基于工况自学习的混合动力总成优化标定实验系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源混合动力总成的节油优化领域，特别是涉及道路工况下混合动力总成实验优化标定的实验装置和实验方法。
【背景技术】
[0002]随着环境压力和化石燃料危机，车辆的节能减排已经成为道路车辆改进的主要方向。混合动力具备双动力源，可以根据车辆的行驶工况，优化两种或者多种动力源的能量分配，从而提供能量利用率。此外，混合动力还具备一定的制动能量回收，进一步减少能量的浪费。近年来，使用混合动力技术改善车辆行驶油耗，降低污染物排放的主要途径。
[0003]混合动力的能量优化管理策略是混合动力车辆技术的核心技术之一。对于混合动力动力总成结构确定的车辆，混合动力能量分配策略是影响混合动力燃油经济性、混合动力排放、混合动力故障率及混合动力使用寿命的主要因素。此外，对于不同的行驶工况，实际运行过程中相同混合动力能耗差异可能达到30% ;相同道路工况，驾驶风格不同的混合动力能耗差异也有可能达到40%。传统的基于典型循环工况的控制策略标定，难以满足混合动力车辆的推广引用。
[0004]为了提高混合动力能量管理的工况适应性，从控制策略的优化出发，基于行驶工况辨识的混合动力能量优化策略、基于司机驾驶风格辨识的混合动力能量优化策略以及多级的能量优化策略等虽然能够从理论上提供混合动力能量优化策略，但存在硬件资源限制，成本高，难以实际应用的难题。
[0005]从车辆的离线标定出发，采用各个地区的典型循环工况或者实际运行数据进行控制策略的直接标定，存在人工工作量大，标定过程繁琐，成本高的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以实现车辆行驶过程控制策略标定参数的优化和自学习，降低混合动力总成的优化成本，控制策略具有很好适应性的基于工况自学习的混合动力总成优化标定实验系统及方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0008]一种基于工况自学习的混合动力总成优化标定实验系统，该系统包括:
[0009]混合动力总成系统，该混合动力总成系统包括发动机，所述的发动机经离合器与驱动电机机械相连，作为混合动力车辆的动力驱动源，所述的驱动电机与变速箱机械相连，所述的驱动电机依次与逆变器和蓄电池采用电缆连接，用于实现电能的双向流动；
[0010]混合动力总成台架系统，该混合动力总成台架系统包括电力测功机，所述的电力测功机与变速箱机械连接，驱动电机经变速箱输出动力到电力测功机；
[0011]该系统还包括:
[0012]在用新能源车辆采集模块，该在用新能源车辆采集模块用于采集司机操作数据、车辆运行数据、混合动力能量管理单元的能量管理标定数据及GPS模块输出的经玮度信息数据，并发送给新能源远程监控数据库，同时接收新能源远程监控数据库输出的优化后的新能源车辆能量优化管理标定数据，用于更新混合动力能量管理单元的标定数据；
[0013]新能源远程监控数据库，该新能源远程监控数据库用于读取、滤波、校核和存储在用新能源车辆采集模块输出的数据，提取与在用车辆的运行道路工况类型和司机驾驶风格相关的数据，查找数据库中是否有匹配的能量管理标定数据并判断该数据是否满足设定的经济性指标和排放性指标要求，在条件满足的情况下将匹配的能量管理标定数据输出给在用新能源车辆采集模块或者在条件不满足的情况下，将司机操作数据、车辆运行数据输出给实验管理控制台，提取车辆原有能量管理标定数据、道路工况类型和司机驾驶风格相关的数据输出给自学习优化模块；该新能源远程监控数据库还用于接收和存储来自于自学习优化处理模块的经过自学习优化处理后的能量优化管理标定数据，然后将优化后的新能源车辆能量优化管理标定数据，输出给在用新能源车辆采集模块；
[0014]实验管理控制台，实验管理控制台通过信号控制电缆与电力测功机相连；该实验管理控制台用于接收新能源远程监控数据库输出的在用车辆的司机操作数据、车辆运行数据和自学习优化处理模块的台架开始指令，计算出电力测功机的目标转速和扭矩，输出给电力测功机，提取司机操作数据给混合动力能量管理单元，用于控制混合动力总成系统的发动机、离合器、驱动电机、变速箱和蓄电池的目标状态，在实验过程中接受混合动力能量管理单元的实际运行状态及能耗数据并输出给自学习优化处理模块；
[0015]自学习优化处理模块，所述的自学习优化处理模块用于接收新能源远程监控数据库输出的道路工况类型和司机驾驶风格相关的数据和在用车辆的现有能量管理标定数据，将在用车辆的能量管理标定数据发送给混合动力能量管理单元进行台架试验，同时接收试验管理控制台输出的发动机、驱动电机、变速箱、离合器和电池的实际运行状态及能耗数据，进行滤波和数据有效性校验，并进行建模和能量管理标定数据的寻优处理，然后将模型状态下优化后的能量管理标定数据输出给混合动力能量管理单元，给实验管理控制台发送台架实验开始指令，然后再读取实验管理控制台发送的发动机、驱动电机、变速箱、离合器和电池的实际运行状态及能量数据，判断模型状态下优化后的混合动力总成的经济性和排放性值是否达到目标要求；
[0016]混合动力能量管理单元，该混合动力能量管理单元与发动机、离合器、驱动电机和变速箱通过整车通讯总线连接，接收实验管理控制台的司机操作数据，计算出动力总成控制指令信号，发送给发动机控制器、驱动电机控制器、变速箱控制器，控制发动机、驱动电机、变速箱和电池的能量分配以及目标状态，同时采集发动机、离合器、变速箱、驱动电机和电池的实际运行状态及能耗数据，并输出给试验管理控制台；混合动力能量管理单元还用于接收自学习优化处理模块的模型状态下优化后的能量管理标定数据，用于更新发动机、离合器、驱动电机、变速箱和电池的试验运行过程中的目标状态。
[0017]一种基于工况自学习的混合动力总成优化标定实验系统实验方法，它包括以下步骤:
[0018]步骤一、通过在用新能源车辆采集模块采集包括车辆运行数据、GPS数据、司机操作数据以及新能源混合动力能量管理单元能量管理标定数据在内的新能源车辆的数据，按“时间-地理-车型-监控数据”的结构发送给新能源远程监控数据库中；
[0019]步骤二、新能源远程监控数据库对采集的数据进行滤波、校核和存储，提取在用车辆的运行工况类型和司机驾驶风格相关的数据，然后判断该种混合动力车辆是否有匹配的能量管理标定数据，且该参数的经济性值和排放性值是否满足设定条件，如果已有类似匹配数据直接转入步骤八，反之则进入步骤三；
[0020]步骤