CN101858813A - 底盘电力测功机基础惯量标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车检测技术领域，涉及一种底盘电力测功机基础惯量标定方法，该方法通过电机直接驱动转鼓，在不附加任何驱动阻力的情况下，使电机驱动力仅与系统惯量相互作用改变转鼓转速，在固定的转速度区间内，通过向转鼓施加恒定的加速度(或减速度)，使其均匀地改变转速，根据所采集的数据测得测功机基础惯量。通过本发明可以测量出测功机基础惯量的实际大小，对测功机的基础惯量进行标定，可以提高测功机的准确度，减小汽车试验中由于惯量引起的误差。

Description

底盘电力测功机基础惯量标定方法

技术领域

本发明属于汽车检测技术领域，涉及一种底盘电力测功机基础惯量标定方法。

背景技术

底盘电力测功机是汽车排放、耐久试验中使用的专用室内汽车检测设备，也可以应用在汽车诊断与维修行业中。它通过转鼓与被测车辆驱动轮相滚动，模拟汽车在道路上的行驶状态，通过在转鼓上加载惯量和阻力可以模拟汽车在道路行驶状态，同时收集汽车行驶速度、加速度、驱动力等参数。加装尾气分析仪后，还可以结合不同的工况曲线加载阻力得到汽车在特定工况下的排放性能参数。根据不同类型汽车，需要在测试中对转鼓加载不同的惯量。基础惯量是底盘电力测功机的特有参数，是在模拟道路载荷过程中，由于测功机转鼓自身转动惯量以及测功机系统电惯量等因素构成宏观的系统惯量，不包含在测试加载惯量当中。因此确定加载惯量准确度前必须明确测功机系统基础惯量的大小，此外试验结果也要排除由于基础惯量造成的测量误差。

发明内容

本发明针对底盘电力测功机的结构特点以及基础惯量性能特点，提出一种电力测功机基础惯量的标定方法。在已经确定底盘测功机的速度、加速度、驱动力等基本性能的准确度与精度之后，再采用本发明的方法，进行无车辆加载试验，通过在不同加速度条件下运行得到的结果计算系统的基础惯量。为此，本发明采用如下的技术方案。

一种底盘电力测功机基础惯量标定方法，包括下列步骤：

(1)隔离测功机，使电机在不附加任何驱动阻力的情况下直接驱动转鼓；

(2)在无载荷的情况下启动电力测功机，将测功机惯量设定为基础惯量；

(3)设定初始转速、最高转鼓速以及位于两者之间的测量速度区间，并设定转鼓加速度；

(4)先将转鼓加速到初始转速，再以恒定的加速度值加速至最高转速，测量并记录转鼓在测量速度区间内加速所经历的时间以及所测得的驱动力；当转鼓速度达到最高转速时，施加反向驱动力，使转鼓转速以恒定的加速度值减速至初始转速，测量并记录转鼓在测量速度区间内减速所经历的时间以及所测得的驱动力；

(5)再重复步骤(4)的测量过程2或2次以上，记录每次测得的数据记录，完成一次对基础惯量的测量；

(6)计算各个测量速度区间内每次测量得出的基础惯量值的平均值，将该平均值作为该设定的加速度处的平均转动惯量；

(7)改变所设定的转鼓加速度，重复步骤(4)至(6)数次，求得在各个设定的加速度下的平均转动惯量，再对各平均转动惯量求平均值，最终得到测功机的基础惯量。

通过本发明可以测量出测功机基础惯量的实际大小，对测功机的基础惯量进行标定，可以提高测功机的准确度，减小汽车试验中由于惯量引起的误差。

具体实施方式

汽车在公路上行驶时，驱动力克服行驶阻力使汽车保持前进。在试验中，汽车车身被固定在底盘电力测功机上，驱动轮与测功机转鼓相接触并以相同的切向线速度转动，测功机通过对转鼓施加行驶阻力和惯量模拟汽车在路面上运动状态。汽车驱动轮带动转鼓运动，同时拖动与转鼓同轴的测功机电机，使电机发电回馈电网，从而检测出被测汽车的动力性参数。与在真实路面行驶不同的是，测功机加载的惯量不仅包括电机设定惯量，还包括转鼓及测功机系统产生的惯量，这些惯量之和表示为一个宏观的参数：基础惯量。测试时会考虑基础惯量的作用，所以要对这一特性做出准确的标定。

由于测功机与汽车均是复杂的系统，存在许多难以确定性的因素，所以各个惯量都是以宏观的形势出现。因此在测定基础惯量时，隔离测试车辆与测功机，将测功机作为单独的测量对象。通过电机直接驱动转鼓，在不附加任何驱动阻力的情况下，使电机驱动力仅与系统惯量相互作用改变转鼓转速。在固定的转速度区间内，通过向转鼓施加恒定的加速度(或减速度)，使其均匀地改变转速，根据牛顿定律M＝F/a，用电机驱动F除以转鼓表面加速度a，可以得到系统的等效惯量M——测功机基础惯量。通过多次测量取平均值的方法将测量的结果作为最后的结果。

首先安装护栏，防止人员靠近测设设备。将测量转动信号时间的计时器(目前，很多国内外产品都带有内置计时系统，可以不再安装)与测功机系统时间输出接口连接；将测功机电机驱动力信号及系统加速度测量信号通过通信电缆与图形记录器连接。热机20分钟(仅针对于电机侧置型测功机，电机中置型测功机则不需要热机)，使转鼓轴与轴承充分磨合接触以使转鼓测量系统灵敏、稳定。关闭道路载荷和惯量模拟功能。在测功机控制软件的速度模式中，设定测量速度区间为16-64km/h及加速度(如1kmph/s)。驱动转鼓速度至初始转速8km/h，再以固定的加速度(1kmph/s)加速至最高转速72km/h。测量并记录计时器中转鼓从16km/h加速到64km/h所经历的时间以及所测得的驱动力。当转鼓速度达到72km/h时，施加反向驱动力，使转鼓转速以恒定加速度(如1kmph/s)减速至8km/h，测量并记录转鼓从64km/h至16km/h所经历的时间以及所测得的驱动力。将上述测量过程按照设定的加速度(1kmph/s)再连续重复4次，将每次测得的数据记录在数据表中，完成一次对基础惯量的测量。

这样可以在以设定的加速度1kmph/s为加速度的5个测量区间中计算得出基础惯量值Wi(i＝1，2，...9，10)：

$W_i=\frac{F_i}{(\mathrm{\ΔV}/\mathrm{\Δt})}$

式中：Fi(i＝1，2，...，10)＝加速过程中测得的驱动力；即为加速度a，其中：V₀＝采样区间初始时转鼓表面速度(16/64km/h)；V₁＝采样区间终止时转鼓表面速度(64/16km/h)；t₀＝采样初始时刻(v＝16/64km/h时)；t₁＝采样终止时刻(v＝64/16km/h时)。

通过对各个加速区间得到的基础惯量取平均值得到转鼓在1kmph/s的加速度下平均转动惯量BIW1：

${\mathrm{BIW}}_1=\frac{\mathrm{\Σ}{F}_i}{n}$

式中，n为加速区间个数，这里为10。再分别将加速度设定为2kmph/s、3kmph/s、4kmph/s、5kmph/s，以上面相同的方法测量在相应加速度下得到的惯量值BIWj，并将BIWj的平均值BIW设定为测功机控制软件中的最终的基础惯量。

$\mathrm{BIW}=\frac{\mathrm{\Σ}{\mathrm{BIW}}_j}{m}$

式中：BIWj(j＝1，2，...，5)＝各个加速度下得到的惯量值；m＝设定加速度的个数，此处为5。

Claims (1)

1.一种底盘电力测功机基础惯量标定方法，包括下列步骤：

(1)隔离测功机，使电机在不附加任何驱动阻力的情况下直接驱动转鼓；

(2)在无载荷的情况下启动电力测功机，将测功机惯量设定为基础惯量；

(3)设定初始转速、最高转鼓速以及位于两者之间的测量速度区间，并设定转鼓加速度；

(4)先将转鼓加速到初始转速，再以恒定的加速度值加速至最高转速，测量并记录转鼓在测量速度区间内加速所经历的时间以及所测得的驱动力；当转鼓速度达到最高转速时，施加反向驱动力，使转鼓转速以恒定的加速度值减速至初始转速，测量并记录转鼓在测量速度区间内减速所经历的时间以及所测得的驱动力；

(5)再重复步骤(4)的测量过程2或2次以上，记录每次测得的数据记录，完成一次对基础惯量的测量；

(6)计算各个测量速度区间内每次测量得出的基础惯量值的平均值，将该平均值作为该设定的加速度处的平均转动惯量；

(7)改变所设定的转鼓加速度，重复步骤(4)至(6)数次，求得在各个设定的加速度下的平均转动惯量，再对各平均转动惯量求平均值，最终得到测功机的基础惯量。