CN104390793A - 一种四驱动力试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四驱动力试验台，包括动力总成、测功部、控制部和供电系统，所述动力总成与所述测功部相连接，所述测功部与所述控制部相连接，所述测功部还与所述供电系统相连接。通过本发明的试验台可实现四驱动力系统总成的前后轴间动力的自由分配以及左右轮间动力的自由分配，不仅可以完成高性能全时独立四驱系统动力总成的测试，并且通过中央控制系统完成包括打滑、大角度爬坡等在内的不同道路工况的模拟；此外，也兼容目前两驱动力总成试验台的试验能力。

Description

一种四驱动力试验台

技术领域

本发明涉及一种汽车驱动测试装置，具体涉及一种四驱动力试验台。

背景技术

随着汽车工业的发展，其动力系统尤其是四驱动力汽车的动力系统，已经由纯机械四驱结构向机械电气混合结构以及纯电动四驱结构发展，由于四个驱动轮的动力独立控制，目前的四驱系统试验是在两驱试验台架上进行，只能进行一些基础的策略调试，而四驱系统特有的前后轴间动力自由分配、左右轮间动力自由分配等功能在现有的两驱试验台架是无法完成的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种四驱动力试验台，。

本发明采用的技术方案具体为：

一种四驱动力试验台，包括动力总成、测功部、控制部和供电系统，所述动力总成与所述测功部相连接，所述测功部与所述控制部相连接，所述测功部还与所述供电系统相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述测功部包括四个测功单元，所述测功单元与所述动力总成的驱动轮输出轴相连接。

在上述四驱动力试验台中，每个所述测功单元包括测功机、测功机变频器和转速转矩传感器，所述测功机的输入端通过高压动力电缆与所述测功机变频器电连接，所述测功机的输出端通过转速转矩传感器与被测试的动力总成的驱动输出轴相连接，所述测功机变频器通过高压动力电缆与所述供电系统电连接。

在上述四驱动力试验台中，所述测功机的输出端通过转速转矩传感器的法兰与被测试的动力总成的驱动输出轴相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述控制部包括中央控制系统、整车控制器、车况参数单元和车身参数单元；所述车况参数单元和所述车身参数单元分别通过低压动力电缆与所述整车控制器相连接，所述整车控制器通过高速CAN通讯总线与所述中央控制系统相连接，所述中央控制系统通过高速工业通讯总线与所述测功部的测功机变频器相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述车况参数单元包括转角传感器、坡度传感器和速度传感器，所述转角传感器、所述坡度传感器和所述速度传感器并联与所述整车控制器相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述车身参数单元包括油门踏板、刹车踏板和档位开关，所述油门踏板、所述刹车踏板和所述档位开关并联相连，并分别与所述整车控制器相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述中央控制系统包括测功机控制单元、整车控制计算机、监控保护单元和dSPACE；其中：所述dSPACE与所述车身参数单元相连接，用于模拟所述整车控制器的功能，所述dSPACE通过高压CAN通讯总线与所述整车控制计算机相连接，所述整车控制计算机通过所述测功机控制单元与测功机变频器相连接；车况参数单元通过所述监控保护单元与所述整车控制计算机相连接。

在上述四驱动力试验台中，所述供电系统为工厂电网。

本发明产生的有益效果是：

通过自由组合，本发明的四驱动力试验台不仅可以完成传统两驱台架所能完成的测试项目，而且还具备轴间动力自由分配、轮间动力自由分配、车轮打滑、坡度模拟等功能，即本发明的试验台可以完成传统的汽车两驱动力总成(包括前驱动力总成和后驱动力总成)的测试，还可以完成高性能的四驱动力总成(包括分时四驱和全时四驱)的策略调试、性能验证、温升测试、可靠性耐久测试以及其他研发测试。此外，试验台还可以通过中央控制系统的整车控制计算机的设置来进行不同道路工况(如打滑、大角度爬坡等)的模拟试验。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种四驱动力试验台的结构示意图；

图2为本发明一种四驱动力试验台的控制系统的参数设置界面图。

图中：1、第一测功机2、第二测功机3、第三测功机4、第四测功机5、第一测功机变频器6、第二测功机变频器7、第三测功机变频器8、第四测功机变频器9、第一转速转矩传感器10、第二转速转矩传感器11、第三转速转矩传感器12、第四转速转矩传感器13、四驱动力总成14、整车控制器15、中央控制系统16、供电系统17、转角传感器18、坡度传感器19、速度传感器20、油门踏板21、刹车踏板22、档位开关。

机械连接；

高压电缆；

低压动力电缆；

通讯动力电缆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种四驱动力试验台，包括动力总成、测功部、控制部和供电系统，动力总成与测功部相连接，测功部与控制部相连接，测功部还与供电系统16(工厂电网)相连接；其中：

测功部包括四个测功单元，测功单元与动力总成的驱动轮输出轴相连接，每个测功单元包括测功机、测功机变频器和转速转矩传感器，测功机的输入端通过高压动力电缆与测功机变频器电连接，测功机的输出端通过转速转矩传感器的法兰与被测试的动力总成的驱动输出轴相连接，测功机变频器通过高压动力电缆与供电系统电连接。

控制部包括中央控制系统15、整车控制器14、车况参数单元以及车身参数单元；车况参数单元和车身参数单元分别通过低压动力电缆与整车控制器14相连接，整车控制器14通过高速CAN通讯总线与中央控制系统15相连接，中央控制系统15通过高速工业通讯总线与测功部的测功机变频器相连接。

中央控制系统15包括测功机控制单元、整车控制计算机、监控保护单元和dSPACE，其中：

与车身参数单元(油门踏板、刹车踏板、档位开关、转角传感器、坡度传感器和转速传感器等)连接的dSPACE模拟整车控制器14的功能，dSPACE输出的信号通过高速CAN通讯总线传输给整车控制计算机，车况参数单元与整车控制器14电气连接，整车控制器14通过高速CAN通讯总线将车况参数单元的测量参数输入到整车控制计算机，整车控制计算机根据测量参数计算车辆运行时所需要的动力，将动力需求通过高速CAN通讯总线传输到整车控制器14，整车控制器14控制油门踏板和刹车踏板实现车辆行驶时动力的动力输出调节。

为了在试验台上进行车辆行驶阻力的模拟，整车控制计算机同时将计算参数(即根据测量参数计算出的车辆运行时所需要的动力)传输到测功机控制单元计算出输出阻力参数，输出阻力参数通过高速工业通讯总线传送给测功机变频器(5、6、7、8)，通过测功机变频器调节负载，即测功机(1、2、3、4)的动力输出，以实现车辆在试验台架上的道路阻力模拟。

试验前，整车参数、驱动模式、行驶模式和道路模式直接通过整车控制计算机输入设置，，试验过程中，实时测量的数据直接传输给整车控制计算机，整车控制计算机根据测量参数实时给整车发送调节指令，使车辆按照设置要求进行工作。监控保护单元实时监控试验过程中的参数并将参数传输给整车控制计算机，一旦出现异常情况，中央控制计算机将异常上报系统，保护试验台和被试验的车辆的安全。而且试验过程中，车辆的输出动力参数分配也会直接通过中央控制系统15的显示界面显示。

具体来讲，本发明的四驱动力试验台的测功机(1、2、3、4)模拟实际的道路阻力，其机械输出分别通过转速转矩传感器(9、10、11、12)的法兰与被试四驱动力总成的输出轴相连接，测功机(1、2、3、4)的输入端通过高压动力电缆与测功机变频器(5、6、7、8)实现电连接，中央控制系统15通过高速工业通讯总线与测功机变频器(5、6、7、8)连接，实现对测功机(1、2、3、4)的控制，本实施例中，测功机(1、2、3、4)均可以在0～750rpm的转速范围内以最大转矩3200Nm工作，在750～3000rpm速范围内以最大功率220kW连续工作。而且四套测功机可以同步以最大转矩或者最大功率工作，最大负载功率可以达到880kW，可以满足绝大多数的四驱动力总成的测试需要。

包括转角传感器17、坡度传感器18和速度传感器19等在内的车况参数单元以及包括油门踏板20、刹车踏板21和档位开关22等在内的车身参数单元通过低压动力电缆与整车控制器14连接在一起，整车控制器14通过高速CAN通讯总线将上述参数单元对应的转角信号、坡度信号、速度信号、油门踏板信号、刹车踏板信号和档位开关信号传输到中央控制系统15，中央控制系统15根据整车控制器14传送的信号计算车辆在运行时所需的驱动力或者制动力，然后根据已有的试验数据库或者仿真模型输出最佳运行工况给测功机变频器(5、6、7、8)，从而实现道路工况的模拟，试验台参数设置界面如图2所示，试验台的具体的实施步骤如下：

在试验开始前，首先在中央控制系统15(控制系统)上设置好包括整车质量、摩擦系数、迎风面积、风阻系数和空气密度等在内的整车相关参数：

其次，从柏油路、沙石路、泥泞路、和雪地路等多种道路模式中选择期望测试的某种模式；

再次，选择测试时的期望驱动工作模式，驱动模式可以为传统的两驱(前驱或者后驱)，也可以四驱(分时四驱或者全时四驱)。

最后，在行驶模式下选择正常或者异常行驶模式。正常行驶模式包括直行、转向和爬坡等模式，在转向模式下可以选进一步择左转或者右转，转向模式下的转角可以在设置参数中设置，也可以通过实际测试车辆的转向盘通过其转角传感器输出到中央控制计算机15；在爬坡模式下可以进一步选择上坡或者下坡，相类似地，爬坡模式下的坡度值可以在设置参数中设置，也可以通过实际的坡度传感器输出到中央控制计算机15。

参数设置完毕后，在测试模式下，中央控制系统15通过速度传感器19与坡度传感器18的信号计算车辆运行时的总驱动力或者制动力，同时通过坡度传感器18的信号确定前后轴的动力分配，前后轴动力分配比例可以在100:0～0:100之间自由调节，通过转角传感器和扭矩传感器的信号输入到中央控制系统15，由中控系统控制前后测功机的动力输出，实现前后轴的动力调节，即前后轴测功机的动力分配比例可以在100:0～0:100之间连续变化；通过转角传感器17的信号确定左右轮之间的动力分配，左右轮动力分配比例可以在100:0～0:100之间自由调节，通过转角传感器和扭矩传感器的信号输入到中央控制系统15，由中控系统控制左右测功机的动力输出，实现左右轮的动力调节，即左右端测功机的动力分配比例可以在100:0～0:100之间连续变化。与此同时，前后轴动力分配及四个驱动轮之间的动力分配可以在中央控制系统15的测试界面显示出来，其中测试界面和参数显示界面是同一个界面，即图2右侧的动力实时分配界面。另外在模拟转向测试时，测试界面可以动态显示前后轮动力实时变化情况，为整车研发提供更为精确的数据支持。

本发明的试验台不仅可以进行四驱动力总成系统轴间动力自由分配、轮间动力自由分配、车轮打滑和坡度模拟等一些对四驱动力汽车来讲比较关键的功能试验，而且通过设置相应的车辆参数，可以在台架上面完成道路阻力模拟和道路坡度等道路工况试验，可以在车辆没有装配之前完成整车的道路模拟试验，为产品的研发提供基础试验数据；当然，在本发明的试验台上也可以兼容现有的两驱动力总成试验台的试验能力。

如上，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种四驱动力试验台，其特征在于，包括动力总成、测功部、控制部和供电系统，所述动力总成与所述测功部相连接，所述测功部与所述控制部相连接，所述测功部还与所述供电系统相连接。

2.根据权利要求1所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述测功部包括四个测功单元，所述测功单元与所述动力总成的驱动轮输出轴相连接。

3.根据权利要求2所述的四驱动力试验台，其特征在于，每个所述测功单元包括测功机、测功机变频器和转速转矩传感器，所述测功机的输入端通过高压动力电缆与所述测功机变频器电连接，所述测功机的输出端通过转速转矩传感器与被测试的动力总成的驱动输出轴相连接，所述测功机变频器通过高压动力电缆与所述供电系统电连接。

4.根据权利要求3所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述测功机的输出端通过转速转矩传感器的法兰与被测试的动力总成的驱动输出轴相连接。

5.根据权利要求1所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述控制部包括中央控制系统、整车控制器、车况参数单元和车身参数单元；所述车况参数单元和所述车身参数单元分别通过低压动力电缆与所述整车控制器相连接，所述整车控制器通过CAN通讯总线与所述中央控制系统相连接，所述中央控制系统通过工业通讯总线与所述测功部的测功机变频器相连接。

6.根据权利要求5所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述车况参数单元包括转角传感器、坡度传感器和速度传感器，所述转角传感器、所述坡度传感器和所述速度传感器并联与所述整车控制器相连接。

7.根据权利要求5所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述车身参数单元包括油门踏板、刹车踏板和档位开关，所述油门踏板、所述刹车踏板和所述档位开关并联相连，并分别与所述整车控制器相连接。

8.根据权利要求5所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述中央控制系统包括测功机控制单元、整车控制计算机、监控保护单元和dSPACE；其中：所述dSPACE与所述车身参数单元相连接，用于模拟所述整车控制器的功能，所述dSPACE通过高压CAN通讯总线与所述整车控制计算机相连接，所述整车控制计算机通过所述测功机控制单元与测功机变频器相连接；车况参数单元通过所述监控保护单元与所述整车控制计算机相连接。

9.根据权利要求1所述的四驱动力试验台，其特征在于，所述供电系统为工厂电网。