CN113916367B - 基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统及测量方法，噪声测量系统包括车载测控系统和与之通信连接的定置测控系统，车载测控系统包括车载控制器、测量子系统、伺服子系统、操作显示面板、自动控制开关、车载电源。车载控制器通过测量子系统实现对发动机转速、车速的实时数据采集，对摩托车到达噪声测量区域规定位置触发信号的获取，按照摩托车噪声相关标准对测量试验方法的规定，完成在不同测试阶段发动机转速和车速的控制。相比于现有技术，本发明避免了驾驶员人为操作误差对测试结果的影响，测试结果客观公正、重复性好；摩托车测试工况控制精度高，避免无效测试，能有效缩短噪声试验时间，提高测试效率。

Description

基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统及测量方法

技术领域

本发明涉及摩托车噪声测量技术领域，尤其涉及基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统及测量方法。

背景技术

参照国家标准GB 16169—2005《摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法》，在摩托车和轻便摩托车的加速噪声测量方法中，关于行驶噪声测量场地、测量区域及传声器布置如说明书附图6所示，O点为测量区域的中心，AA′线为入线位置(加速始端线)，BB′线为出线位置(加速终端线)，CC′线为行驶中心线。

标准规定在测量过程中，受试车应以规定的挡位和稳定车速并使车辆的纵向中心平面尽可能沿着CC′线驶向AA′线，接近AA′线时受试车发动机转速和车速的允许误差为±3％。当受试车的前端到达AA′线时，应将节气门尽快全部打开，并保持在全开位置。当受试车的尾端通过BB′线时，应将节气门尽快关闭至怠速状态。

目前摩托车加速噪声测试均由驾驶员手动调整油门转把控制摩托车到达AA′线的车速和发动机转速，驾驶员通过目测判断车辆与AA′线和BB′线的相对位置，变换相应的测试工况。但是人工目测的方式会产生误差，驾驶员受驾驶位置视觉角度影响，无法准确判断车辆最前端到达AA′线的时刻，以及车辆最后端离开BB′线的时刻，造成驾驶员在入线或出线位置发生工况控制操作提前或滞后的情况，从而影响噪声测试结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统及测量方法，可以实现测试工况的自动控制，可以避免人为误差，提高受试车在入线和出线位置变工况操作的准确性，从而提高噪声测试结果的客观性和正确性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，包括车载测控系统和与之无线通信连接的定置测控系统，所述车载测控系统用于摩托车的工况自动控制，所述定置测控系统用于摩托车噪声测量，所述车载测控系统包括车载控制器、测量子系统、伺服子系统、操作显示面板、自动控制开关，其中，

车载控制器：用于采集发动机转速、车速的实时数据，以及获取摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号，向伺服子系统发送在不同测试阶段对摩托车发动机转速和车速进行自动控制的控制数据；控制操作显示面板的显示内容并与驾驶员进行交互操作；并将摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号实时发送给定置测控系统，与之进行数据和控制指令传输；

测量子系统：用于在测试过程中将摩托车行驶车速、发动机转速、摩托车位置信息实时上传车载控制器，其包括发动机转速传感器车速传感器、车载光电触发器和触发装置，所述发动机转速传感器、车速传感器和车载光电触发器均与车载控制器相连接，所述车载光电触发器由布置在地面规定位置的触发装置触发；

伺服子系统：其包括伺服控制器、油门开度调节装置，所述伺服控制器和车载控制器相连接，伺服控制器和油门开度调节装置相连接，伺服子系统根据车载控制器实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制油门调节装置内伺服电机产生相应的转动角度，用于实现对受试摩托车噪声测试工况的自动控制；

操作显示面板：其与车载控制器相连接，用于实现测试过程中车辆基本信息显示、功能选择和确认、摩托车实时工况参数显示、驾驶员操作提示、测试数据的查看；

自动控制开关：其与车载控制器相连接，用于实现人工交互，进入工况自动控制状态；

所述定置测控系统包括定置测量控制器，所述定置测量控制器连接有噪声测量设备、计算机和定置电源，其中，所述计算机安装有摩托车噪声测量系统软件，所述噪声测量设备用于摩托车通过噪声测试区域时受试车左右两侧的噪声测量。

进一步设置为：所述触发装置包括触发装置一、触发装置二，所述触发装置一布置在测量区域的入线位置，所述触发装置二布置在测量区域的出线位置。

进一步设置为：所述触发装置还包括触发装置三，所述触发装置三布置在测量区域的中心位置。

进一步设置为：所述车载测控系统还包括车载电源，所述车载电源与车载控制器、伺服控制器和伺服执行器电连接。

进一步设置为：所述车载测控系统和定置测控系统均配置有无线通信模块，所述车载测控系统和定置测控系统通过无线通信模块相连接，用于进行数据和控制指令的传输。

进一步设置为：所述噪声测量设备包括两个声级计，所述声级计连接有传声器，两个传声器分别布置在测量区域中心点两侧的指定位置。

本发明还提供了基于工况自动控制的摩托车噪声测量方法，包括如下步骤：

S1、进行车载测控系统的安装和测量场地的布置：在受试车上安装车载测控系统，在噪声测量区域布置定置测控系统，包括按照标准规定布置噪声测试设备，在测量区域外布置计算机、无线通信模块和电源，在测量区域入线位置和出线位置布置触发装置，以及根据需求在测量区域中心位置布置触发装置；

S2、试验人员启动车载测控系统和定置测控系统，启动计算机内摩托车噪声测量系统软件程序，输入受试车基本信息和噪声试验标准规定的相关参数信息，进行摩托车油门开度标定，用伺服控制器标定摩托车油门开度的零点和满度；

S3、驾驶员利用操作显示面板选择“确定噪声试验工况”功能选项，按照显示屏指示选择相应的档位和车速行驶，车载控制器根据受试车基本信息和噪声试验相关参数信息自动分析并确定受试车噪声试验档位、入线车速、发动机转速，在显示屏显示确定的噪声试验工况，经驾驶员确认后结束该功能；

S4、驾驶员利用操作显示面板选择“噪声自动测量”功能选项，车载测控系统根据步骤S3确定的试验工况结果，显示噪声测量试验序号、受试车规定试验档位、发动机入线转速、入线车速，并实时显示受试车行驶过程中实际发动机转速和实际车速，驾驶员按照显示屏提示的规定试验工况操纵受试车驶向噪声测试场地；当驾驶员触发自动控制开关后，受试车油门控制由车载测控系统接管，进入工况自动控制状态；

S5、车载测控系统对油门进行自动控制，伺服控制器根据车载控制器实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值，通过油门开度调节装置自动调整油门开度，控制受试车实际车速与指定车速偏差小于标准要求，控制受试车以满足偏差要求的稳定车速驶向噪声测试场地；

S6、当受试车前端到达入线位置时，车载光电触发器接收触发装置一(122)的位置触发信号后，车载控制器通过伺服控制子系统按照标准规定立即将受试车油门开度调整为100％，并保持全开状态，同时车载控制器通过无线通信模块向定置测量控制器发送测量开始信号，并实时发送发动机转速和车速数据，定置测量控制器发布指令，定置测量控制器开始采集噪声测量数据、同步汇总摩托车发动机转速和车速、受试车位置等信息，并发送计算机进行数据存储分析；

S7、当受试车尾端到达出线位置时,车载光电触发器接收触发装置二的位置触发信号后，车载控制器通过伺服控制子系统将油门开度调整为0，同时车载控制器通过无线通信模块向定置测量控制器发送测量结束信号，定置测量控制器结束噪声测量数据采集和数据上传，并向计算机发送结束测量信号；

S8、定置测控系统通过操作显示面板提示驾驶员本次噪声测试结束，受试车自动控制功能解除，由驾驶员控制受试车行驶，结束本次噪声测试；

S9、计算机噪声测量系统软件将本次测试分析结果传输到车载操作显示面板，由驾驶员或计算机监控端测试人员确认测试结果有效后，按照S4步骤开始重复进行噪声测试；

S10、根据车辆类型对应的标准要求，完成全部噪声测量次数后，系统自动计算测试结果并进行判定，经确认后结束测试。

本发明还提供了油门开度调节装置，包括伺服电机，伺服电机通过连接机构可拆卸地安装于受试车上；

所述伺服电机包括机壳、前端盖、后端盖、电机盖板，所述机壳的两端分别与前端盖和后端盖固定连接，所述电机盖板与后端盖固定连接，所述机壳内设置有定子、转子、空心轴和编码器；

所述连接机构包括转把连接套、中心支杆、辅助支架，所述中心支杆的一端一体设置有第一紧固螺柱，中心支杆通过第一紧固螺柱与手把管堵头螺纹连接，中心支杆的另一端通过第二紧固螺栓与电机盖板固定连接；

所述转把连接套的一端为传动筒，另一端为连接筒，所述传动筒外侧壁与空心轴内侧壁固定连接，传动筒内侧壁套设于中心支杆上，所述连接筒套设于油门转把上且连接筒内嵌设有多个衬垫，所述连接筒通过第三紧固螺栓抵紧衬垫并与油门转把相连接；

所述辅助支架的一端通过第二紧固螺栓与中心支杆固定连接，另一端通过后视镜支杆与后视镜支座固定连接，电机盖板上固定设置有两个限位柱，辅助支架上开设有两个与限位柱一一对应的限位孔。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

相比于现有摩托车噪声测试技术，本发明避免了驾驶员人为操作误差对测试结果的影响，测试结果客观公正、重复性好；摩托车测试工况控制精度高，避免无效测试，能有效缩短噪声试验时间，提高测试效率；正式测试前采用控制程序辅助进行测试工况的选择确定，也在一定程度上提高了测试效率。此外，采用该测试方法和测试系统，还能获得与噪声连续测量数据同步的车辆行驶相关参数，为摩托车企业开展噪声控制工作提供完善的数据基础，具有重要作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本发明公开的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统总体框图；

图2为车载控制器的原理框图；

图3为伺服控制器的模块框图；

图4为本发明公开的油门开度调节装置结构示意图；

图5为油门开度调节装置轴测图；

图6为背景技术中提及的国标噪声标准关于行驶噪声测量场地、测量区域及传声器布置示意图；

图7为欧标噪声标准关于行驶噪声测量场地、测量区域及传声器布置示意图。

附图标记：

1、车载测控系统；11、车载控制器；12、测量子系统；121、车载光电触发器；122、触发装置一；123、触发装置二；124、触发装置三；125、发动机转速传感器；126、车速传感器；13、伺服子系统；131、伺服控制器；14、操作显示面板；15、自动控制开关；16、无线通信模块；17、车载电源；

2、定置测控系统；21、定置测量控制器；22、计算机；23、定置电源；24、噪声测量设备；

3、伺服电机；31、机壳；32、前端盖；33、后端盖；34、电机盖板；35、定子；36、转子；37、空心轴；38、编码器；

4、连接机构；41、转把连接套；411、传动筒；412、连接筒；42、中心支杆；43、辅助支架；44、衬垫；

501、第一紧固螺柱；502、第二紧固螺栓；503、第三紧固螺栓；504、限位柱；

601、油门转把；602、手把管；603、手把管堵头；604、后视镜支杆；605、后视镜支座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

实施例1

基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，如图1-图3所示，包括车载测控系统1和与之通信连接的定置测控系统2，车载测控系统1用于摩托车的工况自动控制，定置测控系统2用于摩托车噪声测量。

车载测控系统1包括车载控制器11、测量子系统12、伺服子系统13、操作显示面板14、自动控制开关15、无线通信模块16和车载电源17。其中，车载控制器11连接测量子系统12、伺服子系统13、操作显示面板14、自动控制开关15、无线通信模块16和车载电源17，用于采集发动机转速、车速的实时数据，以及获取摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号，按照摩托车噪声相关标准对测量试验方法的规定，向伺服子系统13发送在不同测试阶段对摩托车发动机转速和车速进行自动控制的控制数据；控制操作显示面板的显示内容并与驾驶员进行交互操作；并将摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号实时发送给定置测控系统2，与之进行数据和控制指令传输。

参照图2，车载控制器11包括数据处理模块(CPU)，CPU通过数字输入输出电路(DIO)连接发动机转速传感器125、车速传感器126和光电触发器，实现采集发动机转速、车速的实时数据采集，以及获取摩托车到达噪声测量区域入线位置和出线位置的触发信号。车载控制器11通过通讯接口连接伺服控制器131，通讯接口可采用CAN标准通讯接口。

测量子系统12用于在测试过程中将摩托车行驶车速、发动机转速、摩托车位置信息实时上传车载控制器11，测量子系统12包括发动机转速传感器125、车速传感器126、车载光电触发器121和触发装置，发动机转速传感器125、车速传感器126和车载光电触发器121均与车载控制器11相连接，车载光电触发器121和触发装置相连接。其中，触发装置包括触发装置一122、触发装置二123，触发装置一122布置在测量区域的入线位置(即AA′线)，触发装置二123布置在测量区域的出线位置(即BB′线)。

测量子系统12用于测试过程中将摩托车行驶车速、发动机转速、摩托车位置信息实时上传车载控制器11，测量子系统12包括发动机转速传感器125、车速传感器126、车载光电触发器121和触发装置，发动机转速传感器125、车速传感器126和车载光电触发器121均与车载控制器11相连接，所述车载光电触发器121由布置在地面规定位置的触发装置触发。

伺服子系统13包括伺服控制器131、油门开度调节装置，伺服控制器131和车载控制器11相连接。伺服子系统13是实现摩托车行驶工况自动控制的执行部分，伺服控制器131根据车载控制器11实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制油门调节装置内伺服电机产生相应的转动角度，从而实现对受试摩托车噪声测试工况的自动控制。

操作显示面板14为人机交互显示屏，其与车载控制器11相连接，用于实现测试过程中车辆基本信息显示、功能选择和确认、摩托车实时工况参数显示、驾驶员操作提示、测试数据的查看。

自动控制开关15与车载控制器11相连接，用于实现人工交互，进入工况自动控制状态。当驾驶员触发自动控制开关15后，摩托车油门控制由车载测控系统1接管，进入工况自动控制状态。

车载电源17与车载控制器11、伺服控制器131电连接，用于给车载测控系统1的用电器件供电。具体可参照图3，伺服控制器131包括数据处理模块(CPU)，CPU通过伺服电机驱动电路连接伺服电机，车载电源17通过DC/DC转换器连接伺服电机驱动电路，从而实现转变输入电压并有效输出固定电压。

定置测控系统2包括定置测量控制器21，定置测量控制器21连接有噪声测量设备24、计算机22和定置电源23，其中，计算机22安装有摩托车噪声测量系统软件，通过摩托车噪声测量系统软件实现对测量系统的控制，并实现测试车辆基本信息输入、测试数据的存储、分析、结果处理。噪声测量设备24包括两个声级计，声级计连接有传声器，两个传声器分别布置在测量区域中心点两侧的指定位置，声级计与定置测量控制器21通过数据线连接，从而测量摩托车通过噪声测试区域时受试车左右两侧的噪声数据。

车载测控系统1和定置测控系统2均配置有无线通信模块16，车载测控系统1和定置测控系统2通过无线通信模块16相连接，用于进行数据和控制指令的传输，从而实现声级计采集的车辆左右两侧噪声数据与车辆行驶工况数据同步，便于地面测试人员通过计算机22同步获取全部测量数据，监控测试过程并分析测试结果，同时实现车辆信息、测试信息及测试结果在操作显示面板14的同步显示。

常用的无线通信技术有4/5G、LoRa、Zigbee、蓝牙、WiFi等。考虑到通信带宽和通信距离，本系统采用LoRa通信技术，LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前，LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915MHz等，其传输距离可达数公里，完全满足本系统的需求。

本实施例的工作原理及有益效果为：

首先，车载控制器11采集发动机转速、车速的实时数据，以及获取摩托车到达噪声测量区域入线位置和出现位置的触发信号，向伺服子系统13发送在不同测试阶段对摩托车发动机转速和车速进行自动控制的控制数据。

接着，伺服子系统13根据车载控制器11实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制油门调节装置内伺服电机产生相应的转动角度，通过连接机构带动摩托车油门转把转动，以调节摩托车油门开度，从而实现对受试摩托车噪声测试工况的自动控制。

定置测量控制器21在接收到摩托车入线触发信号后开始记录噪声测试数据，接收到摩托车出线触发信号后停止记录噪声测试数据，并将噪声测试数据和通过无线通信模块接收的摩托车行驶车速、发动机转速、摩托车位置信息实时上传给计算机22。

车载控制器11通过测量子系统12实现对发动机转速、车速的实时数据采集，对摩托车到达噪声测量区域入线位置和出线位置触发信号的获取，按照摩托车噪声相关标准对测量试验方法的规定，完成在不同测试阶段发动机转速和车速的控制。

相比于现有技术，本系统避免了驾驶员人为操作误差对测试结果的影响，测试结果客观公正、重复性好；摩托车测试工况控制精度高，避免无效测试，能有效缩短噪声试验时间，提高测试效率；正式测试前采用控制程序辅助进行测试工况的选择确定，也在一定程度上提高了测试效率。此外，采用本系统，还能获得与噪声连续测量数据同步的车辆行驶相关参数，为摩托车企业开展噪声控制工作提供完善的数据基础，具有重要作用。

实施例2

参照图1，本实施例与实施例1的不同之处在于，触发装置还包括触发装置三124，触发装置三124布置在测量区域的中心位置(PP′线)，从而可以获取摩托车到达噪声测量区域中间位置触发信号。

欧洲摩托车噪声法规包括：UN Regulation No.9《关于噪声方面批准L2，L4和L5类车辆的统一规定》、UN Regulation No.41《关于两轮摩托车噪声核准的统一规定》和UNRegulation No.63《关于噪声方面批准两轮轻便摩托车的统一规定》。

参照图7，为欧标噪声标准关于行驶噪声测量场地、测量区域及传声器布置的示意图，PP′线为经过O点且与CC'垂直的测量中心线。欧标相对于国标，需要控制摩托车通过中心位置的车速，因此本发明还可以扩展应用于欧标中摩托车噪声测量的工况自动控制。具体工作原理为：车载控制器11采集发动机转速、车速的实时数据，以及获取摩托车到达噪声测量区域入线位置、中间位置和出现位置的触发信号，向伺服子系统13发送在不同测试阶段对摩托车发动机转速和车速进行自动控制的控制数据，伺服子系统13根据车载控制器11实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制油门调节装置内伺服电机产生相应的转动角度，通过连接机构带动摩托车油门转把转动，以调节摩托车油门开度，从而实现对受试摩托车噪声测试工况的自动控制。

实施例3

参照图4和图5，为本发明公开的油门开度调节装置，包括伺服电机3，伺服电机3通过连接机构4可拆卸地安装于受试车上。摩托车手把管602的外周侧套设有油门转把601，手把管602内固定有手把管堵头603，手把管602两端外侧固定有平衡端子，平衡端子通过螺栓固定在有内螺纹的手把管堵头603上。试验时拆除手把上的平衡端子，将伺服电机3固定手把管堵头603上。

伺服电机包括机壳31、前端盖32、后端盖33、电机盖板34，机壳31的两端分别与前端盖32和后端盖33固定连接，电机盖板34与后端盖33固定连接，机壳内设置有定子35、转子36、空心轴37和编码器38。

连接机构4包括转把连接套41、中心支杆42、辅助支架43，中心支杆42的一端一体设置有第一紧固螺柱501，手把管堵头603的一端设置有与第一紧固螺柱501相螺纹适配的螺纹孔，中心支杆42通过第一紧固螺柱501与手把管堵头603螺纹连接，中心支杆42的另一端通过第二紧固螺栓502与电机盖板34固定连接。具体设置为：第二紧固螺栓502的一端依次贯穿辅助支架43、电机盖板34并与中心支杆42螺纹连接。

转把连接套41的一端为传动筒411，另一端为连接筒412，传动筒411和连接筒412一体设置。传动筒411外侧壁与空心轴37内侧壁通过粘接的方式固定连接，传动筒411内侧壁套设于中心支杆42上且传动筒411内侧壁与中心支杆42之间设置有一定间隙。

连接筒套设于油门转把上且连接筒内嵌设有多个衬垫44，连接筒通过第三紧固螺栓503抵紧衬垫并与油门转把601相连接，衬垫44优选设置为四个且呈环形均匀分布于油门转把601的周侧。具体设置为：连接筒412的周侧均布多个与第三紧固螺栓503相螺纹适配的螺纹孔，采用第三紧固螺栓503对称挤压衬垫44将转把连接套41与油门转把601连接在一起，通过调整第三紧固螺栓503旋入深度，以调整转把连接套与油门转把旋转轴线的一致性，并通过第三紧固螺栓的紧固力将衬垫压紧于油门转把上，以传递扭矩。连接筒412的内径大于Ф45mm，以满足安装不同直径的油门转把，提高通用性和适应性。

辅助支架43的一端通过第二紧固螺栓502与中心支杆42固定连接，另一端通过后视镜支杆604与后视镜支座605固定连接，从而加强伺服电机的安装强度。进一步解释为：后视镜支杆604朝向后视镜支座605的一端一体设置有螺纹杆，后视镜支座605上设置有与螺纹杆相螺纹适配的螺纹孔，辅助支架43的弯折端开设有通孔，后视镜支杆604的螺纹杆穿过该通孔并与后视镜支座605的螺纹孔螺纹连接，从而将辅助支架43的弯折端固定连接于后视镜支座605上。

电机盖板34上固定设置有两个限位柱504，两个限位柱504对称设置于第二紧固螺栓502的两侧，辅助支架43上开设有两个与限位柱504一一对应的限位孔，从而防止电机整体转动。

以下为伺服电机的选型过程：

(1)为满足车载控制的需求，所述伺服电机为体积小、重量轻、控制精度高的直驱伺服电机，采用高精度编码器保证电机转动角度的控制精度。

(2)伺服电机驱动力矩是选择伺服电机的关键参数。经过对不同类型摩托车油门转把直径和驱动油门转把转动的最小外圆周切向力进行摸底，得到如下经验数据：

油门转把直径范围：Ф30mm-36mm。

驱动油门转把转动的最小外圆周切向力：20N-40N。

按照上述经验数据可计算出驱动摩托车油门转把转动的常规力矩，进一步考虑油门转把阻力的差异性和电机设计参数冗余度，因此伺服电机的额定转矩不小于1.4N·m即可满足自动控制的转矩要求。

摩托车油门转把全开角度一般为90度左右，根据加速噪声测试时尽快将节气门全部打开的规定，伺服电机的额定转速可确定为150rpm。

伺服电机选用24V直流供电，选用高精度编码器和控制器，保证油门开度控制精度为±0.1％。

工作原理：

伺服控制器131根据车载控制器11实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制伺服电机产生相应的转动角度，空心轴通过转把连接套传递扭矩，带动油门转把转动，完成对摩托车油门开度的调节，从而实现对车速和发动机转速的自动控制。

实施例4

基于工况自动控制的摩托车噪声测量方法，包括以下步骤：

S1、进行车载测控系统1的安装和测量场地的布置：在受试车上安装车载测控系统1，在噪声测量区域布置定置测控系统2，包括按照标准规定在布置噪声测试设备，在测量区域外布置计算机22、无线通信模块和电源，若按国标进行摩托车噪声测量，则在测量区域入线位置和出线位置布置触发装置一122和触发装置二123；若按欧标进行摩托车噪声测量，则进一步需要在测量区域中心位置布置触发装置三124。

S2、试验人员启动车载测控系统1和定置测控系统2，启动计算机22内摩托车噪声测量系统软件程序，输入受试车基本信息和噪声试验相关参数信息，进行摩托车油门开度标定，用伺服控制器标定摩托车油门开度的零点和满度。其中，受试车基本信息包括车辆企业名称、车辆型号、整车识别代号、车辆类型、试验依据标准、变速器型式、发动机档位数、最高车速等基本信息。

S3、驾驶员利用操作显示面板14选择“确定噪声试验工况”功能选项，按照显示屏指示选择相应的档位和车速行驶，车载控制器11根据受试车基本信息和噪声试验相关参数信息自动分析并确定受试车的噪声试验工况，受试车的噪声试验工况包括噪声试验档位、入线车速、发动机转速，经驾驶员确认后结束该功能。

以按照摩托车国标噪声标准测试为例，对于装有手动/脚动变速器的两轮摩托车，如受试车变速器前进挡位为4个或4个以下，按照噪声标准规定试验时应选择第二档进行试验，入线车速应为3/4发动机最大功率转速所对应的车速，如果此时车速超过50km/h，则取50km/h作为入线车速。通过计算机22输入受试车基本信息和噪声试验相关参数信息后，如某四挡摩托车发动机最大功率转速为8000rpm/min，按照车载控制器内程序设定，操作显示面板会指示驾驶员按照摩托车3/4最大发动机转速即6000rpm/min行驶，车载控制器控制程序根据测量子系统采集的摩托车车速，自动判断并确定噪声试验工况。假如此时摩托车车速为47.5km/h，则显示确定的受试车的噪声试验工况如下，噪声试验档位：第二档，入线车速：47.5km/h；假如此时车速为52.5km/h，则显示受试车的噪声试验工况如下，噪声试验档位：第二档，入线车速：50km/h。

S4、驾驶员利用操作显示面板14选择“噪声自动测量”功能选项，车载测控系统1根据试验工况确认结果，显示噪声测量试验序号、受试车规定试验档位、发动机入线转速、入线车速，并实时显示受试车行驶过程中实际发动机转速和实际车速，驾驶员按照显示屏提示的规定试验工况操纵受试车驶向噪声测试场地。

对于手动/脚动变速器摩托车，驾驶员换挡至指定档位，并控制车速接近指定试验车速；对于无档位的自动变速器摩托车，驾驶员控制车速接近指定试验车速。当驾驶员触发自动控制开关15后，将控制油门转把的右手握在手把末端伺服电机上或辅助支架上，摩托车油门控制由车载测控系统1接管，进入工况自动控制状态。

S5、车载测控系统1对油门进行自动控制，伺服控制器131根据车载控制器11实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值，通过油门开度调节装置自动调整油门开度，控制受试车实际车速与指定车速偏差满足标准要求，控制受试车以满足偏差要求的稳定车速驶向噪声测试场地。

S6、当受试车前端到达入线位置AA′线时，车载光电触发器121接收触发装置一122的位置触发信号后，车载控制器11通过伺服控制子系统按照标准规定立即将受试车油门开度调整为100％，并保持全开状态，同时车载控制器11通过无线通信模块向定置测量控制器21发送测量开始信号，并实时发送发动机转速和车速数据，定置测量控制器发布指令，定置测量控制器21开始采集噪声测量数据、同步汇总摩托车发动机转速和车速、车辆位置等信息，并发送计算机22进行数据存储分析。

其中，如果受试车装有多个前进挡的手动/脚动选挡装置的自动变速器，当选用最高挡位测试时，在通过AA'线后，出现自动换低挡，则显示屏提示测试人员测量无效，并在显示屏上提示“减1”挡位进行测试。

S7、当受试车尾部到达出线位置(BB′线)时,车载光电触发器121接收触发装置二123的位置触发信号后，车载控制器11通过伺服控制子系统将油门开度调整为0，同时车载控制器11通过无线通信模块向定置测量控制器21发送测量结束信号，定置测量控制器21结束噪声测量数据采集和数据上传，并向计算机22发送结束测量信号。

以按照摩托车国标噪声标准测试为例，对于装有手动/脚动变速器且前进档位≤4的两轮摩托车，在采用第二档测试时，若受试车到达BB′线时，如果此时发动机的转速超过发动机最大功率转速，则显示屏提醒测试人员改用第三挡重新测试。

S8、定置测控系统2通过操作显示面板14提示驾驶员本次噪声测试结束，受试车自动控制功能解除，由驾驶员控制受试车行驶，结束本次噪声测试。

S9、计算机22噪声测量系统软件将本次测试分析结果传输到车载操作显示面板14，由驾驶员或计算机监控端测试人员确认测试结果有效后，按照S4步骤开始重复进行噪声测试。

S10、根据车辆类型对应的标准要求，完成全部噪声测量次数后，系统自动计算测试结果并进行判定，经确认后结束测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，包括车载测控系统(1)和与之无线通信连接的定置测控系统(2)，所述车载测控系统(1)用于摩托车的工况自动控制，所述定置测控系统(2)用于摩托车噪声测量，其特征在于，所述车载测控系统(1)包括车载控制器(11)、测量子系统(12)、伺服子系统(13)、操作显示面板(14)、自动控制开关(15)，其中，

车载控制器(11)：用于采集发动机转速、车速的实时数据，以及获取摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号，向伺服子系统(13)发送在不同测试阶段对摩托车发动机转速和车速进行自动控制的控制数据；控制操作显示面板的显示内容并与驾驶员进行交互操作；并将摩托车到达噪声测量区域规定位置的触发信号实时发送给定置测控系统(2)，与之进行数据和控制指令传输；

测量子系统(12)：用于在测试过程中将摩托车行驶车速、发动机转速、摩托车位置信息实时上传车载控制器(11)，其包括发动机转速传感器(125)、车速传感器(126)、车载光电触发器(121)和触发装置，所述发动机转速传感器(125)、车速传感器(126)和车载光电触发器(121)均与车载控制器(11)相连接，所述车载光电触发器(121)由布置在地面规定位置的触发装置触发；

伺服子系统(13)：其包括伺服控制器(131)、油门开度调节装置，所述伺服控制器(131)和车载控制器(11)相连接，伺服控制器(131)和油门开度调节装置相连接，伺服子系统(13)根据车载控制器(11)实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值以及车辆位置触发信号，采用闭环伺服控制技术控制油门调节装置内伺服电机产生相应的转动角度，用于实现对受试摩托车噪声测试工况的自动控制；

操作显示面板(14)：其与车载控制器(11)相连接，用于实现测试过程中车辆基本信息显示、功能选择和确认、摩托车实时工况参数显示、驾驶员操作提示、测试数据的查看；

自动控制开关(15)：其与车载控制器(11)相连接，用于实现人工交互，进入工况自动控制状态；

所述定置测控系统(2)包括定置测量控制器(21)，所述定置测量控制器(21)连接有噪声测量设备(24)、计算机(22)和定置电源(23)，其中，所述计算机(22)安装有摩托车噪声测量系统软件，所述噪声测量设备(24)用于摩托车通过噪声测试区域时受试车左右两侧的噪声测量。

2.根据权利要求1所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，所述触发装置包括触发装置一(122)、触发装置二(123)，所述触发装置一(122)布置在测量区域的入线位置，所述触发装置二(123)布置在测量区域的出线位置。

3.根据权利要求2所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，所述触发装置还包括触发装置三(124)，所述触发装置三(124)布置在测量区域的中心位置。

4.根据权利要求1所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，所述车载测控系统(1)还包括车载电源(17)，所述车载电源(17)与车载控制器(11)和伺服控制器(131)电连接。

5.根据权利要求1所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，所述车载测控系统(1)和定置测控系统(2)均配置有无线通信模块(16)，所述车载测控系统(1)和定置测控系统(2)通过无线通信模块(16)相连接，用于进行数据和控制指令的传输。

6.根据权利要求1所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，所述噪声测量设备(24)包括两个声级计，所述声级计连接有传声器，两个传声器分别布置在测量区域中心点两侧的指定位置。

7.基于工况自动控制的摩托车噪声测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进行车载测控系统的安装和测量场地的布置：在受试车上安装车载测控系统，在噪声测量区域布置定置测控系统，包括按照标准规定布置噪声测试设备，在测量区域外布置计算机、无线通信模块和电源，在测量区域入线位置和出线位置布置触发装置，以及根据需求在测量区域中心位置布置触发装置；

S2、试验人员启动车载测控系统和定置测控系统，启动计算机内摩托车噪声测量系统软件程序，输入受试车基本信息和噪声试验标准规定的相关参数信息，进行摩托车油门开度标定，用伺服控制器标定摩托车油门开度的零点和满度；

S3、驾驶员利用操作显示面板选择“确定噪声试验工况”功能选项，按照显示屏指示选择相应的档位和车速行驶，车载控制器根据受试车基本信息和噪声试验相关参数信息自动分析并确定受试车噪声试验档位、入线车速、发动机转速，在显示屏显示确定的噪声试验工况，经驾驶员确认后结束该功能；

S4、驾驶员利用操作显示面板选择“噪声自动测量”功能选项，车载测控系统根据步骤S3确定的试验工况结果，显示噪声测量试验序号、受试车规定试验档位、发动机入线转速、入线车速，并实时显示受试车行驶过程中实际发动机转速和实际车速，驾驶员按照显示屏提示的规定试验工况操纵受试车驶向噪声测试场地；当驾驶员触发自动控制开关后，摩托车油门控制由车载测控系统接管，进入工况自动控制状态；

S5、车载测控系统对油门进行自动控制，伺服控制器根据车载控制器实时发送的噪声测试工况设定值和摩托车发动机转速、车速实测值，通过油门开度调节装置自动调整油门开度，控制受试车实际车速与指定车速偏差小于标准要求，控制受试车以满足偏差要求的稳定车速驶向噪声测试场地；

S6、当受试车前端到达入线位置时，车载光电触发器接收触发装置一的位置触发信号后，车载控制器通过伺服控制子系统按照标准规定立即将受试车油门开度调整为100％，并保持全开状态，同时车载控制器通过无线通信模块向定置测量控制器发送测量开始信号，并实时发送发动机转速和车速数据，定置测量控制器发布指令，定置测量控制器开始采集噪声测量数据、同步汇总摩托车发动机转速和车速、受试车位置信息，并发送计算机进行数据存储分析；

S7、当受试车尾端到达出线位置时，车载光电触发器接收触发装置二的位置触发信号后，车载控制器通过伺服控制子系统将油门开度调整为0，同时车载控制器通过无线通信模块向定置测量控制器发送测量结束信号，定置测量控制器结束噪声测量数据采集和数据上传，并向计算机发送结束测量信号；

S8、定置测控系统通过操作显示面板提示驾驶员本次噪声测试结束，受试车自动控制功能解除，由驾驶员控制受试车行驶，结束本次噪声测试；

S9、计算机噪声测量系统软件将本次测试分析结果传输到车载操作显示面板，由驾驶员或计算机监控端测试人员确认测试结果有效后，按照S4步骤开始重复进行噪声测试；

S10、根据车辆类型对应的标准要求，完成全部噪声测量次数后，系统自动计算测试结果并进行判定，经确认后结束测试。

8.根据权利要求7所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述受试车基本信息包括车辆企业名称、车辆型号、整车识别代号、车辆类型、试验依据标准、变速器型式、发动机档位数、最高车速基本信息。

9.根据权利要求7所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量方法，其特征在于，步骤S4中，在驾驶员触发自动控制开关前，对于手动/脚动变速器摩托车，驾驶员换挡至指定档位，并控制车速接近指定试验车速；对于无档位自动变速器摩托车，驾驶员控制车速接近指定试验车速。

10.根据权利要求1所述的基于工况自动控制的摩托车噪声测量系统，其特征在于，油门开度调节装置包括伺服电机(3)，伺服电机通过连接机构(4)可拆卸地安装于受试车上；

所述伺服电机包括机壳(31)、前端盖(32)、后端盖(33)、电机盖板(34)，所述机壳的两端分别与前端盖和后端盖固定连接，所述电机盖板与后端盖固定连接，所述机壳内设置有定子(35)、转子(36)、空心轴(37)和编码器(38)；

所述连接机构包括转把连接套(41)、中心支杆(42)、辅助支架(43)，所述中心支杆的一端一体设置有第一紧固螺柱(501)，中心支杆通过第一紧固螺柱与手把管堵头(603)螺纹连接，中心支杆的另一端通过第二紧固螺栓(502)与电机盖板固定连接；

所述转把连接套的一端为传动筒(411)，另一端为连接筒(412)，所述传动筒外侧壁与空心轴内侧壁固定连接，传动筒内侧壁套设于中心支杆上，所述连接筒套设于油门转把上且连接筒内嵌设有多个衬垫(44)，所述连接筒通过第三紧固螺栓(503)抵紧衬垫并与油门转把(601)相连接；

所述辅助支架(43)的一端通过第二紧固螺栓(502)与中心支杆固定连接，另一端通过后视镜支杆(604)与后视镜支座(605)固定连接，电机盖板上固定设置有两个限位柱(504)，辅助支架上开设有两个与限位柱一一对应的限位孔。