提出一种针对控制器开发的硬件在环仿真调试平台,并应用于液驱混合动力车辆控制系统的开发过程中。利用该平台对液驱混合动力车辆控制系统进行仿真及初步调试。研究结果表明该平台能够验证电子控制单元软件算法和控制模式的正确性与合理性,降低实车调试的危险程度,从而可以避免调试过程中不必要的损失,提高控制系统研发的效率与质量。

所研究的液驱混合动力车辆由液压泵、高压蓄能器、低压蓄能器、高速响应开关阀和控制系统等组成。建立了液驱混合动力系统及液压泵/马达伺服排量控制系统的数学建模,提出了控制策略,并对车辆的动态特性进行了仿真分析及试验研究。试验结果验证了液驱混合动力车辆仿真模型的有效性及控制策略的合理性。

为了满足某液驱混合动力车辆的行驶要求和机动性要求,分析了该液驱混合动力车辆储能元件——气囊式蓄能器的工作过程,得出气囊式蓄能器的状态变换并非可逆并且存在能量转换效率的问题,建立了蓄能器的数学模型,确定了基本工作参数,通过试验台架进行了蓄能器单独驱动变量液压马达试验,利用正交试验设计方法,验证了蓄能器工作参数的合理性,确定了蓄能器的最高充气压力和电压值调节范围,提升了液压马达加速性能。

为了分析液驱混合动力车辆的动态特性并优化液压系统的主要设计参数，建立了液压系统双向变量马达、液压蓄能器及其它主要元件的数学模型，定义了气囊式液压蓄能器的多变指数和气体体积变化率之间的关系。完成了液压系统动态仿真计算，采用BCS-GEAR算法和开关状态来解决仿真过程中出现的不稳定现象。对所得的仿真计算结果进行了分析。在相同的初始条件和控制方法下，在自行研制的实验装置上进行了验证性实验。对负载转速响应和液压系统压力进行比较，仿真结果与实验结果相吻合，证明了系统模型和仿真算法的正确性。