專利名稱：混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺。
背景技術：
近些年國內(nèi)拖拉機保有量逐年遞增，使得拖拉機成為目前環(huán)境污染和能源消耗問題中不可忽視的因素之一，隨著混合動力技術的逐步成熟，混合動力拖拉機即將成為拖拉機發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)已經(jīng)展開對混合動力拖拉機的研究，但是由于各種實驗設備的嚴重缺乏，研究都處于起步階段，且發(fā)展緩慢，嚴重制約了混合動力拖拉機各種性能、設計分析方法與控制系統(tǒng)的研究。為了進行混合動力拖拉機各零部件總成與整車環(huán)境相同的試驗調(diào)試、整機研制與開發(fā)、零部件及總成性能評估、動力集成、整機控制器測試、整車動力性、經(jīng)濟性等相關試驗，建立一套混合動力拖拉機試驗臺顯得十分有必要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提 供一種混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，用以實現(xiàn)混合動力四驅(qū)拖拉機的四輪全負荷模擬加載及動力輸出加載，完成混合動力拖拉機動力性、經(jīng)濟性等相關試驗。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是:混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，包括:前、后橋測功機及相應的控制器，用于連接四驅(qū)拖拉機的前橋和后橋，對四驅(qū)拖拉機的四個驅(qū)動輪進行全負荷模擬加載；動力輸出加載裝置，用于連接到四驅(qū)拖拉機的動力輸出裝置，在模擬作業(yè)狀態(tài)下，為整個拖拉機動力輸出加載不同程度的負載；慣量模擬裝置，用于連接在四驅(qū)拖拉機的分動器和后橋之間，模擬拖拉機整機在各個速度下的行駛慣量；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，用于連接在各被測零部件的相應位置，對各被測零部件的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速進行檢測；臺架控制裝置，用于控制連接整車控制器，并控制連接慣量模擬裝置、動力輸出加載裝置和前、后橋測功機，用于采集相關試驗數(shù)據(jù)，并控制所述前后橋測功機、動力輸出加載裝置進行負載的加載。該試驗臺還設有轉(zhuǎn)角器，由拖拉機的動力輸出裝置通過該轉(zhuǎn)角器連接所述動力輸出加載裝置。四驅(qū)拖拉機作為被測對象，包括電池管理單元、發(fā)動機控制器、ISG電機控制器、AMT變速箱控制器和主電機控制器，分別連接對應的部件，用于采集相應試驗數(shù)據(jù)信息。四驅(qū)拖拉機作為被測對象，還包括整車控制器，所述整車控制器控制連接電池管理單元、發(fā)動機控制器、ISG電機控制器、AMT變速箱控制器和主電機控制器，用于對相應的被測部件進行協(xié)調(diào)控制。[0014]本實用新型達到的有益效果:本實用新型針對混合動力的特殊要求進行研制與開發(fā)，為混合動力拖拉機各零部件總成提供與整車相同的試驗調(diào)試環(huán)境，通過臺架控制裝置對試驗臺中的各控制器進行數(shù)據(jù)采集和控制，實現(xiàn)拖拉機在耙地、播種、旋耕、犁地作業(yè)工況下或在耕地中行駛、爬坡、下坡等運輸工況下輕度、中度、重度負載狀態(tài)的性能分析、數(shù)據(jù)處理、實時顯示，可以解決仿真技術所不解決的關鍵問題，為進一步研究混合動力拖拉機提供了一個良好的試驗平臺。

圖1是本實用新型的試驗臺的原理方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。如圖1，本實用新型試驗臺包括臺架控制裝置、前后橋測功機、動力輸出加載裝置、慣量模擬裝置和圖中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13試驗臺上安裝的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，四驅(qū)拖拉機作為被測對象，包括:發(fā)動機、電動機、動力電池組、ATM變速箱、發(fā)動機E⑶、ISG控制器、AMT控制器TCU、主電機控制器PMU、電池管理單元BMU、耦合裝置、分動器、前驅(qū)動橋、后驅(qū)動橋、整車控制器。發(fā)動機輸出軸與動力電池組一電動機輸出軸平行布置，分別通過聯(lián)軸器與耦合裝置兩個輸入軸連接，耦合裝置輸出軸與AMT變速箱輸入軸連接，AMT變速箱輸出軸與分動器連接，通過分動器中齒輪組將動力分成兩路分別輸出到前橋和后橋，分動器與后橋之間連接慣量模擬裝置，·前后橋兩輸出端共連接四個測功機，試驗臺各部件之間通過聯(lián)軸器連接并布置安裝轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，為使試驗臺布置方便，AMT變速箱動力輸出軸通過動力輸出裝置、轉(zhuǎn)角器連接動力輸出加載裝置，耦合動力通過AMT變速箱輸出后，分為兩路，一路經(jīng)動力輸出裝置、轉(zhuǎn)角器與動力輸出加載裝置連接，另一路經(jīng)變速箱進入分動器，。整車控制器分別與發(fā)動機E⑶、ISG控制器、AMT控制器T⑶、主電機控制器PMU和電池管理單元BMU控制連接，協(xié)調(diào)控制發(fā)動機、動力電池組一電動機以及耦合裝置，使其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速輸出滿足負載需求，使發(fā)動機與動力電池組一電動機都處于最佳工作狀態(tài)。臺架控制裝置通過CAN總線連接控制整車控制器、前后橋測功機控制器、慣量模擬裝置，采集相關試驗數(shù)據(jù)，并控制前后橋測功機、動力輸出加載裝置進行試驗時負載的加載。 動力電池組與發(fā)動機上發(fā)電機連接，用于為電動機提供動力，發(fā)動機與電動機兩路動力在耦合裝置中耦合，耦合動力通過AMT變速箱輸出，并由分動器分成兩路，一路經(jīng)前橋傳遞到前橋兩端測功機，另一路經(jīng)慣量模擬裝置、后橋傳遞到后橋兩端測功機。慣量模擬裝置是采用飛輪等結構，通過聯(lián)軸器與傳動系統(tǒng)連接，用于模擬拖拉機整機在各個速度下的行駛慣量。前后橋測功機用于對拖拉機的前后驅(qū)動輪進行負載加載，動力輸出加載裝置用于根據(jù)田間試驗數(shù)據(jù)，模擬拖拉機動力輸出機組在作業(yè)狀態(tài)下的負載情況。前后橋測功機和動力輸出加載裝置接收整車控制器的信號，對整個系統(tǒng)分別提供輕、中、重三種不同程度的負載。[0024]本實用新型的試驗臺對拖拉機進行運輸狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)下的試驗:(I)通過臺架控制裝置對前后橋測功機控制器進行轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)采集和控制；模擬混合動力四驅(qū)拖拉機在運輸狀時各種工況(如:在耕地中行駛、爬坡、下坡)下輕度、中度、重度的負載狀態(tài)。在此過程中，通過對混合動力四驅(qū)拖拉機發(fā)動機、電池組一電動機的監(jiān)控，實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)控制，滿足各個工作狀態(tài)下的功率需求。例如，在運輸狀態(tài)下，爬坡時中度負載狀態(tài)的具體測試過程:因為沒有作業(yè)工況，所以動力輸出加載裝置不工作；爬坡及加速阻力由臺架控制裝置中預制程序電路換算成整車負載，與中度負載相加合成形成總負載。總負載通過臺架控制裝置，由前后橋測功機控制器加載，根據(jù)負載大小，試驗臺控制器發(fā)出控制信號控制各測功機，即可模擬混合動力拖拉機爬坡時中度負載狀態(tài)。具體過程根據(jù)測試所需模擬工況，臺架控制裝置通過CAN總線給前后測功機控制器信號，測功機控制器控制測功機加載，后橋加載通過后橋傳遞給慣量模擬裝置進入分動器，前橋加載通過前橋也傳遞給分動器，兩者在分動器中耦合輸出傳遞給AMT變速箱后再傳遞給稱合機構，稱合機構再傳遞給電動機和發(fā)動機，由于加載負載原因，電動機和發(fā)動機以及AMT變速箱工況都會產(chǎn)生變化，這時整車控制器與臺架控制器動態(tài)調(diào)整控制發(fā)動機與電動機及AMT變速箱工況使其匹配達到最優(yōu)。試驗臺控制器通過CAN總線及其它部件采集各加載機構的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速輸出；整車控制器根據(jù)各加載機構的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速輸出，信號傳至發(fā)動機E⑶、AMT控制器T⑶、主電機控制器PMU及電池管理單元BMU，通過整車控制器協(xié)調(diào)控制發(fā)動機ECU及主電機控制器PMU使發(fā)動機和電動機處于最佳運行狀態(tài)以達到節(jié)油目標，控制AMT控制器TCU使整體處于傳動狀態(tài)；最后根據(jù)測試系統(tǒng)對發(fā)動機、動力電池一電動機進行狀態(tài)監(jiān)測，找出最佳控制策略及方法。(2)通過試驗臺控制器對前后橋測功機控制器、動力輸出加載裝置控制器進行轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)采集和控制；模擬混合動力四驅(qū)拖拉機在作業(yè)狀態(tài)時各種工況(如:耙地、播種、旋耕、犁地等)下輕度、中度、重度的負載狀態(tài)。在此過程中，通過對混合動力四驅(qū)拖拉機發(fā)動機、電池組一電動 機的監(jiān)控，實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)控制，滿足各個工作狀態(tài)下的功率需求。例如，在作業(yè)狀況下，旋耕時輕度負載狀態(tài)的具體測試過程:因為有作業(yè)工況，所以動力輸出加載裝置參與工作，旋耕工況通過臺架控制裝置中預制程序電路換算成動力輸出加載負載，負載是通過臺架控制裝置控制動力輸出加載裝置進行加載，具體過程根據(jù)測試所需旋耕工況，臺架控制裝置通過CAN總線控制動力輸出加載裝置進行加載，動力負載通過轉(zhuǎn)角器、動力輸出裝置進入AMT變速箱。爬坡及加速阻力由臺架控制裝置中預制程序電路換算成整車負載，與輕度負載相加合成形成總負載?？傌撦d通過臺架控制裝置，由前后橋測功機控制器加載，根據(jù)負載大小，試驗臺控制器發(fā)出控制信號控制各測功機，即可模擬混合動力拖拉機作業(yè)狀況下，旋耕時輕度負載狀態(tài)。具體過程與實施例1相同，在此不再贅述。
權利要求1.一種混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，其特征在于，包括: 前、后橋測功機及相應的控制器，用于連接四驅(qū)拖拉機的前橋和后橋，對四驅(qū)拖拉機的四個驅(qū)動輪進行全負荷模擬加載； 動力輸出加載裝置，用于連接到四驅(qū)拖拉機的動力輸出裝置，在模擬作業(yè)狀態(tài)下，為整個拖拉機動力輸出加載不同程度的負載； 慣量模擬裝置，用于連接在四驅(qū)拖拉機的分動器和后橋之間，模擬拖拉機整機在各個速度下的行駛慣量； 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，用于連接在各被測零部件的相應位置，對各被測零部件的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速進行檢測； 臺架控制裝置，用于控制連接整車控制器，并控制連接所述慣量模擬裝置、動力輸出加載裝置和前、后橋測功機，用于采集相關試驗數(shù)據(jù)，并控制所述前后橋測功機、動力輸出加載裝置進行負載的加載。
2.根據(jù)權利要求1所述的混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，其特征在于，該試驗臺還設有轉(zhuǎn)角器，由拖拉機的動力輸出裝置通過該轉(zhuǎn)角器連接所述動力輸出加載裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，其特征在于，四驅(qū)拖拉機作為被測對象，包括電池管理單元、發(fā)動機控制器、ISG電機控制器、AMT變速箱控制器和主電機控制器，分別連接對應的部件，用于采集相應試驗數(shù)據(jù)信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺，其特征在于，四驅(qū)拖拉機作為被測對象，還包括整車控制器，所述整車控制器控制連接電池管理單元、發(fā)動機控制器、ISG電機控制器、AM T變速箱控制器和主電機控制器，用于對相應的被測部件進行協(xié)調(diào)控制。
專利摘要本實用新型涉及一種混合動力四驅(qū)拖拉機試驗臺,該試驗包括臺架控制裝置、慣量模擬裝置、動力輸出加載裝置和與前后橋測功機，針對混合動力的特殊要求進行研制與開發(fā)，為混合動力拖拉機各零部件總成提供與整車相同的試驗調(diào)試環(huán)境，通過臺架控制裝置對試驗臺中的各控制器進行數(shù)據(jù)采集和控制，實現(xiàn)拖拉機在耙地、播種、旋耕、犁地作業(yè)工況下或在耕地中行駛、爬坡、下坡等運輸工況下輕度、中度、重度負載狀態(tài)的性能分析、數(shù)據(jù)處理、實時顯示，為進一步研究混合動力拖拉機提供了一個良好的試驗平臺。
文檔編號G01M17/007GK203148686SQ20132011631
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者周志立, 郗建國, 徐立友, 侯海源, 高瑋, 牛毅, 童鐳, 韓梅梅, 張曉博, 喬宏冰, 葛堅 申請人:河南科技大學