一种混合动力客车循环工况测试系统及其方法

摘要

本发明公开了一种混合动力客车循环工况测试系统及其方法，其中，该系统包括用户层进行待跟踪工况的选择，设备连接确认以及基本参数设置；执行层根据用户层的设置，将从实时控制器中接收到的实车CAN信号进行解析，解析出的电机、发动机相关参数用于混合动力汽车工作模式的判断，解析出的车速信号用于车速显示；显示层的波形图中显示执行层中解析出的实时车速以及待跟踪的标准工况车速和边界车速，同时实时显示设备连接状态、实际车速数值、车速超限次数及工作模式。实现混合动力客车标准循环工况测试中的车速跟踪。

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车测试领域，尤其涉及一种混合动力客车循环工况测试系统及其方 法。

背景技术

随着社会经济的发展，我国汽车保有量和需求量持续增长，汽车产销量位居全球第一位。 汽车产业作为国民支柱产业，在拉动就业、提高社会效益方面发挥了巨大作用；但汽车保有 量的急剧增长，导致了严重的能源危机和环境污染问题。面对日益严峻的城市雾霾、PM2.5 排放以及全球范围内日益严苛的汽车能耗法规要求，发展新能源汽车成为解决能源和环境问 题的重要战略选择。我国政府已经明确将新能源汽车作为国家战略新兴产业。

由于电池成本、续驶里程受限，纯电动汽车、燃料电池汽车等技术在国际范围内的发展 仍然受到一定的限制，目前仍处于技术与产品的试验性推广应用阶段。混合动力汽车(或插 电式混合动力汽车)作为传统汽车向纯电动汽车的过渡方案，因其续驶里程长、能量利用效 率高、污染排放少等优点成为重要的新能源汽车产品技术，并在国际上广泛应用。而在我国， 针对大中城市日益严重的环境污染问题，在城市公交领域，大力发展插电式混合动力公交车 已经成为共识。国家四部委2013年9月17日发布文件，“为加快新能源汽车产业发展，推进 节能减排，促进大气污染治理，报经国务院批准同意，2013年至2015年继续开展新能源汽 车推广应用工作”，其中混合动力客车是重点推广对象。

燃油经济性作为新能源汽车的关键性能指标之一，对于评估及进一步优化混合动力客车 节能效果具有重要意义。为了获知混合动力客车的燃油经济性，需对其进行循环工况下的测 试，通过测试获取相关数据，该测试系统的完成，可以很好的进行循环工况下的车速跟踪， 极大地方便了混合动力客车行业技术人员对于产品的测试、开发和调试。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种混合动力客车循环工况测试系统及其方法，该系统主要 对混合动力汽车测试开发提供辅助，可运行多种典型循环工况，进行整车性能相关测试，并 构建友好的用户界面。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力客车循环工况测试系统，包括：

用户层，其与CAN采集卡相连，所述CAN采集卡与混合动力客车的电机、发动机和离 合器分别相连；所述用户层还预设混合动力客车的工况数据及基本参数，并传送至执行层；

执行层，其与控制器相连；所述控制器还与CAN采集卡相连，所述执行层接收控制器传 来的CAN采集卡获取的混合动力客车的电机、发动机和离合器实际状态信息，并根据预设工 况数据及基本参数，解析出混合动力客车的实际车速以及判断出混合动力客车的实际工况；

显示层，其用于显示混合动力客车的实际车速以及实际工况。

所述CAN采集卡搭载在实时控制器上。

所述CAN采集卡与CAN总线相连。

所述CAN采集卡通过两条双绞线与整车CAN总线相连。

一种混合动力客车循环工况测试系统的工作方法，包括：

步骤(1)：用户层连接CAN采集卡，预设混合动力客车的工况数据及基本参数，并将预 设数据传送至执行层；

步骤(2)：执行层连接与CAN采集卡相连的控制器，执行层接收控制器传来的CAN采 集卡获取的混合动力客车的电机、发动机和离合器实际状态信息，并根据预设工况数据及基 本参数，解析出混合动力客车的实际车速以及判断出混合动力客车的实际工况；

步骤(3)：显示层接收执行层输出的数据，显示混合动力客车的实际车速以及实际工况。

所述步骤(1)中的基本参数包括CAN通道波特率、车辆关键部件参数、标准循环工况 车速及车速允许偏移量。

所述步骤(2)中，执行层根据接收到的混合动力客车的车速信息，以及整车协议，解析 出实际车速。

所述步骤(2)中，根据混合动力客车的实际车速，得到车速波形图。

所述步骤(2)中，执行层分别根据的混合动力客车的电机、发动机和离合器实际状态信 息，与预设的电机协议、发动机协议和离合器协议，判断出混合动力客车的实际工况。

本发明的有益效果为：

(1)本发明利用实时控制器搭载CAN采集卡从汽车CAN总线上读取信号，并通过CAN 采集卡采集到的信号根据电机、发动机等协议对相关参数进行解析，利用解析出的信号判断 出混合动力客车的实际工作模式，最终将混合动力客车的实际工作模式通过显示层输出，可 以直观、实时地看出混合动力客车所处的工作模式；

(2)根据整车协议解析出混合动力客车的实际车速，最终将混合动力客车的实际车速与 标准工况车速一起在显示层中实时显示，这一过程可以保证信号从采集到传输再到解析最后 显示的实时性；

(3)为了获知混合动力客车的燃油经济性，需对其进行循环工况下的测试，通过测试获 取相关数据，该测试系统的完成，很好的进行循环工况下的车速跟踪，极大地方便了混合动 力客车行业技术人员对于产品的测试、开发和调试。

附图说明

图1是本发明的混合动力客车循环工况测试系统总体架构图；

图2是本发明的混合动力客车循环工况测试系统执行层流程图；

图3是本发明的混合动力客车循环工况测试系统的实车操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实例对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明的混合动力客车循环工况测试系统，包括：

用户层，其与CAN采集卡相连，所述CAN采集卡与混合动力客车的电机、发动机和离 合器分别相连；所述用户层还预设混合动力客车的工况数据及基本参数，并传送至执行层；

执行层，其与控制器相连；所述控制器还与CAN采集卡相连，所述执行层接收控制器传 来的CAN采集卡获取的混合动力客车的电机、发动机和离合器实际状态信息，并根据预设工 况数据及基本参数，解析出混合动力客车的实际车速以及判断出混合动力客车的实际工况；

显示层，其用于显示混合动力客车的实际车速以及实际工况。

显示层将执行层中信号判断的结果在工作模式中显示，车速解析结果在波形图中显示。

其中，控制器采用带有FPGA的实时控制器。带有FPGA的实时控制器在外部提供直流 电的情况下可以进行实时信号的处理。

进一步地，CAN采集卡与CAN总线相连。

更进一步地，CAN采集卡通过两条双绞线与CAN总线相连。CAN采集卡通过CAN总 线来获取混合动力客车的电机、发动机和离合器等部件及整车的实时状态信息。

显示层还包括指示灯，所述指示灯用于显示设备是否连接成功。

本发明的混合动力客车循环工况测试系统的工作方法，包括：

步骤(1)：用户层连接CAN采集卡，预设混合动力客车的工况数据及基本参数，并将预 设数据传送至执行层；

步骤(2)：执行层连接与CAN采集卡相连的控制器，执行层接收控制器传来的CAN采 集卡获取的混合动力客车的电机、发动机和离合器实际状态信息，并根据预设工况数据及基 本参数，解析出混合动力客车的实际车速以及判断出混合动力客车的实际工况；

步骤(3)：显示层接收执行层输出的数据，显示混合动力客车的实际车速以及实际工况。

其中，执行层利用LabVIEW程序搭载在控制器中的CAN采集卡，利用LabVIEW程序 实现信号的接收，解析和判断；显示层利用LabVIEW前面板界面予以实现。

步骤(1)中的基本参数包括CAN通道波特率、车辆关键部件参数、标准工况车速及车 速允许偏移量。

在用户层、执行层和显示层这三个层级中最核心的是执行层，如图2所示，该部分根据 电机、发动机及整车的协议对接收到的信号进行选择和解析，分别得到电机转矩、发动机转 矩、离合器状态、实际车速等，利用这些信号之间的关系进行工作模式的判断及实际车速的 输出。

步骤(2)中，执行层根据接收到的混合动力客车的车速信息，以及整车协议，解析出实 际车速。

根据混合动力客车的实际车速，得到跟踪车速实时波形图。

根据混合动力客车的实际车速与标准工况车速及车速允许偏移量的比较，获得车速超限 次数。

由标准工况车速加减车速允许偏移量得到车速范围的上限和下限，再加上标准工况车速 和解析得到的实际车速，波形图上将同时显示四条车速曲线。通过波形图属性的设置，控制 车速曲线在测试开始后在显示屏上随时间平移，且实际车速由游标定位，便于测试人员确认 车速跟踪情况。

如图3所示，利用该系统进行一定循环工况下实车车速跟踪测试时：

(1)进行设备的连接，包括混合动力客车CAN总线与CAN采集卡的连接，供电电源 的连接，CAN采集卡与实时控制器的连接，控制器与软件子系统的连接；若连接成功，则指 示灯亮，否则重新连接；

(2)设备连接完成后，进行相关参数设置，包括工况选择和导入，CAN通道波特率的 设置，车速允许偏移量设置；

(3)设置完成后，混合动力客车开始运行，显示层中显示车速开始随时间平移，驾驶员 根据显示的车速控制加速踏板和制动踏板来跟踪标准工况车速。若车速超过规定的上限或下 限一次，在超限次数中记录，测试结束后，若超限次数大于规定次数，则改组实验数据视为 无效。显示层的波形图中显示执行层中解析出的实时车速以及待跟踪的标准工况车速和边界 车速，同时实时显示设备连接状态、实际车速数值、车速超限次数及工作模式。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。