CN115655721B - 一种混合动力总成启动停机耐久验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，包括以下步骤，S1，将待测试车辆连接到试验控制台上；S2，车辆设置为P挡，控制油门踏板由第一位置增加到第二位置，以触发怠速发电状态；S3，获取进气歧管压力信号，并记录；S4，控制油门踏板由第二位置减小到第一位置，以退出怠速发电状态；S5，停机持续设定时长；S6，重复步骤S2到步骤S5不少于30万次。本发明能够对混合动力总成启动停机耐久性进行验证，有利于提前验证出频繁启动停机导致的各种失效模式。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力总成测试技术领域，具体涉及一种混合动力总成启动停机耐久验证方法。
背景技术
由于混合动力汽车兼顾了传统内燃机汽车动力性好，续航里程长和纯电动汽车高效率、低排放的优势，越来越受到各大主机厂及科研单位的青睐。动力总成是混合动力汽车的核心部分，目前国内外尚无对其启动和停机耐久性进行有效考核的台架和试验规范。
不同于传统的内燃机汽车，在混合动力汽车上，动力总成的发动机的启动与停机频率远远大于内燃机汽车。为了适应混合动力汽车中的使用状态，发动机就需要满足高频率的启动和停机。这也对发动机的启动和停机的耐久提出了更高的要求，与此同时，发动机启动时，振动和噪音都高于稳定运行的工况，对于动力总成的悬置等结构的要求也大大增加。
如何对混合动力总成启动停机耐久性进行验证是本领域亟待解决的重要问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力总成启动停机耐久验证方法，以解决现有技术中的不足，它能够对混合动力总成启动停机耐久性进行验证，提前验证出频繁启动停机导致的各种失效模式。
本发明提供了一种混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，包括以下步骤，
S1，将待测试车辆连接到试验控制台上；
S2，车辆设置为P挡，控制油门踏板由第一位置增加到第二位置，以触发怠速发电状态；
S3，获取进气歧管压力信号，并记录；
S4，控制油门踏板由第二位置减小到第一位置，以退出怠速发电状态；
S5，停机持续设定时长；
S6，重复步骤S2到步骤S5不少于30万次。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，所述步骤S2和步骤S3用时为4秒；所述设定时长为8秒。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，还包括以下步骤，
S7，获取记录的所有进气歧管压力信号；
S8，根据进气歧管压力信号判断未成功启动的次数；
S9，判断未成功启动的次数是否达到设定值，若是，则发动机启动的耐久性不合格，若否，则发动机启动的耐久性合格。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，判断是否启动成功的方法为：
判断进气歧管压力信号是否大于设定压力值，若是，则启动不成功，若否，则启动成功。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，所述第一位置为油门踏开度为0％，所述第二位置为怠速状态下能够触发发电状态对应的位置。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，所述第二位置为油门踏板开度为70％到90％。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，还包括，在测试时，实时监测发动机、动力总成悬置是否存在异响。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，还包括在试验结束后，对发动机、发电系统和动力总成悬置进行测试，以判断是否在失效模式。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，所述失效模式包括动力总成磨损、发动机燃烧不良、动力总成悬置疲劳失效和发电机故障。
如上所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，可选的是，在测试过程中，车辆动力电池的SOC保持在50％到70％之间。
与现有技术相比，本发明通过在整车上进行超过30万次的循环启动停机控制，通过进气歧管的压力信号来判断每次是否成功启动发动机。在测试时，将油门踏板的深度从第一位置到第二位置以及第二位置到第一位置的切换，且挂P挡，在第一位置时，发动机停机，在第二位置时，发动机处于怠速状态且带动发电机发电。通过不断地循环测试，以验证动力系统及相关部件的耐久性。
通过该试验，可以提前验证出频繁启动停机导致的动力总成磨损、发动机燃烧不良、动力总成悬置抗疲劳强度等多种失效模式。
附图说明
图1是本发明实施例1提出的混合动力总成启动停机耐久验证方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
由于混合动力汽车中，发动机的工作特点为频繁启停，多工作于燃烧效率最高的状态。而发动机在启动时的振动大于平稳工况下的振动，因而混合动力汽车上的动力总成悬置也容易因受到发动机启停频繁的影响而失效，为此，本申请设计了如下方案以解决混合动力系统启动停机耐久性的试验。
实施例1，
请参照图1，本发明提出了一种混合动力总成启动停机耐久验证方法，其中，包括以下步骤，
S1，将待测试车辆连接到试验控制台上。具体实施时，由于混合动力系统的发动机在启动时的振动大于平稳工况下的振动，发动机启停频繁，极大地影响有关联部件，如动力总成悬置、发电机等。因此，本方法通过在整车上进行以实现对于相关联部件的耐久性进行检测。实施时，通过试验控制台来实现对于车辆的控制和监测。具体地，对于车辆的油门踏板的位置可通过控制台来进行控制，对于压杆检测的信号，如进气歧管压力信号等。
S2，车辆设置为P挡，控制油门踏板由第一位置增加到第二位置，以触发怠速发电状态。具体实施时，车辆设置为P挡，使启动后的发动机处于怠速状态，试验过程中，只需要将发动机启动至怠速状态即可。在实际使用时为了保试验时的安全性，可以将车辆的四个车轮悬空。其中，第二位置为怠速情况下，能够使汽车进入怠速发电的油门开度。具体应当不小于60％，可以为70％到90％，具体地，如，可以设置为75％、80％、85％等。具体实施时，第二位置可由实际调试来确认。即，在试验之前，先通过调试确认第二位置对应的油门开度。较佳地，优选80％油门开度位置。第一位置为对应油门开度为0％的位置。
具体实施时，为了判断发动机是否已经成功启动，本实施例通过获取进气歧管压力信号来实现对于发动机是否开启的判断。具体地，S3，获取进气歧管压力信号，并记录。
S4，控制油门踏板由第二位置减小到第一位置，以退出怠速发电状态。具体实施时，通过控制油门踏板来实现对于是否退出怠速发电状态。以此来实现停机。
S5，停机持续设定时长；具体实施时，设定时长为8秒，且所述步骤S2和步骤S3用时为4秒。即一个启停循环设定为12秒，之所以设置8秒钟的停机时长，是为了对发动机进行冷却，以尽可能少地避免两次循环间的影响。具体实施时，该设定时长以油门收到第一位置开始起算。具体实施时，一个启停循环的时长可以设置为9到24秒，具体地，可以为12秒、15秒、18秒、21秒等。考虑到试验总时长及单个循环内的停机时长，本实施例中优选12秒。
S6，重复步骤S2到步骤S5不少于30万次。对于循环次数的设计，应当能够基本等同于整车的设计寿命。具体实施时，循环次数可以为30万到60万次，如，可以是35万次，40万次、45万次、50万次、55万次等。考虑到试验总时长，以40万次为佳。
在具体实施时，为了对发动机的启动是否符合耐久性要求，即，在启停试验后，发动机还能否启动，本方法还包括以下步骤，
S7，获取记录的所有进气歧管压力信号；具体地，所述进气歧管压力信号可以是进气歧管的压力、也可以是进气歧管中压力传感器的输出电压。
S8，根据进气歧管压力信号判断未成功启动的次数；具体实施时，在怠速状态与停机状态下，进气歧管的压力不相等，对于自然吸气的发动机而言，进气歧管的压力不同，在发动机停机时，进气歧管的压力与环境压力相等，基本等于一个标准大气压，对应的压力传感器输出电压为3.8V，怠速发电时，进气歧管为负压50kpa，对应的压力传感器输出电压为1.9V。因此，在实施时，即可以通过进气歧管的压力来判断，也可以通过压力传感器的电压来判断。
实施时，当通过压力来判断时，判断进气歧管压力信号是否大于设定压力值，若是，则启动不成功，若否，则启动成功。在具体实施时，设定压力值应当介于怠速状态对应的进气歧管压力与停机状态下的进气歧管压力之间。以取二者的平均值为较佳。
当通过电压来判断时，获取对应的传感器输输出电压，判断进气歧管压力传感器输出电压是否大于设定电压值，若是，则启动成功，若否，则启动不成功。具体实施时，该设定值应当设置为怠机状态下进气歧管中压力传感器输出电压与停机状态下进气歧管中压力传感器输出电压之间的数值，以二者的平均数为佳。如，2.85V。当然，也可以是2.2到3.5之间的任一数值，如，可以是2.3V、2.4V、2.5V、2.6V、2.7V、2.8V、2.9V、3.0V、3.1V、3.2V、3.3V、3.4V等。
通过上述判断后，容易得到在至少30万次循环中，未发动机成功启动的总次数。
S9，判断未成功启动的次数是否达到设定值，若是，则发动机启动的耐久性不合格，若否，则发动机启停的耐久性合格。具体实施时，发动机未成功启动的次数可以设计为总次数的1％，如，在40万次循环中，若有超过4000次未成功启动，则认为发动机启停的耐久性不合格。
实施过程中，由于混合动力汽车中的发动机启动时振动较大，频繁的启动和停机还会影响动力总成悬置。为了判断动力总成悬置、发动机等部件的故障，实施过程还包括，在测试时，实时监测发动机、动力总成悬置是否存在异响。具体地，异响可以由试验人员来判断。
为了充分判断相关部件的耐久性，还包括在试验结束后，此处所指的试验结束后，是指40万的循环运行结束后。对发动机、发电系统和动力总成悬置进行测试，以判断是否在失效模式。具体地，可以通过对发动机、动力总成悬置、发电系统和动力总成悬置进行拆解，以及相关试验，以判断其是否还能正常工作。具体地，所述失效模式包括动力总成磨损、发动机燃烧不良、动力总成悬置疲劳失效和发电机故障。具体实施时，验证内容还包括但不限于发动机曲轴、连杆、电机输出轴等零部件的可靠性。
对于混合动力汽车，发动机是否进入怠速充电状态与电池SOC这一参数也有关系。为了保证试验的正常进行，在测试过程中，车辆动力电池的SOC应保持在50％到70％之间。在试验前，将电池SOC控制在60％，通过将设定时长为8秒，将所述步骤S2和步骤S3用时设置为4秒，可以保证电池SOC在整个试验过程中基本保持在50％到70％之间。
在具体地时，还可以对是否能够正常停机进行检测，实施时，在每个循环的步骤S5中，即持续停机时，检测进气歧管压力，根据检测到的进气歧管压力来判断是否已经成功停机，实施时，当通过压力来判断时，判断步骤S5过程中获取的进气歧管压力信号是否大于设定压力值，若是，则停机成功，若否，则停机不成功。在具体实施时，设定压力值应当介于怠速状态对应的进气歧管压力与停机状态下的进气歧管压力之间。以取二者的平均值为较佳。该设定压力值与判断是否已经成功启动的设定压力值可以设置为相等。较佳地，用于判断是否已经停机的进气歧管压力，以在持续停机的最后三秒为佳，如此，能够保证发动机完全停机。
实施例2，
本实施例是在实施例1的基础上针对某P1+P3架构的混合动力系统进行的整车试验，相同之处不再赘述，以下仅对不同之处予以说明。
具体地，对该型的混合动力系统在整车上进行耐久试验，试验中定义了启停循环，并进行40万次重复试验。
所述定义的启停循环如下表1所示。
表1
| 时间 | 步骤 |
| 0秒 | 油门踏板踩下80％ |
| 0.6秒 | 发动机起动成功 |
| 4秒 | 油门收回到0％ |
| 5.4秒 | 发动机停机 |
| 12秒 | 一个循环结束 |
S1，将待测试车辆连接到试验控制台上。实施时，通过支撑使车辆四轮均悬空。
S2，车辆设置为P挡，控制油门踏板开度由0％增加到80％，以触发怠速发电状态。
S3，获取进气歧管压力信号，并记录；实施时，通过压力传感器的输出电压来判断发动机是否启动成功。
S4，控制油门踏板由80％开度减小到0％，以退出怠速发电状态。此时，发动机在混合动力总成自身控制系统的控制下，停机。
S5，停机持续8秒，具体地，此处指的8秒，是由油门收回到0％开始起算到下一个循环开始。发动机从完全停机到下一个循环开始的时间，一般是6.6秒。设置8秒的停机持续时间，一方面是为了让发动机各部件完全处于停机状态，如飞轮不再转动；另一方面，有一定的散热，同时还考虑到试验的总时长不宜过长。
S6，重复步骤S2到步骤S5的循环40万次。
本实施例的P1+P3混合动力总成起动停机耐久试验方法，模拟用户频繁起动停机对整个动力总成的耐久可靠性进行考核。
对CN220M HEV动力总成按照设定试验自动控制程序，使动力总成按照以上既定工况循环运行40万次循环。整个试验过程中，验证出了动力总成悬置异响、轴瓦磨损等问题，并及时对产品进行优化改进，使产品最终能通过耐久验证，顺利上市。
通过以上实施例1和实施例2，本发明通过在车辆上进行超过30万次的循环启动停机控制，通过进气歧管的压力信号来判断每次是否成功启动发动机。在测试时，将油门踏板的深度从第一位置到第二位置以及第二位置到第一位置的切换，且挂P挡，在第一位置时，发动机停机，在第二位置时，发动机处于怠速状态且带动发电机发电。通过不断地循环测试，以验证动力系统及相关部件的耐久性。
通过该试验，可以提前验证出频繁启动停机导致的动力总成磨损、发动机燃烧不良、动力总成悬置抗疲劳强度等各种失效模式。
本发明模拟频繁起动停机对动力总成可靠性的影响，只需一个简易的控制台及一辆整车就可以完成，且试验周期短，试验效果显著。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：包括以下步骤，在试验前，将电池SOC控制在60％；
S1，将待测试车辆连接到试验控制台上；
S2，车辆设置为P挡，控制油门踏板由第一位置增加到第二位置，以触发怠速发电状态；
S3，获取进气歧管压力信号，并记录；其中，所述步骤S2和步骤S3用时为4秒；
S4，控制油门踏板由第二位置减小到第一位置，以退出怠速发电状态；
S5，停机持续设定时长；检测进气歧管压力，根据检测到的进气歧管压力来判断是否已经成功停机；
S6，重复步骤S2到步骤S5不少于30万次；
S7，获取记录的所有进气歧管压力信号；
S8，根据进气歧管压力信号判断未成功启动的次数；
S9，判断未成功启动的次数是否达到设定值，若是，则发动机启动的耐久性不合格，若否，则发动机启停的耐久性合格；
在测试时，实时监测发动机、动力总成悬置是否存在异响；
测试完成后，对发动机、发电系统和动力总成悬置进行测试，以判断是否存在失效模式；所述失效模式包括动力总成磨损、发动机燃烧不良、动力总成悬置疲劳失效和发电机故障；其中，通过对发动机、发电系统和动力总成悬置进行拆解，以及相关试验，以判断其是否还能正常工作。
2.根据权利要求1所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：所述设定时长为8秒。
3.根据权利要求2所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：判断是否启动成功的方法为：
判断进气歧管压力信号是否大于设定压力值，若是，则启动不成功，若否，则启动成功。
4.根据权利要求1所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：所述第一位置为油门踏开度为0％，所述第二位置为怠速状态下能够触发发电状态对应的位置。
5.根据权利要求4所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：所述第二位置为油门踏板开度为70％到90％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力总成启动停机耐久验证方法，其特征在于：在测试过程中，车辆动力电池的SOC保持在50％到70％之间。
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