CN108760296A - 乘用车手动变速器动态换挡性能评测系统 - Google Patents

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刘荔斌
王泽贵
张银超
许长龙
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Abstract

一种乘用车手动变速器动态换挡性能评测系统，包括：换挡性能测试装置与之相连进行信息采集的换挡性能客观评分系统，换挡性能测试装置在动态换挡过程中实时采集换挡力和换挡位移数据，并通过检测分析模块计算出动态换挡性能评价指标，代入由评价尺度表得到的对应拟合函数中，并通过关联矩阵法计算各指标及各挡位的加权值，最终计算出总体动态换挡性能的客观评分，从而对汽车变速动态换挡性能作出客观评价。本发明能克服主观评价的存在的人为因素而导致评价结果的不准确和一致性差，能够准确客观的对汽车手动变速器动态换挡性能作出客观的评分，评价动态换挡性能的优劣，为手动变速器换挡性能指出改进方向。

Description

乘用车手动变速器动态换挡性能评测系统
技术领域
本发明涉及一种变速器领域的技术，具体是一种适用于搭载变速器扭矩在400Nm以下乘用车的手动变速器动态换挡性能的评测系统。
背景技术
汽车手动变速器换挡性能评价通常是采用相关工程人员主观定性的评价方法进行的，存在人为因素而导致评价结果不够准确且一致性差。现有客观评测技术可通过测试换挡力和换挡行程的关系来评价汽车变速器换挡性能的优劣，但不够全面。
发明内容
本发明的目的是为了弥补目前对汽车手动变速器动态换挡性能的客观评价不够全面，且无法与主观评分相对应，不能较好地覆盖各类因素之间的权重影响，并克服主观评价的存在的人为因素而导致评价结果的不准确和一致性差，提出一种乘用车手动变速器动态换挡性能评测系统，能够就手动变速器动态换挡性能进行全面评测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明乘用车手动变速器动态换挡性能测评系统包括：换挡性能测试装置与之相连进行信息采集的换挡性能客观评分系统，换挡性能测试装置包括：三向力传感器，三自由度位移传感器，固定支架和检测分析模块，其中：三自由度位移传感器设置于固定支架上，并与三向力传感器相连接，再将三向力传感器设置于换挡杆处，换挡性能测试装置在动态换挡过程中实时采集换挡力和换挡位移数据，并通过检测分析模块计算出动态换挡性能评价指标，代入由评价尺度表得到的对应拟合函数中，并通过关联矩阵法计算各指标及各挡位的加权值，最终计算出总体动态换挡性能的客观评分，从而对汽车变速动态换挡性能作出客观评价。
所述的动态换挡性能评价指标包括：同步冲量、同步刚度和二次冲击。
所述的测评的内容包括：怠速和正常行驶过程，怠速包括N->1和N->R，正常行驶过程包括相邻挡位的升挡和降挡。
所述的动态换挡性能的数据在相同的工况条件下进行采集，从而具有参考性和对比性，具体为：
①对于怠速换挡数据的采集是指：在发动机处于稳定怠速下，踩下离合器后，2s内完成换挡；
②对于正常行驶过程中的换挡数据的采集是指：在发动机转速2000rpm下进行升挡，1500rpm下进行降挡。
所述的关联矩阵法是指：测试所得的动态换挡性能各评价指标数据及测试内容之间的重要性对比，以矩阵的形式呈现出来并进行归一化处理计算出权重值，其中：评价指标为Ai(i＝1，...，m)，评价次数为Vj(i＝1，...，n)，评价指标权重为ωi(i＝1，...，m)，0<ωi<1，∑ωi＝1。
所述的评价尺度表，根据主观评价的10分制评价表、测试经验和大量的测试数据制定的，动态换挡性能客观指标的评价尺度表只适用于搭载变速器扭矩在400Nm以下的乘用车，根据评价尺度表，动态换挡各指标范围内的评分不是连续变化的，在一定程度上会对总评分带来误差，根据主观评分表，8～10分代表换挡性能优异，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化是不明显的，而4～7分代表着换挡性能由合格转为差的过程，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化是很明显的，最后1～4分代表着换挡性能不可接受，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化也是不明显的，因此可认为主观对换挡性能优劣评价趋势近似符合正态分布规律，客观测试数据与客观评分也应近似符合正态分布，进而得到动态换挡各指标客观评分与测试数据的正态分布曲线。
附图说明
图1为本发明换挡性能测试装置的结构示意图；
图2为怠速换挡特性曲线图；
图3为动态换挡特性曲线图；
图4为实施例流程示意图；
图中：固定支架1、位移传感器Y向2、角度传感器X向3、角度传感器Z向4、三向力传感器5、变速器换挡杆6、采集电脑7。
具体实施方式
如图1所示，本实施例检测装置包括：两个角度传感器3和4及一个位移传感器2共同构成一个三自由度机构测试空间三坐标，并与三向力传感器5相连接，再将三向力传感器固定于换挡杆处6，在换挡过程中实时采集换挡力和换挡位移数据，并记录在电脑7中。所用传感器数量少，且安装方便，实用性强。
如图2～图4所示，本实施例通过上述装置分别进行同步冲量测试、同步刚度测试和二次冲击测试，将得到的数据加权计算后通过换挡性能评分系统计算得到换挡性能总体评价分值。
图2中怠速换挡的数据采集要求发动机处于稳定怠速，手刹拉紧，踩下离合器后，2s内完成换挡，重复20次左右，通过采集的数据进行计算处理可以得到同步冲量、同步刚度和平均二次冲击比。
图3中动态换挡的数据采集要求发动机转速为2000rpm时升挡，1500rpm时降挡，每个挡位重复20次左右，通过采集的数据进行计算处理可以得到同步冲量、同步刚度和平均二次冲击比。
所述的同步冲量测试，其计算方式为式中，Fs—同步区域的换挡力(N)；ts—同步时间(s)。
利用关联矩阵法对动态换挡性能指标同步冲量、同步刚度和二次冲击进行两两重要性比较，较重要的得1分，另外则得0.5分，评价指标对比是根据主观评价过程中的侧重点进行的。
表2为动态换挡性能各指标的权重表。
利用关联矩阵法对动态测试各挡位进行两两重要性比较，较重要的得1分，另外则得0分，动态测试各挡位对比是根据实际行驶交通状况及主观评价和客观测试的重点关注的挡位进行的。
表3为动态换挡各挡位的权重表。
挡位 1->2 2->3 3->4 4->5 5->6 6->5 5->4 4->3 3->2 2->1 N->1 N->R
权重 0.16 0.16 0.11 0.09 0.07 0.01 0.01 0.04 0.06 0.16 0.11 0.02
动态换挡性能客观指标的评价尺度表是根据主观评价的10分制评价表、测试经验和大量的测试数据制定的，只适用于搭载变速器扭矩在400Nm以下的乘用车。
表4和表5分别为动态各评价指标的评价尺度表，只适用于搭载变速器扭矩在400Nm以下的乘用车。
表4
表5
根据评价尺度表，动态换挡各指标范围内的评分不是连续变化的，在一定程度上会对总评分带来误差，根据主观评分表，8～10分代表换挡性能优异，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化是不明显的，而4～7分代表着换挡性能由合格转为差的过程，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化是很明显的，最后1～4分代表着换挡性能不可接受，在这区间内评分的变化在主观上对换挡性能的优劣程度变化也是不明显的，因此可认为主观对换挡性能优劣评价趋势近似符合正态分布规律，客观测试数据与客观评分也应近似符合正态分布，进而得到动态换挡各指标客观评分与测试数据的正态分布曲线。
本发明弥补目前对汽车手动变速器动态换挡性能的客观评价不够全面，且无法与主观评分相对应，并克服主观评价的存在的人为因素而导致评价结果的不准确和一致性差，提供一种完整统一的评测系统直观的对汽车手动变速器动态换挡性能作出准确的评分。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (8)

1.一种乘用车手动变速器动态换挡性能评测系统，其特征在于，包括：换挡性能测试装置与之相连进行信息采集的换挡性能客观评分系统，换挡性能测试装置包括：三向力传感器、三自由度位移传感器、固定支架和检测分析模块，其中：三自由度位移传感器设置于固定支架上，并与三向力传感器相连接，再将三向力传感器设置于换挡杆处，换挡性能测试装置在动态换挡过程中实时采集换挡力和换挡位移数据，并通过检测分析模块计算出动态换挡性能评价指标，代入由评价尺度表得到的对应拟合函数中，并通过关联矩阵法计算各指标及各挡位的加权值，最终计算出总体动态换挡性能的客观评分，从而对汽车变速动态换挡性能作出客观评价。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的动态换挡性能的评价指标包括同步冲量、同步刚度和平均二次冲击比。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的测评的内容包括：怠速和正常行驶过程，怠速包括N->1和N->R，正常行驶过程包括相邻挡位的升挡和降挡。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征是，所述的动态换挡性能的数据在相同的工况条件下进行采集，从而具有参考性和对比性，具体为：
①对于怠速换挡数据的采集是指：在发动机处于稳定怠速下，踩下离合器后，2s内完成换挡；
②对于正常行驶过程中的换挡数据的采集是指：在发动机转速2000rpm下进行升挡，1500rpm下进行降挡。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的换挡性能测试装置中的两个角度传感器和一个位移传感器共同构成一个三自由度机构通过固定装置进行固定测试空间三坐标，并与三向力传感器相连接，再将三向力传感器固定于换挡杆处，在换挡过程中实现换挡力和换挡位移数据的实时采集。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的关联矩阵法是指：测试所得的动态换挡性能各评价指标数据及测试内容之间的重要性对比，以矩阵的形式呈现出来并进行归一化处理计算出权重值，其中：评价指标为Ai(i＝1，...，m)，评价次数为Vj(i＝1，...，n)，评价指标权重为ωi(i＝1，...，m)，0<ωi<1，∑ωi＝1。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的评价尺度表根据主观评价的10分制评价表、测试经验和大量的测试数据制定。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述的评价尺度表和主观对动态换挡性能优劣评价趋势近似符合正态分布规律，客观测试数据与客观评分也应近似符合正态分布，进而得到动态换挡各指标客观评分与测试数据的正态分布曲线。
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