專(zhuān)利名稱(chēng)：一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器，尤其涉及一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，企業(yè)為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，必須縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。在工程機(jī)械行領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開(kāi)始逐漸應(yīng)用于控制系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)研究，并成為了企業(yè)從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得利潤(rùn)的強(qiáng)有力的工具和手段。專(zhuān)利文獻(xiàn)CN100347621C公開(kāi)了一種控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)。它由實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、待測(cè)整車(chē)控制器、可配置的信號(hào)處理裝置、工控機(jī)模擬平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集卡、及CAN網(wǎng)絡(luò)組成；工控機(jī)模擬平臺(tái)通過(guò)PCI總線(xiàn)與數(shù)據(jù)采集卡相連；數(shù)據(jù)采集卡與可配置的信號(hào)處理裝置之間通過(guò)專(zhuān)用的數(shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并采用標(biāo)準(zhǔn)接口與待測(cè)整車(chē)控制器相連；工控機(jī)模擬平臺(tái)產(chǎn)生或接收的CAN信號(hào)通過(guò)PCI總線(xiàn)、CAN通訊卡、CAN總線(xiàn)與待測(cè)整車(chē)控制器通訊連接。上述技術(shù)方案中所采用的技術(shù)僅僅針對(duì)只有一種動(dòng)力源的車(chē)輛整車(chē)控制器進(jìn)行仿真，而隨著國(guó)民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，混合動(dòng)力車(chē)開(kāi)始逐漸走向社會(huì)，而上述的技術(shù)方案并不能對(duì)混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器進(jìn)行仿真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)，其可以解決混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器的仿真問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)，該仿真測(cè)試系統(tǒng)包括仿真設(shè)備以及仿真監(jiān)測(cè)單元；所述仿真設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及通信單元；所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及仿真監(jiān)測(cè)單元分別與所述通信單元連接；所述超級(jí)電容單元還與所述電機(jī)單元連接。本發(fā)明的仿真測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)輸入負(fù)載單元的參數(shù)(例如工況、負(fù)載有關(guān)的參數(shù)等)可以在不同工況下詳細(xì)測(cè)試整車(chē)控制器的控制邏輯和控制算法，這是由于一旦輸入了工況就可以確定轉(zhuǎn)速，輸入了負(fù)載有關(guān)的參數(shù)就可以確定負(fù)載的大小，從而可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)單元、電動(dòng)機(jī)單元以及超級(jí)電容等反饋的結(jié)果來(lái)測(cè)試控制器的控制邏輯和控制算法，這能夠減少設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提高研發(fā)效率，降低測(cè)試成本。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。


附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是基于仿真設(shè)備的混合動(dòng)力車(chē)輛整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的混合動(dòng)力車(chē)輛整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。圖1顯示了基于仿真設(shè)備的混合動(dòng)力車(chē)輛整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)，可以包括仿真設(shè)備、仿真監(jiān)測(cè)單元、以及監(jiān)控設(shè)備。該仿真設(shè)備可以是dSPACE設(shè)備。該設(shè)備包括處理器、存儲(chǔ)設(shè)備(可以存儲(chǔ)混合動(dòng)力車(chē)輛模型)、模擬量輸入輸出(10)模塊、數(shù)字量IO模塊、高頻信號(hào)模塊、信號(hào)調(diào)理單元、以及通信單元。整車(chē)控制器是待測(cè)設(shè)備。仿真設(shè)備可以驅(qū)動(dòng)IO模塊產(chǎn)生仿真所需的IO信號(hào)，IO信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理單元輸出至整車(chē)控制器。通信單元可以進(jìn)行IO通信，也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(CAN總線(xiàn))通信。圖2是本發(fā)明提供的混合動(dòng)力車(chē)輛整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)示意圖，圖中未示出仿真監(jiān)測(cè)單元。如圖2所示，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)包括仿真設(shè)備、以及仿真監(jiān)測(cè)單元(未示出)；該仿真測(cè)試系統(tǒng)包括仿真設(shè)備以及仿真監(jiān)測(cè)單元；所述仿真設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及通信單元；所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及仿真監(jiān)測(cè)單元分別與所述通信單元連接。所述負(fù)載單元將與負(fù)載關(guān)聯(lián)的參數(shù)經(jīng)所述通信單元輸入所述待測(cè)整車(chē)控制器，例如前泵壓力、后泵壓力、以及流量，待測(cè)整車(chē)控制器根據(jù)所述與負(fù)載關(guān)聯(lián)的參數(shù)計(jì)算出負(fù)載功率需求，根據(jù)該負(fù)載功率需求計(jì)算的與發(fā)動(dòng)機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并將與發(fā)動(dòng)機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)單元，所述與發(fā)動(dòng)機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)例如是所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元轉(zhuǎn)速。因?yàn)樵谟行┣闆r下，發(fā)動(dòng)機(jī)單元的輸出功率不能滿(mǎn)足需求，此時(shí)需要電動(dòng)機(jī)單元工作，因此在所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的最大輸出功率小于所述負(fù)載功率時(shí)，所述待測(cè)整車(chē)控制器向所述超級(jí)電容發(fā)送放電指令，所述超級(jí)電容放電，并且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的最大輸出功率小于所述負(fù)載功率時(shí)，所述待測(cè)整車(chē)控制器根據(jù)所述負(fù)載功率與所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的輸出功率之差計(jì)算的與電機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并將該與電機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)發(fā)送至電機(jī)單元，該與電機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)例如是電機(jī)單元的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在所述超級(jí)電容所存儲(chǔ)的能量小于預(yù)設(shè)值的時(shí)候，所述待測(cè)整車(chē)控制器還向電機(jī)單元發(fā)送與電機(jī)單元回收能量關(guān)聯(lián)的參數(shù)，使得所述電機(jī)單元為所述超級(jí)電容充電，所述與電機(jī)單元回收能量關(guān)聯(lián)的參數(shù)為所述電機(jī)單元的發(fā)電轉(zhuǎn)矩。藉此可以通過(guò)該仿真測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器的仿真，從而減少設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提高研發(fā)效率，降低測(cè)試成本。仿真監(jiān)測(cè)單元可以實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)整車(chē)控制器的IO信號(hào)和CAN總線(xiàn)信號(hào)，并可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元以及負(fù)載單元的參數(shù)，從而達(dá)到改變IO信號(hào)的效果，以通過(guò)對(duì)IO信號(hào)的監(jiān)測(cè)來(lái)判斷整車(chē)控制器的運(yùn)行是否正常。所述監(jiān)控設(shè)備可以是顯示器，可以實(shí)時(shí)顯示整車(chē)控制器在CAN總線(xiàn)上反饋的信號(hào)。具體而言，所述電機(jī)單元還用于接收所述待測(cè)整車(chē)控制器發(fā)送的充電指令，以接收與電機(jī)單元回收能量關(guān)聯(lián)的參數(shù)并為所述超級(jí)電容充電。優(yōu)選地，所述電機(jī)包括回轉(zhuǎn)電機(jī)和輔助電機(jī)。本發(fā)明以挖掘機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。在仿真的過(guò)程中，需要建立發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性模型，該萬(wàn)有特性模型是比油耗與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的一種非線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系，該函數(shù)如下式所示ge=p00+p10 X x+p01 X y+p20 X x2+pn XxX y+p02 Xy2 ;;其中是比油耗，X為發(fā)動(dòng)機(jī)單元轉(zhuǎn)速，y為發(fā)動(dòng)機(jī)單元輸出扭矩，P00 e (147. 7，187. 4)，P10 e (-0. 05564, -O. 003047), p01 e (-0. 2376, -O. 1816),P20 e (3. 627 X 1θΛ 2. 099 X 1(Γ5)，P11 e (-2. 203 X 1(Γ5，9· 746 X 1(Γ7)，P02 e (O. 0002058，O. 0002629)。發(fā)動(dòng)機(jī)單元的功率計(jì)算函數(shù)如下P=xXy/9550 ；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)單元的萬(wàn)有特性模型以及負(fù)載，整車(chē)控制器可以尋找到滿(mǎn)足功率需求 的最經(jīng)濟(jì)的工作點(diǎn)，根據(jù)功率計(jì)算函數(shù)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)單元的等功率曲線(xiàn)，尋找等功率曲線(xiàn)和比油耗曲線(xiàn)的切點(diǎn)，即此功率下的最經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)，在此最經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)下可獲得發(fā)動(dòng)機(jī)單元轉(zhuǎn)速。如果發(fā)動(dòng)機(jī)單元的功率能夠滿(mǎn)足負(fù)載的要求，那么整車(chē)控制器僅控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，并將最經(jīng)濟(jì)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)單元(轉(zhuǎn)速和工況有關(guān)，工況可以是輕載模式、經(jīng)濟(jì)模式、中載模式和重載模式；一旦選定了工況，轉(zhuǎn)速就選定了)。根據(jù)整車(chē)控制器反饋的信號(hào)，研究人員就可以判定整車(chē)控制器的工作邏輯以及控制算法是否有效。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不能滿(mǎn)足負(fù)載的要求，整車(chē)控制器可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)需要輸出的功率(例如可以是當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大功率)以及電機(jī)需要輸出的功率。電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及電動(dòng)狀態(tài)特征曲線(xiàn)查詢(xún)到電機(jī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并反饋至電機(jī)單元；轉(zhuǎn)矩信號(hào)可以在監(jiān)控設(shè)備上顯示。在超級(jí)電容需要充電時(shí)，整車(chē)控制器根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)電狀態(tài)特征曲線(xiàn)查詢(xún)出電機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩，從而可以測(cè)試混合動(dòng)力車(chē)輛的充電性能。超級(jí)電容的電容容量(C) =電流(I) X時(shí)間(T)；超級(jí)電容工作電壓\ K/ + I); η表示某一時(shí)刻，n+l表示η的下一時(shí)亥lj，Δ t表示η與η+1的時(shí)間差。
I,2超級(jí)電容電池荷電狀態(tài)SOC : W =「； V為當(dāng)前電壓值，Vmax為電壓最大值；
max超級(jí)電容輸出能量E :E = O. 5CVmax2-0. 5CVmin2，[Vmaxi Vmin]表示超級(jí)電容合理的工作電壓范圍，Vmin為電壓最小值。
Zrf X u(t)dt超級(jí)電容等效內(nèi)阻R :R=98暈歐；超級(jí)電容效率— ~z; Id是放電電流，
jo Ic X u(i)di
I。是充電電流；u(t)表示是跟隨時(shí)間變化的量。
^ _0.5C(U2cm-U2cmm)充電效率A = f, w, 5 Ucmax, Uanin表示充電時(shí)的起始和截止電壓。
I放電效率=-JjlAA1- 。Udmax, Udmin表示放電時(shí)的起始和截止電壓。
O-SCliZrfma/-CZrfmm2)挖掘機(jī)工作時(shí)，負(fù)載的整體狀態(tài)可由前后泵的出口壓力體現(xiàn)，因此整車(chē)控制器可以根據(jù)前泵壓力、后泵壓力、以及流量計(jì)算得到負(fù)載功率需求，功率計(jì)算公式為=P=壓力X流量。根據(jù)該功率需求可以來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率是否能滿(mǎn)足要求，并且在不能滿(mǎn)足輸出功率的要求時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出相應(yīng)的功率。優(yōu)選地，所述仿真設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)或光纖與仿真監(jiān)測(cè)單元連接；該系統(tǒng)還包括監(jiān)
控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備與所述通信單元連接。在實(shí)際仿真的過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際的需求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單
元以及負(fù)載單元等設(shè)置不同的初始參數(shù)。表I顯示了各單元的輸入?yún)?shù)，表中各參數(shù)可以
通過(guò)IO或總線(xiàn)輸出至整車(chē)控制器。表I
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)，該仿真測(cè)試系統(tǒng)包括仿真設(shè)備以及仿真監(jiān)測(cè)單元；其特征在于，所述仿真設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及通信單元；所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及仿真監(jiān)測(cè)單元分別與所述通信單元連接；所述超級(jí)電容單元還與所述電機(jī)單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載單元用于將與負(fù)載關(guān)聯(lián)的參數(shù)經(jīng)所述通信單元輸入所述待測(cè)整車(chē)控制器；所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元用于接收待測(cè)整車(chē)控制器根據(jù)所述與負(fù)載關(guān)聯(lián)的參數(shù)計(jì)算出負(fù)載功率需求、并根據(jù)該負(fù)載功率需求計(jì)算的與發(fā)動(dòng)機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超級(jí)電容用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的最大輸出功率小于所述負(fù)載功率時(shí)，接收所述待測(cè)整車(chē)控制器發(fā)送的放電指令；所述電機(jī)單元用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的最大輸出功率小于所述負(fù)載功率時(shí)接收所述待測(cè)整車(chē)控制器根據(jù)所述負(fù)載功率與所述發(fā)動(dòng)機(jī)單兀的輸出功率之差計(jì)算的與電機(jī)單兀輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)單元還用于接收所述待測(cè)整車(chē)控制器發(fā)送的充電指令，以接收與電機(jī)單元回收能量關(guān)聯(lián)的參數(shù)并為所述超級(jí)電容充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)單元包括回轉(zhuǎn)電機(jī)單元和輔助電機(jī)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述與電機(jī)單元輸出功率關(guān)聯(lián)的參數(shù)為所述電機(jī)單元的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，和/或所述與電機(jī)單元回收能量關(guān)聯(lián)的參數(shù)為所述電機(jī)單元的發(fā)電轉(zhuǎn)矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于，所述電機(jī)單元的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速查詢(xún)電動(dòng)狀態(tài)特征曲線(xiàn)得到的，所述電機(jī)單元的發(fā)電轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速查詢(xún)電動(dòng)狀態(tài)特征曲線(xiàn)得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載功率需求根據(jù)前泵壓力、后泵壓力、以及流量計(jì)算得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)或光纖與仿真監(jiān)測(cè)單元連接；該系統(tǒng)還包括監(jiān)控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備與所述通信單元連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車(chē)輛的整車(chē)控制器仿真測(cè)試系統(tǒng)，該仿真測(cè)試系統(tǒng)包括仿真設(shè)備以及仿真監(jiān)測(cè)單元；所述仿真設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及通信單元；所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元、超級(jí)電容單元、電機(jī)單元、負(fù)載單元、以及仿真監(jiān)測(cè)單元分別與所述通信單元連接；所述超級(jí)電容單元還與所述電機(jī)單元連接。本發(fā)明的仿真測(cè)試系統(tǒng)可以根據(jù)輸入負(fù)載單元的參數(shù)(例如工況、負(fù)載有關(guān)的參數(shù)等)可以在不同工況下詳細(xì)測(cè)試整車(chē)控制器的控制邏輯和控制算法，減少設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提高研發(fā)效率，降低測(cè)試成本。
文檔編號(hào)G05B17/02GK102999043SQ201210548658
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者鄧洪濤, 陳凱, 陳華, 張遷 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司