CN113008568B - 等效燃油消耗因子标定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等效燃油消耗因子标定系统及方法，所述等效燃油消耗因子标定系统包括控制策略模型、车辆与零部件模型以及开发平台，其中：所述控制策略模型，用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；所述车辆与零部件模型，用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；所述开发平台，用于集成所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型；所述开发平台，还用于接收等效燃油消耗因子的标定参数，并根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。应用本发明提供的方案可以解决现有技术中等效燃油消耗因子标定成本高的问题。

Description

等效燃油消耗因子标定系统及方法

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种等效燃油消耗因子标定系统及方法。

背景技术

控制策略是混合动力汽车的核心技术之一，直接影响了混合动力汽车的经济性、动力性等，例如扭矩分配策略。最小等效油耗算法ECMS是一种基于优化的能量管理控制策略的算法，基于最小等效油耗算法ECMS的扭矩分配策略，可以实现任意时刻在满足驾驶员需求扭矩的前提下，发动机输出功率和电能消耗等效功率之和最小。这里功能定义了等效燃油消耗因子（S-factor），将电能消耗等效为燃油的消耗。

等效燃油消耗因子(S-factor)的标定是扭矩分配策略标定的核心，S-factor的计算包括三个部分之和：S-factor预设值、比例控制部分（P-Part）和积分控制部分（I-Part），其中，

S-factor预设值的影响：S-factor预设值越大，系统越倾向于利用电机负扭矩对电池充电；S-factor预设值越小，系统越倾向于利用电机正扭矩对电池放电；

比例控制部分（P-Part），即S-factor比例控制参数，通过当前电池SOC索引对应的比例部分参数；

积分控制部分（I-Part），即S-factor积分控制系数，通过当前电池SOC索引对应的积分部分参数。

S-factor三部分参数的标定对于NEDC（New European Driving Cycle，新标欧洲循环测试）循环下电池电量平衡和节油率影响巨大，目前的标定方法采用试错法即预先设定S-factor三部分的标定参数，直接上转鼓台架进行油耗测试。

此标定方法存在的主要问题如下：S-factor三部分参数属于敏感参数，其微小的变化会对节油率和电量平衡造成较大影响，因此为了寻找最优的标定参数，需要安排非常多的转鼓试验，因而标定所消耗的资源和时间成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等效燃油消耗因子标定系统及方法，以解决现有技术中等效燃油消耗因子标定成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种等效燃油消耗因子标定系统，包括控制策略模型、车辆与零部件模型以及开发平台，其中：

所述控制策略模型，用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

所述车辆与零部件模型，用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

所述开发平台，用于集成所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型；

所述开发平台，还用于接收等效燃油消耗因子的标定参数，并根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。

可选的，所述控制策略模型包括与车辆发动机控制器中的所述预设控制策略相匹配的控制代码；

所述控制代码中包含策略接口，所述策略接口用于所述控制策略模型与所述开发平台、所述车辆与零部件模型之间进行数据交互。

可选的，所述预设控制策略为扭矩分配策略。

可选的，所述控制策略模型为ASCET模型。

可选的，所述车辆与零部件模型包括：车辆动力系统模型、电机模型、DC-DC模型和电池模型；

所述车辆动力系统模型，用于模拟车辆的整车动力系统；

所述电机模型，用于模拟车辆的电机；

所述DC-DC模型，用于模拟车辆的DC-DC电路；

所述电池模型，用于模拟车辆的电池。

可选的，所述电池模型实时计算电池剩余电量作为所述控制策略模型的输入。

可选的，所述车辆动力系统模型、所述电机模型和/或所述DC-DC模型通过NEDC转鼓试验的测试据拟合得到。

可选的，所述车辆与零部件模型为Simulink模型。

可选的，所述开发平台为Intecrio VP平台。

本发明还提供一种等效燃油消耗因子标定方法，包括：

获得控制策略模型，所述控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

获得车辆与零部件模型，所述车辆与零部件模型用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

将所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型集成于一开发平台；

向所述开发平台输入等效燃油消耗因子的标定参数，以使所述开发平台根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。

本发明提供的等效燃油消耗因子标定系统及方法，具有以下有益效果：

不需要通过NEDC转鼓试验即可进行等效燃油消耗因子的标定，将控制策略模型和车辆与零部件模型集成于开发平台，控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器，车辆与零部件模型用于模拟车辆的整车动力系统和零部件，开发平台可根据等效燃油消耗因子的标定参数，控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到等效燃油消耗因子的标定结果，标定结果可靠而且准确，可以代替NEDC转鼓试验，并且这种离线标定方式，单次NEDC循环的运行时间远低于NEDC转鼓试验的实际时间，可提升标定效率，节约转鼓资源成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的等效燃油消耗因子标定系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例的控制策略模型集成示意图；

图3是本发明一实施例的车辆与零部件模型集成示意图；

图4是本发明另一实施例的等效燃油消耗因子标定方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的等效燃油消耗因子标定系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

由于现有的等效燃油消耗因子标定方法，为了寻找最优的标定参数，需要安排非常多的转鼓试验，而每次转鼓试验需要大约15分钟，再加上试验前的准备时间，转鼓试验的时间成本较高，标定工程师的工作量也较大，同时多次转鼓试验还需花费较多的转鼓资源。

鉴于此，本发明提供一种等效燃油消耗因子标定系统及方法，以解决现有技术中等效燃油消耗因子标定成本高的问题。

本发明提供的等效燃油消耗因子标定系统及方法，可用于对P0、P1等拓扑结构的汽车48V电气系统进行等效燃油消耗因子的离线标定，也可以对P0、P1等拓扑结构的汽车高压电气系统进行离线标定。

下面首先对本发明一实施例提供的一种等效燃油消耗因子标定系统进行介绍。

图1为本实施例提供一种等效燃油消耗因子标定系统的结构示意图，如图1所示，所述等效燃油消耗因子标定系统包括控制策略模型10、车辆与零部件模型20以及开发平台30，其中：

所述控制策略模型10，用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

所述车辆与零部件模型20，用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

所述开发平台30，用于集成所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20；

所述开发平台30，还用于接收等效燃油消耗因子的标定参数，并根据所述标定参数控制所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。

具体的，所述开发平台30可以为Intecrio VP平台，Intecrio VP是一个虚拟原型开发附加组件，可以在Windows-PC上进行早期验证和校准，且不受实时操作的限制。Intecrio VP将虚拟原型制作引入到 PC 工作站，尤其是可通过虚拟实时操作系统和软件组件之间信号的ECU兼容性传输来获取有用的结果，除了功能模型，可对车辆或环境模型进行整合，以便使用模型在环应用，这样不仅可以使用验证功能，还可以对功能进行预校准。

可在所述Intecrio VP平台中新建开发环境下的系统工程，并集成所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20，得到所述等效燃油消耗因子标定系统。在利用所述等效燃油消耗因子标定系统进行标定时，所述开发平台30可接收标定工程师设定的等效燃油消耗因子的标定参数，并根据所述标定参数控制所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。

还可在所述开发平台30上开发前端显示界面，包括标定参数选择界面和实时显示界面，标定工程师在标定参数选择界面选择标定参数或调整标定参数，则所述开发平台30控制后台的所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20实时运行，实时显示界面可实时显示所述控制策略模型10和所述车辆与零部件模型20的运行结果。本实施例可以在很短时间内（1分钟以内）完成一个NEDC循环测试与验证，极大的提高标定效率。实时显示界面的设置，使得标定结果具有较好的可视化效果，标定工程师可以直观的看到测量结果的变化。

下面再分别对控制策略模型10和车辆与零部件模型20进行介绍。

所述控制策略模型10包括与车辆发动机控制器中的所述预设控制策略相匹配的控制代码11。本实施例中，所述预设控制策略可以为扭矩分配策略，在其它实施例中所述预设控制策略也可以为其它类型的控制策略。

所述控制代码11中包含策略接口，所述策略接口用于所述控制策略模型10与所述开发平台30、所述车辆与零部件模型20之间进行数据交互。

本实施例中，所述控制策略模型10可以为ASCET模型，控制策略相匹配的控制代码11由ASCET版本的控制策略模型10直接生成，可确保与真实的发动机控制器中的代码完全一致。图2为控制策略模型10集成于开发平台30的示意图，控制策略模型10不再直接下载到发动机控制器中，而是经过第三方软件Intecrio插件转换成*.six文件格式后，集成在所述开发平台30中。

用于反映车辆实际特性的车辆与零部件模型20，包括车辆动力系统模型21、电机模型22、DC-DC模型23和电池模型24；

所述车辆动力系统模型21用于模拟车辆的整车动力系统，所述电机模型22用于模拟车辆的电机，所述DC-DC模型23用于模拟车辆的DC-DC电路，所述电池模型24用于模拟车辆的电池。

车辆动力系统模型21、电机模型22、DC-DC模型23和电池模型24均可根据车辆内部结构和元器件的参数来构建。在优选实施例中，车辆动力系统模型21、电机模型22和/或DC-DC模型23还可通过NEDC转鼓试验的测试据拟合得到。这些模型采用NEDC转鼓试验的实测数据进行模拟，可确保模型能够反映车辆动力系统、电机、DC-DC的实际特性。

本实施例中车辆与零部件模型20集成了NEDC转鼓测试数据，用部分数据替代模型，可以反映车辆的真实特性，弱化仿真模型精度对离线标定效果的影响，提升离线标定的数据精度。

NEDC循环下电池电能量平衡是衡量标定参数是否可行的一个重要指标，因此，本实施例中所述电池模型24可实时计算电池剩余电量，所述电池剩余电量可通过策略接口输入所述控制策略模型10，作为所述控制策略模型10的输入。

所述车辆与零部件模型20可以为Simulink模型。图3为车辆与零部件模型20集成于开发平台30的示意图，Simulink模型可经第三方软件Intecrio插件转换成*.six文件格式后，集成在所述开发平台30中。

本实施例的等效燃油消耗因子标定系统为离线标定工具，不需要通过NEDC转鼓试验即可进行等效燃油消耗因子的标定，将控制策略模型和车辆与零部件模型集成于开发平台，控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器，车辆与零部件模型用于模拟车辆的整车动力系统和零部件，开发平台可根据等效燃油消耗因子的标定参数，控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果，标定结果可靠而且准确，可以代替NEDC转鼓试验，并且这种离线标定方式，单次NEDC循环的运行时间低于60s，远低于NEDC转鼓试验的实际时间(1180s)，可提升标定效率，节约转鼓资源成本。

基于同一发明构思，本发明一实施例还提供一种等效燃油消耗因子标定方法，图4是本实施例提供的等效燃油消耗因子标定方法的流程图所示，所述等效燃油消耗因子标定方法包括：

步骤S101，获得控制策略模型，所述控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

步骤S102，获得车辆与零部件模型，所述车辆与零部件模型用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

步骤S103，将所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型集成于一开发平台；

步骤S104，向所述开发平台输入等效燃油消耗因子的标定参数，以使所述开发平台根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。

在步骤S101中，所述控制策略模型包括与车辆发动机控制器中的所述预设控制策略相匹配的控制代码；所述控制代码中包含策略接口，所述策略接口用于所述控制策略模型与所述开发平台、所述车辆与零部件模型之间进行数据交互。所述预设控制策略可以为扭矩分配策略，所述控制策略模型可以为ASCET模型。

在步骤S102中，所述车辆与零部件模型包括：车辆动力系统模型、电机模型、DC-DC模型和电池模型；所述车辆动力系统模型用于模拟车辆的整车动力系统，所述电机模型用于模拟车辆的电机，所述DC-DC模型用于模拟车辆的DC-DC电路；所述电池模型用于模拟车辆的电池。

所述车辆与零部件模型可以为Simulink模型。所述车辆动力系统模型、所述电机模型、所述DC-DC模型和所述电池模型均可根据车辆内部结构和元器件的参数来构建。在优选实施例中，所述车辆动力系统模型、所述电机模型和/或所述DC-DC模型通过NEDC转鼓试验的测试据拟合得到。所述电池模型实时计算电池剩余电量作为所述控制策略模型的输入。

在步骤S103中，所述开发平台为Intecrio VP平台。所述控制策略模型（ASCET模型）经过Intecrio插件转换成.six文件格式后，集成在所述开发平台中。所述车辆与零部件模型（Simulink模型）经过Intecrio插件转换成.six文件格式后，集成在所述开发平台中。

在步骤S104中，标定工程师可向所述开发平台输入等效燃油消耗因子的标定参数，以使所述开发平台根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果。若标定结果显示所输入的标定参数不是最优的标定参数，则可调整标定参数，并将调整后的标定参数重新输入所述开发平台，对等效燃油消耗因子进行重新标定，直到找到最优的标定参数。

本实施例的等效燃油消耗因子标定方法为离线标定方法，不需要通过NEDC转鼓试验即可进行等效燃油消耗因子的标定，将控制策略模型和车辆与零部件模型集成于开发平台，控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器，车辆与零部件模型用于模拟车辆整车和零部件，再向所述开发平台输入等效燃油消耗因子的标定参数，则开发平台可根据标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果，标定结果可靠而且准确，可以代替NEDC转鼓试验，并且这种离线标定方式，单次NEDC循环的运行时间低于60s，远低于NEDC转鼓试验的实际时间(1180s)，可提升标定效率，节约转鼓资源成本。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，包括控制策略模型、车辆与零部件模型以及开发平台，其中：

所述控制策略模型，用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

所述车辆与零部件模型，用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

所述开发平台，用于集成所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型；

所述开发平台，还用于接收设定的等效燃油消耗因子的标定参数，并根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果；

若标定结果不是最优的标定参数，调整所述标定参数，并将调整后的所述标定参数重新输入所述开发平台，得到标定结果。

2.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述控制策略模型包括与车辆发动机控制器中的所述预设控制策略相匹配的控制代码；

所述控制代码中包含策略接口，所述策略接口用于所述控制策略模型与所述开发平台、所述车辆与零部件模型之间进行数据交互。

3.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述预设控制策略为扭矩分配策略。

4.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述控制策略模型为ASCET模型。

5.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述车辆与零部件模型包括：车辆动力系统模型、电机模型、DC-DC模型和电池模型；

所述车辆动力系统模型，用于模拟车辆的整车动力系统；

所述电机模型，用于模拟车辆的电机；

所述DC-DC模型，用于模拟车辆的DC-DC电路；

所述电池模型，用于模拟车辆的电池。

6.如权利要求5所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述电池模型实时计算电池剩余电量作为所述控制策略模型的输入。

7.如权利要求5所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述车辆动力系统模型、所述电机模型和/或所述DC-DC模型通过NEDC转鼓试验的测试据拟合得到。

8.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述车辆与零部件模型为Simulink模型。

9.如权利要求1所述的等效燃油消耗因子标定系统，其特征在于，所述开发平台为Intecrio VP平台。

10.一种等效燃油消耗因子标定方法，其特征在于，包括：

获得控制策略模型，所述控制策略模型用于模拟配置有预设控制策略的车辆发动机控制器；

获得车辆与零部件模型，所述车辆与零部件模型用于模拟车辆的整车动力系统和零部件；

将所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型集成于一开发平台；

向所述开发平台输入设定的等效燃油消耗因子的标定参数，以使所述开发平台根据所述标定参数控制所述控制策略模型和所述车辆与零部件模型运行，得到所述等效燃油消耗因子的标定结果；

若标定结果不是最优的标定参数，调整所述标定参数，并将调整后的所述标定参数重新输入所述开发平台，得到标定结果。