[发明专利]混合动力汽车半实物仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车测试领域，具体涉及一种混合动力汽车半实物仿真系统。

背景技术

传统混合动力汽车测试主要分为三个阶段：计算机模拟测试、台架试验测试、实际道路测试(如图1所示)。

计算机模拟测试是将车辆参数、行驶工况、模拟驾驶员操作输入计算机，通过运算得到结果，耗时时间最短，成本最低。混合动力汽车主要研究是对象发动机和电机的匹配。发动机的转矩、转速、节气门的闭合时机，电机的转矩、转速，电池的剩余电量、控制阈值、充放电曲线等参数很多是多变量、强耦和、非线性，给参数的使用带来很大不便。纯计算机仿真往往在理论阶段就忽略部分参数并且对复杂部分进行近似替代，所以部分测试结果距离实际有较大出入，对汽车实际设计的参考价值相对较低。

台架试验测试是把需要测试的部件安放在对应的实验台上，根据需要测量的参数安置传感器和通讯线，运行实验台，采集数据、存储然后分析获得结果，并对混合动力匹配设计进行改进和优化。实验台建设费用低，移植性好，可重复操作，能够很好的检验计算机模拟测试得到的混合动力匹配关系。同时国内大量高校和研究机构的参与降低了台架试验测试的难度。不过由于台架测试通常是在室内进行，也有着很大的局限性，例如，将测量部件固定在实验台上，得到了部件本身参数，却难以测试其对整车动态性能的影响，这就导致在测出的转矩、转速、振动在非常真实的情况下依然无法判断其是否合理。此外由于驾驶人员操作的不确定性、天气、道路湿滑等复杂影响因数也很难在实验台上体现。总之台架试验测试尽管有着很大局限性，却依然是必不可少的环节。

实际道路测试在规定路面上，试验车按照相应标准行驶，对汽车动力性、燃油经济性、安全性、平顺性、通过性等进行整车测试。测试结果最具真实性和可靠性。不过道路测试是在车辆样本制造完成后，车身的整个结构和控制系统已经定型，已经无法对混合动力的设计提供足够改进，想根据测试结果进行调节又会消耗大量的人力、财力和时间。同时实地道路的复杂多样和驾驶员本身素质的高低导致了实地道路测试的重复性不好。

计算机模拟、台架试验、实地道路三种测试方法既必不可少，但独立性太强导致相互间联系不足，其价值难以充分发挥。同时由于实际道路和台架条件的限制，必然对前面的计算机模拟测试提出更高的要求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够将计算机模拟、台架试验、实地道路三者结合在一起同时测试，使得三者之间联系更加紧密，同时减小了环境因素的制约，提高测试准确性的混合动力汽车半实物仿真系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种混合动力汽车半实物仿真系统，其特征在于：包括虚拟驾驶模拟装置和实体驾驶模拟装置，实体驾驶模拟装置包括车辆驱动系统和能够为车辆驱动系统提供负载的负载模拟系统，车辆驱动系统包括发动机、发电机、电池组和电机，虚拟驾驶模拟装置包括虚拟模拟系统以及与虚拟模拟系统连接的显示装置，虚拟模拟系统能够模拟出虚拟车辆模型和虚拟车辆模型行驶的虚拟路面模型，虚拟驾驶模拟装置与实体驾驶模拟装置电连接；

混合动力汽车半实物仿真系统的实施步骤包括：

A1：将仿真车型的参数输入虚拟车辆模型中；

A2：根据测试要求选择虚拟路面模型，并模拟出虚拟车辆模型在虚拟路面模型上行驶过程中遇到的行驶阻力F；

A3：模拟出一个驾驶实验周期；

一个驾驶实验周期内，混合动力汽车半实物仿真系统的运行步骤为：

B1：车辆驱动系统启动，根据电池组的电荷量SOC作出判断：电荷量SOC大于充放电阀值SOC_min时，执行B11步骤；电荷量SOC小于充放电阀值SOC_min时，执行B12步骤；

B11：发动机不启动，电机启动，同时车辆驱动系统将信号输出给虚拟车辆模型，虚拟车辆模型以车辆驱动系统相同速度在虚拟路面模型上行驶，虚拟模拟系统将虚拟车辆模型遇到的行驶阻力信号输出给负载模拟系统，负载模拟系统为车辆驱动系统提供阻力；

B12：电机不启动，发动机启动，同时车辆驱动系统将信号输出给虚拟车辆模型，虚拟车辆模型以车辆驱动系统相同速度在虚拟路面模型上行驶，虚拟模拟系统将虚拟车辆模型遇到的行驶阻力信号输出给负载模拟系统，负载模拟系统为车辆驱动系统提供阻力；