專利名稱：一種混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于混合動力汽車動力總成臺架試驗技術領域，尤其涉及一種混合動力汽車整車行駛阻力加載控制平臺。
背景技術：
在進行混合動力汽車動力總成系統臺架試驗時，為了模擬混合動力汽車在道路上的行駛狀況，必須在試驗臺上重現汽車在道路上運動時所受到的各種阻力，使得汽車在試驗臺上運行時所消耗的功率和道路上運行時消耗的功率相等。這樣不僅可以縮短研發階段測試周期，而且可以有效防止外界干擾，降低試驗成本。而臺架試驗時，由于滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力并不存在。要想比較真實地模擬混合動力汽車的道路試驗，試驗臺就必須能夠實時、準確地模擬汽車行駛的各種阻力。目前，混合動力汽車動力總成試驗臺架多采用機械模擬或者是電模擬的方法來模擬整車行駛阻力，但是這兩種方案都有很多不足之處。機械模擬的方法需要準確的計算飛輪的尺寸和轉動慣量，且難以精確的模擬整車行駛過程中的全部阻力。單獨依靠負載電機加載的方法對電機要求很高，需要電機有足夠大的功率，而且整車的加速阻力計算相當復
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實用新型內容為了解決現有技術的不足，本實用新型的目的是提出一種采用雙負載電機配合機械慣性飛輪來模擬動態整車行駛過程中的輪邊負載加載平臺，解決了對負載電機要求過高的問題，滿足了動力總成臺架動態測試的要求。本實用新型的技術方案是一種混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺，包括離合器、電控離合器、發動機、發動機控制單元、ISG電機、自動變速箱、超級電容、慣性飛輪、負載電機、負載電機控制設備和PXI測控平臺；發動機通過電控離合器與ISG電機相連，該ISG 電機通過所述離合器與自動變速箱連接；自動變速箱的輸出輪與差速器相連，并經半軸兩端各連接一個慣性飛輪；慣性飛輪通過聯軸器分別與負載電機的輸出軸相連；負載電機上安裝有轉矩傳感器、轉速傳感器和光電編碼器，該光電編碼器與負載電機控制設備相連; PXI控制平臺與所述負載電機控制器、轉矩傳感器、轉速傳感器相連；發動機控制單元，ISG 控制器和PXI控制平臺分別接入CAN總線。本實用新型的自動變速箱輸出軸、慣性飛輪的中心軸以及負載電機的輸出軸在同一軸線上。本實用新型的有益效果為在差速器與雙負載電機之間各增加了一個機械慣性飛輪來模擬整車質量，其保持了臺架系統轉速的相對穩定性，避免復雜的加速阻力矩的計算， 從而提高整個系統的控制精度和響應速度；簡化了負載電機的控制。采用PXI控制平臺作為加載系統的控制器，通過配置使系統的時鐘精度達到微秒級，從而大大提高系統的實時響應性能，使臺架具備動態模擬整車行駛阻力的能力。
圖1是混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺示意圖；其中1、離合器；2、電控離合器；3、發動機；4、發動機控制單元；5、聯軸器；6、慣性飛輪；7、半軸；8、差速器；9、光電編碼器；10、轉矩傳感器；11、轉速傳感器；12、傳動軸； 13、法蘭盤。
具體實施方式
如圖1所示，混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺包括離合器1、電控離合器2、發動機3、發動機控制單元4、ISG電機、自動變速箱、超級電容、慣性飛輪6、負載電機、負載電機控制設備和PXI測控平臺；發動機3通過電控離合器2與ISG電機相連，該ISG電機通過離合器1與自動變速箱連接；自動變速箱的輸出輪與差速器8相連，并經半軸7兩端各連接一個慣性飛輪6 ；兩個慣性飛輪6的后端法蘭盤13通過傳動軸12和聯軸器5分別與負載電機的輸出軸相連；兩個負載電機上分別安裝有轉矩傳感器10、轉速傳感器11和光電編碼器9，光電編碼器9與負載電機控制設備相連；PXI控制平臺與負載電機控制器、轉矩傳感器 10、轉速傳感器11相連；發動機控制單元4，ISG控制器和PXI控制平臺分別接入CAN總線。 自動變速箱輸出軸、慣性飛輪6的中心軸以及負載電機的輸出軸在同一軸線上。該加載控制平臺的工作原理為發動機3動力輸出軸經過電控離合器2與ISG電機連接，動力輸出端再經過離合器1與自動變速箱的輸入軸連接，動力經過自動變速箱，再由傳動軸12傳至整車慣性飛輪6的前端，慣性飛輪6的后端法蘭盤13與通過傳動軸12 與負載電機的輸出軸連接，慣性飛輪6模擬整車道路行駛時加速阻力以及整車整備質量； PXI測控平臺通過CAN總線采集當前車速信號、換檔信號，通過PXI-6225采集負載電機的轉速、轉矩傳感器信號，PXI-8464 CAN卡與PXI-6225數據采集卡通過RTSI總線實現同步采集；PXI測控平臺根據上述信號、需要模擬的路況信息(如道路坡度、路面類型等)以及整車的相關參數進行計算，給出負載電機的目標轉矩并由PXI PR0FIBUS接口向負載電機控制設備發送信息。負載電機控制設備接收信息后執行驅動負載電機到目標轉矩的指令；負載電機控制設備采集光電編碼器的信號，計算負載電機實際轉矩并與目標轉矩進行比較，執行 PID反饋控制。臺架模擬試驗前，首先在上位機設置被模擬車輛的基本參數，然后進行試驗道路的坡度和擋位選擇。當發出施加阻力信號時，混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺實時跟蹤負載電機的轉速和等動態參數，數據采集系統開始進行實時的采集數據，行駛阻力計算程序根據采集的速度、加速度計算理論上的行駛阻力(或其消耗的功率)的大小，然后與實際飛輪系統和負載電機實際施加的等效阻力相比較，使二者之差Δ F反饋到負載電機控制設備中，采用PID算法調節加載幅度，最終使理論上的行駛阻力(或功率)和臺架試驗所模擬的行駛阻力(或功率)趨于一致，實現行駛阻力的動態加載控制。臺架采用雙負載電機配合機械慣性飛輪來模擬動態整車行駛過程中的輪邊負載， 從而使臺架具備測試整車動力總成傳動系統(從發動機到半軸)性能的能力。整個加載系統的控制器采用PXI測控平臺，通過配置使系統的時鐘精度達到微秒級，從而大大提高系統的實時響應性能，使臺架具備動態模擬整車行駛阻力的能力。
權利要求1.一種混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺，包括離合器(1)、電控離合器⑵、發動機C3)、發動機控制單元(4)、ISG電機、自動變速箱、超級電容、慣性飛輪(6)；其特征在于 還包括負載電機、負載電機控制設備和PXI測控平臺；所述發動機C3)通過電控離合器(2) 與ISG電機相連，該ISG電機通過所述離合器(1)與自動變速箱連接；所述自動變速箱的輸出輪與差速器⑶相連，并經半軸(7)兩端各連接一個慣性飛輪(6)；所述慣性飛輪(6)通過聯軸器( 分別與負載電機的輸出軸相連；所述負載電機上安裝有轉矩傳感器(10)、轉速傳感器(11)和光電編碼器(9)，該光電編碼器(9)與負載電機控制設備相連；PXI控制平臺與所述負載電機控制器、轉矩傳感器(10)、轉速傳感器(11)相連；所述發動機控制單元 (4)，ISG控制器和PXI控制平臺分別接入CAN總線。
2.根據權利要求1所述的一種混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺，其特征在于所述自動變速箱輸出軸、慣性飛輪(6)的中心軸以及負載電機的輸出軸在同一軸線上。
專利摘要本實用新型公開了一種混合動力汽車行駛阻力加載控制平臺，包括離合器(1)、電控離合器(2)、發動機(3)、發動機控制單元(4)、ISG電機、自動變速箱、超級電容、慣性飛輪(6)、負載電機、負載電機控制設備和PXI測控平臺；所述自動變速箱的輸出輪與差速器(8)相連，并經半軸(7)兩端各連接一個慣性飛輪(6)；所述慣性飛輪(6)通過聯軸器(5)分別與負載電機的輸出軸相連；PXI控制平臺與所述負載電機控制器、轉矩傳感器(10)、轉速傳感器(11)相連；所述發動機控制單元(4)，ISG控制器和PXI控制平臺分別接入CAN總線。該平臺采用雙負載電機配合機械慣性飛輪來模擬動態整車行駛過程中的輪邊負載加載，減低了對負載電機的要求，滿足了動力總成臺架動態測試的要求。
文檔編號G01M13/02GK202041389SQ20112010389
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者周健豪, 方小軍, 柳先強, 鄔星, 陳凌云, 陳篤紅 申請人:江蘇大學