CN112924186A - 一种汽车传动系统动力性测试方法 - Google Patents

一种汽车传动系统动力性测试方法 Download PDF

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Abstract

一种汽车传动系统动力性测试方法，基于如下装置：驱动总成的驱动电机与待测试传动总成的离合器传动配合，所述传动操纵总成与待测试传动总成的控制端传动配合，所述垂直加载总成与待测试传动总成的驱动桥传动配合，所述车轮加载总成与待测试传动结构的车轮相接触；测试方法包括以下步骤：第一步：安装待测试传动总成，第二步：机器人参数设定，第三步：加载设定，第四步：磨合测试，第五步：定挡区间加速测试，第六步：起步换挡加速测试，第七步：爬坡度测试，第八步：定挡最高车速测试，第九步：整理测试结论，本设计不仅测试结果准确，而且无需制作样车即可完成整个传动系统动力性测试，有效缩短开发周期，优化传动系统设计。

Description

一种汽车传动系统动力性测试方法
技术领域
本发明涉及一种汽车传动系统动力性测试方法，具体适用于缩短研发周期，优化传动系统设计。
背景技术
随着国家排放法规的快速升级以及竞争加剧，市场对于汽车动力性的要求越来越高，开发周期也越来越短，谁能更早的将最新国家排放要求的车型投入市场，谁就能赢得先机，而动力性测试是整车开发中一个关键环节，如何更早更快的测试整车动力性成为一个重大课题。
汽车动力性主要指最高车速、加速时间和最大爬坡度，行业内常用测试方法主要有两种：
方法一是整车样车试制完成后，直接在道路上测试汽车动力性。
方法二是整车样车试制完成后，将整车开到整车转鼓试验台上利用测功机和转鼓测试汽车动力性。
这两种方法有着同一种缺陷，就是必须在整车样车试制完成后才能进行，此时整车设计基本定型，在测试结果基础上做改进已经很困难。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的需要完成样车试制才能进行测试的问题，提供了一种无需试制样车即可完成的汽车传动系统动力性测试方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
一种汽车传动系统动力性测试方法，所述动力性测试方法基于如下测试装置：包括：驱动总成、传动操纵总成、垂直加载总成、车轮加载总成、待测试传动总成、金属地板、油温调节装置和控制器，所述驱动总成的驱动电机与待测试传动总成的离合器传动配合，所述传动操纵总成与待测试传动总成的控制端传动配合，所述垂直加载总成与待测试传动总成的驱动桥传动配合，所述车轮加载总成与待测试传动结构的车轮相接触；
所述驱动总成设置于金属地板的轨道上，所述驱动总成的底部与轨道滑动配合；
所述油温调节装置分别与变速箱和驱动桥内的润滑油路相连通；
所述控制器分别与驱动总成、传动操纵总成、垂直加载总成、车轮加载总成和油温调节装置信号连接；所述控制器还与电脑主机信号连接，所述电脑主机内安装有汽车行驶动态模拟测试软件；
所述待测试传动总成包括：离合器、变速箱、传动轴、驱动桥和车轮，所述离合器的动力输入端与驱动电机的动力输出端传动配合，所述离合器的动力输出端与变速箱的输入轴传动配合，所述变速箱的输出轴通过传动轴与驱动桥传动配合，所述驱动桥的两侧各安装有一套车轮；
所述传动操纵总成包括：模拟离合器操纵机构和模拟换挡机构，所述模拟离合器操纵机构包括：离合器踏板、踏板操纵机器人，所述踏板操纵机器人的动力输出端依次通过离合器踏板和软轴后与离合器的控制端传动配合；所述踏板操纵机器人的动力输出端上设置有压力传感器；
所述模拟换挡机构包括：换挡操纵机构和换挡机器人，所述换挡机器人的动力输出杆通过套杆与换挡操纵机构的操纵杆传动配合，所述换挡操纵机构与变速箱的选换控制端传动配合，所述换挡机器人上自带位移传感器，所述套杆上设置有压力传感器；
所述传动系统动力性测试方法包括以下步骤：
第一步：安装待测试传动总成，将待测试传动总成安装到试验台架上，将装配好的离合器和变速箱合件安装到驱动总成上，将装有车轮的驱动桥安装到车轮加载总成上，然后将垂直加载总成安装到驱动桥两端的板簧座位置，最后利用传动轴连接变速箱和驱动桥，调节变速箱、传动轴、驱动桥和车轮之间的相对位置，使其相对位置与实车设计方案保持一致，在变速箱和驱动桥上分别安装温度传感器，此时安装完成；
第二步：机器人参数设定，根据试验要求，试验人员手动完成各挡位换挡以及踩离合动作，踏板操纵机器人记录试验人员的离合器踩踏曲线或位移，同时换挡机器人记录试验人员的换挡动作曲线或位置坐标；
将每一次换挡动作分为一组进行记录，然后利用踏板操纵机器人和换挡机器人根据采集到的数据曲线、位移或位置坐标模仿每一组换挡操作，观察换挡是否成功，若不成功则重新采集该挡位换挡数据曲线、位移或位置坐标；
第三步：加载设定，首先，根据试验载荷要求，设置垂直加载的垂直加载力，然后，将与待测试传动总成相匹配发动机的MAP图对应的MAP表输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，同时将待测试传动总成对应的整车参数输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力；
设计换挡逻辑，并将其输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位升挡时机和降挡时机的控制逻辑；
再在汽车行驶动态模拟测试软件中设置在测试过程中需要保存和记录的参数；
第四步：磨合测试，
按测试要求编制磨合工况自动程序序列，开启自动测试程序，系统会按照自动程序序列完成测试：开启油温调节装置将变速箱和驱动桥的油温分别调节到设定的磨合油温，将变速箱挡位调节到挡，调节垂直加载总成使其提供设定的垂直加载力，然后同时控制驱动总成的驱动电机输出扭矩、车轮加载总成的阻尼转鼓输出对应的转速，保持该工况运行设定的时间或设定里程后，停机；
然后将变速箱的挡位调节到其它挡位重复上述操作，直到所有挡位都完成磨合试验，此时磨合完成；
第五步：定挡区间加速测试，
根据测试要求编制定挡区间加速自动测试程序表格，已知试验的可控输入量包括：目标挡位、油门开度、刹车开度、坡度、左加载力、右加载力、目标车速、行驶时间、行驶距离，将该表格导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，表格示例参见下表：
Figure BDA0002919060760000031
开启油温调节装置将变速箱和驱动桥的油温分别调节到对应测试要求的油温，然后开启自动运行模式测试定挡区间加速时间，系统会按照自动程序序列逐行执行命令完成测试；某挡位某区间加速测试完成后，将其他需要测量的区间加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时定挡区间加速测试完成；
测试过程中的左加载力和右加载力根据测试载荷条件计算得来，所述测试载荷条件包括：空载、满载和超载；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取*挡***～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第六步：起步换挡加速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，将目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试要求的最高车速加10km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速到目标车速，此时起步加速测试完成；在一个起步加速测试完成后，将其他需要测量的起步加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时起步换挡加速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第七步：爬坡度测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格，目标挡位设置为1挡，目标车速设定为10km/h，测试程序表格各行依次将坡度设置为0、10％、20％、30％、40％、50％，每个阶段行驶时间均设置为100s；测试程序表格示例如下：
Figure BDA0002919060760000041
开启自动运行模式按表格运行测试，台架会控制系统依次模拟爬10％、20％、30％、40％的坡，直至超过实际爬坡能力而减速停机，此时爬坡度测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和坡度对时间曲线，对全过程进行分析，记录能够稳定爬坡的最大坡度即为本次测试的结果；
第八步：定挡最高车速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试肯定无法达到的车速，例如设定为200km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速，直至最高车速后稳定下来，然后减速停机，此时定挡最高车速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～最高车速的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第九步：整理测试结论，
测试完成后对数据进行汇总形成动力性测试报告。
所述设置垂直加载总成的垂直加载力过程如下：调节垂直加载总成使其提供设定的垂直加载力后，液压加载装置、通过横梁压紧驱动桥两端的板簧座，此时调节可调限位架高度微高于横梁后，旋紧固定螺栓锁紧导向滑块的位置，使横梁与可调限位架限位配合，此时垂直加载力设置完成。
所述第三步：加载设定中，自动程序序列指定一个油门开度，扭矩转速传感器采集驱动电机输出转速值，发动机模型软件结合事先输入的发动机MAP表，依据MAP表中的转速、扭矩、油门开度曲线图计算出当前应给定的输出扭矩，由控制器下发指令给驱动电机，驱动电机按指令输出扭矩；
驱动电机按指令输出扭矩时，传动系统转速会发生变化，扭矩转速传感器测得输入端的转速和扭矩，结合工况设计的自动程序序列中给定的油门开度值，根据发动机MAP图即可得出该瞬间应给定的扭矩，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让驱动电机动态模拟发动机输出动力给传动系统，再次通过控制器下发指令给驱动电机，实现闭环反馈控制。
所述第二步：机器人参数设定中，踏板操纵机器人记录试验人员的离合器踩踏位移是指通过记录位置或位移来得到离合器踩踏开度，踩踏过程采用某一速度推动；为避免动作粗暴，中间再选一个点位称作半离合点，把整个行程分为两段操作，两段设置不同的推动速度即可避免动作粗暴；
踏板操纵机器人记录试验人员的离合器踩踏曲线是指通过记录人踩踏曲线，直接模拟人的踩踏动作；
换挡机器人记录试验人员的换挡动作位置坐标是指换挡机器人记录每个挡位包括空挡的位置坐标XY，自动换挡时按设定的选挡速度先完成按X坐标选挡动作，然后按设定的换挡速度完成Y坐标换挡动作，从而实现完整的换挡动作，为避免异常粗暴换挡的情况，可设定选挡力与换挡力限值，当出现异常，力超出换挡力限值时，系统报警停机，可以排除异常问题，此处提到的选挡速度、换挡速度范围为50-150mm/s；
换挡机器人记录试验人员的换挡动作曲线是指换挡机器人记录人手换挡的力曲线与位移曲线，自动换挡时完整模拟人手的操作完成换挡；
所述第三步：加载设定中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力的过程如下：加载端扭矩转速传感器测得输出端的转速，从而换算得到车速和加速度，结合输入到电脑中的整车参数代入到整车行驶阻力公式中可计算该车速下的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力，从而得到此瞬间总的行驶阻力，换算成扭矩由加载电机施加给车轮，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让加载电机动态模拟行驶阻力给传动系统；
换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位时机的控制逻辑，换挡逻辑用于汽车行驶动态模拟测试软件判断在何种情形下可以开始升挡或者降挡，有多种方式来确定换挡时机；
所述第三步：加载设定中的载荷要求包括：空载、满载和超载三种情况。
驱动端扭矩的可变范围为0-最大扭矩，所述最大扭矩是指与待测试传动总成适配的发动机的最大扭矩；车轮加载端转速的可变范围为0-最高转速，所述最高转速是指待测试传动总成最高车速的换算转速；垂直加载力的可变范围为0-250千牛，所述垂直加载总成的垂直加载力为左垂直加载机构和右垂直加载机构加载的合力；变速器52油温的可变范围为0-120摄氏度，驱动桥油温的可变范围为0-120摄氏度。
所述待测试传动总成对应的整车参数包括整车质量、车桥主减速比、车轮滚动半径、空气阻力系数、迎风面积、滚动阻力系数、转鼓半径、空气密度、制动基准扭矩、发动机惯量、负载端惯量。
所述驱动总成包括活动底座、升降底板、倾角固定板、驱动电机和变速箱安装座，所述活动底座的底部与轨道滑动配合，所述活动底座的顶部固定有四根丝杠，所述丝杠上套设有与其螺纹配合的螺帽，所述升降底板套设于丝杠上，升降底板的底部与丝杠上的螺帽限位配合，所述升降底板的中部设置有两个支座，所述倾角固定板的中部两侧固定于两个支座上，所述倾角固定板与支座旋转配合，所述倾角固定板的两端各设有一个角度调节螺母，所述角度调节螺母的下端与升降底板限位配合，所述倾角固定板上固定有驱动电机和变速箱安装座，所述驱动电机的动力输出轴穿过变速箱安装座后与待测试传动总成的动力输入端传动配合，所述驱动电机的动力输出轴上设置有扭矩转速传感器；
所述车轮加载总成包括：左右对称设置的左车轮加载机构和右车轮加载机构，所述左车轮加载机构与右车轮加载机构结构相同，所述左车轮加载机构包括：阻尼转鼓、测量加载电机和加载端扭矩转速传感器，所述测量加载电机的动力输出轴与阻尼转鼓传动配合，所述测量加载电机的动力输出轴上设置有加载端扭矩转速传感器；
所述垂直加载总成包括：左右对称设置的左垂直加载机构和右垂直加载机构，所述左垂直加载机构与右垂直加载机构结构相同，所述左垂直加载机构包括：龙门架、液压加载装置、压力传感器、横梁、导向滑块、可调限位架、限位架导轨和横梁导轨，所述龙门架固定于加载支架的顶部，龙门架的顶部横梁的中部与液压加载装置的顶部固定连接，所述液压加载装置上设置有压力传感器，所述液压加载装置的底部与横梁的中部固定连接，所述横梁的两端各设有一个导向滑块，横梁的端部与导向滑块的端部旋转配合，所述导向滑块与固定于龙门架立柱内部的横梁导轨滑动配合，所述龙门架的立柱两侧的侧壁上均固定有一个限位架导轨，所述可调限位架的两端各设有一个滑块结构，所述可调限位架通过其滑块结构与其对应侧的限位架导轨滑动配合，所述滑块结构通过其上设置的固定螺栓与限位架导轨锁紧配合，所述可调限位架的下端与导向滑块的顶部限位配合。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种汽车传动系统动力性测试方法中利用驱动电机向带车轮的汽车传动系提供动力，由车轮加载结构借助阻尼转鼓提供阻力，转鼓与车轮总成传动副模拟整车车轮与地面的传动副，由汽车行驶动态模拟测试软件模拟整车工况进行模拟实车的动力性测试；这种方法的优点是可以在试制样车完成之前，初步确定设计方案之时就开展测试，可以根据测试结果及时对整车设计方案做出调整，优化待设计整车的性能，通过一系列的测试对比就可以找到动力性更好的方案，从而及时的运用到汽车开发中去，解决了传统测试方案只能在整车样车试制完成后才能测试的缺陷。因此，本设计无需制作样车即可完成整个传动系统动力性的测试，优化待设计整车的性能，有效缩短整车设计周期，降低试验设计成本。
2、本发明一种汽车传动系统动力性测试方法中能够调节变速器和驱动桥内的油温、挡位、驱动端扭矩、车轮加载端转速、垂直加载力和传动系统各部件相对高度差等空间位置关系，本试验方法能够调节特定的试验条件进行测试，相对于整车测试，其试验条件控制更加精确，能够设定更多的试验环境条件，且测试结果准确，不受环境因素和其它因素的影响。因此，本设计能够完成各类设定条件的测试，实用范围广、测试结果准确。
3、本发明一种汽车传动系统动力性测试方法中能够利用驱动电机载入不同种类的发动机MAP图进行对比测试，找到哪个发动机匹配这套传动系统动力性更好，可以不断通过换装不同零部件寻找传动系统动力性变化趋势，可协助整车设计找到最优解，可以增加各种附件测量各种工况下的汽车动力性参数。因此，本设计能够在完成整车试制前优化发动机与传动系统的适配方案，提高试制样车的动力性能。
4、本发明一种汽车传动系统动力性测试方法中能够在环境仓中进行模拟试验，可对各类试验环境进行模拟，降低环境试验成本的同时，有效扩大了设备的适用范围。因此，本设计可进行环境模拟动力性试验，有效扩大了设备的适用范围。
附图说明
图1是本发明的试验装置图。
图2是图1中驱动结构的内部结构示意图。
图3是图1中垂直加载结构的结构示意图。
图4是图1中待测试传动结构的结构示意图。
图5是图1中车轮加载结构的结构示意图。
图6是图1中模拟换挡机构的结构示意图。
图7是图1中模拟离合器操纵机构的结构示意图。
图8是本发明油温调节装置的油路连接图。
图9是本发明汽车行驶动态模拟测试软件的控制原理图。
图中：驱动结构1、活动底座11、升降底板12、倾角固定板13、驱动电机14、变速箱安装座15、丝杠16、支座17、角度调节螺母18、扭矩转速传感器19、传动操纵结构2、模拟离合器操纵机构21、模拟换挡机构22、离合器踏板23、踏板操纵机器人24、换挡操纵机构25、换挡机器人26、套杆27、垂直加载结构3、龙门架31、液压加载装置32、压力传感器33、横梁34、导向滑块35、可调限位架36、限位架导轨37、横梁导轨38、滑块结构39、车轮加载结构4、阻尼转鼓41、测量加载电机42、加载端扭矩转速传感器43、加载支架44、测试口45、导向板46、滚轮47、待测试传动结构5、离合器51、变速箱52、传动轴53、驱动桥54、车轮55、金属地板6、轨道61、油温调节装置7。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图9，一种汽车传动系统动力性测试方法，所述动力性测试方法基于如下测试装置：包括：驱动总成1、传动操纵总成2、垂直加载总成3、车轮加载总成4、待测试传动总成5、金属地板6、油温调节装置7和控制器，所述驱动总成1的驱动电机14与待测试传动总成5的离合器51传动配合，所述传动操纵总成2与待测试传动总成5的控制端传动配合，所述垂直加载总成3与待测试传动总成5的驱动桥54传动配合，所述车轮加载总成4与待测试传动结构5的车轮55相接触；
所述驱动总成1设置于金属地板6的轨道61上，所述驱动总成1的底部与轨道61滑动配合；
所述油温调节装置7分别与变速箱52和驱动桥54内的润滑油路相连通；
所述控制器分别与驱动总成1、传动操纵总成2、垂直加载总成3、车轮加载总成4和油温调节装置7信号连接；所述控制器还与电脑主机信号连接，所述电脑主机内安装有汽车行驶动态模拟测试软件；
所述待测试传动总成5包括：离合器51、变速箱52、传动轴53、驱动桥54和车轮55，所述离合器51的动力输入端与驱动电机14的动力输出端传动配合，所述离合器51的动力输出端与变速箱52的输入轴传动配合，所述变速箱52的输出轴通过传动轴53与驱动桥54传动配合，所述驱动桥54的两侧各安装有一套车轮55；
所述传动操纵总成2包括：模拟离合器操纵机构21和模拟换挡机构22，所述模拟离合器操纵机构21包括：离合器踏板23、踏板操纵机器人24，所述踏板操纵机器人24的动力输出端依次通过离合器踏板23和软轴后与离合器51的控制端传动配合；所述踏板操纵机器人24的动力输出端上设置有压力传感器；
所述模拟换挡机构22包括：换挡操纵机构25和换挡机器人26，所述换挡机器人26的动力输出杆通过套杆27与换挡操纵机构25的操纵杆传动配合，所述换挡操纵机构25与变速箱52的选换控制端传动配合，所述换挡机器人26上自带位移传感器，所述套杆27上设置有压力传感器；
所述传动系统动力性测试方法包括以下步骤：
第一步：安装待测试传动总成，将待测试传动总成5安装到试验台架上，将装配好的离合器51和变速箱52合件安装到驱动总成1上，将装有车轮55的驱动桥54安装到车轮加载总成4上，然后将垂直加载总成3安装到驱动桥54两端的板簧座位置，最后利用传动轴53连接变速箱52和驱动桥54，调节变速箱52、传动轴53、驱动桥54和车轮55之间的相对位置，使其相对位置与实车设计方案保持一致，在变速箱52和驱动桥54上分别安装温度传感器，此时安装完成；
第二步：机器人参数设定，根据试验要求，试验人员手动完成各挡位换挡以及踩离合动作，踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏曲线或位移，同时换挡机器人26记录试验人员的换挡动作曲线或位置坐标；
将每一次换挡动作分为一组进行记录，然后利用踏板操纵机器人24和换挡机器人26根据采集到的数据曲线、位移或位置坐标模仿每一组换挡操作，观察换挡是否成功，若不成功则重新采集该挡位换挡数据曲线、位移或位置坐标；
第三步：加载设定，首先，根据试验载荷要求，设置垂直加载的垂直加载力，然后，将与待测试传动总成5相匹配发动机的MAP图对应的MAP表输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，同时将待测试传动总成5对应的整车参数输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力；
设计换挡逻辑，并将其输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位升挡时机和降挡时机的控制逻辑；
再在汽车行驶动态模拟测试软件中设置在测试过程中需要保存和记录的参数；
第四步：磨合测试，
按测试要求编制磨合工况自动程序序列，开启自动测试程序，系统会按照自动程序序列完成测试：开启油温调节装置7将变速箱52和驱动桥54的油温分别调节到设定的磨合油温，将变速箱52挡位调节到1挡，调节垂直加载总成3使其提供设定的垂直加载力，然后同时控制驱动总成1的驱动电机14输出扭矩、车轮加载总成4的阻尼转鼓41输出对应的转速，保持该工况运行设定的时间或设定里程后，停机；
然后将变速箱52的挡位调节到其它挡位重复上述操作，直到所有挡位都完成磨合试验，此时磨合完成；
第五步：定挡区间加速测试，
根据测试要求编制定挡区间加速自动测试程序表格，已知试验的可控输入量包括：目标挡位、油门开度、刹车开度、坡度、左加载力、右加载力、目标车速、行驶时间、行驶距离，将该表格导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，表格示例参见下表：
Figure BDA0002919060760000111
开启油温调节装置7将变速箱52和驱动桥54的油温分别调节到对应测试要求的油温，然后开启自动运行模式测试定挡区间加速时间，系统会按照自动程序序列逐行执行命令完成测试；某挡位某区间加速测试完成后，将其他需要测量的区间加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时定挡区间加速测试完成；
测试过程中的左加载力和右加载力根据测试载荷条件计算得来，所述测试载荷条件包括：空载、满载和超载；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取*挡***～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第六步：起步换挡加速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，将目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试要求的最高车速加10km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速到目标车速，此时起步加速测试完成；在一个起步加速测试完成后，将其他需要测量的起步加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时起步换挡加速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第七步：爬坡度测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格，目标挡位设置为1挡，目标车速设定为10km/h，测试程序表格各行依次将坡度设置为0、10％、20％、30％、40％、50％，每个阶段行驶时间均设置为100s；测试程序表格示例如下：
Figure BDA0002919060760000121
开启自动运行模式按表格运行测试，台架会控制系统依次模拟爬10％、20％、30％、40％的坡，直至超过实际爬坡能力而减速停机，此时爬坡度测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和坡度对时间曲线，对全过程进行分析，记录能够稳定爬坡的最大坡度即为本次测试的结果；
第八步：定挡最高车速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试肯定无法达到的车速，例如设定为200km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速，直至最高车速后稳定下来，然后减速停机，此时定挡最高车速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～最高车速的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第九步：整理测试结论，
测试完成后对数据进行汇总形成动力性测试报告。
所述设置垂直加载总成3的垂直加载力过程如下：调节垂直加载总成3使其提供设定的垂直加载力后，液压加载装置32、通过横梁34压紧驱动桥54两端的板簧座，此时调节可调限位架36高度微高于横梁34后，旋紧固定螺栓锁紧导向滑块35的位置，使横梁34与可调限位架36限位配合，此时垂直加载力设置完成。
所述第三步：加载设定中，自动程序序列指定一个油门开度，扭矩转速传感器19采集驱动电机输出转速值，发动机模型软件结合事先输入的发动机MAP表，依据MAP表中的转速、扭矩、油门开度曲线图计算出当前应给定的输出扭矩，由控制器8下发指令给驱动电机14，驱动电机14按指令输出扭矩；
驱动电机14按指令输出扭矩时，传动系统转速会发生变化，扭矩转速传感器19测得输入端的转速和扭矩，结合工况设计的自动程序序列中给定的油门开度值，根据发动机MAP图即可得出该瞬间应给定的扭矩，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让驱动电机动态模拟发动机输出动力给传动系统，再次通过控制器8下发指令给驱动电机14，实现闭环反馈控制。
所述第二步：机器人参数设定中，踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏位移是指通过记录位置或位移来得到离合器踩踏开度，踩踏过程采用某一速度推动；为避免动作粗暴，中间再选一个点位称作半离合点，把整个行程分为两段操作，两段设置不同的推动速度即可避免动作粗暴；
踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏曲线是指通过记录人踩踏曲线，直接模拟人的踩踏动作；
换挡机器人26记录试验人员的换挡动作位置坐标是指换挡机器人记录每个挡位包括空挡的位置坐标XY，自动换挡时按设定的选挡速度先完成按X坐标选挡动作，然后按设定的换挡速度完成Y坐标换挡动作，从而实现完整的换挡动作，为避免异常粗暴换挡的情况，可设定选挡力与换挡力限值，当出现异常，力超出换挡力限值时，系统报警停机，可以排除异常问题，此处提到的选挡速度、换挡速度范围为50-150mm/s；
换挡机器人26记录试验人员的换挡动作曲线是指换挡机器人记录人手换挡的力曲线与位移曲线，自动换挡时完整模拟人手的操作完成换挡；
所述第三步：加载设定中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力的过程如下：加载端扭矩转速传感器43测得输出端的转速，从而换算得到车速和加速度，结合输入到电脑中的整车参数代入到整车行驶阻力公式中可计算该车速下的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力，从而得到此瞬间总的行驶阻力，换算成扭矩由加载电机施加给车轮55，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让加载电机动态模拟行驶阻力给传动系统；
换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位时机的控制逻辑，换挡逻辑用于汽车行驶动态模拟测试软件判断在何种情形下可以开始升挡或者降挡，有多种方式来确定换挡时机；
所述第三步：加载设定中的载荷要求包括：空载、满载和超载三种情况。
驱动端扭矩的可变范围为0-最大扭矩，所述最大扭矩是指与待测试传动总成5适配的发动机的最大扭矩；车轮加载端转速的可变范围为0-最高转速，所述最高转速是指待测试传动总成5最高车速的换算转速；垂直加载力的可变范围为0-250千牛，所述垂直加载总成3的垂直加载力为左垂直加载机构和右垂直加载机构加载的合力；变速器52油温的可变范围为0-120摄氏度，驱动桥54油温的可变范围为0-120摄氏度。
所述待测试传动总成5对应的整车参数包括整车质量、车桥主减速比、车轮滚动半径、空气阻力系数、迎风面积、滚动阻力系数、转鼓半径、空气密度、制动基准扭矩、发动机惯量、负载端惯量。
所述驱动总成1包括活动底座11、升降底板12、倾角固定板13、驱动电机14和变速箱安装座15，所述活动底座11的底部与轨道61滑动配合，所述活动底座11的顶部固定有四根丝杠16，所述丝杠16上套设有与其螺纹配合的螺帽，所述升降底板12套设于丝杠16上，升降底板12的底部与丝杠16上的螺帽限位配合，所述升降底板12的中部设置有两个支座17，所述倾角固定板13的中部两侧固定于两个支座17上，所述倾角固定板13与支座17旋转配合，所述倾角固定板13的两端各设有一个角度调节螺母18，所述角度调节螺母18的下端与升降底板12限位配合，所述倾角固定板13上固定有驱动电机14和变速箱安装座15，所述驱动电机14的动力输出轴穿过变速箱安装座15后与待测试传动总成5的动力输入端传动配合，所述驱动电机14的动力输出轴上设置有扭矩转速传感器19；
所述车轮加载总成4包括：左右对称设置的左车轮加载机构和右车轮加载机构，所述左车轮加载机构与右车轮加载机构结构相同，所述左车轮加载机构包括：阻尼转鼓41、测量加载电机42和加载端扭矩转速传感器43，所述测量加载电机42的动力输出轴与阻尼转鼓41传动配合，所述测量加载电机42的动力输出轴上设置有加载端扭矩转速传感器43；
所述垂直加载总成3包括：左右对称设置的左垂直加载机构和右垂直加载机构，所述左垂直加载机构与右垂直加载机构结构相同，所述左垂直加载机构包括：龙门架31、液压加载装置32、压力传感器33、横梁34、导向滑块35、可调限位架36、限位架导轨37和横梁导轨38，所述龙门架31固定于加载支架44的顶部，龙门架31的顶部横梁的中部与液压加载装置32的顶部固定连接，所述液压加载装置32上设置有压力传感器33，所述液压加载装置32的底部与横梁34的中部固定连接，所述横梁34的两端各设有一个导向滑块35，横梁34的端部与导向滑块35的端部旋转配合，所述导向滑块35与固定于龙门架31立柱内部的横梁导轨38滑动配合，所述龙门架31的立柱两侧的侧壁上均固定有一个限位架导轨37，所述可调限位架36的两端各设有一个滑块结构39，所述可调限位架36通过其滑块结构39与其对应侧的限位架导轨37滑动配合，所述滑块结构39通过其上设置的固定螺栓与限位架导轨37锁紧配合，所述可调限位架36的下端与导向滑块35的顶部限位配合。
本发明的原理说明如下：
汽车行驶动态模拟测试软件的功能说明:
1、接收采集的数据,自动保存数据；
2、自带发动机模型,可以根据油门开度和转速数据在发动机Map图中查询实时应给出的扭矩,从而实现用驱动电机模拟发动机为系统提供动力；
3、自带整车模型,可以根据采集到的转速数据,结合提前输入的各种参数,按照行驶阻力公式计算实时阻力,从而实现模拟实车行驶阻力；
4、自带场景模拟模块,可以模拟各种场景路况；
5、下发指令,控制驱动端和加载端的扭矩或转速,控制垂直加载机构按要求提供垂直加载力,既可以手动模式运行,也可以按照编制的自动程序序列自动运行试验；
6、可以查看保存的数据、可以拉取曲线图、还能做数据分析。
阻力端输出逻辑：
整车模型软件依据如下公式可计算某工况下的汽车行驶阻力。
a、汽车行驶阻力方程
Tv＝Tf+Tw+Ti+Tj
b、滚动阻力和扭矩
Tf＝Ff·R＝mVeh·g·fr·R
式中mVeh-汽车质量(kg)；
g-重力加速度(m/s2)；
fr-车轮摩擦系数(无因次)；
R-车轮滚动半径(m)；
c、空气阻力和扭矩
Figure BDA0002919060760000161
式中CD-空气阻力系数(无因次)；
A-迎风面积(m2)；
ρair-空气密度(N·s2·m-4)；
v-相对速度(m/s)，即无风时汽车的行驶速度；
ωem-汽车半轴角速度(rad/s)；
d、坡度阻力和扭矩
Ti＝Fi·R＝mveh·g·sin(γ)·R
式中γ-道路坡度(％)。
e、加速阻力和扭矩
Tj＝Fj·R
Figure BDA0002919060760000162
式中
Figure BDA0002919060760000163
-行驶加速度(m/s2)；
δ-汽车旋转质量转换系数，主要与飞轮转动惯量、车轮转动惯量以及传动系传动比有关
测试前会给整车模型软件输入整车参数，结合扭矩转速传感器采集到的实时转速、自动序列给定的刹车开度、用于上述公式计算行驶阻力，并通过系统下发指令给测量加载电机42，来控制此时阻力端输出的扭矩和转速，扭矩转速传感器采集到的实时转速实时传送给整车模型软件结合序列中的参数进行计算，实时通过系统下发指令，实时控制加载电机提供的阻力，从而动态模拟整车的阻力。
实施例1：
一种汽车传动系统动力性测试方法，所述动力性测试方法基于如下测试装置：包括：驱动总成1、传动操纵总成2、垂直加载总成3、车轮加载总成4、待测试传动总成5、金属地板6、油温调节装置7和控制器，所述驱动总成1的驱动电机14与待测试传动总成5的离合器51传动配合，所述传动操纵总成2与待测试传动总成5的控制端传动配合，所述垂直加载总成3与待测试传动总成5的驱动桥54传动配合，所述车轮加载总成4与待测试传动结构5的车轮55相接触；
所述驱动总成1设置于金属地板6的轨道61上，所述驱动总成1的底部与轨道61滑动配合；
所述油温调节装置7分别与变速箱52和驱动桥54内的润滑油路相连通；
所述控制器分别与驱动总成1、传动操纵总成2、垂直加载总成3、车轮加载总成4和油温调节装置7信号连接；所述控制器还与电脑主机信号连接，所述电脑主机内安装有汽车行驶动态模拟测试软件；
所述待测试传动总成5包括：离合器51、变速箱52、传动轴53、驱动桥54和车轮55，所述离合器51的动力输入端与驱动电机14的动力输出端传动配合，所述离合器51的动力输出端与变速箱52的输入轴传动配合，所述变速箱52的输出轴通过传动轴53与驱动桥54传动配合，所述驱动桥54的两侧各安装有一套车轮55；
所述传动操纵总成2包括：模拟离合器操纵机构21和模拟换挡机构22，所述模拟离合器操纵机构21包括：离合器踏板23、踏板操纵机器人24，所述踏板操纵机器人24的动力输出端依次通过离合器踏板23和软轴后与离合器51的控制端传动配合；所述踏板操纵机器人24的动力输出端上设置有压力传感器；
所述模拟换挡机构22包括：换挡操纵机构25和换挡机器人26，所述换挡机器人26的动力输出杆通过套杆27与换挡操纵机构25的操纵杆传动配合，所述换挡操纵机构25与变速箱52的选换控制端传动配合，所述换挡机器人26上自带位移传感器，所述套杆27上设置有压力传感器；
所述传动系统动力性测试方法包括以下步骤：
第一步：安装待测试传动总成，将待测试传动总成5安装到试验台架上，将装配好的离合器51和变速箱52合件安装到驱动总成1上，将装有车轮55的驱动桥54安装到车轮加载总成4上，然后将垂直加载总成3安装到驱动桥54两端的板簧座位置，最后利用传动轴53连接变速箱52和驱动桥54，调节变速箱52、传动轴53、驱动桥54和车轮55之间的相对位置，使其相对位置与实车设计方案保持一致，在变速箱52和驱动桥54上分别安装温度传感器，此时安装完成；
第二步：机器人参数设定，根据试验要求，试验人员手动完成各挡位换挡以及踩离合动作，踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏曲线或位移，同时换挡机器人26记录试验人员的换挡动作曲线或位置坐标；
将每一次换挡动作分为一组进行记录，然后利用踏板操纵机器人24和换挡机器人26根据采集到的数据曲线、位移或位置坐标模仿每一组换挡操作，观察换挡是否成功，若不成功则重新采集该挡位换挡数据曲线、位移或位置坐标；
第三步：加载设定，首先，根据试验载荷要求，设置垂直加载的垂直加载力，然后，将与待测试传动总成5相匹配发动机的MAP图对应的MAP表输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，同时将待测试传动总成5对应的整车参数输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力；
设计换挡逻辑，并将其输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位升挡时机和降挡时机的控制逻辑；
再在汽车行驶动态模拟测试软件中设置在测试过程中需要保存和记录的参数；
第四步：磨合测试，
按测试要求编制磨合工况自动程序序列，开启自动测试程序，系统会按照自动程序序列完成测试：开启油温调节装置7将变速箱52和驱动桥54的油温分别调节到设定的磨合油温，将变速箱52挡位调节到1挡，调节垂直加载总成3使其提供设定的垂直加载力，然后同时控制驱动总成1的驱动电机14输出扭矩、车轮加载总成4的阻尼转鼓41输出对应的转速，保持该工况运行设定的时间或设定里程后，停机；
然后将变速箱52的挡位调节到其它挡位重复上述操作，直到所有挡位都完成磨合试验，此时磨合完成；
第五步：定挡区间加速测试，
根据测试要求编制定挡区间加速自动测试程序表格，已知试验的可控输入量包括：目标挡位、油门开度、刹车开度、坡度、左加载力、右加载力、目标车速、行驶时间、行驶距离，将该表格导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，表格示例参见下表：
Figure BDA0002919060760000181
Figure BDA0002919060760000191
开启油温调节装置7将变速箱52和驱动桥54的油温分别调节到对应测试要求的油温，然后开启自动运行模式测试定挡区间加速时间，系统会按照自动程序序列逐行执行命令完成测试；某挡位某区间加速测试完成后，将其他需要测量的区间加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时定挡区间加速测试完成；
测试过程中的左加载力和右加载力根据测试载荷条件计算得来，所述测试载荷条件包括：空载、满载和超载；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取*挡***～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
例如需测量5挡30-75km/h区间加速时间，可按下表进行测试：
Figure BDA0002919060760000192
测试时，首先在油门开度为60％，刹车开度为0等条件下，连续换挡到5挡，并提速到50km/h，维持车速行驶10s，然后降低油门开度，给定20％刹车开度，维持挡位不变，将车速降低到30km/h，维持30s后，油门开度100％，刹车开度归零，加速到80km/h，维持车速行驶5秒，最后回空挡停机。
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取30～75km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第六步：起步换挡加速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，将目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试要求的最高车速加10km/h(例如测试0-100km/h加速时间，目标车速设定为110km/h)，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速到目标车速，此时起步加速测试完成；在一个起步加速测试完成后，将其他需要测量的起步加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时起步换挡加速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第七步：爬坡度测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格，目标挡位设置为1挡，目标车速设定为10km/h，测试程序表格各行依次将坡度设置为0、10％、20％、30％、40％、50％，每个阶段行驶时间均设置为100s；测试程序表格示例如下：
Figure BDA0002919060760000201
开启自动运行模式按表格运行测试，台架会控制系统依次模拟爬10％、20％、30％、40％的坡，直至超过实际爬坡能力而减速停机，此时爬坡度测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和坡度对时间曲线，对全过程进行分析，记录能够稳定爬坡的最大坡度即为本次测试的结果；
第八步：定挡最高车速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试肯定无法达到的车速，例如设定为200km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速，直至最高车速后稳定下来，然后减速停机，此时定挡最高车速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～最高车速的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第九步：整理测试结论，
测试完成后对数据进行汇总填入下表形成动力性测试报告。
Figure BDA0002919060760000211
Figure BDA0002919060760000221
所述设置垂直加载总成3的垂直加载力过程如下：调节垂直加载总成3使其提供设定的垂直加载力后，液压加载装置32、通过横梁34压紧驱动桥54两端的板簧座，此时调节可调限位架36高度微高于横梁34后，旋紧固定螺栓锁紧导向滑块35的位置，使横梁34与可调限位架36限位配合，此时垂直加载力设置完成。
所述第三步：加载设定中，自动程序序列指定一个油门开度，扭矩转速传感器19采集驱动电机输出转速值，发动机模型软件结合事先输入的发动机MAP表，依据MAP表中的转速、扭矩、油门开度曲线图计算出当前应给定的输出扭矩，由控制器8下发指令给驱动电机14，驱动电机14按指令输出扭矩；
驱动电机14按指令输出扭矩时，传动系统转速会发生变化，扭矩转速传感器19测得输入端的转速和扭矩，结合工况设计的自动程序序列中给定的油门开度值，根据发动机MAP图即可得出该瞬间应给定的扭矩，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让驱动电机动态模拟发动机输出动力给传动系统，再次通过控制器8下发指令给驱动电机14，实现闭环反馈控制。
所述驱动总成1包括活动底座11、升降底板12、倾角固定板13、驱动电机14和变速箱安装座15，所述活动底座11的底部与轨道61滑动配合，所述活动底座11的顶部固定有四根丝杠16，所述丝杠16上套设有与其螺纹配合的螺帽，所述升降底板12套设于丝杠16上，升降底板12的底部与丝杠16上的螺帽限位配合，所述升降底板12的中部设置有两个支座17，所述倾角固定板13的中部两侧固定于两个支座17上，所述倾角固定板13与支座17旋转配合，所述倾角固定板13的两端各设有一个角度调节螺母18，所述角度调节螺母18的下端与升降底板12限位配合，所述倾角固定板13上固定有驱动电机14和变速箱安装座15，所述驱动电机14的动力输出轴穿过变速箱安装座15后与待测试传动总成5的动力输入端传动配合，所述驱动电机14的动力输出轴上设置有扭矩转速传感器19；
所述车轮加载总成4包括：左右对称设置的左车轮加载机构和右车轮加载机构，所述左车轮加载机构与右车轮加载机构结构相同，所述左车轮加载机构包括：阻尼转鼓41、测量加载电机42和加载端扭矩转速传感器43，所述测量加载电机42的动力输出轴与阻尼转鼓41传动配合，所述测量加载电机42的动力输出轴上设置有加载端扭矩转速传感器43；
所述垂直加载总成3包括：左右对称设置的左垂直加载机构和右垂直加载机构，所述左垂直加载机构与右垂直加载机构结构相同，所述左垂直加载机构包括：龙门架31、液压加载装置32、压力传感器33、横梁34、导向滑块35、可调限位架36、限位架导轨37和横梁导轨38，所述龙门架31固定于加载支架44的顶部，龙门架31的顶部横梁的中部与液压加载装置32的顶部固定连接，所述液压加载装置32上设置有压力传感器33，所述液压加载装置32的底部与横梁34的中部固定连接，所述横梁34的两端各设有一个导向滑块35，横梁34的端部与导向滑块35的端部旋转配合，所述导向滑块35与固定于龙门架31立柱内部的横梁导轨38滑动配合，所述龙门架31的立柱两侧的侧壁上均固定有一个限位架导轨37，所述可调限位架36的两端各设有一个滑块结构39，所述可调限位架36通过其滑块结构39与其对应侧的限位架导轨37滑动配合，所述滑块结构39通过其上设置的固定螺栓与限位架导轨37锁紧配合，所述可调限位架36的下端与导向滑块35的顶部限位配合。
实施例2：
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述第二步：机器人参数设定中，踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏位移是指通过记录位置或位移来得到离合器踩踏开度，踩踏过程采用某一速度推动；为避免动作粗暴，中间再选一个点位称作半离合点，把整个行程分为两段操作，两段设置不同的推动速度即可避免动作粗暴；
踏板操纵机器人24记录试验人员的离合器踩踏曲线是指通过记录人踩踏曲线，直接模拟人的踩踏动作；
换挡机器人26记录试验人员的换挡动作位置坐标是指换挡机器人记录每个挡位包括空挡的位置坐标XY，自动换挡时按设定的选挡速度先完成按X坐标选挡动作，然后按设定的换挡速度完成Y坐标换挡动作，从而实现完整的换挡动作，为避免异常粗暴换挡的情况，可设定选挡力与换挡力限值，当出现异常，力超出换挡力限值时，系统报警停机，可以排除异常问题，此处提到的选挡速度、换挡速度范围为50-150mm/s；
换挡机器人26记录试验人员的换挡动作曲线是指换挡机器人记录人手换挡的力曲线与位移曲线，自动换挡时完整模拟人手的操作完成换挡；
所述第三步：加载设定中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力的过程如下：加载端扭矩转速传感器43测得输出端的转速，从而换算得到车速和加速度，结合输入到电脑中的整车参数代入到整车行驶阻力公式中可计算该车速下的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力，从而得到此瞬间总的行驶阻力，换算成扭矩由加载电机施加给车轮55，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让加载电机动态模拟行驶阻力给传动系统；
换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位时机的控制逻辑，换挡逻辑用于汽车行驶动态模拟测试软件判断在何种情形下可以开始升挡或者降挡，有多种方式来确定换挡时机；
所述第三步：加载设定中的载荷要求包括：空载、满载和超载三种情况。
实施例3：
实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：
驱动端扭矩的可变范围为0-最大扭矩，所述最大扭矩是指与待测试传动总成5适配的发动机的最大扭矩；车轮加载端转速的可变范围为0-最高转速，所述最高转速是指待测试传动总成5最高车速的换算转速；垂直加载力的可变范围为0-250千牛，所述垂直加载总成3的垂直加载力为左垂直加载机构和右垂直加载机构加载的合力；变速器52油温的可变范围为0-120摄氏度，驱动桥54油温的可变范围为0-120摄氏度。
所述待测试传动总成5对应的整车参数包括整车质量、车桥主减速比、车轮滚动半径、空气阻力系数、迎风面积、滚动阻力系数、转鼓半径、空气密度、制动基准扭矩、发动机惯量、负载端惯量。

Claims (8)

1.一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述动力性测试方法基于如下测试装置：包括：驱动总成(1)、传动操纵总成(2)、垂直加载总成(3)、车轮加载总成(4)、待测试传动总成(5)、金属地板(6)、油温调节装置(7)和控制器，所述驱动总成(1)的驱动电机(14)与待测试传动总成(5)的离合器(51)传动配合，所述传动操纵总成(2)与待测试传动总成(5)的控制端传动配合，所述垂直加载总成(3)与待测试传动总成(5)的驱动桥(54)传动配合，所述车轮加载总成(4)与待测试传动结构(5)的车轮(55)相接触；
所述驱动总成(1)设置于金属地板(6)的轨道(61)上，所述驱动总成(1)的底部与轨道(61)滑动配合；
所述油温调节装置(7)分别与变速箱(52)和驱动桥(54)内的润滑油路相连通；
所述控制器分别与驱动总成(1)、传动操纵总成(2)、垂直加载总成(3)、车轮加载总成(4)和油温调节装置(7)信号连接；所述控制器还与电脑主机信号连接，所述电脑主机内安装有汽车行驶动态模拟测试软件；
所述待测试传动总成(5)包括：离合器(51)、变速箱(52)、传动轴(53)、驱动桥(54)和车轮(55)，所述离合器(51)的动力输入端与驱动电机(14)的动力输出端传动配合，所述离合器(51)的动力输出端与变速箱(52)的输入轴传动配合，所述变速箱(52)的输出轴通过传动轴(53)与驱动桥(54)传动配合，所述驱动桥(54)的两侧各安装有一套车轮(55)；
所述传动操纵总成(2)包括：模拟离合器操纵机构(21)和模拟换挡机构(22)，所述模拟离合器操纵机构(21)包括：离合器踏板(23)、踏板操纵机器人(24)，所述踏板操纵机器人(24)的动力输出端依次通过离合器踏板(23)和软轴后与离合器(51)的控制端传动配合；所述踏板操纵机器人(24)的动力输出端上设置有压力传感器；
所述模拟换挡机构(22)包括：换挡操纵机构(25)和换挡机器人(26)，所述换挡机器人(26)的动力输出杆通过套杆(27)与换挡操纵机构(25)的操纵杆传动配合，所述换挡操纵机构(25)与变速箱(52)的选换控制端传动配合，所述换挡机器人(26)上自带位移传感器，所述套杆(27)上设置有压力传感器；
所述传动系统动力性测试方法包括以下步骤：
第一步：安装待测试传动总成，将待测试传动总成(5)安装到试验台架上，将装配好的离合器(51)和变速箱(52)合件安装到驱动总成(1)上，将装有车轮(55)的驱动桥(54)安装到车轮加载总成(4)上，然后将垂直加载总成(3)安装到驱动桥(54)两端的板簧座位置，最后利用传动轴(53)连接变速箱(52)和驱动桥(54)，调节变速箱(52)、传动轴(53)、驱动桥(54)和车轮(55)之间的相对位置，使其相对位置与实车设计方案保持一致，在变速箱(52)和驱动桥(54)上分别安装温度传感器，此时安装完成；
第二步：机器人参数设定，根据试验要求，试验人员手动完成各挡位换挡以及踩离合动作，踏板操纵机器人(24)记录试验人员的离合器踩踏曲线或位移，同时换挡机器人(26)记录试验人员的换挡动作曲线或位置坐标；
将每一次换挡动作分为一组进行记录，然后利用踏板操纵机器人(24)和换挡机器人(26)根据采集到的数据曲线、位移或位置坐标模仿每一组换挡操作，观察换挡是否成功，若不成功则重新采集该挡位换挡数据曲线、位移或位置坐标；
第三步：加载设定，首先，根据试验载荷要求，设置垂直加载的垂直加载力，然后，将与待测试传动总成(5)相匹配发动机的MAP图对应的MAP表输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，同时将待测试传动总成(5)对应的整车参数输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力；
设计换挡逻辑，并将其输入到汽车行驶动态模拟测试软件中，换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位升挡时机和降挡时机的控制逻辑；
再在汽车行驶动态模拟测试软件中设置在测试过程中需要保存和记录的参数；
第四步：磨合测试，
按测试要求编制磨合工况自动程序序列，开启自动测试程序，系统会按照自动程序序列完成测试：开启油温调节装置(7)将变速箱(52)和驱动桥(54)的油温分别调节到设定的磨合油温，将变速箱(52)挡位调节到(1)挡，调节垂直加载总成(3)使其提供设定的垂直加载力，然后同时控制驱动总成(1)的驱动电机(14)输出扭矩、车轮加载总成(4)的阻尼转鼓(41)输出对应的转速，保持该工况运行设定的时间或设定里程后，停机；
然后将变速箱(52)的挡位调节到其它挡位重复上述操作，直到所有挡位都完成磨合试验，此时磨合完成；
第五步：定挡区间加速测试，
根据测试要求编制定挡区间加速自动测试程序表格，已知试验的可控输入量包括：目标挡位、油门开度、刹车开度、坡度、左加载力、右加载力、目标车速、行驶时间、行驶距离，将该表格导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，表格示例参见下表：
Figure FDA0002919060750000031
开启油温调节装置(7)将变速箱(52)和驱动桥(54)的油温分别调节到对应测试要求的油温，然后开启自动运行模式测试定挡区间加速时间，系统会按照自动程序序列逐行执行命令完成测试；某挡位某区间加速测试完成后，将其他需要测量的区间加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时定挡区间加速测试完成；
测试过程中的左加载力和右加载力根据测试载荷条件计算得来，所述测试载荷条件包括：空载、满载和超载；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取*挡***～***km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第六步：起步换挡加速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，将目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试要求的最高车速加10km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速到目标车速，此时起步加速测试完成；在一个起步加速测试完成后，将其他需要测量的起步加速测试程序表格依次导入汽车行驶动态模拟测试软件中完成测试，直至所有测试全部完成，此时起步换挡加速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～＊＊＊km/h的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第七步：爬坡度测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格，目标挡位设置为1挡，目标车速设定为10km/h，测试程序表格各行依次将坡度设置为0、10％、20％、30％、40％、50％，每个阶段行驶时间均设置为100s；测试程序表格示例如下：
Figure FDA0002919060750000041
开启自动运行模式按表格运行测试，台架会控制系统依次模拟爬10％、20％、30％、40％的坡，直至超过实际爬坡能力而减速停机，此时爬坡度测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和坡度对时间曲线，对全过程进行分析，记录能够稳定爬坡的最大坡度即为本次测试的结果；
第八步：定挡最高车速测试，
根据测试要求编制起步换挡加速自动测试程序表格并导入到汽车行驶动态模拟测试软件中，目标挡位设置为最高挡，目标车速给定值为本次测试肯定无法达到的车速，例如设定为200km/h，然后油门开度设定为100％，刹车开度和坡度设定为0，开启自动运行模拟按表格运行测试，台架会控制最大油门连续换挡到最高挡同时不断提速，直至最高车速后稳定下来，然后减速停机，此时定挡最高车速测试完成；
数据分析：测试完成后，在记录的测试数据中拉取目标车速和行驶距离对时间的曲线，选取0～最高车速的起点和终点两个点位，两个点位在对应区间的时间差即为本次测试的加速时间，两个点位在对应加速区间的行驶里程即为行驶距离；
第九步：整理测试结论，
测试完成后对数据进行汇总形成动力性测试报告。
2.根据权利要求1所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述设置垂直加载总成(3)的垂直加载力过程如下：调节垂直加载总成(3)使其提供设定的垂直加载力后，液压加载装置(32)、通过横梁(34)压紧驱动桥(54)两端的板簧座，此时调节可调限位架(36)高度微高于横梁(34)后，旋紧固定螺栓锁紧导向滑块(35)的位置，使横梁(34)与可调限位架(36)限位配合，此时垂直加载力设置完成。
3.根据权利要求2所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述第三步：加载设定中，自动程序序列指定一个油门开度，扭矩转速传感器(19)采集驱动电机输出转速值，发动机模型软件结合事先输入的发动机MAP表，依据MAP表中的转速、扭矩、油门开度曲线图计算出当前应给定的输出扭矩，由控制器(8)下发指令给驱动电机(14)，驱动电机(14)按指令输出扭矩；
驱动电机(14)按指令输出扭矩时，传动系统转速会发生变化，扭矩转速传感器(19)测得输入端的转速和扭矩，结合工况设计的自动程序序列中给定的油门开度值，根据发动机MAP图即可得出该瞬间应给定的扭矩，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让驱动电机动态模拟发动机输出动力给传动系统，再次通过控制器(8)下发指令给驱动电机(14)，实现闭环反馈控制。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述第二步：机器人参数设定中，踏板操纵机器人(24)记录试验人员的离合器踩踏位移是指通过记录位置或位移来得到离合器踩踏开度，踩踏过程采用某一速度推动；为避免动作粗暴，中间再选一个点位称作半离合点，把整个行程分为两段操作，两段设置不同的推动速度即可避免动作粗暴；
踏板操纵机器人(24)记录试验人员的离合器踩踏曲线是指通过记录人踩踏曲线，直接模拟人的踩踏动作；
换挡机器人(26)记录试验人员的换挡动作位置坐标是指换挡机器人记录每个挡位包括空挡的位置坐标XY，自动换挡时按设定的选挡速度先完成按X坐标选挡动作，然后按设定的换挡速度完成Y坐标换挡动作，从而实现完整的换挡动作，为避免异常粗暴换挡的情况，可设定选挡力与换挡力限值，当出现异常，力超出换挡力限值时，系统报警停机，可以排除异常问题，此处提到的选挡速度、换挡速度范围均为50-150mm/s；
换挡机器人(26)记录试验人员的换挡动作曲线是指换挡机器人记录人手换挡的力曲线与位移曲线，自动换挡时完整模拟人手的操作完成换挡；
所述第三步：加载设定中，汽车行驶动态模拟测试软件根据采集到的实时转速计算行驶阻力的过程如下：加载端扭矩转速传感器(43)测得输出端的转速，从而换算得到车速和加速度，结合输入到电脑中的整车参数代入到整车行驶阻力公式中可计算该车速下的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力，从而得到此瞬间总的行驶阻力，换算成扭矩由加载电机施加给车轮(55)，由于系统转速扭矩实时在发生变化，因此该动作持续反复进行，从而让加载电机动态模拟行驶阻力给传动系统；
换挡逻辑为根据实时车速确认进入不同挡位时机的控制逻辑，换挡逻辑用于汽车行驶动态模拟测试软件判断在何种情形下可以开始升挡或者降挡，有多种方式来确定换挡时机；
所述第三步：加载设定中的载荷要求包括：空载、满载和超载三种情况。
5.根据权利要求4所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
驱动端扭矩的可变范围为0-最大扭矩，所述最大扭矩是指与待测试传动总成(5)适配的发动机的最大扭矩；车轮加载端转速的可变范围为0-最高转速，所述最高转速是指待测试传动总成(5)最高车速的换算转速；垂直加载力的可变范围为0-250千牛，所述垂直加载总成(3)的垂直加载力为左垂直加载机构和右垂直加载机构加载的合力；变速器(52)油温的可变范围为0-120摄氏度，驱动桥(54)油温的可变范围为0-120摄氏度。
6.根据权利要求5所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述待测试传动总成(5)对应的整车参数包括整车质量、车桥主减速比、车轮滚动半径、空气阻力系数、迎风面积、滚动阻力系数、转鼓半径、空气密度、制动基准扭矩、发动机惯量、负载端惯量。
7.根据权利要求6所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述驱动总成(1)包括活动底座(11)、升降底板(12)、倾角固定板(13)、驱动电机(14)和变速箱安装座(15)，所述活动底座(11)的底部与轨道(61)滑动配合，所述活动底座(11)的顶部固定有四根丝杠(16)，所述丝杠(16)上套设有与其螺纹配合的螺帽，所述升降底板(12)套设于丝杠(16)上，升降底板(12)的底部与丝杠(16)上的螺帽限位配合，所述升降底板(12)的中部设置有两个支座(17)，所述倾角固定板(13)的中部两侧固定于两个支座(17)上，所述倾角固定板(13)与支座(17)旋转配合，所述倾角固定板(13)的两端各设有一个角度调节螺母(18)，所述角度调节螺母(18)的下端与升降底板(12)限位配合，所述倾角固定板(13)上固定有驱动电机(14)和变速箱安装座(15)，所述驱动电机(14)的动力输出轴穿过变速箱安装座(15)后与待测试传动总成(5)的动力输入端传动配合，所述驱动电机(14)的动力输出轴上设置有扭矩转速传感器(19)；
所述车轮加载总成(4)包括：左右对称设置的左车轮加载机构和右车轮加载机构，所述左车轮加载机构与右车轮加载机构结构相同，所述左车轮加载机构包括：阻尼转鼓(41)、测量加载电机(42)和加载端扭矩转速传感器(43)，所述测量加载电机(42)的动力输出轴与阻尼转鼓(41)传动配合，所述测量加载电机(42)的动力输出轴上设置有加载端扭矩转速传感器(43)。
8.根据权利要求7所述的一种汽车传动系统动力性测试方法，其特征在于：
所述垂直加载总成(3)包括：左右对称设置的左垂直加载机构和右垂直加载机构，所述左垂直加载机构与右垂直加载机构结构相同，所述左垂直加载机构包括：龙门架(31)、液压加载装置(32)、压力传感器(33)、横梁(34)、导向滑块(35)、可调限位架(36)、限位架导轨(37)和横梁导轨(38)，所述龙门架(31)固定于加载支架(44)的顶部，龙门架(31)的顶部横梁的中部与液压加载装置(32)的顶部固定连接，所述液压加载装置(32)上设置有压力传感器(33)，所述液压加载装置(32)的底部与横梁(34)的中部固定连接，所述横梁(34)的两端各设有一个导向滑块(35)，横梁(34)的端部与导向滑块(35)的端部旋转配合，所述导向滑块(35)与固定于龙门架(31)立柱内部的横梁导轨(38)滑动配合，所述龙门架(31)的立柱两侧的侧壁上均固定有一个限位架导轨(37)，所述可调限位架(36)的两端各设有一个滑块结构(39)，所述可调限位架(36)通过其滑块结构(39)与其对应侧的限位架导轨(37)滑动配合，所述滑块结构(39)通过其上设置的固定螺栓与限位架导轨(37)锁紧配合，所述可调限位架(36)的下端与导向滑块(35)的顶部限位配合。
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