专利名称：一种混合动力汽车行驶阻力加载控制平台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于混合动力汽车动力总成台架试验技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车整车行驶阻力加载控制平台。
背景技术：
在进行混合动力汽车动力总成系统台架试验时，为了模拟混合动力汽车在道路上的行驶状况，必须在试验台上重现汽车在道路上运动时所受到的各种阻力，使得汽车在试验台上运行时所消耗的功率和道路上运行时消耗的功率相等。这样不仅可以缩短研发阶段测试周期，而且可以有效防止外界干扰，降低试验成本。而台架试验时，由于滚动阻力、空气阻力、坡度阻力并不存在。要想比较真实地模拟混合动力汽车的道路试验，试验台就必须能够实时、准确地模拟汽车行驶的各种阻力。目前，混合动力汽车动力总成试验台架多采用机械模拟或者是电模拟的方法来模拟整车行驶阻力，但是这两种方案都有很多不足之处。机械模拟的方法需要准确的计算飞轮的尺寸和转动惯量，且难以精确的模拟整车行驶过程中的全部阻力。单独依靠负载电机加载的方法对电机要求很高，需要电机有足够大的功率，而且整车的加速阻力计算相当复
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实用新型内容为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提出一种采用双负载电机配合机械惯性飞轮来模拟动态整车行驶过程中的轮边负载加载平台，解决了对负载电机要求过高的问题，满足了动力总成台架动态测试的要求。本实用新型的技术方案是一种混合动力汽车行驶阻力加载控制平台，包括离合器、电控离合器、发动机、发动机控制单元、ISG电机、自动变速箱、超级电容、惯性飞轮、负载电机、负载电机控制设备和PXI测控平台；发动机通过电控离合器与ISG电机相连，该ISG 电机通过所述离合器与自动变速箱连接；自动变速箱的输出轮与差速器相连，并经半轴两端各连接一个惯性飞轮；惯性飞轮通过联轴器分别与负载电机的输出轴相连；负载电机上安装有转矩传感器、转速传感器和光电编码器，该光电编码器与负载电机控制设备相连; PXI控制平台与所述负载电机控制器、转矩传感器、转速传感器相连；发动机控制单元，ISG 控制器和PXI控制平台分别接入CAN总线。本实用新型的自动变速箱输出轴、惯性飞轮的中心轴以及负载电机的输出轴在同一轴线上。本实用新型的有益效果为在差速器与双负载电机之间各增加了一个机械惯性飞轮来模拟整车质量，其保持了台架系统转速的相对稳定性，避免复杂的加速阻力矩的计算， 从而提高整个系统的控制精度和响应速度；简化了负载电机的控制。采用PXI控制平台作为加载系统的控制器，通过配置使系统的时钟精度达到微秒级，从而大大提高系统的实时响应性能，使台架具备动态模拟整车行驶阻力的能力。
图1是混合动力汽车行驶阻力加载控制平台示意图；其中1、离合器；2、电控离合器；3、发动机；4、发动机控制单元；5、联轴器；6、惯性飞轮；7、半轴；8、差速器；9、光电编码器；10、转矩传感器；11、转速传感器；12、传动轴； 13、法兰盘。
具体实施方式
如图1所示，混合动力汽车行驶阻力加载控制平台包括离合器1、电控离合器2、发动机3、发动机控制单元4、ISG电机、自动变速箱、超级电容、惯性飞轮6、负载电机、负载电机控制设备和PXI测控平台；发动机3通过电控离合器2与ISG电机相连，该ISG电机通过离合器1与自动变速箱连接；自动变速箱的输出轮与差速器8相连，并经半轴7两端各连接一个惯性飞轮6 ；两个惯性飞轮6的后端法兰盘13通过传动轴12和联轴器5分别与负载电机的输出轴相连；两个负载电机上分别安装有转矩传感器10、转速传感器11和光电编码器9，光电编码器9与负载电机控制设备相连；PXI控制平台与负载电机控制器、转矩传感器 10、转速传感器11相连；发动机控制单元4，ISG控制器和PXI控制平台分别接入CAN总线。 自动变速箱输出轴、惯性飞轮6的中心轴以及负载电机的输出轴在同一轴线上。该加载控制平台的工作原理为发动机3动力输出轴经过电控离合器2与ISG电机连接，动力输出端再经过离合器1与自动变速箱的输入轴连接，动力经过自动变速箱，再由传动轴12传至整车惯性飞轮6的前端，惯性飞轮6的后端法兰盘13与通过传动轴12 与负载电机的输出轴连接，惯性飞轮6模拟整车道路行驶时加速阻力以及整车整备质量； PXI测控平台通过CAN总线采集当前车速信号、换档信号，通过PXI-6225采集负载电机的转速、转矩传感器信号，PXI-8464 CAN卡与PXI-6225数据采集卡通过RTSI总线实现同步采集；PXI测控平台根据上述信号、需要模拟的路况信息(如道路坡度、路面类型等)以及整车的相关参数进行计算，给出负载电机的目标转矩并由PXI PR0FIBUS接口向负载电机控制设备发送信息。负载电机控制设备接收信息后执行驱动负载电机到目标转矩的指令；负载电机控制设备采集光电编码器的信号，计算负载电机实际转矩并与目标转矩进行比较，执行 PID反馈控制。台架模拟试验前，首先在上位机设置被模拟车辆的基本参数，然后进行试验道路的坡度和挡位选择。当发出施加阻力信号时，混合动力汽车行驶阻力加载控制平台实时跟踪负载电机的转速和等动态参数，数据采集系统开始进行实时的采集数据，行驶阻力计算程序根据采集的速度、加速度计算理论上的行驶阻力(或其消耗的功率)的大小，然后与实际飞轮系统和负载电机实际施加的等效阻力相比较，使二者之差Δ F反馈到负载电机控制设备中，采用PID算法调节加载幅度，最终使理论上的行驶阻力(或功率)和台架试验所模拟的行驶阻力(或功率)趋于一致，实现行驶阻力的动态加载控制。台架采用双负载电机配合机械惯性飞轮来模拟动态整车行驶过程中的轮边负载， 从而使台架具备测试整车动力总成传动系统(从发动机到半轴)性能的能力。整个加载系统的控制器采用PXI测控平台，通过配置使系统的时钟精度达到微秒级，从而大大提高系统的实时响应性能，使台架具备动态模拟整车行驶阻力的能力。
权利要求1.一种混合动力汽车行驶阻力加载控制平台，包括离合器(1)、电控离合器⑵、发动机C3)、发动机控制单元(4)、ISG电机、自动变速箱、超级电容、惯性飞轮(6)；其特征在于 还包括负载电机、负载电机控制设备和PXI测控平台；所述发动机C3)通过电控离合器(2) 与ISG电机相连，该ISG电机通过所述离合器(1)与自动变速箱连接；所述自动变速箱的输出轮与差速器⑶相连，并经半轴(7)两端各连接一个惯性飞轮(6)；所述惯性飞轮(6)通过联轴器( 分别与负载电机的输出轴相连；所述负载电机上安装有转矩传感器(10)、转速传感器(11)和光电编码器(9)，该光电编码器(9)与负载电机控制设备相连；PXI控制平台与所述负载电机控制器、转矩传感器(10)、转速传感器(11)相连；所述发动机控制单元 (4)，ISG控制器和PXI控制平台分别接入CAN总线。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车行驶阻力加载控制平台，其特征在于所述自动变速箱输出轴、惯性飞轮(6)的中心轴以及负载电机的输出轴在同一轴线上。
专利摘要本实用新型公开了一种混合动力汽车行驶阻力加载控制平台，包括离合器(1)、电控离合器(2)、发动机(3)、发动机控制单元(4)、ISG电机、自动变速箱、超级电容、惯性飞轮(6)、负载电机、负载电机控制设备和PXI测控平台；所述自动变速箱的输出轮与差速器(8)相连，并经半轴(7)两端各连接一个惯性飞轮(6)；所述惯性飞轮(6)通过联轴器(5)分别与负载电机的输出轴相连；PXI控制平台与所述负载电机控制器、转矩传感器(10)、转速传感器(11)相连；所述发动机控制单元(4)，ISG控制器和PXI控制平台分别接入CAN总线。该平台采用双负载电机配合机械惯性飞轮来模拟动态整车行驶过程中的轮边负载加载，减低了对负载电机的要求，满足了动力总成台架动态测试的要求。
文档编号G01M13/02GK202041389SQ20112010389
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者周健豪, 方小军, 柳先强, 邬星, 陈凌云, 陈笃红 申请人:江苏大学