CN111044189A - 插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，公开了一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法。插电式混合动力变速器传动效率的测试装置包括：扭矩信号发生单元，设有两组，分别安装于左半轴和右半轴上，扭矩信号发生单元用于采集左半轴和右半轴的扭矩信号；信号发生供电单元，设有两组，分别安装于左半轴和右半轴上，信号发生供电单元为与其对应的扭矩信号发生单元供电；信号接收单元，用于接收扭矩信号发生单元产生的信号；信号整合单元，用于将信号接收单元接收的信号和变速器控制器输入的信号进行处理。本发明提供的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置解决了插电式混合动力汽车的混合动力变速器的传动效率无法准确测量的问题。

Description

插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法。

背景技术

在燃油法规限制越来越严苛的今天，各大汽车制造商都在极力寻求和突破高效率动力总成，尤其是深度混合动力车型逐渐成为趋势之一。其中，轴系扭矩的测量是机械工业特别是造船、汽车、飞机、起重及军工企业不可缺少的一项重要的机械性能测试项目，它不仅为工业设计提供准确的理论数据，也直接为产品检验作出技术性能的评价。

目前的扭矩测试方法，主要分为两种，一是测频法，二是应变法。而现有技术中，还没有对于整车变速器的输入、输出扭矩进行综合测试得出变速器的传动效率的测试装置。因此，亟需提供一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法，解决了插电式混合动力汽车的混合动力变速器的传动效率无法准确测量的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，包括：

扭矩信号发生单元，设有两组，分别安装于左半轴和右半轴上，所述扭矩信号发生单元用于采集所述左半轴和所述右半轴的扭矩信号；

信号发生供电单元，设有两组，分别安装于所述左半轴和所述右半轴上，所述信号发生供电单元为与其对应的所述扭矩信号发生单元供电；

信号接收单元，用于接收所述扭矩信号发生单元产生的信号；

信号整合单元，用于将所述信号接收单元接收的信号和变速器控制器输入的信号进行处理。

优选地，所述扭矩信号发生单元包括安装于所述左半轴或所述右半轴上的扭矩应变片和信号发射模块，所述扭矩应变片与所述信号发射模块电连接，所述信号发射模块与所述信号接收单元无线连接。

优选地，所述扭矩应变片包括测试应变片和补偿应变片，且所述测试应变片和所述补偿应变片均为两轴式应变花。

优选地，所述信号发生供电单元包括：

感应圈，绕接于所述左半轴或所述右半轴上，所述感应圈的两端分别与所述信号发射模块的供电端连接；

高频磁场发射器；

磁场发射环，套设于所述左半轴或所述右半轴上，且靠近所述感应圈设置，所述磁场发射环与所述高频磁场发射器连接。

优选地，所述磁场发射环与所述左半轴或所述右半轴的轴线垂直，且所述磁场发射环套设于所述感应圈上。

优选地，所述感应圈包括绝缘层、钼金属层和发射层，所述发射层设有与所述信号发射模块连接的导线。

优选地，所述感应圈包括由内向外叠加设置的绝缘层，两层所述绝缘层之间设置所述钼金属层，所述发射层包覆在外侧所述绝缘层上。

优选地，所述信号接收单元包括：

信号接收天线，与所述信号发射模块无线连接；

信号接收模块，所述信号接收模块的信号输入端与所述信号接收天线连接，所述信号接收模块的电源接口与所述高频磁场发射器的输入端电连接；

信号转换模块，用于将所述信号接收模块接收的信号进行转换处理。

优选地，所述信号整合单元包括信号整合模块和数据处理模块，所述信号整合模块用于将所述信号接收单元接收的信号与所述变速器控制器输入的信号进行整合，所述数据处理模块用于将所述信号整合模块整合的数据进行处理。

一种采用上述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置的测试方法，所述测试方法包括：

在左半轴和右半轴均安装扭矩信号发生单元；

在所述左半轴和所述右半轴上均安装信号发生供电单元，并使所述信号发生供电单元与所述扭矩信号发生单元电连接；

在汽车上安装信号接收单元；

启动汽车，在纯电动模式下进行综合工况驾驶，获取半轴扭矩信号及变速器控制器的输入信号；

将半轴扭矩信号及所述变速器控制器的输入信号进行分析计算，得出变速器实测综合传动效率。

本发明的有益效果：

本发明提供的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置及测试方法，解决了插电式混合动力汽车的混合动力变速器的传动效率无法准确测量的问题，本装置通过左右半轴输出的扭矩信号进行统一采集和处理，准确得出汽车传动系在各工况下的综合传动效率，为混合动力变速器的开发提供可靠的传动效率指标。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的弓形件的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的插电式混合动力变速器传动效率的测试方法的流程图。

图中：

100、左半轴；200、右半轴；300、变速器控制器；

11、扭矩应变片；12、信号发射模块；13、弓形件；

21、感应圈；22、高频磁场发射器；23、磁场发射环；

31、信号接收天线；32、信号接收模块；33、信号转换模块；

41、信号整合模块；42、数据处理模块。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，包括扭矩信号发生单元、信号发生供电单元、信号接收单元和信号整合单元，扭矩信号发生单元设有两组，两组扭矩信号发生单元分别安装于左半轴100和右半轴200上，扭矩信号发生单元用于采集左半轴100和右半轴200的扭矩信号。信号发生供电单元设有两组，两组信号发生供电单元分别安装于左半轴100和右半轴200上，信号发生供电单元为与其对应的扭矩信号发生单元供电。信号接收单元用于接收扭矩信号发生单元产生的信号。信号整合单元用于将信号接收单元接收的信号和变速器控制器300输入的信号进行处理。该测试装置解决了插电式混合动力汽车的混合动力变速器的传动效率无法准确测量的问题，本装置通过左右半轴输出的扭矩信号进行统一采集和处理，实现精确测试，准确得出汽车传动系在各工况下的综合传动效率，为混合动力变速器的开发提供可靠的传动效率指标。

在本实施例中，扭矩信号发生单元包括安装于左半轴100或右半轴200上的扭矩应变片11和信号发射模块12，扭矩应变片11与信号发射模块12电连接，信号发射模块12与信号接收单元无线连接。扭矩应变片11用于采集半轴上的扭矩，并将扭矩值通过信号发射模块12发射给信号接收单元。扭矩应变片11的信号线通过焊接的方式与信号发射模块12的不同针脚连接，并在焊点表面涂抹密封胶进行防尘防水。而扭矩应变片11与信号发射模块12之间连接的导线沿半轴表面以“S”型走线方式布置，并采用速干胶固定在半轴上。

进一步地，扭矩应变片11采用精度高的应变片，且扭矩应变片11的表面涂覆有液体密封胶进行表面保护，起到了防尘防水的作用。密封胶的厚度优选为0.5mm。扭矩应变片11包括测试应变片和补偿应变片，测试应变片和补偿应变片均为两轴式应变花，且轴线夹角为45°，补偿应变片粘贴在膨胀系数较小的石英玻璃上。设置补偿应变片能够排出由测试环境带来的信号干扰。

进一步地，信号发射模块12通过弓形件13安装于半轴上，并且信号发射模块12的安装位置四周至少50mm范围内无其它干涉物。如图2所示，弓形件13的内表面设有与半轴表面贴合的圆柱面，弓形件13的外表面为平面，平面的对角位置开有两个孔。在将弓形件13安装在半轴上前，先将半轴的表面和弓形件13的内表面清理干净，然后通过速干胶将弓形件13粘接在半轴上，信号发射模块12通过螺栓穿设弓形件13平面上开设的孔安装在弓形件13上，进而实现了信号发射模块12的安装。该安装结构简单，且方便操作。

在本实施例中，继续参照图1，信号发生供电单元包括感应圈21、高频磁场发射器22和磁场发射环23。感应圈21绕接于左半轴100或右半轴200上，感应圈21的两端分别与信号发射模块12的供电端连接，为信号发射模块12供电。磁场发射环23套设于左半轴100或右半轴200上，且靠近感应圈21设置，磁场发射环23与高频磁场发射器22连接。信号发射模块12通过变化磁场的供电方式供电，能够长时间不间断地进行信号发射，具有极高的重复性。

进一步地，感应圈21包括绝缘层、钼金属层和发射层，发射层设有与信号发射模块12连接的导线。再进一步地，感应圈21包括由内向外叠加设置的绝缘层，两层所述绝缘层之间设置所述钼金属层，所述发射层包覆在外侧所述绝缘层上。在本实施例中，绝缘层为绝缘胶带，设置三层绝缘层，第一层绝缘层缠绕在半轴上，第三层绝缘层的外侧缠绕发射层，两层相邻的绝缘层之间缠绕钼金属层，钼金属层绕轴一圈两端的间隙为1mm，并与上一个钼金属层的间隙间隔110°。磁场发射环23为铜制的，磁场发射环23与左半轴100或右半轴200的轴线垂直，且磁场发射环23套设于感应圈21上，调整好磁场发射环23的半径后，磁场发射环23的两端通过螺栓固定在高频磁场发射器22的输出端，高频磁场发射器22通过螺栓固定在车架上。

在本实施例中，信号接收单元包括信号接收天线31、信号接收模块32和信号转换模块33。信号接收天线31与信号发射模块12无线连接，信号接收模块32的信号输入端与信号接收天线31连接，信号接收模块32的电源接口与高频磁场发射器22的输入端电连接，信号转换模块33用于将信号接收模块32接收的信号进行转换处理。

具体地，在汽车底盘左右半轴附件固定信号接收天线31，使信号接收天线31与信号发射模块12之间的距离设置为100mm，避免底盘和车身屏蔽信号，并将信号接收天线31固定好后连接至车内的信号接收模块32上，再将信号接收模块32与信号转换模块33连接。半轴扭矩信号需要经过信号转换模块33转换后方能接入信号整合单元中。所述信号转换模块33将左半轴100和右半轴200的扭矩信号转换整合成能够采集的物理量，信号整合单元能够接收和采集的半轴扭矩信号转换后的信号以及混合动力变速器控制器输出的CAN信号，实现变速器输入输出信号同一时域采集。

在本实施例中，信号整合单元包括信号整合模块41和数据处理模块42，信号整合模块41用于将信号接收单元接收的信号与变速器控制器300输入的信号进行整合，数据处理模块42用于将信号整合模块41整合的数据进行处理。具体地，信号整合模块41接收和采集的半轴扭矩信号转换后的信号以及混合动力变速器控制器300输出的CAN信号并进行同一时域整合采集，能够实时反映不同工况下变速器真实传动效率。数据处理模块42包括计算机，计算机上安装有数据采集及处理软件，计算机对整合的信号进行处理和分析，获取变速器的综合传动效率值。

实施例二

本实施例还提供了一种插电式混合动力变速器传动效率的测试方法，应用于实施例一种的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置中。如图3所示，测试方法包括以下步骤：

步骤一、在左半轴100和右半轴200均安装扭矩信号发生单元。

具体地，在左半轴100和右半轴200上均安装信号发生装置，提高检测精度，实现精确测试，准确得出汽车传动系在各工况下的综合传动效率，为混合动力变速器的开发提供可靠的传动效率指标。

步骤二、在左半轴100和所述右半轴200上均安装信号发生供电单元，并使信号发生供电单元与扭矩信号发生单元电连接。

具体地，将信号发生供电单元与扭矩信号发生单元连接，并为扭矩信号发生单元供电。

步骤三、在汽车上安装信号接收单元。

具体地，信号接收单元用于接收扭矩信号发生单元发出的信号，并且使信号接收单元与扭矩信号发生单元设置合理的间距，确保能准确接收信号，避免被车体或其它部件屏蔽。

步骤四、启动汽车，在纯电动模式下进行综合工况驾驶，获取半轴扭矩信号及变速器控制器300的输入信号。

具体地，将上述所有装置布置完毕后启动各系统，确认信号采集无误。将充满电后的整车开进转毂试验室，按照NEDC等综合工况进行人工驾驶和数据采集，并重复进行三次测试。扭矩信号发生单元采集左半轴100和右半轴200的扭矩信号，信号发射模块12将采集的扭矩信号传递给信号接收单元的信号接收天线31，信号接收天线31接收的信号传输至信号接收模块32，并进入信号转换模块33进行信号转换处理。

步骤五、将半轴扭矩信号及变速器控制器300的输入信号进行分析计算，得出变速器实测综合传动效率。

具体地，将信号转换模块33转换的半轴扭矩信号输送至信号整合模块41中，同时信号整合模块41采集变速器控制器300的输入信号，并将两个信号进行同一时域整合采集，然后输送至数据处理模块42进行进行处理和分析，获取变速器的综合传动效率值。

本实施例提供的插电式混合动力变速器传动效率的测试方法，解决了插电式混合动力汽车的混合动力变速器的传动效率无法准确测量的问题，本装置通过左右半轴输出的扭矩信号进行统一采集和处理，准确得出汽车传动系在各工况下的综合传动效率，为混合动力变速器的开发提供可靠的传动效率指标。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，包括：

扭矩信号发生单元，设有两组，分别安装于左半轴(100)和右半轴(200)上，所述扭矩信号发生单元用于采集所述左半轴(100)和所述右半轴(200)的扭矩信号；

信号发生供电单元，设有两组，分别安装于所述左半轴(100)和所述右半轴(200)上，所述信号发生供电单元为与其对应的所述扭矩信号发生单元供电；

信号接收单元，用于接收所述扭矩信号发生单元产生的信号；

信号整合单元，用于将所述信号接收单元接收的信号和变速器控制器(300)输入的信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述扭矩信号发生单元包括安装于所述左半轴(100)或所述右半轴(200)上的扭矩应变片(11)和信号发射模块(12)，所述扭矩应变片(11)与所述信号发射模块(12)电连接，所述信号发射模块(12)与所述信号接收单元无线连接。

3.根据权利要求2所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述扭矩应变片(11)包括测试应变片和补偿应变片，且所述测试应变片和所述补偿应变片均为两轴式应变花。

4.根据权利要求2所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述信号发生供电单元包括：

感应圈(21)，绕接于所述左半轴(100)或所述右半轴(200)上，所述感应圈(21)的两端分别与所述信号发射模块(12)的供电端连接；

高频磁场发射器(22)；

磁场发射环(23)，套设于所述左半轴(100)或所述右半轴(200)上，且靠近所述感应圈(21)设置，所述磁场发射环(23)与所述高频磁场发射器(22)连接。

5.根据权利要求4所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述磁场发射环(23)与所述左半轴(100)或所述右半轴(200)的轴线垂直，且所述磁场发射环(23)套设于所述感应圈(21)上。

6.根据权利要求4所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述感应圈(21)包括绝缘层、钼金属层和发射层，所述发射层设有与所述信号发射模块(12)连接的导线。

7.根据权利要求6所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述感应圈(21)包括由内向外叠加设置的绝缘层，两层所述绝缘层之间设置所述钼金属层，所述发射层包覆在外侧所述绝缘层上。

8.根据权利要求4所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述信号接收单元包括：

信号接收天线(31)，与所述信号发射模块(12)无线连接；

信号接收模块(32)，所述信号接收模块(32)的信号输入端与所述信号接收天线(31)连接，所述信号接收模块(32)的电源接口与所述高频磁场发射器(22)的输入端电连接；

信号转换模块(33)，用于将所述信号接收模块(32)接收的信号进行转换处理。

9.根据权利要求1所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置，其特征在于，所述信号整合单元包括信号整合模块(41)和数据处理模块(42)，所述信号整合模块(41)用于将所述信号接收单元接收的信号与所述变速器控制器(300)输入的信号进行整合，所述数据处理模块(42)用于将所述信号整合模块(41)整合的数据进行处理。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的插电式混合动力变速器传动效率的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

在左半轴(100)和右半轴(200)均安装扭矩信号发生单元；

在所述左半轴(100)和所述右半轴(200)上均安装信号发生供电单元，并使所述信号发生供电单元与所述扭矩信号发生单元电连接；

在汽车上安装信号接收单元；

启动汽车，在纯电动模式下进行综合工况驾驶，获取半轴扭矩信号及变速器控制器(300)的输入信号；

将半轴扭矩信号及所述变速器控制器(300)的输入信号进行分析计算，得出变速器实测综合传动效率。

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