一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置及方法，該裝置采用PCI接口和微處理器進行通信，具有可靠性高、數據傳輸率高以及可擴展性好的特點；采用動力部件的數學模型模擬實際的動力部件的工作狀態，大大降低了系統的成本；裝置包括微處理器單元、PCI總線處理單元、顯示單元、接口板卡；顯示單元和PCI總線處理單元均與微處理器單元相連，接口板卡通過PCI總線與PCI總線處理單元相連，接口板卡與待測整車控制器相連，能夠方便的對整車結構、相關動力部件參數、操作譜好/路譜以及接口板的端口屬性進行配置，系統的通用性較強；采用該發明專利技術對混合動力整車控制器進行測試，縮短了測試周期，降低了測試成本，且測試結果穩定性好，精度高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
環境污染、能源危機的日益嚴重以及城市平衡電網負荷的需求促使了混合動力汽車的蓬勃發展。目前，國內化各大汽車廠商、零部件企業、學校和科研機構都正在積極的對混合動力汽車開展研究。整車控制系統負責解析駕駛員的操作指令、管理各動力部件的工作狀態并負責整車的網絡管理，是混合動力汽車的神經中樞。整車控制系統的穩定、可靠是整車穩定、可靠的重要保障，整車控制算法的性能直接影響車輛的排放性能、動力性能和經濟性能。鑒于目前混合動力汽車正處于開發研究階段，技術尚未成熟，對整車控制系統控制算法的仿真和測試成為了開發過程中不可或缺的重要環節。為了解決整車控制系統的仿真和測試問題，常見的做法有:①搭建專用的仿真和測試臺架；②實車測試。上述三種方法都能實現對整車控制系統的基本的仿真和測試，但同時也都存在很大不足。方法①所需的的設備成本很高，多數企業和研究機構難以負擔，方法②所需要測試周期較長、測試成本也較高。
技術實現思路
本專利技術提出了，用于解決對混合動力汽車整車控制器測試周期長、耗費較大且不穩定的問題。本專利技術采用如下技術方案:一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，包括微處理器單元、PCI總線處理單元、顯示單元、接口板卡；顯示單元和PCI總線處理單元均與微處理器單元相連，接口板卡通過PCI總線與PCI總線處理單元相連，接口板卡與待測整車控制器相連。所述接口板卡包括4路模擬一數字接口、4路數字一模擬接口、16路開關量信號采集接口、16路開關量信號輸出接口、6路脈沖頻率信號采集接口、6路脈沖頻率信號輸出接口和2路CAN總線接口。微處理器單元為S3C2460ARM9微控制器。一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試方法，采用所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，通過微處理器單元中的駕駛員模型輸出操作信號至接口板卡，接口板卡將操作信號傳輸至待測試的整車控制器；整車控制器接收到操作信號后返回控制指令至接口板卡，由接口板卡將控制指令傳送至微處理器單元，微處理器單元將控制指令轉化為動力部件數學模型的輸入參數進行仿真，仿真過程中的狀態數據通過接口板卡傳送至被測試的整車控制器；最后通過微處理器單元中的車輛速度模型計算得到車輛速度，整個仿真及測試過程的數據發送至顯示模塊予以顯示。所述顯示單元包括手動輸入單元、驅動系結構配置單元、動力部件參數設置單元、整車參數設置單元、操作譜/路譜設置單元、接口板端口配置單元和結果輸出單元。所述駕駛員模型用于模擬駕駛員的實際操作行為；駕駛員模型的輸出信號包括油門開度D_Accelerator、檔位信號D_Gear、鑰匙信號D_Key、制動信號D_Brake、手剎信號D_HandBrake、緊急信號D_Emergency和行車模式信號 D_Mode。所述動力部件數學模型包括發動機模型、主電機模型、I SG電機模型、變速器模型、離合器模型、力矩耦合機構模型及減速器模型；其中，發動機模型根據發動機的轉速、轉矩以及功率外特性曲線，進行插值計算得到當前發動機的輸出轉矩，利用發動機的萬有特性圖進行插值得到發動機的實時燃油消耗率，通過對實時燃油消耗率的積分得到發動機累計油耗；其輸入信號包括發動機啟停信號E_Start、發動機油門信號E_Thr0ttle ;輸出信號包括發動機轉速E_Speed ；主電機模型根據電機的轉速、轉矩以及功率的外特性曲線，輸出當前電機的轉速，根據電機的驅動功率，電池模型輸出電池的荷電狀態S0C(State of Charge)和實時電壓；主電機模型的輸入信號包括轉矩M_Torque、旋轉方向M_RDirection、轉矩方向M_TDirection、電機啟停信號M_Start ;輸出信號包括電機轉速M_Speed ；ISG電機的模型與主電機模型相同；變速器模型輸入信號為檔位G_Gear，變速器的在檔的轉速轉矩傳遞公式分別為:權利要求1.一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，其特征在于，包括微處理器單元、PCI總線處理單元、顯示單元、接口板卡；顯示單元和PCI總線處理單元均與微處理器單元相連，接口板卡通過PCI總線與PCI總線處理單元相連，接口板卡與待測整車控制器相連。2.根據權利要求1所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，其特征在于，所述接口板卡包括4路模擬一數字接口、4路數字一模擬接口、16路開關量信號采集接口、16路開關量信號輸出接口、6路脈沖頻率信號采集接口、6路脈沖頻率信號輸出接口和2路CAN總線接口。3.根據權利要求1所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，其特征在于，微處理器單元為S3C2460ARM9微控制器。4.一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試方法，其特征在于，采用權利要求1-3任一項所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，通過微處理器單元中的駕駛員模型輸出操作信號至接口板卡，接口板卡將操作信號傳輸至待測試的整車控制器；整車控制器接收到操作信號后返回控制指令至接口板卡，由接口板卡將控制指令傳送至微處理器單元，微處理器單元將控制指令轉化為動力部件數學模型的輸入參數進行仿真，仿真過程中的狀態數據通過接口板卡傳送至被測試的整車控制器；最后通過微處理器單元中的車輛速度模型計算得到車輛速度，整個仿真及測試過程的數據發送至顯示模塊予以顯示。5.根據權利要求4所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試方法，其特征在于，所述顯示單元包括手動輸入單元、驅動系結構配置單元、動力部件參數設置單元、整車參數設置單元、操作譜/路譜設置單 元、接口板端口配置單元和結果輸出單元。6.根據權利要求5所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試方法，其特征在于，所述駕駛員模型用于模擬駕駛員的實際操作行為； 駕駛員模型的輸出信號包括油門開度D_Accelerator、檔位信號D_Gear、鑰匙信號D_Key、制動信號D_Brake、手剎信號D_HandBrake、緊急信號D_Emergency和行車模式信號D_Mode。7.根據權利要求6所述的混合動力汽車整車控制器的仿真與測試方法，其特征在于，所述動力部件數學模型包括發動機模型、主電機模型、ISG電機模型、變速器模型、離合器模型、力矩耦合機構模型及減速器模型； 其中，發動機模型根據發動機的轉速、轉矩以及功率外特性曲線，進行插值計算得到當前發動機的輸出轉矩，利用發動機的萬有特性圖進行插值得到發動機的實時燃油消耗率，通過對實時燃油消耗率的積分得到發動機累計油耗；其輸入信號包括發動機啟停信號E_Start、發動機油門信號E_Throttle ;輸出信號包括發動機轉速E_Speed ； 主電機模型根據電機的轉速、轉矩以及功率的外特性曲線，輸出當前電機的轉速，根據電機的驅動功率，電池模型輸出電池的荷電狀態S0C(State of Charge)和實時電壓； 主電機模型的輸入信號包括轉矩M_Torque、旋轉方向M_RDirection、轉矩方向M_TDirection、電機啟停信號M_Start ;輸出信號包括電機轉速M_Speed ； ISG電機的模型與主電機模型相同； 變速器模型輸入信號為檔位G_Gear，變速器的在檔的轉速轉矩傳遞公式分別為:ω8ο=ω8 / 8Tgo=TgiXigX η式中，《g。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合動力汽車整車控制器的仿真與測試裝置，其特征在于，包括微處理器單元、PCI總線處理單元、顯示單元、接口板卡；顯示單元和PCI總線處理單元均與微處理器單元相連，接口板卡通過PCI總線與PCI總線處理單元相連，接口板卡與待測整車控制器相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王耀南，申永鵬，孟步敏，劉東奇，周翔，袁潔，鄧凱峰，賀俊杰，盧月紅，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：