CN104713726B

CN104713726B - 自动变速器p挡驻车临界驻入车速试验测量方法

Info

Publication number: CN104713726B
Application number: CN201510159684.4A
Authority: CN
Inventors: 张志刚; 石晓辉; 李尚�; 施全; 郝建军; 邹喜红; 易鹏; 申陶
Original assignee: Chongqing University of Technology; Chongqing Academy of Science and Technology
Current assignee: Chongqing University of Technology; Chongqing Academy of Science and Technology
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: CN104713726A

Abstract

本发明公开了一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，包括如下步骤：1）在试验测量装置上安装好待测自动变速器，选择相应的转矩转速传感器、驱动电机及数据采集器；2）调整惯性飞轮箱的飞轮盘惯量；3）将换挡器及换挡拉索安装到试验测量装置；4）计算机根据试验要求控制驱动电机；整个试验过程中半轴的转速和转矩数据被计算机实时保存、处理及显示；5）通过计算机分析得到半轴转速突变为零的上一刻的半轴转速，并将该半轴转速换算成对应的车速，即为自动变速器P挡驻车临界驻入车速。本发明能够在模拟自动变速器整车试验工况下对其P挡驻车临界驻入车速进行准确测量，从而为自动变速器P挡驻车临界驻入车速的试验提供有力支撑。

Description

自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法

技术领域

本发明属于汽车试验技术领域，尤其涉及汽车动力系统中自动变速器P挡驻车性能试验测量方法，更具体地说，本发明涉及一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法。

背景技术

随着汽车传动技术的发展，自动变速器由于其操作容易、驾驶舒适、换挡平顺等特点，已经成为汽车变速器的一个重要发展方向。P挡驻车机构作为自动变速器的重要组成部分，P挡驻车是由锁止齿轮、锁销棘爪以及一套驻车执行机构组成，通常情况下锁止齿轮与变速器输出轴连接，锁销棘爪及驻车执行机构固定于变速器壳体。当自动变速器未挂入P挡时，驻车执行机构控制锁销棘爪与锁止齿轮处于分离状态，锁止齿轮随着变速器输出轴可以任意转动；当自动变速器挂入P挡时，驻车执行机构使锁销棘爪与锁止齿轮结合，从而使变速器输出轴与变速器壳体刚性锁止在一起，以确保搭载自动变速器的汽车实现长时间稳定停放、避免溜车现象。然而，为了确保自动变速器在低车速极限工况条件下可以顺利实现P挡驻车，往往需要对新开发的自动变速器P挡驻车功能进行临界驻入车速的测试，以验证其设计参数的正确性和可靠性。

目前，对于汽车自动变速器P挡驻车临界驻入车速的测试主要采用整车工况试验法，试验条件不仅受到整车开发进度的限制，而且试验数据重复性和可靠性较差，并且无法在自动变速器样机开发阶段实现P挡驻车性能的测试与验证，试验时效性差。因此，如何在台架上模拟自动变速器整车试验工况下对其P挡驻车临界驻入车速进行试验测量，目前国内外还没有相关试验测量方法的报道。因此，亟需设计一种汽车自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，能够实现准确模拟自动变速器整车试验工况下的P挡驻车临界驻入车速试验，这对于缩短自动变速器开发周期具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，能够在模拟自动变速器整车试验工况下对其P挡驻车临界驻入车速进行准确测量，从而为自动变速器P挡驻车临界驻入车速的试验提供有力支撑。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）根据自动变速器实车安装定位尺寸和方式，在试验测量装置上安装好待测自动变速器，依据待测自动变速器设计参数选择相应的转矩转速传感器、驱动电机及数据采集器；

2）根据待测自动变速器匹配的整车质量和滚动半径，计算出惯性飞轮箱的惯性飞轮盘惯量，调整惯性飞轮箱的飞轮盘惯量；

3）依照换挡器及换挡拉索实车安装方式和相对自动变速器的空间位置关系，将换挡器及换挡拉索安装到试验测量装置，并调整位置达到试验要求后固定；

4）计算机根据试验要求将驱动电机调速至设定转速，同时惯性飞轮箱的惯性飞轮也被加速至规定转速；启动计算机中PID自动控制模型，计算机实时将得到的半轴转矩数据输入PID自动控制模型，并通过对比分析得到下一时刻驱动电机的给定转矩值；同时计算机通过通讯方式实时将给定转矩值传入电机控制器，电机控制器调节驱动电机的转矩至给定转矩值，依次循环，从而在台架上准确模拟整车空挡低速滑行工况下行驶阻力矩，实现试验测量精确模拟整车空挡低速滑行过程的车速变化规律；当计算机监测到半轴的转速达到驻入P挡要求时，计算机控制声光报警器提示试验人员，试验人员手动控制换挡器驻入P挡；当计算机测得半轴的转速为零时，计算机停止PID自动控制模型运行，并发送控制指令给电机控制器停止驱动电机工作，一次试验结束；整个试验过程中半轴的转速和转矩数据被计算机实时保存、处理及显示。

5）通过计算机分析得到半轴转速突变为零的上一刻的半轴转速，并将该半轴转速换算成对应的车速，即为自动变速器P挡驻车临界驻入车速。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明试验测量方法实现简单，工作原理可靠，可以快速、可靠测量出自动变速器P挡驻车临界驻入车速。

2.本发明试验测量方法利用电机输出转矩模拟整车半轴行驶阻力矩，利用惯性飞轮盘模拟整车等效惯量，实现整车空挡低速滑行工况的台架全参数模拟，试验工况模拟精度高、通用性强，针对不同型号自动变速器试验时只需调整电机模拟的行驶阻力矩和惯性飞轮盘的惯量即可完成试验。

3.本发明试验测量方法可以同时测得自动变速器P挡驻车过程中半轴的转矩和转速变化规律，从而为自动变速器P挡驻车机构的可靠性设计提供更多可利用的试验依据。

附图说明

图1为自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验控制方法原理图。

图2为自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验控制流程图。

图3为自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量原理图。

图4为自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量装置结构图。

附图4中：1—铁地基；2—变速器安装基架；3—待测自动变速器；4—半轴；5—转矩转速传感器；6—传感器底座；7—驱动电机；8—电机底座；9—惯性飞轮箱；10—电机控制器；11—计算机；12—数据采集器；13—声光报警器；14—换挡器底座；15—换挡器；16—换挡拉索。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：本发明提供的自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法所需的试验测量装置如图4所示，具体包括铁地基1、变速器安装基架2、待测自动变速器3、半轴4、转矩转速传感器5、传感器底座6、驱动电机7、电机底座8、惯性飞轮箱9、电机控制器10、计算机11、数据采集器12、声光报警器13、换挡器底座14、换挡器15和换挡拉索16。所述变速器安装基架2通过螺栓刚性固定在铁地基1上，待测自动变速器3通过螺栓刚性安装在变速器安装基架2一侧；所述转矩转速传感器5刚性固定在传感器底座6上，传感器底座6通过螺栓刚性固定在铁地基1上，转矩转速传感器5一侧的伸出轴通过半轴连接盘与半轴4的一端相连，转矩转速传感器5另一侧的伸出轴通过联轴器与驱动电机7一侧的输出轴相连，用于直接测量自动变速器半轴的转速和转矩；所述驱动电机7通过电机底座8固定在铁地基1上，驱动电机7通过半轴4向自动变速器P挡驻车锁止齿轮施加阻力矩；驱动电机7另一侧输出轴与惯性飞轮箱9的惯性飞轮轴相连，从而实现驱动电机7拖动惯性飞轮箱9的惯性飞轮一起转动或制动；所述惯性飞轮箱9的惯性飞轮盘用于模拟空挡滑行过程的整车质量。所述数据采集器12对试验过程中自动变速器半轴的转速和转矩信号进行实时连续采集，并实时传入计算机11进行实时保存、处理与显示，试验测量原理如图3所示。

参见图1、图2，一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，包括如下步骤：

1）根据自动变速器实车安装定位尺寸和方式，在试验测量装置上安装好待测自动变速器3，依据待测自动变速器3设计参数选择相应的转矩转速传感器5、驱动电机7及数据采集器12。

2）根据待测自动变速器3匹配的整车质量、滚动半径等参数，依据公式（1）计算出惯性飞轮箱9的惯性飞轮盘惯量，调整惯性飞轮箱9的飞轮盘惯量，满足试验要求。

（1）

式中，J _equ为整车等效惯量（单位kg*m²），m为整车质量（单位kg），为车轮半径（单位m）

i为从差速器输出端到P挡驻车机构的锁止齿轮所在轴的传动比。

3）依照换挡器15及换挡拉索16实车安装方式和相对自动变速器的空间位置关系，将换挡器15及换挡拉索16安装到试验测量装置，并调整位置达到试验要求后固定。

4）计算机11通过电机控制器10控制驱动电机7工作状态，试验开始时计算机11根据试验技术要求将驱动电机7调速至（某）设定转速，同时惯性飞轮箱9的惯性飞轮也被加速至设定转速，此时惯性飞轮盘的动能与整车平动的动能完全相同。启动计算机11中的PID自动控制模型，并自动切换驱动电机7至转矩控制模式，试验过程中计算机11实时将得到的半轴4转矩数据输入PID自动控制模型，并通过对比分析得到下一时刻驱动电机7的给定转矩值，当计算机11监测到的当前半轴4转矩小于给定转矩时，则PID自动控制模型自动增加下一时刻驱动电机7的给定转矩，反之亦然。同时计算机11通过通讯方式实时将给定转矩值传入电机控制器10，电机控制器10调节驱动电机7的转矩至给定转矩值，依次循环，从而在台架上准确模拟整车空挡低速滑行工况下行驶阻力矩，实现台架精确模拟整车空挡低速滑行过程的车速变化规律。当计算机11监测到半轴4的转速达到驻入P挡要求时，计算机11控制声光报警器13（触发报警）提示试验人员，则试验人员手动控制换挡器15驻入P挡，当计算机11测得半轴4的转速为零时，计算机11停止PID自动控制模型运行，并发送控制指令给电机控制器10停止驱动电机7工作，一次试验结束。整个试验过程中半轴4的转速和转矩数据被计算机11实时保存、处理及显示，根据公式（2）将半轴4的转速数据并换算成车速，便可得到该待测自动变速器P挡驻车临界驻入车速。

（2）

式中，为车速（单位km/h），为转速（单位r/min），为车轮半径（单位m）。

利用本发明的试验测量方法得到的自动变速器P挡驻车临界驻入车速数据准确可靠，并且可以全程记录自动变速器P挡驻车试验过程的转矩和转速变化规律，本发明的测量结果对优化自动变速器P挡驻车机构的设计具有重要意义。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种自动变速器P挡驻车临界驻入车速试验测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据自动变速器实车安装定位尺寸和方式，在试验测量装置上安装好待测自动变速器，依据待测自动变速器设计参数选择相应的转矩转速传感器、驱动电机及数据采集器；

2)根据待测自动变速器匹配的整车质量和滚动半径，计算出惯性飞轮箱的惯性飞轮盘惯量，调整惯性飞轮箱的飞轮盘惯量；其中，惯性飞轮盘惯量满足：

J_equ＝mR²/i²；

式中，J_equ为整车等效惯量(kg^*m²)，m为整车质量(kg)，R为车轮半径(m)，i为从差速器输出端到P挡驻车机构的锁止齿轮所在轴的传动比；

3)依照换挡器及换挡拉索实车安装方式和相对自动变速器的空间位置关系，将换挡器及换挡拉索安装到试验测量装置，并调整位置达到试验要求后固定；

4)计算机根据试验要求将驱动电机调速至设定转速，同时惯性飞轮箱的惯性飞轮也被加速至规定转速；启动计算机中PID自动控制模型，计算机实时将得到的半轴转矩数据输入PID自动控制模型，并通过对比分析得到下一时刻驱动电机的给定转矩值；同时计算机通过通讯方式实时将给定转矩值传入电机控制器，电机控制器调节驱动电机的转矩至给定转矩值，依次循环，从而在台架上准确模拟整车空挡低速滑行工况下行驶阻力矩，实现试验测量精确模拟整车空挡低速滑行过程的车速变化规律；当计算机监测到半轴的转速达到驻入P挡要求时，计算机控制声光报警器提示试验人员，试验人员手动控制换挡器驻入P挡；当计算机测得半轴的转速为零时，计算机停止PID自动控制模型运行，并发送控制指令给电机控制器停止驱动电机工作，一次试验结束；整个试验过程中半轴的转速和转矩数据被计算机实时保存、处理及显示；

5)通过计算机分析得到半轴转速突变为零的上一刻的半轴转速，并将该半轴转速换算成对应的车速，即为自动变速器P挡驻车临界驻入车速：

u_a＝0.12πnR

式中，u_a为车速(km/h)，n为转速(r/min)，R为车轮半径(m)。