一種車用動(dòng)力總成綜合性能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力總成測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于虛擬整車的車用動(dòng)力總成綜合測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球?qū)囕v節(jié)能減排要求的日益嚴(yán)格，車輛的動(dòng)力總成也由傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成向新型的純電動(dòng)動(dòng)力總成、混合動(dòng)力總成的方法發(fā)展。動(dòng)力總成的發(fā)展，在滿足節(jié)能減排要求的同時(shí)，也使得動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，由此帶來(lái)動(dòng)力總成測(cè)試、標(biāo)定、匹配工作量的急劇上升。傳統(tǒng)的動(dòng)力總成測(cè)試系統(tǒng)(如圖1所示)中，只包的基礎(chǔ)臺(tái)架模塊18和基于工控機(jī)19的上位機(jī)采集、記錄、控制軟件，實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)與控制主要依賴實(shí)驗(yàn)人員的人工控制，自動(dòng)化程度低；實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的控制局限于總成油門、測(cè)功機(jī)加載等直接控制量；動(dòng)力總成測(cè)試只能夠進(jìn)行部件、總成級(jí)別的測(cè)試，無(wú)法進(jìn)行整車環(huán)境下的測(cè)試，也無(wú)法考慮人-車-路的協(xié)調(diào)控制與測(cè)試；實(shí)驗(yàn)記錄僅局限于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程無(wú)記錄，無(wú)法完整的再現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在這種情況下，傳統(tǒng)的動(dòng)力總成測(cè)試臺(tái)架自動(dòng)化程度低、功能單一的缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，難以勝任復(fù)雜的新型動(dòng)力總成的測(cè)試、標(biāo)定、匹配的要求。
[0003]國(guó)內(nèi)外的車用動(dòng)力總成從業(yè)者將注意力都投在了動(dòng)力總成技術(shù)的改進(jìn)上，而對(duì)于動(dòng)力總成測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)研宄較少，且現(xiàn)有的研宄在傳統(tǒng)測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較少的改動(dòng)，如發(fā)明專利 CN201210162174.9、CN200610063746.2、CN200410012522.X 都是對(duì)臺(tái)架本身進(jìn)行了較少的改動(dòng)，對(duì)于傳統(tǒng)臺(tái)架自動(dòng)化程度低、功能單一的缺點(diǎn)并無(wú)顯著的改善。
[0004]專利CN101916519A公開一種用于電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域的駕駛模擬試驗(yàn)方法，該方法是通過(guò)對(duì)目標(biāo)車速-時(shí)間參數(shù)、不同車輛技術(shù)參數(shù)等的設(shè)置，通過(guò)整車動(dòng)力計(jì)算和匹配得到不同車速下的轉(zhuǎn)速等不同命令，讓電動(dòng)汽車動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)架各部件進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，從而完成預(yù)定的不同道路工況、不同車輛模型下的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)，在試驗(yàn)結(jié)束后可根據(jù)采集記錄到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得到動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)性能分析報(bào)告，完成電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)在試驗(yàn)臺(tái)架上的司機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)。在該專利中，實(shí)現(xiàn)了在臺(tái)架上進(jìn)行汽車動(dòng)力系統(tǒng)的測(cè)試功能，但對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力計(jì)算機(jī)匹配沒(méi)有詳細(xì)的闡述，沒(méi)有對(duì)考慮司機(jī)駕駛行為對(duì)整車測(cè)試造成的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)記錄、分析程缺乏相關(guān)的闡述且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析只能離線進(jìn)行，此外，此該實(shí)驗(yàn)方法還拋棄了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架所能進(jìn)行的部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等)測(cè)試功能，設(shè)備利用率不夠高。
[0005]專利CN103149027A公開的一種車輛傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法首先由駕駛員操作駕駛模擬單元，根據(jù)駕駛模擬單元中存儲(chǔ)的路況信息，模擬各種工況下傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀況，并將駕駛員操作試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，在駕駛員對(duì)各種工況都模擬完之后，開始進(jìn)入無(wú)駕駛員操作模式，由控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)被測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)在無(wú)駕駛員操作模式下，反復(fù)模擬各種工況，完成相關(guān)試驗(yàn)。該專利解決了傳統(tǒng)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)固有工況循環(huán)系統(tǒng)不能準(zhǔn)確反應(yīng)汽車實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)性能指標(biāo)的問(wèn)題。該專利通過(guò)引入真實(shí)駕駛員對(duì)動(dòng)力總成進(jìn)行控制，克服固有循環(huán)工況不能車輛實(shí)際運(yùn)行工況的缺點(diǎn)，但本專利對(duì)車輛、路況信息如何反饋給駕駛員未進(jìn)行闡述；對(duì)駕駛循環(huán)的復(fù)現(xiàn)，采用了直接記錄其行為數(shù)據(jù)的方法，此方法的缺陷是記錄的行為數(shù)據(jù)僅僅適用于與之相對(duì)應(yīng)的循環(huán)工況，而不適用于新的工況，從另一個(gè)方面說(shuō)，在面對(duì)新的工況時(shí)此方法無(wú)法脫離真實(shí)駕駛員的操作；此外，此實(shí)驗(yàn)臺(tái)與專利CN101916519A—樣拋棄了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架所能進(jìn)行的部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等)測(cè)試功能，設(shè)備利用率不夠高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試、標(biāo)定、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)；能夠進(jìn)行部件級(jí)、總成級(jí)和整車級(jí)實(shí)驗(yàn)；自動(dòng)化程度高、功能完善、實(shí)驗(yàn)過(guò)程可再現(xiàn)的車用動(dòng)力總成綜合性能測(cè)試系統(tǒng)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種車用動(dòng)力總成綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，它包括:
[0009]基礎(chǔ)臺(tái)架模塊，執(zhí)行綜合實(shí)驗(yàn)管理模塊發(fā)送的動(dòng)力總成控制指令和測(cè)功系統(tǒng)控制指令，測(cè)量臺(tái)架的狀態(tài)信息，然后將臺(tái)架的狀態(tài)信息提供給綜合實(shí)驗(yàn)管理模塊；
[0010]綜合實(shí)驗(yàn)管理模塊，所述的綜合實(shí)驗(yàn)管理模塊包括:
[0011]綜合信息采集單元，所述的綜合信息采集單元用于對(duì)基礎(chǔ)臺(tái)架模塊的狀態(tài)信息進(jìn)行采集、匯總，并將匯總后的信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后傳輸給優(yōu)化標(biāo)定單元、安全監(jiān)控單元和人-車-路模擬模塊，同時(shí)，它還能夠?qū)?yōu)化標(biāo)定單元、安全監(jiān)控單元和人-車-路模擬模塊的控制指令進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給基礎(chǔ)臺(tái)架模塊；
[0012]實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單元，所述的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單元用于根據(jù)用戶實(shí)際需求進(jìn)行本測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)流程的創(chuàng)建、編輯、存儲(chǔ)和編譯并將編譯后的實(shí)驗(yàn)流程發(fā)送給優(yōu)化標(biāo)定單元；
[0013]優(yōu)化標(biāo)定單元，所述的優(yōu)化標(biāo)定單元用于接收來(lái)自于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單元編譯過(guò)的實(shí)驗(yàn)流程，并調(diào)用來(lái)自于綜合信息采集單元的臺(tái)架狀態(tài)信息，對(duì)動(dòng)力總成進(jìn)行性能測(cè)試或優(yōu)化標(biāo)定；在標(biāo)定過(guò)程中，優(yōu)化標(biāo)定單元依據(jù)來(lái)自于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單元所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)流程生成動(dòng)力總成控制指令和測(cè)功系統(tǒng)控制指令并通過(guò)綜合信息采集單元將這些指令發(fā)送到基礎(chǔ)臺(tái)架模塊的動(dòng)力總成系統(tǒng)和測(cè)功系統(tǒng)；
[0014]安全監(jiān)控單元，所述的安全監(jiān)控單元用于接收綜合信息采集單元輸出的基礎(chǔ)臺(tái)架模塊的狀態(tài)信息，對(duì)基礎(chǔ)臺(tái)架模塊的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)中斷當(dāng)前實(shí)驗(yàn)流程，安全監(jiān)控單元取代優(yōu)化標(biāo)定單元，向?qū)嶒?yàn)臺(tái)架輸出故障信號(hào)或停機(jī)信號(hào)使臺(tái)架進(jìn)入故障模式或停機(jī)，同時(shí)向?qū)嶒?yàn)人員輸出故障提示信息；
[0015]人-車-路模擬模塊，所述的人-車-路模擬模塊包括人-車-路建模平臺(tái)，模擬駕駛艙和人-車-路實(shí)時(shí)運(yùn)行平臺(tái)；其中人-車-路建模平臺(tái)包含三種模型:司機(jī)模型、車輛模型和道路模型；
[0016]所述的司機(jī)模型讀取車輛模型輸出的當(dāng)前的車輛狀態(tài)信息以及道路模型輸出的目標(biāo)車速信息和當(dāng)前的路況信息，并依據(jù)這些信息計(jì)算獲得車輛模型所需要的整車控制信息，并將以上控制信息發(fā)送給車輛模型；
[0017]所述的車輛模型是一個(gè)不含動(dòng)力總成的整車動(dòng)力學(xué)模型，車輛模型與基礎(chǔ)臺(tái)架模塊上的動(dòng)力總成單元構(gòu)成一個(gè)半實(shí)物虛擬整車；車輛模型讀取司機(jī)模型或模擬駕駛艙輸出的整車控制信息并將整車控制信息通過(guò)綜合信息采集單元發(fā)送給基礎(chǔ)臺(tái)架模塊動(dòng)力總成單元，動(dòng)力總成單元接受整車控制信息并輸出相應(yīng)的動(dòng)力；同時(shí)車輛模型讀取動(dòng)力總成單元6的狀態(tài)信息、道路模型輸出的路況信息，并依據(jù)以上信息計(jì)算當(dāng)前車輛動(dòng)力總成所受的阻力矩，并將該阻力矩通過(guò)綜合信息采集單元發(fā)動(dòng)到測(cè)功單元上，通過(guò)測(cè)功機(jī)實(shí)現(xiàn)該阻力矩；
[0018]所述的道路模型用于讀取車輛模型輸出的車輛行駛里程，查詢道路模型預(yù)置的脈譜圖，獲得當(dāng)前位置上的路況信息和目標(biāo)車速信息并輸出給司機(jī)模型，同時(shí)將將路況信息輸出到車輛模型；
[0019]所述模擬駕駛艙是車輛模型和道路模型與真實(shí)駕駛員的接口，由車輛操作機(jī)構(gòu)(包括方向盤、加速踏板、制動(dòng)踏板、離合踏板、換擋手柄)和顯示反饋機(jī)構(gòu)(如液晶顯示屏)構(gòu)成。真實(shí)駕駛員操作車輛操作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬整車的控制；真實(shí)駕駛員通過(guò)查看顯示反饋機(jī)構(gòu)獲取當(dāng)前車輛、道路相關(guān)信息。由真實(shí)駕駛員操控的模擬駕駛艙，可以替代人-車-路建模平臺(tái)中的司機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)、更加靈活的車輛控制信息輸入。
[0020]所述的人-車-路實(shí)時(shí)運(yùn)行平臺(tái)，是一個(gè)基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，用于使人-車-路建模平臺(tái)中建立的司機(jī)模型、車輛模型和道路模型在其內(nèi)部實(shí)時(shí)運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)車輛模型與基礎(chǔ)臺(tái)架模塊通過(guò)綜合信息采集單元進(jìn)行實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)交換；當(dāng)車輛模型的控制信息來(lái)自于模擬駕駛艙時(shí)，實(shí)時(shí)運(yùn)行平臺(tái)還負(fù)責(zé)接收來(lái)自于模擬駕駛艙的整車控制信息，并傳遞給車輛模型。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]1.設(shè)計(jì)并增加綜合實(shí)驗(yàn)管理模塊，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)功能、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)流程控制功能和計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)安全管理功能，利用該模塊，實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的控制可以直接對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?shí)驗(yàn)流程進(jìn)行控制，無(wú)需關(guān)注底層的油門控制、測(cè)功機(jī)加載控制等。
[0023]2.設(shè)計(jì)并增加人-車-路模擬模塊，利用模塊內(nèi)的車輛模型與臺(tái)架上的動(dòng)力總成構(gòu)成虛擬整車，可以進(jìn)行整車級(jí)別的測(cè)試，結(jié)合司機(jī)模型(或模擬駕駛艙)、道路模型，可以進(jìn)行人-車-路的協(xié)同控制與測(cè)試，可以替代部分整車道路測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
[0024]3.設(shè)計(jì)并增加實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理模塊，記錄包括實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)設(shè)備參數(shù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)、軟硬件配置環(huán)境參數(shù)、設(shè)定實(shí)驗(yàn)流程參數(shù)、實(shí)際實(shí)驗(yàn)流程參數(shù)等實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的全息記錄，使得臺(tái)架上的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)成為可能。
[0025]4.設(shè)計(jì)并增加遠(yuǎn)程信息服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)臺(tái)架的遠(yuǎn)程訪問(wèn)與控制