一种混合动力控制系统硬件在环实验平台技术方案

本发明专利技术涉及一种混合动力控制系统硬件在环实验平台，其特征在于：它包括发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、功率耦合系统、道路模拟系统、飞轮、信号检测系统、动力传动系统和控制与监测系统，控制器发送信号经驱动与滤波电路分别对测功机控制器、发动机控制器、电机控制器和液压制动系统等进行控制，并将接收的反馈信号发送到计算机进行监测。本发明专利技术通过不同位置的功率耦合系统实现了发动机输出动力和电机输出动力能够在变速箱前端、变速箱后端以及驱动轮轮边等不同位置的耦合，不仅能够用于测试发动机和电机输出动力在变速箱前端耦合的混合动力系统，也能够用于测试发动机和电机输出动力在变速箱后端或者在驱动轮轮边耦合的混合动力系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬件在环实验平台，特别是关于一种可以适用于测试多种类型混合动力控制系统的混合动力控制系统硬件在环实验平台。
技术介绍
混合动力控制系统研发时，完成仿真验证后，为了进一步测试控制系统对于实际执行部件的控制效果，需要进行硬件在环实验验证和实车验证，实车实验周期较长、成本较高、危险性也比较大，因此在混合动力汽车控制系统开发初期，通常是采用硬件在环实验台对其性能进行测试和验证。但是，混合动力控制系统的类型多种多样，例如变速箱前端耦合型、变速箱后端耦合型、串联型、并联型、混联型等。现有的混合动力控制系统硬件在环实验平台往往只是针对某一种混合动力控制系统结构设计的，通用性比较差，无法广泛应用于其它各种类型的混合动力控制系统，如果需要对其它类型的混合动力控制系统进行测试，需要重新设计硬件在环实验平台，造成不必要的人力、物力的浪费，因此迫切需要开发一种能够同时适用于多种混合动力控制系统的硬件在环实验平台。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种通用型好，能够实现混合动力控制系统两大动力源(发动机和电机)的输出动力在变速箱前端、变速箱后端以及驱动轮轮边不同位置耦合的混合动力控制系统硬件在环实验平台。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种混合动力控制系统硬件在环实验平台，其特征在于:它包括发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、功率耦合系统、道路模拟系统、飞轮、信号检测系统、动力传动系统和控制与监测系统；所述发动机驱动系统包括发动机和用于控制所述发动机工作的发动机控制器，所述电机驱制动系统包括电机和用于控制所述电机工作的电机控制器，所述液压控制系统包括液压电控单元、第一制动盘、第二制动盘、第三制动盘、第四制动盘、若干制动钳、油壶和制动主缸，所述第三制动盘和第四制动盘固定，所述液压电控单元、制动主缸和油壶通过若干制动管路与每一所述制动钳连接，所述液压电控单元通过控制每一所述制动钳的制动片夹紧相应制动盘实现制动力；所述功率耦合系统包括第一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱和第三伞齿轮箱，所述道路模拟系统包括动态测功机和用于控制所述动态测功机工作的测功机控制器，所述信号检测系统包括扭矩仪、若干轮缸压力传感器和驱动与滤波电路，每一所述轮缸压力传感器设置在每一制动钳上，所述动力传动系统包括变速箱、减速器、若干传动轴和若干联轴器；所述动态测功机、扭矩仪、飞轮、第一制动盘、第二制动盘、第三伞齿轮箱、减速器、第二伞齿轮箱、变速箱、第一伞齿轮箱和发动机依次通过传动轴和联轴器同轴连接，根据被测试混合动力控制系统结构的不同，所述电机通过传动轴和联轴器分别与第一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱或第三伞齿轮箱连接；所述控制与监测系统包括控制器和计算机，所述计算机控制所述控制器工作，所述控制器根据实验要求发送信号经所述驱动与滤波电路分别对测功机控制器、发动机控制器、电机控制器和液压制动系统进行控制，并将接收所述动态测功机控制器、发动机控制器、电机控制器、扭矩仪和各轮缸传感器的反馈信号发送到所述计算机监测和显/Jn ο所述电机通过传动轴和联轴器与第一伞齿轮箱连接，所述发动机输出发动机转矩和电机输出电机转矩先累加，然后依次经变速箱、第二伞齿轮箱、减速器、第三伞齿轮箱传递到飞轮。所述电机通过传动轴和联轴器与第二伞齿轮箱连接，所述发动机输出的动力经第一伞齿轮箱和变速箱与所述电机通过第二伞齿轮箱耦合，所述发动机输出发动机转矩经过变速箱和电机输出电机转矩累加，然后依次经所述减速器和第三伞齿轮箱传递到飞轮。所述电机通过传动轴和联轴器与第三伞齿轮箱连接，所述发动机输出的动力经第一伞齿轮箱、变速箱、第二伞齿轮箱和减速器与电机通过所述第三伞齿轮箱耦合，所述发动机输出发动机转矩经过变速箱、减速器后再和电机输出电机转矩累加后传递到飞轮。所述发动机采用KollMorGEN电机模拟发动机的转矩输出特性，所述电机采用ABB电机。所述控制器采用AutoBox,计算机内安装有与所述AutoBox配套的ControlDesk软件。 所述液压电控单元采用电子液压制动系统。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本专利技术由于设置有发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、飞轮、道路|旲拟系统、功率稱合系统、动力传动系统、信号检测系统以及控制与监测系统，使得本专利技术更加接近真实的混合动力汽车，可以更加真实的模拟实际混合动力汽车及其动态特性。2、根据被测试混合动力控制系统结构的不同，本专利技术将电机输出的动力分别与不同位置的伞齿轮箱连接，因此可以使发动机驱动系统和电机驱制动系统输出的动力实现在变速箱前端、变速箱后端以及驱动轮轮边等不同位置的耦合，通用性很好，不仅可以用于测试发动机和电机输出动力在变速箱前端耦合的混合动力控制系统，而且可以用于测试发动机和电机输出动力在变速箱后端，还可以用于测试发动机和电机在驱动轮轮边耦合的混合动力控制系统。3、本专利技术的道路模拟系统包括动态测功机及其控制器，动态测功机用于模拟车辆行驶时路面对车轮的纵向作用力，因此能够通过控制与监测系统发送纵向驱动力实时模拟路面驱/制动力的动态变化，更加真实的反应车辆与地面间的相互作用关系。4、本专利技术由于采用飞轮模拟驱动车轮的转动惯量，在发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统以及道路模拟系统的综合作用下，飞轮连同发动机和电机一起旋转，因此能够动态模拟车辆驱动轮的转速，实时模拟车辆的行驶状态，更加精确的反映实际车轮的旋转状态。5、本专利技术分别采用KollMorGEN电机、ABB电机和电子液压制动系统，通过KollMorGEN电机模拟发动机的转矩动态响应特性，ABB电机模拟驱制动系统的动态响应特性，液压控制系统反映液压制动系统的动态响应特性，因此本专利技术可以全面反映混合动力汽车的发动机、电机和液压制动多个子系统的动态特性，不仅能够测试混合动力控制系统在各个|旲拟状态下的基本功能，而且能够完成各种类型混合动力控制系统的动态性能测试，例如发动机启停动态过程、模式切换动态过程等，还可以开展混合动力汽车车辆动力学控制实验，例如ABS (制动防抱死系统)和TCS (牵引力控制系统)实验等。本专利技术可以广泛应用于并联式混合动力控制系统和混联式混合动力控制系统测试中。附图说明图1是本专利技术混合动力控制系统硬件在环实验平台的结构示意图具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术的混合动力控制系统硬件在环实验平台包括发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、功率耦合系统、道路模拟系统、车轮模拟系统、信号检测系统、动力传动系统和控制与监测系统。发动机驱动系统用于模拟发动机的转矩动态响应特性，输出混合动力控制系统期望的发动机转矩，它包括发动机和发动机控制器，本专利技术的发动机可以采用响应速度快、控制精度高的KollMorGEN (科尔摩根)电机I和相应的控制器2，通过KollMorGEN电机I模拟发动机的转矩输出特性。电机驱制动系统用于反映电机驱制动的动态响应特性，输出混合动力控制系统期望的电机驱动转矩或者制动转矩，它包括电机和电机控制器，本专利技术的电机可以采用ABB电机3及相应的控制器4。液压控制系统用于反映液压制动系统的动态响应特性，输出混合动力控制系统期望的液压制动转矩，本专利技术的液压控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力控制系统硬件在环实验平台，其特征在于：它包括发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、功率耦合系统、道路模拟系统、飞轮、信号检测系统、动力传动系统和控制与监测系统；所述发动机驱动系统包括发动机和用于控制所述发动机工作的发动机控制器，所述电机驱制动系统包括电机和用于控制所述电机工作的电机控制器，所述液压控制系统包括液压电控单元、第一制动盘、第二制动盘、第三制动盘、第四制动盘、若干制动钳、油壶和制动主缸，所述第三制动盘和第四制动盘固定，所述液压电控单元、制动主缸和油壶通过若干制动管路与每一所述制动钳连接，所述液压电控单元通过控制每一所述制动钳的制动片夹紧相应制动盘实现制动力；所述功率耦合系统包括第一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱和第三伞齿轮箱，所述道路模拟系统包括动态测功机和用于控制所述动态测功机工作的测功机控制器，所述信号检测系统包括扭矩仪、若干轮缸压力传感器和驱动与滤波电路，每一所述轮缸压力传感器设置在每一制动钳上，所述动力传动系统包括变速箱、减速器、若干传动轴和若干联轴器；所述动态测功机、扭矩仪、飞轮、第一制动盘、第二制动盘、第三伞齿轮箱、减速器、第二伞齿轮箱、变速箱、第一伞齿轮箱和发动机依次通过传动轴和联轴器同轴连接，根据被测试混合动力控制系统结构的不同，所述电机通过传动轴和联轴器分别与第一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱或第三伞齿轮箱连接；所述控制与监测系统包括控制器和计算机，所述计算机控制所述控制器工作，所述控制器根据实验要求发送信号经所述驱动与滤波电路分别对测功机控制器、发动机控制器、电机控制器和液压制动系统进行控制，并将接收所述动态测功机控制器、发动机控制器、电机控制器、扭矩仪和各轮缸传感器的反馈信号发送到所述计算机监测和显示。...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力控制系统硬件在环实验平台，其特征在于:它包括发动机驱动系统、电机驱制动系统、液压控制系统、功率耦合系统、道路模拟系统、飞轮、信号检测系统、动力传动系统和控制与监测系统；所述发动机驱动系统包括发动机和用于控制所述发动机工作的发动机控制器，所述电机驱制动系统包括电机和用于控制所述电机工作的电机控制器，所述液压控制系统包括液压电控单元、第一制动盘、第二制动盘、第三制动盘、第四制动盘、若干制动钳、油壶和制动主缸，所述第三制动盘和第四制动盘固定，所述液压电控单元、制动主缸和油壶通过若干制动管路与每一所述制动钳连接，所述液压电控单元通过控制每一所述制动甜的制动片夹紧相应制动盘实现制动力；所述功率稱合系统包括弟一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱和第三伞齿轮箱，所述道路模拟系统包括动态测功机和用于控制所述动态测功机工作的测功机控制器，所述信号检测系统包括扭矩仪、若干轮缸压力传感器和驱动与滤波电路，每一所述轮缸压力传感器设置在每一制动钳上，所述动力传动系统包括变速箱、减速器、若干传动轴和若干联轴器； 所述动态测功机、扭矩仪、飞轮、第一制动盘、第二制动盘、第三伞齿轮箱、减速器、第二伞齿轮箱、变速箱、第一伞齿轮箱和发动机依次通过传动轴和联轴器同轴连接，根据被测试混合动力控制系统结构的不同，所述电机通过传动轴和联轴器分别与第一伞齿轮箱、第二伞齿轮箱或第三伞齿轮箱连接； 所述控制与监测系统包括控制器和计算机，所述计算机控制所述控制器工作，所述控制器根据实验要求发送信号经所述驱动与滤波电路分别对测功机控制器、发动机控制器、电机控制器和液压制动系统进行控制，并将接收所述动态测功机控制器、发动机控制器、电机控制器、扭矩仪和各轮缸传感器的反馈信号发送到所述计算机监测和显示。2.按权利要求1所述的一种混合动力控制系统硬件在环实验平台，其特征在于:所述电机通过传动轴和联轴器与第一伞齿轮箱连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗禹贡，赵峰，韩云武，李克强，褚文博，戴一凡，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：