功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台技术方案

本发明专利技术涉及一种功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台，包括PC机、整车控制器、AutoBox实时仿真系统和实车执行机构系统组，所述的PC机分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的实车执行机构系统分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统；AutoBox实时仿真系统实时采集实车执行机构系统的信号，并将输出信号传输给整车控制器，整车控制器根据实车执行机构系统及AutoBox实时仿真系统传输来的信号判断整车运行状态，AutoBox实时仿真系统接收到实车执行机构系统的反馈信号进行模型仿真运行，完成模式切换。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高功率分流混合动力系统模式切换控制策略的开发效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台，包括PC机、整车控制器、AutoBox实时仿真系统和实车执行机构系统组，所述的PC机分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的实车执行机构系统分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统；AutoBox实时仿真系统实时采集实车执行机构系统的信号，并将输出信号传输给整车控制器，整车控制器根据实车执行机构系统及AutoBox实时仿真系统传输来的信号判断整车运行状态，AutoBox实时仿真系统接收到实车执行机构系统的反馈信号进行模型仿真运行，完成模式切换。与现有技术相比，本专利技术具有提高功率分流混合动力系统模式切换控制策略的开发效率等优点。【专利说明】功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台
本专利技术涉及一种动力系统硬件在环仿真试验台，尤其是涉及一种功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台。
技术介绍
功率分流混合动力系统(Power Split Hybrid System)由行星排稱合机构、发电机、电动机、发动机、蓄电池、逆变器、湿式制动器或离合器等组成。发动机经过功率分流机构(行星排)，一部分功率直接通过机械路径驱动车辆，另一部分功率经过电功率路径驱动车辆。两者功率比例可以根据行驶路况进行调节，当车速较低时以电功率路径为主，以优化发动机工作区域；当车速较高时以机械路径为主，以获得较高的传动效率。功率分流混合动力系统能使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，更容易适应行驶路况的变化，实现排放和油耗控制目标。混合动力系统控制最重要的一方面就是模式切换过程中整车的平顺性最优，冲击度最小，而对于系统的模式切换特别是从纯电动切换到发动机介入的混合动力模式，涉及到湿式制动器的分离与结合过程以及对发电机、电动机、发动机的转矩协调控制，尤其是像行星排耦合这样特殊结构的功率分流变速机构控制，控制策略复杂，难度大，国内对于功率分流混合动力系统模式切换控制策略这方面的研究仍处于起步阶段，大多是通过建立模式切换控制系统的数学模型来进行离线仿真，无法反映发动机、发电机、电动机、制动器在协调控制过程中的不同动态响应特性，其相应模式切换硬件在环仿真试验台更是寥寥无几。现有的混合动力模式切换硬件在环仿真试验台，大都是基于xPC目标机与板卡的平台，其模型的下载与工具链的配置过程均比较繁琐，且没有类似于CANape或ControlDesk等测量标定工具来监控仿真试验的运行状态以及在线修改策略的控制参数或模型的匹配参数，其模式切换控制策略的开发效率低。另外，在现有的混合动力系统模式切换硬件仿真试验，硬件在环试验一直运行，在线运行速度慢，控制器运行慢，控制策略开发周期长。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用实车硬件、基于AutoBox实时仿真系统的功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台，提高功率分流混合动力系统模式切换控制策略的开发效率。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台，包括PC机、整车控制器、AutoBox实时仿真系统和实车执行机构系统组，所述的PC机分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统,所述的实车执行机构系统分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的整车控制器通过CAN线与AutoBox实时仿真系统连接；所述的PC机建立功率分流混合动力系统各零部件动态仿真模型，该模型保存到AutoBox实时仿真系统中，同时PC机建立功率分流混合动力系统的整车控制策略模型，保存到整车控制器中，AutoBox实时仿真系统实时采集实车执行机构系统的信号作为各零部件动态仿真模型的输入，并将输出信号传输给整车控制器，整车控制器根据实车执行机构系统及AutoBox实时仿真系统传输来的信号判断整车运行状态，当车辆进行模式切换过程时，硬件在环仿真试验暂停，整车控制器利用动态转矩协调控制算法计算出实车执行机构系统对应的转矩曲线，并根据转矩曲线控制实车执行机构系统，硬件在环仿真试验恢复，AutoBox实时仿真系统接收到实车执行机构系统的反馈信号进行模型仿真运行，完成模式切换。所述的实车执行机构系统组包括湿式制动器系统、电子节气门控制系统、动力蓄电池、动力蓄电池管理系统、电动机、电动机控制器、电动机转矩转速传感器、发电机、发电机控制器、发电机转矩转速传感器、负载电机、负载电机控制系统、加载电机和加载电机控制系统，所述的湿式制动器系统、电子节气门控制系统均分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的动力蓄电池管理系统、电动机控制器、发电机控制器均通过CAN线分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的电动机控制器、电动机、电动机转矩转速传感器、负载电机和负载电机控制系统依次连接，所述的电动机转矩转速传感器与电动机控制器连接，所述的发电机控制器、发电机、发电机转矩转速传感器、加载电机和加载电机控制系统依次连接，所述的发电机转矩转速传感器与发电机控制器连接，所述的动力蓄电池与动力蓄电池管理系统连接。所述的各零部件动态仿真模型包括:驾驶员模型，用于仿真驾驶员控制车辆按照设定工况运行时的驾驶信息，反馈驾驶员转矩需求信号；发动机模型，用于接收电子节气门控制系统发送的节气门开度指令并将其转换成相应的转矩输出，反馈发动机的转速信号；变速箱模型，用于仿真实车变速箱内部齿轮之间的连接关系，并输出相应的转速、转矩信号；湿式制动器模型，用于接收湿式制动器系统的油压信号并将其转换成制动器传递的转矩输出，反馈湿式制动器开闭信号；蓄电池模型，用于仿真实车蓄电池的状态信息；发电机模型，用于接收发电机控制器的反馈的实际转矩信号并输出，反馈发电机的转速信号；电动机模型，用于接收电动机控制器的反馈的实际转矩信号并输出，反馈电动机转速信号；车辆纵向动力学模型，用于仿真车辆纵向运动时的车速信息，并实时反馈给整车控制器。所述的整车控制策略包括稳态转矩分配策略和模式切换瞬态转矩分配策略，其中，稳态转矩分配策略根据驾驶员转矩需求并以控制混合动力系统效率最优且发动机工作效率点大于设定值为目标进行制定，模式切换瞬态转矩分配策略根据驾驶员转矩需求并以控制切换过程整车冲击度最优、制动器滑摩功最优、切换时间最优为目标进行制定。所述的整车控制器判断整车运行状态时，获取的信号包括通过CAN线从电动机控制器获取的电动机转速转矩信号、从发电机控制器获取的发电机转速转矩信号、从动力蓄电池管理系统获取的蓄电池SOC信号以及从AutoBox实时仿真系统获取的发动机转速信号、驾驶员转矩需求信号、湿式制动器开闭信号和车速信号。所述的根据转矩曲线控制实车执行机构系统具体为:获取实车执行机构系统对应的转矩曲线，包括发动机转矩曲线、发电机转矩曲线、电动机转矩曲线和湿式制动器传递的转矩曲线，将该四条曲线转换成应的电子节气门开度指令、发电机转矩指令、电动机转矩指令、制动油压指令后分别发送给电子节气门控制系统、发电机控制器、电动机控制器、湿式制动器系统。所述的电子节气门控制系统用于模拟发动机的进气量，整车控制器根据发动机的转矩指令信号利用发动机的外特性曲线转换成节气门的开度信号，并通过PWM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率分流混合动力系统模式切换硬件在环仿真试验台，其特征在于，包括PC机(2、3)、整车控制器(4)、AutoBox实时仿真系统(6)和实车执行机构系统组，所述的PC机(2、3)分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的实车执行机构系统分别连接整车控制器和AutoBox实时仿真系统，所述的整车控制器通过CAN线与AutoBox实时仿真系统连接；所述的PC机建立功率分流混合动力系统各零部件动态仿真模型，该模型保存到AutoBox实时仿真系统(6)中，同时PC机建立功率分流混合动力系统的整车控制策略模型，保存到整车控制器(4)中，AutoBox实时仿真系统(6)实时采集实车执行机构系统的信号作为各零部件动态仿真模型的输入，并将输出信号传输给整车控制器(4)，整车控制器(4)根据实车执行机构系统及AutoBox实时仿真系统(6)传输来的信号判断整车运行状态，当车辆进行模式切换过程时，硬件在环仿真试验暂停，整车控制器(4)利用动态转矩协调控制算法计算出实车执行机构系统对应的转矩曲线，并根据转矩曲线控制实车执行机构系统，硬件在环仿真试验恢复，AutoBox实时仿真系统(6)接收到实车执行机构系统的反馈信号进行模型仿真运行，完成模式切换。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵治国，代显军，王晨，袁喜悦，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31