一种整车起步换挡性能测试装置及方法与流程

本发明涉及一种车辆检验装置及方法，具体涉及一种整车起步换挡性能测试装置及方法。

背景技术：

随着驾驶员对汽车变速器换挡舒适性要求的提高，从而对整车变速器的起步换挡性能也产生了更高的要求。

但是，现阶段变速器起步换挡性能的测试没有标准可依，也没有测试专用的设备。现有整车变速器的起步换挡性能测试都是由人工采用推拉力计或力传感器进行；一般通过采集测试人员踩离合，挂挡过程中的挂挡力，来评价变速器的换挡起步性能。虽然人工测试操作简单，容易实现，但是存在以下问题：

1)测试人员的经验和主观评价对结果的测量影响很大，如测试人员的踩离合换挡反应时间，换挡速度快慢、力量大小，以及对测试过程的熟练程度。

2)由于测试人员采用推拉力计或力传感器进行测试，只能获得挂挡力的极值，无法实现专业的数据采集和分析，难以有效支撑整车起步换挡性能的研究和改进。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有变速器起步换挡性能测试缺乏专用检测设备，进而导致对起步换挡性能测试的评价主观影响大，以及无法实现专业数据采集和分析的不足，而提供一种整车起步换挡性能测试装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种整车起步换挡性能测试装置，其特殊之处在于，包括变速器、与变速器输出轴相连的传动轴、通过电磁离合器与变速器输入轴相连的驱动电机以及数据采集处理器和操作控制器；变速器包括变速器本体、用于实现变速器选挡的选挡机械手以及用于实现变速器挂挡的换挡机械手；换挡机械手上设有用于采集挂挡过程中产生力值的力传感器；变速器输入轴上设有用于监控变速器输入轴转速的转速编码器和用于模拟离合器摩擦片的惯量盘；传动轴上设置惯量飞轮组；电磁离合器通过空挡位置开关与电源相连；空挡位置开关设置在变速器本体空挡灯处；通过移动换挡机械手挂挡离开空挡位置或摘挡到达空挡位置，使位置开关断开或闭合，控制电磁离合器的分离与接合；转速编码器和力传感器分别与数据采集处理器电连接；驱动电机、选挡机械手和换挡机械手分别与操作控制器电连接。

进一步地，上述惯量飞轮组包括3个均匀安装在传动轴上的惯量飞轮。

另外，本发明还提供一种基于上述整车起步换挡性能测试装置的测试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)惯量飞轮组保持静止状态，变速器输出轴在惯量飞轮组的作用下，保持零转速恒定；

2)使选挡换挡机械手位于空挡位置，保持空挡位置开关闭合，电磁离合器接合；

3)控制驱动电机按照设定转速工作，驱动电机通过电磁离合器带动变速器输入轴旋转；转速编码器采集变速器输入轴转速；

4)变速器输入轴旋转达到设定转速后，控制换挡机械手挂挡；换挡机械手挂挡的同时离开空挡位置，空挡位置开关断开，电磁离合器分离；换挡机械手挂入挡位，力传感器采集挂挡过程中产生的力值；

5)数据采集处理器接收力传感器传来的力值数据和转速编码器传来的变速器输入轴转速数据。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明提供的测试装置，根据驾驶员的起步换挡习惯，通过电磁离合器、空挡位置开关、选挡机械手、换挡机械手、惯量飞轮组等装置，可实现整车变速器起步换挡性能的测试，有效避免了因测试人员的经验和主观评价对测量结果产生较大影响。

2、本发明通过选挡机械手切换变速器选挡位置，再采用换挡机械手进行挂挡，可实现任何挡位(包括倒挡)的起步性能试验，能够有效保证测试过程可控、测试结果精确，便于整车起步换挡性能研究及改进。

附图说明

图1是本发明整车起步换挡性能测试装置一个实施例的结构示意图。

图中各标号的说明如下：

1—驱动电机；

2—电磁离合器、21—空挡位置开关、22—电源；

31—变速器输入轴、311—转速编码器、312—惯量盘，

32—变速器本体、321—选挡机械手、322—换挡机械手，

33—变速器输出轴；

4—传动轴、41—惯量飞轮组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例提供一种整车起步换挡性能测试装置，包括变速器、与变速器输出轴33相连的传动轴4、通过电磁离合器2与变速器输入轴31相连的驱动电机1以及数据采集处理器(图中未示出)和操作控制器(图中未示出)；驱动电机1用于模拟发动机为变速器提供动力。

变速器包括变速器本体32、用于实现变速器选挡的选挡机械手321以及用于实现变速器挂挡的换挡机械手322；换挡机械手322上设有用于采集挂挡过程中产生力值的力传感器。

变速器输入轴31上设有用于监控变速器输入轴31转速的转速编码器311和用于模拟离合器摩擦片的惯量盘312。

传动轴4上设置惯量飞轮组41；惯量飞轮组41包括3个均匀安装在传动轴上的惯量飞轮。惯量飞轮组41用于提供大惯量，保证在起步换挡测试时，变速器输出轴33转速为零。

电磁离合器2通过空挡位置开关21与电源22相连；空挡位置开关21设置在变速器本体32空挡灯处。

通过移动换挡机械手322挂挡离开空挡位置或摘挡到达空挡位置，使位置开关21断开或闭合，控制电磁离合器2的分离与接合；具体而言：

当换挡机械手322在(摘挡回到)空挡位置时，空挡位置开关21闭合，电磁离合器2通电接合，将驱动电机1的扭矩传递给变速器输入轴31。

当换挡机械手322不在(挂挡离开)空挡位置时，空挡位置开关21断开，电磁离合器2断电分离，切断驱动电机1的动力传输。

转速编码器311和力传感器分别与数据采集处理器电连接；数据采集处理器用于处理力传感器采集的数据，绘制力曲线，用于整车起步换挡性能的研究。

驱动电机1、选挡机械手321和换挡机械手322分别与操作控制器电连接；操作控制器用于控制驱动电机1及换挡机械手322，保证换挡过程中力量和速度的一致性。

上述整车起步换挡性能测试装置的测试步骤具体如下：

1)惯量飞轮组41保持静止状态，变速器输出轴33在惯量飞轮组41的作用下，保持零转速恒定；

2)使换挡机械手322位于空挡位置，保持空挡位置开关21闭合，电磁离合器2接合；

3)控制驱动电机1按照设定转速工作，驱动电机1通过电磁离合器2带动变速器输入轴31旋转；转速编码器311采集变速器输入轴31转速；

4)变速器输入轴31旋转达到设定转速后，控制换挡机械手322挂挡；换挡机械手322挂挡的同时离开空挡位置，空挡位置开关21断开，电磁离合器2分离(模拟整车踩下离合器后，变速器输入轴31仍有转速，变速器输入轴31在变速器的同步器作用下转速下降)；换挡机械手322挂入挡位(实现同步过程)；力传感器采集挂挡过程中产生的力值；

5)数据采集处理器接收力传感器传来的力值数据和转速编码器311传来的变速器输入轴31转速数据，根据力值数据、转速数据绘制、分析换挡过程力曲线。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。