CN110146206B - 扭矩动态标定系统、方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft

Abstract

本发明公开一种扭矩动态标定系统、方法及计算机可读存储介质,其中,该扭矩动态标定系统包括扭矩动态标定系统包括扭矩控制装置、转速控制装置、数据采集装置和加载装置,扭矩控制装置包括相连接的扭矩输出组件和变速箱;转速控制装置包括相连接的转速输出组件、差速器、以及连接转速输出组件和差速器的连接轴,变速箱和差速器连接;加载装置用于通过被测半轴与差速器连接,加载装置还用于对被测半轴输出测量扭矩,以使被测半轴产生剪切应力,差速器用于控制连接轴和被测半轴转速一致;数据采集装置用于与被测半轴连接,以检测被测半轴受到的剪切应力。本发明测量得到的检测数据准确,与实车测试的状态一致。

Description

扭矩动态标定系统、方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及车辆数据测量技术领域,具体涉及一种扭矩动态标定系统、方法及计算机可读存储介质。
背景技术
在车辆载荷谱测试中,传动轴扭矩测量是行驶数据采样的重要组成部分,其测量精度直接影响整车载荷谱的实际转化率和实用性。
现有技术中,多使用静态加载的方法对半轴单体进行扭矩标定,静态加载测试系统中,在被测半轴的一端设置锁止装置,在被测半轴的另一端设置加载电机,即加载电机对半轴单体进行扭矩加载时,半轴单体加载状态是半轴单体为静态加载,而实车测试状态是半轴在整车运行状态下的动态采集,由于得到的扭矩标定数据与实车测试的数据具有差异,从而导致实车测试状态采集到的数据无法准确转化和分析。
因此,有必要提供一种扭矩动态标定方法,以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种扭矩动态标定系统、方法及计算机可读存储介质,旨在解决现有技术中的扭矩标定数据与实车测试的数据具有差异的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出的一种扭矩动态标定系统,所述扭矩动态标定系统包括扭矩控制装置、转速控制装置、数据采集装置和加载装置,
所述扭矩控制装置包括相连接的扭矩输出组件和变速箱;
所述转速控制装置包括相连接的转速输出组件、差速器、以及连接所述转速输出组件和所述差速器的连接轴,所述变速箱和所述差速器连接;
所述加载装置用于通过被测半轴与所述差速器连接,所述加载装置还用于对所述被测半轴输出测量扭矩,以使所述被测半轴产生剪切应力,所述差速器用于控制所述连接轴和所述被测半轴转速一致;
所述数据采集装置用于与所述被测半轴连接,以检测所述被测半轴受到的剪切应力。
优选地,所述扭矩输出组件包括与所述变速箱连接的第一电机和检测所述第一电机输出扭矩大小的第一扭矩传感器。
优选地,所述转速输出组件包括通过所述连接轴与所述差速器连接的第二电机和检测所述第二电机输出转速大小的转速传感器。
优选地,所述加载装置包括用于通过所述被测半轴与所述差速器连接的加载电机和用于检测所述加载电机输出被测扭矩大小的第二扭矩传感器。
优选地,所述数据采集装置包括信号发射单元和用于贴附于所述被测半轴上的应变片桥路,所述应变片桥路与所述信号发射单元信号连接。
本发明还提供了一种扭矩动态标定方法,应用于如上述的扭矩动态标定系统,所述扭矩动态标定方法包括:
接收携带第一档位信息的控制指令;
扭矩输出组件对变速箱输出与所述控制指令对应的扭矩,经所述变速箱传动对所述被测半轴输出扭矩;
转速输出组件控制连接轴的转速为与所述控制指令对应的第一转速;
差速器控制所述连接轴和所述被测半轴转速一致;
加载装置对所述被测半轴输出被测扭矩;
数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力。
优选地,所述数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力的步骤包括:
贴附于所述被测半轴的应变片桥路受力后产生电阻变化,并根据所述电阻变化得到电压变化数据,将所述电压变化数据发送至信号发射单元;
所述信号发射单元将所述电压变化数据、所述被测扭矩一并发送至分析终端。
优选地,所述信号发射单元将所述电压变化数据、所述被测扭矩一并发送至分析终端的步骤之后,还包括:
获取多个所述电压变化数据和与各个所述电压变化数据对应的所述被测扭矩;
根据预设算法对所述电压变化数据和所述被测扭矩进行拟合。
优选地,所述数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力的步骤之后,还包括:
接收携带第二档位信息的控制指令,执行:所述扭矩输出组件对所述变速箱输出与所述控制指令对应的扭矩,经所述变速箱传动对所述被测半轴输出扭矩的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的扭矩动态标定方法的步骤。
本发明技术方案中,通过设置扭矩控制装置和转速控制装置,从而省去了现有技术中的锁止装置,模拟了实车测试状态下被测半轴的工作状态,从而实现扭矩动态标定,使得得到的标定数据与实车测试采集的契合度高;通过扭矩控制装置和转速控制装置,使得被测半轴的运动会受到电磁干扰,从而可评估被测半轴和变速箱抗电磁干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明扭矩动态标定系统一实施例的结构示意图;
图2为本发明数据采集装置一实施例的结构示意图;
图3为本发明扭矩动态标定方法第一实施例的流程图;
图4为本发明扭矩动态标定方法第二实施例的流程图;
图5为本发明扭矩动态标定方法第三实施例的流程图;
图6为本发明扭矩动态标定方法第四实施例的流程图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图,对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。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,本发明提供了一种扭矩动态标定系统100,扭矩动态标定系统100包括扭矩控制装置20、转速控制装置30、数据采集装置40和加载装置50;所述扭矩控制装置20包括相连接的扭矩输出组件21和变速箱22;所述转速控制装置30包括相连接的转速输出组件31、差速器33、以及连接所述转速输出组件31和所述差速器33的连接轴35,所述变速箱22和所述差速器33连接;所述加载装置50用于通过被测半轴200与所述差速器33连接,所述加载装置50还用于对所述被测半轴200输出测量扭矩,以使所述被测半轴200产生剪切应力,所述差速器33用于控制所述连接轴35和所述被测半轴200转速一致;所述数据采集装置40用于与所述被测半轴200连接,以检测所述被测半轴200受到的剪切应力。
具体地,标定时,先将需要测试的被测半轴200安装至变速箱22上,再将变速箱22、差速器33与连接轴35连接,将被测半轴200的自由端与加载装置50连接,所述扭矩输出组件21的输出端和所述变速箱22的输入端连接。所述扭矩输出组件21输入扭矩,所述变速箱22内有多级齿轮,扭矩输出组件21输入的扭矩经所述多级齿轮传动以使得被测半轴200获得所需的目标扭矩;所述转速输出组件31控制所述连接轴35转动,并通过所述差速器33控制所述连接轴35和被测半轴200转速一致,被测半轴200和连接轴35均分扭矩输出组件21输入的扭矩;再控制所述加载装置50对所述被测半轴200输出被测扭矩;所述数据采集装置40检测所述被测半轴200受到的剪切应力。通过控制加载装置50输出不同的被测扭矩,以得到不同的剪切应力数据结果,从而得到标定数据。优选地,本实施例中,变速箱22可以采用与被测半轴200实际将要连接的变速箱一致。
在本发明中,通过设置扭矩控制装置20和转速控制装置30,从而省去了现有技术中的锁止装置,模拟了实车测试状态下被测半轴200的工作状态,从而实现扭矩动态标定,使得得到的标定数据与实车测试采集的契合度高;通过扭矩控制装置20和转速控制装置30,使得被测半轴200的运动会受到电磁干扰,从而可评估被测半轴200和变速箱22抗电磁干扰能力。
进一步的,所述扭矩输出组件21包括与所述变速箱22连接的第一电机213和检测所述第一电机213输出扭矩大小的第一扭矩传感器211。第一电机213的输出端与变速箱22的输入端连接,在第一电机213上还集成有第一扭矩传感器211,通过第一扭矩传感器211可以知晓,第一电机213对变速箱22输出的扭矩大小。
进一步的,所述转速输出组件31包括通过所述连接轴35与所述差速器33连接的第二电机311和检测所述第二电机311输出转速大小的转速传感器313。第二电机311的输出端连接轴35连接,以带动连接轴35转动,转速传感器313可集成于第二电机311上,以检测连接轴35的转速。通过采用第一电机213和第二电机311,以提高测量精度。
再进一步地,所述加载装置50包括用于通过所述被测半轴200与所述差速器33连接的加载电机51和用于检测所述加载电机51输出被测扭矩大小的第二扭矩传感器53。加载电机51的输出端与被测半轴200连接,以对被测半轴200输入测量扭矩,第二扭矩传感器53可以集成于加载电机51上,以检测加载电机51输出的扭矩大小。
通过设置第一扭矩传感器211、转速传感器313和第二扭矩传感器53,从而进一步提高测量精度。
请参阅图2,所述数据采集装置40包括信号发射单元41和用于贴附于所述被测半轴200上的应变片桥路43,所述应变片桥路43与所述信号发射单元41信号连接。扭矩动态标定系统100还可以包括与数据采集装置40信号连接的数采设备60,数采设备60用于处理数据采集装置40采集的数据。
具体地,应变片桥路43包括贴附于被测半轴200上的应变片和与应变片连接的桥路(未图示),桥路与信号发射单元41信号连接。标定时,被测半轴200在加载电机51的作用下产生剪切应力,贴在被测半轴200表面的应变片中的测量栅丝受力后产生电阻变化,桥路上流经的电压变化,从而得到电压变化数据,将该电压变化数据通过信号发射单元41发送至数采设备60,数采设备60对该电压变化数据进行放大处理,以得到测量扭矩与电压变化数据的对应关系图谱。
本发明还提供给了一种扭矩动态标定方法,所述扭矩动态标定方法应用于如上所述的扭矩动态标定系统,如图3所示的一种扭矩动态标定方法的流程图,在本发明提出的第一实施例中,该方法包括以下步骤:
步骤S100,接收携带第一档位信息的控制指令;
在该步骤中,预先存储档位与输出扭矩映射表,使得接收到不同的档位信息即可对应查找到输出扭矩,以生成控制指令。当进行标定时,用户可通过控制器向扭矩动态标定系统发送控制指令,或者通过按压物理按钮以向扭矩控制装置发送控制指令。第一单位信息可以理解为模拟实车测试中的车辆挂档,例如:实车测试中测试人员选择第一档位,对应到本实施例中,为测试人员发送携带第一档位信息的控制指令。可以设置第一档位信息对应模拟实车测试中的车辆挂一档,第二档位信息对应模拟实车测试中的车辆挂二档,第三档位信息对应模拟实车测试中的车辆挂三档,以此类推。
步骤S110,扭矩输出组件对变速箱输出与所述控制指令对应的扭矩,经所述变速箱传动对所述被测半轴输出扭矩;
在该步骤中,根据控制指令中的第一档位信息,扭矩输出组件输出对应的第一扭矩,第一扭矩输入变速箱,所述变速箱利用传动装置输出扭矩,例如:扭矩输出组件的第一电机输出第一扭矩,所述第一扭矩很小,经过变速箱改变将第一扭矩增大为需要的目标扭矩。
步骤S120,转速输出组件控制连接轴的转速为与所述控制指令对应的第一转速;
在该步骤中,第一转速为角速度,转速输出组件控制连接轴到第一转速,该步骤可以模拟实车测试中车辆挂档后的加速到与挂档档位对应的速度的过程,。
步骤S130,差速器控制所述连接轴和所述被测半轴转速一致;
在该步骤中,差速器能够使连接轴和被测半轴转速保持一致,连接轴和被测半轴在等速转动时,连接轴和被测半轴得到的转矩相等并且都为所述变速箱输出扭矩的一半,即连接轴和被测半轴均获得相同的目标扭矩。
步骤S140,加载装置对所述被测半轴输出被测扭矩;
在该步骤中,加载装置中的加载电机负载增加时,转速下降,产生较大的扭矩,该较大的扭矩输出给被测半轴,该较大的扭矩为被测扭矩,所述加载装置的负载可以呈阶梯式加载。
步骤S150,所述数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力。
在本实施例中,通过模拟实车测试中车辆的挂档加速过程,控制所述连接轴和所述被测半轴同速转动,保证所述连接轴和所述被测半轴处于相对静止的状态,然后控制加载装置对被测半轴输出被测扭矩进而进行实验测试。该过程与实车测试的情况相符合,测试得到的结果与实车测试的结果比静态测量得到的结果精确性更高。
进一步的,参照图4,本申请第二实施例提供一种扭矩动态标定方法,基于上述第一实施例,所述步骤S150包括:
步骤S200,贴附于所述被测半轴的应变片桥路受力后产生电阻变化,并根据所述电阻变化得到电压变化数据,将所述电压变化数据发送至信号发射单元;
在该步骤中,桥路所述被测半轴在被测扭矩的作用下产生剪切应力,应变片桥路中的测量栅丝受力后产生电阻变化,所述测量栅丝的电阻变化导致桥路的电压变化。
步骤S210,所述信号发射单元将所述电压变化数据、所述被测扭矩一并发送至分析终端。
在该步骤中,所述分析终端能够实时保存所述电压变化数据、所述被测扭矩以用于后续的数据拟合过程。该分析终端具体可以是扭矩动态标定系统的数采设备,也可以是与信号发射单元信号连接的电脑、服务器等。
在本实施例中,通过应变片桥路实时测试电压变化和被测扭矩并发送数据到外部设备,一方面,可以避免了外部设备对整体测量装置的干扰,另一方面,还可以得到多组数据,数据量越多,越能提高拟合的精确度。
进一步的,参照图5,本申请第三实施例提供一种扭矩动态标定方法,基于上述第一实施例,所述步骤S150之后,包括:
步骤S300,接收携带第二档位信息的控制指令,执行步骤S110。
在本实施里中,在第一档位的测量完成后,可以对第二档位进行测量,当每个档位测试完成后,控制第一电机、第二电机和加载电机停止运行,再进行另一档位的测试。每个档位的测量的可以循环多次,采集多次数据。本实施例与实车测试中对车辆的每个档位的测量相符合,充分考虑了实车测试中的各种情况,保证了测试的精确性。
进一步的,参照图6,本申请第四实施例提供一种扭矩动态标定方法,基于上述第二实施例,所述步骤S210之后,包括:
步骤S400,获取多个所述电压变化数据和与各个所述电压变化数据对应的所述被测扭矩;
步骤S410,根据预设算法对所述电压变化数据和所述被测扭矩进行拟合。
在本实施例中,所述电压变化数据的所述电压变化数据拟合可以通过最小二乘法拟合,通过拟合得到拟合函数,所述拟合函数应用于后续实车测试中,有利于与后续实车测试的结果比较从而判断实车测试的准确性。
在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种扭矩动态标定系统,其特征在于,所述扭矩动态标定系统包括扭矩控制装置、转速控制装置、数据采集装置和加载装置,
所述扭矩控制装置包括相连接的扭矩输出组件和变速箱;
所述转速控制装置包括相连接的转速输出组件、差速器、以及连接所述转速输出组件和所述差速器的连接轴,所述变速箱和所述差速器连接;
所述加载装置用于通过被测半轴与所述差速器连接,所述加载装置还用于对所述被测半轴输出测量扭矩,以使所述被测半轴产生剪切应力,所述差速器用于控制所述连接轴和所述被测半轴转速一致;
所述数据采集装置用于与所述被测半轴连接,以检测所述被测半轴受到的剪切应力;
其中,所述扭矩输出组件包括与所述变速箱连接的第一电机和检测所述第一电机输出扭矩大小的第一扭矩传感器。
2.如权利要求1所述的扭矩动态标定系统,其特征在于,所述转速输出组件包括通过所述连接轴与所述差速器连接的第二电机和检测所述第二电机输出转速大小的转速传感器。
3.如权利要求1所述的扭矩动态标定系统,其特征在于,所述加载装置包括用于通过所述被测半轴与所述差速器连接的加载电机和用于检测所述加载电机输出被测扭矩大小的第二扭矩传感器。
4.如权利要求1所述的扭矩动态标定系统,其特征在于,所述数据采集装置包括信号发射单元和用于贴附于所述被测半轴上的应变片桥路,所述应变片桥路与所述信号发射单元信号连接。
5.一种扭矩动态标定方法,其特征在于,应用于如权利要求1至4所述的扭矩动态标定系统,所述扭矩动态标定方法包括:
接收携带第一档位信息的控制指令;
扭矩输出组件对变速箱输出与所述控制指令对应的扭矩,经所述变速箱传动对所述被测半轴输出扭矩;
转速输出组件控制连接轴的转速为与所述控制指令对应的第一转速;
差速器控制所述连接轴和所述被测半轴转速一致;
加载装置对所述被测半轴输出被测扭矩;
数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力。
6.如权利要求5所述的扭矩动态标定方法,其特征在于,所述数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力的步骤包括:
贴附于所述被测半轴的应变片桥路受力后产生电阻变化,并根据所述电阻变化得到电压变化数据,将所述电压变化数据发送至信号发射单元;
所述信号发射单元将所述电压变化数据、所述被测扭矩一并发送至分析终端。
7.如权利要求6所述的扭矩动态标定方法,其特征在于,所述信号发射单元将所述电压变化数据、所述被测扭矩一并发送至分析终端的步骤之后,还包括:
获取多个所述电压变化数据和与各个所述电压变化数据对应的所述被测扭矩;
根据预设算法对所述电压变化数据和所述被测扭矩进行拟合。
8.如权利要求5所述的扭矩动态标定方法,其特征在于,所述数据采集装置检测所述被测半轴受到的剪切应力的步骤之后,还包括:
接收携带第二档位信息的控制指令,执行:所述扭矩输出组件对所述变速箱输出与所述控制指令对应的扭矩,经所述变速箱传动对所述被测半轴输出扭矩的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的扭矩动态标定方法的步骤。
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