[發明專利]一種電動汽車混合制動系統試驗臺及控制方法

有效

• 申請號: 202010766096.8
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111929071B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張俊智;馬瑞海;何承坤;茍晉芳
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G05B13/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

本發明涉及一種電動汽車混合制動系統試驗臺及控制方法，包括車輛動態試驗臺、仿真控制裝置和滑移率模擬裝置；仿真控制裝置對車輛動態試驗臺進行控制，并在線檢測其輸出軸轉矩以計算車輛運動狀態參量，并發送到滑移率模擬裝置；滑移率模擬裝置與車輛動態試驗臺的輸出軸相連，包括：轉速傳感器和電流傳感器，分別用于采集滑移率模擬電機的實際轉速和實際電流，并發送到滑移率模擬電機控制系統；滑移率模擬電機控制系統根據接收到的實際轉速、實際電流以及仿真控制裝置發送的車輛運動狀態參量，生成對滑移率模擬電機的控制信號，并通過驅動裝置驅動滑移率模擬電機運行。本發明可廣泛應用于電動汽車臺架測試技術領域。

技術領域

本發明涉及一種電動汽車混合制動系統試驗臺及控制方法，屬于汽車測試技術領域。

背景技術

硬件在環(hardware-in-the-loop,HIL)仿真已成為動力裝置研發和測試過程的一項成熟技術。通常，HIL測試旨在待測動力裝置投入使用前于實驗室環境進行實際測試；通過物理硬件與模型仿真的結合，得到近乎真實的測試結果。較實物測試，HIL測試可縮短研發周期，降低研發成本，保障測試人員安全。目前，HIL測試已經廣泛應用于飛行器、船舶、汽車、火炮、風機等行業。特別的，在汽車測試領域，典型HIL測試臺架將待測動力/制動系統與負載模擬電機共軸連接，負載模擬電機實時模擬道路負載。為滿足多樣化的測試需求，要求負載模擬電機不僅能夠模擬穩態負載，而且具備高動態加載的能力，以開展整車舒適性及安全性等方面的測試。

目前，負載模擬電機主流加載控制策略主要基于逆模型或前向模型開發。基于逆向模型的方法利用待測機械系統逆模型或HIL測試臺架逆模型計算期望負載轉矩；該方法涉及微分項，實際應用受限。基于前向模型的方法，又稱速度跟蹤控制，采用系統前向模型計算待模擬系統運動特性，并控制負載模擬電機閉環跟蹤待模擬系統的響應；是目前應用廣泛的負載模擬方式。基于速度跟蹤控制的方式，公開號為CN 103197550 A的中國專利公開了一種車用電制動系統動態負載模擬方法，主要關注再生制動力矩與摩擦制動力矩切換過程負載模擬電機控制策略設計；公開號為CN 106996876 A的中國專利公開了一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備及其使用方法，重點關注車輛驅動過程的滑移率模擬，且控制方法設計前提要求測功機系統擾動項已知，實際應用中難以實現。

基于上述分析可知，現有技術僅針對車輛驅動過程臺架滑移率模擬進行設計，并且控制方法設計前提要求系統擾動項已知，實際應用受限；負載模擬策略設計尚未考慮系統參數不確定性及不確定擾動項的影響，系統魯棒性及控制精度尚有局限；同時，現有技術忽略了負載模擬電機電流跟蹤響應特性，不理想的電流響應易惡化負載模擬性能；并且負載模擬電機控制系統尚未兼顧電機弱磁運行狀態，不能實現全速度區間的高精度負載模擬。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種電動汽車混合制動系統試驗臺及控制方法，該模擬裝置適用于電動汽車動態試驗臺，且能夠實現防抱死制動期間滑移率的高精度模擬。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明的第一個方面，是提供一種電動汽車混合制動系統試驗臺，其包括：車輛動態試驗臺、仿真控制裝置以及滑移率模擬裝置；所述仿真控制裝置用于對所述車輛動態試驗臺進行控制，并在線檢測所述車輛動態試驗臺輸出軸轉矩以計算車輛運動狀態參量，并發送到所述滑移率模擬裝置；所述滑移率模擬裝置與所述車輛動態試驗臺的輸出軸相連，其包括滑移率模擬電機控制系統、轉速傳感器、電流傳感器、驅動裝置以及滑移率模擬電機；所述轉速傳感器和電流傳感器分別用于采集所述滑移率模擬電機的實際轉速和實際電流，并發送到所述滑移率模擬電機控制系統；所述滑移率模擬電機控制系統根據接收到的實際轉速、實際電流以及所述仿真控制裝置發送的車輛運動狀態參量，生成對所述滑移率模擬電機的控制信號，并通過所述驅動裝置驅動所述滑移率模擬電機運行，實現對所述滑移率模擬電機電流和轉速的閉環跟蹤控制。

進一步地，所述滑移率模擬電機控制系統包括信號處理單元、轉速控制模塊、弱磁控制模塊和電流控制模塊；