Automotive transmission testing
        Citation for published version (APA):
        Scheepers, B. T. M. (2002). Automotive transmission testing: a new concept. (DCT rapporten; Vol. 2002.018).
        Technische Universiteit Eindhoven.
        Document status and date:
        Published: 01/01/2002
        Document Version:
        Publisher’s PDF, also known as Version of Record (includes final page, issue and volume numbers)
        Please check the document version of this publication:
        • A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be
        important differences between the submitted version and the official published version of record. People
        interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the
        DOI to the publisher's website.
        • The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.
        • The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page
        numbers.
        Link to publication
        General rights
        Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners
        and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.
                    • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.
                    • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
                    • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.
        If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please
        follow below link for the End User Agreement:
        www.tue.nl/taverne
        Take down policy
        If you believe that this document breaches copyright please contact us at:
        openaccess@tue.nl
        providing details and we will investigate your claim.
        Download date: 13. Sep. 2022
             Automotive Transmission 
              Testing, a new concept 
                Bart Scheepers 477079 
                 DCT 2002 - 18 
                  January 2002 
     Eindhoven Technical University 
     Dynamics and Control Technology 
     Automotive Engineering 
     Coaches: 
     Prof. Ir. N. J. J. Liebrand 
     Dr. Ir. W.J.A.E.M. Post 
            Summary 
           The increased demands for comfort and reliability in modern vehicles requires well-developed 
           solutions.  The characteristics of  the vehicle powertrain  are a major criteria in this regard. 
           Testing is an important part of  the transmission development. Transmission Test programs 
           can be classified into three main areas: 
               component testing: static and dynamic tests 
               testing the complete transmission on a test rig: functional tests and road simu- 
               lation tests 
              a  vehicle testing: track, road and user test 
              The basic test rig setups for testing transmission components are based on the energy flow 
           and energy loop (with or without energy modulator) process. The energy loop process is used 
           most  times because of  the energy recovery.  When testing complete transmissions only the 
           engine flow or loop (with modulator) process is used while drive and brake can be controlled 
           the best.  Test  rigs are driven by  a combustion engine or electric motor.  The combustion 
           engine is an exact copy of  the reality (the transmission is loaded exact the same way  as in 
           the vehicle) but is expensive to use.  An electric motor is much easier to use but is not able 
           to simulate the reality, mainly caused by the large rotor inertia. 
              An attempt is made to simulate the dynamic engine torque behaviour (caused by a non 
           constant  combustion and reciprocating parts)  by  using multiple electric motors in series. 
           One large low dynamic motor generates a constant torque and two small high dynamic ones 
           generate a smaller positive or negative torque.  By connecting the motors, the added torque 
           can be controlled in such way  it corresponds to the dynamic torque a combustion engine 
           generates.  When accelerating, the inertia of  all motors have to be accelerated.  While the 
           inertia-torque ratio of  the e-motors is larger than the engine's, the e-motors accelerate slower. 
           The test rig still doesn't always react the way  the combustion engine does. 
              While transmission development has to become cheaper, better and quicker, more and 
           more tests will be done on a test rig in stead of  testing transmissions in a vehicle.  Substituting 
           the vehicle test into dynamic rig tests is called "Road to Rig".  The transmission load during 
           a road / track test has to be simulated on a test rig. 
              While current available test rigs can't simulate vehicle use exactly (mainly caused by the 
           high electric motor inertia-torque ratio), a new test rig concept will be developed.  With an 
           hydromotor or an hydromotor in combination with an electric motor it might be possible to 
           simulate a combustion engine without having the disadvantages an engine has. 
                  Samenvat t ing 
                  De toegenomen eisen voor comfort en betrouwbaarheid van moderne voertuigen vereist ver- 
                  gaande ontwikkelingen.  De karakteristieken van de transmissie zijn wat dit betreft een belan- 
                  grijk criterium. Testen is een belangrijk onderdeel van de transmissie ontwikkeling. Testpro- 
                  gramma's kunnen verdeeld worden in drie hoofdcategorien: 
                        component testen: statisch en dynamisch testen 
                        testen van de complete transmissie op een testopstelling: functioneel testen en 
                        weg simulatie testen 
                      0  voertuig testen: circuit, weg and gebruikers test 
                      De drie basis testopstellingen voor het testen van transmissie onderdelen zijn gebaseerd 
                  op het energie flow en energie loop (met of  zonder energie omzetter) principe.  Het energie 
                  loop principe wordt het meest gebruikt omdat energie terug gewonnen wordt. Bij het testen 
                  van complete transmissies wordt alleen van het energie flow en energie loop (met omzetter) 
                  principe gebruik gemaakt omdat de motor en rem hierbij het best geregeld kunnen worden. 
                  Testopstellingen worden aangedreven door een elektro- of verbrandingsmotor. Een verbrand- 
                  ingsmotor is een exacte kopie van de werklijkheid (de transmissie wordt  op exact dezelfde 
                  manier belast als in het voertuig) maar is duur en lastig in gebruik. Een elektromotor is veel 
                  makkelijker in gebruik maar is geen kopie van de werkelijkheid  (vooral veroorzaakt door de 
                  grote rotor traagheid). 
                      Er is een poging gedaan om het dynamisch motor koppelverloop (niet constante verbrand- 
                  ing en op en neer gaande onderdelen) te simuleren door meerdere elektromotoren in serie aan 
                  elkaar te koppelen. Een laag dynamische motor genereert een constant koppel en twee kleine 
                  hoog dynamische motoren genereren een kleiner positief of  negatief koppel.  Het totale kop- 
                  pel kan zo  geregeld kan worden dat het  overeenkomt met  het dynamisch koppel dat door 
                  een verbrandingsmotor gegenereerd wordt.  Tijdens versnellen moeten de traagheden van alle 
                  motoren versneld worden.  Omdat de traagheid - koppel verhouding van de elektromotoren 
                  groter is  dan die van  de verbrandingsmotor versnellen  de elektromotoren langzamer.  De 
                  testopstelling reageert dus nog altijd niet op dezelfde manier als een verbrandingsmotor. 
                      Omdat transmissie ontwikkeling goedkoper, beter en sneller moet worden steeds meer tests 
                  op testopstellingen uitgevoerd in plaats van in een voertuig.  Het vervangen van voertuigtesten 
                  door dynamische tests op een testopstelling wordt "Road to Rig"  genoemd.  De transmissie 
                  belasting gedurende een weg / circuit test wordt gesimuleerd op een testopstelling. 
                      Omdat de huidige testopstellingen niet in staat zijn het gebruik van een transmissie in een 
                  voertuig te simuleren wordt een nieuw concept ontwikkeld.  Met een hydromotor of een hydro- 
                  motor in combinatie met een elektromotor is het misschien mogelijk een verbrandingsmotor 
                  te simuleren zonder de nadelen van een verbrandingsmotor en elektromotor.