CN105910815A - 一种变速器换挡性能测试系统及测试方法 - Google Patents
一种变速器换挡性能测试系统及测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及变速器技术领域,提供一种变速器换挡性能测试系统及测试方法,所述变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,实时控制器作为整个变速器换挡性能测试系统的控制核心,输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟变速器的整车行驶工况,变速器控制单元控制变速器完成换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,然后将得到的换挡性能参数传递给上位机;上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格,实现对变速器的合格性测试,结构简单,测试效率和测试准确性高。
Description
技术领域
本发明属于变速器技术领域,尤其涉及一种变速器换挡性能测试系统及测试方法。
背景技术
液力自动变速器的换挡性能是变速器性能合格的一项重要指标,它不仅能够衡量变速器的机械、液压和电气方面的性能,还能够真实直接地反应变速器在整车上的换挡品质。因此每一台变速器在终端下线的时候都需要进行各种性能的测试。
目前,对于变速器的测试方式有多种,但是现有的测试方式存在测试过程复杂,测试效率较低,而且测试的精确度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试过程简单、测试效率高的变速器换挡性能测试系统。
本发明是这样实现的,一种变速器换挡性能测试系统,所述变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,其中:
所述输入电机与所述实时控制器通过CAN总线连接,所述输入电机用于向变速器模拟发动机扭矩,同时,向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
所述第一输出电机和第二输出电机分别通过CAN总线与所述实时控制器连接,所述第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,上位机通过实时控制器向第二输出电机和第二输出电机发生目标控制转速信号;
所述实时控制器用于将所述上位机输出的控制信号通过CAN总线传递给所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机,将上位机输出的变速器目标档位和输入电机的转矩信号传送至所述变速器控制单元,同时,接收所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机反馈的实际转速;
所述变速器控制单元与所述实时控制器连接,所述变速器控制单元用于根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数,并将生成的换挡性能参数通过所述实时控制器传递给上位机,其中,所述变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数;
所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
本发明的另一目的在于提供一种基于变速器换挡性能测试系统的变速器换挡性能测试方法,所述方法包括下述步骤:
上位机通过实时控制器向输入电机、第一输出电机和第二输出电机分别输送控制信号,控制所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟整车行驶工况,同时向变速器控制单元输送变速器目标档位和输入电机的转矩信号;
所述输入电机模拟车辆发动机,向变速器输出发动机扭矩,同时,向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
所述第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,并分别向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,并将得到的换挡性能参数通过所述实时控制器传递给上位机,其中,所述变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数;
所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
作为一种改进的方案,所述变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制的步骤具体包括充油阶段、转矩交换阶段以及速度阶段,其中:
在所述充油阶段中,将接合离合器的活塞油腔快速填满;
在所述转矩交换阶段中,逐步提升所述接合离合器的压力,逐步降低分离离合器的压力;
在所述速度阶段中,继续提升所述接合离合器的压力,直至换挡进程到达100%,同时逐步降低所述分离离合器的压力至0。
作为一种改进的方案,所述在所述充油阶段中,将接合离合器活塞内的油腔快速填满的步骤具体包括下述步骤:
采用矩形充油的方式,将接合离合器的活塞油腔快速填满;
控制将所述接合离合器的活塞油腔的压力保持在接合压力点上。
作为一种改进的方案,在所述充油阶段中,分离离合器的压力从闭锁压力平滑下降到所述转矩交换阶段的初始压力值。
作为一种改进的方案,所述逐步提升所述接合离合器的压力的步骤具体包括下述步骤:
所述转矩交换阶段包括第一转矩交换阶段和第二转矩交换阶段,在所述第一转矩交换阶段中,所述接合离合器的压力按照一阶滤波方法进行提升;
在所述第二转矩交换阶段中,所述接合离合器的压力按照固定斜率进行提升。
作为一种改进的方案,所述根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数的步骤具体包括下述步骤:
在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数;
根据飞车程度和转矩交换阶段的时间特性,对离合器接合压力控制参数进行等效计算,获取离合器接合压力控制参数。
作为一种改进的方案,所述在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数的步骤具体包括下述步骤:
计算在第一时间周期t1内,变速器输入轴加速度的变化量δnT1;
计算在第二时间周期t2内,变速器输入轴加速度的变化量δnT2;
计算用于衡量充油程度的充油参数k,其中,k=δnT1/δnT2。
作为一种改进的方案,所述对离合器接合压力控制参数进行等效计算的计算式为:
其中,PT arg et为在转矩交换阶段接合离合器的目标控制压力,P1为飞车程度压力补偿参数,P2为i、j档转矩阶段的时间TTP压力补偿参数,kδ、kT分别为飞车程度特性权重系统和根据转矩交换阶段时间特性权重系统,k1为针对飞车程度的每个档位的档位权重系数,k2为转矩交换阶段时间的每个档位的档位权重系数。
作为一种改进的方案,所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格的步骤之后还包括下述步骤:
当所述上位机判断生成的换挡性能参数属于合格范围时,控制将生成的换挡性能参数写入变速器的存储器中
在本发明中,变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,实时控制器作为整个变速器换挡性能测试系统的控制核心,输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟变速器的整车行驶工况,变速器控制单元控制变速器完成换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,然后将得到的换挡性能参数传递给上位机;上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格,实现对变速器的合格性测试,结构简单,测试效率和测试准确性高。
附图说明
图1是本发明提供的变速器换挡性能测试系统的结构框图;
图2是本发明提供的变速器换挡性能测试方法的实现流程图;
图3是本发明提供的根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数的步骤的实现流程图;
图4是本发明提供的在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数的步骤的实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的变速器换挡性能测试系统的结构框图,为了便于说明,图中仅给出了与本发明相关的部分。
变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,其中:
输入电机与实时控制器通过CAN总线连接,输入电机用于向变速器模拟发动机扭矩,同时,向实时控制器反馈输入电机的实际转速;
第一输出电机和第二输出电机分别通过CAN总线与实时控制器连接,第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,上位机通过实时控制器向第二输出电机和第二输出电机发生目标控制转速信号;
实时控制器用于将上位机输出的控制信号通过CAN总线传递给输入电机、第一输出电机和第二输出电机,将上位机输出的变速器目标档位和输入电机的转矩信号传送至变速器控制单元,同时,接收输入电机、第一输出电机和第二输出电机反馈的实际转速;
变速器控制单元与实时控制器连接,变速器控制单元用于根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,并将得到的换挡性能参数通过实时控制器传递给上位机,其中,变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数;
上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
其中,上位机与实时控制器之间通过TCP/IP协议进行通信;
实时控制器与变速器存储器连接,该连接方式可以通过SPI的通讯方式实现,其中:
实时控制器将在合格范围内的变速器的换挡性能参数写入到控制器的存储器中,当变速器张彻后,变速器控制单元可以自动读取写入到存储器中的换挡性能参数,用来对变速器的换挡进行控制,从而提升变速器的换挡品质。
图2示出了本发明实施例提供的变速器换挡性能测试方法的实现流程,其具体的实现步骤如下:
在步骤S101中,上位机通过实时控制器向输入电机、第一输出电机和第二输出电机分别输送控制信号,控制输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟整车行驶工况,同时向变速器控制单元输送变速器目标档位和输入电机的转矩信号。
在步骤S102中,输入电机模拟车辆发动机,向变速器模拟发动机扭矩,同时,向实时控制器反馈输入电机的实际转速。
在步骤S103中,第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,上位机通过实时控制器向第二输出电机和第二输出电机发生目标控制转速信号。
在步骤S104中,变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,并将得到的换挡性能参数通过实时控制器传递给上位机,其中,变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数。
在步骤S105中,上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
其中,当上位机判断生成的换挡性能参数属于合格范围时,控制将生成的换挡性能参数写入变速器的存储器中,供变速器控制单元调用,以保障所有合格范围内的不同性能指标的变速器在整车上的换挡品质的一致性。
在本发明实施例中,变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制的步骤具体包括充油阶段、转矩交换阶段以及速度阶段,其中:
在充油阶段中,将接合离合器的活塞油腔快速填满;
在转矩交换阶段中,逐步提升所述接合离合器的压力,逐步降低分离离合器的压力;
在速度阶段中,继续提升接合离合器的压力,直至换挡进程到达100%,同时逐步降低分离离合器的压力至0。
其中,在充油阶段中,将接合离合器活塞内的油腔快速填满具体包括下述步骤:
首先,采用矩形充油的方式,将接合离合器的活塞油腔快速填满,即快速填满;
然后,控制将接合离合器的活塞油腔的压力保持在接合压力点上。
在充油阶段中,在接合离合器提升压力的同时,分离离合器的压力从闭锁压力平滑下降到所述转矩交换阶段的初始压力值。
在该实施例中,在转矩交换阶段,上述逐步提升所述接合离合器的压力的步骤具体包括下述步骤:
转矩交换阶段包括第一转矩交换阶段和第二转矩交换阶段,在第一转矩交换阶段中,接合离合器的压力按照一阶滤波方法进行提升:
在第二转矩交换阶段中,接合离合器的压力按照固定斜率进行提升;
其中上述两个阶段所对应的时间T1和T2可以根据实际的变速器的换挡情形进行设置,其中,上述两个阶段的转矩交换具体可以通过下述计算式实现:
其中,n为自然数,表示相同时间间隔的步长点,PT arg et为在转矩交换阶段接合离合器的目标控制压力,Pn-1为上一个步长的控制压力,λ为压力的上升的单步系数,δPoc1为接合离合器压力上升斜率。
在该转矩交换阶段,分离离合器按照固定的斜率δPoc1从转矩交换阶段的初始压力值降低到一定压力值(该压力值可能为0)。
在该转矩交换阶段,当换挡进程大于设定值或者转矩交换阶段的总时间大于一定数值时,则退出转矩交换阶段,进入速度阶段,在此不再赘述。
在本发明实施例中,如图3所示,根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数的步骤具体包括下述步骤:
在步骤S201中,在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数。
在步骤S202中,根据飞车程度和转矩交换阶段的时间特性,对离合器接合压力控制参数进行等效计算,获取离合器接合压力控制参数。
其中,如图4所示,在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数的步骤具体包括下述步骤:
在步骤S301中,计算在第一时间周期t1内,变速器输入轴加速度的变化量δnT1。
在步骤S302中,计算在第二时间周期t2内,变速器输入轴加速度的变化量δnT2。
在步骤S303中,计算用于衡量充油程度的充油参数k,其中,k=δnT1/δnT2,其中,通过对k的识别,来衡量过充油的程度,如果k小于1则说明不存在过充油,而且k越大,则说明过充油越严重,将会影响换挡品质。
其中,该充油识别过程是通过在充油阶段识别变速器输入轴加速度的变化来判定充油效果,如果变速器输入轴转速出现掉坑现象,则说明接合离合器开始传递转矩产生过约束。
在本发明实施例中,对离合器接合压力控制参数进行等效计算的计算式为:
其中,PT arg et为在转矩交换阶段接合离合器的目标控制压力,P1为飞车程度压力补偿参数,P2为i、j档转矩阶段的时间TTP压力补偿参数,kδ、kT分别为飞车程度特性权重系统和根据转矩交换阶段时间特性权重系统,k1为针对飞车程度的每个档位的档位权重系数,k2为转矩交换阶段时间的每个档位的档位权重系数。
其中,P1和P2通过查表可得,如下表所示:
表1:飞车程度δMin压力补偿参数表
表2:i档转矩交换阶段的时间TTP压力补偿参数表
在该实施例中,离合器接合压力控制参数的识别,可以根据在一个基准的目标控制压力PT arg et下通过识别飞车的程度δMin和转矩阶段的时间TTP的大小来识别离合器接合压力的实际需求大小;
如果δMin越大和转矩阶段的时间TTP越长,则说明实际需求的离合器接合压力更大,间接说明接合离合器的控制压力参数偏大;
在测试过程中需要对变速器进行NVH噪音测试,因此,对变速器的每个档位进行测试,为了节省测试时间,需要对变速器进行动态1->2->…->->…2->1升降挡。其中存在不同的换挡使用相同的接合离合器,而且每种换挡对接合离合器压力的误差要求也存在差异,为了使得识别到的结合离合器的目标控制压力参数能够更加适用于整车的换挡控制,所以提出了上述计算式。针对同一个接合离合器在不同的换挡过程中被使用,可以通过飞车程度的档位权重系数k1和转矩阶段时间的档位权重系数k2进行权重,对接合离合器控制压力参数比较敏感的换挡,档位权重系数可以设置偏大,但是必须保证k1(i)+...+k1(j)=1和k2(i)+...+k2(j)=1这两个条件;
针对飞车程度和转矩阶段时间这两个监控对象,对整个换挡品质的影响程度也存在差异,所以可以通过飞车程度特性权重系数kδ和转矩阶段时间特性权重系数kT来进行权重;
如飞车对整车的换挡品质影响程度更大,可以将kδ设置得偏大一点,但是必须保证kδ+kT=1;
针对所有的换挡,飞车程度的控制目标均为0,所以不同换挡P1均可以采用表(1)所示;针对不同的换挡,转矩阶段时间控制目标会存在差异,所以需要针对不同的换挡设置不同的目标,如表(2)所示。
在本发明实施例中,变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,实时控制器作为整个变速器换挡性能测试系统的控制核心,输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟变速器的整车行驶工况,变速器控制单元控制变速器完成换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,然后将得到的换挡性能参数传递给上位机;上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格,实现对变速器的合格性测试,结构简单,测试效率和测试准确性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变速器换挡性能测试系统,其特征在于,所述变速器换挡性能测试系统包括输入电机、第一输出电机、第二输出电机、变速器控制单元、实时控制器以及上位机,其中:
所述输入电机与所述实时控制器通过CAN总线连接,所述输入电机用于向变速器模拟发动机扭矩,同时,向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
所述第一输出电机和第二输出电机分别通过CAN总线与所述实时控制器连接,所述第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,上位机通过实时控制器向第二输出电机和第二输出电机发生目标控制转速信号;
所述实时控制器用于将所述上位机输出的控制信号通过CAN总线传递给所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机,将上位机输出的变速器目标档位和输入电机的转矩信号传送至所述变速器控制单元,同时,接收所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机反馈的实际转速;
所述变速器控制单元与所述实时控制器连接,所述变速器控制单元用于根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数,并将生成的换挡性能参数通过所述实时控制器传递给上位机,其中,所述变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数;
所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
2.一种基于权利要求1所述的变速器换挡性能测试系统的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
上位机通过实时控制器向输入电机、第一输出电机和第二输出电机分别输送控制信号,控制所述输入电机、第一输出电机和第二输出电机模拟整车行驶工况,同时向变速器控制单元输送变速器目标档位和输入电机的转矩信号;
所述输入电机模拟车辆发动机,向变速器输出发动机扭矩,同时,向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
所述第一输出电机和第二输出电机分别用于模拟车速,并分别向所述实时控制器反馈输入电机的实际转速;
变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制,并根据变速器的转速信号进行二次计算,得到变速器的换挡性能参数,并将得到的换挡性能参数通过所述实时控制器传递给上位机,其中,所述变速器的换挡性能参数包括变速器充油性能参数和离合器接合压力控制参数;
所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格。
3.根据权利要求2所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述变速器控制单元根据发动机转矩信号、变速器转速信号以及变速器目标档位对所述变速器进行换挡控制的步骤具体包括充油阶段、转矩交换阶段以及速度阶段,其中:
在所述充油阶段中,将接合离合器的活塞油腔快速填满;
在所述转矩交换阶段中,逐步提升所述接合离合器的压力,逐步降低分离离合器的压力;
在所述速度阶段中,继续提升所述接合离合器的压力,直至换挡进程到达100%,同时逐步降低所述分离离合器的压力至0。
4.根据权利要求3所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述在所述充油阶段中,将接合离合器活塞内的油腔快速填满的步骤具体包括下述步骤:
采用矩形充油的方式,将接合离合器的活塞油腔快速填满;
控制将所述接合离合器的活塞油腔的压力保持在接合压力点上。
5.根据权利要求3或4所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,在所述充油阶段中,分离离合器的压力从闭锁压力平滑下降到所述转矩交换阶段的初始压力值。
6.根据权利要求3所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述逐步提升所述接合离合器的压力的步骤具体包括下述步骤:
所述转矩交换阶段包括第一转矩交换阶段和第二转矩交换阶段,在所述第一转矩交换阶段中,所述接合离合器的压力按照一阶滤波方法进行提升;
在所述第二转矩交换阶段中,所述接合离合器的压力按照固定斜率进行提升。
7.根据权利要求2所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述根据变速器的转速信号进行二次计算,生成变速器的换挡性能参数的步骤具体包括下述步骤:
在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数;
根据飞车程度和转矩交换阶段的时间特性,对离合器接合压力控制参数进行等效计算,获取离合器接合压力控制参数。
8.根据权利要求7所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述在充油阶段过程中,对变速器输入轴加速度的变化进行识别,获取充油参数的步骤具体包括下述步骤:
计算在第一时间周期t1内,变速器输入轴加速度的变化量δnT1;
计算在第二时间周期t2内,变速器输入轴加速度的变化量δnT2;
计算用于衡量充油程度的充油参数k,其中,k=δnT1/δnT2。
9.根据权利要求7或8所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述对离合器接合压力控制参数进行等效计算的计算式为:
其中,PTarget为在转矩交换阶段接合离合器的目标控制压力,P1为飞车程度压力补偿参数,P2为i、j档转矩阶段的时间TTP压力补偿参数,kδ、kT分别为飞车程度特性权重系统和根据转矩交换阶段时间特性权重系统,k1为针对飞车程度的每个档位的档位权重系数,k2为转矩交换阶段时间的每个档位的档位权重系数。
10.根据权利要求2所述的变速器换挡性能测试方法,其特征在于,所述上位机根据生成的换挡性能参数判断当前待测的变速器是否合格的步骤之后还包括下述步骤:
当所述上位机判断生成的换挡性能参数属于合格范围时,控制将生成的换挡性能参数写入变速器的存储器中。
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