CN107490491A - 整车制动工况空调切断情况的台架测试系统及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整车制动工况空调切断情况的台架测试系统及测试方法，台架测试系统包括上位机、数据采集设备、环境模拟舱、底盘测功机、试验车辆以及与数据采集设备电连接的发动机出水温度传感器、发动机进水温度传感器、机油温度传感器、空调吹面出风口空气温度传感器、压缩机排气压力传感器、压缩机吸气压力传感器、冷却风扇电压传感器和压缩机离合器电压传感器，上位机与数据采集设备、试验车辆的ECU电连接；测试方法包括：试验车辆准入检查，布置各个传感器并连线，固定试验车辆并连线，设置模拟环境，对试验车辆进行预热处理，模拟制动工况行驶并采集数据和记录数据并分析。本发明能提高测试通用性和试验结果的可比性。

Description

整车制动工况空调切断情况的台架测试系统及测试方法
技术领域
本发明属于汽车整车的台架测试领域，具体涉及一种整车制动工况空调切断情况的台架测试系统及测试方法。
背景技术
汽车空调系统由制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘员提供舒适的环境。用户对空调系统降温性能及切断性能的主观感受明显，二者对乘员舒适性影响很大，也是用户调查中抱怨较多的问题。
目前空调系统压缩机切断/吸合控制逻辑主要有压力保护、蒸发器结霜保护、发动机水温保护、发动机转速保护、加速切断压缩机、真空度不足切断压缩机、亏电切断压缩机等。制动真空度不足而切断压缩机逻辑是为避免汽车在行驶过程中，制动真空度不足，刹车无力，所以降低发动机负荷而切断压缩机（即切断空调），从而保证制动性能的逻辑现象。车辆在行驶中踩下制动踏板时要放开油门踏板，此时发动机在车辆惯性的带动下，转速仍然较高，而节气门接近于关闭，这时进气歧管的真空度最大，制动效果也最好。而车辆在开空调时发动机转速增加，发动机控制系统一般都有空调怠速提升装置；在化油器和低档的电控燃油喷射发动机上，这一装置是通过一个电磁或真空吸力包将节气门稍微顶开一个角度来实现，因此在制动时，即使驾驶员松开了油门踏板，节气门仍有一定开度，这种情况下，进气歧管内无法提供正常的真空度，相应的制动效果变差，越是小排量的发动机，这一现象越是明显。另外，当车辆开启空调时，发动机负荷变大，需要提供更多的动力，油门踏板开度增大，喷油量及进气量提高，也会降低真空度，影响制动效果。为了避免制动性能变差，设定了制动真空度不足切断压缩机逻辑来切断空调，以降低发动机负荷。
道路试验可以最直接的检测汽车制动工况空调切断情况，但道路条件难于控制，受制于环境（湿度、温度、风速）、地域的差异，试验重复性和试验结果可比性都比较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种整车制动工况空调切断情况的台架测试系统及测试方法，以对整车制动工况空调切断情况进行测试，提高通用性和试验（测试）结果的可比性。
本发明所述的整车制动工况空调切断情况的台架测试系统，包括上位机、数据采集设备、环境模拟舱、安装在环境模拟舱内的底盘测功机、固定在底盘测功机上的试验车辆以及布置在试验车辆上且与数据采集设备电连接的发动机出水温度传感器、发动机进水温度传感器、机油温度传感器、空调吹面出风口空气温度传感器、压缩机排气压力传感器、压缩机吸气压力传感器、冷却风扇电压传感器和压缩机离合器电压传感器；所述上位机与试验车辆的ECU电连接，获取车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度；上位机与数据采集设备电连接，获取发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压。底盘测功机用于模拟试验车辆在道路上行驶，可以进行急加速、急减速、稳态行驶工况，涵盖用户典型使用情况。
所述发动机出水温度传感器安装在试验车辆的发动机出水管内，从发动机出水管内测量发动机出水温度（即冷却液的流出温度）；发动机进水温度传感器安装在试验车辆的发动机进水管内，从发动机进水管内测量发动机进水温度（即冷却液的流入温度）；机油温度传感器从机油标尺处插入试验车辆的发动机油底壳内，测量机油温度；空调吹面出风口空气温度传感器安装在试验车辆的空调吹面出风口内20～30mm处，测量空调吹面出风口空气温度，用于判断空调切断情况及舒适性，压缩机排气压力传感器和压缩机吸气压力传感器安装在试验车辆的空调系统加注口处，测量压缩机吸、排气压力，用于监控空调工作状态，是否切断；冷却风扇电压传感器安装在试验车辆的冷却风扇上，测量冷却风扇的电压；压缩机离合器电压传感器安装在试验车辆的压缩机离合器上，测量压缩机离合器的电压。
采用上述台架测试系统对整车制动工况空调切断情况进行测试的方法，包括：
第一步、检测试验车辆是否满足测试要求，如果满足测试要求，则执行第二步，如果不满足测试要求，则对试验车辆进行整改以使其满足测试要求或者更换为满足测试要求的试验车辆，然后再执行第二步；
第二步、将发动机出水温度传感器、发动机进水温度传感器、机油温度传感器、空调吹面出风口空气温度传感器、压缩机排气压力传感器、压缩机吸气压力传感器、冷却风扇电压传感器和压缩机离合器电压传感器分别布置在试验车辆的相应部位，并与数据采集设备电连接；
第三步、将试验车辆固定在底盘测功机上，将数据采集设备、试验车辆的ECU与上位机电连接，然后校验各个传感器读数；
第四步、根据车辆销售区域设置环境模拟舱内的环境条件；
第五步、关闭试验车辆的所有门窗，空调设置为AC开启、内循环、吹面、最冷、最大风量模式，并以设定车速运行至冷却液大循环打开，再检查试验车辆是否仍满足测试要求，如果满足测试要求，则执行第六步，如果不满足测试要求，则对试验车辆进行整改以使其满足测试要求，然后再执行第六步；
第六步、试验车辆在底盘测功机上分别以怠速制动工况、低速制动工况、中速制动工况、中速连续制动工况和倒车制动工况行驶；数据采集设备采集各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压，并发送给上位机；试验车辆的ECU从CAN总线上读取各个制动工况下的车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并发送给上位机；
第七步、上位机记录各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压、车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并根据空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压和压缩机工作状态判断空调是否切断；如果空调切断，则结合发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、车速、发动机转速、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度判断是否为真空度不足造成的空调切断，如果是，则测试不合格；如果空调未切断或者不是因真空度不足造成的空调切断，则测试合格，试验车辆的压缩机切断/吸合控制逻辑满足制动需求和空调制冷需求。
上述测试方法中，所述怠速制动工况为：试验车辆在1档或者D档怠速行驶，然后踩死制动踏板减速至停车；所述低速制动工况为：将试验车辆先加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到10km/h，再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到5km/h，然后再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速至停车，最后再加速到10km/h，踩死制动踏板，1s内减速至停车；所述中速制动工况为：将试验车辆加速到50km/h，然后踩死制动踏板，5s内减速至停车；所述中速连续制动工况为：将试验车辆先加速到50km/h，再踩死制动踏板减速至30km/h，松开制动踏板，然后再踩死制动踏板减速至15km/h，松开制动踏板，最后再踩死制动踏板减速至停车；所述倒车制动工况为：试验车辆在R档怠速行驶倒车，然后踩死制动踏板减速至停车。
上述测试方法中，所述测试要求为：试验车辆的空调系统正常工作，水箱注满冷却液且没有泄漏、气阻情况，机油量适中，燃油充足，轮胎气压符合相应的胎压要求，CAN通信正常。
上述测试方法中，根据车辆销售区域设置的环境模拟舱内的环境条件为：温度38～49℃、相对湿度30～50%、日照强度800～1000 W/m2、风速0～20km/h。
本发明在环境模拟舱内，以底盘测功机为基础，重复模拟再现了汽车行驶时的各种制动工况，利用传感器测量相关参数，利用数据采集设备采集传感器数据，利用试验车辆的ECU读取相关数据，并发送给上位机，上位机进行判断后，得到整车制动工况的空调切断情况；其排除了环境、地域等因素的影响，提高了测试的通用性和测试结果的可比性，测试对象选择性大、实施便利、精度高、费用低。采用本发明极大的促进了企业在新车开发和后期优化中问题的发现与解决，对提升自主设计研发能力和制造水平具有重大意义。
附图说明
图1为本发明中的台架测试系统的结构示意图。
图2为本发明中的数据信号流向示意图。
图3为本发明中的测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1、图2所示的整车制动工况空调切断情况的台架测试系统，包括上位机1、数据采集设备2、环境模拟舱3、安装在环境模拟舱3内的底盘测功机4、固定在底盘测功机4上的试验车辆5以及与数据采集设备2电连接的发动机出水温度传感器6、发动机进水温度传感器7、机油温度传感器8、空调吹面出风口空气温度传感器9、压缩机排气压力传感器10、压缩机吸气压力传感器11、冷却风扇电压传感器12和压缩机离合器电压传感器13；发动机出水温度传感器6安装在试验车辆5的发动机出水管内，测量发动机出水温度；发动机进水温度传感器7安装在试验车辆5的发动机进水管内，测量发动机进水温度；机油温度传感器8从机油标尺处插入试验车辆5的发动机油底壳内，测量机油温度；空调吹面出风口空气温度传感器9安装在试验车辆5的空调吹面出风口内20～30mm处，测量空调吹面出风口空气温度，压缩机排气压力传感器10和压缩机吸气压力传感器11安装在试验车辆5的空调系统加注口处，测量压缩机吸、排气压力；冷却风扇电压传感器12安装在试验车辆5的冷却风扇上，测量冷却风扇的电压；压缩机离合器电压传感器13安装在试验车辆5的压缩机离合器上，测量压缩机离合器的电压。上位机1与试验车辆5的ECU电连接，获取车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度；上位机1与数据采集设备2电连接，获取发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压。
如图3所示，采用上述台架测试系统对整车制动工况空调切断情况进行测试的方法，包括：
第一步、试验车辆准入检查：检测试验车辆是否满足测试要求（即检查试验车辆的空调系统是否正常工作，查看水箱是否注满冷却液，是否有泄漏、气阻情况，查看机油标尺确认机油量是否适中，检查试验车辆是否有充足的燃油，检查轮胎气压是否符合相应的胎压要求，检查CAN通信是否正常），如果满足测试要求，则执行第二步，如果不满足测试要求，则对试验车辆进行整改以使其满足测试要求或者更换为满足测试要求的试验车辆，然后再执行第二步。
第二步、布置各个传感器并连线：将发动机出水温度传感器6、发动机进水温度传感器7、机油温度传感器8、空调吹面出风口空气温度传感器9、压缩机排气压力传感器10、压缩机吸气压力传感器11、冷却风扇电压传感器12和压缩机离合器电压传感器13分别安装在试验车辆5的相应部位，并与数据采集设备2电连接。
第三步、固定试验车辆并连线：将试验车辆5固定在底盘测功机4上，将数据采集设备2、试验车辆5的ECU与上位机1电连接，然后校验各个传感器读数。
第四步、设置模拟环境：根据车辆销售区域设置环境模拟舱内的环境条件为：温度38～49℃、相对湿度30～50%、日照强度800～1000 W/m2、风速0～20km/h。
第五步、对试验车辆进行预热处理：关闭试验车辆5的所有门窗，空调设置为AC开启、内循环、吹面、最冷、最大风量模式，并以80km/h的车速运行至冷却液大循环打开，再检查试验车辆5是否仍满足测试要求，如果满足测试要求，则执行第六步，如果不满足测试要求，则对试验车辆5进行整改以使其满足测试要求，然后再执行第六步。
第六步、模拟制动工况行驶并采集数据：试验车辆5在底盘测功机4上，首先进行中速制动，将试验车辆5加速到50km/h，然后踩死制动踏板，5s内减速至停车，连续测试该中速制动工况5次；其次进行低速制动，将试验车辆5先加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到10km/h，再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到5km/h，然后再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速至停车，最后再加速到10km/h，踩死制动踏板，1s内减速至停车，连续测试该低速制动工况5次；再次进行中速连续制动，将试验车辆5先加速到50km/h，再踩死制动踏板减速至30km/h，松开制动踏板，然后再踩死制动踏板减速至15km/h，松开制动踏板，最后再踩死制动踏板减速至停车，连续测试该中速连续制动工况5次；然后进行怠速制动，试验车辆5在1档或者D档怠速行驶，然后踩死制动踏板减速至停车，连续测试该怠速制动工况5次；最后进行倒车制动，试验车辆在R档怠速行驶倒车，然后踩死制动踏板减速至停车，连续测试该倒车制动工况5次。数据采集设备2采集各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压，并发送给上位机1；试验车辆5的ECU从CAN总线上读取各个制动工况下的车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并发送给上位机1。
第七步、记录数据并分析：上位机1记录各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压、车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并根据空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压和压缩机工作状态判断空调是否切断（该判断方式为现有技术）；如果空调切断，则结合发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、车速、发动机转速、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度判断是否为真空度不足造成的空调切断（该判断方式为现有技术），如果是，则测试不合格；如果空调未切断或者不是因真空度不足造成的空调切断，则测试合格，试验车辆5的压缩机切断/吸合控制逻辑满足制动需求和空调制冷需求。

Claims (6)

1.一种整车制动工况空调切断情况的台架测试系统，其特征在于：包括上位机（1）、数据采集设备（2）、环境模拟舱（3）、安装在环境模拟舱内的底盘测功机（4）、固定在底盘测功机上的试验车辆（5）以及布置在试验车辆上且与数据采集设备（2）电连接的发动机出水温度传感器（6）、发动机进水温度传感器（7）、机油温度传感器（8）、空调吹面出风口空气温度传感器（9）、压缩机排气压力传感器（10）、压缩机吸气压力传感器（11）、冷却风扇电压传感器（12）和压缩机离合器电压传感器（13）；所述上位机（1）与试验车辆（5）的ECU电连接，获取车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度；上位机（1）与数据采集设备（2）电连接，获取发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压。
2.根据权利要求1所述的整车制动工况空调切断情况的台架测试系统，其特征在于：所述发动机出水温度传感器（6）安装在试验车辆（5）的发动机出水管内，发动机进水温度传感器（7）安装在试验车辆（5）的发动机进水管内，机油温度传感器（8）从机油标尺处插入试验车辆（5）的发动机油底壳内，空调吹面出风口空气温度传感器（9）安装在试验车辆（5）的空调吹面出风口内20～30mm处，压缩机排气压力传感器（10）和压缩机吸气压力传感器（11）安装在试验车辆（5）的空调系统加注口处，冷却风扇电压传感器（12）安装在试验车辆（5）的冷却风扇上，压缩机离合器电压传感器（13）安装在试验车辆（5）的压缩机离合器上。
3.采用如权利要求1或2所述的台架测试系统对整车制动工况空调切断情况进行测试的方法，包括：
第一步、检测试验车辆是否满足测试要求，如果满足，则执行第二步，如果不满足，则对试验车辆进行整改以使其满足测试要求或者更换为满足测试要求的试验车辆，然后再执行第二步；
第二步、将发动机出水温度传感器（6）、发动机进水温度传感器（7）、机油温度传感器（8）、空调吹面出风口空气温度传感器（9）、压缩机排气压力传感器（10）、压缩机吸气压力传感器（11）、冷却风扇电压传感器（12）和压缩机离合器电压传感器（13）分别布置在试验车辆（5）的相应部位，并与数据采集设备（2）电连接；
第三步、将试验车辆（5）固定在底盘测功机（4）上，将数据采集设备（2）、试验车辆（5）的ECU与上位机（1）电连接，然后校验各个传感器读数；
第四步、根据车辆销售区域设置环境模拟舱内的环境条件；
第五步、关闭试验车辆（5）的所有门窗，空调设置为AC开启、内循环、吹面、最冷、最大风量模式，并以设定车速运行至冷却液大循环打开，再检查试验车辆是否仍满足测试要求，如果满足，则执行第六步，如果不满足，则对试验车辆进行整改以使其满足测试要求，然后再执行第六步；
第六步、试验车辆（5）在底盘测功机（4）上分别以怠速制动工况、低速制动工况、中速制动工况、中速连续制动工况和倒车制动工况行驶；数据采集设备（2）采集各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压和压缩机离合器电压，并发送给上位机（1）；试验车辆（5）的ECU从CAN总线上读取各个制动工况下的车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并发送给上位机（1）；
第七步、上位机（1）记录各个制动工况下的发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压、车速、发动机转速、压缩机工作状态、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度，并根据空调吹面出风口空气温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、冷却风扇电压、压缩机离合器电压和压缩机工作状态判断空调是否切断，如果空调切断，则结合发动机出水温度、发动机进水温度、机油温度、车速、发动机转速、进气歧管压力、节气门开度、油门踏板开度信号、制动踏板信号和真空度判断是否为真空度不足造成的空调切断，如果是，则测试不合格，如果空调未切断或者不是因真空度不足造成的空调切断，则测试合格。
4.根据权利要求3所述的整车制动工况空调切断情况的测试方法，其特征在于：
所述怠速制动工况为：试验车辆（5）在1档或者D档怠速行驶，然后踩死制动踏板减速至停车；
所述低速制动工况为：将试验车辆（5）先加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到10km/h；再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速到5km/h；然后再加速到20km/h，踩死制动踏板，2s内减速至停车；最后再加速到10km/h，踩死制动踏板，1s内减速至停车；
所述中速制动工况为：将试验车辆（5）加速到50km/h，然后踩死制动踏板，5s内减速至停车；
所述中速连续制动工况为：将试验车辆（5）先加速到50km/h，再踩死制动踏板减速至30km/h，松开制动踏板，然后再踩死制动踏板减速至15km/h，松开制动踏板，最后再踩死制动踏板减速至停车；
所述倒车制动工况为：试验车辆（5）在R档怠速行驶倒车，然后踩死制动踏板减速至停车。
5.根据权利要求3所述的整车制动工况空调切断情况的测试方法，其特征在于：所述测试要求为：试验车辆（5）的空调系统正常工作，水箱注满冷却液且没有泄漏、气阻情况，机油量适中，燃油充足，轮胎气压符合相应的胎压要求，CAN通信正常。
6.根据权利要求3或4或5所述的整车制动工况空调切断情况的测试方法，其特征在于：所述环境条件为：温度38～50℃、相对湿度30～50%、日照强度800～1000 W/m2、风速0～20km/h。
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