在動(dòng)力總成性能驗證領(lǐng)域，當前行業(yè)普遍采用分散式單體臺架測試與整車(chē)迭代驗證相結合的作業(yè)模式。但獨立模塊的逐項驗證不僅需要配置多套專(zhuān)用臺架及整車(chē)資源，導致設備投入與場(chǎng)地成本居高不下；更關(guān)鍵的是割裂了動(dòng)力總成各子系統間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系，難以實(shí)現NVH、熱管理、傳動(dòng)效率等關(guān)鍵性能的協(xié)同優(yōu)化。此外，臺架工況與真實(shí)道路環(huán)境存在的顯著(zhù)偏差，往往導致實(shí)驗室數據與實(shí)車(chē)表現產(chǎn)生系統性誤差，迫使企業(yè)投入大量時(shí)間進(jìn)行重復驗證。
近日，中汽中心工程院智能聲振開(kāi)發(fā)團隊開(kāi)發(fā)出了基于臺架的動(dòng)力總成多性能聯(lián)調解決方案。該方案將臺架信號、測試信號與HIL系統相連，集成動(dòng)力總成在整車(chē)域運動(dòng)性能的模擬測試，并在臺架上實(shí)現實(shí)時(shí)的扭矩響應，使臺架運行環(huán)境更貼合整車(chē)實(shí)際運行工況；能夠實(shí)現動(dòng)力總成多性能聯(lián)調實(shí)時(shí)標定；能夠兼容企業(yè)現有NVH、熱管理、傳動(dòng)效率等研發(fā)流程，將整車(chē)綜合驗證周期縮短2-3個(gè)月，為動(dòng)力總成的多屬性聯(lián)合開(kāi)發(fā)提供全新、高效的解決方案。
- 臺架搭建
圖 1 硬件在環(huán)HIL臺架的搭建
在傳統動(dòng)力總成臺架的基礎上，獲取臺架控制權限，并與HIL機柜實(shí)時(shí)通道進(jìn)行信號匹配，搭建測試樣件的硬件在環(huán)HIL系統，如圖1。測試時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)控制軟件定義試驗類(lèi)型和工況，調用相應的實(shí)時(shí)仿真模型輸出信號給臺架執行器，控制樣件動(dòng)作；動(dòng)作完成后，通過(guò)傳感器獲取執行結果，反饋給仿真模型進(jìn)行實(shí)時(shí)計算，動(dòng)態(tài)調整。
根據不同的測試目的，臺架配備了振動(dòng)噪聲傳感器、油耗儀、扭矩遙感、功率分析儀等設備，進(jìn)行動(dòng)力總成NVH、油耗、效率等多性能聯(lián)調標定驗證。
- 軟件開(kāi)發(fā)
包含更精確的發(fā)動(dòng)機模型，可模擬其真實(shí)扭矩信號，包含從性能MAP中提取的基礎扭矩、整車(chē)道路工況變化時(shí)的瞬態(tài)扭矩和發(fā)動(dòng)機燃燒產(chǎn)生的扭矩正弦波動(dòng)。經(jīng)過(guò)測試驗證，發(fā)動(dòng)機扭矩的模擬值和整車(chē)環(huán)境的測試值具有高度一致性。
圖 2 發(fā)動(dòng)機扭矩模擬構成圖
圖 3 發(fā)動(dòng)機扭矩模擬值與測試值對比
包含更精確的道路模型，可設置5~20Hz的正弦波輪速指令，模擬路面顛簸產(chǎn)生的轉速波動(dòng)，也可根據實(shí)際采集的數據設置不同路面參數，同時(shí)，也可根據一維計算中的轉速波動(dòng)值實(shí)時(shí)控制車(chē)輪轉速。
圖 4 道路模擬結果圖
根據客戶(hù)需求不同，定制不同車(chē)型的動(dòng)力學(xué)模型，實(shí)現實(shí)時(shí)駕駛模擬。
圖 5 不同車(chē)型運動(dòng)學(xué)模型
包含傳動(dòng)系統動(dòng)力學(xué)模型，包含發(fā)動(dòng)機、電驅、傳統變速箱、混動(dòng)變速箱、整車(chē)傳動(dòng)鏈等關(guān)鍵系統模型。
圖 6 傳動(dòng)系統模型
- 功能應用
- 不同測試循環(huán)工況模擬
圖 7 CLTC工況示意圖
根據客戶(hù)需求，實(shí)現不同測試循環(huán)工況的模擬和定制，使臺架測試結果更貼近于真實(shí)道路測試，提升臺架測試的準確性。
- NVH真實(shí)工況模擬
獨創(chuàng )的采用了動(dòng)力學(xué)仿真和TPA分析的方法對車(chē)內振動(dòng)噪聲進(jìn)行預估，實(shí)現臺架數據到整車(chē)數據的映射。使NVH測試更貼合于真實(shí)工況，使臺架測試更真實(shí)反映整車(chē)效果。
圖 8 NVH性能計算示意圖
- 多性能聯(lián)合測試及標定
集成扭矩遙感設備、油耗儀、功率分析儀等設備，可進(jìn)行動(dòng)力總成效率、油耗、動(dòng)力性能等多性能兼容測試及聯(lián)合標定。
在實(shí)際工程應用中，滿(mǎn)足動(dòng)力總成NVH性能開(kāi)發(fā)的同時(shí)，輸出更多整車(chē)相關(guān)結果，便于多屬性聯(lián)合標定，滿(mǎn)足整車(chē)對于加快研發(fā)周期、減少成本投入的需求，達到“一舉多得”的目的。
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