CN100595550C - 一种模拟汽车惯量及检测汽车参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法，包括以下步骤：加载器以第一扭矩、第二扭矩从零分别倒拖到第一转速和第二转速，测出所需的第一时间和第二时间；根据转速和时间计算出台架的惯量；测出实车在路面的滑行时间，得出汽车速度随时间变化的滑行曲线和汽车的阻力曲线；在所述滑行曲线中取出一曲线段，计算出所述曲线段的时间；加载器按照汽车阻力曲线进行加载，测出加载器转速变化的时间；根据台架原有的惯量，在台架上加飞轮，使得台架的滑行曲线与实车的滑行曲线非常接近，以模拟汽车惯量。本发明还公开了一种利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法。本发明的优点在于：汽车惯量模拟与实际相结合，且所需设备简单，成本较低。

Description

一种模拟汽车惯量及检测汽车参数的方法

【技术领域】

本发明涉及一种模拟汽车惯量及检测汽车参数的方法，特别涉及一种在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法及利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法。

【背景技术】

在目前的汽车开发中，特别是装配新型动力总成的汽车——改良动力总成系统，通常使用动力总成系统台架作为汽车特性参数的检测平台(台架检测，具有良好的再现性及重复性，并且可同时方便地检测到多个参数)。如图1所示，动力总成系统台架包括加载器20、扭矩传感器30和动力总成装置40。加载器20是三相交流测功机，动力总成装置40包括发动机和变速箱，发动机是待测汽车的发动机。扭矩传感器30一端通过联轴器60和加载器20相连接，扭矩传感器30另一端也通过联轴器60和动力总成装置40相连，加载器20、扭矩传感器30和动力总成装置40设置在铸铁平台100上。如图2所示，动力总成系统台架还包括测控部分80，测控部分80通常采用变频器，通过Labview软件进行编程控制，测控部分80分别和加载器20和动力总成装置40相连，用于控制加载器20和检测动力总成装置40的参数。但是，上述的动力总成系统台架在进行相应的测试时，因为没有考虑汽车的惯量，所以测得的汽车参数不准确，不能正确反映测试汽车的特性。若在台架上，加入整车惯量模拟，则可以利用该台架研究动力总成系统及整车特性。

当前有一些测试汽车惯量的装置和方法，1)通过经验公式计算汽车惯量，但这种方法极为粗糙，不能准确在台架上模拟工况；2)通过悬挂法等测出汽车转动惯量，但需要一些专门设备，成本较高。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法。

本发明的另一目的在于提供一种利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法。为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括一种在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法，包括：在动力总成系统台架上，加载器以第一扭矩从零倒拖到第一转速，测出所需的第一时间；加载器以第二扭矩从零倒拖到第二转速，测出所需的第二时间，所述第一转速与第二转速相同，所述倒拖指加载器作为动力源反向拖动；根据第一扭矩、第一转速、第一时间、第二扭矩、第二转速和第二时间计算出动力总成系统台架的惯量；测出实车在平整路面的滑行时间，得出汽车速度随时间变化的滑行曲线和汽车的阻力曲线；在所述滑行曲线中取出一接近线性的曲线段，计算出所述接近线性曲线段的时间；在动力总成系统台架上，加载器按照汽车的阻力曲线中线性段的阻力进行加载，测出加载器转速变化的时间；根据台架原有的惯量，在台架上加上飞轮，以使得台架的滑行曲线与实车滑行曲线非常接近，达到模拟汽车惯量的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案还包括一种利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，包括以下步骤：测出汽车的惯量；在台架上加装飞轮；通过飞轮惯量与动力总成系统台架原有的惯量总和模拟汽车惯量，所述飞轮的惯量通过以下步骤获得：测出实车在平整路面的滑行时间，得出汽车速度随时间变化的滑行曲线和汽车的阻力曲线；在所述滑行曲线中取出一接近线性的曲线段，测出所述曲线段的时间；在动力总成系统台架上，加载器以第一扭矩从零倒拖到第一转速，测出所需的第一时间；加载器以第二扭矩从零倒拖到第二转速，测出所需的第二时间，其中所述第一转速与第二转速相同，所述倒拖是指加载器作为动力源反向拖动；根据第一扭矩、第一转速、第一时间、第二扭矩、第二转速和第二时间计算出动力总成系统台架的惯量；加载器按照汽车的阻力曲线进行加载，测出加载器转速变化的时间；根据台架原有的惯量，在台架上加飞轮，使得台架的滑行曲线与实车的滑行曲线非常接近，以达到在台架上模拟汽车惯量的目的，利用动力总成系统台架测试汽车的参数。

采用上述技术方案，结合下面将要详述的实施例，本发明有益的技术效果在于：本发明模拟汽车惯量的方法通过实车滑行测出一组数据，再到动力总成系统台架测出一组数据，汽车惯量的模拟与实际相结合，该方法操作简单方便，性能可靠，较好的解决了以往的惯量模拟方法在准确性及成本上的不足，且所需设备简单，成本较低。

本发明有益的技术效果还在于：本发明检测汽车参数的方法通过在动力总成系统台架上安装与待测汽车惯量成比例的飞轮，在测试设备较少的情况下，能较精确的模拟汽车运行情况，得到准确、真实的汽车参数。

本发明还包括如下改进：

所述飞轮惯量与汽车惯量的比例等于加载器转速变化的时间与接近线性的曲线段时间的比值，所述飞轮惯量与动力总成系统台架惯量的和等于汽车惯量，其能方便计算出飞轮惯量，且模拟汽车的惯量。

所述接近线性的曲线段为汽车在[32，48]km/h的曲线段，汽车在该曲线段的特性接近线性，以利于加载器根据该曲线段的特性进行加载。

所述加载器转速变化根据汽车的曲线段两端的速度值和汽车的车轮半径得出，其可容易且准确地计算出加载器转速变化。

所述飞轮安装在动力总成系统台架的加载器和扭矩传感器之间，以方便连接。

所述飞轮中间设有轴，通过联轴器使飞轮安装在动力总成系统台架上，其连接方式简单，便于装卸。

【附图说明】

图1是现有技术的动力总成系统台架的结构图。

图2是现有技术的动力总成系统台架控制部分的示意图。

图3是本发明的在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法的流程图。

图4是本发明的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法的流程图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施方式本发明作进一步详细的描述。

请参阅图3，本发明在动力总成系统台架模拟汽车惯量的方法，包括：

步骤100：在动力总成系统试验台架上，加载器以第一扭矩T₁从零倒拖到转速n，测出时间t₁；

步骤110：然后动力总成系统试验台架上，加载器以第二扭矩T₂从零倒拖到转速n，测出时间t₂，倒拖是指加载器作为动力源反向拖动，加载器的扭矩受测控系统控制，本身也可调节，是一个连续量；

步骤120：根据公式：

在上式中，I_ε代表台架的转动惯量，T₁代表第一扭矩，t₁代表加载器以第一扭矩T₁从零倒拖到转速n所需的时间，T₂代表第二扭矩，t₂代表加载器以第二扭矩T₂从零倒拖到转速n所需的时间，

和

为加载器的瞬时机械角速度，则：

$T_1-T_2=I_{\mathrm{\ϵ}}\·({\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_1-{\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_2)$

而ω＝2πn，所以

∴ $T_1-T_2=I_{\mathrm{\ϵ}}\·2\mathrm{\π}(\frac{\mathrm{dn}}{{\mathrm{dt}}_1}-\frac{\mathrm{dn}}{{\mathrm{dt}}_2})$

可得出台架的转动惯量为：

∴ $I_{\mathrm{\ϵ}}=\frac{(T_1-T_2)}{2\mathrm{\πn}(t_2-t_1)}{t}_1{t}_2$

在上式中，加载器的扭矩越大，则从零倒拖到转速n所需的时间越小，如果第一扭矩T₁大于第二扭矩T₂，则加载器以第一扭矩T₁从零倒拖到转速n所需的时间t₁小于加载器以第二扭矩T₂从零倒拖到转速n所需的时间t₂，I_ε的值为正；如果第一扭矩T₁小于第二扭矩T₂，则加载器以第一扭矩T₁从零倒拖到转速n所需的时间t₁大于加载器以第二扭矩T₂从零倒拖到转速n所需的时间t₂，I_ε的值同样为正。

步骤130：在路面上，汽车从某转速开始滑行，测出汽车速度随时间变化的滑行曲线和阻力曲线。

步骤140：取出汽车在[32，48]km/h的曲线段，测得汽车从32km/h到48km/h所需时间为t。

步骤150：加载器按照阻力曲线(与底盘测功机相同)进行加载，测得转速n：

(V₁＝32km/h，V₂＝48km/h，r为车轮半径)，所用时间为t3，

步骤160：由于受力状态一致，故前后转矩相等，可知

${\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_3=\frac{t}{t_3}\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}$

${\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_3=\frac{t}{t_3}\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}$

又

根据动力总成系统台架原来的惯量，在台架上加飞轮，使得台架的滑行曲线，与实车滑行曲线非常接近，以达到在台架上模拟汽车惯量的目的。

请参阅图4，本发明的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，包括：

步骤210：测出汽车的惯量，汽车的惯量可按上述的步骤100至步骤160测出，也可以通过底盘测功机或者其他方法测出；

步骤220：将与所测汽车惯量成比例的飞轮安装在动力总成系统试验台架，飞轮的惯量可按上述的步骤100至步骤160测出，通过飞轮和动力总成系统试验台架模拟汽车的实际工况，加飞轮的目的就是使整个测试台架的转动惯量加上飞轮惯量最后与实车相当，以测试汽车的其他特性参数，以得出最能逼近真实的数据。飞轮可以安装在动力总成系统试验台架任何地方，优选方式为：将飞轮装在加载器和扭矩传感器之间比较方便，飞轮中间设有轴，以便通过联轴器使飞轮与其它部件相接。

步骤2300：通过飞轮与动力总成系统台架原有的惯量总和模拟汽车惯量，利用动力总成系统试验台架测试汽车参数。

此方法发明在操作简单方便，性能可靠，较好的解决了以往的惯量测量方法在准确性及成本上的不足。

Claims (9)

1、一种在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法，包括：在动力总成系统台架上，加载器以第一扭矩从零倒拖到第一转速，测出所需的第一时间；加载器以第二扭矩从零倒拖到第二转速，测出所需的第二时间，所述第一转速与第二转速相同，所述倒拖是指加载器作为动力源反向拖动；根据第一扭矩、第一转速、第一时间、第二扭矩、第二转速和第二时间计算出动力总成系统台架的惯量；测出实车在平整路面的滑行时间，得出汽车速度随时间变化的滑行曲线和汽车的阻力曲线；在所述滑行曲线中取出一接近线性的曲线段，计算出所述接近线性曲线段的时间；在动力总成台架上，加载器按照汽车的阻力曲线进行加载，测出加载器转速变化的时间；根据台架原有的惯量，在台架上加飞轮，使得台架的滑行曲线与实车的滑行曲线非常接近，以模拟汽车惯量。

2、根据权利要求1所述的在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法，其特征在于：所述接近线性的曲线段为汽车在[32，48]km/h的曲线段。

3、根据权利要求1或2所述的在动力总成系统台架上模拟汽车惯量的方法，其特征在于：所述加载器转速变化根据汽车的曲线段两端的速度值和汽车的车轮半径得出。

4、一种利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，包括以下步骤：测出汽车的惯量；在台架上加装飞轮；通过飞轮惯量与动力总成系统台架原有的惯量总和模拟汽车惯量，所述飞轮的惯量通过以下步骤获得：测出实车在平整路面的滑行时间，得出汽车速度随时间变化的滑行曲线和汽车的阻力曲线；在所述滑行曲线中取出一接近线性的曲线段，测出所述曲线段的时间；在动力总成系统台架上，加载器以第一扭矩从零倒拖到第一转速，测出所需的第一时间；加载器以第二扭矩从零倒拖到第二转速，测出所需的第二时间，其中所述第一转速与第二转速相同，所述倒拖是指加载器作为动力源反向拖动；根据第一扭矩、第一转速、第一时间、第二扭矩、第二转速和第二时间计算出动力总成系统台架的惯量；加载器按照汽车的阻力曲线进行加载，测出加载器转速变化的时间；根据台架原有的惯量，在台架上加飞轮，使得台架的滑行曲线与实车的滑行曲线非常接近，以达到在台架上模拟汽车惯量的目的，利用动力总成系统台架测试汽车的参数。

5、根据权利要求4所述的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，其特征在于：所述飞轮惯量与汽车惯量的比例等于加载器转速变化的时间与接近线性的曲线段时间的比值，所述飞轮惯量与动力总成系统台架惯量的和等于汽车惯量。

6、根据权利要求4所述的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，其特征在于：所述接近线性的曲线段为汽车在[32，48]km/h的曲线段。

7、根据权利要求4或6所述的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，其特征在于：所述加载器转速变化根据汽车的曲线段两端的速度值和汽车的车轮半径得出。

8、根据权利要求7所述的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，其特征在于：所述飞轮安装在动力总成系统台架的加载器和扭矩传感器之间。

9、根据权利要求7所述的利用动力总成系统台架检测汽车参数的方法，其特征在于：所述飞轮中间设有轴，通过联轴器使飞轮安装在动力总成系统台架上。

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