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

背景技術：

1、混合動力汽車開發(fā)過程中為滿足國家排放要求，需在第三方實驗室進行電量消耗（cd）測試及電量保持（cs）測試，該實驗所進行試驗循環(huán)為wltc（全球統(tǒng)一輕型車測試循環(huán)）。實驗室進行上述測試具有測試成本高、測試過程復雜及車輛狀態(tài)調(diào)整較難等問題。

2、硬件在環(huán)（hil）測試系統(tǒng)，連接控制器，模擬整車環(huán)境進行仿真，已被成功驗證可在車輛開發(fā)過程中降低成本，提高軟件開發(fā)效率。目前的混合動力整車的油耗測試，除采用整車真實油耗測試外，絕大部分均采用軟件分析方式計算，整車測試往往復雜、效率低，且測試成本高；純軟件分析進行油耗測試的條件往往過于理想，與實際差別較大。在此基礎上，通過上位機在硬件在環(huán)測試系統(tǒng)軟件中搭建wltc油耗仿真測試環(huán)境，可以有效預估車輛油耗，在控制器軟件開發(fā)階段提供整車油耗控制策略開發(fā)支撐，及時進行策略改進優(yōu)化。

技術實現(xiàn)思路

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

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

3、硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，采用scalexio系統(tǒng)作為實時仿真控制系統(tǒng)，

4、真實控制器，包括整車控制器和混動變速箱控制器，通過運行兩控制器內(nèi)置集成的真實模型軟件參與硬件在環(huán)測試，

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)測試系統(tǒng)控制模擬指定工況，通過設置環(huán)境參數(shù)及車輛參數(shù)模擬整車運行環(huán)境；

6、油耗測試仿真系統(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行，通過駕駛員速度控制系統(tǒng)模擬油耗測試；

7、上位機，用于實時監(jiān)控并控制整車環(huán)境仿真系統(tǒng)、真實控制器及wltc油耗仿真模型的執(zhí)行過程、結果及各種實時測試數(shù)據(jù)。

8、進一步地，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)通過速度前饋調(diào)節(jié)和pi調(diào)節(jié)控制車輛油門踏板信號和制動踏板信號。

9、更進一步地，所述速度前饋調(diào)節(jié)預設置速度前饋時間閾值，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，計算閾值時間車速目標所需的輪端需求扭矩，分別根據(jù)車速-制動踏板輸出扭矩關系和車速-油門踏板輸出扭矩關系計算得出閾值時間車速目標所需的制動踏板開度與油門踏板開度，并將該開度值傳遞給pi調(diào)節(jié)。

10、更進一步地，所述pi調(diào)節(jié)以當前車速與目標車速的速度差值為目標，通過比例-積分調(diào)節(jié)方式，快速調(diào)節(jié)速度差值為零，并給出相應的油門踏板信號和制動踏板信號。

11、進一步地，所述wltc油耗仿真模型包括wltc目標車速模型、駕駛員速度控制系統(tǒng)、油耗計算模型、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)將油門踏板信號和制動踏板信號輸出到真實控制器，整車控制器根據(jù)整車物理模型輸出車輛混合動力驅動方式及變速箱實際檔位、輸出扭矩，驅動車輛根據(jù)目標車速行駛。

12、進一步地，所述駕駛員速度控制系統(tǒng)進行真實wltc油耗測試速度目標跟隨操作，整車物理模型響應反饋，根據(jù)發(fā)動機萬有特性曲線構建油耗計算方程，仿真計算車輛wltc油耗測試結果。

13、進一步地，所述scalexio系統(tǒng)包括ds2680?i/o板卡和ds2671通信板卡，所述上位機與硬件在環(huán)測試系統(tǒng)通過ds2671通信板卡連接。

14、進一步地，所述真實控制器與硬件在環(huán)測試系統(tǒng)通過can總線通信連接。

15、進一步地，所述整車物理模型包括發(fā)動機動力模型、底盤傳動模型、動力電池模型、動力電機模型、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：采用該測試系統(tǒng)能夠在整車控制器控制策略開發(fā)階段，預測和仿真整車時進行wltc油耗測試的運行工況及真實油耗，縮短混合動力整車開發(fā)周期，降低混合動力整車開發(fā)成本；

18、本發(fā)明中通過上位機可以實時標定整車環(huán)境仿真系統(tǒng)及油耗測試仿真系統(tǒng)，使整車環(huán)境仿真系統(tǒng)可以根據(jù)整車油耗測試工況運行，可以使wltc油耗仿真測試結果與wltc實驗室真實測試結果保持一致，從而提高真實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)通過前饋調(diào)節(jié)及pi調(diào)節(jié)作用制動踏板及加速油門踏板，系統(tǒng)控制精度高，響應性快，可以有效滿足駕駛員模擬跟隨目標速度曲線任務，準確仿真整車車輛速度控制。

技術特征：

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

2.根據(jù)權利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(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)通過速度前饋調(diào)節(jié)和pi調(diào)節(jié)控制車輛油門踏板信號和制動踏板信號。

3.根據(jù)權利要求2所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(tǒng)，其特征在于：所述速度前饋調(diào)節(jié)預設置速度前饋時間閾值，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，計算閾值時間車速目標所需的輪端需求扭矩，分別根據(jù)車速-制動踏板輸出扭矩關系和車速-油門踏板輸出扭矩關系計算得出閾值時間車速目標所需的制動踏板開度與油門踏板開度，并將該開度值傳遞給pi調(diào)節(jié)。

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

5.根據(jù)權利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(tǒng)，其特征在于：所述wltc油耗仿真模型包括wltc目標車速模型、駕駛員速度控制系統(tǒng)、油耗計算模型、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)將油門踏板信號和制動踏板信號輸出到真實控制器，整車控制器根據(jù)整車物理模型輸出車輛混合動力驅動方式及變速箱實際檔位、輸出扭矩，驅動車輛根據(jù)目標車速行駛。

6.根據(jù)權利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(tǒng)，其特征在于：所述駕駛員速度控制系統(tǒng)進行真實wltc油耗測試速度目標跟隨操作，整車物理模型響應反饋，根據(jù)發(fā)動機萬有特性曲線構建油耗計算方程，仿真計算車輛wltc油耗測試結果。

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

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

9.根據(jù)權利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(tǒng)，其特征在于：所述整車物理模型包括發(fā)動機動力模型、底盤傳動模型、動力電池模型、動力電機模型、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)權利要求1所述的控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(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)。

技術總結
本發(fā)明涉及混合動力汽車硬件在環(huán)測試技術領域，尤其是一種控制器在環(huán)的混合動力整車油耗仿真測試系統(tǒng)，其包括硬件在環(huán)測試系統(tǒng)、整車環(huán)境仿真系統(tǒng)、真實控制器、油耗測試仿真系統(tǒng)和上位機，已加載整車環(huán)境仿真系統(tǒng)及油耗測試仿真系統(tǒng)的硬件在環(huán)測試系統(tǒng)與整車真實控制器通過CAN總線連接，并通過上位機進行控制；其中，硬件在環(huán)測試系統(tǒng)作為硬件在環(huán)載體，整車環(huán)境仿真系統(tǒng)通過設置環(huán)境參數(shù)及車輛參數(shù)仿真整車運行環(huán)境；真實控制器作為硬件在環(huán)控制對象；油耗測試仿真系統(tǒng)模擬完成油耗測試。本發(fā)明測試系統(tǒng)能夠模擬混合動力整車進行WLTC油耗仿真測試，有效預測和測試混合動力整車的運行工況及真實油耗，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

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