CN109580251A - 一种基于nedc油耗工况的后桥效率测试方法 - Google Patents

一种基于nedc油耗工况的后桥效率测试方法 Download PDF

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满兴家
杨章晖
何卫
梁玮
蒋华梁
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine

Abstract

本发明适用于传动技术领域，提供了一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，该方法包括：读取NEDC油耗工况测试或仿真结果中的输入端的转速数据、扭矩数据以及后桥的油温数据；分别建立三者与测试时间的关系图像；根据关系图像，对转速和扭矩数据进行二维频率统计，并计算出其时间占比；统计时间占比大于1%的工况点,通过后桥零件台架读取统计出的工况点的效率；利用上述数据计算后桥综合效率。本测试方法减少了测试工况点数量，同时，通过此方法得出的仿真结果更加接近实测结果，更准确地预测后桥效率对整车油耗的影响，从而选择更好的供应商。

Description

一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法
技术领域
本发明属于传动技术领域，尤其涉及一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法。
背景技术
后桥总成是前置后驱车或中置后驱车动力传递的重要零部件，其传动效率对整车油耗有着至关重要的影响，所以一种实用高效的测试方法可以让制造商更好地选择。现有技术中，后桥总成效率测试方法是按照SAE标准SAE_J1266-2001中效率Map测试方法或简化效率测试方法开展。效率Map测试方法总共180个测试工况点，由输入端扭矩、输入端转速以及润滑油温度三个变量的矩阵组成：输入端扭矩为最大传递扭矩的0％、10％、15％、25％、50％、100％共6个点；输入端转速为对应车速20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h、120km/h共6个点；润滑油温度为-30℃、0℃、30℃、60℃、90℃共5个点。简化效率测试方法总共30个点：输入端扭矩为最大传递扭矩的0％、10％、15％、25％、50％、100％共6个点；输入端转速为对应车速20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h共5个点；润滑油温度只选90℃一个点。但这两种方法存在的问题有：
(1)选取测试的工况点过多，增加了抽查后桥效率合格性或一致性的困难。
(2)在开展整车油耗仿真时，使用后桥效率MAP数据则需要增加发动机冷却系统模块，从而增加了仿真的难度；使用简化效率测试数据则与实际状态差异大，无法获得准确仿真值。
发明内容
本发明的目的在于解决现有后桥效率测试方法中需选取测试的工况点过多，仿真结果与实测结果偏差过大的问题。
本发明是这样实现的：
步骤S1:读取NEDC油耗工况测试或仿真结果中的输入端的转速数据、扭矩数据以及后桥的油温数据；
步骤S2:根据读取的数据，分别建立三者与测试时间的关系图像；
步骤S3:根据所述关系图像，对所述转速和扭矩数据进行二维频率统计，并计算出其时间占比α；
步骤S4：统计时间占比大于1％的工况点,通过后桥零件台架读取统计出的工况点的效率ηi；
步骤S5：根据所述统计出的工况点的转速数据和扭矩数据以及其后桥效率测试工况点的效率计算出后桥综合效率，后桥综合效率通过公式计算，其中ηtotal代表后桥综合效率，ηi代表第i工况点对应的效率，αi代表第i工况点对应的时间占比，n代表工况点的个数。
本发明的进一步技术方案是：步骤S1中所述的输入端转速、扭矩以及后桥的油温数据的采样频率一致。
本发明的进一步技术方案是：步骤S1中数据采样的频率不超过10Hz。
本发明的进一步技术方案是：所述输入端的转速与测试时间的关系图像内，转速的取值区间为200r/min～4600r/min，每隔200r/min取一个点读取转速数据；
本发明的进一步技术方案是：所述输入端的扭矩与测试时间的关系图像内，扭矩的取值区间为0N·m～200N·m，每隔20N·m取一个点读取扭矩数据。
本发明的进一步技术方案是：步骤S2中包括
S21：判断扭矩数值的正负，如果扭矩数据出现负值的情况，取其绝对值，表示转动方向相反；
S22：如果扭矩数据为正值，则直接取值。
本发明的进一步技术方案是：步骤S3～S5中，后桥的油温取平均值40℃。
本发明的有益效果是：比起现有的后桥效率测试方法，本测试方法减少了测试工况点数量，同时，通过此方法得出的仿真结果更加接近实测结果，能够更准确地预测后桥效率对整车油耗的影响，从而选择更好的供应商。
附图说明
图1是本发明实施例提供的NEDC工况下后桥输入端转速图；
图2是本发明实施例提供的NEDC工况下后桥输入端扭矩图；
图3是本发明实施例提供的NEDC工况下后桥的油温度图；
图4是本发明实施例提供的后桥工况点时间分布柱形图；
图5是本发明实施例提供的NEDC工况下后桥效率测试点汇总表；
图6是本发明实施例提供的原仿真模型设置效率与由本测试方法测试同一车型时的对比应用实例。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供了一种一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1:读取NEDC油耗工况测试或仿真结果中的输入端的转速数据、扭矩数据以及后桥的油温数据；
优选地，所述步骤S1中所述的输入端转速、扭矩以及后桥的油温数据的采样频率要一致。所述步骤S1中数据采样的频率不超过10Hz。
一种测试方法最重要的一点，就是测试数据的有效性，在本测试方法中，输入端转速、扭矩以及后桥的油温数据的采样必须在频率相同且低于10Hz的频率下。频率一致，可以排除频率的不同对数据的干扰，增大NEDC油耗工况测试的仿真结果与实际结果的偏差量。而大于10Hz下读取的数据，不具有参考价值，会导致后续步骤出错。
步骤S2:根据读取的数据，分别建立三者与测试时间的关系图像；
优选地，所述输入端的转速与测试时间的关系图像内，转速的取值区间为200r/min～4600r/min，每隔200r/min取一个点读取转速数据。
优选地，所述输入端的扭矩与测试时间的关系图像内，扭矩的取值区间为0N·m～200N·m，每隔20N·m取一个点读取扭矩数据。
优选地，步骤S2中包括
S21：判断扭矩数值的正负，如果扭矩数据出现负值的情况，取其绝对值，表示转动方向相反；
S22：如果扭矩数据为正值，则直接取值。
如图1-3所示，利用步骤S1所获得的数据，建立NEDC工况下后桥输入端转速与测试时间、NEDC工况下后桥输入端扭矩与测试时间以及NEDC工况下后桥油温与测试时间的关系图像，并设定输入端转速和扭矩的取值区间以及取值间隔。在图2中可以看到扭矩有正负值两种情况，扭矩的负号只代表转动方向相反，并不代表该数据为负数，所以当出现此情况时，则该工况点的扭矩数值取其绝对值，如果扭矩数据为正值，则直接取值。
步骤S3:对所述输入端转速和扭矩的数据进行二维频率统计，并计算出其时间占比α；
如图4所示，对步骤S2测得的输入端转速和扭矩的数据进行二维频率统计，记录在相同时间间隔下，输入端转速和扭矩在某个转速或扭矩范围内的数据个数，得出后桥工况点时间分布柱形图，直观立体地看出后桥工作过程中出现频率较多的工况点，对后桥工况点的工作情况有了更加清晰的认识。同时计算出时间占比α，时间占比α是图4中的运行时间分布概率，比如1秒内有100个数据，那么10秒就有1000个数据，若转速在1600±200rpm的范围内有500个数据，那么它的时间占比α就是50％。
步骤S4：统计时间占比大于1％的工况点,通过后桥零件台架读取统计出的工况点的效率ηi；
统计出后桥效率测试工况点，根据测试的车型不同，统计出的测试工况点的数量便不同，例如测试CN120S/CN112/CN113/CN115等车型时，测试工况点的数量就为26，取值的点如图5所示，其中黑色点为取值的工况点。同时，利用后桥零件台架读取出相应工况点的效率，同样，效率数据的数量也因车型不同而不同。
步骤S5：根据所述统计出的工况点的转速数据和扭矩数据以及其后桥效率测试工况点的效率计算出后桥综合效率，后桥综合效率通过公式计算，其中ηtotal代表后桥综合效率，ηi代表第i工况点对应的效率，αi代表第i工况点对应的时间占比，n代表工况点的个数。
优选地，所述步骤S3～S5中，后桥的油温取平均值40℃。润滑油温选为NEDC油耗工况下的平均温度40℃，既好控制温度又能节省测试成本。
在CN120S/CN112/CN113/CN115等车型后桥效率测试中，现有效率Map测试方法总共180个测试工况点，不仅-30℃油温的测试环境较难控制，而且在对比两根后桥时增加了测试成本但对评价整车油耗贡献没有明显帮助。若使用简化效率测试方法总共有30个点，不同技术或供应商后桥效率差异并不明显，且与NEDC油耗工况下的运行情况差异大。而使用本方法可以有效减少测试工况点的数量，通过设置时间占比α这一判断条件，统计得出的测试工况点只有26个，大大降低了计算难度和往后的抽查难度。
图6是原仿真模型设置效率与由本测试方法所得效率在测试CN120S/CN112/CN113/CN115等车型后桥效率时的对比应用实例。原仿真模型中的后桥效率由后桥输入扭矩200N·m，输入转速是2000r/min，油温是90℃时测得，也是现有简化效率测试方法的拓展。但是不同供应商后桥总成在这个条件下的效率差异并不大，均大于92％，对应的仿真结果比实测结果偏低0.30L/100km。但是通过应用本方法中综合效率作为后桥总成效率，不同供应商的后桥总成效率差异明显，最大可相差约3.7％。以此效率进行的仿真结果趋势与实测结果的趋势一致，并且在实测结果的偏差范围内，从而可以挑选出更好的供应商和督促供应商进行质量改进。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1:读取NEDC油耗工况测试或仿真结果中的输入端的转速数据、扭矩数据以及后桥的油温数据；
步骤S2:根据读取的数据，分别建立三者与测试时间的关系图像；
步骤S3:根据所述关系图像，对所述转速和扭矩数据进行二维频率统计，并计算出其时间占比α；
步骤S4：统计时间占比大于1％的工况点,通过后桥零件台架读取统计出的工况点的效率ηi；
步骤S5：根据所述统计出的工况点的转速数据和扭矩数据以及其后桥效率测试工况点的效率计算出后桥综合效率，后桥综合效率通过公式计算，其中ηtotal代表后桥综合效率，ηi代表第i工况点对应的效率，αi代表第i工况点对应的时间占比，n代表工况点的个数。
2.根据权利要求1所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，步骤S1中所述的输入端转速、扭矩以及后桥的油温数据的采样频率一致。
3.根据权利要求2所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，步骤S1中数据采样的频率不超过10Hz。
4.根据权利要求1所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，所述输入端的转速与测试时间的关系图像内，转速的取值区间为200r/min～4600r/min，每隔200r/min取一个点读取转速数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，所述输入端的扭矩与测试时间的关系图像内，扭矩的取值区间为0N·m～200N·m，每隔20N·m取一个点读取扭矩数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，步骤S2中包括
S21：判断扭矩数值的正负，如果扭矩数据出现负值的情况，取其绝对值，表示转动方向相反；
S22：如果扭矩数据为正值，则直接取值。
7.根据权利要求1所述的一种基于NEDC油耗工况的后桥效率测试方法，其特征在于，步骤S3～S5中，后桥的油温取平均值40℃。
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