[發明專利]基于dSPACE的混合動力汽車硬件在環仿真系統構建方法

有效

• 申請號: 202010558382.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111650925B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王貴均;李泰祥;金學潤;劉春歡;馮東東;張杰家;賈騰飛
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明涉及一種基于dSPACE的混合動力汽車硬件在環仿真系統構建方法，仿真系統包括駕駛員操作平臺、整車控制器、dSPACE硬件系統、上位機。通過采用分離建模的方法，建立整車模型與電機模型；為整車模型與電機模型配置dSPACE硬件系統，使整車模型及電機模型并行運行于處理器的不同內核，建立整車控制器與整車模型、電機模型的信號連接；對建立的整車模型及電機模型進行編譯，將編譯生成的文件下載至多核實時處理器；整車控制器進行閉環測試。本發明采用dSPACE實時仿真技術，分別構建電機模型與整車模型并運行于不同內核，dSPACE硬件系統與整車控制器、駕駛員操作平臺連接，實現系統的半實物仿真，增加了系統仿真的準確性。

技術領域

本發明屬于混合動力汽車技術領域，尤其涉及一種基于dSPACE的混合動力汽車硬件在環仿真系統構建方法。

背景技術

作為混合動力汽車的核心之一，整車控制器(VCU)的控制算法和策略影響著整車的性能。硬件硬件在環仿真系統作為VCU功能測試的重要環節，相較于實車測試，既可以節約驗證成本、人力、物力，又可以測試實車不能試驗的極限情況下的工況，從而縮短開發時間，提高整車控制器控制算法的質量。

但是，現有的整車控制器硬件在環仿真平臺一般將整車模型、駕駛員模型下載到實時仿真系統，駕駛員輸入信號通過上位機進行操作，雖然輸出傳感器信號可以通過標定進行修正，但是由于數學模型本身的限制并不能完全體現駕駛員的駕駛意圖，因此在手動測試操作的時候可以選擇真實駕駛員操作進行信號輸入；同時，一般標準工況不含坡道，對于循環工況仿真時，忽略了坡道阻力。且現有的整車控制器硬件在環仿真平臺不但對于油耗仿真測試置信度偏低，而且在搭建動力源模型時，由于混合動力汽車動力源由發動機和發電機提供，電機模型需要較小的仿真步長才能穩定運行，而整車模型仿真步長對此沒有電機模型嚴苛要求，如果兩者都采用較小步長，將增加模型的計算量，計算復雜，且易導致數據溢出。

因此，有必要針對現有的整車控制器硬件在環仿真平臺進行改進，以提高其仿真精度。

發明內容

本發明在現有整車控制器硬件在環仿真平臺的基礎進行改進，提供了一種基于dSPACE的混合動力汽車硬件在環仿真系統構建方法，采用dSPACE實時仿真技術，建立電機模型與整車模型并下載至dSPACE硬件中，dSPACE硬件與整車控制器、駕駛員操作平臺連接，實現系統的仿真。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于dSPACE的混合動力汽車硬件在環仿真系統構建方法，仿真系統包括駕駛員操作平臺、整車控制器、dSPACE硬件系統、上位機；所述駕駛員操作平臺同時與所述整車控制器以及dSPACE硬件系統連接，所述整車控制器與所述dSPACE硬件系統連接，所述dSPACE硬件系統與所述上位機連接；所述dSPACE硬件系統包括程控電源、I/O板卡、總線板卡、多核實時處理器；該方法包括：

采用分離建模的方法，建立整車模型與電機模型；

為整車模型與電機模型配置dSPACE硬件系統，使整車模型及電機模型并行運行于處理器的不同內核，建立整車控制器與整車模型、電機模型的信號連接；

對建立的整車模型及電機模型進行編譯，將編譯生成的文件下載至多核實時處理器；

建立人機交互界面，通過人機交互界面控制dSPACE硬件系統給整車控制器上電，整車控制器進行閉環測試。

優選的，建立電機模型的方法為：將電機模型作為觸發子系統，并加入可運行函數子模塊，電機信號的輸入與輸出加入速率轉換模塊，處理以不同速率運行的端口之間的數據傳輸；電機模型包括第一電機模型與第二電機模型，第一電機設置為發動機，接受VCU指令，將第一電機的部分轉矩轉換為電能儲存在超級電容；第二電機設置為發電機，由超級電容提供能量，并與第一電機共同驅動整車行駛，并在剎車時，根據整車控制器的指令，將部分能量進行回收。