等速測量底盤電力測功機寄生摩擦阻力的標定方法
2023-05-25 02:24:51
專利名稱：等速測量底盤電力測功機寄生摩擦阻力的標定方法
技術領域：
本發明屬於汽車檢測技術領域，涉及一種底盤電力測功機寄生摩擦阻力標定方法。
背景技術：
底盤電力測功機(以下簡稱測功機)是汽車排放、耐久試驗中使用的專用室內汽 車檢測設備，也可以應用在汽車診斷與維修行業中。它通過轉鼓與被測車輛驅動輪相接觸， 模擬汽車在道路上的行駛狀態，通過在轉鼓上加載慣量和阻力可以模擬汽車在道路行駛狀 態，同時收集汽車行駛速度、加速度、驅動力等參數。加裝尾氣分析儀後，還可以結合不同的 工況曲線加載阻力得到汽車在特定工況下的排放性能參數。作為一個複雜的測試系統，由於電機軸承摩擦以及轉鼓與空氣的摩擦等諸多因素影響，使測試系統自身存在一定的系統 損耗，構成測功機系統的寄生摩擦阻力(寄生摩擦)，會對測量結果造成一定的偏差。因此 需要採取專門的方法對寄生摩擦阻力值進行測量，排除其對測試系統造成的影響。由於寄 生摩擦阻力不是恆定值，會隨著速度的變化而發生變化，需要測量在不同的速度條件下摩 擦力值，並將結果擬合成寄生摩擦阻力曲線，保存至測功機系統控制軟體中。
發明內容
本發明針對底盤電力測功機的結構特點以及寄生摩擦阻力的性能特點，提出一種 電力測功機寄生摩擦阻力標定方法。以確定底盤測功機的速度、驅動力等基本性能的準確 性為前提，採用本發明提出的方法進行無車輛加載試驗，可以對電力測功機寄生摩擦阻力 進行標定。本發明的技術方案如下一種等速測量底盤電力測功機寄生摩擦阻力的標定方法，包括下列步驟(1)在無載荷的情況下啟動電力測功機，使電力測功機的轉鼓處於自由旋轉狀 態；(2)設定初始轉速、每次變化的速度間隔值以及最高測試速度；(3)先將轉鼓加速到初始轉速，再使測功機加速一個速度間隔值，在速度到達穩定 狀態後，勻速運轉，記錄此時測得的測功機驅動力值，繼續加速，每次將速度提升一個速度 間隔值，到達新的設定速度後，勻速運行並記錄當時驅動力值，直到轉鼓加速到最高測試速 度，以同樣的方式記錄該速度下的驅動力值；再以相同的速度間隔開始減速，每到達新的設 定速度，仍勻速運轉，記錄當時測得的測功機驅動力值，直到再次完成初始轉速的測量，最 後卸去電機驅動力使速度降至0，完成一次對寄生摩擦阻力標定的數據採集；(4)再重複上面的步驟2次或2次以上，取每一設定速度下各個驅動力值的平均 值，將該平均值作為該速度處的寄生摩擦阻力值；(5)採用二次擬合的方法將各個設定速度以及相應寄生摩擦阻力值擬合成以寄生 摩擦阻力為橫坐標，速度為縱坐標的曲線。通過本發明可以測量出測功機寄生摩擦阻力大小，對測功機的寄生摩擦阻力進行標定，可以提高測功機的準確度，減小汽車試驗中由於寄生摩擦阻力引起的誤差。
具體實施例方式使用底盤電力測功機對汽車驅動力進行測試，由測功機的載荷傳感器直接測得的 力包含汽車驅動力以及測功機系統自身寄生摩擦損耗阻力。欲得到汽車驅動力實際值需要 將測功機載荷傳感器直接測量的數值減去寄生摩擦阻力。所以首先需要對寄生摩擦阻力進 行標定。底盤電力測功機寄生摩擦阻力是由於測功機電機軸承摩擦以及轉鼓與空氣摩擦 等原諸多不確定因素造成的系統自身損耗，並且隨著速度的變化而變化。轉鼓速度與寄生 摩擦之間的變化關係很用數學表達式進行準確的表述，在實際使用當中採集各個速度狀態 下寄生摩擦阻力值，繪製成速度曲線相對於寄生摩擦的曲線，存入測功機系統控制軟體中， 供系統在測試中使用。 由於測功機是複雜的系統，不能將寄生摩擦阻力的各個形成因素進行精確的分 析，而是是以宏觀的形勢進行測量。在測定寄生摩擦阻力時，將測試車輛與測功機隔離，把 測功機作為單獨的測量對象進行研究。由於測功機對速度的控制是的閉環控制，可以通過 電機驅動轉鼓，使轉鼓以恆定的速度運轉。在未加測試車輛的情況下，電機驅動力與身寄生 摩擦阻力達到平衡，二者構成一對作用力與反作用力，通過採集驅動力傳感器中的數值，可 以得到這一速度狀態下的驅動力讀數，及大小與寄生摩擦阻力相等的標量。按照相同的速 度間隔改變設定速度，在不同速度(如16k/h)下進行測量，讀取各個速度狀態下的結果。在 此過程中，根據平衡力法測力的原理，需要使轉鼓在預定測試轉速下，保證以恆定的速度轉 動。因此使轉鼓達到一個測量速度時，先恆速轉動一定時間At，再進行60s的數據採集，把 每個速度狀態下的讀數取平均值，作為這一點的實際值。完成數據採集後，保持轉鼓仍以原 速度運轉At，再進行加速，進入下一個測量速度。將以上各個測量速度下得到的寄生摩擦 阻力值用採用最小二乘法擬合成相對時間的寄生摩擦阻力曲線，保存至測功機系統控制軟 件中。具體方法如下首先移除測功機轉鼓上的測試車輛(如果在標定前安裝有測試車輛的話，需要移 除。通常測功機帶有自動舉升裝置，通過舉升裝置將車輛抬起，保證沒有物體與轉鼓便面接 觸也可)，鬆開轉鼓制動，使其處於自由旋轉狀態。在測功機周圍加裝護欄，確保人員安全。 將測功機熱機20分鐘(針對於電機側置型測功機，電機中置型測功機則不必要熱機)，使轉 鼓軸與軸承充分磨合接觸以使轉鼓測量系統靈敏、穩定。熱機結束後，啟動測功機，將轉鼓加速到初始轉速16km/h，再以16km/h作為速度 間隔，首先將測功機從初始轉速16km/h加速至32km/h，達到測試速度後，在這一速度下運 行10s。待速度達到穩定狀態後，勻速運轉60s，每秒鐘對驅動力的進行一次測量並將多次 測量後的結果取平均值作為這一速度下的寄生摩擦阻力。之後仍然勻速運行10s，，以確保 之前測量過程中速度始終恆定，再進行加速，將速度在此提升16km/h，到達新的測量速度 後，按照前法，先運行10s，待速度穩定後運行60s測量驅動力的數值並取平均值，再勻速運 行10s。按照此法直到將轉鼓加速到最高測試速度96km/h，測量從16km/h加速至96km/h之 間速度的寄生摩擦阻力值，再從96km/h處開始減速，仍以16km/h作為速度間隔降低速度， 完成從96km/h減速至16km/h過程中寄生摩擦阻力的測量。
將以上步驟重複進行4次，在每一設定速度下會得到10個測量結果，將這10個測 量結果取平均值作為該速度處的寄生摩擦阻力值。根據經驗，寄生摩擦阻力曲線近似於二 次曲線， 可以採用二次擬合的方法將各個設定速度以及相應寄生摩擦阻力值擬合成以寄生 摩擦阻力相對於速度的曲線。
權利要求
一種等速測量底盤電力測功機寄生摩擦阻力的標定方法，包括下列步驟(1)在無載荷的情況下啟動電力測功機，使電力測功機的轉鼓處於自由旋轉狀態；(2)設定初始轉速、每次變化的速度間隔值以及最高測試速度；(3)先將轉鼓加速到初始轉速，再使測功機加速一個速度間隔值，在速度到達穩定狀態後，勻速運轉，記錄此時測得的測功機驅動力值，繼續加速，每次將速度提升一個速度間隔值，到達新的設定速度後，勻速運行並記錄當時驅動力值，直到轉鼓加速到最高測試速度，以同樣的方式記錄該速度下的驅動力值；再以相同的速度間隔開始減速，每到達新的設定速度，仍勻速運轉，記錄當時測得的測功機驅動力值，直到再次完成初始轉速的測量，最後卸去電機驅動力使速度降至0，完成一次對寄生摩擦阻力標定的數據採集；(4)再重複上面的步驟2次或2次以上，取每一設定速度下各個驅動力值的平均值，將該平均值作為該速度處的寄生摩擦阻力值；(5)採用二次擬合的方法將各個設定速度以及相應寄生摩擦阻力值擬合成以寄生摩擦阻力為橫坐標，速度為縱坐標的曲線。
全文摘要
本發明屬於汽車檢測技術領域，涉及一種等速測量底盤電力測功機寄生摩擦阻力的標定方法先使電力測功機的轉鼓處於自由旋轉狀態；再使轉鼓達到一個測量速度時，先恆速轉動一定時間，再進行數據採集，把每個速度狀態下的讀數取平均值，作為這一點的實際值，完成數據採集後，保持轉鼓仍以原速度運轉一定時間，再進行加速，進入下一個測量速度。將以上各個測量速度下得到的寄生摩擦阻力值用採用最小二乘法擬合成相對時間的寄生摩擦阻力曲線。通過本發明可以測量出測功機寄生摩擦阻力大小，對測功機的寄生摩擦阻力進行標定，可以提高測功機的準確度，減小汽車試驗中由於寄生摩擦阻力引起的誤差。
文檔編號G01L1/08GK101839777SQ20101019888
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者萬仁君, 喬勝華, 劉志新, 楊熹, 溫溢, 陳弘 申請人:中國汽車技術研究中心