CN108106853B - 一种电子式可变气门正时***功能测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于可变气门正时***测试技术领域的电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置的驱动电机(2)与发动机曲轴(5)连接，凸轮轴转速传感器(11)与采集控制模块(9)连接，调节电机(6)与电机控制部件(8)连接，电机控制部件(8)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)与转速扭矩传感器(10)连接，驱动电机(2)与采集控制模块(9)连接，本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置及性能测试方法，能够准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时实际工况，以评判正时***产品性能，有助于性能优化。

Description

一种电子式可变气门正时***功能测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于可变气门正时***的测试技术领域，更具体地说，是涉及一种电子式可变气门正时***功能测试装置。

背景技术

可变气门正时***(VVT)可对发动机进/排气门的开闭实现定时控制，提高发动机输出扭矩和功率，提高燃油经济性，有效降低排放。但是传统液压式相位调节器需要在建立一定的解锁油压后才能对发动机气门正时进行调节，意味着发动机在怠速或极低温情况下，液压式VVT是不工作的；传统液压式VVT***调节角度有限，通常最大调节角度在35度凸轮轴转角。电子式可变气门正时***(EVVT)产品由直流无刷电机，控制器和齿轮减速执行机构组成。电子式VVT***依靠直流电机通过齿轮箱带动凸轮轴转动，不依赖发动机的机油油压，只要供电便可参与调节，而且角度调节可自由调节，没有角度范围限制，可大幅提升发动机低转速时的响应，发动机各工况下均可实现对气门角度迅速且稳定的控制。但是，现有技术中却没有关于电子式可变气门正时***的性能测试装置，导致无法可靠快捷地对电子式可变气门正时***进行性能测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，能够准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时的实际工况，以评判电子式可变气门正时***产品性能，有助于产品性能优化，降低性能测试成本，全面满足电子式可变气门正时***批量化生产需求的电子式可变气门正时***功能测试装置。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座，所述的装置底座上设置驱动电机、发动机定位部件，发动机设置为能够固定安装在发动机定位部件上的结构，所述的驱动电机与发动机曲轴连接，发动机上还设置凸轮轴转速传感器，凸轮轴转速传感器与采集控制模块连接，调节电机与电机控制部件连接，电机控制部件与采集控制模块连接，采集控制模块与转速扭矩传感器连接，转速扭矩传感器设置为能够采集调节电机转速信号和扭矩信号的结构，驱动电机与采集控制模块连接。

所述的驱动电机通过联轴器与发动机曲轴连接，调节电机与发动机凸轮轴之间通过减速机连接，所述的转速扭矩传感器设置在减速机和调节电机之间。

所述的采集控制模块设置为能够通过转速扭矩传感器实时采集调节电机的转速信号和扭矩信号的结构，所述的采集控制模块设置为能够通过凸轮轴转速传感器实时采集发动机凸轮轴的转速信号的结构，采集控制模块设置为能够将实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块设置为能够将实时采集的发动机曲轴的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构。凸轮轴相位角度和曲轴相位角度之差，即为气门相位角度。采集控制模块中PID算法设置为能够根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差计算出调节电机的转速控制信号的结构，采集控制模块设置为能够控制调节电机进行加速或减速动作的结构。

所述的电子式可变气门正时***功能测试装置还包括发动机工作温度控制箱、温度传感器，发动机工作温度控制箱设置为能够控制发动机周围的温度在-40°～150°范围之内进行调节的结构，温度传感器与采集控制模块连接，采集控制模块设置为能够根据温度传感器反馈的温度信号修正所述的可变气门正时***的凸轮轴相位角度数值的结构。

所述的减速机为行星齿轮结构，减速机安装在发动机缸盖侧面位置，减速机的太阳轮与发动机凸轮轴固定连接，减速机的外圈上设置的带轮和发动机曲轴的曲轴轮通过正时皮带连接。

所述的发动机凸轮轴一端与减速机连接，凸轮轴转速传感器包括编码盘和霍尔传感器，发动机凸轮轴另一端设置凸轮轴转速传感器，凸轮轴转速传感器设置为能够实时采集发动机凸轮轴转速信号，且将该转速信号实时反馈给采集控制模块的结构。

所述的调节电机与电机控制部件安装在固定支架上，固定支架安装在发动机侧面，调节电机的转轴设置为能够穿过固定支架与转速扭矩传感器连接的结构。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括调节电机转速稳定性测试方法。

所述的调节电机转速稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed1 rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed1 rpm转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；2)t1时刻，采集控制模块设定调节电机的目标转速为speed2 rpm，采集控制模块实时采集调节电机的转速信号并拟合为转速曲线；3)采集控制模块根据转速曲线计算调节电机转速的稳定范围，当调节电机实际转速波动在设定目标角度数值±1％范围，表明电子式可变气门正时***中调节电机的转速处于稳定范围；4)采集控制模块再根据转速曲线计算转速稳定时间，计算调节电机的转速稳定时间公式为：调节电机的转速等于调节电机的转速开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块发出设定调节电机目标转速speed2信号的时间t1，调节电机的转速稳定时间≤100ms，表明电子式可变气门正时***中调节电机的转速稳定性符合要求，调节电机的转速稳定时间＞100ms，表明调节电机的转速稳定性不符合要求。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括发动机气门相位角度稳定性测试方法。

所述的发动机气门相位角度稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed1rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed1 rpm转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况。此工况下，凸轮轴相位角度和曲轴相位角度差值就是发动机气门相位角度，记为Angle1；2)t1时刻，采集控制模块设定发动机气门相位目标角度为Angle2，采集模块中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出电机转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。采集控制模块会实时采集凸轮轴和曲轴相位角度差值，即发动机气门相位角度，并拟合为发动机气门相位角度曲线；3)采集控制模块根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定范围，当气门相位角度波动在设定目标角度数值±1％范围内时，表明发动机气门相位角度处于稳定范围；4)采集控制模块再根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定时间，计算发动机气门相位角度稳定时间公式为：发动机气门相位角度稳定时间等于发动机气门相位角度开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块发出设定发动机气门相位角Angle2信号的时间t1，发动机气门相位角度稳定时间≤200ms，表明电子式可变气门正时***稳定性符合要求，发动机气门相位角度稳定时间＞200mS，表明电子式可变气门正时***稳定性不符合要求。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括调节电机转速响应性测试方法。

所述的调节电机转速响应性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed3rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed3转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；2)t1时刻，采集控制模块设定调节电机的目标转速为speed4rpm，采集控制模块(9)实时采集调节电机的转速信号并拟合为调节电机转速曲线；3)采集控制模块根据转速曲线计算调节电机转速上升响应时间，计算转速上升响应时间公式为：转速上升响应时间等于调节电机转速提升后第一次达到阶跃目标转速speed4 rpm的时间t2减去采集控制模块发出设定目标转速Speed4信号的时间t1，转速上升响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机的响应性符合要求，转速上升响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机的响应性不符合要求；4)t3时刻，采集控制模块设定调节电机的目标转速为speed3rpm，采集控制模块实时采集转速信号并拟合为调节电机转速曲线；5)采集控制模块根据转速曲线计算调节电机转速下降响应时间，计算转速下降响应时间公式为：转速下降响应时间等于调节电机转速下降后第一次达到阶跃目标转速speed3的时间t4减去采集控制模块发出设定目标转速Speed3信号的时间t3，转速下降响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机的响应性符合要求，转速下降响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机的响应性不符合要求。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括发动机气门相位角度响应性测试方法。

所述的发动机气门相位角度响应性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed3 rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed3rpm转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；凸轮轴和曲轴相位角度差值，即发动机气门相位角度，记为Angle3；2)t1时刻，采集控制模块设定发动机气门相位角度的目标角度为Angle4，采集模块中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出调节电机的转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。采集控制模块实时采集发动机气门相位角度的角度信号并拟合为曲线；3)采集控制模块根据角度曲线计算发动机气门相位角度上升响应时间，计算气门相位角度上升响应时间公式为：气门相位角度上升响应时间等于气门相位角度第一次达到阶跃目标角度Angle4的时间t2减去采集控制模块发出设定目标角度Angle4信号的时间t1，气门相位角度上升响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***的响应性符合要求，气门相位角度上升响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中的响应性不符合要求；4)t3时刻，采集控制模块设定发动机气门相位角度的目标角度为Angle3，采集模块中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出调节电机转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。采集控制模块实时采集发动机气门相位角度的角度信号并拟合为曲线；5)采集控制模块根据角度曲线计算发动机气门相位角度下降响应时间，发动机气门相位角度下降响应时间计算公式为：发动机气门相位角度响应时间等于发动机气门相位角度下降后第一次达到目标角度Angle3的时间t4减去采集控制模块发出设定目标角度Angle3信号的时间t3，发动机气门相位角度下降响应时间≤200mS，表明电子式可变气门正时***响应性符合要求，发动机气门相位角度下降响应时间＞200mS，表明电子式可变气门正时***响应性不符合要求。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明所述的电子式可变气门正时***功能测试装置及性能测试方法，在需要对电子式可变气门正时***进行性能测试时，先将需要测试的电子式可变气门正时***安装到发动机上，再将发动机固定到发动机定位部件上，而后将发动机的曲轴与驱动电机连接。进行性能测试时，通过采集控制模块控制驱动电机启停及驱动电机转速变化。这样，发动机曲轴在驱动电机带动下转动，曲轴通过皮带与发动机凸轮轴连接，从而在发动机曲轴转动时，发动机凸轮轴也会转动。采集控制模块实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块实时采集的发动机曲轴的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构。凸轮轴相位角度和曲轴相位角度之差，即为气门相位角度。采集模块中的PID算法会根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差，计算出调节电机的转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。在进行发动机转速稳定性和响应测试以及气门相位角度稳定性和响应测试时，驱动电机始终带动发动机转动，根据需要通过采集控制模块调节驱动电机转速，实现模拟发动机工况及电子式可变气门正时***实际工况，高效准确完成性能测试，降低性能测试成本，提高测试效率。本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置及性能测试方法，控制简单，能够准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时的实际工况，以评判电子式可变气门正时***产品性能，有助于产品性能优化，降低性能测试成本，全面满足电子式可变气门正时***批量化生产需求。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要的说明：

图1为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置的整体结构示意图；

图2为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置的局部结构示意图；

图3为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置进行调节电机转速稳定性能测试时的曲线示意图；

图4为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置进行调节电机转速响应性能测试时的曲线示意图；

图5为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置的原理图；

图6为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置进行气门相位角度稳定性能测试时的曲线示意图；

图7为本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置进行气门相位角度响应性能测试时的曲线示意图；

附图中标记分别为：1、装置底座；2、驱动电机；3、发动机定位部件；4、发动机；5、发动机曲轴；6、调节电机；7、发动机凸轮轴；8、电机控制部件；9、采集控制模块；10、转速扭矩传感器；11、凸轮轴转速传感器；12、减速机；13、发动机工作温度控制箱；14、温度传感器；15、联轴器；16、编码盘；17、霍尔传感器；18、支架联轴器。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如附图1～附图7所示，本发明为一种电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座1，所述的装置底座1上设置驱动电机2、发动机定位部件3，发动机4设置为能够固定安装在发动机定位部件3上的结构，所述的驱动电机2与发动机曲轴5连接，发动机4上还设置凸轮轴转速传感器11，凸轮轴转速传感器11与采集控制模块9连接，调节电机6与电机控制部件8连接，电机控制部件8与采集控制模块9连接，采集控制模块9与转速扭矩传感器10连接，转速扭矩传感器10设置为能够采集调节电机6转速信号和扭矩信号的结构，驱动电机2与采集控制模块9连接。

上述结构，在需要对电子式可变气门正时***进行性能测试时，先将需要测试的电子式可变气门正时***安装到发动机上，再将发动机固定到发动机定位部件上，而后将发动机的曲轴与驱动电机连接。进行性能测试时，通过采集控制模块9控制驱动电机启停及驱动电机转速变化。这样，发动机曲轴在驱动电机带动下转动，曲轴通过皮带与发动机凸轮轴连接，在从而在发动机曲轴转动时，发动机凸轮轴也会转动，采集控制模块9设置为能够将实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块9设置为能够将实时采集的发动机曲轴的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构。采集控制模块9中PID算法设置为能够根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差计算出调节电机6的转速控制信号的结构，采集控制模块9设置为能够控制调节电机6进行加速或减速动作的结构。上述结构，在进行发动机转速稳定性和响应测试以及气门相位角度稳定性和响应测试时，驱动电机6始终带动发动机转动，根据需要通过采集控制模块9调节驱动电机转速，实现模拟发动机工况及电子式可变气门正时***实际工况，高效准确完成性能测试，降低性能测试成本，提高测试效率。本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置，结构简单，能够准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时的实际工况，以评判电子式可变气门正时***产品性能，有助于产品性能优化，降低性能测试成本，全面满足电子式可变气门正时***批量化生产需求。

所述的驱动电机2通过联轴器15与发动机曲轴5连接，调节电机6与发动机凸轮轴7之间通过减速机12连接，所述的转速扭矩传感器10设置在减速机12和调节电机6之间。上述结构，联轴器实现驱动电机与发动机曲轴的柔性连接，从而实现驱动动力传递，确保发动机可靠启停及转动。而减速机的设置，在采集控制模块9控制调节电机6转动而带动凸轮轴限位变化时，将调节电机6的高转速降为低转速，满足调节电机6调节凸轮轴相位变化的实际需求，方便可靠完成性能测试。

所述的采集控制模块9设置为能够通过转速扭矩传感器10实时采集调节电机6的转速信号和扭矩信号的结构，采集控制模块9设置为能够通过凸轮轴转速传感器11实时采集发动机凸轮轴7的转速信号的结构。采集控制模块9设置为能够将实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块9设置为能够将实时采集的发动机曲轴5的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构。凸轮轴相位角度和曲轴相位角度之差，即为气门相位角度。采集模块9中的PID算法设置为能够根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差，计算出调节电机6的转速控制信号，使调节电机6进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。采集控制模块9模拟发动机ECU，用于对驱动电机和调节电机6控制，在驱动电机带动发动机转动时，可变气门正时***能够有效模拟发动机工况进行性能测试。

所述的电子式可变气门正时***功能测试装置还包括发动机工作温度控制箱13、温度传感器14，发动机工作温度控制箱13设置为能够控制发动机周围的温度在-40°-150°范围之内进行调节的结构，温度传感器14与采集控制模块9连接，采集控制模块9设置为能够根据温度传感器14反馈的温度信号修正所述的可变气门正时***的凸轮轴相位角度数值的结构。上述结构，在进行性能测试时，为了模拟发动机及电子式可变气门正时***在不同温度状况下工作，设置发动机工作温度控制箱13，将调节电机6与电机控制部件8位于发动机工作温度控制箱13内，而温度传感器实时监测发动机工作温度控制箱13内的温度信号，并将温度信号传递给采集控制模块9，从而作为采集控制模块9调节调节电机6转动角度及转动方向的修正数值，从而实现试验环境温度闭环控制，提高电子式可变气门正时***性能测试精确度。

所述的减速机12为行星齿轮结构，减速机12安装在发动机4缸盖侧面位置，减速机12的太阳轮与发动机凸轮轴7固定连接，减速机12的外圈上设置的带轮和发动机曲轴5的曲轴轮通过正时皮带连接。上述结构，减速机能够有效将调节电机6的高转速降为低转速，提高输出扭矩，满足调节电机6调节凸轮轴相位变化的实际需求。而减速机12为行星齿轮结构动力传递平稳。

所述的发动机凸轮轴7一端与减速机12连接，凸轮轴转速传感器11包括编码盘16和霍尔传感器17，发动机凸轮轴7另一端设置凸轮轴转速传感器11，凸轮轴转速传感器11设置为能够实时采集发动机凸轮轴7转速信号，且将该转速信号实时反馈给采集控制模块9的结构。这样，驱动电机带动发动机的发动机曲轴转动时，采集控制模块9实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度。采集控制模块9中的PID算法设置为能够根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差，计算出调节电机的转速控制信号，使调节电机6进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内

所述的调节电机6与电机控制部件8安装在固定支架上，固定支架安装在发动机4侧面，调节电机6的转轴设置为能够穿过固定支架与转速扭矩传感器10连接的结构。

本发明还涉及一种步骤简单，能准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时的实际工况，以评判电子式可变气门正时***产品性能，有助于产品性能优化，降低电子式可变气门正时***性能测试成本，全面满足电子式可变气门正时***批量化生产需求的电子式可变气门正时***功能测试方法。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括调节电机转速稳定性测试方法。

所述的调节电机转速稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed1 rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed1 rpm转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；2)t1时刻，采集控制模块设定调节电机的目标转速为speed2 rpm，采集控制模块实时采集调节电机的转速信号并拟合为转速曲线；3)采集控制模块根据转速曲线计算调节电机转速的稳定范围，当调节电机实际转速波动在设定目标角度数值±1％范围，表明电子式可变气门正时***中调节电机的转速处于稳定范围，采集控制模块再根据转速曲线计算转速稳定时间，计算调节电机的转速稳定时间公式为：调节电机的转速等于调节电机的转速开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块发出设定调节电机目标转速speed2信号的时间t1，调节电机的转速稳定时间≤100ms，表明电子式可变气门正时***中调节电机的转速稳定性符合要求，调节电机的转速稳定时间＞100ms，表明调节电机的转速稳定性不符合要求。

本发明涉及一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括发动机气门相位角度稳定性测试方法。

所述的发动机气门相位角度稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块设定驱动电机的初始转速为speed1rpm，驱动电机带动发动机，减速机和调节电机以speed1 rpm转动，目的是模拟发动机点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况。此工况下，凸轮轴相位角度和曲轴相位角度差值就是发动机气门相位角度，记为Angle1；2)t1时刻，采集控制模块设定发动机气门相位目标角度为Angle2，采集模块中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出电机转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。采集控制模块会实时采集凸轮轴和曲轴相位角度差值，即发动机气门相位角度，并拟合为发动机气门相位角度曲线；3)采集控制模块根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定范围，当气门相位角度波动在设定目标角度数值±1％范围内时，表明发动机气门相位角度处于稳定范围；4)采集控制模块再根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定时间，计算发动机气门相位角度稳定时间公式为：发动机气门相位角度稳定时间等于发动机气门相位角度开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块发出设定发动机气门相位角Angle2信号的时间t1，发动机气门相位角度稳定时间≤200ms，表明电子式可变气门正时***稳定性符合要求，发动机气门相位角度稳定时间＞200mS，表明电子式可变气门正时***稳定性不符合要求。

本发明所述的电子式可变气门正时***功能测试装置及性能测试方法，在需要对电子式可变气门正时***进行性能测试时，先将需要测试的电子式可变气门正时***安装到发动机上，再将发动机固定到发动机定位部件上，而后将发动机的曲轴与驱动电机连接。进行性能测试时，通过采集控制模块控制驱动电机启停及驱动电机转速变化。这样，发动机曲轴在驱动电机带动下转动，曲轴通过皮带与发动机凸轮轴连接，从而在发动机曲轴转动时，发动机凸轮轴也会转动。采集控制模块实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块实时采集的发动机曲轴的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构。凸轮轴相位角度和曲轴相位角度之差，即为气门相位角度。采集模块中的PID算法会根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差，计算出调节电机的转速控制信号，使调节电机进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内。在进行发动机转速稳定性和响应测试以及气门相位角度稳定性和响应测试时，驱动电机始终带动发动机转动，根据需要通过采集控制模块调节驱动电机转速，实现模拟发动机工况及电子式可变气门正时***实际工况，高效准确完成性能测试，降低性能测试成本，提高测试效率。本发明的电子式可变气门正时***功能测试装置及性能测试方法，控制简单，能够准确快捷模拟电子式可变气门正时***使用在发动机时的实际工况，以评判电子式可变气门正时***产品性能，有助于产品性能优化，降低性能测试成本，全面满足电子式可变气门正时***批量化生产需求。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法采用电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座(1)，所述的装置底座(1)上设置驱动电机(2)、发动机定位部件(3)，发动机(4)设置为能够固定安装在发动机定位部件(3)上的结构，所述的驱动电机(2)与发动机曲轴(5)连接，发动机(4)上还设置凸轮轴转速传感器(11)，凸轮轴转速传感器(11)与采集控制模块(9)连接，调节电机(6)与电机控制部件(8)连接，所述的电机控制部件(8)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)与转速扭矩传感器(10)连接，转速扭矩传感器(10)设置为能够采集调节电机(6)转速信号和扭矩信号的结构，所述的驱动电机(2)与采集控制模块(9)连接；

其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括调节电机转速稳定性测试方法，所述的调节电机转速稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块(9)设定驱动电机(2)的初始转速为speed1rpm，驱动电机(2)带动发动机(4)，减速机(12)和调节电机(6)以speed1rpm转动，目的是模拟发动机(4)点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；2)t1时刻，采集控制模块(9)设定调节电机(6)的目标转速为speed2rpm，采集控制模块(9)实时采集调节电机(6)的转速信号并拟合为转速曲线；3)采集控制模块(9)根据转速曲线计算调节电机(6)转速的稳定范围，当调节电机(6)实际转速波动在设定目标角度数值±1％范围，表明电子式可变气门正时***中调节电机的转速处于稳定范围；4)采集控制模块(9)再根据转速曲线计算转速稳定时间，计算调节电机的转速稳定时间公式为：调节电机的转速等于调节电机的转速开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块(9)发出设定调节电机(6)目标转速speed2信号的时间t1，调节电机(6)的转速稳定时间≤100ms，表明电子式可变气门正时***中调节电机(6)的转速稳定性符合要求，调节电机(6)的转速稳定时间＞100ms，表明调节电机(6)的转速稳定性不符合要求。

2.一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法采用电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座(1)，所述的装置底座(1)上设置驱动电机(2)、发动机定位部件(3)，发动机(4)设置为能够固定安装在发动机定位部件(3)上的结构，所述的驱动电机(2)与发动机曲轴(5)连接，发动机(4)上还设置凸轮轴转速传感器(11)，凸轮轴转速传感器(11)与采集控制模块(9)连接，调节电机(6)与电机控制部件(8)连接，所述的电机控制部件(8)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)与转速扭矩传感器(10)连接，转速扭矩传感器(10)设置为能够采集调节电机(6)转速信号和扭矩信号的结构，所述的驱动电机(2)与采集控制模块(9)连接；

其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括发动机气门相位角度稳定性测试方法，所述的发动机气门相位角度稳定性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块(9)设定驱动电机(2)的初始转速为speed1rpm，驱动电机(2)带动发动机(4)转动，减速机(12)和调节电机(6)以speed1rpm转动，目的是模拟发动机(4)点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；此工况下，凸轮轴相位角度和曲轴相位角度差值就是发动机气门相位角度，记为Angle1；2)t1时刻，采集控制模块(9)设定发动机气门相位目标角度为Angle2，采集模块(9)中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出电机转速控制信号，使调节电机(6)进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内，采集控制模块(9)会实时采集凸轮轴和曲轴相位角度差值，即发动机气门相位角度，并拟合为发动机气门相位角度曲线；3)采集控制模块(9)根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定范围，当气门相位角度波动在设定目标角度数值±1％范围内时，表明发动机气门相位角度处于稳定范围；4)采集控制模块(9)再根据发动机气门相位角度曲线计算气门相位角度的稳定时间，计算发动机气门相位角度稳定时间公式为：发动机气门相位角度稳定时间等于发动机气门相位角度开始处于稳定范围的时间t5减去采集控制模块(9)发出设定发动机气门相位角Angle2信号的时间t1，发动机气门相位角度稳定时间≤200ms，表明电子式可变气门正时***稳定性符合要求，发动机气门相位角度稳定时间＞200mS，表明电子式可变气门正时***稳定性不符合要求。

3.一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法采用电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座(1)，所述的装置底座(1)上设置驱动电机(2)、发动机定位部件(3)，发动机(4)设置为能够固定安装在发动机定位部件(3)上的结构，所述的驱动电机(2)与发动机曲轴(5)连接，发动机(4)上还设置凸轮轴转速传感器(11)，凸轮轴转速传感器(11)与采集控制模块(9)连接，调节电机(6)与电机控制部件(8)连接，所述的电机控制部件(8)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)与转速扭矩传感器(10)连接，转速扭矩传感器(10)设置为能够采集调节电机(6)转速信号和扭矩信号的结构，所述的驱动电机(2)与采集控制模块(9)连接；

其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括调节电机转速响应性测试方法，所述的调节电机转速响应性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块(9)设定驱动电机(2)的初始转速为speed3rpm，驱动电机(2)带动发动机(4)，减速机(12)和调节电机(6)以speed3转动，目的是模拟发动机(4)点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；2)t1时刻，采集控制模块(9)设定调节电机(6)的目标转速为speed4rpm，采集控制模块(9)实时采集调节电机(6)的转速信号并拟合为调节电机(6)转速曲线；3)采集控制模块(9)根据转速曲线计算调节电机(6)转速上升响应时间，计算转速上升响应时间公式为：转速上升响应时间等于调节电机(6)转速提升后第一次达到阶跃目标转速speed4rpm的时间t2减去采集控制模块(9)发出设定目标转速Speed4信号的时间t1，转速上升响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机(6)的响应性符合要求，转速上升响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机(6)的响应性不符合要求；4)t3时刻，采集控制模块(9)设定调节电机(6)的目标转速为speed3rpm，采集控制模块(9)实时采集转速信号并拟合为调节电机(6)转速曲线；5)采集控制模块(9)根据转速曲线计算调节电机(6)转速下降响应时间，计算转速下降响应时间公式为：转速下降响应时间等于调节电机(6)转速下降后第一次达到阶跃目标转速speed3的时间t4减去采集控制模块(9)发出设定目标转速Speed3信号的时间t3，转速下降响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机(6)的响应性符合要求，转速下降响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中调节电机(6)的响应性不符合要求。

4.一种电子式可变气门正时***功能测试方法，所述的电子式可变气门正时***功能测试方法采用电子式可变气门正时***功能测试装置，所述的电子式可变气门正时***功能测试装置包括装置底座(1)，所述的装置底座(1)上设置驱动电机(2)、发动机定位部件(3)，发动机(4)设置为能够固定安装在发动机定位部件(3)上的结构，所述的驱动电机(2)与发动机曲轴(5)连接，发动机(4)上还设置凸轮轴转速传感器(11)，凸轮轴转速传感器(11)与采集控制模块(9)连接，调节电机(6)与电机控制部件(8)连接，所述的电机控制部件(8)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)与转速扭矩传感器(10)连接，转速扭矩传感器(10)设置为能够采集调节电机(6)转速信号和扭矩信号的结构，所述的驱动电机(2)与采集控制模块(9)连接；

其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试方法包括发动机气门相位角度响应性测试方法，所述的发动机气门相位角度响应性测试方法的测试步骤为：1)采集控制模块(9)设定驱动电机(2)的初始转速为speed3rpm，驱动电机(2)带动发动机(4)，减速机(12)和调节电机(6)以speed3rpm转动，目的是模拟发动机(4)点火后，电子式可变气门正时***不主动转动而被拖动的工况；凸轮轴和曲轴相位角度差值，即发动机气门相位角度，记为Angle3；2)t1时刻，采集控制模块(9)设定发动机气门相位角度的目标角度为Angle4，采集模块(9)中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出调节电机(6)的转速控制信号，使调节电机(6)进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内，采集控制模块(9)实时采集发动机气门相位角度的角度信号并拟合为曲线；3)采集控制模块(9)根据角度曲线计算发动机气门相位角度上升响应时间，计算气门相位角度上升响应时间公式为：气门相位角度上升响应时间等于气门相位角度第一次达到阶跃目标角度Angle4的时间t2减去采集控制模块(9)发出设定目标角度Angle4信号的时间t1，气门相位角度上升响应时间≤100mS，表明电子式可变气门正时***的响应性符合要求，气门相位角度上升响应时间＞100mS，表明电子式可变气门正时***中的响应性不符合要求；4)t3时刻，采集控制模块(9)设定发动机气门相位角度的目标角度为Angle3，采集模块(9)中PID算法会根据气门相位目标角度和实际角度的偏差，计算出调节电机(6)转速控制信号，使调节电机(6)进行加速或减速动作，最终实现气门相位角度稳定于设定值允许的波动范围内，采集控制模块(9)实时采集发动机气门相位角度的角度信号并拟合为曲线；5)采集控制模块(9)根据角度曲线计算发动机气门相位角度下降响应时间，发动机气门相位角度下降响应时间计算公式为：发动机气门相位角度响应时间等于发动机气门相位角度下降后第一次达到目标角度Angle3的时间t4减去采集控制模块(9)发出设定目标角度Angle3信号的时间t3，发动机气门相位角度下降响应时间≤200mS，表明电子式可变气门正时***响应性符合要求，发动机气门相位角度下降响应时间＞200mS，表明电子式可变气门正时***响应性不符合要求。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电子式可变气门正时***功能测试方法，其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试装置的驱动电机(2)通过联轴器(15)与发动机曲轴(5)连接，调节电机(6)与发动机凸轮轴(7)之间通过减速机(12)连接，所述的转速扭矩传感器(10)设置在减速机(12)和调节电机(6)之间，所述的减速机(12)为行星齿轮结构，减速机(12)安装在发动机(4)缸盖侧面位置，减速机(12)的太阳轮与发动机凸轮轴(7)固定连接，减速机(12)的外圈上设置的带轮和发动机曲轴(5)的曲轴轮通过正时皮带连接。

6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电子式可变气门正时***功能测试方法，其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试装置的采集控制模块(9)设置为能够通过转速扭矩传感器(10)实时采集调节电机(6)的转速信号和扭矩信号的结构，所述的采集控制模块(9)设置为能够通过凸轮轴转速传感器(11)实时采集发动机凸轮轴(7)的转速信号的结构，采集控制模块(9)设置为能够将实时采集的发动机凸轮轴的转速信号换算转化为凸轮轴相位角度数值的结构，采集控制模块(9)设置为能够将实时采集的发动机曲轴的转速信号换算转化曲轴相位角度数值的结构，采集控制模块(9)中PID算法设置为能够根据气门相位目标角度和气门实际角度的偏差计算出调节电机(6)的转速控制信号的结构，采集控制模块(9)设置为能够控制调节电机(6)进行加速或减速动作的结构。

7.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电子式可变气门正时***功能测试方法，其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试装置还包括发动机工作温度控制箱(13)、温度传感器(14)，发动机工作温度控制箱(13)设置为能够控制发动机周围的温度在-40°～150°范围之内进行调节的结构，温度传感器(14)与采集控制模块(9)连接，采集控制模块(9)设置为能够根据温度传感器(14)反馈的温度信号修正所述的可变气门正时***的凸轮轴相位角度数值的结构。

8.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电子式可变气门正时***功能测试方法，其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试装置的发动机凸轮轴(7)一端与减速机(12)连接，凸轮轴转速传感器(11)包括编码盘(16)和霍尔传感器(17)，发动机凸轮轴(7)另一端设置凸轮轴转速传感器(11)，凸轮轴转速传感器(11)设置为能够实时采集发动机凸轮轴(7)转速信号，且将该转速信号实时反馈给采集控制模块(9)的结构。

9.根据权利要求1-4任一权利要求所述的电子式可变气门正时***功能测试方法，其特征在于：所述的电子式可变气门正时***功能测试装置的调节电机(6)与电机控制部件(8)安装在固定支架上，固定支架安装在发动机(4)侧面，调节电机(6)的转轴设置为能够穿过固定支架与转速扭矩传感器(10)连接的结构。