车辆工程技术
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1 引言
道路路谱试验是汽车开发过程中不可或缺的重要阶段，它包括在高速公路、普通路面、恶劣道路以及各种特殊路面上的测试，是一种检验汽车性能的有效手段。汽车道路模拟试验具有不受天气条件制约、试验周期短、试验结果精度高、重复性和可控性好等优点，有利于提高产品研发质量和效率，因此该试验技术在汽车工程界越来越受重视。近年来，许多学者已在轿车和轻型汽车的道路模拟试验方面开展了相关研究[1-3]，有关重型汽车的道路激励模拟试验研究较少。
开展变速器室内道路模拟试验可以考核变速器在各种道路激励下（基于时历程的振动激励信号）相关部件的可靠性，从而反应出常规试验所反应不出来的设计缺陷。道路信号就是车辆在实际道路上行驶时的随机振动响应，可通过传感器来测量，该试验的原理为：根据引起变速器疲劳损伤的主要因素，选定汽车行驶路面，采集汽车在各种道路行驶过程中变速器相关位置的振动响应信号，通过对所采信号的编辑和加速处理，获得汽车在行驶过程中的变速器所受到的道路谱（道路信号）之后，将变速器置于室内振动台上进
行迭代，通过迭代逐渐修正初始驱动信号，从而得到模拟路面行驶所需的高精度目标驱动信号，最终使得变速器在振动台上的振动与实车上路行驶的振动响应一致，进而在室内考核变速器在实际道路上各零部件的可靠性。
2 变速器路谱模拟试验方案
主要试验目的是在试验台架可控制频带范围内，模拟道路激励对被变速器的影响，并保证试验台在这些工况下具备足够的寿命要求。目前变速器在实际使用过程中由道路激励引起的失效形式主要有以下几方面：（1）离合器壳体辅助支撑断裂；（2）后盖壳体断裂；（3）连接件或紧固件松动；（4）高压容器、电磁阀、散热器等失效问题。而以上失效的主要原因都是由于路面激励或发动机扭矩激励引起的波基于振动台的变速器路谱模拟方案设计
薛 亮1，黄 森2
（1.陕西法士汽车传动工程研究院，西安 710119;2.陕汽集团技术中心，西安 710200）
摘 要：室内台架道路模拟试验不仅能消除气候等因素的影响，而且能有效缩短试验周期、精度高、可控性好，是汽车可靠性试验今后发展的趋势，本文设计了重型汽车变速器室内道路试验的试验方案，通过该方案在振动台上再现道路激励对变速器的影响，依此为基础开展变速器在道路随机振动环境下的可靠性研究，对提高变速器研发质量提供指导。关键词：
变速器；路谱；振动台；迭代
图1 发动机以及变速器在整车车架上的布置示意图
动循环应力造成。 为了提高变速器道路模拟试验与实际道路试验条件的相关性要注意以下几个重要关键点: （1）道路模拟疲劳
试验所用的路谱是否具有一定的代表性，也就是说是否能反映司机的驾驶习惯和行驶的道路的实际情况；
（2）道路模拟试验台是否能模拟出变速器或零部件某种受力情况以达到关键点疲劳损伤等同于道路上的累积损伤，只有正确的模拟出边界条件才能保证试验的正确性[4]；
（3）选择合适的传感器，特别是传感器的量程，量程过大打会导致获取的实际信号信噪比差，影响试验精度和试验的正确性； （4）选择合适的车速，一般要求50km/h，正式试验时车速不能太低，车速过低会导致采集到的随机振动信号振动能量过小，加大迭代难度，同时过小的随机振动信号对变速器的疲劳损伤贡献小，很难用这种信号模拟真实情况；
（5）试验方案的评价，试验方案的好坏最终反应在迭代误差上，好的方案在迭代容易收敛并有较高的迭代精度，这里的迭代误差指的是路谱的时域目标信号与在振动台上获取的响应信号之差的均方根与目标信号均方根的比值，对于重型汽车，当迭代误差<15%时即可终止迭代，用RMS ERROR 作为迭代误差评价指标，要求高一点的迭代可将限值设为10%。
变速器在振动台上的路谱试验的方案设计如图1－图
5。
图2 变速器道路模拟台架布置
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图5 振动测点的在车上布置(图中以黑方块示意振动传感器
)
图6 系统识别计算流程
图
7 目标信号的迭代流程
图4 变速器在试验台上的布置
图2中的布置要尽量与变速器在图1中的布置状态一致，确保能模拟出与实际一致的边界条件。
变速器在试验台上布置见图2和图3，该方案的振动测点均布置在变速器上（即处于悬置和减振环节的末端）如图3中测点B，实车上变速器离合器壳与车架间原有的橡胶减振垫在试验台上并不存在，若是振动测点放在车架上的A 点位置，那么试验台上中间的橡胶减振垫不能去除，应与车上状态保持一致。
变速器在振动台面上得实景布置如图4所示，台面上液压作动缸用于给变速器施加输入扭矩，变速器通过支架振动台台面连接，振动传感器的布置如图5
所示。
图3 变速器在试验台上的连接
将三向振动传感器布置在刚度较大的地方，传感器若布置在刚度较小的地方，信号容易受变速器的局部振动的影响，同时各个传感器要尽量分散布置，传感器之间间距太小不太容易反应整个变速器的运
动姿态，布置好传感器按照选择的特殊路段，典型的有蛇形卵石路、搓板路、共振路、井盖路、坑洼路、长波路、路面接缝路、砾石路、石块路、砂石路等十余种，然后获取期望得到的道路谱信号。
3 路谱迭代流程
在处理得到期望的道路谱信号之后，将变速器置于室内振动台上，特别注意在室内进行试验时各振动测点的位置要与车上的位置保持一致，然后借
助于振动台系统辨识模块对包括变速器与振动台在内的整个系统进行辨识，即用白粉红噪声作为激励识别整个系统
[5-6]
（变速器＋振动台＋所有支撑变速器用的夹具）的频
响函数FRF，再经多次迭代到目标响应信号对应的目标驱动信号， （下转第94页）
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5G时代正在加速到来，随着5G、物联网及云计算等技术联合，“车联网”时代即将开启。“车联网”实现车与车、车与路之间的实时信息交互，传输彼此的位置、速度、行驶路径，避免交通拥堵，还可以为城市交通规划者提供预测模型。对于公共交通，5G可以帮助减少乘客等待时间，优化公交车库存，提供实时更新的乘客信息、车辆信息，甚至支持动态公交路线；“车联网”智慧交通将帮助实现车型分类，根据路段运载能力安排车辆形式路线，支持智能交通管理。
另一方面，如同目前2G/3G/4G通信技术依然并存一样，任何技术的更新换代，都不可能一蹴而就。在可预见的将来，“智能”车辆与“非智能”车辆长期并存的状态，将是一个长期存在的客观事实。“非智能”车辆的存在不可避免的成为智能交通系统的非可控因素。基于大数据的视频结构化技术与车联网技术深度融合，将路面所有人、车、物“实时数据化”，赋能智能交通规划、车辆编排行驶、远程驾驶、自动驾驶，构筑未来超级智能城市中的智能交通生态系统，所有城市部件数据实时化将成为未来智能交通时代的标准场景。5 结束语
近年来人工智能飞速进步，进而极大提升了计算机视觉识别技术。本文从现状出发，结合大数据技术对违法智能识别、车辆检索、布控查缉、人口流动、应急预警、公共服务等应用为一体的综合智能交通应用进行了研究。同时展望上述智能应用及与即将到来的5G车联网时代的深度融合前景。
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[4]大数据下的智能交通数据共享与处理模型[J].信息技术,2015(12).
（上接第96页）
环境信息进行更加快捷地获取。同时，相对于其他激光雷达而言，其在对特殊区域扫描时，能够更加快速、灵活地获取信息，具有独特的优越性。
4 结束语
综合上述分析来看，Robot Eye RE05激光雷达在进行环境扫描时，相对于其他单线型激光雷达具有更大的优势，其灵活性较好，扫描精度较高，并且可以根据扫描的需要，对扫描模式进行灵活地切换，极大地方便了环境信息扫描需要。同时，在对Robot Eye RE05激光雷达应用时，能够自由的进行扫描速度调整，使该型号的雷达在不同环境下进行环境扫描，并且其分辨率可以得到较好的保证，对扫描区域信息进行有效获取。同时，对比其他传感器，Robot Eye RE05激光雷达能够灵活地进行数据搜集，并且可以在各种复杂的三维空间中进行信息扫描、目标识别以及跟踪等任务。因此，在进行环境扫描过程中，要注重对Robot Eye RE05激光雷达的优势进行把握，从而提升扫描的效率和精确性，以满足实际工作需要。
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（上接第109页）
便可实现室内的可靠性耐久实验，系统辨识的具体试验流程如图6所示，获取驱动信号的流程如图7所示，最终根据获取的驱动信号进行重放模式对变速器进行室内路谱模拟。
4 小结
本文提出了变速器室内路谱模拟的试验方案，论述了变速器路谱模拟的基本思路，为开展变速器室内的路谱模拟试验提供必要信息和指导。
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作者简介：薛亮（1986-），男，江苏江都人，工学学士，工程师，主要从事重型变速器测试工作。
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