一種汽車動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車性能與運(yùn)行工況具有密切關(guān)系，在不同工況下其性能差異很大，因此，通?；谔囟ür設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。作為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施，試驗(yàn)臺(tái)必需具有動(dòng)態(tài)工況模擬功能；一般的測(cè)功機(jī)試驗(yàn)臺(tái)工況模擬功能的是通過手動(dòng)操作的電動(dòng)踏板和負(fù)載調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的，只能進(jìn)行簡單的穩(wěn)態(tài)工況模擬，不具備模擬動(dòng)態(tài)工況的功能，亟需改進(jìn)。
[0003]中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)枮?01010150993)涉及一種純電動(dòng)汽車動(dòng)力性仿真系統(tǒng)。其特征在于包括電池模塊、電機(jī)模塊、整車模塊、控制器模塊、循環(huán)工況模塊和顯示器模塊，整車模塊中還包括制動(dòng)模塊，制動(dòng)模塊中包括附著子模塊，控制器模塊采用PWM斬波進(jìn)行控制，該系統(tǒng)基于matlab軟件對(duì)平地和爬坡工況、循環(huán)工況進(jìn)行仿真。上述一種純電動(dòng)汽車動(dòng)力性仿真系統(tǒng)，不僅可以模擬仿真汽車動(dòng)力性的3個(gè)指標(biāo):最高車速、加速能力、最大爬坡度，還可以模擬仿真循環(huán)工況，以預(yù)測(cè)汽車的續(xù)駛里程，也可以模擬汽車的制動(dòng)情況，預(yù)測(cè)出汽車的最小制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間，用戶可以通過采用矩陣運(yùn)算的方式優(yōu)化出汽車的最佳傳動(dòng)比以提高汽車的動(dòng)力性和續(xù)駛里程。
[0004]上述方法屬于軟件仿真方法，由于受動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的限制，單純的軟件仿真難以得到精確結(jié)果，結(jié)果的可信性、可用性必須通過其它途徑來檢驗(yàn)。
[0005]中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)枮?01210119738)涉及一種純電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)匹配評(píng)價(jià)試驗(yàn)臺(tái)。包括CAN總線、USB-To-USB卡1、整車控制器、信息單元1、信息單元2、電機(jī)控制器、信息單元3、電池管理系統(tǒng)、充電機(jī)控制器、信息單元4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及USB-To-USB卡2、工控機(jī)1、工控機(jī)2等。利用本純電動(dòng)汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)匹配評(píng)價(jià)試驗(yàn)臺(tái)中交流電力測(cè)功機(jī)模擬特定道路工況循環(huán)，可以對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)匹配方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，通過優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)等方法，確定最優(yōu)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)匹配方案。還可對(duì)實(shí)際車輛應(yīng)用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)與道路工況的適應(yīng)性。
[0006]中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)枮?00910104181)公開了一種混合動(dòng)力總成性能匹配試驗(yàn)臺(tái)架，它包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU、發(fā)電/電動(dòng)一體化電機(jī)ISG、電機(jī)控制器IPU、動(dòng)力電池組、電池管理系統(tǒng)B⑶、整車控制器HCU、直流轉(zhuǎn)換器DC/DC、換檔機(jī)構(gòu)、離合器踏板、制動(dòng)踏板、加速踏板、兩臺(tái)測(cè)功機(jī)、臺(tái)架控制系統(tǒng)和快速控制原型dSPACE。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上模擬了整車狀態(tài)，將混合動(dòng)力系統(tǒng)的主要部件、動(dòng)力電池組及B⑶、HCU、IPU、DC/DC模擬整車狀態(tài)布置，結(jié)構(gòu)緊湊，試驗(yàn)方案簡單，易于在試驗(yàn)臺(tái)架上實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力總成的性能匹配，可以模擬整車進(jìn)行NEDC等工況試驗(yàn)。
[0007]以上專利文獻(xiàn)所涉及的動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，均包括測(cè)功機(jī)，用于模擬道路、空氣等阻力產(chǎn)生的實(shí)際負(fù)載，使動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行，檢測(cè)主要設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)計(jì)算分析動(dòng)力系統(tǒng)整體效率、能源消耗等，以評(píng)價(jià)動(dòng)力系統(tǒng)性能。但上述兩種動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)只能進(jìn)行簡單的穩(wěn)態(tài)工況模擬。
[0008]中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)枮?013100763022)披露了一種車輛傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)方法及實(shí)施該方法的試驗(yàn)臺(tái)。其方案不僅涉及測(cè)功機(jī)、整車控制器等傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的部件，還包括駕駛模擬單元，用于獲取一系列的駕駛操作(包括離合器動(dòng)作、油門動(dòng)作、制動(dòng)動(dòng)作等)形成的控制信號(hào)，將這些控制信號(hào)用于被測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作，從而可以由控制系統(tǒng)回放駕駛員的操作過程，反復(fù)、長期對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。這種方案引入了模擬駕駛的概念，能夠一定程度上真實(shí)的體現(xiàn)動(dòng)態(tài)工況下得動(dòng)力系統(tǒng)性能。
[0009]中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)枮?013100763022)所提出的方案，需要由駕駛員上試驗(yàn)臺(tái)操作一番，再形成一系列(包括離合器動(dòng)作、油門動(dòng)作、制動(dòng)動(dòng)作等)的控制信號(hào)，然后不斷回放這些控制信號(hào)，重復(fù)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。其方案首先需要經(jīng)驗(yàn)老道的駕駛員上試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行操作，對(duì)駕駛員有一定要求；而且，試驗(yàn)臺(tái)畢竟不是實(shí)車道路環(huán)境，通過駕駛員操作獲得的控制信號(hào)距離真實(shí)情況仍有一定差異。因此該方案模擬的真實(shí)性和自動(dòng)化程度仍存在一定缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，用以解決的現(xiàn)有測(cè)試方法對(duì)動(dòng)態(tài)工況的模擬不夠真實(shí)的問題。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括:
[0012]一種汽車動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，包括:
[0013]負(fù)載模擬單元，用于模擬道路負(fù)載，并且與待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)連接；
[0014]試驗(yàn)控制單元，用于控制所述負(fù)載模擬單元；
[0015]還設(shè)有一個(gè)駕駛員模擬單元，所述駕駛員模擬單元的輸入接口用于輸入工況信息；所述駕駛員模擬單元設(shè)有用于與待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器連接的接口和用于獲取實(shí)際車速的接口；
[0016]所述工況信息至少包括實(shí)時(shí)的給定車速；所述駕駛員模擬單元通過對(duì)比實(shí)際車速和給定車速，產(chǎn)生控制信號(hào)，整車控制器接收所述控制信號(hào)，使待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)按照實(shí)時(shí)的給定車速運(yùn)行。
[0017]所述試驗(yàn)臺(tái)還包括驅(qū)動(dòng)模擬單元，用于模擬驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
[0018]所述試驗(yàn)控制單元控制連接所述驅(qū)動(dòng)模擬單元，并且設(shè)有用于與待測(cè)試動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器通信的通信接口。
[0019]所述試驗(yàn)控制單元采樣連接所述負(fù)載模擬單元；所述駕駛員模擬單元與所述試驗(yàn)控制單元通信連接，以獲取所述實(shí)際車速。
[0020]所述駕駛員模擬單元控制連接加速踏板執(zhí)行器和制動(dòng)執(zhí)行器，加速踏板執(zhí)行器和制動(dòng)執(zhí)行器用于驅(qū)動(dòng)加速踏板和制動(dòng)踏板。
[0021]所述負(fù)載模擬單元為負(fù)載測(cè)功機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)模擬單元為驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)；所述試驗(yàn)控制單元采樣連接設(shè)置在負(fù)載測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0022]本實(shí)用新型提出的工況自動(dòng)測(cè)試臺(tái)，不需要任何駕駛?cè)藛T進(jìn)行操作，全自動(dòng)的進(jìn)行測(cè)試；而且采用的工況信息包括速度信息，自動(dòng)生成操作指令，而不是記錄操作指令本身，模擬的真實(shí)性強(qiáng)。
[0023]工況信息設(shè)置為速度、時(shí)間信息，非常適合對(duì)城市公交車輛進(jìn)行測(cè)試。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，一種汽車動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，包括:
[0032]負(fù)載模擬單元，用于模擬道路負(fù)載，并且與待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)連接；負(fù)載模擬單元一般選擇為受控旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如測(cè)功機(jī)。
[0033]試驗(yàn)控制單元，用于控制所述負(fù)載模擬單元；試驗(yàn)控制單元，根據(jù)提前設(shè)置好的車輛信息，如車重、迎風(fēng)面積、道路阻力等參數(shù)，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前實(shí)際車速，利用車輛動(dòng)力學(xué)原理，計(jì)算車輛所受阻力，將阻力以目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的形式傳遞給負(fù)載模擬單元。
[0034]一個(gè)駕駛員模擬單元，所述駕駛員模擬單元的輸入接口用于輸入工況信息，并且還設(shè)有用于與待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制器連接的控制接口，以及獲取實(shí)際車速的接口 ；
[0035]所述工況信息至少包括實(shí)時(shí)的給定車速；所述駕駛員模擬單元通過對(duì)比實(shí)際車速和給定車速，產(chǎn)生控制信號(hào)到所述整車控制器，使待測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)按照實(shí)時(shí)的給定車速運(yùn)行。
[0036]駕駛員模擬單元采用閉環(huán)控制，根據(jù)工況信息中的目標(biāo)車速減去通過傳感器采集計(jì)算獲得的實(shí)際車速的差值，若差值為正，說明實(shí)際車速小于目標(biāo)車速，進(jìn)行加速，如果差值為負(fù)，說明實(shí)際車速大于目標(biāo)車速，進(jìn)行制動(dòng)控制。產(chǎn)生的加速或者制動(dòng)通過上述