模拟驱动方法、模拟负载方法及发动机齿轮试验系统技术方案

本发明专利技术涉及汽车测试领域，具体而言，涉及一种模拟驱动方法、模拟负载方法及发动机齿轮试验系统。该模拟驱动方法包括以下步骤：根据目标曲轴扭矩曲线、驱动电机正时信号、驱动电机转角信号和延迟转角，确定瞬态扭矩；根据发动机曲轴系惯量和驱动电机系统惯量，确定惯量补偿；根据所述瞬态扭矩和所述惯量补偿，确定驱动电机目标扭矩；根据所述驱动电机目标扭矩，进行发动机齿轮试验的驱动电机驱动。该方法能使驱动电机模拟发动机曲轴的输出，给曲轴齿轮和齿轮系提供扭矩、转速和动态波动的输入，进而实现齿轮系工作运行的动态模拟。进而实现齿轮系工作运行的动态模拟。进而实现齿轮系工作运行的动态模拟。

【技术实现步骤摘要】
模拟驱动方法、模拟负载方法及发动机齿轮试验系统


[0001]本专利技术涉及汽车测试领域，具体而言，涉及一种模拟驱动方法、模拟负载方法及发动机齿轮试验系统。

技术介绍

[0002]发动机齿轮是发动机内部用于传递曲轴动力以驱动附件运动的齿轮或者齿轮链条机构。在发动机运转中，齿轮运动副通过啮合运动进行动力和运动传递，并在此过程中相互撞击、摩擦，进而产生磨损、可靠性和振动噪声问题。因此就需要对发动机各齿轮的工作过程、运动与受力进行相关研究，优化发动机各个齿轮设计，以满足各种性能要求。
[0003]但齿轮只是发动机某一动力传递链中的一个零件，在发动机整机运转环境下，齿轮处于发动机内部，不能直接进行性能数据测量，尤其是齿轮噪声，由于和其他发动机噪声混合在一起的，很难测量到准确的齿轮噪声。而单独运转齿轮则不会产生啮合与受力，也不会产生噪音；即使是同时运转齿轮副，虽然会有齿轮啮合受力及噪音，但由于齿轮副的输入端驱动力、输出端负载、惯量、运转工况等边界条件与实际安装运行状态有较大差距，不能复现实际齿轮工作状态，所以也不能准确的测量到发动机齿轮各种性能数据。
[0004]另外，现有技术也存在将齿轮箱单独取出进行测试的情况，但在这些技术中，仅是针对能够整体分离进行测试的变速箱或齿轮箱的情况使用的，对于不能从发动机中单独分离进行测试的正时齿轮系则不能适用；而且现有的测试平台只能在不考虑实际受力、运动规律和边界条件的稳态条件下进行测试，无法实现齿轮工作过程运动与受力的动态模拟。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供发动机齿轮试验台电机控制系统及动态模拟方法，以解决现有技术中存在的发动机齿轮试验过程中无法实现齿轮运动与受力的动态模拟的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种用于发动机齿轮试验的模拟驱动方法，包括以下步骤：
[0009]根据目标曲轴扭矩曲线、驱动电机正时信号、驱动电机转角信号和延迟转角，确定瞬态扭矩；
[0010]根据发动机曲轴系惯量和驱动电机系统惯量，确定惯量补偿；
[0011]根据所述瞬态扭矩和所述惯量补偿，确定驱动电机目标扭矩；
[0012]根据所述驱动电机目标扭矩，进行发动机齿轮试验的驱动电机驱动。
[0013]作为进一步优选的技术方案，在根据目标曲轴扭矩曲线、驱动电机正时信号、驱动电机转角信号和延迟转角，确定瞬态扭矩之前，还包括：
[0014]根据发动机参数、齿轮参数、负载参数、目标试验工况、扭振阶次和发动机输出扭矩，确定目标曲轴扭矩曲线。
[0015]作为进一步优选的技术方案，所述延迟转角采用以下方式得到：
[0016]根据延迟时间和当前转速，确定延迟转角。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种用于发动机齿轮试验的模拟负载方法，包括以下步骤：
[0018]根据负载扭矩曲线、负载电机正时信号、负载电机转角信号和延迟转角，确定瞬态负载扭矩；
[0019]根据负载电机系统惯量和负载惯量，确定惯量补偿；
[0020]根据所述瞬态负载扭矩和所述惯量补偿，确定负载电机目标负载扭矩；
[0021]根据所述负载电机目标负载扭矩，进行发动机齿轮试验的负载电机控制。
[0022]作为进一步优选的技术方案，在根据负载扭矩曲线、负载电机正时信号、负载电机转角信号和延迟转角，确定瞬态负载扭矩之前，还包括：
[0023]根据负载扭矩特性数据和目标负载负荷，或根据负载的性能特性、结构、边界、负载惯量参数和动力学模型，确定负载扭矩曲线；
[0024]优选地，所述延迟转角采用以下方式得到：
[0025]根据延迟时间和当前转速，确定延迟转角。
[0026]第三方面，本专利技术提供了一种用于发动机齿轮试验的模拟驱动系统，包括：控制系统、驱动变频器和驱动电机系统，所述驱动电机系统包括驱动电机、第一扭矩转速传感器和第一编码器；所述控制系统分别与所述驱动变频器、所述第一编码器和所述第一扭矩转速传感器相连，所述控制系统用于执行上述的模拟驱动方法；所述驱动变频器还与所述驱动电机相连。该模拟驱动系统中的控制系统用于执行上述模拟驱动方法，因而可对驱动电机进行可靠控制，使驱动电机准确模拟发动机曲轴的输出，从而给曲轴齿轮和齿轮系提供扭矩、转速和动态波动的输入，进而实现齿轮系工作运行的动态模拟。
[0027]作为进一步优选的技术方案，所述控制系统包括操控计算机、驱动电机控制模块和采集模块，所述驱动电机控制模块分别与所述操控计算机和所述采集模块相连，所述驱动电机控制模块用于执行所述模拟驱动方法；
[0028]所述采集模块还分别与第一编码器和所述第一扭矩转速传感器相连，所述驱动电机控制模块还与所述驱动变频器相连。
[0029]本优选技术方案中提供了控制系统的一种具体结构组成及其连接关系，将执行上述模拟驱动方法集成于驱动电机控制模块中，采集模块用于采集第一编码器和第一扭矩转速传感器的相关参数，操控计算机用于使使用者录入各种信息，例如齿轮参数、曲轴转速曲线、发动机参数、模拟扭振阶次和工况参数等，实现使用者对整个模拟驱动系统的控制。
[0030]第四方面，本专利技术提供了一种用于发动机齿轮试验的模拟负载系统，包括：控制系统、负载变频器和负载电机系统，所述负载电机系统包括负载电机、第二扭矩转速传感器和第二编码器；所述控制系统分别与所述负载变频器、所述第二编码器和所述第二扭矩转速传感器相连，所述控制系统用于执行上述的模拟负载方法；所述负载变频器还与所述负载电机相连。该模拟负载系统中的控制系统用于执行上述模拟负载方法，因而可对负载电机进行可靠控制，使负载电机准确模拟负载的扭矩特性。给负载齿轮和齿轮系提供扭矩和动态波动的负载边界条件，进而实现齿轮系工作运行的动态模拟。
[0031]作为进一步优选的技术方案，所述控制系统包括操控计算机、负载电机控制模块
和采集模块，所述负载电机控制模块分别与所述操控计算机和所述采集模块相连，所述负载电机控制模块用于执行所述模拟负载方法；
[0032]所述采集模块还分别与第二编码器和所述第二扭矩转速传感器相连，所述负载电机控制模块还与所述负载变频器相连。
[0033]本优选技术方案中提供了控制系统的一种具体结构组成及其连接关系，将执行上述模拟负载方法集成于负载电机控制模块中，采集模块用于采集第二编码器和第二扭矩转速传感器相关参数，操控计算机用于使使用者录入各种信息，例如负载扭矩特性数据、负载负荷、负载参数、负载惯量等，实现使用者对整个模拟负载系统的控制。
[0034]发动机齿轮系同时存在多个负载，但每个负载的工作原理和控制逻辑相同，即同时存在多套负载电机系统。
[0035]第五方面，本专利技术提供了一种发动机齿轮试验系统，包括上述用于发动机齿轮试验的模拟驱动系统和用于发动机齿轮试验的模拟负载系统。
[0036]模拟驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机齿轮试验的模拟驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：根据目标曲轴扭矩曲线、驱动电机正时信号、驱动电机转角信号和延迟转角，确定瞬态扭矩；根据发动机曲轴系惯量和驱动电机系统惯量，确定惯量补偿；根据所述瞬态扭矩和所述惯量补偿，确定驱动电机目标扭矩；根据所述驱动电机目标扭矩，进行发动机齿轮试验的驱动电机驱动。2.根据权利要求1所述的用于发动机齿轮试验的模拟驱动方法，其特征在于，在根据目标曲轴扭矩曲线、驱动电机正时信号、驱动电机转角信号和延迟转角，确定瞬态扭矩之前，还包括：根据发动机参数、齿轮参数、负载参数、目标试验工况、扭振阶次和发动机输出扭矩，确定目标曲轴扭矩曲线。3.根据权利要求1或2所述的用于发动机齿轮试验的模拟驱动方法，其特征在于，所述延迟转角采用以下方式得到：根据延迟时间和当前转速，确定延迟转角。4.一种用于发动机齿轮试验的模拟负载方法，其特征在于，包括以下步骤：根据负载扭矩曲线、负载电机正时信号、负载电机转角信号和延迟转角，确定瞬态负载扭矩；根据负载电机系统惯量和负载惯量，确定惯量补偿；根据所述瞬态负载扭矩和所述惯量补偿，确定负载电机目标负载扭矩；根据所述负载电机目标负载扭矩，进行发动机齿轮试验的负载电机控制。5.根据权利要求4所述的用于发动机齿轮试验的模拟负载方法，其特征在于，在根据负载扭矩曲线、负载电机正时信号、负载电机转角信号和延迟转角，确定瞬态负载扭矩之前，还包括：根据负载扭矩特性数据和目标负载负荷，或根据负载的性能特性、结构、边界、负载惯量参数和动力学模型，确定负载扭矩曲线；优选地，所述延迟转角采用以下方式得到：根据延迟时间和当前转速，确定延迟转角。6.一种用于发动机齿轮试验的模拟驱动系统，其特征在于，包括：控制系统、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔国旭，李洪亮，顾灿松，陈达亮，郝鹏飞，崔少春，石元，仇征，
申请(专利权)人：中汽研天津汽车工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：