专利名称：一种车辆传动系统试验方法及实施该方法的试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆传动系统试验方法及实施该方法的试验台。
背景技术：
车辆传动系统试验台对车辆传动系统的设计、开发具有深远而重要的意义。试验台系统能为各零部件总成提供与整车相同的试验调试环境；可以对各零部件及总成进行性能评估；可以完成整车动力性、经济性及其他相关试验。通过台架试验可以进行整车控制器测试并解决动力集成及仿真技术所不能解决的关键问题。传统车辆传动系统试验台是基于计算机设定工况，来控制整套试验台系统，所得到的燃油经济性、动力性的结果优劣与设定工况精确程度有着重要关系。随着汽车数量的增加及早晚高峰的出现，汽车的工况越来越复杂，且驾驶员与电脑有本质的区别，因此固有工况循环系统不能准确反应汽车实际运行过程中的动力性、经济性等相关性能指标。近年来模拟驾驶技术迅速发展，模拟驾驶即让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。模拟驾驶具有驾驶模拟效果逼真、节能、安全、经济，不受时间、气候、场地的限制，驾驶训练效率高、培训周期短等优势，在新车型开发和驾驶培训方面应用十分广泛。如中国专利CN 101916519公开了一种用于电动汽车动力系统试验台架的驾驶模拟试验方法；中国专利CN101739857公开了汽车驾驶模拟器，涉及一种模拟操作效果的驾驶模拟器，能够全方位的多角度对驾驶真车进行模拟。但是，这种模拟器主要用于培训驾驶员。而现有的传动系的试验系统，比如传动部分的寿命测试，仅仅是让部件不断运行，测试其寿命，不能测试在传动部件配合情况下的器件寿命，更不能测试真实路况，真实驾驶人员操作情况下的器件寿命，有很大的局限性。设计一种基于模拟驾驶技术的车辆传动试验台，可以模拟真实驾驶条件，建立与实际情况一样的工况系统。将其直接用于车辆传动试验的测试中，可以大大提高所测试件性能参数的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆传动系统试验方法及采用该方法的试验台，用以解决传统车辆传动系统试验台固有工况循环系统不能准确反应汽车实际运行过程中的动力性、经济性等相关性能指标的问题。为实现上述目的，本发明的方法方案是:一种车辆传动系统试验方法，步骤如下:
(1)由驾驶员操作驾驶模拟单元，协调控制模块设定路况情况，并控制加载模块根据路况信息为被测传动系统加载负荷；驾驶模拟单元发送控制信号控制被测传动系统工作，同时，数据存储模块存储驾驶员操作过程数据；
(2)驾驶员操作完毕后，协调控制模块根据所述驾驶员操作过程数据所对应的路况控制加载模块，同时模拟回放控制模块根据所述驾驶员操作过程数据，控制被测传动系统反复动作，并由监测模块记录该步骤中被测传动系统的试验数据。
所述驾驶模拟单元发送的控制信号至少包括:油门控制信号、制动控制信号、离合器控制信号和换挡控制信号。本发明的试验台方案是:一种实施上述车辆传动系统试验方法的试验台，包括: 驾驶模拟系统，用于给被测传动系统发送控制信号，并控制所述被测传动系统的相应
动作；
加载模块，用于模拟所述被测传动系统的负荷状况；
数据存储模块，用于在驾驶员操作所述驾驶模拟系统的试验状态下，实时备份驾驶员操作过程数据；
模拟回放控制模块，用于在无人驾驶试验状态下，根据所述数据存储模块中存储的数据控制所述传动系统的相应动作；
监测模块，用于采集所述被测传动系统中被测部件的相关试验数据；
协调控制模块，用于根据所述驾驶模拟系统提供的路况信息控制所述加载模块；接收监测模块的试验数据进行显示。所述驾驶模拟系统给被测传动系统发送的控制信号至少包括:油门控制信号、制动控制信号、离合器控制信号和换挡控制信号。所述监测模块至少采集被测传动系统中的发动机、变速器和差速器的试验数据。所述监测模块还可以采集转矩转速传感器和联轴器的相关试验数据。所述加载模块可以采用加载电机。所述监测模块可以采用具有监测功能的整车控制器。本发明达到的有益效果:本发明的试验方法是将现有的驾驶模拟技术与传动系试验台结合，该试验方法由驾驶员根据驾驶模拟单元中存储的与实际路况一样的各种真实的工况信息，操作驾驶模拟单元，从而控制传动系统的相应动作，并进一步在无人驾驶状态下，由相应的控制系统根据数据存储模块中存储的真实路况数据信息，控制传动系统反复进行工作，可以准确反应汽车实际运行过程中的动力性、经济性等相关性能指标，大大提高了所测试件性能参数的准确性。由于本发明试验台可以工作在无人驾驶试验状态，驾驶员只需要操作一段时间，将各种工况的操作数据存储在数据存储模块中，试验台可以根据数据存储模块中存储的驾驶模拟系统操作过程数据信息，由控制系统控制传动系统的工作，可以在无人驾驶状态下，根据车辆的实际工作状况，进行一定时间的试验，降低了驾驶员的疲劳程度，而且由于不需要驾驶员操作，可以进行长时间的反复试验，测试数据更加准确。
图1是本发明车辆传动试验方法功能框 图2是本发明车辆传动试验台实施例布置示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。本发明的方法实施例:
如图1，本发明的试验方法包括如下步骤: (I)由驾驶员操作驾驶模拟单元，驾驶员根据驾驶模拟单元提供的真实工况和环境信息，控制驾驶模拟单元的油门踏板、离合器踏板、制动踏板和换挡手柄的动作，同时驾驶模拟单元发出控制信号控制传动系统相应部件的动作，并联动到协调控制模块对整个试验台进行实时控制，协调控制模块根据路况状况，控制加载模块根据路况信息为被测传动系统加载负荷，同时，数据存储模块实时备份在各种工况下驾驶员的操作试验过程数据，并生成真实的工况数据库，最终得到真实工况下的汽车相关性能参数指标。 ( 2 )驾驶员操作完毕后，协调控制模块根据步骤(I)中已存储在数据存储模块中的驾驶员操作过程数据控制加载模块，模拟被测传动系统在相应路况下的负荷状况，并由模拟回放控制模块根据数据存储模块中存储的数据信息，控制被测传动系统的相应动作，同时，监测模块实时采集被测传动系统中被测部件的试验数据，并将试验数据发送到协调控制模块，由协调控制模块实时显示被测部件的工作状况，从而进行相关试验设备的可靠性和功能验证实验。本方法的实施例中，被测部件主要包括发动机、变速器和差速器，且驾驶模拟单元发送的控制信号至少包括:油门控制信号、制动控制信号、离合器控制信号和换挡控制信号，在其他实施例中，可以根据试验需求，对不同的被测部件进行测试。为了实施上述方法，本发明还提供了一种试验台，该试验台包括:
驾驶模拟系统，用于给被测传动系统发送控制信号，并控制所述被测传动系统的相应动作；
加载模块，用于模拟所述被测传动系统的负荷状况；
数据存储模块，用于在驾驶员操作所述驾驶模拟系统的试验状态下，实时备份驾驶员操作过程数据；
模拟回放控制模块，用于在无人驾驶试验状态下，根据所述数据存储模块中存储的数据控制所述传动系统的相应动作；
监测模块，用于采集所述被测传动系统中被测部件的相关试验数据；
协调控制模块，用于根据所述驾驶模拟系统提供的路况信息控制所述加载模块；接收监测模块的试验数据进行显示。本发明试验台实施例:
本实施中，驾驶模拟单元可以构造为一个驾驶模拟器，可以采用如中国专利CN101739857公开的一种汽车驾驶模拟器,本实施例中米用的一种驾驶模拟系统如图2中所示，包括实时路况模拟主机19、行驶感受模拟器20、离合器踏板21、制动踏板22、油门踏板23、换挡手柄24、方向盘25、实时路况显示屏26、座椅28及驾驶室29。其中，实时路况模拟主机装载各种路况信息，采用三维场景建模，通过Vega实现模型的驱动，具有丰富场景、能很好地满足虚拟环境真实沉浸感，并通过实时路况模拟显示屏显示给驾驶员，由驾驶员根据路况信息对方向盘、换挡手柄、油门踏板、制动踏板和离合器踏板进行真实的操作；行驶感受模拟器，采用弹性元件构成，受实时路况模拟主机控制，根据路况和驾驶员的操作实现加速、制动、上下方向的振动等多方向自由运动，给驾驶员提供与真实环境相同的驾驶环境。加载模块可以构造为加载电机，如图2中所示的左加载电机13和右加载电机18，连接在被测传动系统中，用于模拟所述被测传动系统的负荷状况。
数据存储模块如图2所示，连接实时路况模拟主机、驾驶模拟控制器和试验台控制器，用于在驾驶员操作驾驶模拟系统时，实时备份驾驶员的操作过程数据并生成真实工况数据库。模拟回放控制模块可以构造为如图2中所示的驾驶模拟控制器，该驾驶模拟控制器连接被测传动系统的油门执行器、左制动模块、右制动模块、离合器及其执行机构和挡执行机构，在无人驾驶试验状态下，驾驶模拟控制器根据数据存储模块中存储的数据控制传动系统相应部件的动作。监测模块可以构造为车辆本身设有的一个具有监测功能的整车控制器，如图2所示，该整车控制器输入连接传动系统的发动机、变速箱和差速器，实时采集发动机、变速箱和差速器的试验过程数据，在其他实施例中，可以根据试验需求，采集其他部件的试验数据。协调控制模块可以构造为试验台控制器，如图2所示，该试验台控制器通过CAN总线控制连接驾驶模拟控制器、整车控制器及左、右加载电机，通过CAN总线采集整个试验台信息，调试整个试验台，根据数据存储模块中的数据，控制驾驶模拟控制器、整车控制器和左、右加载电机的工作，通过左、右加载电机为为被测传动系统加载负荷，同时接收整车控制器发送的被测部件的试验数据并显示各部件试验状况。传动系统作为被测对象，主要用于模拟整车的工作状况，包括发动机1、油门执行器2、离合器3、第一转矩转速传感器4、变速器5、换挡执行机构6、第二转矩转速传感器7、差速器8、左制动模块12和右制动模块17。发动机动力经发动机、离合器、第一转矩转速传感器4、自动变速箱5、第二转矩转速传感器7到差速器8分为左右两路，一路经左一联轴器
9、左转矩转速传感器10、左二联轴器11、左制动模块12到左加载电机13，另一路经右一联轴器14、右转矩转速传感器15、右二联轴器16、右制动模块17到右加载电机18，左加载电机13和右加载电机18用于模拟传动系统在不同工况下的负荷状况。该被测传动系统与驾驶模拟系统的相应部件对应连接，其中，油门执行器连接油门踏板、离合器及其执行机构连接离合器踏板、换挡执行机构连接换挡手柄、左制动模块和右制动模块分别连接制动踏板。在其他实施例中，可以根据实际试验需要，增加或减少传动系统的组成部件，并增加相应的被测部件连接到整车控制器。
权利要求
1.一种车辆传动系统试验方法，其特征在于，步骤如下: (1)由驾驶员操作驾驶模拟单元，协调控制模块设定路况情况，并控制加载模块根据路况信息为被测传动系统加载负荷；驾驶模拟单元发送控制信号控制被测传动系统工作，同时，数据存储模块存储驾驶员操作过程数据； (2)驾驶员操作完毕后，协调控制模块根据所述驾驶员操作过程数据所对应的路况控制加载模块，同时模拟回放控制模块根据所述驾驶员操作过程数据，控制被测传动系统反复动作，并由监测模块记录该步骤中被测传动系统的试验数据。
2.根据权利要求1所述的车辆传动系统试验方法，其特征在于，所述驾驶模拟单元发送的控制信号至少包括:油门控制信号、制动控制信号、离合器控制信号和换挡控制信号。
3.一种实施如权利要求1所述车辆传动系统试验方法的试验台，其特征在于，包括: 驾驶模拟系统，用于给被测传动系统发送控制信号，并控制所述被测传动系统的相应动作； 加载模块，用于模拟所述被测传动系统的负荷状况； 数据存储模块，用于在驾驶员操作所述驾驶模拟系统的试验状态下，实时备份驾驶员操作过程数据； 模拟回放控制模块，用于在无人驾驶试验状态下，根据所述数据存储模块中存储的数据控制所述传动系统的相应动作； 监测模块，用于采集所述被测传动系统中被测部件的相关试验数据； 协调控制模块，用于根据所述驾驶模拟系统提供的路况信息控制所述加载模块；接收监测模块的试验数据进行显示。
4.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述驾驶模拟系统给被测传动系统发送的控制信号至少包括:油门控制信号、制动控制信号、离合器控制信号和换挡控制信号。
5.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述监测模块至少采集被测传动系统中的发动机、变速器和差速器的试验数据。
6.根据权利要求5所述的试验台，其特征在于，所述监测模块还可以采集转矩转速传感器和联轴器的相关试验数据。
7.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述加载模块可以采用加载电机。
8.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述监测模块可以采用具有监测功能的整车控制器。
全文摘要
本发明涉及一种车辆传动系统试验方法及实施该方法的试验台，该试验方法首先由驾驶员操作驾驶模拟单元，根据驾驶模拟单元中存储的路况信息，模拟各种工况下传动系统的工作状况，并将驾驶员操作试验过程数据存储到数据存储模块中，在驾驶员对各种工况都模拟完之后，开始进入无驾驶员操作模式，由控制系统根据数据存储模块中存储的数据对被测传动系统进行控制，通过在无驾驶员操作模式下，反复模拟各种工况，完成相关试验。解决了传统车辆传动系统试验台固有工况循环系统不能准确反应汽车实际运行过程中的动力性、经济性等相关性能指标的问题。
文档编号G01M13/02GK103149027SQ20131007630
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者郗建国, 高振萍, 高建平, 高玮, 牛毅, 张孝友, 侯海源, 张晓博, 乔宏冰, 韩梅梅, 葛坚 申请人:河南科技大学