一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟装置及方法

1.一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟装置，其外围设备为待测的汽车动力系统，待测的汽车动力系统的核心部件包括发动机、离合器、变速器，其特征在于：
包括控制计算机、测功机控制器、变频器、交流电力测功机和带控制器的扭矩法兰；
待测的汽车动力系统的动力输出轴通过带控制器的扭矩法兰和交流电力测功机的动力主轴相连；变频器和交流电力测功机通过三相交流控制线相连；变频器与测功机控制器、带控制器的扭矩法兰三者通过CAN总线相连；控制计算机与测功机控制器通过以太网相连；待测的汽车动力系统中发动机的油门信号采集接口与测功机控制器中用于模拟油门的模拟量输出端口相连。
2.一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟方法，其特征在于步骤为：
1)按顺序启动控制计算机、变频器、测功机控制器、交流电力测功机和待测的汽车动力系统，此时整个汽车动力系统和测功机进系统均进入运行模式；
2)在控制计算机上设定待测的汽车动力系统对应的整车车辆参数，控制计算机通过CAN总线向测功机控制器发送所设定的整车车辆参数、动态负载模拟循环工况、设定的道路坡度参数；
3)控制计算机通过CAN总线向测功机控制器发送RG/P模式命令和设定的油门参数；
4)测功机控制器将步骤3)中得到的设定油门参数通过模拟量输出接口向待测的汽车动力系统模拟输出油门指令，此时待测的汽车动力系统开始按照该油门指令运行，并输出当前工况下对应扭矩；
5)带控制器的扭矩法兰检测到待测的汽车动力系统输出的扭矩，并将该扭矩值通过CAN总线上传到测功机控制器；
6)测功机控制器调用车速计算模型来计算当前车辆速度模拟值，具体过程为：
6.1按照动态负载当前的模拟工况，并根据控制计算机设定的整车车辆参数和设定的道路坡度参数计算当前车辆阻力模拟值，该车辆阻力模拟值包括车辆风阻模拟值和车辆滚动阻力模拟值两部分，用下式计算车辆风阻模拟值Fw
用下式计算车辆滚动阻力模拟值Ff
Ff＝mvgf
其中mv为车重，f为滚动阻力系数，A为等效风阻面积，Cd为空气阻力系数，g为重力加速度；
6.2用步骤5)中获取的扭矩值作为所模拟的动态负载的扭矩输入，计算得到当前车辆驱动力模拟值：
Fd＝Tmi0/R
其中Tm为待测的汽车动力系统发出的扭矩，i0为待模拟的车辆的主减速器速比；
6.3将当前车辆驱动力模拟值减去当前车辆阻力模拟值，并结合整车车辆参数计算当前车辆速度模拟值，其计算公式为
上式中，t表示当前时间点，v(t)为当前车辆速度模拟值，Fd为当前车辆驱动力模拟值，Ff为当前车辆滚动阻力模拟值，Fw为当前车辆风阻模拟值，mv为整车车辆参数中的整车质量；
7)测功机控制器根据当前车辆速度模拟值，利用整车车辆参数中车轮半径和主减速器的速比，计算待测的汽车动力系统动力输出轴的转速，并将该转速值通过CAN总线发送给变频器，由变频器控制交流电力测功机在转速闭环模式下完成车辆动态响应的模拟；
上述RG/P模式为交流电力测功机的一种控制模式，其中RG代表测功机负载的控制模式为道路坡度控制模式，P代表动力系统的控制模式为油门控制模式。
3.根据权利要求2所述的一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟方法，其特征在于：
所述的方法中的步骤3)用下述步骤3)替换：
3)控制计算机通过CAN总线向测功机控制器发送RG/V模式命令和设定的车速参数，测功机控制器调用驾驶员模型，根据设定的车速参数和上一循环的车辆速度模拟值计算得到设定油门参数；
上述RG/V模式为交流电力测功机的一种控制模式，其中RG代表测功机负载的控制模式为道路坡度控制模式，V代表动力系统的控制模式为车速闭环控制模式。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟装置，其特征在于：
所述的测功机为西门子交流电机，变频器为ACS800变频器。

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