[發明專利]并聯式混合動力汽車下坡安全輔助控制試驗臺及試驗方法

有效

• 申請號: 201110311072.4
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102393730A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 羅禹貢;韓云武;趙峰;李克強;連小珉;鄭四發;楊殿閣;王建強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明屬于混合動力汽車制動控制領域，具體涉及一種并聯式混合動力汽車下坡安全輔助控制的動態試驗臺及試驗方法。

背景技術

混合動力汽車作為在日益加劇的環境及能源壓力下發展起來的一種新型車輛，已成為汽車界的研究重點之一。混合動力汽車電機制動的能量回饋特性使得混合動力汽車能量利用率得到改善，經濟性得到提高；且電機制動力矩的精確可調性又使得混合動力汽車制動力矩控制精度得到提升。同時由于電機制動具有的以上特點，使混合動力汽車下坡安全輔助控制(下坡滑行時，車輛由ECU控制，綜合利用電機制動系統、發動機反拖制動及液壓制動系統使車速不增加的一種控制方法)成為了可能。該方法的使用在保證混合動力汽車下坡安全性能提高的基礎上，也會提升混合動力汽車的經濟性，必將成為混合動力汽車進一步研究的關鍵技術之一。

由于實車驗證周期較長，成本較高，危險性大，在控制方法開發初期一般使用試驗臺進行驗證。目前的混合動力汽車制動系統試驗平臺有以下三類：一是建立制動系統的數學模型，進行仿真驗證；二是建立含有液壓系統的靜態試驗平臺，進行靜態試驗驗證；三是建立含有液壓系統及輪邊電機系統的動態試驗臺，進行電機與液壓聯合制動試驗。但是上述各試驗方法分別存在以下缺點：一、數學模型不能反映電機與液壓機構等執行部件的動態特性，也不能反映制動器、壓力傳感器、轉速傳感器等感應部件的動態特性；二、含有液壓系統的靜態試驗平臺僅反映了液壓調節機構的響應特性，試驗臺其它各部件均是靜止的，對制動器、車輪等的動態特性沒有考慮；三、含有液壓系統及電機系統的動態試驗臺，可進行混合動力汽車的ABS等復雜的動態制動試驗，但即未考慮制動過程中的發動機的參與，也不是完整的車輛動力傳遞系統(不含變速器)，不能模擬出真實的發動機反拖制動，且在制動過程中沒有加速踏板的信號，無法判斷駕駛員在下坡過程中的駕駛意圖。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是克服已有試驗平臺的不足，提出一種并聯式混合動力汽車下坡安全輔助控制的動態試驗臺及試驗方法。該試驗臺針對采用電機，發動機、液壓復合制動的混合動力汽車，建立了包含電機制動、發動機制動與液壓制動的執行機構，并引入變速器、制動器、壓力傳感器、轉速傳感器、位移傳感器、加速及制動踏板等實際部件的試驗平臺，為并聯式混合動力汽車制動控制研究提供了快速有效的試驗手段。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種并聯式聯混合動力汽車下坡安全輔助控制試驗臺，其特征在于：包括駕駛員控制單元、執行單元、傳感單元、阻力模擬單元和仿真控制單元。其中，駕駛員控制單元包括加速踏板和制動踏板，加速踏板上安裝有加速踏板位移傳感器；制動踏板上安裝有制動踏板位移傳感器。執行單元包括用于模擬車輛驅動電機的第一電機，模擬發動機的第二電機，用于模擬車輛傳動系統的齒輪箱和變速器，用于模擬車輪的飛輪，用于模擬車輛制動系統的輪缸壓力調節機構、制動主缸、制動油壺、制動鉗、制動盤、真空泵及相應的聯接管路；第一電機與齒輪箱相連，第二電機與變速器相連，制動鉗安裝在底座上制動盤上方，制動鉗與輪缸壓力調節機構相連。傳感單元包括輪缸壓力傳感器、加速踏板位移傳感器、制動踏板位移傳感器和含轉矩轉速傳感器的扭矩儀，輪缸壓力傳感器固定在制動鉗上，扭矩儀通過聯軸器一側與飛輪相連，另一側與測功機相連。測功機、扭矩儀、飛輪、制動盤、齒輪箱、變速器、第二電機通過聯軸器被固定在一條軸線上，并可繞該軸線轉動。阻力模擬單元包括所述測功機，用于模擬車輛行駛過程中可能受到的各種阻力。仿真控制單元包括一計算機、一實時仿真系統、一驅動濾波電路、一測功機控制器和一驅動電機控制器；其中，計算機內預置有實車采集的坡路的坡度數據，車輛驅動及制動控制模塊，下坡輔助的電機、發動機、液壓復合制動控制模塊；實時仿真系統與計算機通過網線相聯，并與驅動濾波電路相連；驅動濾波電路同時與所述傳感單元、測功機控制器和驅動電機控制器相連；測功機控制器與所述測功機相連；驅動電機控制器與第一電機、第二電機相連；實時仿真系統接收并處理傳感單元輸入的信息和坡度數據信息，計算出驅動第一電機、第二電機、測功機和輪缸壓力調節機構的轉矩，并經驅動濾波電路傳送給各所述控制器。

一種基于上述試驗臺的試驗方法，包括如下步驟：