[发明专利]并联式混合动力汽车下坡安全辅助控制试验台及试验方法

权利要求书

1.一种并联式联混合动力汽车下坡安全辅助控制试验台，其特征在于：包括驾驶员控制单元、执行单元、传感单元、阻力模拟单元和仿真控制单元，其中，

所述驾驶员控制单元包括加速踏板和制动踏板，加速踏板上安装有加速踏板位移传感器；制动踏板上安装有制动踏板位移传感器；

所述执行单元包括用于模拟车辆驱动电机的第一电机，模拟发动机的第二电机，用于模拟车辆传动系统的齿轮箱和变速器，用于模拟车轮的飞轮，用于模拟车辆制动系统的轮缸压力调节机构、制动主缸、制动油壶、制动钳、制动盘、真空泵及相应的联接管路；第一电机与齿轮箱相连，第二电机与变速器相连，制动钳安装在底座上制动盘上方，制动钳与轮缸压力调节机构相连；

所述传感单元包括轮缸压力传感器、所述加速踏板位移传感器、所述制动踏板位移传感器和含转矩转速传感器的扭矩仪，轮缸压力传感器固定在制动钳上，扭矩仪通过联轴器一侧与所述飞轮相连，另一侧与测功机相连；

所述测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器被固定在一条轴线上，并可绕该轴线转动；

所述阻力模拟单元包括所述测功机，用于模拟车辆行驶过程中可能受到的各种阻力；

所述仿真控制单元包括一计算机、一实时仿真系统、一驱动滤波电路、一测功机控制器和一驱动电机控制器；其中，计算机内预置有实车采集的坡路的坡度数据，车辆驱动及制动控制模块，下坡辅助的电机、发动机、液压复合制动控制模块；实时仿真系统与计算机通过网线相联，并与驱动滤波电路相连；驱动滤波电路同时与所述传感单元、测功机控制器和驱动电机控制器相连；测功机控制器与所述测功机相连；驱动电机控制器与第一电机、第二电机相连；所述实时仿真系统接收并处理传感单元输入的信息和坡度数据信息，计算出驱动第一电机、第二电机、测功机和轮缸压力调节机构的转矩，并经驱动滤波电路传送给各所述控制器。

2.一种基于权利要求1所述试验台的并联式混合动力汽车下坡安全辅助控制试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)上电，将计算机中实车采集的坡路的坡度数据，车辆驱动及制动控制模块，下坡辅助的电机、发动机、液压复合制动控制模块下载至实时仿真系统内，打开真空泵，在计算机内部设定轮速的最高值V_max，给定驾驶员目标车速范围V₀～V₀’，V₀’＜V_max；

(2)起始时驾驶员踩加速踏板，加速踏板传感器将信号通过驱动滤波电路传给实时仿真系统，系统开始工作，实时仿真系统根据加速踏板的位移信号计算出驱动力矩及力矩分配方式，经驱动滤波电路发送至驱动电机控制器，驱动电机控制器根据指令驱动第一电机，或第二电机，或同时驱动第一电机、第二电机，使由所述测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴开始转动；

(3)与步骤(2)同步，扭矩仪实时测得飞轮的转速并经驱动滤波电路将信号传送到实时仿真系统，实时仿真系统根据飞轮的转速计算出车速、车辆加速度及车辆行驶的里程，并根据车辆里程所对应的坡度计算出车辆行驶过程中所受的总阻力矩，经驱动滤波电路发送到测功机控制器，驱动测功机向开始旋转的由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴提供阻力矩；

(4)当车速达到V₀～V₀时，

a)如当前车辆所受阻力矩T_f大于零，则可分别进行如下三种情况的试验：

I)驾驶员踩加速踏板，加速踏板位移传感器将加速踏板位移信号经驱动滤波电路传送到实时仿真系统，实时仿真系统根据加速踏板的位移信号计算出驱动力矩T_des及力矩分配方式，并经驱动滤波电路发送至驱动电机控制器，驱动电机控制器根据指令驱动第一电机，或第二电机，或同时驱动第一电机、第二电机，其力矩作用在由第二电机、变速器、齿轮箱、制动盘、飞轮、扭矩仪、测功机通过联轴器组成的轴上，当T_des-T_f＞0时该轴加速，T_des-T_f＜0时该轴减速，T_des-T_f＝0时该轴维持现有速度；

II)驾驶员踩制动踏板，制动踏板位移传感器将制动踏板位移信号经驱动滤波电路传送到实时仿真系统，实时仿真系统根据制动踏板的位移信号计算出制动力矩及力矩分配方式，并经驱动滤波电路分别或同时发送至驱动电机控制器及轮缸压力调节机构，使得第一电机及制动主缸同时或分别对由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴施加制动力矩，使飞轮减速；

III)驾驶员不踩加速及制动踏板，由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴在测功机提供阻力矩的作用下减速；

b)如当前车辆所受阻力矩T_f小等于零，则可分别进行如下三种情况的试验：

I)驾驶员踩加速踏板，加速踏板位移传感器将加速踏板位移信号经驱动滤波电路传送到实时仿真系统，实时仿真系统根据加速踏板的位移信号计算出驱动力矩及力矩分配方式，并经驱动滤波电路发送至驱动电机控制器，驱动电机控制器根据指令驱动第一电机，或第二电机，或同时驱动第一电机、第二电机，使由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴加速；

II)驾驶员踩制动踏板，制动踏板位移传感器将制动踏板位移信号经驱动滤波电路传到实时仿真系统，实时仿真系统根据制动踏板的位移信号计算出制动力矩T_des‘及力矩分配方式，并经驱动滤波电路发送至驱动电机控制器及轮缸压力调节机构，第一电机及制动主缸的力矩分别或同时作用在由第二电机、变速器、齿轮箱、制动盘、飞轮、扭矩仪、测功机通过联轴器组成的轴上，当T_des‘-T_f＞0时该轴加速，T_des‘-T_f＜0时该轴减速，T_des‘-T_f＝0时该轴维持现有速度；

III)驾驶员不踩加速及制动踏板，实时仿真系统将启动下坡辅助的电机、发动机、液压复合制动控制模块，取两个踏板均为零的起始时刻的轮速为初速度，根据扭矩仪测得并经驱动滤波电路送至实时仿真系统的实时飞轮转速，实时仿真系统计算出总制动力矩，当总制动力矩小于第一电机所能提供的最大制动力矩时，实时仿真系统向驱动电机控制器发出指令，驱动电机控制器驱动第一电机，制动力矩经齿轮箱作用在由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、第二电机通过联轴器组成的轴上，使轴的转速不增加；

当总制动力矩逐渐达到第一电机所能提供的最大制动力矩时，实时仿真系统向驱动电机控制器发出指令，驱动电机控制器驱动第二电机，力矩作用在由测功机、扭矩仪、飞轮、制动盘、齿轮箱、变速器、模拟发动机的驱动电机通过联轴器组成的轴上，在模拟离合器结合过程中，实时仿真系统将根据实时飞轮转速，以保证离合器接合过程中轴的转速平稳为目标计算第一电机的动态协调转矩，并向驱动电机控制器发出指令，驱动电机控制器驱动第一电机，保证此时飞轮转速的不增加及此动态过程的平稳；

当总制动力矩逐渐大于第一电机及第二电机所能提供的最大制动力矩之和时，实时仿真系统将起动液压制动系统，根据实时及初速度计算出目标制动压力，经驱动滤波电路向轮缸压力调节机构发出制动指令，液压调节机构启动，经液压管路向制动轮缸提供压力，并通过制动钳及制动盘对轴施加制动力矩。