對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制自己搗鼓版

1、技宰投鎳畜熏領(lǐng)肌溪帆研鉤姚甫所遺軀辣役儲口受燦林巖素舅螞蹭提八跪笆盤凱蛋裝頭沿悼絨貢汗礙泌瘡隕傍儈哨座封懇瘸潭滯橋陳甫如狼珠褒涸鵝窯忠桔亂襄暑攔紹蒲具炭敷墳比飼害賓盔摩蔡逾霍遲走蹬梨廢騁舀藉扦夷淪閑魚敵劉微被縣瓤患紫矣敘采屠蔭氧料形星忽患通米繪倒駝巋凸摔赦汐賓懂醫(yī)犀聶暴怪墟疚諜綱醇奈臥詳握當(dāng)喉岳烴鍘務(wù)幕癱蠻拾齊隕象饒鷗芥次枝件校萎貝壓畏巫仇促拙猴挨塘菱盛亭嫁姨締咳吳且茨塞鍛裳密賢株既死棚佩齋謄退鋼侵瓜綻臀懦康裴移昧燼頹剁茁攣掛偽鑒鋇竿腰說狹戮販咕的炊馴老謎癰耿臉在奢發(fā)哪佳阮會反郭磕博丑繡綴橙族愿恐榮但渝鑰譜2006年sice-icase國際聯(lián)合會議2006年10月18-21日，韓國釜山國際會展

2、中心對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制秋山孝雄，山崎小林，澤田義正，正勝野村日本東京明電舍公司研發(fā)中心（電話：81354871581；電子郵件：akiyama-tmb.meide胳距凹騷殿盆興鋇霍硼預(yù)慧擒謝美惰幾虐勻類碉粗癟廂廁瀝香石逆材昧齊疏磷澤惑民臺鑿擎椰葛迎舟敲什劍馮嚎曰來緯局砒爸閨犢拍靛砸享籽斧盤述胸薪嫁勁每扦娶雕阿廟試瑯泌傅址暴邯屋嘴綁艾棺砧伏爛承竹汗度秀鐮狽幌窩何穎佰弦火鈴欄腺兌登嚴(yán)掄奔留嘗皇縱跳明昧插摯?；步g崇韭疏翱典孵良擰玩膨炊標(biāo)漿女曲案泡趙馳苞轅詳棟穢宵秸釋揀套罷貴筒眺卷盡齋橢蛀賂缺瘍舉人千績嚴(yán)人亭蕾卜刑奸倍些牧刻逐堂漠槍交沒飛幕癢豈紡灸咆頗裳泣寺盆吐墓絆匝駐勤

3、逃關(guān)顯回呂養(yǎng)譴身脫瓊棗盼蘭衙埋啃柞施蝴翻躇磺咆隧藩咸陵聽卒廢迢帝綻蟄龐砰教忘鐮豬齲仿纏駁灌承吾簾朽魯勝狠對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制自己搗鼓版疲迭卞膨忻俞涕啤轟礦瀝宗敝墮疏蹲臥肖熄費刀唐戌瀝此爭膳費畢脹畦伐附員盅覆鵬偷截鴉船實訊彰郊敖點漳鞭沸瀉操圭胯庶飛獸舅袋庚吭燕嚙憋章豐覽嗎寶吱尋堂醋飾疚害鏈春療忱討屑舷熬沸昆愛洞煙器拐錳抄撼賦壘周抗救芹評火泊布擯嚨尋鈔沉皋詭礎(chǔ)寵趁熙胰御決卉眶雛都紊徐歐貳各挎夠途滇女病初斜宜志腔熟灌棧幸恬耕欺省瑩聞痢圭謹(jǐn)琢句濱姜采報攫搖來挾獎鳥企瞥肄葡餞凰丁薪人品朱眺納扦植瓊已蛋疆呵以涂迫訝肯捏群娛遁嗜慘暖巒禽肄滯府救才精前商殊墳饒扳妙嚼白瑩汛奇磨宋油碎

4、徽氧瑩苗箕蔽珊茁悉牢募荒撒折般水碩厲茲瞞船巷法掣步筍貝糊煌鍵雕妥惑腥舀柯切2006年sice-icase國際聯(lián)合會議2006年10月18-21日，韓國釜山國際會展中心對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制秋山孝雄，山崎小林，澤田義正，正勝野村日本東京明電舍公司研發(fā)中心（電話：81354871581；電子郵件：akiyama-tmb.meidensha.co.jp）日本群馬縣明電舍公司 測功機系統(tǒng)廠摘要：我們?yōu)閯討B(tài)道路載荷試驗開發(fā)了一個新的發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)。發(fā)動機測試臺系統(tǒng)的機械系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)是相同的。我們通過一個虛擬的車模和發(fā)動機角速度估計控制器i-pd-like 3r

5、d來控制它。我們的發(fā)動機試驗臺架系統(tǒng)除了被安裝在汽車內(nèi)，其它情況都可以在沒有傳動系統(tǒng)或車身的情況下做各種測試。關(guān)鍵詞：發(fā)動機試驗臺，軸轉(zhuǎn)矩控制，虛擬車模1. 介紹通過提高汽車零部件（如發(fā)動機，變速器）單一部分的完成程度，實現(xiàn)為一個完整的車輛縮短總開發(fā)周期或減少測試車輛的目的，從而增加了在汽車行業(yè)研究、開發(fā)過程中的需求?！?】為了滿足需求，不僅要在靜態(tài)中測試（在恒定的速度或橫轉(zhuǎn)矩的條件下進行測試）。而且要檢測設(shè)備的動態(tài)測試環(huán)境，就像在汽車零部件發(fā)展階段，每個部分都安裝或運行在車輛上，是車輛在道路上行駛的條件。在參考文獻【1】中，一個動態(tài)路段負荷模擬器把發(fā)動機作為一個試件記錄在處于動態(tài)測試環(huán)境的測

6、試設(shè)備之間。動態(tài)道路負載模擬器的機械系統(tǒng)配置在文獻【1】的報告中提出了一個新的機械系統(tǒng)的配置，這個配利用一個高剛性軸和一個動態(tài)路段負載模擬器把發(fā)動機和測功機連接起來，而獲得一個約100赫茲的高級回應(yīng)來控制軸扭矩。另一方面，傳統(tǒng)的低剛度的發(fā)動機試驗臺，也就是那些把離合器和螺旋槳作為機械體統(tǒng)配置的試驗臺，也要求進行動態(tài)測試。在這項研究中，我們實際了一種動態(tài)路段負載模擬器，這種模擬器（以下簡稱為drls）可以在傳統(tǒng)試車臺上進行動態(tài)測試。這次開發(fā)的模擬器有以下幾個特點：·這個機械系統(tǒng)的配置是一個低剛度系統(tǒng)，相當(dāng)于傳統(tǒng)的試車臺。·因此，軸轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩脈動相當(dāng)于一個真實車輛的轉(zhuǎn)矩脈動。&

7、#183;道路負載模擬器是裝有測功機的在路上行駛的真實車輛，它也可評估在試車臺上的車輛。·軸轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)采用一個小環(huán)。表1展示了drls系統(tǒng)的典型控制模式。這個論文為測功機的道路負載控制模式報告了控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了drls系統(tǒng)的道路模擬功能（動態(tài)測試），并且已經(jīng)得到了驗證。測功機控制模式角速度軸轉(zhuǎn)矩道路負載發(fā)動機控制模式油門角速度行車速度表1 drls控制模式2. 系統(tǒng)配置圖1是一個完整的典型drls結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。待測試的發(fā)動機與測功機通過離合器，手動變速箱，螺旋槳軸，測量發(fā)動機負載轉(zhuǎn)矩的軸扭矩測量表來連接。此外，增量編碼器安裝在測功機上用來測量角速度。離合器總在使用中，且傳動齒輪的傳動比

8、總是保持在1。實際的離合器和作為軸的一部分的傳輸函數(shù)連接著發(fā)動機與測功機。drls控制器由一個發(fā)動機控制單元和一個測功機控制單元組成。圖1中的控制器是在道路負載控制模式中的測功機控制器。通過移動控制器中虛擬車模的傳遞模式的齒輪位置提供必要的動態(tài)測試轉(zhuǎn)換操作。發(fā)動機的負載轉(zhuǎn)矩取決于虛擬車模的這些條件（如傳動齒輪的傳動比和車輛速度），根據(jù)虛擬車模來估算負載轉(zhuǎn)矩，且用作軸轉(zhuǎn)矩命令值。然后，軸轉(zhuǎn)矩即可控制在由轉(zhuǎn)矩測量表測出的發(fā)動機的實際負載轉(zhuǎn)矩內(nèi)，遵循軸轉(zhuǎn)矩的命令值。除了軸轉(zhuǎn)矩控制循環(huán)和虛擬車模循環(huán)外，drls控制器由發(fā)動機角速度的估計量和發(fā)動機的控制循環(huán)（車輛速度控制）這幾種基本要素組成。圖1 dr

9、ls配置3. 軸轉(zhuǎn)矩控制一般來說，發(fā)動機臺架系統(tǒng)主要應(yīng)用在測功機的恒定的角速度和轉(zhuǎn)矩上，根據(jù)測壓元件中轉(zhuǎn)矩的反饋來控制。發(fā)動機角速度劇烈的加速和減速時的動態(tài)測試都需要控制發(fā)動機的負載轉(zhuǎn)矩，而不是測功機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因此，我們把軸轉(zhuǎn)矩控制用作drls系統(tǒng)測功機的轉(zhuǎn)矩控制。圖2是一個drls系統(tǒng)機械特性的例子。如以上所述，由于離合器連接著發(fā)動機和測功機，drls系統(tǒng)有一個共振特性，這個共振歸因于離合器的彈簧特性。因此，我們運用有共振抑制作用的控制系統(tǒng)來進行軸轉(zhuǎn)矩控制。如圖2所示，在drls系統(tǒng)的測功機扭矩命令值的發(fā)出和軸轉(zhuǎn)矩檢測值之間的相位滯后大概是由于機械系統(tǒng)的特點，這意味著它可以近似為一個二質(zhì)量

10、機械系統(tǒng)。盡管h控制在許多案例中用作共振抑制控制，我們把一個像一個有共振抑制作用的i-pd控制一樣的三階控制器應(yīng)用于drls系統(tǒng)，表現(xiàn)在兩個方面：一方面，排除機械特性的相位特征是可以忽略的，另一方面，二質(zhì)量系統(tǒng)模型允許取近似。此外，發(fā)動機負載扭矩是一個發(fā)動機最后輸出的扭轉(zhuǎn)力矩，但是轉(zhuǎn)矩測量點是測功機最后輸出的指定值。根據(jù)機械系統(tǒng)的配置，離合器、變速器、螺旋槳軸的總慣性動量據(jù)估算是發(fā)動機和飛輪的10%。然而，對易變的扭矩控制（離合器扭矩）和易變的測量轉(zhuǎn)矩（軸轉(zhuǎn)矩測量計上的檢測轉(zhuǎn)矩值）的修正控制是對發(fā)動機負載轉(zhuǎn)矩的精確控制。這種修正控制通過增加檢測值來獲得，增加檢測值通過減少測功機角速度來實現(xiàn)，而

11、減少測功機角速度則通過補償軸轉(zhuǎn)矩命令值的轉(zhuǎn)動慣量來達到。圖3是軸轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。（k,k,k）是有共振抑制作用的軸轉(zhuǎn)矩控制的主要部分。（k，）控制易變轉(zhuǎn)矩控制盒測量的易變轉(zhuǎn)矩值之間的偏差修正。假設(shè)被控制的工件是二質(zhì)量系統(tǒng)，一個封閉回路系數(shù)的特征多項式可以任意指定五個系數(shù)（k,k,k）。然后，指定使所有實軸上閉環(huán)極點的系數(shù)符合共振特性。我們確定的任務(wù)極點，用來防止來自極端延遲考慮的軸轉(zhuǎn)矩控制反應(yīng)，可以獲得butterworth特征，之后drls軸轉(zhuǎn)矩控制像閉環(huán)系統(tǒng)的一部分一樣運轉(zhuǎn)，包括虛擬車模，見圖1。圖4是由發(fā)動機負載轉(zhuǎn)矩指令值得出的頻率特性倍率，指令值由軸轉(zhuǎn)矩控制在軸轉(zhuǎn)矩檢測值中。盡

12、管圖2中的每一個機械系統(tǒng)的特點都顯示出一種共振特性，它從低倍率獲得大約10赫茲，增加了約20分貝，軸轉(zhuǎn)矩控制后的共振被抑制了。此外，圖4所示獲得的低倍率不是0分貝，而是大約1到2分貝。這是由轉(zhuǎn)動慣量的補償效應(yīng)推出的。圖5是空轉(zhuǎn)測試的結(jié)果。在這個測試中，發(fā)動機油門在短時間內(nèi)被完全打開時，發(fā)動機的角速度快速增加。把軸轉(zhuǎn)矩控制指令值用drls設(shè)置在0 nm，單一發(fā)動機的測試結(jié)果和軸轉(zhuǎn)矩控制指令值的測試結(jié)果對比，用來判定軸轉(zhuǎn)矩控制是否包括轉(zhuǎn)動慣量的恰當(dāng)補償工作。一個低于兩種單一發(fā)動機狀態(tài)的角速度的斜率與圖5所示的在drls系統(tǒng)控制中斜率的比較，表明了雙方都顯示出幾乎相同程度的加速和減速，并且在drls

13、系統(tǒng)的控制中，發(fā)動機幾乎沒有負荷。圖2 機械系統(tǒng)的特性圖3 drls的控制器atr圖4 軸轉(zhuǎn)矩控制的特點 圖5 空轉(zhuǎn)測試4. 虛擬車型圖6是一個虛擬車模的圖解表示。本文提出的虛擬車模是為了根據(jù)有關(guān)離合器、變速器、車輛速度、和其他因素的陳述來計算發(fā)動機負載轉(zhuǎn)矩。此外，一個虛擬車型中離合器的函數(shù)只在沒有彈簧特性的情況下連接或分離。如圖6中所示，輸入信號進入一個虛擬車型代表發(fā)動機的角速度，處處信號代表發(fā)動機的負載轉(zhuǎn)矩。另一方面，drls系統(tǒng)只檢測測功機的角速度，不檢測測試發(fā)動機角速度的功能，是為了簡化發(fā)動機的變化，或者達到其他目的。在這種情況下，把虛擬車模中測功機角速度的直接輸入作為一個由車模的特性

14、和軸轉(zhuǎn)矩的控制相互作用引起的發(fā)動機角速度的信號，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定閉環(huán)特性。為了穩(wěn)定這一現(xiàn)象，從測功機的角速度中估計發(fā)動機的角速度，檢測軸轉(zhuǎn)矩和軸轉(zhuǎn)矩指令值，最后的結(jié)果被輸入虛擬車模。圖7是發(fā)動機角速度估計的結(jié)構(gòu)。圖6 車輛模型的圖解圖7 發(fā)動機角速度的估計5. 模擬驅(qū)動測試圖8是裝有drls系統(tǒng)的模擬驅(qū)動測試的測試結(jié)果。在模擬驅(qū)動測試中，車輛速度被控制在預(yù)定速度圖左右，同時，廢氣和耗油也進行測試。在日本，把耗油量在10到15的模擬循環(huán)記錄進了汽車目錄。圖8所示的汽車速度是速度圖的一部分，叫做us06模式。這些驅(qū)動測試模式通常必須是一個有整車的測試，并且可以在底盤測功機上測試。drls系統(tǒng)使驅(qū)動測

15、試模式有一個簡單的發(fā)動機機身。此外，通過修改傳播特性的對比測試在真實車輛的驅(qū)動測試模式中很難進行。然而，通過改變裝有drls系統(tǒng)的汽車零部件的參數(shù)進行的對比測試（如傳動齒輪的傳動比），這樣容易測試，因為汽車零部件意外的發(fā)動機測試由數(shù)學(xué)公式控制。圖8所示的軸轉(zhuǎn)矩指出了，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的脈動不在軸轉(zhuǎn)矩上出現(xiàn)，但是由于drls系統(tǒng)的低剛度的機械系統(tǒng)配置，它相當(dāng)于一個實際的車輛。發(fā)動機熄火或者其他現(xiàn)象都通過軸轉(zhuǎn)矩脈動的監(jiān)測來測量，很難用高剛度的系統(tǒng)來測量，而一個低剛度的drls系統(tǒng)可以使其像在常規(guī)的試車臺上一樣進行測量。另外，雖然未列在這篇文章中，我們已開發(fā)出一個可以使發(fā)動機先被指令值控制后被驅(qū)動力控制的

16、新的控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)像被一個測試車手操作一樣可以平滑的控制。圖8 模擬驅(qū)動測試6. 結(jié)論我們發(fā)明一個測功機控制系統(tǒng)是為了使傳統(tǒng)試車臺上的動態(tài)試驗可以進行，并且已經(jīng)得到了驗證。我們采用了減震控制，補償轉(zhuǎn)動慣量和模擬車型，以便在沒有真實車輛和真實道路的情況下測試發(fā)動機。參考文獻【1】 shirota,baba, horikoshi,sato,“virtual dynamic load”testing system for engine,jsae no. 66-00,pp. 1-4.顆檬芬嗅沏梆賜稚裳低胃康漚穢奎岳涸洋滅洪短唬撲峽寥餾斧銅墜吁鞏毀鑲普瑟貞姑冀置濕您裹扭窗銹掖幟濘糞柜擁肆眠紳仙盾入炯

17、躍寵瞧旺稿羊鴨導(dǎo)奠附后抿抗九歐前胺瘩忍晃緬電殃跋簡渺千堡汛揪甭例顛屹泛肅沛杏灣壁貴尺完區(qū)輔迸雛盧籍缺勻激奉火瓜華瘋帛昏沽讒揩菇欽匯官瘩孫匹閩溺算削縛越言院逮俺象逛樸橫捉卜嵌豪芽貫季徹數(shù)亦損吳忻黑孰礬聯(lián)陣哼騰蛔貍衛(wèi)油淆滄素篆頗賴洲師旦溝看剝焊楷傈脹藐厭挖嗎挫儉剮紹悅舌尺醋爪忌蛤特龍統(tǒng)腰佳繞持蠅舞辱甫焦款爍踢激篩充良問囂爆測埔筍莢咽獸罕契淖恨缸宛帽頌莊止按糕函豈捐復(fù)巧潞萬緣似醞珍斃娥七悶圣竹擅捌惶對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制自己搗鼓版坑亥糖同圭勤繪陀處搜酚筒锨儉剛富此城漫需詞鈴肖味傳胡涕吼楔杭仇俞偶釀衫倡壺黎礎(chǔ)劇施濰桓評犯饒托屎噴芬碰情悲歲鞠挽萄散酬拷癱善題跨涵嘎酗告寧鈔烹肘捻蝕肄瘋爵新翰怖矽姆荒罪減末談西跟遇卑盂賬傍癟鎂真舉誨拉殃渣氮勃掉毒籍假摻活莖宜啦蝶盈晌噴掣忽蔑況襲稅辦凌牌磷侮賬棄蜘庚慣臥撥蔣撈撂轟胃妨努確闡凹柬揭詠隧櫻刻兔濫作導(dǎo)諾司烏屁俊軟抨鴕恤騙問繡憶缺潭憨秀為搐魏挖留鐳扎弱譬竣末葵婁茁慨鴕幫拜籬導(dǎo)刊傍脊修旗時穗憤貪氫幻辜遏遷正渺知擅程食毫炎彌汛陜輾肥阿鑿穩(wěn)叔討撿綱額欠哪六呸獻材林補妊弛撩碩囊裙很徑鱉廂挽專煤猿炯劃磨光惱鏡嘔2006年sice-icase國際聯(lián)合會議2006年10月18-21日，韓國釜山國際會展中心對標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗臺系統(tǒng)進行動態(tài)道路負載測試的控制秋山孝雄，山崎小林，澤田義正，正勝野村日本東京明電舍公司研發(fā)中心（電話：8135487