在動力總成性能驗證領域，當前行業(yè)普遍采用分散式單體臺架測試與整車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用臺架及整車資源，導致設備投入與場地成本居高不下；更關鍵的是割裂了動力總成各子系統(tǒng)間的動態(tài)耦合關系，難以實現(xiàn)NVH、熱管理、傳動效率等關鍵性能的協(xié)同優(yōu)化。此外，臺架工況與真實道路環(huán)境存在的顯著偏差，往往導致實驗室數(shù)據(jù)與實車表現(xiàn)產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差，迫使企業(yè)投入大量時間進行重復驗證。
近日，中汽中心工程院智能聲振開發(fā)團隊開發(fā)出了基于臺架的動力總成多性能聯(lián)調解決方案。該方案將臺架信號、測試信號與HIL系統(tǒng)相連，集成動力總成在整車域運動性能的模擬測試，并在臺架上實現(xiàn)實時的扭矩響應，使臺架運行環(huán)境更貼合整車實際運行工況；能夠實現(xiàn)動力總成多性能聯(lián)調實時標定；能夠兼容企業(yè)現(xiàn)有NVH、熱管理、傳動效率等研發(fā)流程，將整車綜合驗證周期縮短2-3個月，為動力總成的多屬性聯(lián)合開發(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(tǒng)動力總成臺架的基礎上，獲取臺架控制權限，并與HIL機柜實時通道進行信號匹配，搭建測試樣件的硬件在環(huán)HIL系統(tǒng)，如圖1。測試時，通過實時控制軟件定義試驗類型和工況，調用相應的實時仿真模型輸出信號給臺架執(zhí)行器，控制樣件動作；動作完成后，通過傳感器獲取執(zhí)行結果，反饋給仿真模型進行實時計算，動態(tài)調整。
根據(jù)不同的測試目的，臺架配備了振動噪聲傳感器、油耗儀、扭矩遙感、功率分析儀等設備，進行動力總成NVH、油耗、效率等多性能聯(lián)調標定驗證。
- 軟件開發(fā)
包含更精確的發(fā)動機模型，可模擬其真實扭矩信號，包含從性能MAP中提取的基礎扭矩、整車道路工況變化時的瞬態(tài)扭矩和發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的扭矩正弦波動。經(jīng)過測試驗證，發(fā)動機扭矩的模擬值和整車環(huán)境的測試值具有高度一致性。
圖 2 發(fā)動機扭矩模擬構成圖
圖 3 發(fā)動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，也可根據(jù)實際采集的數(shù)據(jù)設置不同路面參數(shù)，同時，也可根據(jù)一維計算中的轉速波動值實時控制車輪轉速。
圖 4 道路模擬結果圖
根據(jù)客戶需求不同，定制不同車型的動力學模型，實現(xiàn)實時駕駛模擬。
圖 5 不同車型運動學模型
包含傳動系統(tǒng)動力學模型，包含發(fā)動機、電驅、傳統(tǒng)變速箱、混動變速箱、整車傳動鏈等關鍵系統(tǒng)模型。
圖 6 傳動系統(tǒng)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(jù)客戶需求，實現(xiàn)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道路測試，提升臺架測試的準確性。
- NVH真實工況模擬
獨創(chuàng)的采用了動力學仿真和TPA分析的方法對車內振動噪聲進行預估，實現(xiàn)臺架數(shù)據(jù)到整車數(shù)據(jù)的映射。使NVH測試更貼合于真實工況，使臺架測試更真實反映整車效果。
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，可進行動力總成效率、油耗、動力性能等多性能兼容測試及聯(lián)合標定。
在實際工程應用中，滿足動力總成NVH性能開發(fā)的同時，輸出更多整車相關結果，便于多屬性聯(lián)合標定，滿足整車對于加快研發(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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