一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统及测试方法

摘要

本发明涉及一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统及测试方法，测试车辆的四个车轮分别连接一个TPMS，每个TPMS均与TPMS接收机连接；第一K型热电偶与轮毂数据采集仪连接；第二K型热电偶与测试车辆的变速箱接口连接，并传输信号给轮毂数据采集仪；电流传感器及电压传感器均与发电机连接；TPMS接收机、轮毂数据采集仪、电流传感器及电压传感器均与控制器信号连接。在轮毂试验台开展整车变速箱机械效率测试，具有操作方便、加载可控、测试可靠并可提供第三方数采采集等优点；以整车变速箱为对象进行机械效率研究，表征精度高，提高了测试的可靠性和可信度，对变速箱研发具有重要指导意义。

说明书

技术领域

本发明属于变速箱测试技术领域，特别是指一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统及测试方法。

背景技术

较高的变速箱机械效率才能更好的实现燃油经济性，变速箱机械效率是指在某一工况下变速箱输出功率与输入功率的比值，变速箱的机械效率客观反映其性能优劣，比如研发技术、制造工艺和相关零部件安装匹配精度等综合问题。整车变速箱机械效率测试是机械能内容之一，主要研究变速箱输入轴等变速箱轴类部件弹性形变后传递扭矩能力的大小。

目前，变速箱机械效率测试大多基于基座、台架及控制系统进行，即对现有模型的试验验证和变速箱与动力源的匹配。测试台架用于模拟发动机在不同油门开度值下的工作状态；控制系统电性连接于测试台架及怠速变速箱，控制系统控制测试台架及待测变速箱运行并采集、处理测试数据得到待测变速箱效率,但验证试验结果与整车变速箱理论存在一定偏差。

现有技术以变速箱为对象所开展的效率测试，所测试结果对多档位变速箱效率表征不精确、误差大。

以台架试验模拟发动机工作状态为研究对象进行变速箱机械效率研究因试验条件稳定、环境单一、设备良好等因素对模拟变速箱真实工况存在一定限制性，如：数据代表性不充分等。

发明内容

本发明的目的是提供一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统及测试方法，以解决现有变速箱机械效率测试技术表征不准确，测试结果不可靠的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统，测试车辆的四个车轮分别连接一个TPMS，每个所述TPMS均与TPMS接收机连接；

第一K型热电偶与轮毂数据采集仪连接；

第二K型热电偶与所述测试车辆的变速箱接口连接，并传输信号给所述轮毂数据采集仪；

电流传感器及电压传感器均与发电机连接；

所述TPMS接收机、所述轮毂数据采集仪、所述电流传感器及所述电压传感器均与控制器信号连接。

所述控制器为计算机。

所述TPMS设置于每个车轮气门芯处。

一种在整车上进行变速箱机械效率测试的方法，将测试车辆在设定试验环境下固定在轮毂试验台上，测试人员发动机测试车辆并分别在每个前进档位上使发动机转速达到设定转速，并通过轮毂数据采集仪采集相应条件下的轮边力F_dyno，并将该数据储存到控制器内；

同样，测试人员发动测试车辆并分别在每个前进档位上使发动机转速达到所述设定转速，通过所述轮毂数据采集仪采集上述相应条件下的传动系阻力F_loss，并将该数据储存到所述控制器内；

电流传感器及电压传感器同步采用上述相应条件下的发电机电流数据和电压数据，分别储存于所述控制器内。

所述设定实验环境为驾驶室内有仅有驾驶员，变速器油温为80℃，测试车辆的驾驶室内温度25℃，风机未开启，且轮毂无加载阻力。

所述设定转速分别为800r/min、1200r/min、1600r/min或2000r/min。

整车变速箱机械效率计算是通过变速箱输出功率计算、变速箱输入轴阻力功率计算及变速箱输入功率计算获得；

式中，η_b为变速箱机械效率；

F_dyno为轮边力，N，由转毂试验台输出；

F_loss-out为变速箱输出轴损失阻力，N；

U_a为车速，km；

P_e为发动机输出功率，kW，从OBD采集的发动机扭矩、转速信息根据公式(2)计算得到；

U_g为发电机电压，V；

I_g为发电机电流，A；

P_loss-in为变速箱输入轴损失功率，kw；

η_g为发电机效率P_loss-in为变速箱输入轴损失功率，kW，根据公式(3)计算；

所述公式(2)为：9550×P_e＝T_e×n；

其中，T_e为发动机扭矩，单位Nm；

n为发动机转速，单位r/min；

所述公式(3)为：P_loss-in＝F_loss-in×u_a；

其中，F_loss-in为变速箱输入阻力，单位，N；

u_a为车速，km。

本发明的有益效果是：

在轮毂试验台开展整车变速箱机械效率测试，具有操作方便、加载可控、测试可靠并可提供第三方数采采集等优点；

以整车变速箱为对象进行机械效率研究，表征精度高，提高了测试的可靠性和可信度，对变速箱研发具有重要指导意义。

附图说明

图1为速箱机械效率测试系统信号连接示意图；

图2为测试系统各部件在测试车辆上设置示意图；

图3为测试方法逻辑图。

附图标记说明

1a第一TPMS，1b第二TPMS，1c第三TPMS，1d第四TPMS，2 TPMS接收机，3a第一K型热电偶，3b第二K型热电偶，4电流传感器，5电压传感器，6轮毂数据采集仪，7便携式计算机。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请提供一种在整车上进行变速箱机械效率测试系统，包括第一TPMS1a、第二TPMS1b、第三TPMS1c、第四TPMS1d，分别设置在测试车辆的四个车轮处，并且设置于每个车轮的气门芯处。

将这四个TPMS均与TPMS接收机2电信号连接或硬线连接。

包括第一K型热电偶3a和第二K型热电偶3b；其中第一K型热电偶与AVL轮毂数据采集仪6连接；第二K型热电偶与测试车辆变速箱接口螺纹连接，并传输信号给轮毂数据采集仪。

电流传感器4和电压传感器5均与发电机连接，从而获得电流I_g及电压U_g。

TPMS接收机、轮毂数据采集仪、电流传感器及电压传感器均与控制器信号连接，本实施例中，控制器为便携式计算机7。

如图2所示，第一至第四TPMS分别与测试车辆的左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的气门芯处相连接。

本申请还提供一种基于上述测试系统的测试方法，如图3所示，整车变速箱机械效率计算通过变速箱输出功率计算、变速箱输入轴阻力功率计算及变速箱输入功率计算获得。

将测试车辆在设定试验环境下固定在轮毂试验台上，此处的设定试验环境为有乘员(仅驾驶员)，变速器油温约为80℃开始试验，环境仓保持25℃，风机未开启，轮毂无加载阻力，测试人员发动机测试车辆并分别在每个前进档位上使发动机转速达到设定转速，并通过轮毂数据采集仪采集相应条件下的轮边力F_dyno，并将该数据储存到控制器内。

设定800、1200、1600及2000rpm四个转速点进行测试，测试车辆各档位在不同转速下的轮边力F_dyno；测试车辆在各档位不同转速下的变速箱输出轴损失阻力F_loss并同步检测发动机电流I_g及电压U_g。

试验过程：试验车发动，试验员配置样车档位1至6挡，分别使发动机转速达到800、1200、1600、2000rpm四个转速点，记录各档位对应转速条件下轮边力，F_dyno；试验过程中，同一辆测试车、同一环境温度条件。

测试顺序：按照车档位及车速升高顺序依次测试，测试三次，保证偏差在5％之内。

测试目的：测试车辆各档位在不同转速下的轮边力，F_dyno。

测试车辆各档位在不同转速下的变速箱输出轴损失阻力F_loss,试验条件：试验样车按照规范固定在转毂试验台上，分别挂入1至6挡，有乘员(仅驾驶员)，变速器油温约为80℃开始试验，环境仓保持25℃，风机未开启，转毂无加载阻力。

试验过程：测试车辆发动，试验员配置样车档位1至6挡，分别使发动机转速达到800、1200、1600、2000rpm四个转速点，记录各档位对应转速条件下变速箱输出轴损失阻力F_loss；试验过程中，同一辆测试车、同一环境温度条件。

测试顺序：按照车档位及车速升高顺序依次测试，测试三次，保证偏差在5％之内

测试目的：测试样车各档位在不同转速下的变速箱输出轴损失阻力F_loss。

整车变速箱机械效率计算是通过变速箱输出功率计算、变速箱输入轴阻力功率计算及变速箱输入功率计算获得；

式中，η_b为变速箱机械效率；

F_dyno为轮边力，N，由轮毂试验台输出；

F_loss-out为变速箱输出轴损失阻力，N；

U_a为车速，km；

P_e为发动机输出功率，kW，从OBD采集的发动机扭矩、转速信息根据公式(2)计算得到；

U_g为发电机电压，V；

I_g为发电机电流，A；

P_loss-in为变速箱输入轴损失功率，kw；

η_g为发电机效率P_loss-in为变速箱输入轴损失功率，kW，根据公式(3)计算；

所述公式(2)为：9550×P_e＝T_e×n；

其中，T_e为发动机扭矩，单位Nm；

n为发动机转速，单位r/min；

所述公式(3)为：P_loss-in＝F_loss-in×u_a；

其中，F_loss-in为变速箱输入阻力，单位，N；

u_a为车速，km。

以上公开的仅仅是发明的实施例，但并非用来限制其本身，任何熟悉本领域的技术人员，能根据其本质思想进行相关的设计、改进等，在不违背本发明精神的情况下，都应该落在本发明的保护范围内。