CN104849043A - 一种基于动态性能检测的变速箱测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：由变速箱(1)，与变速箱(1)相连接的驱动模块(2)、阻力系统(3)、振动传感器(6)、温度传感器(5)、扭矩传感器(4)，与扭矩传感器(4)相连接的扭矩信号处理模块(8)，以及同时与扭矩信号处理模块(8)、温度传感器(5)、振动传感器(6)相连接的单片机(7)组成；本发明可以测试变速箱在不同路况下的综合性能，以便对变速箱的综合性能进行评估。

Description

一种基于动态性能检测的变速箱测试系统

技术领域

本发明涉及一种变速箱测试系统，具体是指一种基于动态性能检测的变速箱测试系统。

背景技术

随着汽车工业技术的迅猛发展，多种形式的车辆自动变速装置相继出现。主要有：液力机械式变速箱(AT)、电控机械式自动变速箱(AMT)、机械式无极变速箱(CVT)。其中，电控机械式自动变速箱(AMT)以其结构简单、效率高、性价比高等优点正受到各汽车厂商的青睐。自动机械变速箱作为车辆的核心部件，其性能与整车的动力性、经济性和舒适性密切相关。而通过实验对变速箱的各性能进行测试，以获取变速箱的性能参数并进行参数分析和对比，为产品的改进和优化提供可靠的依据，是研制开发AMT的重要手段，也是进行AMT实车开发的必要阶段。因此，用于对变速箱性能进行测试的变速箱测试系统则显得由为重要。然而传统的变速箱测试系统并不能测试出不同路况下变速箱的性能，这就给AMT实车开发带来了很大的不确定性。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的变速箱测试系统无法针对不同路况下变速箱的性能进行测试的缺陷，提供一种基于动态性能检测的变速箱测试系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，由变速箱，与变速箱相连接的驱动模块、阻力系统、振动传感器、温度传感器、扭矩传感器，与扭矩传感器相连接的扭矩信号处理模块，以及同时与扭矩信号处理模块、温度传感器、振动传感器相连接的单片机组成。

进一步的，所述扭矩信号处理模块由输入电路，与输入电路相连接的逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的三极管驱动电路，以及同时与逻辑控制电路和三极管驱动电路相连接的检测电路组成。

所述的输入电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端则顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R2，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与逻辑控制电路相连接的电阻R1组成；所述三极管VT1的基极作为该输入电路的输入端、其集电极则与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的集电极与逻辑控制电路相连接。

所述的逻辑控制电路由与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，场效应管Q1，一端与场效应管Q1的栅极相连接、另一端则经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R5，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极则与检测电路相连接的电容C2，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极则经电阻R7后与与非门IC1的输出端相连接的电容C1，以及一端与场效应管Q1的漏极相连接、另一端则与与非门IC3的正极相连接的电阻R6组成；所述与非门IC2的负极与三极管VT2的集电极相连接、其正极则与与非门IC1的输出端相连接；所述与非门IC1的负极与与非门IC2的负极相连接、其正极则与场效应管Q1的源极相连接、其输出端则与与非门IC3的负极相连接；所述与非门IC3的输出端分别与电容C1的负极以及三极管驱动电路相连接。

所述的三极管驱动电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端接地的电阻R13，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电阻R14，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT4的发射极相连接的电阻R15，与电阻R15相并联的电容C8，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，串接在三极管VT5的发射极和基极之间的电阻R17，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极则与检测电路相连接的电容C9组成；所述三极管VT3的发射极分别与与非门IC3的输出端以及检测电路相连接；所述三极管VT4的发射极与三极管VT3的发射极相连接的同时接地、其集电极则与三极管VT5的基极相连接、其基极则与三极管VT5的集电极相连接。

所述的检测电路由检测芯片U，放大器P1，N极与检测芯片U的RLIM管脚相连接、P极则经电容C3后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端则经电阻R9后与检测芯片U的LBO管脚相连接的同时接地的电阻R8，正极与检测芯片U的PGND管脚相连接、负极接地的电容C4，正极与检测芯片U的GND管脚相连接、负极接地的电容C5，一端与电容C5的负极相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R12，正极与放大器P1的正极相连接、负极接地的电容C6，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与检测芯片U的LX管脚相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R10，以及与电阻R10相并联的电容C7组成；所述检测芯片U的VBAT管脚与三极管VT3的发射极相连接、其SHDN管脚则与电容C2的负极相连接、其FB管脚则与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其VOUT管脚和LBI管脚均分别与放大器P1的正极和负极相连接、而其LX管脚则与电容C9的负极相连接。

所述的检测芯片U为SP6648集成电路。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明结构简单，操作方便，系统造价低廉。

(2)本发明可以同时对变速箱工作时的扭矩、温度、振动情况进行测试，并由此推算出其输出功率，使变速箱的综合性能得到测试。

(3)本发明可以测试变速箱在不同路况下的综合性能，以便对变速箱的综合性能进行评估。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的扭矩信号处理模块电路结构示意图。

以上附图中的附图标记名称为：

1—变速箱，2—驱动模块，3—阻力系统，4—扭矩传感器，5—温度传感器，6—振动传感器，7—单片机，8—扭矩信号处理模块，81—输入电路，82—逻辑控制电路，83—三极管驱动电路，84—检测电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明由变速箱1，与变速箱1相连接的驱动模块2、阻力系统3、振动传感器6、温度传感器5、扭矩传感器4，与扭矩传感器4相连接的扭矩信号处理模块8，以及同时与扭矩信号处理模块8、温度传感器5、振动传感器6相连接的单片机7组成。

其中，该驱动模块2用于给变速箱提供驱动动力。而阻力系统3用于给变速箱1施加第二扭矩，该第二扭矩的方向与驱动模块2所提供给变速箱1的第一扭矩方向相反，即第二扭矩和第一扭矩相互制约，当调整第二扭矩的大小时则可以模拟变速箱1在不同路况下的阻力系数。该扭矩传感器4设置在变速箱1的动力输出端，用于采集变速箱1在不同路况下的扭矩信息。而温度传感器5和振动传感器6则均设置在变速箱1的表面，该温度传感器5用于采集变速箱1工作时的温度信号，而振动传感器6则用于采集变速箱1工作时的振动信号。扭矩信号处理模块8则用于对变速箱1所输出的扭矩信号进行处理。扭矩信号、温度信号、振动信号均输送给单片机7，由单片机7进行汇总分析，并由此可以推算出变速箱1的功率等参数。

为了达到更好的效果，该扭矩传感器4优先采用北京三晶创业科技集团有限公司生产的JN338-AF型法兰式转矩转速传感器，该型号扭矩传感器安装时占用空间小，扭矩测量精度高，转速适用范围广，可动态、静态测量连接部位转动轴的转矩、转速、轴功率。而温度传感器5则优选为北京九纯健科技发展有限公司生产的JCJ100TW型温度传感器，其具有体积小巧、反应灵敏、防水抗震等特点。振动传感器6则优先采用北京必创科技股份有限公司生产的A308型无线振动传感器，其采用无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。而驱动模块2、阻力系统3以及单片机7则采用现有技术即可实现。扭矩信号处理模块8则为本发明的重点所在。

如图2所示，该扭矩信号处理模块8由输入电路81，与输入电路81相连接的逻辑控制电路82，与逻辑控制电路82相连接的三极管驱动电路83，以及同时与逻辑控制电路82和三极管驱动电路83相连接的检测电路84组成。

其中的输入电路81由三极管VT1，三极管VT2，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端则顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R2，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与逻辑控制电路82相连接的电阻R1组成。所述三极管VT1的基极作为该输入电路81的输入端、其集电极则与三极管VT2的基极相连接。所述三极管VT2的集电极与逻辑控制电路82相连接。

所述的逻辑控制电路82由与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，场效应管Q1，一端与场效应管Q1的栅极相连接、另一端则经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R5，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极则与检测电路84相连接的电容C2，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极则经电阻R7后与与非门IC1的输出端相连接的电容C1，以及一端与场效应管Q1的漏极相连接、另一端则与与非门IC3的正极相连接的电阻R6组成。所述与非门IC2的负极与三极管VT2的集电极相连接、其正极则与与非门IC1的输出端相连接。所述与非门IC1的负极与与非门IC2的负极相连接、其正极则与场效应管Q1的源极相连接、其输出端则与与非门IC3的负极相连接。所述与非门IC3的输出端分别与电容C1的负极以及三极管驱动电路83相连接。

所述的三极管驱动电路83由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端接地的电阻R13，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电阻R14，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT4的发射极相连接的电阻R15，与电阻R15相并联的电容C8，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，串接在三极管VT5的发射极和基极之间的电阻R17，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极则与检测电路84相连接的电容C9组成。所述三极管VT3的发射极分别与与非门IC3的输出端以及检测电路84相连接。所述三极管VT4的发射极与三极管VT3的发射极相连接的同时接地、其集电极则与三极管VT5的基极相连接、其基极则与三极管VT5的集电极相连接。

所述的检测电路84由检测芯片U，放大器P1，N极与检测芯片U的RLIM管脚相连接、P极则经电容C3后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端则经电阻R9后与检测芯片U的LBO管脚相连接的同时接地的电阻R8，正极与检测芯片U的PGND管脚相连接、负极接地的电容C4，正极与检测芯片U的GND管脚相连接、负极接地的电容C5，一端与电容C5的负极相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R12，正极与放大器P1的正极相连接、负极接地的电容C6，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与检测芯片U的LX管脚相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R10，以及与电阻R10相并联的电容C7组成；所述检测芯片U的VBAT管脚与三极管VT3的发射极相连接、其SHDN管脚则与电容C2的负极相连接、其FB管脚则与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其VOUT管脚和LBI管脚均分别与放大器P1的正极和负极相连接、而其LX管脚则与电容C9的负极相连接。为了达到更好的实施效果，所述的检测芯片U优先采用SP6648集成电路来实现。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：由变速箱（1），与变速箱（1）相连接的驱动模块（2）、阻力系统（3）、振动传感器（6）、温度传感器（5）、扭矩传感器（4），与扭矩传感器（4）相连接的扭矩信号处理模块（8），以及同时与扭矩信号处理模块（8）、温度传感器（5）、振动传感器（6）相连接的单片机（7）组成；所述扭矩信号处理模块（8）由输入电路（81），与输入电路（81）相连接的逻辑控制电路（82），与逻辑控制电路（82）相连接的三极管驱动电路（83），以及同时与逻辑控制电路（82）和三极管驱动电路（83）相连接的检测电路（84）组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：所述的输入电路（81）由三极管VT1，三极管VT2，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端则顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R2，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与逻辑控制电路（82）相连接的电阻R1组成；所述三极管VT1的基极作为该输入电路（81）的输入端、其集电极则与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的集电极与逻辑控制电路（82）相连接。

3. 根据权利要求2所述的一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：所述的逻辑控制电路（82）由与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，场效应管Q1，一端与场效应管Q1的栅极相连接、另一端则经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R5，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极则与检测电路（84）相连接的电容C2，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极则经电阻R7后与与非门IC1的输出端相连接的电容C1，以及一端与场效应管Q1的漏极相连接、另一端则与与非门IC3的正极相连接的电阻R6组成；所述与非门IC2的负极与三极管VT2的集电极相连接、其正极则与与非门IC1的输出端相连接；所述与非门IC1的负极与与非门IC2的负极相连接、其正极则与场效应管Q1的源极相连接、其输出端则与与非门IC3的负极相连接；所述与非门IC3的输出端分别与电容C1的负极以及三极管驱动电路（83）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：所述的三极管驱动电路（83）由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端接地的电阻R13，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电阻R14，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT4的发射极相连接的电阻R15，与电阻R15相并联的电容C8，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，串接在三极管VT5的发射极和基极之间的电阻R17，以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极则与检测电路（84）相连接的电容C9组成；所述三极管VT3的发射极分别与与非门IC3的输出端以及检测电路（84）相连接；所述三极管VT4的发射极与三极管VT3的发射极相连接的同时接地、其集电极则与三极管VT5的基极相连接、其基极则与三极管VT5的集电极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：所述的检测电路（84）由检测芯片U，放大器P1，N极与检测芯片U的RLIM管脚相连接、P极则经电容C3后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端则经电阻R9后与检测芯片U的LBO管脚相连接的同时接地的电阻R8，正极与检测芯片U的PGND管脚相连接、负极接地的电容C4，正极与检测芯片U的GND管脚相连接、负极接地的电容C5，一端与电容C5的负极相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R12，正极与放大器P1的正极相连接、负极接地的电容C6，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与检测芯片U的LX管脚相连接、另一端则与放大器P1的正极相连接的电阻R10，以及与电阻R10相并联的电容C7组成；所述检测芯片U的VBAT管脚与三极管VT3的发射极相连接、其SHDN管脚则与电容C2的负极相连接、其FB管脚则与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其VOUT管脚和LBI管脚均分别与放大器P1的正极和负极相连接、而其LX管脚则与电容C9的负极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于动态性能检测的变速箱测试系统，其特征在于：所述的检测芯片U为SP6648集成电路。