一种二轴气动AMT执行机构疲劳性能测试系统及测试方法与流程

本发明涉及变速器控制测试技术，具体涉及一种二轴气动amt执行机构疲劳性能测试系统及测试方法。

背景技术：

随着汽车变速器技术的发展，amt变速器的应用越来越多。为保证amt变速器工作可靠性，通常都要对amt选换挡操作机构进行耐久疲劳性能试验。

现有的二轴气动amt执行机构包括两个挂挡轴(一轴、二轴)、每个挂挡轴对应一个拨头和驱动拨头的气缸。由于现有气动amt执行机构作为新能源研发的新产品，对其疲劳性能测试尚没有可用的测试装置。因此，亟需设计一种气动amt执行机构疲劳性能的测试装置，以推动amt执行机构的设计验证工作。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术缺乏二轴气动amt执行机构疲劳性能测试装置的不足，而提供一种二轴气动amt执行机构疲劳性能测试系统及测试方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种二轴气动amt执行机构疲劳性能测试系统，其特殊之处在于，包括上位机、与上位机电连接的数据采集卡和分别与数据采集卡电连接的电磁阀组和位移传感器组；上位机通过控制数据采集卡控制电磁阀组的通断，实现一轴和/或二轴的挂挡、摘挡；上位机通过数据采集卡传来的位移传感器组采集到的拨头位置信息，判断一轴、二轴的挂挡、摘挡动作是否成功。

进一步地，上述电磁阀组包括第一电磁阀组和第二电磁阀组；第一电磁阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，用于控制一轴挂1挡、摘1挡、挂2挡、摘2挡；第二电磁阀组包括第三电磁阀和第四电磁阀，用于控制二轴挂3挡、摘3挡、挂4挡、摘4挡。

进一步地，上述位移传感器组包括第一位移传感器和第二位移传感器；第一位移传感器用于检测一轴拨头的位置信息，第二位移传感器用于检测二轴拨头的位置信息。

进一步地，上述数据采集卡通过中间继电器组与电磁阀组电连接；中间继电器组包括第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、第四中间继电器，分别对应第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀。通过中间继电器可有效提高驱动能力。

进一步地，上述数据采集卡采用nipci-6221板卡。

另外，本发明还提供一种基于上述二轴气动amt执行机构疲劳性能测试系统的测试方法，其特殊之处在于，通过上位机控制一轴和/或二轴按照如下步骤循环挂挡，进行测试；

一轴循环挂挡的测试步骤具体如下：

1.1)挂1挡；

1.2)判断挂1挡是否成功；

如成功，进入1.5)，挂1挡计数加1；

如失败，挂1挡失败计数加1，重新挂1挡，进入步骤1.3)

1.3)判断挂1挡是否成功；

如成功，挂1挡计数加1，挂1挡失败计数清零，进入1.5)；

如失败，挂1挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂1挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂1挡，进入步骤1.4)；

1.4)重复步骤1.3)

1.5)停留n秒后，进入步骤1.6)，n≥1；

1.6)摘1挡；

1.7)判断摘1挡是否成功；

如成功，进入1.10)，摘1挡计数加1；

如失败，摘1挡失败计数加1，重新摘1挡，进入步骤1.8)

1.8)判断摘1挡是否成功；

如成功，摘1挡计数加1，摘1挡失败计数清零，进入1.10)；

如失败，摘1挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘1挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘1挡，进入步骤1.9)；

1.9)重复步骤1.8)

1.10)停留n秒后，进入步骤1.11)，n≥1；

1.11)挂2挡；

1.12)判断挂2挡是否成功；

如成功，进入1.15)，挂2挡计数加1；

如失败，挂2挡失败计数加1，重新挂2挡，进入步骤1.13)

1.13)判断挂2挡是否成功；

如成功，挂2挡计数加1，挂2挡失败计数清零，进入1.15)；

如失败，挂2挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂2挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂2挡，进入步骤1.14)；

1.14)重复步骤1.13)

1.15)停留n秒后，进入步骤1.16)，n≥1；

1.16)摘2挡；

1.17)判断摘2挡是否成功；

如成功，进入1.20)，摘2挡计数加1；

如失败，摘2挡失败计数加1，重新摘2挡，进入步骤1.18)

1.18)判断摘2挡是否成功；

如成功，摘2挡计数加1，摘2挡失败计数清零，进入1.20)；

如失败，摘2挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘2挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘2挡，进入步骤1.19)；

1.19)重复步骤1.18)

1.20)停留n秒后，进入步骤1.1)，n≥1；

二轴循环挂挡的测试步骤具体如下：

2.1)挂3挡；

2.2)判断挂3挡是否成功；

如成功，进入2.5)，挂3挡计数加1；

如失败，挂3挡失败计数加1，重新挂3挡，进入步骤2.3)

2.3)判断挂3挡是否成功；

如成功，挂3挡计数加1，挂3挡失败计数清零，进入2.5)；

如失败，挂3挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂3挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂3挡，进入步骤2.4)；

2.4)重复步骤2.3)

2.5)停留n秒后，进入步骤2.6)，n≥1；

2.6)摘3挡；

2.7)判断摘3挡是否成功；

如成功，进入2.10)，摘3挡计数加1；

如失败，摘3挡失败计数加1，重新摘3挡，进入步骤2.8)

2.8)判断摘3挡是否成功；

如成功，摘3挡计数加1，摘3挡失败计数清零，进入2.10)；

如失败，摘3挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘3挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘3挡，进入步骤2.9)；

2.9)重复步骤2.8)

2.10)停留n秒后，进入步骤2.11)，n≥1；

2.11)挂4挡；

2.12)判断挂4挡是否成功；

如成功，进入2.15)，挂4挡计数加1；

如失败，挂4挡失败计数加1，重新挂4挡，进入步骤2.13)

2.13)判断挂4挡是否成功；

如成功，挂4挡计数加1，挂4挡失败计数清零，进入2.15)；

如失败，挂4挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂4挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂4挡，进入步骤2.14)；

2.14)重复步骤2.13)

2.15)停留n秒后，进入步骤2.16)，n≥1；

2.16)摘4挡；

2.17)判断摘4挡是否成功；

如成功，进入2.20)，摘4挡计数加1；

如失败，摘4挡失败计数加1，重新摘4挡，进入步骤2.18)

2.18)判断摘4挡是否成功；

如成功，摘4挡计数加1，摘4挡失败计数清零，进入2.20)；

如失败，摘4挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘4挡失败计数是否大于设定阈值，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘4挡，进入步骤2.19)；

2.19)重复步骤2.18)

2.20)停留n秒后，进入步骤2.1)，n≥1。

进一步地，上述步骤1.3)、1.8)、1.13)、1.18)以及步骤2.3)、2.8)、2.13)、2.18)中的设定阈值为50～100。

本发明的优点：

本发明提供的测试系统及测试方法能够有效实现二轴气动amt执行机构疲劳性能的测试，采集一轴、二轴挂挡、摘挡次数，在执行机构本身疲劳损坏发生卡滞，导致执行机构挂挡或摘挡动作无法到位的次数连续超过设定阈值时，实现自动报警功能；具有系统结构简单、控制灵活等优点。

附图说明

图1是本发明测试系统一个实施例的结构示意图。

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，本实施例提供一种二轴气动amt执行机构疲劳性能测试系统，包括上位机、与上位机电连接的数据采集卡、通过中间继电器组与数据采集卡电连接的电磁阀组以及与数据采集卡电连接的位移传感器组。

数据采集卡采用nipci-6221板卡，即pci-6221多功能i/o设备，该设备包含24路数字输入/输出端口，16路模拟输入端口，最大采样率达到250ks/s，模拟输入分辨率达到16bits，因此基于该i/o设备搭建的控制系统，控制精度高，可靠性高。nipci-6221板卡的数字输出高电平为5v且驱动能力有限，不能直接驱动执行机构的四个电磁阀，故在nipci-6221板卡的数字输出和执行机构的电磁阀之间加入了中间继电器组。中间继电器组包括第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、第四中间继电器。

电磁阀组包括第一电磁阀组和第二电磁阀组；第一电磁阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，第二电磁阀组包括第三电磁阀和第四电磁阀；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀分别对应第一中间继电器、第二中间继电器、第三中间继电器、第四中间继电器电连接。第一电磁阀组用于控制一轴挂1挡、挂2挡、摘1挡、摘2挡；第二电磁阀组用于控制二轴挂3挡、挂4挡、摘3挡、摘4挡。

位移传感器组包括第一位移传感器和第二位移传感器；第一位移传感器用于检测一轴拨头的位置信息，第二位移传感器用于检测二轴拨头的位置信息。

上位机通过控制数据采集卡数字输出端p0.0、p0.1、p0.2和p0.3的状态，控制电磁阀组的通断，实现一轴和/或二轴的挂挡、摘挡。

p0.0、p0.1、p0.2和p0.3不同的状态组合对应了二轴气动amt执行机构的不同动作；具体地，第一电磁阀通电，控制气缸伸缩带动一轴挂1挡；第二电磁阀通电，控制气缸伸缩带动一轴挂2挡；第一电磁阀、第二电磁阀同时通电，一轴摘1挡或摘2挡，回到空挡位置。

第三电磁阀通电，控制气缸伸缩带动二轴挂3挡；第四电磁阀通电，控制气缸伸缩带动二轴挂4挡；第三电磁阀、第四电磁阀同时通电，二轴摘3挡或摘4挡，回到空挡位置。

上位机通过数据采集卡传来的位移传感器组采集到的拨头位置信息，判断一轴、二轴的挂挡、摘挡动作是否成功。执行机构拨头处于不同位置时，位移传感器输出的电压从0到5v线性变化，将第一位移传感器和第二位移传感器输出的电压接入nipci-6221板卡的模拟输入端ai0和ai1，上位机即可通过采集到的电压值判断执行机构拨头当前的位置。

上位机的控制程序基于ni公司的labview软件平台进行开发。labview是一种业界领先的工业标准图形化编程工具，主要用于开发测试、测量和控制系统。利用ni的虚拟仪器技术，可以简化复杂的数据采集和处理工作。

控制系统运行程序时，一轴实现以下测试过程：

1.1)挂1挡；

1.2)判断挂1挡是否成功；

如成功，进入1.5)，挂1挡计数加1；

如失败，挂1挡失败计数加1，重新挂1挡，进入步骤1.3)

1.3)判断挂1挡是否成功；

如成功，挂1挡计数加1，挂1挡失败计数清零，进入1.5)；

如失败，挂1挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂1挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂1挡，进入步骤1.4)；

1.4)重复步骤1.3)

1.5)停留1秒后，进入步骤1.6)；

1.6)摘1挡；

1.7)判断摘1挡是否成功；

如成功，进入1.10)，摘1挡计数加1；

如失败，摘1挡失败计数加1，重新摘1挡，进入步骤1.8)

1.8)判断摘1挡是否成功；

如成功，摘1挡计数加1，摘1挡失败计数清零，进入1.10)；

如失败，摘1挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘1挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘1挡，进入步骤1.9)；

1.9)重复步骤1.8)

1.10)停留1秒后，进入步骤1.11)；

1.11)挂2挡；

1.12)判断挂2挡是否成功；

如成功，进入1.15)，挂2挡计数加1；

如失败，挂2挡失败计数加1，重新挂2挡，进入步骤1.13)

1.13)判断挂2挡是否成功；

如成功，挂2挡计数加1，挂2挡失败计数清零，进入1.15)；

如失败，挂2挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂2挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂2挡，进入步骤1.14)；

1.14)重复步骤1.13)

1.15)停留1秒后，进入步骤1.16)；

1.16)摘2挡；

1.17)判断摘2挡是否成功；

如成功，进入1.20)，摘2挡计数加1；

如失败，摘2挡失败计数加1，重新摘2挡，进入步骤1.18)

1.18)判断摘2挡是否成功；

如成功，摘2挡计数加1，摘2挡失败计数清零，进入1.20)；

如失败，摘2挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘2挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘2挡，进入步骤1.19)；

1.19)重复步骤1.18)

1.20)停留1秒后，进入步骤1.1)；

二轴实现以下测试过程：

2.1)挂3挡；

2.2)判断挂3挡是否成功；

如成功，进入2.5)，挂3挡计数加1；

如失败，挂3挡失败计数加1，重新挂3挡，进入步骤2.3)

2.3)判断挂3挡是否成功；

如成功，挂3挡计数加1，挂3挡失败计数清零，进入2.5)；

如失败，挂3挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂3挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂3挡，进入步骤2.4)；

2.4)重复步骤2.3)

2.5)停留1秒后，进入步骤2.6)；

2.6)摘3挡；

2.7)判断摘3挡是否成功；

如成功，进入2.10)，摘3挡计数加1；

如失败，摘3挡失败计数加1，重新摘3挡，进入步骤2.8)

2.8)判断摘3挡是否成功；

如成功，摘3挡计数加1，摘3挡失败计数清零，进入2.10)；

如失败，摘3挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘3挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘3挡，进入步骤2.9)；

2.9)重复步骤2.8)

2.10)停留1秒后，进入步骤2.11)；

2.11)挂4挡；

2.12)判断挂4挡是否成功；

如成功，进入2.15)，挂4挡计数加1；

如失败，挂4挡失败计数加1，重新挂4挡，进入步骤2.13)

2.13)判断挂4挡是否成功；

如成功，挂4挡计数加1，挂4挡失败计数清零，进入2.15)；

如失败，挂4挡失败计数加1(累计计数)，

判断挂4挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新挂4挡，进入步骤2.14)；

2.14)重复步骤2.13)

2.15)停留1秒后，进入步骤2.16)；

2.16)摘4挡；

2.17)判断摘4挡是否成功；

如成功，进入2.20)，摘4挡计数加1；

如失败，摘4挡失败计数加1，重新摘4挡，进入步骤2.18)

2.18)判断摘4挡是否成功；

如成功，摘4挡计数加1，摘4挡失败计数清零，进入2.20)；

如失败，摘4挡失败计数加1(累计计数)，

判断摘4挡失败计数是否大于设定阈值，设定阈值为100，

如是，则系统报警，停止工作；

如否，则重新摘4挡，进入步骤2.19)；

2.19)重复步骤2.18)

2.20)停留秒后，进入步骤2.1)。