耗仿真模型在模擬的指定工況下運(yùn)行，通過(guò)駕駛員速度控制系統(tǒng)模擬油耗測(cè)試；

7、上位機(jī)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控并控制整車環(huán)境仿真系統(tǒng)、真實(shí)控制器及wltc油耗仿真模型的執(zhí)行過(guò)程、結(jié)果及各種實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)。

8、進(jìn)一步地，所述駕駛員速度控制系統(tǒng)包括速度前饋調(diào)節(jié)和速度pi調(diào)節(jié)，駕駛員速度控制系統(tǒng)通過(guò)速度前饋調(diào)節(jié)和pi調(diào)節(jié)控制車輛油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)。

9、更進(jìn)一步地，所述速度前饋調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)置速度前饋時(shí)間閾值，根據(jù)變速箱拖曳阻力、卡鉗阻力、道路阻力、坡道阻力及加速阻力，計(jì)算閾值時(shí)間車速目標(biāo)所需的輪端需求扭矩，分別根據(jù)車速-制動(dòng)踏板輸出扭矩關(guān)系和車速-油門踏板輸出扭矩關(guān)系計(jì)算得出閾值時(shí)間車速目標(biāo)所需的制動(dòng)踏板開(kāi)度與油門踏板開(kāi)度，并將該開(kāi)度值傳遞給pi調(diào)節(jié)。

10、更進(jìn)一步地，所述pi調(diào)節(jié)以當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的速度差值為目標(biāo)，通過(guò)比例-積分調(diào)節(jié)方式，快速調(diào)節(jié)速度差值為零，并給出相應(yīng)的油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)。

11、進(jìn)一步地，所述wltc油耗仿真模型包括wltc目標(biāo)車速模型、駕駛員速度控制系統(tǒng)、油耗計(jì)算模型、剎車踏板和油門踏板，油耗仿真模型根據(jù)駕駛員速度控制系統(tǒng)將油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)輸出到真實(shí)控制器，整車控制器根據(jù)整車物理模型輸出車輛混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式及變速箱實(shí)際檔位、輸出扭矩，驅(qū)動(dòng)車輛根據(jù)目標(biāo)車速行駛。

12、進(jìn)一步地，所述駕駛員速度控制系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)wltc油耗測(cè)試速度目標(biāo)跟隨操作，整車物理模型響應(yīng)反饋，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線構(gòu)建油耗計(jì)算方程，仿真計(jì)算車輛wltc油耗測(cè)試結(jié)果。

13、進(jìn)一步地，所述scalexio系統(tǒng)包括ds2680?i/o板卡和ds2671通信板卡，所述上位機(jī)與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)ds2671通信板卡連接。

14、進(jìn)一步地，所述真實(shí)控制器與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)can總線通信連接。

15、進(jìn)一步地，所述整車物理模型包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模型、底盤傳動(dòng)模型、動(dòng)力電池模型、動(dòng)力電機(jī)模型、附件系統(tǒng)模型和低壓系統(tǒng)模型，上述模型均為simulink模型。

16、進(jìn)一步地，所述環(huán)境環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境溫度參數(shù)和道路阻力參數(shù)，所述車輛參數(shù)包括車輛輪胎參數(shù)和車輛重量參數(shù)。

17、本發(fā)明的有益效果：采用該測(cè)試系統(tǒng)能夠在整車控制器控制策略開(kāi)發(fā)階段，預(yù)測(cè)和仿真整車時(shí)進(jìn)行wltc油耗測(cè)試的運(yùn)行工況及真實(shí)油耗，縮短混合動(dòng)力整車開(kāi)發(fā)周期，降低混合動(dòng)力整車開(kāi)發(fā)成本；

18、本發(fā)明中通過(guò)上位機(jī)可以實(shí)時(shí)標(biāo)定整車環(huán)境仿真系統(tǒng)及油耗測(cè)試仿真系統(tǒng)，使整車環(huán)境仿真系統(tǒng)可以根據(jù)整車油耗測(cè)試工況運(yùn)行，可以使wltc油耗仿真測(cè)試結(jié)果與wltc實(shí)驗(yàn)室真實(shí)測(cè)試結(jié)果保持一致，從而提高真實(shí)控制器油耗控制策略的控制能力，為后續(xù)油耗優(yōu)化提供精確的優(yōu)化方向；

19、本發(fā)明中駕駛員速度控制系統(tǒng)通過(guò)前饋調(diào)節(jié)及pi調(diào)節(jié)作用制動(dòng)踏板及加速油門踏板，系統(tǒng)控制精度高，響應(yīng)性快，可以有效滿足駕駛員模擬跟隨目標(biāo)速度曲線任務(wù)，準(zhǔn)確仿真整車車輛速度控制。

技術(shù)特征：

1.一種控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述駕駛員速度控制系統(tǒng)包括速度前饋調(diào)節(jié)和速度pi調(diào)節(jié)，駕駛員速度控制系統(tǒng)通過(guò)速度前饋調(diào)節(jié)和pi調(diào)節(jié)控制車輛油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述速度前饋調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)置速度前饋時(shí)間閾值，根據(jù)變速箱拖曳阻力、卡鉗阻力、道路阻力、坡道阻力及加速阻力，計(jì)算閾值時(shí)間車速目標(biāo)所需的輪端需求扭矩，分別根據(jù)車速-制動(dòng)踏板輸出扭矩關(guān)系和車速-油門踏板輸出扭矩關(guān)系計(jì)算得出閾值時(shí)間車速目標(biāo)所需的制動(dòng)踏板開(kāi)度與油門踏板開(kāi)度，并將該開(kāi)度值傳遞給pi調(diào)節(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述pi調(diào)節(jié)以當(dāng)前車速與目標(biāo)車速的速度差值為目標(biāo)，通過(guò)比例-積分調(diào)節(jié)方式，快速調(diào)節(jié)速度差值為零，并給出相應(yīng)的油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述wltc油耗仿真模型包括wltc目標(biāo)車速模型、駕駛員速度控制系統(tǒng)、油耗計(jì)算模型、剎車踏板和油門踏板，油耗仿真模型根據(jù)駕駛員速度控制系統(tǒng)將油門踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)輸出到真實(shí)控制器，整車控制器根據(jù)整車物理模型輸出車輛混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式及變速箱實(shí)際檔位、輸出扭矩，驅(qū)動(dòng)車輛根據(jù)目標(biāo)車速行駛。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述駕駛員速度控制系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)wltc油耗測(cè)試速度目標(biāo)跟隨操作，整車物理模型響應(yīng)反饋，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線構(gòu)建油耗計(jì)算方程，仿真計(jì)算車輛wltc油耗測(cè)試結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述scalexio系統(tǒng)包括ds2680i/o板卡和ds2671通信板卡，所述上位機(jī)與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)ds2671通信板卡連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述真實(shí)控制器與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)can總線通信連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述整車物理模型包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模型、底盤傳動(dòng)模型、動(dòng)力電池模型、動(dòng)力電機(jī)模型、附件系統(tǒng)模型和低壓系統(tǒng)模型，上述模型均為simulink模型。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境溫度參數(shù)和道路阻力參數(shù)，所述車輛參數(shù)包括車輛輪胎參數(shù)和車輛重量參數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車硬件在環(huán)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種控制器在環(huán)的混合動(dòng)力整車油耗仿真測(cè)試系統(tǒng)，其包括硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)、整車環(huán)境仿真系統(tǒng)、真實(shí)控制器、油耗測(cè)試仿真系統(tǒng)和上位機(jī)，已加載整車環(huán)境仿真系統(tǒng)及油耗測(cè)試仿真系統(tǒng)的硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)與整車真實(shí)控制器通過(guò)CAN總線連接，并通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行控制；其中，硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)作為硬件在環(huán)載體，整車環(huán)境仿真系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置環(huán)境參數(shù)及車輛參數(shù)仿真整車運(yùn)行環(huán)境；真實(shí)控制器作為硬件在環(huán)控制對(duì)象；油耗測(cè)試仿真系統(tǒng)模擬完成油耗測(cè)試。本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)能夠模擬混合動(dòng)力整車進(jìn)行WLTC油耗仿真測(cè)試，有效預(yù)測(cè)和測(cè)試混合動(dòng)力整車的運(yùn)行工況及真實(shí)油耗，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：奚鋼,陳元釗,郭運(yùn)祥,謝龍春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：坤泰車輛系統(tǒng)（常州）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19