CN105203321A - 一种变速器检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变速器检测装置和方法。该装置包括中央处理单元、显示屏、按键组、驱动电机、减速器、扭矩传感器、惯量盘、负载电机、设置在驱动电机上的第一转速传感器和设置在负载电机上的第二转速传感器，驱动电机通过齿轮与减速器的输入端连接，减速器的输出端通过联轴器与变速器的输入轴连接，变速器的输出轴通过半轴与惯量盘的输入端连接，惯量盘的输出端与负载电机连接，扭矩传感器设置在半轴上，中央处理单元分别与显示屏、按键组、驱动电机、变速器、扭矩传感器、负载电机、第一转速传感器和第二转速传感器电连接。本发明能够检测出用于混合动力汽车上的双离合器变速器需要在同步器转速差在哪个范围内时能够正常换挡。
Description
技术领域
本发明涉及变速器检测技术领域，尤其涉及一种变速器检测装置和方法。
背景技术
将现有的双离合器变速器用于混合动力汽车，使其成为混合动力变速器，改造前需要验证同步器功能，然而现有的变速器试验台方案不满足要求。在混合动力汽车中，电机通过传动装置与双离合器变速器的输入轴直接连接，实现双离合器变速器改造成混合动力变速器。这种混合动力的方案成本低，开发周期短，可靠性强，但是由于电机和传动装置使同步器转动惯量增加数倍，在工况不变情况下，用相同的换档力进行换档，换档时间就会增加数倍，换档时间就有可能不能满足要求，降低了换档质量，因此需要检测出变速器内的同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差在哪个范围内时，变速器能够正常换挡，同步器的同步功能能够正常实现。
发明内容
本发明的目的是克服将双离合器变速器用于混合动力汽车上后按原先设定的同步器转速差进行换挡，换挡质量下降的技术问题，提供了一种变速器检测装置和方法，其能够检测出用于混合动力汽车上的双离合器变速器需要在同步器转速差在哪个范围内时能够正常换挡，保证换挡质量。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种变速器检测装置，包括中央处理单元、显示屏、按键组、驱动电机、减速器、扭矩传感器、惯量盘、负载电机、设置在驱动电机上的第一转速传感器和设置在负载电机上的第二转速传感器，所述驱动电机通过齿轮与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端通过联轴器与变速器的输入轴连接，所述变速器的输出轴通过半轴与惯量盘的输入端连接，所述惯量盘的输出端与负载电机连接，所述扭矩传感器设置在半轴上，所述中央处理单元分别与显示屏、按键组、驱动电机、变速器、扭矩传感器、负载电机、第一转速传感器和第二转速传感器电连接。
在本技术方案中，惯量盘模拟整车惯量，负载电机模拟车轮转速。第一转速传感器检测驱动电机转速，第二转速传感器检测负载电机转速。
检测时，中央处理单元控制驱动电机和负载电机工作，并读取变速器输出的同步器输入端转速和同步器输出端转速。接着，中央处理单元通过扭矩传感器检测扭矩T，并计算出同步器的同步时间ΔT。然后，中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值，控制负载电机的转速维持在设定值，调整驱动电机的转速，使变速器内的同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差逐渐减小，并监控同步器的同步时间ΔT，当转速差减小到X时，同步时间ΔT刚好小于设定值N，中央处理单元记录下该转速差X。因此，将双离合器变速器用在混合动力汽车上换挡时，变速器内的同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差需要小于转速差X，此时变速器能够正常换挡，保证换挡质量。
中央处理单元控制驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差小于X。接着，中央处理单元控制驱动电机的扭矩和负载电机的扭矩都变为0，并发送换挡信号到变速器，变速器换挡，并在档位停留K秒。然后，中央处理单元发送摘挡指令到变速器，变速器摘挡，完成一次换挡试验。重复执行上述换挡试验10万次，检验变速器的耐久度。
作为优选，所述一种变速器检测装置还包括存储单元，所述存储单元与中央处理单元电连接。存储单元用于存储历史检测情况。
作为优选，所述一种变速器检测装置还包括语音输出电路，所述语音输出电路与中央处理单元电连接。语音输出电路输出语音提示。
作为优选，所述一种变速器检测装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与中央处理单元电连接。无线通信模块能与远程监控终端无线通信，便于远程监控。
本发明的一种变速器检测方法，包括以下步骤：
S1：中央处理单元控制驱动电机和负载电机工作，并读取变速器输出的同步器输入端转速和同步器输出端转速；
S2：中央处理单元通过扭矩传感器检测扭矩T，并计算出同步器的同步时间ΔT；
S3：中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值，控制负载电机的转速维持在设定值，调整驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差逐渐减小，并监控同步器的同步时间ΔT，当转速差减小到X时，同步时间ΔT小于设定值N，中央处理单元记录下该转速差X；
S4：中央处理单元控制驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差小于X；
S5：中央处理单元控制驱动电机的扭矩和负载电机的扭矩都变为0，并发送换挡信号到变速器，变速器换挡，并在档位停留K秒；
S6：中央处理单元发送摘挡指令到变速器，变速器摘挡。
作为优选，所述步骤S3中中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值的方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：F为同步器的同步力，T为扭矩传感器检测的扭矩，i为变速器的主减速比，α为同步器锥面的锥角，μ为同步器锥面摩擦系数，r为同步器锥面平均半径，x为同步器锥面的数量，计算出同步器的同步力F，中央处理单元监控计算出的同步力F，并控制变速器内同步器输入电流的占空比，使同步力F维持在设定值。
作为优选，所述步骤S2中同步时间ΔT的计算方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：ΔT为同步器的同步时间，ΔW为同步器输入端和输出端的转速差，J为驱动电机转动惯量、减速器转动惯量和变速器输入轴转动惯量之和，i为变速器的主减速比，计算出同步器的同步时间ΔT。
本发明的实质性效果是：(1)能够检测出用于混合动力汽车上的双离合器变速器需要在同步器转速差在哪个范围内时能够正常换挡，保证换挡质量。(2)能够检验变速器的耐久度。
附图说明
图1是本发明的一种结构连接框图。
图中：1、中央处理单元，2、显示屏，3、按键组，4、驱动电机，5、减速器，6、扭矩传感器，7、惯量盘，8、负载电机，9、第一转速传感器，10、第二转速传感器，11、存储单元，12、语音输出电路，13、无线通信模块，14、变速器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种变速器检测装置，如图1所示，包括中央处理单元1、显示屏2、按键组3、驱动电机4、减速器5、扭矩传感器6、惯量盘7、负载电机8、存储单元11、语音输出电路12、无线通信模块13、设置在驱动电机4上的第一转速传感器9和设置在负载电机8上的第二转速传感器10，驱动电机4通过齿轮与减速器5的输入端连接，减速器5的输出端通过联轴器与变速器14的输入轴连接，变速器14的输出轴通过半轴与惯量盘7的输入端连接，惯量盘7的输出端与负载电机8连接，扭矩传感器6设置在半轴上，中央处理单元1分别与显示屏2、按键组3、驱动电机4、变速器14、扭矩传感器6、负载电机8、存储单元11、语音输出电路12、无线通信模块13、第一转速传感器9和第二转速传感器10电连接。
惯量盘7模拟整车惯量，负载电机8模拟车轮转速，驱动电机4和减速器5模拟混合动力汽车的电机驱动。第一转速传感器9检测驱动电机4转速，第二转速传感器10检测负载电机8转速。
检测时，中央处理单元1控制驱动电机4和负载电机8工作，并读取变速器14输出的同步器输入端转速和同步器输出端转速。接着，中央处理单元1通过扭矩传感器6检测扭矩T，并计算出同步器的同步时间ΔT。
然后，中央处理单元1控制变速器14内同步器的同步力F维持在设定值，控制负载电机8的转速维持在设定值，调整驱动电机4的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差逐渐减小，并监控同步器的同步时间ΔT。开始时转速差大，同步时间ΔT大于设定值N，随着转速差逐渐减小，同步时间ΔT逐渐减小，当转速差减小到X时，同步时间ΔT刚好小于设定值N，中央处理单元1记录下该转速差X，该转速差X为临界值，当转速差小于X时，同步时间ΔT都小于设定值N。因此，将双离合器变速器用在混合动力汽车上换挡时，变速器14内的同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差需要小于转速差X，此时变速器14能够正常换挡，保证换挡质量。
中央处理单元1控制驱动电机4的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差小于X。接着，中央处理单元1控制驱动电机4的扭矩和负载电机8的扭矩都变为0，并发送换挡信号到变速器14，变速器14换挡，并在档位停留2秒。然后，中央处理单元1发送摘挡指令到变速器14，变速器14摘挡，完成一次换挡试验。重复执行上述换挡试验10万次，检验变速器14的耐久度。
存储单元11用于存储历史检测情况。语音输出电路12输出语音提示。无线通信模块13能与远程监控终端无线通信，便于远程监控。
本实施例的一种变速器检测方法，适用于上述的一种变速器检测装置，包括以下步骤：
S1：中央处理单元控制驱动电机和负载电机工作，并读取变速器输出的同步器输入端转速和同步器输出端转速；
S2：中央处理单元通过扭矩传感器检测扭矩T，并计算出同步器的同步时间ΔT；
S3：中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值，控制负载电机的转速维持在设定值，调整驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差逐渐减小，并监控同步器的同步时间ΔT，当转速差减小到X时，同步时间ΔT小于设定值0.5秒，中央处理单元记录下该转速差X；
开始时转速差大，同步时间ΔT大于0.5秒，随着转速差逐渐减小，同步时间ΔT逐渐减小，当转速差减小到X时，同步时间ΔT刚好小于0.5秒，中央处理单元记录下该转速差X，该转速差X为临界值，当转速差小于X时，同步时间ΔT都小于0.5秒。
S4：中央处理单元控制驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差小于X；
S5：中央处理单元控制驱动电机的扭矩和负载电机的扭矩都变为0，并发送换挡信号到变速器，变速器换挡，并在档位停留2秒；
S6：中央处理单元发送摘挡指令到变速器，变速器摘挡。
步骤S3中中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值的方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：F为同步器的同步力，T为扭矩传感器检测的扭矩，i为变速器的主减速比，α为同步器锥面的锥角，μ为同步器锥面摩擦系数，r为同步器锥面平均半径，x为同步器锥面的数量，计算出同步器的同步力F，中央处理单元监控计算出的同步力F，并控制变速器内同步器输入电流的占空比，使同步力F维持在1000牛顿。由T′为摩擦力矩，推导出
步骤S2中同步时间ΔT的计算方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：ΔT为同步器的同步时间，ΔW为同步器输入端和输出端的转速差，J为驱动电机转动惯量、减速器转动惯量和变速器输入轴转动惯量之和，i为变速器的主减速比，计算出同步器的同步时间ΔT。
Claims (7)
1.一种变速器检测装置，其特征在于：包括中央处理单元(1)、显示屏(2)、按键组(3)、驱动电机(4)、减速器(5)、扭矩传感器(6)、惯量盘(7)、负载电机(8)、设置在驱动电机(4)上的第一转速传感器(9)和设置在负载电机(8)上的第二转速传感器(10)，所述驱动电机(4)通过齿轮与减速器(5)的输入端连接，所述减速器(5)的输出端通过联轴器与变速器(14)的输入轴连接，所述变速器(14)的输出轴通过半轴与惯量盘(7)的输入端连接，所述惯量盘(7)的输出端与负载电机(8)连接，所述扭矩传感器(6)设置在半轴上，所述中央处理单(1)元分别与显示屏(2)、按键组(3)、驱动电机(4)、变速器(14)、扭矩传感器(6)、负载电机(8)、第一转速传感器(9)和第二转速传感器(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种变速器检测装置，其特征在于：还包括存储单元(11)，所述存储单元(11)与中央处理单元(1)电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种变速器检测装置，其特征在于：还包括语音输出电路(12)，所述语音输出电路(12)与中央处理单元(1)电连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种变速器检测装置，其特征在于：还包括无线通信模块(13)，所述无线通信模块(13)与中央处理单元(1)电连接。
5.一种变速器检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S1：中央处理单元控制驱动电机和负载电机工作，并读取变速器输出的同步器输入端转速和同步器输出端转速；
S2：中央处理单元通过扭矩传感器检测扭矩T，并计算出同步器的同步时间ΔT；
S3：中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值，控制负载电机的转速维持在设定值，调整驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差逐渐减小，并监控同步器的同步时间ΔT，当转速差减小到X时，同步时间ΔT小于设定值N，中央处理单元记录下该转速差X；
S4：中央处理单元控制驱动电机的转速，使同步器输入端转速和同步器输出端转速的转速差小于X；
S5：中央处理单元控制驱动电机的扭矩和负载电机的扭矩都变为0，并发送换挡信号到变速器，变速器换挡，并在档位停留K秒；
S6：中央处理单元发送摘挡指令到变速器，变速器摘挡。
6.根据权利要求5所述的一种变速器检测方法，其特征在于，所述步骤S3中中央处理单元控制变速器内同步器的同步力F维持在设定值的方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：F为同步器的同步力，T为扭矩传感器检测的扭矩，i为变速器的主减速比，α为同步器锥面的锥角，μ为同步器锥面摩擦系数，r为同步器锥面平均半径，x为同步器锥面的数量，计算出同步器的同步力F，中央处理单元监控计算出的同步力F，并控制变速器内同步器输入电流的占空比，使同步力F维持在设定值。
7.根据权利要求5所述的一种变速器检测方法，其特征在于，所述步骤S2中同步时间ΔT的计算方法包括以下步骤：将扭矩T代入公式：ΔT为同步器的同步时间，ΔW为同步器输入端和输出端的转速差，J为驱动电机转动惯量、减速器转动惯量和变速器输入轴转动惯量之和，i为变速器的主减速比，计算出同步器的同步时间ΔT。
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
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| GR01 | Patent grant | ||
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