CN103528816B - 一种利用能模拟路面条件的自动变速器测试系统的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能模拟路面条件的自动变速器测试系统，包括控制器，作为动力源并可模拟发动机的动力输出的变频电机，与所述的变频电机传动连接的自动变速器，与所述的自动变速器传动连接的分动器；分别与分动器传动连接的前驱动桥和后驱动桥，以及分别设置在所述的前驱动桥和后驱动桥左右两端的4个加载装置。本发明从模拟车辆行驶道路阻力的角度出发，通过加载系统来模拟路面的阻力条件，相比自动变速器装车测试，本测试方法成本低，安全性高，且数据采集方便。本测试方法可以模拟多种车辆行驶工况，例如，起步工况、正常道路行驶工况、坡道行驶工况、制动工况等，进而为控制策略的修正提供试验数据支持。

Description

一种利用能模拟路面条件的自动变速器测试系统的测试方法

技术领域

本发明涉及自动变速器测试技术领域，特别是涉及一种利用能模拟路面条件的自动变速器测试系统的测试方法。

背景技术

自动变速器是一种能够根据发动机工况和车速来自动换挡的设备，即可根据车辆行驶阻力的变化自动改变车辆的传动比和扭矩比，减轻驾驶者的劳动强度。重型液力机械式自动变速器是我国车辆传动技术领域一个重要发展方面，为了保证自动变速器能够正常工作，通常需要对自动变速器进行性能测试，具体的一般需要进行传动效率测试、换挡规律测试、换挡过程测试、起步性能测试和制动过程测试等。但是，控制策略的制定与调试一直是个难点，由于装车测试成本高、容易发生安全事故等问题，台架测试就成为自动变速器控制策略测试的重要手段。

中国专利201210084850.5公开了一种自动变速器性能测试方法，其通过操作驱动控制装置驱动变频调速电机运动从而给自动变速器输入动力，使得自动变速器运行，同时操作加载控制装置，控制磁粉加载器的加载，使得输出轴与磁粉加载器之间产生摩擦力，该摩擦力反作用给自动变速器，从而影响自动变速器的运行，此时，数据采集器采集自动变速器运行的各种实时实际数据并传给控制器，控制器对这些数据进行分析，从而判断自动变速器的性能好坏。

但是，该专利都是从采集数据的角度出发，往往只能检验控制策略的逻辑可行性、控制时序等，而与自动变速器实际性能相关的道路阻力情况则没有考虑在内，正因如此，控制策略在实车道路试验中存在各种问题，严重的会引起机械部件的损坏、发生安全事故等。因此，为提高自动变速器测试的效率与安全性，需要建立一种基于台架而又可以模拟道路阻力条件的自动变速器测试系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能模拟路面条件的自动变速器测试系统。

本发明的另一目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能模拟路面条件的测试方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种能模拟路面条件的自动变速器测试系统，包括控制器，作为动力源并可模拟发动机的动力输出的变频电机，与所述的变频电机传动连接的自动变速器，与所述的自动变速器传动连接的分动器；分别与分动器传动连接的前驱动桥和后驱动桥，以及分别设置在所述的前驱动桥和后驱动桥左右两端的4个加载装置，在变频电机与自动变速器间、自动变速器与分动器间、分动器与前驱动桥和后驱动桥间，前驱动桥和后驱动桥与加载电机之间均设有与所述的控制器信号连接的转速及转矩传感器，所述的变频电机、自动变速器以及各加载装置分别与所述的控制器可控连接。

所述的加载装置为加载电机。

还包括与所述的加载电机电连接的电能反馈机构，所述的电能反馈机构与所述的变频电机电连接。

一种利用自动变速器测试系统的测试方法，包括以下步骤，

1)启动整个测试系统，

2)自动起步工况测试步骤：控制器控制四个加载电机的加载负荷加到最大，使前驱动桥和后驱动桥的左右输出转速均为0，然后由控制器控制加载负荷按预定规律下降，并同时逐渐加大变频电机转速以模拟油门开度增大，采集各转速及转矩传感器数据评测自动变速器的起步控制策略；

3)正常道路行驶工况测试步骤：控制器控制四个加载电机分别施加预定加载负荷并使其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；

4)坡道行驶工况测试步骤：根据坡度值、车辆重量等参数，由控制器控制四个加载电机分别施加预定负荷并控制其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；

5)一般制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，快速将四个加载电机的加载负荷增大至最大加载负荷的30％-60％以模拟一般刹车，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的制动控制策略；

6)紧急制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，快速将四个加载电机的加载负荷增加到最大以模拟紧急制动，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的紧急制动控制策略。

所述的步骤6中所述的加载电机在加载负荷为最大的同时仍保持要有ABS所要求的转速以使前驱动桥和后驱动桥左右输出转速不为0。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明从模拟车辆行驶道路阻力的角度出发，通过加载系统来模拟路面的阻力条件，相比自动变速器装车测试，本测试方法成本低，安全性高，且数据采集方便。本测试方法可以模拟多种车辆行驶工况，例如，起步工况、正常道路行驶工况、坡道行驶工况、制动工况等，进而为控制策略的修正提供试验数据支持。

附图说明

图1所示为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的能模拟路面条件的自动变速器测试系统包括控制器和测试台架，以及作为动力源并模拟发动机的动力输出的变频电机1，与所述的变频电机传动连接的自动变速器3，与所述的自动变速器传动连接的分动器4；分别与分动器传动连接的前驱动桥5和后驱动桥8，以及分别设置在所述的前驱动桥和后驱动桥左右两端的4个加载电机6、7、9、10(此处各加载电机规格相同，且各控制条件相同，故在此不作区分处理)，在变频电机与自动变速器间、自动变速器与分动器间、分动器与前驱动桥和后驱动桥间，前驱动桥和后驱动桥与加载电机之间均设有与所述的控制器信号连接的转速及转矩传感器2，所述的变频电机、自动变速器以及各加载电机分别与所述的控制器12可控连接。

其中，所述的变频电机、自动变速器、分动器、前驱动桥、后驱动桥以及各加载装置均固定设置在测试台架上，各部件间的传动连接为通过联轴器等连接，其设置方式与现有技术类似，在此不再展开描述。针对不同规格型号的自动变速器，采用与之匹配的变频电机、分动器和驱动桥等，同时各转速及转矩传感器均设置在对应的轴伸上，均可采用现有的市售器件。此处的控制器为测试台架的控制器，其可按程序输出各种指令并对各传感器数据采集进行预定分析，其可为现有通用的控制器，在其内加载按本发明思想编制的程序即可，在本发明的思想指导下具体程序的编制对于当前的编程人员来说均可实现，在此不再赘述。

进一步地，因为采用加载电机，加载电机在出于扭矩运行模式时其就等同于发电机，为节省能源，还包括与所述的加载电机电连接的电能反馈机构11，所述的电能反馈机构与所述的变频电机电连接。需要指出的是，变频电动机、加载电机以及电能反馈机构构成一个闭环系统，加载电机为可以施加阻力矩的电动机，其可以在施加阻力矩的同时，将自动变速器输出的动力转化为电力，此与现有技术类似，在此不再展开描述。

利用上述自动变速器测试系统的测试方法具体包括以下步骤，

1)启动整个测试系统，

2)自动起步工况测试步骤：控制器控制四个加载电机的加载负荷加到最大以使前驱动桥和后驱动桥的左右输出转速均为0，然后由控制器控制加载负荷按预定规律下降，并同时逐渐加大变频电机转速以模拟油门开度增大，采集各转速及转矩传感器数据评测自动变速器的起步控制策略；

3)正常道路行驶工况测试步骤：控制器控制四个加载电机分别施加预定加载负荷并使其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；

4)坡道行驶工况测试步骤：根据坡度值、车辆重量等参数，由控制器控制四个加载电机分别施加预定负荷并控制其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；坡道行驶与正常道路行驶的最大不同是，即使达到了换到高一级挡位的条件，也不会执行，应采用当前或低一级挡位，以增大驱动力，维持车辆爬坡能力，通过模拟不同坡道和不同驱动条件，可以检测当前策略的可行性。

5)一般制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，在1.4s时间内将四个加载电机的加载负荷增大，以模拟一般制动工况下驾驶员制动反应时间和制动器起作用时间，其中加载负荷分别达到加载电机最大加载负荷的30％、40％、50％、60％等，以模拟不同制动强度下的制动力，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的制动控制策略；

6)紧急制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，在0.8s时间内将四个加载电机的加载负荷增加到最大以模拟紧急制动情况下驾驶员制动反应时间和制动器起作用时间，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的紧急制动控制策略。

需要说明的是，在上述步骤中，加载负荷和变频电机转数的变化规律均可根据自动变速器的使用工况等进行设定，用以评测不同工况下起步控制策略的优劣并可根据反馈实时修改起步控制策略。

具体来说，所述的步骤6中为了模拟车轮具有ABS功能，此时加载电机要有ABS允许的转速，即驱动桥左右输出转速不为0。在此工况下测试自动变速器的紧急制动控制策略。

其中，坡道制动和普通路况下的制动策略是相同的，不同的是行车过程中的阻力，即加载电机提供的加载负荷即阻力矩，在此不再赘述。

本发明具有以下优点，

1)动力装置为变频电机，不采用发动机作为动力源，变频电机可以实现恒转速、恒扭矩控制，易于控制。

2)加载装置采用电力加载装置，相比液压加载，加载负荷更加准确，控制更为简单。电力加载装置还可以实现零转速加载，可以实现车辆起步工况的模拟。

3)本测试系统能耗更低，电力加载装置可以将自动变速器输出的动力转化为电能直接反馈给变频电机，节省了电力消耗。

4)相比自动变速器装车测试，本测试方法成本低，安全性高，且数据采集方便。

5)本测试方法可以模拟多种车辆行驶工况，例如，起步工况、正常道路行驶工况、坡道行驶工况、制动工况等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种利用能模拟路面条件的自动变速器测试系统的测试方法，其特征在于，所述的自动变速器测试系统包括控制器，作为动力源并可模拟发动机的动力输出的变频电机，与所述的变频电机传动连接的自动变速器，与所述的自动变速器传动连接的分动器；分别与分动器传动连接的前驱动桥和后驱动桥，以及分别设置在所述的前驱动桥和后驱动桥左右两端的4个加载装置，在变频电机与自动变速器间、自动变速器与分动器间、分动器与前驱动桥和后驱动桥间，前驱动桥和后驱动桥与加载电机之间均设有与所述的控制器信号连接的转速及转矩传感器，所述的变频电机、自动变速器以及各加载装置分别与所述的控制器可控连接,所述的加载装置为加载电机,还包括与所述的加载电机电连接的电能反馈机构，所述的电能反馈机构与所述的变频电机电连接，控制器可按程序输出各种指令并对各传感器数据采集进行预定分析；

所述的测试方法包括以下步骤，

1)启动整个测试系统，

2)自动起步工况测试步骤：控制器控制四个加载电机的加载负荷加到最大，使前驱动桥和后驱动桥的左右输出转速均为0，然后由控制器控制加载负荷按预定规律下降，并同时逐渐加大变频电机转速以模拟油门开度增大，采集各转速及转矩传感器数据评测自动变速器的起步控制策略；

3)正常道路行驶工况测试步骤：控制器控制四个加载电机分别施加预定加载负荷并使其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；

4)坡道行驶工况测试步骤：根据坡度值和车辆重量参数，由控制器控制四个加载电机分别施加预定负荷并控制其随时间按预定规则变化，同时控制器控制变频电机转速按预定规则变化并采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器在此条件下的升降挡控制策略；

5)一般制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，快速将四个加载电机的加载负荷增大至最大加载负荷的30％-60％以模拟一般刹车，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的制动控制策略；

6)紧急制动工况测试步骤：在正常道路行驶工况下，快速将四个加载电机的加载负荷增加到最大以模拟紧急制动，同时控制器采集各转速及转矩传感器数据以评测自动变速器的紧急制动控制策略，其中所述的加载电机在加载负荷为最大的同时仍保持要有ABS所要求的转速以使前驱动桥和后驱动桥左右输出转速不为0。