一种动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法及系统与流程

本发明涉及动力总成多控制器标定，尤其涉及一种动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法及系统。

背景技术：

1、近年来随着汽车技术的发展，动力总成控制系统软件功能日益丰富，标定参数呈指数级增长，车辆动力总成功能和性能标定所需要消耗的人力资源和试验资源越来越多，使得动力总成控制软件开发周期拉长、开发成本上升且软件漏洞难以避免。基于硬件在环系统的虚拟标定技术为上述问题的解决提供了可行途径。通过建立高精度且具备实时仿真能力的被控对象物理模型，并与真实控制器和执行器负载进行信号交互，可以在很大程度上重现车辆在各种复杂运行工况下的控制参数状态，结合控制系统自动化测试用例的开发实施，能够实现高效率、高质量、低成本的动力总成控制系统软件功能和部分性能标定。但由于目前虚拟标定技术尚处于发展阶段，建模所用工具链软件和系统集成方法还不是很成熟，不同工具链和集成方式在仿真精度和开发效率方面存在较大差异。

2、现有动力总成多控制器虚拟标定系统普遍采用simulink软件进行整车被控对象建模，即发动机模型、后处理模型、变速箱模型、整车纵向动力学模型等均在simulink软件中完成开发建立，其缺点是发动机模型不够精细，性能仿真效果有限，而且通常无法对后处理系统的污染物排放浓度进行可靠预测。另一方面，使用cruisem软件对发动机和后处理系统进行精细化建模可以提高动力系统仿真精度，但cruisem软件在amt变速箱详细模型和整车动力学模型开发方面不具备优势，进行整车系统仿真时通常需要借用puma软件中的变速箱和整车模型。然而，由于puma软件不如simulink开放程度高且接口配置不够灵活，所以无法通过puma软件建立详细的amt被控对象模型，因此也无法使用该工具链建立能够实施物理发动机ecu+物理变速箱tcu的动力总成多控制器联合调试虚拟标定系统平台。

3、此外，当前的动力总成多控制器虚拟标定系统一般通过在controldesk软件中通过数字控件的方式输入油门信号和刹车信号驱动整车模型运行，或者采用按照驾驶循环设定车速进行pid调节的方式控制油门和刹车。其缺点是无法复现真实驾驶员操纵油门踏板和刹车踏板时的信号输出特征，从而影响对被控对象物理模型和动力总成控制策略的模拟仿真精度。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法及系统。

2、第一方面，本发明提供一种动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法，包括：

3、上位机通过cruise m软件搭建发动机本体精细化模型和后处理系统精细化模型；使用simulink软件创建自动变速箱详细模型和整车纵向动力学模型，以及与发动机控制器和amt控制器进行信号交互的闭环接口模型；

4、上位机集成并配置各模型之间需要交互的信号接口，以及模型信号接口和物理板卡端口之间的信号连接与端口参数；完成信号连接和端口配置后，对集成模型进行编译并生成目标文件，对各模型中的参数进行标定操作；

5、上位机将集成的模型发送到硬件在环仿真测试平台；发动机ecu控制器、自动变速箱tcu控制器、执行器负载、物理油门踏板和物理刹车踏板通过线束连接到硬件在环仿真测试平台，其中，执行器负载包括：真实选挡电磁阀、真实换挡电磁阀、真实插分挡电磁阀、真实范围挡电磁阀、真实离合器控制电磁阀。

6、更进一步的，所述发动机本体精细化模型接收：

7、来自于驾驶员操作产生的油门开度信号，

8、和，由整车纵向动力学模型计算得到的发动机转速信号，

9、和，物理发动机ecu控制器发出的控制真实负载电磁阀动作的喷油指令信号和空气系统控制信号；

10、并根据接收的数据对缸内燃烧过程的实时仿真计算得到发动机转矩信号，有效比油耗以及污染物的原始排放浓度、排气温度和排气流量信息。

11、更进一步的，物理发动机ecu控制器发出的控制真实负载电磁阀动作的喷油指令信号和空气系统控制信号通过所述闭环信号接口模型传递。

12、更进一步的，所述后处理系统精细化模型接收来自于发动机本体精细化模型计算得到的燃烧生成污染物的原始排放浓度、发动机的排气流量和排气温度信号，并实时仿真得到经过氧化催化器、颗粒捕集器和选择性催化还原系统处理后的污染物排放浓度，污染物包括：车辆尾排氮氧化物、颗粒物、碳氢化合物、一氧化碳，污染物浓度信息通过所述闭环信号接口模型输出，用于判断在一段特定驾驶循环中的污染物排放浓度是否符合设定的污染物浓度指标。

13、更进一步的，所述自动变速箱详细模型和整车纵向动力学模型接收发动机模型计算得到的发动机转矩，来自外界环境的道路坡度信号，驾驶员操作物理油门踏板和物理刹车踏板产生的油门信号和刹车信号，然后根据实时计算出的车身空气阻力、轮胎滚动阻力、整车坡度阻力和加速阻力、制动力信息来实时仿真瞬时车速。

14、更进一步的，自动变速箱详细模型接收物理变速箱tcu控制器发出的执行器驱动信号，执行器驱动信号控制换挡相关的执行器负载执行负载动作；自动变速箱详细模型根据换挡相关的执行器负载执行负载动作进行换挡，整车纵向动力学模型根据挡位和传动比切换反推出发动机转速并输出给所述发动机本体精细化模型。

15、更进一步的，自动变速箱详细模型通过所述闭环信号接口模型接收物理变速箱tcu控制器发出的执行器驱动信号。

16、更进一步的，将发动机本体精细化模型和后处理系统精细化模型集成编译后输出为fmu格式的文件；自动变速箱详细模型和整车纵向动力学模型以及接口模型分别保存为mdl或slx格式文件，在configuration desk软件中进行联合编译集成。

17、第二方面，本发明提供一种动力总成多控制器虚拟标定系统，应用所述的所述动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法构建，包括：上位机，上位机通过网线与硬件在环仿真测试平台连接；发动机ecu控制器、自动变速箱tcu控制器、执行器负载、物理油门踏板和物理刹车踏板通过线束连接到硬件在环仿真测试平台，其中，执行器负载包括：真实选挡电磁阀、真实换挡电磁阀、真实插分挡电磁阀、真实范围挡电磁阀、真实离合器控制电磁阀。

18、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被上位机和硬件在环仿真测试平台执行时，实现所述的动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法。

19、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

20、本技术所提出的跨软件平台的动力总成多控制器虚拟标定系统集成方法，可以充分利用cruise m软件在生成发动机和后处理系统精细化模型方面的特长，并结合simulink软件搭建变速箱详细模型和整车纵向动力学模型的优势，快速开发出适合动力总成多控制器联合调试的虚拟标定系统，从而提高控制策略开发效率和动力总成产品质量。

21、此外，本技术提出的使用物理油门踏板和物理刹车踏板输入信号驱动整车模型运行的方法可以更好地复现真实驾驶员操纵车辆油门踏板和刹车踏板时的信号输出特征，从而提高对被控对象物理模型和相应控制策略的仿真精度。