CN110929334B - 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法 - Google Patents

一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110929334B
CN110929334B CN201911044015.7A CN201911044015A CN110929334B CN 110929334 B CN110929334 B CN 110929334B CN 201911044015 A CN201911044015 A CN 201911044015A CN 110929334 B CN110929334 B CN 110929334B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear shifting
transmission
torque
transmission efficiency
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911044015.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110929334A (zh
Inventor
李春明
张喜明
张金乐
徐宜
卜树峰
宋美球
靳建波
陈嘉杨
乔丽
李明勇
魏然
柳泓蜇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China North Vehicle Research Institute
Original Assignee
China North Vehicle Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China North Vehicle Research Institute filed Critical China North Vehicle Research Institute
Priority to CN201911044015.7A priority Critical patent/CN110929334B/zh
Publication of CN110929334A publication Critical patent/CN110929334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110929334B publication Critical patent/CN110929334B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/44—Tracked vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

本发明属于履带车辆技术领域，公开了一种履带装甲车辆换档动态工况传动效率计算方法。该方法基于车辆实际行驶过程，从一定时间尺度内的传动装置功率流入与流出即能量传递的角度衡量传动效率。本发明克服了以往只能稳态计算传动装置效率的难题，实现了通过测试技术手段对车辆行驶过程换档动态工况传动效率评价；反映车辆实际行驶换档过程中传动装置传递功率的综合效能，有效地反映车辆燃油经济性能；为综合传动、双态逻辑传动等不同模式传动装置之间换档传动效率的对比提供了参考。

Description

一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法
技术领域
本发明属于履带车辆技术领域，具体涉及一种军用履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法。
背景技术
传动效率是传动系统重要的性能指标，其数值的高低对车辆燃油经济性优劣有重要影响，是传动系统设计及考核重要内容。尤其在现代履带装甲车辆战场″全域机动、直达突击″的能力要求下，提高传动效率能够有效降低履带装甲车辆战场保障需求，对提高车辆战场生存能力有重要意义。
根据闫清东、张连弟等著《坦克构造与设计》和B.M.安东诺夫等著《军用履带车辆传动装置》，履带装甲车辆传动装置的传动效率可用传动装置输出端功率Pout与传动装置输入端功率Pin之比来计算，即
Figure GDA0004078647560000011
根据式(1)可知，利用测试系统测量传动装置在某时刻的输入、输出端功率即可计算传动装置在该时刻的传动效率。然而，对于履带装甲车辆，其传动装置集合了复杂的机械和液压系统，内部的液力变矩器、液压马达、离合器以及行星齿轮排等机构使功率由输入轴传递至输出轴的过程具有时间上的滞后性。同时，由于履带装甲车辆具有较高质量，使其具有很大惯性，这导致车辆在行驶过程中传动装置负载存在不平衡状态，其输出轴有时会承受负扭矩，如果采用式(1)直接计算车辆动态工况下传动效率会存在较大误差，不能准确反映传动装置的功率传递性能。目前，国军标《履带式装甲车辆综合传动装置通用规范》规定履带装甲车辆综合传动装置传动效率计算采用最高机械档位和额定温度下，且最高输入转速稳定工况下计算，而动态工况下传动装置传动效率评价方法缺失，尤其是履带车辆综合传动装置换挡过程功率损失较大、实车传动效率无法准确评价。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种能够计算履带装甲车辆换挡动态工况传动效率的方法，有利于提高车辆行驶性能的设计水平和燃油经济性。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法。
该方法包括如下步骤：
步骤S1，通过实车和台架试验获取履带装甲车辆传动装置在不同路面工况运行状态、载荷以及噪声数据，并利用频谱分析法对测试数据进行降噪预处理；
步骤S2，换挡过程动态传动效率计算；
采用换挡过程扭矩、转速突变点修正传动装置输出扭矩与输入扭矩之间的迟滞，使传动输出功率与输入功率时间在上同步；采用传动输入、输出正负扭矩分离的方法，排除计算过程中车辆惯性对传动装置输出功率计算的影响，得到输入、输出正扭矩，按照如下公式计算换挡过程动态传动效率；
换挡过程平均传动效率计算公式如下所示：
Figure GDA0004078647560000021
式(1)中，换挡过程
Figure GDA0004078647560000022
表示传动装置平均输出功率，W；
Figure GDA0004078647560000023
表示传动装置平均输入功率，W；
步骤S3，单位行驶里程传动效率计算；
统计履带装甲车辆在不同路面行过程换挡使用频率，根据各换挡使用频率分配权重，计算单位行驶里程传动效率；
履带装甲车辆单位行驶里程换挡过程传动效率计算公式如下
Figure GDA0004078647560000031
式(14)中，N为换挡模式总数，
Figure GDA0004078647560000032
为一种路面工况换挡过程传动效率；
由于不同路面工况车辆行驶过程中状态、载荷参数差异较大，传动装置效率应分开计算，再取平均，具体如下：
Figure GDA0004078647560000033
式(15)中，变量下标g、u、b和c分别表示砂石、土路、铺面路和水泥路面。
进一步优选的，所述步骤S1包括以下步骤：
步骤S101，实车试验是由驾驶员驾驶车辆，分别在砂石路、铺面路、土路面、水泥路面四种路面随机行驶，在不同路面行驶过程中进行随机换挡操作，换挡过程覆盖从最低档位至最高档位换挡，采集行驶过程中的状态、载荷参数以及噪声信号，所述状态、载荷参数包括档位、车速、输入轴扭矩、输入轴转速、行驶里程、行驶时间、输出轴扭矩、输出轴转速；所述噪声信号包括发动机激励噪声、路面激励噪声以及车身激励噪声；
步骤S102，对履带车辆实车扭矩、转速信号进行频谱特征统计分析，并进行降噪；
采用傅里叶变换方法对扭矩和转速信号的主要频率分量频谱特征统计分析，计算如下
Figure GDA0004078647560000041
式(2)中，Fn为各频次分量的系数，T1为函数周期，f(t)为扭矩信号或者转速信号，ω为角频率。
将扭矩和转速信号的主要频率分量中与噪声相近的分量系数置0，再进行傅里叶逆变换，即实现噪声信号的滤除，
傅里叶逆变换计算公式如下
Figure GDA0004078647560000042
式(3)中，F′n为噪声频率分量置0后的信号分量系数。
进一步优选的，
所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S201，传动装置输出扭矩的迟滞修正。
计算换挡过程中输入和输出扭矩一阶导数，根据导数为零点判断极小值点，根据函数极小值点确定扭矩突变点位置；
查询换挡过程输入、输出扭矩突变点对应的时间分别为Index(Tin)、Index(Tout)，以传动输入扭矩信号的极小值为基准，计算输出扭矩信号的迟滞时间如下：
tHys，Tout＝Index(Tout)-Index(Tin)  (4)
根据迟滞时间对输出扭矩信号的时间修正为：
T’out＝Tout(t+tHys，Tout)  (5)
步骤S202，计算输入、输出正扭矩；
T”in＝(Tin+abs(Tin))/2  (6)
T”out＝(T’out+abs(T’out))/2  (7)
式(6)、(7)中，T”in为传动输入正扭矩，T”out为传动输出正扭矩，abs()为求绝对值函数；
步骤S203，计算换挡过程平均输出功率
Figure GDA0004078647560000054
平均输入功率
Figure GDA0004078647560000055
具体如下
Figure GDA0004078647560000051
式(8)中，t1为开始换挡时间，s；Δt为换挡持续时间，s；Pout为传动装置瞬时输出功率，W；
Figure GDA0004078647560000052
式(9)中，Pin为传动装置瞬时输入功率，W；
传动装置输出功率Pout计算如下
Pout＝Tout·ωout  (10)
式(10)中，Tout为传动输出轴扭矩，N·m；ωout为传动输出转速，Rad/s；
传动装置输入功率Pin计算如下
Pin＝Tin·ωin  (11)
式(11)中，Tin为传动输入轴扭矩，N·m；ωin为传动输入转速，Rad/s；
步骤S204，计算平均传动效率；
将式(8)、(9)、(10)、(11)带入式(1)中，可得换挡过程平均传动效率计算公式如下
Figure GDA0004078647560000053
将时间修正、正负扭矩分离后的扭矩数据代入式(12)中，可得最终的换挡过程平均传动效率计算公式
Figure GDA0004078647560000061
式(13)中，n为输出轴数量，k为第k个输出轴，m为输入轴数量，j为第j个输入轴。
进一步优选的，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S301，换挡使用频率统计；
统计车辆在不同路面工况，由不同驾驶员实际行驶M公里路程，各个模式换挡频数占总换挡频数的百分比，所统计的换挡模式覆盖传动装置最低档位至最高档位；
步骤S302，单位行驶里程换挡过程传动效率计算；
将履带装甲车辆在实际行驶过程中换挡频次占比作为权重，结合换挡过程平均传动效率，对其加权求和，得到履带装甲车辆单位行驶里程换挡过程传动效率；
计算公式如下
Figure GDA0004078647560000062
式中，N为换挡模式总数，
Figure GDA0004078647560000063
为某种路面工况换挡过程传动效率；每种换挡过程效率
Figure GDA0004078647560000064
的值至少取三次不同时间计算值的平均值；i为档位。
由于不同路面工况车辆行驶过程中状态、载荷参数差异较大，传动装置效率应分开计算，再取平均
Figure GDA0004078647560000065
式中，变量下标g、u、b和c分别表示砂石、土路、铺面路和水泥路面；
Figure GDA0004078647560000071
为履带装甲车辆换挡动态工况传动效率。
进一步优选的，定义换挡过程为控制器发出换挡指令前0.5s至发出指令后3s，换挡过程所经历的3.5s时间为换挡持续时间。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
1、本发明提供了一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，该方法克服了以往只能稳态计算传动装置效率的难题，实现了通过测试技术手段对车辆行驶状态动态传动效率评价。为履带装甲车辆综合传动装置设计和评价奠定了技术基础；
2、采用本发明传动装置传动效率评价更为科学，能够反映车辆实际行驶过程中传动装置传递功率的综合效能，可以有效地反映车辆燃油经济性能。
3、本发明基于车辆实际行驶过程，从一定时间尺度内的传动装置功率流入与流出即能量传递的角度衡量传动效率，不仅应用于综合传动装置也为不同模式传动装置(综合传动、双态逻辑传动等)之间传动效率的对比提供了参考。
附图说明
图1为本发明提供的一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法中测试信号降噪流程示意图；
图2为本发明提供的一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法中传动输出功率与输入功率时间上同步示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供了一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，包括如下步骤：
步骤S1，通过实车试验获取履带装甲车辆传动装置在不同路面工况运行状态、载荷以及噪声数据，并利用频谱分析法对测试数据进行降噪预处理。
1.1实车试验及数据采集
实车试验由驾驶员驾驶车辆，分别在砂石路、铺面路、土路面、水泥路面四种路面随机行驶，在不同路面行驶过程中进行随机换挡操作，换挡过程覆盖从最低档位至最高档位换挡，每种路面行驶里程相同，总行驶里程不少于M公里。
采集行驶过程中的状态、载荷参数，如下表：
表1采集状态、载荷信号种类
档位 车速 输入轴扭矩 输入轴转速
i μ <![CDATA[T<sub>in</sub>]]> <![CDATA[ω<sub>in</sub>]]>
行驶里程 行驶时间 输出轴扭矩 输出轴转速
M t <![CDATA[T<sub>out</sub>]]> <![CDATA[ω<sub>out</sub>]]>
采集行驶过程中的噪声信号，如下表：
表2采集噪声信号种类
发动机激励噪声 路面激励噪声 车身激励噪声
<![CDATA[f<sub>1</sub>(t)]]> <![CDATA[f<sub>2</sub>(t)]]> <![CDATA[f<sub>3</sub>(t)]]>
1.2实车扭矩、转速信号降噪
图1为履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法中测试信号降噪流程示意图。对履带车辆实车扭矩、转速信号进行频谱特征统计分析，采用傅里叶变换方法，计算如下
Figure GDA0004078647560000091
式(1)中，Fn为各频次分量的系数，T1为函数周期，f(t)为扭矩信号或者转速信号，ω为角频率，t是时间。
根据式(2)可分析出扭矩和转速信号的主要频率分量，将其中与噪声相近的分量系数置0，再进行傅里叶逆变换，即实现噪声信号的滤除。傅里叶逆变换计算公式如下
Figure GDA0004078647560000092
式(2)中，F′n为噪声频率分量置0后的信号分量系数。
噪声分量频率包括发动机转频、地面激励和机体激励频率范围，具体取值根据实测数据分析确定，如表3。
表3噪声分量频率
噪声来源 发动机转频 路面激励 车身激励
频率 <![CDATA[f<sub>e</sub>]]> <![CDATA[f<sub>g</sub>]]> <![CDATA[f<sub>b</sub>]]>
步骤S2计算换挡过程动态传动效率。
采用换挡过程扭矩、转速突变点修正传动装置输出扭矩与输入扭矩之间的迟滞，使传动输出功率与输入功率时间在上同步，如图2所示。采用正负扭矩分离的方法，排除计算过程中车辆惯性对传动装置输出功率计算的影响。
鉴于履带装甲车辆换挡过程传动效率计算参数动态变化导致这些参数瞬态值难以选取、传动效率难以评价的问题，建立履带装甲车辆换挡过程平均传动效率评价指标，作为换挡过程传动效率的评价。换挡过程平均传动效率计算公式如下所示：
Figure GDA0004078647560000101
式(3)中，换挡过程
Figure GDA0004078647560000102
表示传动装置平均输出功率，W；
Figure GDA0004078647560000103
表示传动装置平均输入功率，W。
定义换挡过程为控制器发出换挡指令前0.5s至发出指令后3s。换挡过程所经历的3.5s时间为换挡持续时间。
2.1传动装置输出扭矩的迟滞修正
由于车辆换挡过程存在功率传递切换，导致传递扭矩存在先降低后增加的变化特性，这样在换挡过程存在一个扭矩极小值点(突变点)。因此，可采用换挡过程扭矩信号突变点作为参考，使输出扭矩与输入扭矩在时间上对齐，具体如下：
计算换挡过程中输入和输出扭矩一阶导数，根据导数为零点判断极小值点。根据函数极小值点确定扭矩突变点位置。
查询换挡过程输入、输出扭矩突变点对应的时间分别为Index(Tin)、Index(Tout)，以传动输入扭矩信号的极小值为基准，计算输出扭矩信号的迟滞时间如下tHys，Tout＝Index(Tout)-Index(Tin)  (4)
根据迟滞时间对输出扭矩信号的时间修正为
T’out＝Tout(t+tHys，Tout)  (5)
式(5)中，Tout为传动输出轴扭矩。
2.2计算输入、输出正扭矩
传动输入、输出正负扭矩分离，得到输入、输出正扭矩，计算方法为
T”in＝(Tin+abs(Tin))/2  (6)
T”out＝(T’out+abs(T’out))/2  (7)
式(6)、(7)中，T”in为传动输入正扭矩，T”out为传动输出正扭矩，abs()为求绝对值函数。
2.3换挡过程平均输出功率
Figure GDA0004078647560000111
平均输入功率
Figure GDA0004078647560000112
计算，具体如下
Figure GDA0004078647560000113
式(8)中，t1为开始换挡时间，s；Δt为换挡持续时间，s；Pout为传动装置瞬时输出功率，W。
Figure GDA0004078647560000114
式(9)中，Pin为传动装置瞬时输入功率，W。
传动装置输出功率Pout计算如下
Pout＝Tout·ωout  (10)
式(10)中，Tout为传动输出轴扭矩，N·m；ωout为传动输出转速，Rad/s。
传动装置输入功率Pin计算如下
Pin＝Tin·ωin  (11)
式(11)中，Tin为传动输入轴扭矩，N·m；ωin为传动输入转速，Rad/s。
2.4换挡过程平均传动效率计算
将式(8)、(9)、(10)、(11)带入式(3)中，可得换挡过程平均传动效率计算公式如下
Figure GDA0004078647560000115
将时间修正、正负扭矩分离后的扭矩数据代入式(12)中，可得最终的换挡过程平均传动效率计算公式
Figure GDA0004078647560000121
式(13)中，n为输出轴数量，k为第k个输出轴，m为输入轴数量，j为第j个输入轴。
步骤3计算单位行驶里程传动效率
针对履带装甲车辆动态行驶过程涵盖多种换挡模式，建立车辆单位行驶里程传动效率等效计算指标。综合分析大量实车测试数据，统计车辆在不同路面行过程换挡使用规律，根据各换挡使用频率分配权重，计算单位行驶里程传动效率。
3.1统计换挡使用频率
统计车辆在不同路面工况，由不同驾驶员实际行驶M公里路程，各个模式换挡频数占总换挡频数的百分比。所统计的换挡模式覆盖传动装置最低档位至最高档位，如下表
表4各个换挡使用频率占比
Figure GDA0004078647560000122
3.2单位行驶里程换挡过程传动效率计算
将履带装甲车辆在实际行驶过程中换挡频次占比作为权重，对各个换挡过程平均传动效率加权求和，得到履带装甲车辆单位行驶里程换挡过程传动效率计算公式如下
Figure GDA0004078647560000131
式(14)中，N为换挡模式总数，
Figure GDA0004078647560000132
为某种路面工况换挡过程传动效率，i为档位。
每种换挡过程效率
Figure GDA0004078647560000133
的值至少取三次不同时间计算值的平均值。
由于不同路面工况车辆行驶过程中状态、载荷参数差异较大，传动装置效率应分开计算，再取平均，具体如下：
Figure GDA0004078647560000134
式(15)中，变量下标g、u、b和c分别表示砂石、土路、铺面路和水泥路面。
需要注意的是，对特定路面工况专用履带车辆，只需考虑设计路面。
Figure GDA0004078647560000135
为履带装甲车辆换挡动态工况传动效率。
通过计算某型号传动装置在特定路面行驶过程传动效率，对本方法进行特点说明。对测试的扭矩、转速信号进行处理，得到两个升档过程动态传动效率，如下表。
表5升档过程动态传动效率
Figure GDA0004078647560000136
表6换挡频次统计
Figure GDA0004078647560000137
计算履带装甲车辆该路况下单位行驶里程换挡过程传动效率，如下
Figure GDA0004078647560000141
从表6中可以明显看出，传动装置在不同换挡过程动态效率差异较大。国军标《履带式装甲车辆综合传动装置通用规范》规定履带装甲车辆综合传动装置传动效率计算采用最高机械档位和额定温度下，且最高输入转速稳定工况下计算的方法，无法估计这种差别。
车辆传动装置传动效率实际意义为车辆行驶过程功率传递的性能。本发明采用的根据实车测试数据各个换挡频次占比分配权重进而各个换挡过程传动效率加权求和的办法能够体现车辆实际使用状态，用该传动效率指标更能体现车辆传动装置功率传递的综合性能。对于传动装置换挡过程而言，提高传动效率需要着重针对常用换挡工况，对于使用频次较低的换挡过程，其对使用过程整体功耗影响不大，可酌情忽略。
由于本发明方法采用实车功率传递数据作为依据，对不同类型传动装置，本发明方法使被评价传动装置更具有可比性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，通过实车和台架试验获取履带装甲车辆传动装置在不同路面工况运行状态、载荷以及噪声数据，并利用频谱分析法对测试数据进行降噪预处理；
步骤S2，计算换挡过程动态传动效率；
采用换挡过程扭矩、转速突变点修正传动装置输出扭矩与输入扭矩之间的迟滞，使传动输出功率与输入功率时间在上同步；采用传动输入、输出正负扭矩分离的方法，排除计算过程中车辆惯性对传动装置输出功率计算的影响，得到输入、输出正扭矩，按照如下公式计换挡过程平均传动效率以评价换挡过程动态传动效率；
换挡过程平均传动效率计算公式如下所示：
Figure FDA0004078647550000011
式(1)中，换挡过程
Figure FDA0004078647550000012
表示传动装置平均输出功率，单位为W；
Figure FDA0004078647550000013
表示传动装置平均输入功率，单位为W；
所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S201，传动装置输出扭矩的迟滞修正；
计算换挡过程中输入和输出扭矩一阶导数，根据导数为零点判断极小值点，根据函数极小值点确定扭矩突变点位置；
查询换挡过程输入、输出扭矩突变点对应的时间分别为Index(Tin)、Index(Tout)，以传动输入扭矩信号的极小值为基准，计算输出扭矩信号的迟滞时间如下：
tHys，Tout＝Index(Tout)-Index(Tin)   (4)
根据迟滞时间对输出扭矩信号的时间修正为：
T’out＝Tout(t+tHys，Tout)  (5)
步骤S202，计算输入、输出正扭矩；
T”in＝(Tin+abs(Tin))/2 (6)
T”out＝(T’out+abs(T’out))/2 (7)
式(6)、(7)中，T”in为传动输入正扭矩，T”out为传动输出正扭矩，abs()为求绝对值函数；
步骤S203，计算换挡过程平均输出功率
Figure FDA0004078647550000021
平均输入功率
Figure FDA0004078647550000022
具体如下
Figure FDA0004078647550000023
式(8)中，t1为开始换挡时间，单位为s；Δt为换挡持续时间，单位为s；Pout为传动装置瞬时输出功率，单位为W；
Figure FDA0004078647550000024
式(9)中，Pin为传动装置瞬时输入功率，单位为W；
传动装置输出功率Pout计算如下
Pout＝Tout·ωout (10)
式(10)中，Tout为传动输出轴扭矩，单位为N·m；ωout为传动输出转速，单位为Rad/s；
传动装置输入功率Pin计算如下
Pin＝Tin·ωin (11)
式(11)中，Tin为传动输入轴扭矩，单位为N·m；ωin为传动输入转速，单位为Rad/s；
步骤S204，计算平均传动效率；
将式(8)、(9)、(10)、(11)带入式(1)中，可得换挡过程平均传动效率计算公式如下
Figure FDA0004078647550000031
将时间修正、正负扭矩分离后的扭矩数据代入式(12)中，可得最终的换挡过程平均传动效率计算公式
Figure FDA0004078647550000032
式(13)中，n为输出轴数量，k为第k个输出轴，m为输入轴数量，j为第j个输入轴；
步骤S3，单位行驶里程传动效率计算；
统计履带装甲车辆在不同路面行过程换挡使用频率，根据各换挡使用频率分配权重，计算单位行驶里程传动效率；
履带装甲车辆单位行驶里程换挡过程传动效率计算公式如下
Figure FDA0004078647550000033
式(14)中，N为换挡模式总数，
Figure FDA0004078647550000034
为某种路面工况换挡过程传动效率；每种换挡过程效率
Figure FDA0004078647550000035
的值至少取三次不同时间计算值的平均值；i为档位；
Figure FDA0004078647550000036
为履带装甲车辆换挡动态工况传动效率；
由于不同路面工况车辆行驶过程中状态、载荷参数差异较大，传动装置效率应分开计算，再取平均，具体如下：
Figure FDA0004078647550000037
式(15)中，变量下标g、u、b和c分别表示砂石、土路、铺面路和水泥路面。
2.根据权利要求1所述的一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
步骤S101，驾驶员驾驶车辆分别在砂石路、铺面路、土路面、水泥路面四种路面随机行驶，在不同路面行驶过程中进行随机换挡操作，换挡过程覆盖从最低档位至最高档位换挡，采集行驶过程中的状态、载荷参数以及噪声信号，所述状态、载荷参数包括档位、车速、输入轴扭矩、输入轴转速、行驶里程、行驶时间、输出轴扭矩、输出轴转速；所述噪声信号包括发动机激励噪声、路面激励噪声以及车身激励噪声；
步骤S102，对履带车辆实车扭矩、转速信号进行频谱特征统计分析，并进行降噪；
采用傅里叶变换方法对扭矩和转速信号的主要频率分量频谱特征统计分析，计算如下
Figure FDA0004078647550000041
式(2)中，Fn为各频次分量的系数，T1为函数周期，f(t)为扭矩信号或者转速信号，ω为角频率；
将扭矩和转速信号的主要频率分量中与噪声相近的分量系数置0，再进行傅里叶逆变换，即实现噪声信号的滤除，
傅里叶逆变换计算公式如下
Figure FDA0004078647550000042
式(3)中，F′n为噪声频率分量置0后的信号分量系数。
3.根据权利要求1所述的一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S301，统计换挡使用频率；
统计车辆在不同路面工况，由不同驾驶员实际行驶M公里路程，各个模式换挡频数占总换挡频数的百分比，所统计的换挡模式覆盖传动装置最低档位至最高档位；
步骤S302，计算单位行驶里程换挡过程传动效率；
将履带装甲车辆在实际行驶过程中换挡频次占比作为权重，结合换挡过程平均传动效率，对其加权求和，得到履带装甲车辆单位行驶里程换挡过程传动效率；
计算公式如下
Figure FDA0004078647550000051
式中，N为换挡模式总数，
Figure FDA0004078647550000052
为某种路面工况换挡过程传动效率；每种换挡过程效率
Figure FDA0004078647550000053
的值至少取三次不同时间计算值的平均值；i为档位；
由于不同路面工况车辆行驶过程中状态、载荷参数差异较大，传动装置效率应分开计算，再取平均
Figure FDA0004078647550000054
式中，变量下标g、u、b和c分别表示砂石、土路、铺面路和水泥路面；
Figure FDA0004078647550000055
为履带装甲车辆换挡动态工况传动效率。
4.根据权利要求1所述的一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法，其特征在于：定义换挡过程为控制器发出换挡指令前0.5s至发出指令后3s，换挡过程所经历的3.5s时间为换挡持续时间。
CN201911044015.7A 2019-10-30 2019-10-30 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法 Active CN110929334B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911044015.7A CN110929334B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911044015.7A CN110929334B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110929334A CN110929334A (zh) 2020-03-27
CN110929334B true CN110929334B (zh) 2023-04-28

Family

ID=69849859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911044015.7A Active CN110929334B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110929334B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113094816B (zh) * 2021-04-15 2022-07-05 中国人民解放军63966部队 构建装甲车辆综合工况振动谱及长寿命试验谱的方法
CN114330073A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 重庆大学 一种行星轮系功率分流特征计算方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633155A2 (de) * 1993-07-05 1995-01-11 Auto Polly Gesellschaft M.B.H. Verfahren zur Steuerung des Antriebsstranges von Kraftfahrzeugen
EP1386776A2 (en) * 2002-07-30 2004-02-04 Miyama, Inc. Evaluation system for vehicle operating conditions
CN104165837A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 中国北方车辆研究所 一种越野路面运动阻力系数的测定方法
EP3012139A2 (en) * 2014-10-20 2016-04-27 BYD Company Limited Hybrid vehicle and shifting control method and power transmission system thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170919A1 (en) * 2000-07-04 2002-01-09 TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) Method and device for improving the transmission efficiency in a communication system with a layered protocol stack
US8862346B2 (en) * 2012-03-20 2014-10-14 Eaton Corporation System and method for simulating the performance of a virtual vehicle
KR101371465B1 (ko) * 2012-08-09 2014-03-10 기아자동차주식회사 하이브리드 전기자동차의 출발 제어장치 및 방법
WO2018140366A1 (en) * 2017-01-25 2018-08-02 Cummins Inc. Systems and methods for predictive gear shifting and integrated predictive cruise control
US20190112168A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-18 David R. Hall Power Bar for Winch
CN108438003B (zh) * 2018-01-05 2020-03-17 吉林大学 一种道路车辆速度优化的分层控制方法
CN108591410B (zh) * 2018-04-25 2020-07-17 中国北方车辆研究所 一种用于履带车辆的四段式液压机械无级传动装置
CN109297707B (zh) * 2018-10-25 2019-11-26 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法
CN109766592B (zh) * 2018-12-20 2021-07-20 中国北方车辆研究所 高原变海拔工况装甲车辆底盘系统设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633155A2 (de) * 1993-07-05 1995-01-11 Auto Polly Gesellschaft M.B.H. Verfahren zur Steuerung des Antriebsstranges von Kraftfahrzeugen
EP1386776A2 (en) * 2002-07-30 2004-02-04 Miyama, Inc. Evaluation system for vehicle operating conditions
CN104165837A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 中国北方车辆研究所 一种越野路面运动阻力系数的测定方法
EP3012139A2 (en) * 2014-10-20 2016-04-27 BYD Company Limited Hybrid vehicle and shifting control method and power transmission system thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Huang, K.Study on Shift Schedule of Pure Electric Vehicles Automatic Transmission.《MANUFACTURING ENGINEERING AND AUTOMATION II》.2012,第591-593页. *
李佳春.某重型轮式越野车单轴并联混合动力换挡过程研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2018,第1-60页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110929334A (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110929334B (zh) 一种履带装甲车辆换挡动态工况传动效率计算方法
US9527503B2 (en) Active vibration reduction control apparatus and method of hybrid vehicle
CN103674571B (zh) 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法
CN102102756A (zh) 一种at变速器差值换档规律控制方法
WO2009076130A2 (en) Aggressive torque converter clutch slip control design through driveline torsional velocity measurements
CN106777677A (zh) 一种适用于乘用车不同工况传动系扭振分析的建模方法
CN109723813B (zh) 一种目标挡位计算方法和装置
CN104535320A (zh) 汽车自动变速器综合传动效率测试方法
CN107132050A (zh) 驱动桥传动效率测试方法
CN109000922A (zh) 基于道路测试的综合传动装置台架耐久性试验方法
CN103600742A (zh) 一种混合动力汽车能量管理控制装置及能量管理控制方法
CN113236763A (zh) 动力换挡变速箱取力口载荷谱的获取系统及方法
CN109703346A (zh) 双电机汽车动力系统及其控制方法和装置
CN105890894A (zh) 一种amt变速箱综合性能评价方法
CN105196884B (zh) 电动车辆
CN109282991B (zh) 一种dct车型动力传动系统扭转振动测试方法及系统
CN102927262A (zh) 超三参数最佳挡位决策自动变速箱控制器
CN102141144B (zh) 作业车辆三参数自动变速控制方法
Gu et al. Study on double-clutch transmission gear shift control based on optimal control theory
CN104899409A (zh) 一种基于小波分析的工程机械传动载荷信号去噪方法
CN106224109A (zh) 一种基于扭矩模型的整车控制器
CN109990858B (zh) 柴油-甲醇双燃料商用车燃料经济性计算方法及装置
CN103144636B (zh) 一种非道路车辆自动变速器经济性换挡控制方法
Ruan et al. Comparing of single reduction and CVT based transmissions on battery electric vehicle
CN1336293A (zh) 增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Chunming

Inventor after: Li Mingyong

Inventor after: Wei Ran

Inventor after: Liu Hongzhe

Inventor after: Zhang Ximing

Inventor after: Zhang Jinle

Inventor after: Xu Yi

Inventor after: Bu Shufeng

Inventor after: Song Meiqiu

Inventor after: Jin Jianbo

Inventor after: Chen Jiayang

Inventor after: Qiao Li

Inventor before: Zhang Ximing

Inventor before: Wei Ran

Inventor before: Liu Hongzhe

Inventor before: Zhang Jinle

Inventor before: Xu Yi

Inventor before: Bu Shufeng

Inventor before: Song Meiqiu

Inventor before: Jin Jianbo

Inventor before: Chen Jiayang

Inventor before: Qiao Li

Inventor before: Li Mingyong

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant