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電驅(qū)動棘輪駐車系統(tǒng)試驗方法
2021-10-09 10:56:15· 來源：驅(qū)動視界
1 范圍本標準規(guī)定了電驅(qū)動駐車制動-駐車棘輪方案試驗方法。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于
1 范圍
本標準規(guī)定了電驅(qū)動駐車制動-駐車棘輪方案試驗方法。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用本標準。
GB 5333-85 汽車驅(qū)動橋術(shù)語及定義
QC/T 1022 純電動乘用車用減速器總成技術(shù)條件
3 樣件參數(shù)記錄
3.1 產(chǎn)品名稱、型號、類型。
3.2 產(chǎn)品速比、最大扭矩、最高轉(zhuǎn)速。
3.2 產(chǎn)品潤滑油型號、潤滑油量。
詳見表1。
表1 試驗產(chǎn)品參數(shù)記錄表
|
產(chǎn)品名稱
|
規(guī)格型號
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類型
|
速比（i）
|
|
潤滑油型號
|
潤滑油量（L）
|
|
最大扭矩（Nm）
|
最高轉(zhuǎn)速（r/min）
|
4 功能驗證試驗
4.1試驗設(shè)備要求
4.1.1 驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速：0～8000r/min；測量精度：±1r/min。
4.1.2 驅(qū)動電機扭矩：0～400Nm；測量精度：±0.5‰。
4.1.3 加載電機轉(zhuǎn)速：0～3200r/min；測量精度：±1r/min。
4.1.4 加載電機扭矩：0～4000Nm；測量精度：±0.5‰。
4.1.5 溫度傳感器能力范圍：0～200℃；測量精度：0.1%。
4.2 試驗條件及工況
減速器初始轉(zhuǎn)速400r/min，關(guān)閉動力空轉(zhuǎn)1s內(nèi)執(zhí)行P擋，自由減速，直至P擋落入，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各試驗25次。每次駐車停留時間10s，每兩次駐車之間間歇18s，記錄每次P擋落入時減速器的輸入端轉(zhuǎn)速。
4.3 試驗標準
駐車P擋落入時車速V不低于5km/h。
4.3.1 半軸轉(zhuǎn)速計算方法
N1=5000÷（r×2×3.14×60）······················································（1）
式中：
N1—半軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min
r—車輪滾動半徑，單位為m
4.3.2 輸入軸轉(zhuǎn)速計算方法
N2=i×5000÷（r×2×3.14×60）··················································（2）
式中：
i—減速器減速比
N2—輸入軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min
r—車輪滾動半徑，單位為m
4.4 試驗結(jié)果的判定
正反轉(zhuǎn)P擋落入時輸入軸轉(zhuǎn)速N大于上述式（2）中的N2判定為合格。
4.5 試驗記錄
4.5.1 試驗結(jié)果需明確被試件正反轉(zhuǎn)是否正常，是否發(fā)生了由于減速器故障導(dǎo)致的駐車解鎖失敗。
4.5.2試驗結(jié)果需分別記錄正反轉(zhuǎn)P擋落入時半軸轉(zhuǎn)速和輸入軸轉(zhuǎn)速。
4.5.3 試驗完成后出具《P擋落入正轉(zhuǎn)部分工況輸出轉(zhuǎn)速曲線圖》。
4.5.4 試驗完成后出具《P擋落入反轉(zhuǎn)部分工況輸出轉(zhuǎn)速曲線圖》。
5 坡道駐坡性能模擬試驗
5.1 測試裝置
測試臺架系統(tǒng)架構(gòu)如上圖所示。
本臺架由以下部件組成：
a) 被測對象：減速箱總成，已裝配P檔執(zhí)行機構(gòu)；
b) 驅(qū)動電機：用于對輸入軸施加扭矩，模擬斜坡駐車狀態(tài)時棘爪齒收到的壓緊力；用于對輸入軸施加轉(zhuǎn)速，模擬車輛坡道駐車溜車時轉(zhuǎn)速的變化過程；
c) MCU：電機控制器。接受臺架PCU的指令，控制驅(qū)動電機施加指定的扭矩或者轉(zhuǎn)速；
d) PCU：采用和產(chǎn)品PCU一致的硬件平臺，但是軟件根據(jù)臺架測試和下線檢測的需求做了特殊處理。
e) 臺架VCU：測試臺架的主控中心。其主要功能是按照測試大綱規(guī)定的步驟，控制駐車系統(tǒng)做出特定的動作，自動檢測駐車系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)是否正常，并協(xié)調(diào)MCU施加扭矩或者轉(zhuǎn)速；
f) 上位機：顯示測試步驟，并記錄相關(guān)測試數(shù)據(jù)和測試結(jié)果；
g) 啟動按鈕：啟動測試程序的按鈕；
h) 急停按鈕：緊急停止按鈕，需要緊急關(guān)閉驅(qū)動電機輸出或者換擋電機輸出用；
i) CAN1 Bus: 盡量采用與實車一致的CAN通信協(xié)議。
j) 直流母線：與電機控制器需求電壓和電流容量匹配的動力電源輸出。
上述方案可集成進減速箱的加載測試臺架，優(yōu)點是測試項目全，可實現(xiàn)全自動測試，缺點是減速箱與電機的安裝可能會耗時間。
5.2 試驗條件和測試方法
30%、20%、10%等坡道上坡和下坡各做40次，不用手剎或者電子手剎，全靠棘輪卡爪承受駐車扭矩；采集車速、電機轉(zhuǎn)速、P擋位置等信號曲線。
本方案按如下步驟進行檢測：
1確認系統(tǒng)斷電→2安裝被測對象→3設(shè)置產(chǎn)品編號→4上弱電→5上強電→6啟動PCU測試程序→7查看測試過程和結(jié)果→8下強電→9下弱電→10卸載被測對象；
保持電機零轉(zhuǎn)速；
將P檔位置設(shè)置為鎖止狀態(tài)；
PCU控制電機轉(zhuǎn)速反向加速，模擬坡道向后溜車（上坡）的電機轉(zhuǎn)速加速曲線，確認P檔棘爪能否順利鎖止。鎖止標志為電機驅(qū)動扭矩（注意扭矩方向是模擬上坡駐車）達到等效極限坡道克服扭矩，且電機轉(zhuǎn)速為零。
保持電機驅(qū)動扭矩，同時將P檔位置設(shè)置為解鎖狀態(tài)，確認能否順利解鎖；
重復(fù)上述試驗40次，40次均達到要求方可通過；
該測試可以驗證溜車狀態(tài)下棘爪齒能否順利嚙合、以及嚙合后，嚙合齒自鎖效果是否滿足要求；最后驗證執(zhí)行機構(gòu)能否克服駐車的自鎖力順利解鎖；
電機驅(qū)動扭矩需求需要根據(jù)整車重量和傳動比計算。
注：取滿載質(zhì)量計算。
模擬坡道向前溜車（下坡），重復(fù)上試驗。
5.2 試驗合格判據(jù)
a) 不得出現(xiàn)制動失敗或者無法解鎖的現(xiàn)象；
b) 不同坡道的鎖止和解鎖時間需穩(wěn)定；位置曲線需穩(wěn)定；換擋電流曲線應(yīng)平穩(wěn)；
6 P檔系統(tǒng)使用耐久試驗
6.1 試驗條件和測試方法
模擬平路停車掛P擋和解鎖P擋：使用VCU通信協(xié)議控制PCU，激活掛P擋，掛P擋成功后，保持2s；解鎖P擋后，保持2s；循環(huán)操作，每50000次循環(huán)后，進行10次坡道駐車模擬確認操作。
6.2 拆解要求
使用耐久試驗達到10萬次或者實驗過程中出現(xiàn)異響或者異常震動，或者多次功能失效后，進行首次拆解分析。10萬次拆解時要重新測量扭簧和彈簧剛度；
如發(fā)現(xiàn)明顯問題需進行整改，重新制樣后再啟動試驗；
如無明顯異常，則合箱后繼續(xù)進行試驗，直到達到30萬次或者出現(xiàn)功能異常后再拆解分析，重新測量彈簧剛度，并檢查相關(guān)零部件是否出現(xiàn)異常。
表2 試驗數(shù)據(jù)記錄和存儲
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序號
|
信號名稱
|
數(shù)據(jù)范圍
|
數(shù)據(jù)來源
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備注
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|
1
|
P檔位置
|
TCU
|
||
|
2
|
換擋電機電流
|
TCU
|
||
|
3
|
電機轉(zhuǎn)速
|
MCU
|
||
|
4
|
電機扭矩
|
MCU
|
||
|
5
|
換擋次數(shù)
|
TCU
|
||
|
6
|
換擋異常次數(shù)
|
TCU
|
表3 評估項目
|
序號
|
關(guān)注問題
|
分析方法
|
備注
|
|
1
|
換擋時間是否明顯發(fā)生變化
|
對比曲線
|
|
|
2
|
位置控制穩(wěn)定性是否出現(xiàn)惡化
|
對比曲線
|
|
|
3
|
換擋噪音是否正常
|
對比聲音
|
|
|
4
|
換擋電流是否正常
|
對比曲線
|
|
|
5
|
換擋是否一次成功
|
觀察數(shù)據(jù)
|
|
|
6
|
換擋異常次數(shù)是否明顯增加
|
觀察數(shù)據(jù)
|
|
|
7
|
電機和電機控制器溫度是否過高
|
對比曲線
|
表4 拆解過程中需關(guān)注和評估的問題
|
序號
|
關(guān)注問題
|
分析方法
|
備注
|
|
1
|
變速箱是否漏油
|
目測
|
|
|
2
|
密封件是否完好
|
目測
|
|
|
3
|
電機旋轉(zhuǎn)是否順暢
|
目測、手感
|
|
|
4
|
軸承是否順暢
|
目測、手感
|
|
|
5
|
卡爪是否完好
|
目測、手感、卡尺測量厚度
|
|
|
6
|
嚙合齒是否
|
目測、手感
|
|
|
7
|
彈簧剛度是否出現(xiàn)衰減
|
6.3 試驗合格判據(jù)
a) 循環(huán)使用壽命>30萬次，不能出現(xiàn)功能和性能異常；
b) 拆解相關(guān)零部件不得有明顯損傷；
7 解鎖沖擊耐久試驗
7.1 試驗條件和測試方法
30%坡道上坡和下坡各做100次，20%坡道上坡和下坡各做1000次，15%坡道上坡和下坡各做4500次，不用手剎或者電子手剎，全靠棘輪卡爪承受駐車扭矩；采集車速、電機轉(zhuǎn)速、P擋位置等信號曲線。
7.2 試驗合格判據(jù)
a) 不得出現(xiàn)制動失敗或者無法解鎖的現(xiàn)象；
b) 不同坡道的鎖止和解鎖時間需穩(wěn)定；位置曲線需穩(wěn)定；換擋電流曲線應(yīng)平穩(wěn)；
8 動態(tài)掛入性能試驗
8.1 試驗條件和測試方法
基于帶飛輪的臺架，將輸入電機轉(zhuǎn)速設(shè)定為1000rpm，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后取消轉(zhuǎn)速或者扭矩控制，讓電機靠慣性空轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速下降至100rpm時，自動激活掛P擋，測試傳動軸是否立即鎖止；如果鎖止則將自動掛P擋轉(zhuǎn)速提升50重新測試，直到測試不能立刻鎖止的臨界轉(zhuǎn)速；將臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成車速。
8.2 試驗合格判據(jù)
車速高于6-8km/h以上時掛入P擋，不能立刻鎖止傳動軸
9 駐車系統(tǒng)靜扭試驗
9.1 試驗條件和測試方法
掛進P擋，從輸入軸施加前進方向扭矩，逐漸加大扭矩直到傳動軸斷裂，記錄扭矩曲線；前進方向和后退方向各做1臺；
9.2 試驗合格判據(jù)
后備系數(shù)>2.5（基于30%坡道最大負載）
10 P擋工作行程標定測試
10.1 試驗條件和測試方法
將被試減速箱開一個觀察孔，設(shè)定P擋機構(gòu)處于不同的角度，觀察減速箱內(nèi)部駐車機構(gòu)的工作狀態(tài)，并測試減速箱的鎖止性能，確認最佳鎖止工作角度。
10.2 試驗合格判據(jù)
鎖止行程和解鎖行程均有足夠的安全行程范圍；
11 高低溫性能試驗
11.1 試驗條件和測試方法
a) 特性掃描：在20℃溫度下，測試啟動占空比；并依次測試40%、60%、80%、100%占空比的驅(qū)動響應(yīng)特性，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；重復(fù)做85℃、100℃、125℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃；每個溫度穩(wěn)定4h小時以上才能開始試驗；
b) 定型試驗：使用產(chǎn)品閉環(huán)控制程序，啟動駐車和解鎖，確認各溫度下的啟動性能；溫度順序20℃、85℃、100℃、125℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃，每個溫度需穩(wěn)定4h以上；
11.2 試驗合格判據(jù)
不得出現(xiàn)功能失效；高溫和低溫允許一定的滯后；
12 故障診斷測試
12.1 試驗條件和測試方法
根據(jù)故障清單，依次觸發(fā)P擋電控系統(tǒng)的故障，如傳感器信號短路、開路等，測試PCU是否能夠診斷并報故障碼，并確認P擋系統(tǒng)故障響應(yīng)是否正常；
12.2 試驗合格判據(jù)
需符合控制策略設(shè)計；
13 誤操作測試
13.1 試驗條件和測試方法
a) 在各種禁止掛P擋的情況下，進行掛P擋動作，測試PCU的響應(yīng)是否符合設(shè)計要求；
b) 在各種禁止解鎖的情況下，進行解除P擋操作，測試PCU的響應(yīng)是否符合設(shè)計要求；
13.2 試驗合格判據(jù)
需符合控制策略設(shè)計。
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