CN110068463B - 一种用于汽车动力总成的分离协同测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于汽车动力总成的测试方法，分离原车辆系统与其动力系统，用替代电机取代动力系统，重新组成车辆系统，协同地测试动力系统和车辆系统中的动力传动系统的性能指标。本发明另一方面还提出一种用于汽车动力总成的测试系统，系统包括动力系统试验台和车辆系统试验台，动力系统试验台包括动力系统、动力系统的测试系统；车辆系统试验台包括重组的车辆系统及其动力传动系统、车辆系统的测试系统，系统用于协同地测试动力系统和车辆系统中的动力传动系统的性能指标。通过本发明提出的系统及测试方法可以不受限制的测试任何车辆或动力总成系统中的发动机总成的性能特性、传动系统的性能特性。

Description

一种用于汽车动力总成的分离协同测试方法及系统

技术领域

本发明属于车辆测试系统领域，尤其是一种用于汽车动力总成的分离协同测试方法及系统。

背景技术

在开发汽车动力系统时，需要动力系统试在验台架状态时就了解到动力系统搭载到整车时或者匹配到动力总成时的性能，针对对标车型还需要知道其搭载到整车后的动力系统在台架状态的map性能。由于汽车动力系统搭载到整车上后的性能表现与其在试验台架上的性能表现并不完全一致，因此需要分别测试整车状态下的性能和台架状态下的性能。

由于整车上拆解的动力系统存在转速限制、转矩限制、功率限制、各种故障、各种保护，很难得到其真实完整的性能数据，尤其是很难测试其完整的map参数。目前行业里较多采用的是半实物仿真方法来解除各种限制和保护，但由于车或除动力系统以外的其它部分是静止状态，亦或仿真信号与真实信号的差异，在测试过程中任会存在某些测试限制。

发明内容

本发明实施例提出一种用于汽车动力总成的测试方法，包括，分离原车辆系统与其动力系统，用替代电机取代动力系统，重新组成车辆系统，协同地测试动力系统和车辆系统中的动力传动系统的性能指标；测试时，动力系统中发动机总成的转速和转矩与车辆系统中替代电机的转速和转矩相同。

其中，通过测功机控制发动机总成的转速，通过车辆系统的电子油门或油门踏板控制发动机总成的转矩。

本发明实施例的另一方面提出用于汽车动力总成的测试系统，系统包括动力系统试验台和车辆系统试验台，动力系统试验台包括动力系统、动力系统的测试系统；车辆系统试验台包括重组的车辆系统及其动力传动系统、车辆系统的测试系统，系统用于协同地测试动力系统和车辆系统中的动力传动系统的性能指标。

其中，动力系统为原车上分离的系统，包含发动机总成、原车动力控制单元和延长线束，原车动力控制单元，通过延长线束分别与动力系统、车辆系统相连，原车动力控制单元的功能包括发送转矩控制信号和发送发动机总成运行信号。

动力系统的测试系统包括测功机单元和测功机控制柜单元，测功机控制柜单元与原车动力控制单元通过线缆相连，测功机控制柜单元用于接收所述发动机总成实际的转速和转矩，测功机单元测试所述发动机总成实际的转速和转矩、控制动力系统中发动机总成的转速。

车辆系统及其动力传动系统包括替代电机，替代电机通过连接盘和连接轴与动力传动系统相连；替代电机输出的功率和转矩，通过连接盘和连接轴传递到动力传动系统。

车辆系统的测试系统包括通过线缆与车辆系统相连的车辆系统测功机单元和替代电机控制柜单元，替代电机控制柜单元用于控制替代电机的转速和转矩。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.通过本发明中的系统可以不受限制的测试任何车辆或动力总成系统中的发动机总成的各种性能特性、传动系统的各种性能特性，不再有功率限制、转矩限制、转速限制问题。

2.可同时测定发动机总成在试验台架上的性能和搭载到整车后的性能，提高了工作效率。

3.整车测试时，所得到的是发动机搭载车辆后的原始特性。

附图说明

图1是测试系统总体结构图；

图2是实施例1中测试系统原理图；

图3是实施例2中测试系统原理图；

图4是实施例3中测试系统原理图；

图5是实施例4中测试系统原理图；

图6是替代电机转矩选择图。

附图标记说明：

底盘测功机试验室-LP，发动机试验室-LE；车辆总成-1，车辆系统的测功机-2，原车动力控制单元-3，动力系统-4，动力系统的测功机单元-5，车辆系统的测功机单元的控制柜单元-6，动力系统的测功机单元的控制柜单元-7，替代电机控制柜单元-8，替代电机-9，第一延长线束-I，第二延长线束-II，第一线缆-III，第二线缆-IV，第三线缆-V，第四线缆-VI，第五线缆-VII。

具体实施方式

实施例1，如图1、2所示，针对普通车型测试时：

本实施例中，协同测试系统主要包括底盘测功机试验室LP和发动机试验室LE；底盘测功机试验室LP中设有车辆总成1、车辆系统的测功机2、原车动力控制单元3和替代电机9；发动机试验室LE中设有动力系统4和动力系统的测功机单元5；此外协同测试系统还包括车辆系统的测功机单元的控制柜单元6和动力系统的测功机单元的控制柜单元7、替代电机控制柜单元8。

发动机试验室LE中，动力系统4中的发动机总成与动力系统的测功机单元5之间通过连接轴和连接盘连接，动力系统的测功机单元5与动力系统的测功机单元的控制柜单元7通过第一线缆III相连。

底盘测功机试验室LP中，替代电机9设置在车辆总成1中动力传动系统的前端，替代电机9通过相应的连接盘和连接轴与车辆总成1的动力传动系统相连。

动力系统的测功机单元的控制柜单元7与替代电机控制柜单元8之间通过第二线缆IV相连，替代电机9和替代电机控制柜单元8通过第三线缆V相连；车辆系统的测功机单元的控制柜单元6和动力系统的测功机单元的控制柜单元7通过第四线缆VI相连，车辆系统的测功机单元的控制柜单元6和车辆系统的测功机2之间通过第五线缆VII相连。

原车动力控制单元3通过第一延长线束I与车辆总成1相连，原车动力控制单元3通过第二延长线束II与动力系统4相连。

本实施例中，测试方法包括：

S101.从车辆总成1中拆下发动机总成，用一变频控制电机(本发明实施例中称替代电机)取代原车辆被拆下的发动机总成，替代电机9通过相应的连接盘连接轴与原车拆除发动机总成后的剩余部分相连；

S102.将发动机总成置于发动机试验室LE中测功机的试验台架上，发动机总成的输出轴通过连接盘、连接轴与测功机相连；

S103.将带有替代电机9的车辆置于底盘测功机试验室LP的试验台架上，或者将带有替代电机9的车辆置于整车转鼓试验室的底盘测功机的试验台架上，通过第三线缆V连接替代电机9和替代电机控制柜单元8；

S104.通过第二延长线束II连接动力系统4中的发动机总成与原车动力控制单元3，通过第一延长线束I连接车辆总成1与原车动力控制单元3，通过线缆连接原车动力控制单元3与动力系统的测功机单元的控制柜单元7，通过第二线缆IV动力系统的测功机单元的控制柜单元7与替代电机控制柜单元8；

S105.连接试验时所需的附属性能测试设备，所有附属性能测试设备上电，进入待测试状态；发动机试验室LE的发动机测功机上电，进入待测试状态；底盘测功机试验室LP的车辆系统的测功机2上电，进入待测试状态；替代电机控制柜单元8上电，进入待测试状态；车辆总成1上电，进入待起动状态；

S106.启动发动机总成进行测试。

本实施例中，测试时发动机总成的测试转速受动力系统的测功机5控制，发动机总成的测试转矩受原车动力控制单元3控制，转矩控制信号由试验台油门驱动系统生成，发动机总成的实际转速n和转矩T由动力系统的测功机5测得，测得的动力数据经动力系统的测功机单元的控制柜单元7发送给替代电机控制柜单元8，由替代电机控制柜单元8控制替代电机9输出相应的转速n和转矩T，替代电机9输出相应的转速n和转矩T传递给车辆剩余的部分，车辆将相应的运行信息传递给原车动力控制单元3，原车动力控制单元3继续控制发动机总成运行。

本实施例中，原车动力控制单元3、车辆系统的测功机单元的控制柜单元6和动力系统的测功机单元的控制柜单元7、替代电机控制柜单元8等4个单元的布置不受试验场地的限制，也可以放置底盘测功机试验室LP和发动机试验室LE之外。

本实施例中，车辆系统的测功机2包括四台底盘测功机，测试车辆为四驱车辆，动力系统的测功机5包括四台动力测功机，用于测试四驱车辆的动力传动系统。

车辆系统的测功机2还可以由两台底盘测功机组成，用于测试两驱车辆，动力系统的测功机5还可以由两台动力测功机组成，用于测试两驱车辆的动力传动系统。

实施例2，如图3所示，针对自主研发的车辆测试时：

本实施例中，除实施例中1描述的系统组成外，原车动力控制单元3还通过CAN总线与动力系统的测功机单元的控制柜单元7、替代电机控制柜单元8相连。

本实施例中，测试方法包括：

S201.从车辆总成1中拆下发动机总成，用一变频控制电机(本发明实施例中称替代电机)取代原车辆被拆下的发动机总成，替代电机9通过相应的连接盘连接轴与原车拆除发动机总成后的剩余部分相连；

S202.将发动机总成置于发动机试验室LE中测功机的试验台架上，发动机总成的输出轴通过连接盘、连接轴与测功机相连；

S203.将带有替代电机9的车辆置于底盘测功机试验室LP的试验台架上，或者将带有替代电机9的车辆置于整车转鼓试验室的底盘测功机的试验台架上，通过第三线缆V连接替代电机9和替代电机控制柜单元8；

S204.通过第二延长线束II连接动力系统4中的发动机总成与原车动力控制单元3，通过第一延长线束I连接车辆总成1与原车动力控制单元3，通过线缆连接原车动力控制单元3与动力系统的测功机单元的控制柜单元7，通过第二线缆IV动力系统的测功机单元的控制柜单元7与替代电机控制柜单元8，通过CAN总线连接原车动力控制单元与动力系统的测功机单元的控制柜单元7，通过CAN总线连接原车动力控制单元3与替代电机控制柜单元8；

S205.连接试验时所需的附属性能测试设备，所有附属性能测试设备上电，进入待测试状态；发动机试验室LE的发动机测功机上电，进入待测试状态；底盘测功机试验室LP的车辆系统的测功机2上电，进入待测试状态；替代电机控制柜单元8上电，进入待测试状态；车辆总成1上电，进入待起动状态；

S206.启动发动机总成进行测试。

本实施例中的工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3，如图4所示，针对普通车型测试时：

本实施例中，动力系统4包括发动机总成和变速箱总成，相应的协同测试系统还包括原车变速箱控制单元，原车变速箱控制单元通过延长线束与变速箱总成相连，原车变速箱控制单元通过延长线束与车辆总成1相连，协同测试系统的其余部分和连接方式与实施例1相同。

本实施例中，测试方法包括：

S301.从车辆总成1中拆下动力系统4(包括发动机总成和变速箱总成)，用一变频控制电机(本发明实施例中称替代电机)取代原车辆被拆下的动力系统4，替代电机9通过相应的连接盘连接轴与原车拆除发动机总成后的剩余部分相连；

S302.将动力系统4置于发动机试验室LE中测功机的试验台架上，动力系统4的输出轴通过连接盘、连接轴与测功机相连；

S303.将带有替代电机9的车辆置于底盘测功机试验室LP的试验台架上，或者将带有替代电机9的车辆置于整车转鼓试验室的底盘测功机的试验台架上，通过第三线缆V连接替代电机9和替代电机控制柜单元8；

S304.通过第二延长线束II连接动力系统4中的发动机总成与原车动力控制单元3，通过第一延长线束I连接车辆总成1与原车动力控制单元3，通过线缆连接原车动力控制单元3与动力系统的测功机单元的控制柜单元7，通过第二线缆IV动力系统的测功机单元的控制柜单元7与替代电机控制柜单元8，通过延长线束连接原车变速箱控制单元与变速箱总成，通过延长线束连接原车变速箱控制单元与车辆总成1；

S305.连接试验时所需的附属性能测试设备，所有附属性能测试设备上电，进入待测试状态；发动机试验室LE的发动机测功机上电，进入待测试状态；底盘测功机试验室LP的车辆系统的测功机2上电，进入待测试状态；替代电机控制柜单元8上电，进入待测试状态；车辆总成1上电，进入待起动状态；

S306.启动发动机总成进行测试。

测试时发动机总成的测试转速受动力系统的测功机5控制，发动机总成的测试转矩受原车动力控制单元3控制，转矩控制信号由试验台油门驱动系统生成，发动机总成的实际转速n₀和转矩T₀传递给变速箱总成，由动力系统的测功机5测得变速箱总成的转速n和转矩T，测得的动力数据经动力系统的测功机单元的控制柜单元7发送给替代电机控制柜单元8，由替代电机控制柜单元8控制替代电机9输出相应的转速n和转矩T，替代电机9输出相应的转速n和转矩T传递给车辆剩余的部分，车辆将相应的运行信息传递给原车动力控制单元3，原车动力控制单元3继续控制发动机总成运行。

实施例4，如图5所示，针对混合动力车辆测试时：

本实施例中，协同测试系统主要包括底盘测功机试验室LP和发动机试验室LE；底盘测功机试验室LP中设有车辆总成1、车辆系统的测功机2、原车动力控制单元3、原车驱动电机控制单元、第一替代电机第二替代电机；发动机试验室LE中设有动力系统4和动力系统的测功机单元5；此外协同测试系统还包括车辆系统的测功机单元的控制柜单元6和动力系统的测功机单元的控制柜单元7、替代电机控制柜单元8。

本实施例中，动力系统4包括发动机总成和驱动电机总成，动力系统的测功机单元5包括发动机测功机和驱动电机测功机，动力系统的测功机单元的控制柜单元7包括发动机测功机控制柜和驱动电机测功机控制柜。

发动机总成、发动机测功机和发动机测功机控制柜三者通过连接轴盘和线缆依次相连，驱动电机总成、驱动电机测功机和驱动电机测功机控制柜三者通过连接轴盘和线缆依次相连。第一替代电机、第二替代电机通过线缆与替代电机控制柜单元8相连。发动机测功机控制柜通过线缆与车辆系统的测功机单元的控制柜单元6相连，驱动电机测功机控制柜通过线缆与车辆系统的测功机单元的控制柜单元6相连。

原车动力控制单元3通过延长线束与发动机总成和车辆总成1相连，原车动力控制单元3通过线缆与发动机测功机控制柜相连，原车驱动电机控制单元通过延长线束与驱动电机总成和车辆总成1相连，原车驱动电机控制单元通过线缆与驱动电机测功机控制柜相连。

本实施例中，测试方法包括：

S401.从车辆中拆下发动机总成和驱动电机总成，用两个变频控制替代电机(本发明实施例中称替代电机1和替代电机2)取代原车辆被拆下的发动机总成和驱动电机总成，替代电机1和替代电机2通过相应的连接盘连接轴与原车拆除发动机总成后和驱动电机总成的剩余部分相连；

S402.将发动机总成和驱动电机总成置于发动机试验室LE中相应的测功机的试验台架上，发动机总成和驱动电机总成的输出轴通过相应的连接盘和连接轴与相应的测功机相连；

S403.将带有替代电机的车辆置于底盘测功机试验室LP的试验台架上，或者将带有替代电机的车辆置于整车转鼓试验室的底盘测功机的试验台架上，通过线束、电力电缆连接替代电机和替代电机控制柜；

S404.通过延长线束连接发动机总成与原车动力控制单元，通过延长线束连接车辆与原车动力控制单元，通过线缆连接原车动力控制单元与测功机控制柜，通过延长线束连接驱动电机总成与原车驱动电机控制单元，通过延长线束连接车辆与原车驱动电机控制单元，通过线缆分别将测功机控制柜、驱动电机测功机控制柜与替代电机控制柜；

S405.连接试验时所需的附属性能测试设备，所有附属性能测试设备上电，进入待测试状态；发动机试验室LE的测功机上电，进入待测试状态；底盘测功机试验室LP的底盘测功机上电，进入待测试状态；替代电机控制柜上电，进入待测试状态；车辆上电，进入待起动状态；

S406.启动发动机总成和驱动电机总成进行测试。

本实施例中，测试时发动机总成的测试转速受发动机测功机控制，发动机总成的测试转矩受原车动力控制单元控制，转矩控制信号由试验台油门驱动系统生成，发动机总成的实际转速n1和转矩T1由发动机测功机测得，测得的动力数据经测功机控制柜发送给替代电机控制柜，由替代电机控制柜控制替代电机输出相应的转速n1和转矩T1，替代电机输出相应的转速n1和转矩T1传递给车辆剩余的部分，车辆将相应的运行信息传递给原车动力控制单元，原车动力控制单元继续控制发动机总成运行；

驱动电机总成的测试转速受驱动电机测功机控制，驱动电机总成的测试转矩受原车驱动电机控制单元控制，转矩控制信号由原车驱动电机控制单元控制，驱动电机总成的实际转速n2和转矩T2由驱动电机测功机测得，测得的动力数据经驱动电机测功机控制柜发送给替代电机控制柜，由替代电机控制柜控制驱动电机替代电机输出相应的转速n2和转矩T2，驱动电机替代电机输出相应的转速n2和转矩T2传递给车辆剩余的部分，车辆将相应的运行信息传递给原车驱动电机控制单元，原车驱动电机控制单元继续控制驱动电机总成运行。

图6为测试时，替代电机9转矩选择图，图中A为待测试发动机总成外特性曲线，B为车辆测试工况WLTC涵盖转矩范围包络线，C为车辆测试工况NEDC涵盖转矩范围包络线，D为替代电机转矩特性曲线，E为发动机总成待测试的特性map，F-G为替代电机转矩特性曲线的恒转矩区段，G-H为替代电机转矩特性曲线的高速区段。在上述实施例中，替代电机9的起动转矩或恒转矩区段F-G的转矩大于等于动力总成相对应的转速范围中的最高转矩，替代电机9的高速转矩区段G-H的转矩涵盖动力总成搭载车辆后各种常用测试工况所需转矩，如NEDC、WLTC、FTP-75、CATC等测试工况。

在上述实施例中，原车动力控制单元3还用于控制发动机总成的喷油、点火、VVT以及各种控制阀的动作；

附属性能测试设备，包括油耗仪、排放仪、燃烧分析仪、电控信号分析仪等用于测试动力系统和车辆系统的各种性能。

在上述发明实施例中，若只需解除发动机总成的相应的运行限制，可以使用替代电机驱动拆除动力总成后的车辆空转，测试发动机总成的性能时，不用将其置于动力总成试验台架或整车转鼓试验台架。其中，若车辆为混合动力系统，则驱动电机替代电机按指定的负载带载空转，所带负载为与发动机总成FMEP≈3bar时相当的转矩。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于汽车动力总成的测试系统，其特征在于，所述用于汽车动力总成的测试系统包括动力系统试验台和车辆系统试验台；

动力系统试验台包括动力系统、动力系统的测试系统；

车辆系统试验台包括重组的车辆系统、车辆系统的测试系统，重组的车辆系统为分离原车辆与其动力系统，用替代电机取代动力系统，重新组成车辆系统，所述用于汽车动力总成的测试系统用于协同地测试动力系统和车辆系统中动力传动系统的性能指标；

所述动力系统为原车上分离的系统，包含发动机总成，原车动力控制单元通过延长线束分别与动力系统、车辆系统相连，原车动力控制单元的功能包括发送转矩控制信号和发送发动机总成运行信号；

所述动力系统的测试系统包括测功机单元和测功机控制柜单元，测功机控制柜单元与原车动力控制单元通过线缆相连，测功机控制柜单元用于接收所述发动机总成实际的转速和转矩，测功机单元用于测试所述发动机总成实际的转速和转矩、控制动力系统中发动机总成的转速；

发动机总成与测功机单元通过连接盘和连接轴相连，发动机总成输出的转速和转矩通过连接盘和连接轴传递到测功机单元；

车辆系统包括替代电机，替代电机通过连接盘和连接轴与车辆系统中动力传动系统相连，替代电机输出的功率和转矩，通过连接盘和连接轴传递到动力传动系统；

所述车辆系统的测试系统包括通过线缆与车辆系统相连的车辆系统测功机单元和替代电机控制柜单元，替代电机控制柜单元用于控制替代电机的转速和转矩；

所述车辆系统测功机单元包括若干底盘测功机。

2.一种用于汽车动力总成的测试方法，用于控制权利要求1所述的一种用于汽车动力总成的测试系统，其特征在于，分离原车辆与其动力系统，用替代电机取代动力系统，重新组成车辆系统，协同地测试动力系统和车辆系统中的动力传动系统的性能指标；测试时，动力系统中发动机总成的转速和转矩与车辆系统中替代电机的转速和转矩相同。

3.如权利要求2所述一种用于汽车动力总成的测试方法，其特征在于，通过测功机单元控制发动机总成的转速，通过车辆系统的电子油门或油门踏板控制发动机总成的转矩。

4.如权利要求2所述一种用于汽车动力总成的测试方法，其特征在于，通过动力系统的测功机单元及其测功机控制柜单元测试发动机总成实际的转速和转矩，并传递给替代电机的控制柜单元，再通过替代电机控制柜单元控制替代电机输出同样的转速和转矩。

5.如权利要求2所述一种用于汽车动力总成的测试方法，其特征在于，动力系统通过原车动力控制单元接收车辆系统发送的运行信息。

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