一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)，包括控制器，作為動力源并可模擬發(fā)動機(jī)的動力輸出的變頻電機(jī)，與所述的變頻電機(jī)傳動連接的自動變速器，與所述的自動變速器傳動連接的分動器；分別與分動器傳動連接的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋，以及分別設(shè)置在所述的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋左右兩端的4個加載裝置。本實用新型從模擬車輛行駛道路阻力的角度出發(fā)，通過加載系統(tǒng)來模擬路面的阻力條件，相比自動變速器裝車測試，本測試方法成本低，安全性高，且數(shù)據(jù)采集方便。本測試方法可以模擬多種車輛行駛工況，例如，起步工況、正常道路行駛工況、坡道行駛工況、制動工況等，進(jìn)而為控制策略的修正提供試驗數(shù)據(jù)支持。
【專利說明】一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動變速器測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動變速器是一種能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)工況和車速來自動換擋的設(shè)備，即可根據(jù)車輛行駛阻力的變化自動改變車輛的傳動比和扭矩比，減輕駕駛者的勞動強(qiáng)度。重型液力機(jī)械式自動變速器是我國車輛傳動【技術(shù)領(lǐng)域】一個重要發(fā)展方面，為了保證自動變速器能夠正常工作，通常需要對自動變速器進(jìn)行性能測試，具體的一般需要進(jìn)行傳動效率測試、換擋規(guī)律測試、換擋過程測試、起步性能測試和制動過程測試等。但是，控制策略的制定與調(diào)試一直是個難點，由于裝車測試成本高、容易發(fā)生安全事故等問題，臺架測試就成為自動變速器控制策略測試的重要手段。
[0003]中國專利201210084850.5公開了一種自動變速器性能測試方法，其通過操作驅(qū)動控制裝置驅(qū)動變頻調(diào)速電機(jī)運動從而給自動變速器輸入動力，使得自動變速器運行，同時操作加載控制裝置，控制磁粉加載器的加載，使得輸出軸與磁粉加載器之間產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力反作用給自動變速器，從而影響自動變速器的運行，此時，數(shù)據(jù)采集器采集自動變速器運行的各種實時實際數(shù)據(jù)并傳給控制器，控制器對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而判斷自動變速器的性能好壞。
[0004]但是，該專利都是從采集數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，往往只能檢驗控制策略的邏輯可行性、控制時序等，而與自動變速器實際性能相關(guān)的道路阻力情況則沒有考慮在內(nèi)，正因如此，控制策略在實車道路試驗中存在各種問題，嚴(yán)重的會引起機(jī)械部件的損壞、發(fā)生安全事故等。因此，為提高自動變速器測試的效率與安全性，需要建立一種基于臺架而又可以模擬道路阻力條件的自動變速器測試系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)，包括控制器，作為動力源并可模擬發(fā)動機(jī)的動力輸出的變頻電機(jī)，與所述的變頻電機(jī)傳動連接的自動變速器，與所述的自動變速器傳動連接的分動器；分別與分動器傳動連接的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋，以及分別設(shè)置在所述的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋左右兩端的4個加載裝置，在變頻電機(jī)與自動變速器間、自動變速器與分動器間、分動器與前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋間，前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋與加載電機(jī)之間均設(shè)有與所述的控制器信號連接的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器，所述的變頻電機(jī)、自動變速器以及各加載裝置分別與所述的控制器可控連接。
[0008]所述的加載裝置為加載電機(jī)。[0009]還包括與所述的加載電機(jī)電連接的電能反饋機(jī)構(gòu)，所述的電能反饋機(jī)構(gòu)與所述的變頻電機(jī)電連接。
[0010]一種利用如權(quán)利要求3所述的自動變速器測試系統(tǒng)的測試方法，包括以下步驟，
[0011]I)啟動整個測試系統(tǒng)，
[0012]2)自動起步工況測試步驟:控制器控制四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷加到最大，使前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋的左右輸出轉(zhuǎn)速均為0，然后由控制器控制加載載荷按預(yù)定規(guī)律下降，并同時逐漸加大變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速以模擬油門開度增大，采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)評測自動變速器的起步控制策略；
[0013]3)正常道路行駛工況測試步驟:控制器控制四個加載電機(jī)分別施加預(yù)定加載負(fù)荷并使其隨時間按預(yù)定規(guī)則變化，同時控制器控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速按預(yù)定規(guī)則變化并采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器在此條件下的升降擋控制策略；
[0014]4)坡道行駛工況測試步驟:根據(jù)坡度值、車輛重量等參數(shù)，由控制器控制四個加載電機(jī)分別施加預(yù)定負(fù)荷并控制其隨時間按預(yù)定規(guī)則變化，同時控制器控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速按預(yù)定規(guī)則變化并采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器在此條件下的升降擋控制策略；
[0015]5) 一般制動工況測試步驟:在正常道路行駛工況下，快速將四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷增大至最大加載載荷的30%-60%以模擬一般剎車，同時控制器采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器的制動控制策略；
[0016]6)緊急制動工況測試步驟:在正常道路行駛工況下，快速將四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷增加到最大以模擬緊急制動，同時控制器采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器的緊急制動控制策略。
[0017]所述的步驟6中所述的加載電機(jī)在加載負(fù)荷為最大的同時仍保持要有ABS所要求的轉(zhuǎn)速以使前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋左右輸出轉(zhuǎn)速不為O。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0019]本實用新型從模擬車輛行駛道路阻力的角度出發(fā)，通過加載系統(tǒng)來模擬路面的阻力條件，相比自動變速器裝車測試，本測試方法成本低,安全性高,且數(shù)據(jù)采集方便。本測試方法可以模擬多種車輛行駛工況，例如，起步工況、正常道路行駛工況、坡道行駛工況、制動工況等，進(jìn)而為控制策略的修正提供試驗數(shù)據(jù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1所示為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022]如圖1所示，本實用新型的能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)包括控制器和測試臺架，以及作為動力源并模擬發(fā)動機(jī)的動力輸出的變頻電機(jī)1，與所述的變頻電機(jī)傳動連接的自動變速器3，與所述的自動變速器傳動連接的分動器4 ;分別與分動器傳動連接的前驅(qū)動橋5和后驅(qū)動橋8，以及分別設(shè)置在所述的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋左右兩端的4個加載電機(jī)6、7、9、10(此處各加載電機(jī)規(guī)格相同，且各控制條件相同，故在此不作區(qū)分處理)，在變頻電機(jī)與自動變速器間、自動變速器與分動器間、分動器與前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋間，前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋與加載電機(jī)之間均設(shè)有與所述的控制器信號連接的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器2，所述的變頻電機(jī)、自動變速器以及各加載電機(jī)分別與所述的控制器12可控連接。
[0023]其中，所述的變頻電機(jī)、自動變速器、分動器、前驅(qū)動橋、后驅(qū)動橋以及各加載裝置均固定設(shè)置在測試臺架上，各部件間的傳動連接為通過聯(lián)軸器等連接，其設(shè)置方式與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再展開描述。針對不同規(guī)格型號的自動變速器，采用與之匹配的變頻電機(jī)、分動器和驅(qū)動橋等，同時各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器均設(shè)置在對應(yīng)的軸伸上，均可采用現(xiàn)有的市售器件。此處的控制器為測試臺架的控制器，其可按程序輸出各種指令并對各傳感器數(shù)據(jù)采集進(jìn)行預(yù)定分析，其可為現(xiàn)有通用的控制器，在其內(nèi)加載按本實用新型思想編制的程序即可，在本實用新型的思想指導(dǎo)下具體程序的編制對于當(dāng)前的編程人員來說均可實現(xiàn)，在此不再贅述。
[0024]進(jìn)一步地，因為采用加載電機(jī)，加載電機(jī)在出于扭矩運行模式時其就等同于發(fā)電機(jī)，為節(jié)省能源，還包括與所述的加載電機(jī)電連接的電能反饋機(jī)構(gòu)11，所述的電能反饋機(jī)構(gòu)與所述的變頻電機(jī)電連接。需要指出的是，變頻電動機(jī)、加載電機(jī)以及電能反饋機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，加載電機(jī)為可以施加阻力矩的電動機(jī)，其可以在施加阻力矩的同時，將自動變速器輸出的動力轉(zhuǎn)化為電力，此與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不再展開描述。
[0025]利用上述自動變速器測試系統(tǒng)的測試方法具體包括以下步驟，
[0026]I)啟動整個測試系統(tǒng)，
[0027]2)自動起步工況測試步驟:控制器控制四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷加到最大以使前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋的左右輸出轉(zhuǎn)速均為0，然后由控制器控制加載載荷按預(yù)定規(guī)律下降，并同時逐漸加大變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速以模擬油門開度增大，采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)評測自動變速器的起步控制策略；
[0028]3)正常道路行駛工況測試步驟:控制器控制四個加載電機(jī)分別施加預(yù)定加載負(fù)荷并使其隨時間按預(yù)定規(guī)則變化，同時控制器控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速按預(yù)定規(guī)則變化并采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器在此條件下的升降擋控制策略；
[0029]4)坡道行駛工況測試步驟:根據(jù)坡度值、車輛重量等參數(shù)，由控制器控制四個加載電機(jī)分別施加預(yù)定負(fù)荷并控制其隨時間按預(yù)定規(guī)則變化，同時控制器控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速按預(yù)定規(guī)則變化并采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器在此條件下的升降擋控制策略；坡道行駛與正常道路行駛的最大不同是，即使達(dá)到了換到高一級擋位的條件，也不會執(zhí)行，應(yīng)采用當(dāng)前或低一級擋位，以增大驅(qū)動力，維持車輛爬坡能力，通過模擬不同坡道和不同驅(qū)動條件，可以檢測當(dāng)前策略的可行性。
[0030]5) 一般制動工況測試步驟:在正常道路行駛工況下，在1.4s時間內(nèi)將四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷增大，以模擬一般制動工況下駕駛員制動反應(yīng)時間和制動器起作用時間，其中加載負(fù)荷分別達(dá)到加載電機(jī)最大加載載荷的30%、40%、50%、60%等，以模擬不同制動強(qiáng)度下的制動力，同時控制器采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器的制動控制策略；
[0031]6)緊急制動工況測試步驟:在正常道路行駛工況下，在0.8s時間內(nèi)將四個加載電機(jī)的加載負(fù)荷增加到最大以模擬緊急制動情況下駕駛員制動反應(yīng)時間和制動器起作用時間，同時控制器采集各轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)據(jù)以評測自動變速器的緊急制動控制策略。
[0032]需要說明的是，在上述步驟中，加載負(fù)荷和變頻電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的變化規(guī)律均可根據(jù)自動變速器的使用工況等進(jìn)行設(shè)定，用以評測不同工況下起步控制策略的優(yōu)劣并可根據(jù)反饋實時修改起步控制策略。
[0033]具體來說，所述的步驟6中為了模擬車輪具有ABS功能，此時加載電機(jī)要有ABS允許的轉(zhuǎn)速，即驅(qū)動橋左右輸出轉(zhuǎn)速不為O。在此工況下測試自動變速器的緊急制動控制策略。
[0034]其中，坡道制動和普通路況下的制動策略是相同的，不同的是行車過程中的阻力，即加載電機(jī)提供的加載載荷即阻力矩，在此不再贅述。
[0035]本實用新型具有以下優(yōu)點，
[0036]I)動力裝置為變頻電機(jī)，不采用發(fā)動機(jī)作為動力源，變頻電機(jī)可以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)速、恒扭矩控制，易于控制。
[0037]2)加載裝置采用電力加載裝置，相比液壓加載，加載負(fù)荷更加準(zhǔn)確，控制更為簡單。電力加載裝置還可以實現(xiàn)零轉(zhuǎn)速加載，可以實現(xiàn)車輛起步工況的模擬。
[0038]3)本測試系統(tǒng)能耗更低，電力加載裝置可以將自動變速器輸出的動力轉(zhuǎn)化為電能直接反饋給變頻電機(jī)，節(jié)省了電力消耗。
[0039]4)相比自動變速器裝車測試，本測試方法成本低,安全性高,且數(shù)據(jù)采集方便。
[0040]5)本測試方法可以模擬多種車輛行駛工況，例如，起步工況、正常道路行駛工況、坡道行駛工況、制動工況等。
[0041]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器，作為動力源并可模擬發(fā)動機(jī)的動力輸出的變頻電機(jī)，與所述的變頻電機(jī)傳動連接的自動變速器，與所述的自動變速器傳動連接的分動器；分別與分動器傳動連接的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋，以及分別設(shè)置在所述的前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋左右兩端的4個加載裝置，在變頻電機(jī)與自動變速器間、自動變速器與分動器間、分動器與前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋間，前驅(qū)動橋和后驅(qū)動橋與加載電機(jī)之間均設(shè)有與所述的控制器信號連接的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩傳感器，所述的變頻電機(jī)、自動變速器以及各加載裝置分別與所述的控制器可控連接。
2.如權(quán)利要求1所述的能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的加載裝置為加載電機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的能模擬路面條件的自動變速器測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述的加載電機(jī)電連接的電能反饋機(jī)構(gòu)，所述的電能反饋機(jī)構(gòu)與所述的變頻電機(jī)電連接。
【文檔編號】G01M13/02GK203643161SQ201320676552
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】資新運, 張英鋒, 王　迎, 徐正飛, 龐海龍, 俞　妍, 鄧成林, 卜建國, 詹雋青 申請人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院