CN207636302U - 一种混合动力变速箱试验台及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混合动力变速箱试验台及其控制系统，混合动力变速箱试验台包括测试平台以及设置在所述测试平台上的驱动电机、负载电机、第二变速箱、惯性轮和转速扭矩传感器，所述驱动电机的输出端与待测试的第一变速箱的输入端相连，所述负载电机的输出端与所述第二变速箱的输入端相连，所述第二变速箱的输出端通过所述惯性轮和转速扭矩传感器与所述第一变速箱的输出端背靠背连接且同轴安装，所述惯性轮位于所述转速扭矩传感器和第一变速箱之间。本实用新型的混合动力变速箱试验台，能够对混合动力变速箱的多项性能进行自动化测试，为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。本实用新型结构简单、设置合理，制造成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及变速箱测试技术领域，特别地，涉及一种混合动力变速箱试验台及其控制系统。
背景技术
变速箱作为车辆传动系统中的关键部件，整车对其性能和可靠性提出了很高的要求。而准确测量变速箱的性能数据，又是保证变速箱在开发过程中不断优化设计的基础。因此在变速箱的开发过程中，进行多种类型性能测试的变速箱台架试验是其必不可少的重要环节。
混合动力技术以其无污染、低噪声、动力性好和高比能量等优点而备受关注。目前我国各大汽车集团都在进行混合动力电动车研发，多数以混合动力电动客车、公交车为主，这种研发方向符合我国国情。混合动力电动车的发展在国内甚至国际上都是初级发展阶段，其动力总成与传统内燃机车的动力总成不同。传统的内燃机车动力总成由发动机和传统变速箱组成，而混合动力机车动力总成由发动机、电机和混合动力变速箱组成。传统的变速箱试验台架已不能满足混合动力变速箱的调试和检测的要求，目前并没有实际的方案，能有效解决混合动力变速箱的试验和检测，只能通过模拟变速箱在整车的实际工作环境，来进行混合动力变速箱的各项性能测试。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种混合动力变速箱试验台，以解决混合动力变速箱在开发过程中，试验设备费用高、试验成本高和试验资源难找的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种混合动力变速箱试验台，包括测试平台以及设置在所述测试平台上的驱动电机、负载电机、第二变速箱、惯性轮和转速扭矩传感器，所述驱动电机的输出端与待测试的第一变速箱的输入端相连，所述负载电机的输出端与所述第二变速箱的输入端相连，所述第二变速箱的输出端通过所述惯性轮和转速扭矩传感器与所述第一变速箱的输出端背靠背连接且同轴安装，所述惯性轮位于所述转速扭矩传感器和第一变速箱之间。
优选的，所述第一变速箱的输出端通过第一膜片联轴器与所述惯性轮的一侧连接；所述第二变速箱的输出端依次通过第二膜片联轴器、万向联轴器、第三膜片联轴器与所述转速扭矩传感器的一端连接，所述转速扭矩传感器的另一端通过第四膜片联轴器与所述惯性轮的另一侧连接。
优选的，包括设置在所述测试平台上的两个L形支架、两个辅助支撑架、惯性轮支座和传感器支座，所述驱动电机的末端和所述负载电机的末端分别与两所述L形支架连接，所述第一变速箱的输出端和所述第二变速箱的输出端分别与两所述辅助支撑架连接；所述惯性轮设置在所述惯性轮支座上，所述转速扭矩传感器和支撑轴组件均设置在所述传感器支座上。
本实用新型还提供一种混合动力变速箱试验台的控制系统，用于上述混合动力变速箱试验台；其包括工控系统、第一控制系统、第二控制系统和双向电源，所述工控系统包括上位机和工控机，所述第一控制系统包括驱动电机控制器、第一变速箱控制器和第一整车控制器，所述第二控制系统包括负载电机控制器、第二变速箱控制器和第二整车控制器，所述工控机用于采集数据的处理，并通过通信接口与所述上位机实现通信；所述工控机通过第一CAN总线与第一整车控制器相连，所述第一整车控制器同时与所述第一变速箱控制器和驱动电机控制器相连；所述工控机通过第二CAN总线与所述第二整车控制器相连，所述第二整车控制器同时与所述负载电机控制器和第二变速箱控制器相连；所述双向电源同时与所述驱动电机控制器和所述负载电机控制器相连；所述双向电源通过电池模拟器与所述第一CAN总线相连。
优选的，所述双向电源为车载动力电池或可调压电源。
相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
(1)、本实用新型的混合动力变速箱试验台，包括测试平台以及设置在测试平台上的驱动电机、负载电机、第二变速箱、惯性轮和转速扭矩传感器，驱动电机的输出端与待测试的第一变速箱的输入端相连，负载电机的输出端与第二变速箱的输入端相连，第二变速箱的输出端通过惯性轮和转速扭矩传感器与第一变速箱的输出端背靠背连接且同轴安装；转速扭矩传感器的一端与第一变速箱连接，转速扭矩传感器的另一端与第二变速箱连接，所述惯性轮位于所述转速扭矩传感器和第一变速箱之间。本实用新型的混合动力变速箱试验台，能够对混合动力变速箱的多项性能进行自动化测试，为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。本实用新型结构简单、设置合理，制造成本低。
(2)、本实用新型的一种混合动力变速箱试验台的控制系统，包括工控系统、第一控制系统、第二控制系统和双向电源，工控系统包括上位机和工控机，第一控制系统包括驱动电机控制器、第一变速箱控制器和第一整车控制器，第二控制系统包括负载电机控制器、第二变速箱控制器和第二整车控制器，工控机用于采集数据的处理，并通过通信接口与上位机实现通信；工控机通过第一CAN总线与第一整车控制器相连，第一整车控制器同时与第一变速箱控制器和驱动电机控制器相连；工控机通过第二CAN总线与第二整车控制器相连，第二整车控制器同时与负载电机控制器和第二变速箱控制器相连；双向电源同时与驱动电机控制器和负载电机控制器相连；双向电源通过电池模拟器与第一CAN总线相连。通过工控系统、第一控制系统、第二控制系统和双向电源实现了对试验台的快速精确控制，提高了试验台的控制精度和试验效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型一种混合动力变速箱试验台的结构示意图；
图2是本实用新型一种混合动力变速箱试验台的控制系统图；
图中，1.1、测试平台，1.2、驱动电机，1.3、负载电机，1.4、第二变速箱，1.5、惯性轮，1.6、转速扭矩传感器，1.7、第一膜片联轴器，1.8、第二膜片联轴器，1.9、万向联轴器，1.10、第三膜片联轴器，1.11、第四膜片联轴器，1.12、L形支架，1.13、辅助支撑架， 1.14、惯性轮支座，1.15、传感器支座，1.16、支撑轴组件，2.1、上位机，2.2、工控机， 3.1、驱动电机控制器，3.2、第一变速箱控制器，3.3、第一整车控制器，3.4、第一CAN 总线，3.5、电池模拟器，4.1、负载电机控制器，4.2、第二变速箱控制器，4.3、第二整车控制器，5、双向电源，6、第一变速箱。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，本实用新型的一种混合动力变速箱试验台，包括测试平台1.1以及设置在测试平台上的驱动电机1.2、负载电机1.3、第二变速箱1.4、惯性轮1.5和转速扭矩传感器1.6，驱动电机1.2的输出端与待测试的第一变速箱6的输入端相连，负载电机1.3的输出端与第二变速箱1.4的输入端相连，第二变速箱1.4的输出端通过惯性轮1.5和转速扭矩传感器1.6与第一变速箱6的输出端背靠背连接且同轴安装，惯性轮1.5位于所述转速扭矩传感器1.6和第一变速箱6之间。本实用新型中，驱动电机、负载电机等的型号均与被测混合动力系统中相应部件的型号相同。既可以将第一变速箱作为被测对象，第二变速箱作为陪试，也可以反过来用。因此，第一变速箱和第二变速箱的控制系统配置可以是一样的，也可以为不同系列的产品配置；第一变速箱和第二变速箱均为混合动力变速箱。
在本实施例中，第一变速箱6的输出端通过第一膜片联轴器1.7与惯性轮1.5的一侧连接；第二变速箱1.4的输出端依次通过第二膜片联轴器1.8、万向联轴器1.9、第三膜片联轴器1.10与转速扭矩传感器1.6的一端连接，转速扭矩传感器1.6的另一端通过第四膜片联轴器1.11与惯性轮1.5的另一侧连接。混合动力变速箱试验台还包括设置在测试平台1.1上的两个L形支架1.12、两个辅助支撑架1.13、惯性轮支座1.14和传感器支座1.15，驱动电机1.2的末端和负载电机1.3的末端分别与两个L形支架1.12固定连接，第一变速箱6的输出端和第二变速箱1.4的输出端分别与两个辅助支撑架1.13固定连接；惯性轮1.5 设置在惯性轮支座1.14上，转速扭矩传感器1.6和支撑轴组件1.16均设置在传感器支座 1.15上。结构设置合理，生产成本低。
本实用新型中，测试平台1.1的顶部设置有多条沿其长度方向平行设置的T型槽，T型槽内可安装T型螺母，用于将上述试验台架各部件通过螺栓固定在测试平台上。可快速拆装，适于不同混合动力变速箱开发试验。
参见图2，本实用新型的一种混合动力变速箱试验台的控制系统，用于上述的混合动力变速箱试验台；该控制系统包括工控系统、第一控制系统、第二控制系统和双向电源5，工控系统包括上位机2.1和工控机2.2，第一控制系统包括驱动电机控制器3.1、第一变速箱控制器3.2和第一整车控制器3.3，第二控制系统包括负载电机控制器4.1、第二变速箱控制器4.2和第二整车控制器4.3，工控机2.2用于采集数据的处理，并通过通信接口与上位机2.1实现通信；工控机2.2通过第一CAN总线3.4与第一整车控制器3.3相连，第一整车控制器3.3同时与第一变速箱控制器3.2和和驱动电机控制器3.1相连；工控机2.2通过第二CAN总线4.4通过第二CAN总线4.4与第二整车控制器4.3相连，第二整车控制器4.3同时与负载电机控制器4.1和第二变速箱控制器4.2相连；双向电源5同时与驱动电机控制器3.1和负载电机控制器4.1相连；双向电源5通过电池模拟器3.5与第一 CAN总线3.4相连。该结构中，工控系统(包含工控机和上位机)根据用户设定的测试步骤和测试循环，自动匹配第一变速箱和第二变速箱的扭矩、转速、档位，并实时监控测试过程中的信号。
在本实施例中，工控系统根据从第一整车控制器和第二整车控制器中采集到的相关信息，进行信号有效性诊断、系统合理性诊断。一旦出现超速、飞车等异常现象要立即停止试验，并向工控系统报警；工控系统通过第一CAN总线与驱动电机控制器3.1、第一变速箱控制器3.2和第一整车控制器3.3相连，通过第二CAN总线与负载电机控制器4.1、第二变速箱控制器4.2和第二整车控制器4.3相连接，实现了各个控制器之间的信息传递以及控制命令的发送和接收。试验人员在上位机中输入需要测试的工况曲线，进行模拟工况试验。该结构中，电机控制器采用与电机匹配的产品电机控制器，可将电机的扭矩、转速、温度等信号通过CAN实时发送出来，方便整车控制器进行一系列的故障诊断。
在本实施例中，整车控制器采用MPC5634为主芯片的控制器，通过汇总工控机、变速箱控制器、电机控制器的信息，决策第二变速箱动力系统目标档位，动力系统故障诊断等。
在本实施例中，双向电源5用于给施加扭矩装置提供能量，可以用车载动力电池或者可调电压的电源等。为提高测试台架的可扩展性，双向电源优选双通道双向电源，可输出两路不同电压，兼容被测对象不同电压级别的匹配需求。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种混合动力变速箱试验台，其特征在于，包括测试平台(1.1)以及设置在所述测试平台上的驱动电机(1.2)、负载电机(1.3)、第二变速箱(1.4)、惯性轮(1.5)和转速扭矩传感器(1.6)，所述驱动电机(1.2)的输出端与待测试的第一变速箱(6)的输入端相连，所述负载电机(1.3)的输出端与所述第二变速箱(1.4)的输入端相连，所述第二变速箱(1.4)的输出端通过所述惯性轮(1.5)和转速扭矩传感器(1.6)与所述第一变速箱(6)的输出端背靠背连接且同轴安装，所述惯性轮(1.5)位于所述转速扭矩传感器(1.6)和第一变速箱(6)之间。
2.根据权利要求1所述的混合动力变速箱试验台，其特征在于，所述第一变速箱(6)的输出端通过第一膜片联轴器(1.7)与所述惯性轮(1.5)的一侧连接；所述第二变速箱(1.4)的输出端依次通过第二膜片联轴器(1.8)、万向联轴器(1.9)、第三膜片联轴器(1.10)与所述转速扭矩传感器(1.6)的一端连接，所述转速扭矩传感器(1.6)的另一端通过第四膜片联轴器(1.11)与所述惯性轮(1.5)的另一侧连接。
3.根据权利要求1所述的混合动力变速箱试验台，其特征在于，包括设置在所述测试平台(1.1)上的两个L形支架(1.12)、两个辅助支撑架(1.13)、惯性轮支座(1.14)和传感器支座(1.15)，所述驱动电机(1.2)的末端和所述负载电机(1.3)的末端分别与两所述L形支架(1.12)连接，所述第一变速箱(6)的输出端和所述第二变速箱(1.4)的输出端分别与两所述辅助支撑架(1.13)连接；所述惯性轮(1.5)设置在所述惯性轮支座(1.14)上，所述转速扭矩传感器(1.6)和支撑轴组件(1.16)均设置在所述传感器支座(1.15)上。
4.一种混合动力变速箱试验台控制系统，其特征在于，用于权利要求1-3任意一项所述的混合动力变速箱试验台；
所述控制系统包括工控系统、第一控制系统、第二控制系统和双向电源(5)，所述工控系统包括上位机(2.1)和工控机(2.2)，所述第一控制系统包括驱动电机控制器(3.1)、第一变速箱控制器(3.2)和第一整车控制器(3.3)，所述第二控制系统包括负载电机控制器(4.1)、第二变速箱控制器(4.2)和第二整车控制器(4.3)，所述工控机(2.2)用于采集数据的处理，并通过通信接口与所述上位机(2.1)实现通信；所述工控机(2.2)通过第一CAN总线(3.4)与第一整车控制器(3.3)相连，所述第一整车控制器(3.3)同时与所述第一变速箱控制器(3.2)和驱动电机控制器(3.1)相连；所述工控机(2.2)通过第二CAN总线(4.4)与所述第二整车控制器(4.3)相连，所述第二整车控制器(4.3)同时与所述负载电机控制器(4.1)和第二变速箱控制器(4.2) 相连；所述双向电源(5)同时与所述驱动电机控制器(3.1)和所述负载电机控制器(4.1)相连；所述双向电源(5)通过电池模拟器(3.5)与所述第一CAN总线(3.4)相连。
5.根据权利要求4所述的混合动力变速箱试验台控制系统，其特征在于，所述双向电源(5)为车载动力电池或可调压电源。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111267820A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-12 | 中车齐齐哈尔车辆有限公司 | 一种基础制动装置动态性能测试系统 |
| US11474160B2 (en) | 2020-08-18 | 2022-10-18 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Battery emulation apparatus |
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