专利名称：一种液力自动变速器试验台及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种液力自动变速器试验台及其控制方法。
背景技术：
随着汽车工业的发展，液力自动变速器呈现快速普及的趋势，在液力自动变速器生产完成后，装载在试验台上进行功能、性能测试和磨合试验是一个不可或缺的环节。当前液力自动变速器广泛应用在轿车等中小型底盘车辆中，且试验台设计只满足特定试验项目要求，拓展性不好，成本较高，在大功率液力自动变速器方面我国还未有工程化产品应用，其台架试验技术还属探索过程中。通过关键词“液力变速器”、“自动变速器”、“试验台” “磨合试验台”，检索了万方数据资源库、中外专利数据库服务平台、中国知识产权网上的相关专利，涉及与本专利有关的内容主要有1. “汽车变速器检测试验装置(专利申请号CN03271194. 8)”中提出了包含试验台、负载机、计算机终端工作台，参数检测装置及系统处理软件等专利特征项；2. “汽车变速器磨合试验台(CN92211290. 8)”中提出了利用电动机通过皮带传动驱动两相对安装的汽车变速器，磨合加载是通过液压泵来实现的，液压泵输出高压油驱动液压马达，液压马达与电动机一起驱动两台相对安装的汽车变速器，实现功率回收利用，可同时完成两台汽车变速器的磨合等特征；但这些专利都没有后端制动装置、自动循环测试、液压油自动加注、自动温度控制、异常紧急处理等适用于自动液力变速器检测、试验、磨合相关的装置及功能，实用性、功能性都有很大局限性和不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液力自动变速器试验台及其控制方法，以克服上述缺陷和不足。为解决上述技术问题，本发明提供一种液力自动变速器试验台，包括输入驱动系统、制动座、工况监测系统和试验控制系统，所述试验控制系统分别连接所述输入驱动系统、工况监测系统，还包括油温自动控制系统和液压油自动加注/抽放系统，所述油温自动控制系统包括油温加热装置、加热控制器和油温传感器，所述液压油自动加注/抽放系统包括储油箱、油加注/抽放装置，所述油温加热装置的一段位于所述储油箱内，另一端连接所述加热控制器，所述加热控制器连接所述试验控制系统；所述油温加注/抽放装置的输入/输出端连接被试液力自动变速器，所述油温加注/抽放装置的控制端连接所述试验控制系统，油温传感器连接所述工况监测系统。进一步的，本发明还包括输出制动系统，所述输出制动系统分别连接所述制动座和所述试验控制系统，所述制动控制器用于根据所述试验控制系统的信号控制所述制动座的动作。输出制动系统用于模拟负载，当需要变速器起步挂档操作时，通过上位机软件设置开启输出制动系统工作，限制输出轴转速升高。当起步挂档操作结束后，由软件判断自动将输出制动系统松开，不影响后续试验项目换档操作；更进一步的，为了防止故障对试验台的安全，所述试验控制系统设有第一紧急停车按钮，所述第一紧急停车按钮连接所述输入驱动系统。所述试验控制系统设有第二紧急停车按钮，所述第二紧急停车按钮连接所述被试液力自动变速器的电控单元。所述试验控制系统设有第三紧急停车按钮，所述第三紧急停车按钮同时连接所述输入驱动系统和被试液力自动变速器的电控单元。上述液力自动变速器试验台的其控制方法，包括以下步骤启动试验台；所述试验控制系统检测油温是否达到设定范围，若否，则试验控制系统启动油温自动控制系统对油加热，继续检测油温，如果油温达到设定范围，则启动液压油自动加注/抽放系统向变速器加注液压油；在所述试验控制系统的控制下进行各类试验；所述试验控制系统判断是否试验结束，如果否，则继续进行上述试验，如果结束，则启动液压油自动加注/抽放系统将变速器中的液压油抽出。进一步的技术方案是，在进入各类试验前，先判断是否为挂挡起步操作，如果否，则进入各类试验过程；如果是，则所述试验控制系统控制所述输出制动系统制动输出轴，然后判断挂挡起步操作是否完成，如果是，则进入各类试验过程，否则，继续等待输出制动系统制动。所述试验控制系统中包括人工操作试验仿真系统，用于安装设定步骤模仿人工操作，实现试验的自动化。这一方面降低人员操作强度，另一方面，克服人工操作易产生误操作的风险，提高实验台操作的安全性和可靠性。更进一步的技术方案是，在所述各类试验过程中，所述工况监测系统实时检测诊断是否出现异常，如果否，继续试验过程，如果是，则所述工况监测系统作出提示，所述试验控制系统并根据操作者所选择的第一或第二或第三紧急停车按钮，分别切断所述输入驱动系统，或关闭被试液力自动变速器的电控单元，或切断所述输入驱动系统并关闭被试液力自动变速器的电控单元。所述工况监测系统实时检测诊断扭矩仪的扭力值，如果扭力值超出当前工况下的设定阈值，则所述试验控制系统立刻切断所述输入驱动系统或关闭被试液力自动变速器的电控单元。本发明提供了变速器液压油的自动油温检测和预热，以及输出制动系统，符合液力自动变速器特点，工程应用性好，测试、试验效率高。对预定试验项目可以通过控制系统进行程序化控制，避免了由于多次试验人为操作带来的误差。本发明所述的试验台能够完成多种类、高精度的信号监测采集，通过控制系统实现对整套试验台信息的显示与诊断，当出现故障时可以有效采取紧急安全操作降低伤害事件的发生。本发明能够通用于液力自动变速器磨合试验、台架性能测试试验、台架可靠性试验等，且不再局限于轿车等中小型液力自动变速器试验范围，通用性好。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步具体说明。图1为本发明的液力自动变速器试验台的主体结构原理图。图2为本发明的液力自动变速器试验台的控制方法流程图。
具体实施例方式如图1所示，试验控制系统和工况监测系统的核心子系统集成在图示的工控机控制系统内，仪器仪表系统属于工况监测系统的外围子系统，试验控制系统和工况监测系统核心子系统在工控机控制系统内通信。输入驱动系统由驱动电机、变频器、传感器和联轴器组成，图示的“驱动电机变频器”方框代表输入驱动系统的主体调控部件，“扭矩仪”方框代表了诸多驱动转速、力矩等传感器单元。输入驱动系统的主体调控部件、传感器单元、变速器电控单元、油温自动控制系统、液压油自动加注/抽放系统，仪器仪表系统分别通过CAN总线与工控机控制系统通信连接。油温自动控制系统包括油温加热装置、加热控制器和油温传感器。液压油自动加注/抽放系统包括储油箱、油加注/抽放装置，油温加热装置的一段位于储油箱内，另一端连接加热控制器，加热控制器连接所述试验控制系统。油温加注/抽放装置的输入/输出端连接被试液力自动变速器，油温加注/抽放装置的控制端连接所述试验控制系统。油温传感器、油位检测传感器分别连接工况监测系统。依据液力自动变速器特性，试验过程中变速器油需要达到约80°C的设定温度，远远高于环境温度。传统的操作方式为在试验前，加入环境温度下的液压油，通过开启变速器工作，由自身机械结构带动液压油工作实现缓慢升温的效果。而本发明中由于采用了油温自动控制系统，试验前可根据上位机工况监测系统判断当前油温，由系统软件决定是否需要对变速器油进行加温或者降温操作，若需要升温，则系统程序控制自动开启油温控制系统对变速器油进行升温控制，当达到设定温度后，转入液压油自动加注系统工作，将已经达到设定温度的液压油根据设定用量自动加注至变速器内。油温自动控制系统与被试液力自动变速器构成循环油路。在试验过程中，保持油温自动控制系统始终处于开启状态。当传感器检测油温低于设定温度范围时，系统自动开启加热装置，使液压油流至油温自动控制系统处进行加热后回流至变速器内部；当油温高于设定温度范围时，关闭加热装置，开启散热装置，通过油温自动控制系统对液压油进行散热降温，实时调节变速器油温处于正常工作温度范围内。由于液力自动变速器存在空档带排转速的固有现象，而变速器自动换档策略中只有当输出轴几乎静止时才允许起步挂档(从空档切换至I档或倒档)。在试验台架上，由于输出轴空载，因此由于带排现象导致了输出轴转速偏高，直接影响到变速器无法起步挂档。输出制动系统，用于模拟负载，包括制动器和制动控制器，制动控制器与试验控制系统通信连接，被试液力自动变速器输出轴转速传感器连接工况监测系统。当需要变速器起步挂档操作时，通过试验控制系统设置开启输出制动系统工作，限制输出轴转速升高。当起步挂档操作结束后，由试验控制系统判断自动将输出制动系统松开，不影响后续试验项目换档操作。为了防止故障对试验台的安全，试验台设定有多处紧急停机功能，除了在试验台硬件操作台安装有“急停”按钮外，软件界面中也设定了各种紧急停机操作窗口。实际应用时，分别根据现场故障紧急程度选择不同的急停按钮。选择第一紧急停车按钮即“关闭电机”将输入驱动系统电机转速降为零；也可以选择第二紧急停车按钮，只关闭被试液力自动变速器电控单元；还可以选择第三紧急停车按钮“紧急停车”，紧急停止整套台架设备运转。此外，试验台还设有扭矩仪的扭力异常情况下的自动切断功能，即，工况监测系统实时检测诊断扭矩仪的扭力值，如果扭力值超出当前工况下的设定阈值，则所述试验控制系统立刻切断所述输入驱动系统或关闭被试液力自动变速器的电控单元。如图2所示，本发明的控制方法的主要流程如下1、启动试验台；2、检测油温是否达到设定范围，若否，则试验控制系统启动油温自动控制系统对油加热，继续检测油温，如果油温达到设定范围，则启动液压油自动加注/抽放系统向变速器加注液压油；3、判断是否为挂挡起步操作，如果否，则进入各类试验过程；如果是，则试验控制系统控制输出制动系统制动输出轴，然后判断挂挡起步操作是否完成，如果是，则进入各类试验过程，否则，继续等待输出制动系统制动。4、在试验控制系统的控制下进行各类试验；试验控制系统中包括人工操作试验仿真系统，用于安装设定步骤模仿人工操作，实现试验的自动化。这一方面降低人员操作强度，另一方面，克服人工操作易产生误操作的风险，提高实验台操作的安全性和可靠性。5、在上述各类试验过程中，工况监测系统对试验过程数据的实时记录，试验进行过程中，每隔30s记录一次数据；实时检测诊断是否出现异常，如果否，继续试验过程，如果是，则工况监测系统作出提示，试验控制系统根据操作者所选择的第一或第二或第三紧急停车按钮，分别切断输入驱动系统，或关闭被试液力自动变速器的电控单元，或切断输入驱动系统并关闭被试液力自动变速器的电控单元。6、判断是否试验结束，如果否，则继续进行上述试验，如果结束，则启动液压油自动加注/抽放系统将变速器中的液压油抽出，用于下一次试验。7、试验完成后自动生成试验报表，对被试产品合格与否进行初步判定，并对异常参数进行报告。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种液力自动变速器试验台，包括输入驱动系统、制动座、工况监测系统和试验控制系统，所述试验控制系统分别连接所述输入驱动系统、工况监测系统，其特征在于，还包括油温自动控制系统和液压油自动加注/抽放系统，所述油温自动控制系统包括油温加热装置、加热控制器和油温传感器，所述液压油自动加注/抽放系统包括储油箱、油加注/抽放装置，所述油温加热装置的一段位于所述储油箱内，另一端连接所述加热控制器，所述加热控制器连接所述试验控制系统；所述油温加注/抽放装置的输入/输出端连接被试液力自动变速器，所述油温加注/抽放装置的控制端连接所述试验控制系统，油温传感器连接所述工况监测系统。
2.根据权利要求1所述的液力自动变速器试验台，其特征在于，还包括输出制动系统， 所述输出制动系统分别连接所述制动座和所述试验控制系统。
3.根据权利要求1或2所述的液力自动变速器试验台，其特征在于，所述试验控制系统设有第一紧急停车按钮，所述第一紧急停车按钮连接所述输入驱动系统。
4.根据权利要求3所述的液力自动变速器试验台，其特征在于，所述试验控制系统设有第二紧急停车按钮，所述第二紧急停车按钮连接所述被试液力自动变速器的电控单元。
5.根据权利要求4所述的液力自动变速器试验台，其特征在于，所述试验控制系统设有第三紧急停车按钮，所述第三紧急停车按钮同时连接所述输入驱动系统和被试液力自动变速器的电控单元。
6.一种权利要求1或2所述的液力自动变速器试验台的控制方法，其特征在于，包括以下步骤启动试验台；所述试验控制系统检测油温是否达到设定范围，若否，则试验控制系统启动油温自动控制系统对油加热，继续检测油温，如果油温达到设定范围，则启动液压油自动加注/抽放系统向变速器加注液压油；在所述试验控制系统的控制下进行各类试验；所述试验控制系统判断是否试验结束，如果否，则继续进行上述试验，如果结束，则启动液压油自动加注/抽放系统将变速器中的液压油抽出。
7.根据权利要求6所述的液力自动变速器试验台的控制方法，其特征在于，在进入各类试验前，先判断是否为挂挡起步操作，如果否，则进入各类试验过程；如果是，则所述试验控制系统控制所述输出制动系统制动输出轴，然后判断挂挡起步操作是否完成，如果是，则进入各类试验过程，否则，继续等待输出制动系统制动。
8.根据权利要求6所述的液力自动变速器试验台的控制方法，其特征在于，所述试验控制系统中包括人工操作试验仿真系统，用于安装设定步骤模仿人工操作。
9.根据权利要求6所述的液力自动变速器试验台的控制方法，其特征在于，在所述各类试验过程中，所述工况监测系统实时检测诊断是否出现异常，如果否，继续试验过程，如果是，则所述工况监测系统作出提示，所述试验控制系统并根据操作者的选择操作，分别切断所述输入驱动系统，或关闭被试液力自动变速器的电控单元，或切断所述输入驱动系统并关闭被试液力自动变速器的电控单元。
10.根据权利要求9所述的液力自动变速器试验台的控制方法，其特征在于，所述工况监测系统实时检测诊断扭矩仪的扭力值，如果扭力值超出当前工况下的设定阈值，则所述试验控制系统立刻切断所述输入驱动系统或关闭被试液力自动变速器的电控单元 。
全文摘要
本发明公开了一种液力自动变速器试验台及其控制方法，包括输入驱动系统，工况监测系统，试验控制系统，油温自动控制系统和液压油自动加注/抽放系统，输出制动系统，所述试验控制系统设有第一、第二、第三紧急停车按钮。本发明提供了变速器液压油的自动油温检测和预热，以及输出制动系统，符合液力自动变速器特点，工程应用性好，测试、试验效率高。对预定试验项目可以通过控制系统进行程序化控制，避免了由于多次试验人为操作带来的误差。本发明能够通用于液力自动变速器磨合试验、台架性能测试试验、台架可靠性试验，不局限于轿车等中小型液力自动变速器试验范围，通用性好。
文档编号G05B19/04GK103018035SQ20121047547
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者李兴龙, 杨蕾, 向雪峰, 周谊, 张波 申请人:湖北航天技术研究院特种车辆技术中心