一种用于wltc循环工况的台架测试系统和方法

文档序号:1950774 发布日期:2021-12-10 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于wltc循环工况的台架测试系统和方法 (Bench test system and method for WLTC (wafer level test) cycle working condition ) 是由 余福珍 孙超林 祝亚运 张�浩 于 2021-09-15 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于WLTC循环工况的台架测试系统和方法,通过采用油门制动机器人通过机器人装夹机构固定在待测车辆上,并通过连接杆与车辆踏板连接;中央控制器和油门制动机器人电连接,用于踏板行程的调整;汽车底盘测功机通过数据采集模块和中央控制器连接,用于将车辆的测试参数发送至中央控制器。实现WLTC循环工况测试的控制的标准化,提高试验一致性;在同车多次试验中,与人工测试相比本发明的无人化测试系统车速跟随重复性更高,缩小随机性;并能满足高低温环境下WLTC循环工况测试,在高低温环境下多组试验中,本发明的无人化测试系统对比人工测试的车速和车辆经济性一致性更高。(The invention relates to a rack test system and a method for WLTC (wafer level test) cycle working conditions, wherein an accelerator brake robot is fixed on a vehicle to be tested through a robot clamping mechanism and is connected with a vehicle pedal through a connecting rod; the central controller is electrically connected with the accelerator brake robot and is used for adjusting the pedal stroke; the automobile chassis dynamometer is connected with the central controller through the data acquisition module and is used for sending the test parameters of the vehicle to the central controller. The control standardization of WLTC circulating working condition test is realized, and the test consistency is improved; in the same-vehicle multi-time test, compared with the manual test, the unmanned test system has higher vehicle speed following repeatability and reduced randomness; the WLTC cycle condition test under high and low temperature environments can be met, and in a plurality of groups of tests under the high and low temperature environments, the unmanned test system has higher consistency compared with manually tested vehicle speed and vehicle economy.)

一种用于WLTC循环工况的台架测试系统和方法

技术领域

本发明属于车辆测试技术领域,具体涉及一种用于WLTC循环工况的台架测试系统和方法。

背景技术

汽车在上市前都需要按照一个标准程序进行燃油经济性的测试。通常都是在实验室转毂台架上来模拟一系列驾驶条件测量汽车的油耗。由于NEDC标准的测试过于理想化,比如在195秒的城市驾驶周期中,机械化的重复启动、加速、匀速、减速停车等几个阶段,然后再次重复3次这个周期;比如在400秒的市郊驾驶工况中,不包括持续的高速公路驾驶;因此,NEDC标准测试总会与实际情况之间存在较大的差异。也正是由于NEDC的这种局限性,WLTC作为欧洲车辆认证程序。与NEDC相比,该标准更好地代表了实际和现代驾驶条件,并且也已经被接受。

WLTC模拟了城市(低速),城郊(中速),乡村(高速)和高速公路(超高速)四种不同的工况,每个部分具有不同的最高车速。其中城市路段和非城市路段之间的比例基本相当,分别为52%和48%。WLTC第3类测试周期总持续时间1800秒,在23.3公里的累计行驶里程上,最高速度达131.3km/h,不停车平均速度为53.5km/h,停车平均速度为46.5km/h。由于WLTC模拟了一条更动态的路径,更广泛的驾驶条件,且可单独增加可选配置,更符合实际驾驶工况。与NEDC相比,WLTC往往反映出的燃油消耗更高,电动车续航里程更低。

也正是因为WLTC相比NEDC在测试规范及车辆控制上更加复杂,对人工驾驶的要求更高,而如何数据一致性、更佳的油耗品质、降低人工随机误差已经成为亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的误差大、数据一致性较差的问题,本发明提供了一种用于WLTC循环工况的台架测试系统和方法,其具有代替人工实现无人化、标准化,提高试验一致性等特点。

根据本发明的

具体实施方式

的一种用于WLTC循环工况的台架测试系统,包括:油门制动机器人、机器人装夹机构、中央控制器、数据采集模块和汽车底盘测功机;

所述油门制动机器人通过机器人装夹机构固定在待测车辆上,并通过连接杆与车辆踏板连接;

所述中央控制器和所述油门制动机器人电连接,用于踏板行程的调整;

所述汽车底盘测功机通过所述数据采集模块和所述中央控制器连接,用于将车辆的测试参数发送至所述中央控制器。

进一步的,所述用于WLTC循环工况的台架测试系统还包括电源模块,所述电源模块用于为所述油门制动机器人、所述中央控制器和所述数据采集模块提供所需电力。

进一步的,所述油门制动机器人通过摇臂连杆机构和踏板连接。

进一步的,所述油门制动机器人包括踏板夹紧机构,所述踏板夹紧机构用于连接汽车踏板和所述摇臂连杆机构。

进一步的,所述用于WLTC循环工况的台架测试系统还包括控制手柄,所述控制手柄分别和所述汽车底盘测功机以及所述中央控制器连接,用于触发开始执行WLTC循环工况信号,以及同步所述汽车底盘测功机及所述中央控制器时钟同步。

根据本发明具体实施方式提供的一种用于WLTC循环工况的台架测试方法,应用于以上所述的用于WLTC循环工况的台架测试系统包括:

基于16bit模拟量通道采集所述汽车底盘测功机的转速电压量,并通过易预设转换公式得出瞬时车速及加速度数据;

根据WLTC循环工况对测试车辆进行车速标定以生成车辆标定表;

基于所述制动踏板机器人瞬时运动行程控制所述油门制动机器人对油门踏板进行控制。

进一步的,所述根据WLTC循环工况对测试车辆进行车速标定以生成车辆标定表包括:

将车辆加速度和速度映射到油门或制动行程,并基于车辆速度标定算法给每辆车生成一个初始标定表。

进一步的,所述根据WLTC循环工况对测试车辆进行车速标定以生成车辆标定表还包括:根据WLTC循环工况数据将车速进行分段,对不同车速段下PID进行标定,生成一个初始PID标定表。

本发明的有益效果为:通过采用油门制动机器人通过机器人装夹机构固定在待测车辆上,并通过连接杆与车辆踏板连接;中央控制器和油门制动机器人电连接,用于踏板行程的调整;汽车底盘测功机通过数据采集模块和中央控制器连接,用于将车辆的测试参数发送至中央控制器。实现WLTC循环工况测试的控制的标准化,提高试验一致性;在同车多次试验中,与人工测试相比本发明的无人化测试系统车速跟随重复性更高,缩小随机性;并能满足高低温环境下WLTC循环工况测试,在高低温环境下多组试验中,本发明的无人化测试系统对比人工测试的车速和车辆经济性一致性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的用于WLTC循环工况的台架测试系统的原理图;

图2是根据一示例性实施例提供的WLTC工况车速与瞬时加速度散点图;

图3是根据一示例性实施例提供的用于WLTC循环工况的台架测试方法的车辆标定预处理车速标定表生成流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

参照图1所示,本发明的实施例提供了一种用于WLTC循环工况的台架测试系统,包括:油门制动机器人、机器人装夹机构、中央控制器、数据采集模块和汽车底盘测功机;

油门制动机器人通过机器人装夹机构固定在待测车辆上,并通过连接杆与车辆踏板连接;

中央控制器和油门制动机器人电连接,用于踏板行程的调整;

汽车底盘测功机通过数据采集模块和中央控制器连接,用于将车辆的测试参数发送至中央控制器。

具体的,油门制动机器人能够按照中央控制器的控制信号对车辆的油门踏板进行控制,实现加油和减油的功能。然后汽车底盘测功机对汽车动力性、底盘输出功率,多工况排放指标及油耗,从而实现了替代人工测试,降低试验人工成本同时提高测试效率;实现WLTC循环工况测试的控制的标准化,提高试验一致性;在同车多次试验中,与人工测试相比提供的无人化测试系统车速跟随重复性更高,缩小随机性;满足高低温环境下WLTC循环工况测试,在高低温环境下多组试验中,对比人工测试的车速和车辆经济性一致性更高。

在本发明的另一具体实施例中,还包括电源模块,电源模块用于为油门制动机器人、中央控制器和数据采集模块提供所需电力。

油门制动机器人通过摇臂连杆机构和踏板连接。油门制动机器人包括踏板夹紧机构,踏板夹紧机构用于连接汽车踏板和所述摇臂连杆机构。其中摇臂连杆机构和踏板夹紧机构的具体的实现形式,本领域技术人员可根据实际情况进行选用,本发明在此不做限制。

在本发明的一些具体实施例中,还包括控制手柄,控制手柄分别和汽车底盘测功机以及中央控制器连接,用于触发开始执行WLTC循环工况信号,以及同步汽车底盘测功机及中央控制器时钟同步。

本发明的实施例还提供了一种用于WLTC循环工况的台架测试方法,应用于以上所述的用于WLTC循环工况的台架测试系统,具体包括:

101、基于16bit模拟量通道采集所述汽车底盘测功机的转速电压量,并通过易预设转换公式得出瞬时车速及加速度数据;

102、根据WLTC循环工况对测试车辆进行车速标定以生成车辆标定表;

103、基于制动踏板机器人瞬时运动行程控制油门制动机器人对油门踏板进行控制。

具体的,将汽车底盘测功机的转速电压量通过16bit模拟量通道采集,并通过转换公式计算出瞬时车速及加速度数据;然后进行车辆标定预处理,根据WLTC循环工况对测试车辆进行车速标定,生成车辆标定表;最后进行WLTC循环工况控制,由手柄触发开始信号,中央控制器获取采集模块数据及WLTC工况数据计算出油门踏板机器人和制动踏板机器人瞬时运动行程;由中央控制器发送运动指令至油门踏板机器人和制动踏板机器人控制机器人进行运动。

作为上述实施例可行的实现方式,参照图2和图3所示,车速标定,由标定工具软件将目标参数(速度V,油门行程ar,制动行程br)发送给油门制动机器人,首先根据油门行程(ar)控制油门机器人执行ar值,同时通过采集模块实时获取测功机车速值(V1),并计算加速度值(acc1);当V1>V时,根据制动行程(br)控制制动机器人执行br值,同时通过采集模块实时获取测功机车速值(V2),并计算加速度值(acc2);当V2=0时,完成本组车速标定;将标定过程中的行程值,速度和加速度值保存;由于标定是过程数据是自然嘈杂的并且不均匀(例如在运动时速度、加速度分布不均匀),因此需要对标定过程数据(速度,加速度,行程值)进行几个步骤来清洗数据。

首先可以预想到存在由车辆执行机构导致的响应延迟(例如油门/制动指令发送完毕和达到对应的加速度之间存在时间差)。这样的延迟必然会影响数据的质量,一个常见且有效的做法是从传感器采集数据时加上合理的延迟估计。然后使用一个阶数为3、截止频率为2Hz的巴特沃斯低通滤波器来消除高频干扰。考虑到一定时长的延迟估计后的数据可能不总是合适的,我们采用公式1来进一步保证数据的一致性。其次使用公式2中的均值滤波对数据进行平滑处理;接下来,使用公式3来过滤掉异常值;使用公式4来保证整个控制指令序列的单调性:

其中t为延时估计时长(200ms);

cmdref是待更新的控制指令,例如t(200)ms前执行的指令;

cmdref+Δt是在时间ref+Δt的控制指令;

δcmd gap是所允许的最大指令扰动。

其中cmdref只有在其邻域中的所有元素都满足公式1的情况下才会被处理。

其中N代表均值滤波窗口大小,xt-1,xt-2,...,xt-n为时间t-1到t-N对应的数据。

其中x是需要被处理的数据,xmean为数据的平均值,xstd为数据的标准差。

其中T′代表更新后的标定表;T′[cmdi][Vx]指示加速度cmdi对应的控制指令和速度Vx

参照图2的WLTC工况车速与瞬时加速度散点图,可以看出本发明提供的车速标定软件时,可以可视化显示标定表(车速,加速度)离散点图,为达到最优控制,标定表离散点图需覆盖图2WLTC工况车速与瞬时加速度散点图。

其中将车辆加速度和速度映射到油门或制动行程,并基于车辆速度标定算法给每辆车生成一个初始标定表。

车辆标定预处理还包括PID分段标定,该标定根据WLTC循环工况数据将车速进行分段,对不同车速段下PID进行标定,生成一个初始PID标定表;本发明提供车辆预处理标定工具软件对PID分段进行标定,PID标定需在车速标定完成后,依赖车速标定表进行标定。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然,为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的,但是本领域普通技术人员应该认识到,各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此,本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”,该词的涵盖方式类似于术语“包括”,就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外,使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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