CN111678692A - 一种乘用车分动箱性能检测系统及其应用 - Google Patents

一种乘用车分动箱性能检测系统及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乘用车分动箱性能检测系统及其应用。包括计算机、电源、控制器、底座和固定设置在底座上表面的力矩电机、主活塞、副活塞；所述力矩电机的输出轴连接有输出轴角度传感器和输出法兰盘，所述输出法兰盘通过轴承设置在调节杆上；所述调节杆的两端分别与主活塞和副活塞的活塞杆铰接。本发明结构简单，自动化程度高，结合了自动控制与数据处理技术，实现对分动箱性能全面、安全、快速、准确的测试，并将测试过程中获取的数据进行有效处理，作为反馈，为合理化、高效生产提供依据。

Description

一种乘用车分动箱性能检测系统及其应用
技术领域
本发明涉及一种乘用车分动箱性能检测系统及其应用，属于乘用车装备检测的技术领域。
背景技术
分动箱是单独固定在车架上的齿轮传动装置，其输入端通过万向传动装置与变速箱的输出端相连，其输出端通过万向传动装置与驱动轴或者油泵等相连，以提供动力。当分动箱的输出端连接驱动轴时，可以通过调整分动箱内部的齿轮组的速比，向不同的驱动轴提供可变的动力，以此改变车辆的动力学性能，适应不同工况的需要，提高整车的动力性和经济性。
车辆行驶过程中(要求车速低于85Km/h)，驾驶员可在2H与4H之间随意切换，无须停下车辆和踩下离合器。当电控分动器控制单元(TCU)接到4H档位指令(由旋钮开关控制)后，ECU会控制分动器内部电磁离合器，使啮合套与离合器线圈壳体同步，再由换档马达驱动拨又使锁止套、啮合套和离合器线圈壳体三者啮合，从而将主动链轮与后输出轴连接，通过链条将动力传递给被动链轮，从而带动前输出轴转动，输出扭矩，实现2H与4H档位之间转换。
4H与4L之间转换时，驾驶员必须将车停稳，踩下离合器，TCU根据车速信号和离合器踏板开关的信号，控制换档马达转动，通过减速换档叉驱动减速齿彀，实现4H与4L之间的切换。分动器通过单排行星齿轮机构实现4L档，当减速齿毂将输入轴和后输出轴连接时，则形成4H(2H)档当减速换档叉驱动减速齿毂使后输出轴和行星架连接时，则形成4L档。在4H与4L之间的换档过程中应保持停车及离合器踩下状态至少5S，以便换档马达完成操作。
分动箱内设置有电控系统，实时检测档位信号，采集车辆行驶速度，检测离合器踏板状态等。电控系统执行换档操作时，需判断当前车辆行驶速度。只有当前车辆行驶速度满足档位转换所对应的速度条件，才可执行换档操作，避免导致分动箱发生机械损伤。因此，分动箱对车速的准确检测也是分动箱的重要指标。
现有技术中分动箱性能检测通常采用人工借助电压表等基础检测设备完成，现有技术中对乘用车分动箱的性能测试，仅能够对整体的电流或输出信号稳定性以及整体强度进行简单的测试，难以满足不同使用情况下的多种使用需求，检测效率低，误差大。另外，在实际检测过程中，检测作业具体参数无法根据具体使用需求进行相适应的调整，整体适用范围较窄。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种乘用车分动箱性能检测系统。
本发明还提供一种利用上述检测系统进行分动箱性能检测的方法。
发明概述：本发明所述分动箱性能检测装置，对分动箱产品进行出厂前性能测试，通过模拟装车的运行工况，在加载的情况下对运行电流，信号输出进行全面测试。
本发明提供如下技术方案：
一种乘用车分动箱性能检测系统，包括计算机、电源、控制器、底座和固定设置在底座上表面的力矩电机、主活塞、副活塞；所述力矩电机的输出轴连接有输出轴角度传感器和输出法兰盘，所述输出法兰盘通过轴承设置在调节杆上；所述调节杆的两端分别与主活塞和副活塞的活塞杆铰接；所述输出法兰盘上设置有多个螺栓孔，其中至少一个螺栓孔内设置有摄像头；计算机与控制器连接；控制器分别与输出轴角度传感器、力矩电机、摄像头、主活塞、副活塞、分动箱内部的角度传感器连接；电源为力矩电机、控制器、主活塞、副活塞供电。
力矩电机带动分动箱的输出轴转动，用于模拟分动箱输出轴在车辆行进过程中的状态，同时模拟车辆行进过程中，分动箱输出轴承受的扭矩。
优选的，所述力矩电机的输出轴通过减速器与输出法兰盘连接；所述主活塞、副活塞均为电控活塞。
优选的，主活塞、副活塞的底部分别通过调节螺杆与底座固定连接。调节螺杆的设计可以适应不同尺寸分动箱的测试需求，提高设备的通用性。
优选的，所述控制器还连接有分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线；
离合器电压信号线通过位于电压采集环路中的光电耦合器采集；分动箱的离合器电流信号通过位于电流采集环路中的霍尔电流传感器采集；分动箱的油箱温度信号通过将温度传感器产生的电流信号转换为电压信号，并通过仪表放大器将其扩大输出实现采集；分动箱的油箱压力信号通过隔离放大器和压力传感器组成的压力采集电路实现采集。
一种利用上述检测系统进行分动箱性能检测的方法，包括步骤如下：
1)将待检测的分动箱固定在底座上，将分动箱输出轴的法兰对准所述输出法兰盘；通过主活塞、副活塞相互配合，对调节杆进行调节，实现分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘螺栓孔对准；
具体步骤为，摄像头将采集的图像通过控制器传送至计算机显示屏，操作人员通过计算机系统界面的“活塞调节”按钮对主活塞、副活塞进行调节，直至分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘螺栓孔对准；
2)通过螺栓将分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘连接；
3)通过计算机上的系统界面输入测试参数；所述测试参数包括力矩电机的转速范围、最大误差K；
4)计算机通过控制器控制力矩电机的转速，力矩电机的转速从零加速至设定的最大值，同时分动箱内部的角度传感器采集的转速信号K1、输出轴角度传感器采集的转速信号K2通过控制器实时传入计算机；
5)计算机实时将K1、K2进行比对，如果存在一个时刻|K1-K2|＞K，则判定分动箱内部的角度传感器反馈的转速信号不正常，分动箱不合格；否则，判定分动箱合格。
优选的，所述力矩电机的转速范围为35Km/h～135Km/h。
优选的，所述控制器分别通过分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线采集待监控分动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号；计算机将采集的动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号与数据库中的数据进行比对，如果各项数值满足要求，则判定上述数据为合格数据，计算机将合格的数据以数组的形式保存到数据库中；
计算机对数据库中的合格数据组成的数组进行大数据统计，计算每个参数的方差，判定生产线的生产状态；如果各个参数的方差大于设定的阈值则判定生产线出现问题，发出生产线故障排查警告。所述数据库中包括设定的动箱离合器的电压和电流、油箱温度、油箱压力、输出轴转速合格标准值范围，以及以往测试中的合格数据。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过主活塞与副活塞相配合(主活塞的活塞杆伸出，副活塞的活塞杆相应的缩回；主活塞的活塞杆伸缩回，副活塞的活塞杆相应的伸出)实现调节杆的转动，最终实现输出法兰盘与分动箱输出轴的法兰螺栓孔的对应，整个过程自动化程度高，操作精度高，降低人工操作的风险系数。
2、本发明结构简单，自动化程度高，结合了自动控制与数据处理技术，实现对分动箱性能全面、安全、快速、准确的测试，并将测试过程中获取的数据进行有效处理，作为反馈，为合理化、高效生产提供依据。
附图说明
图1为本发明乘用车分动箱性能检测系统机械部分的结构示意图；
图2为本发明乘用车分动箱性能检测系统机械部分的测试图；
图3为本发明乘用车分动箱性能检测系统自动控制示意图；
图中：1、力矩电机；2、减速器；3、调节杆；4、主活塞；5、调节螺杆；6、副活塞；7、摄像头；8、输出法兰盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图3所示。
一种乘用车分动箱性能检测系统，包括计算机、电源、控制器、底座和固定设置在底座上表面的力矩电机1、主活塞4、副活塞6；所述力矩电机1的输出轴连接有输出轴角度传感器和输出法兰盘8，所述输出法兰盘8通过轴承设置在调节杆3上；所述调节杆3的两端分别与主活塞4和副活塞6的活塞杆铰接；所述输出法兰盘8上设置有多个螺栓孔，其中一个螺栓孔内设置有摄像头7；计算机与控制器连接；控制器分别与输出轴角度传感器、力矩电机1、摄像头7、主活塞4、副活塞6、分动箱内部的角度传感器连接；电源为力矩电机1、控制器、主活塞4、副活塞6供电。
力矩电机1带动分动箱的输出轴转动，用于模拟分动箱输出轴在车辆行进过程中的状态，同时模拟车辆行进过程中，分动箱输出轴承受的扭矩。
所述力矩电机1的输出轴通过减速器2与输出法兰盘8连接；所述主活塞4、副活塞6均为电控活塞。
实施例2
如实施例1所述的乘用车分动箱性能检测系统，进一步的，所述主活塞4、副活塞6的底部分别通过调节螺杆5与底座固定连接。调节螺杆5的设计可以适应不同尺寸分动箱的测试需求，提高设备的通用性。
实施例3
如实施例1所述的乘用车分动箱性能检测系统，进一步的，所述控制器还连接有分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线；
离合器电压信号线通过位于电压采集环路中的光电耦合器采集；分动箱的离合器电流信号通过位于电流采集环路中的霍尔电流传感器采集；分动箱的油箱温度信号通过将温度传感器产生的电流信号转换为电压信号，并通过仪表放大器将其扩大输出实现采集；分动箱的油箱压力信号通过隔离放大器和压力传感器组成的压力采集电路实现采集。
实施例4
利用实施例1所述系统进行分动箱性能检测的方法，包括步骤如下：
1)将待检测的分动箱固定在底座上，将分动箱输出轴的法兰对准所述输出法兰盘8；通过主活塞4、副活塞6相互配合，对调节杆3进行调节，实现分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘8螺栓孔对准；
具体步骤为，摄像头7将采集的图像通过控制器传送至计算机显示屏，操作人员通过计算机系统界面的“活塞调节”按钮对主活塞4、副活塞6进行调节，直至分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘8螺栓孔对准；
2)通过螺栓将分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘8连接；
3)通过计算机上的系统界面输入测试参数；所述测试参数包括力矩电机1的转速范围、最大误差K；所述力矩电机的转速范围为35Km/h～135Km/h。
4)计算机通过控制器控制力矩电机1的转速，力矩电机1的转速从零加速至设定的最大值，同时分动箱内部的角度传感器采集的转速信号K1、输出轴角度传感器采集的转速信号K2通过控制器实时传入计算机；
5)计算机实时将K1、K2进行比对，如果存在一个时刻|K1-K2|＞K，则判定分动箱内部的角度传感器反馈的转速信号不正常，分动箱不合格；否则，判定分动箱合格。
实施例5
利用实施例3所述系统进行分动箱性能检测的方法，包括步骤如下：所述控制器分别通过分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线采集待监控分动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号；计算机将采集的动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号与数据库中的数据进行比对，如果各项数值满足要求，则判定上述数据为合格数据，计算机将合格的数据以数组的形式保存到数据库中；
计算机对数据库中的合格数据组成的数组进行大数据统计，计算每个参数的方差，判定生产线的生产状态；如果各个参数的方差大于设定的阈值则判定生产线出现问题，发出生产线故障排查警告。所述数据库中包括设定的动箱离合器的电压和电流、油箱温度、油箱压力、输出轴转速合格标准值范围，以及以往测试中的合格数据。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种乘用车分动箱性能检测系统，其特征在于，包括计算机、电源、控制器、底座和固定设置在底座上表面的力矩电机、主活塞、副活塞；所述力矩电机的输出轴连接有输出轴角度传感器和输出法兰盘，所述输出法兰盘通过轴承设置在调节杆上；所述调节杆的两端分别与主活塞和副活塞的活塞杆铰接；所述输出法兰盘上设置有多个螺栓孔，其中至少一个螺栓孔内设置有摄像头；计算机与控制器连接；控制器分别与输出轴角度传感器、力矩电机、摄像头、主活塞、副活塞、分动箱内部的角度传感器连接；电源为力矩电机、控制器、主活塞、副活塞供电。
2.根据权利要求1所述的乘用车分动箱性能检测系统，其特征在于，所述力矩电机的输出轴通过减速器与输出法兰盘连接；所述主活塞、副活塞均为电控活塞。
3.根据权利要求1所述的乘用车分动箱性能检测系统，其特征在于，主活塞、副活塞的底部分别通过调节螺杆与底座固定连接。
4.根据权利要求1所述的乘用车分动箱性能检测系统，其特征在于，所述控制器还连接有分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线；离合器电压信号线通过位于电压采集环路中的光电耦合器采集；分动箱的离合器电流信号通过位于电流采集环路中的霍尔电流传感器采集；分动箱的油箱温度信号通过将温度传感器产生的电流信号转换为电压信号，并通过仪表放大器将其扩大输出实现采集；分动箱的油箱压力信号通过隔离放大器和压力传感器组成的压力采集电路实现采集。
5.一种利用权利要求1-4任意一项所述检测系统进行分动箱性能检测的方法，其特征在于，包括步骤如下：
1)将待检测的分动箱固定在底座上，将分动箱输出轴的法兰对准所述输出法兰盘；通过主活塞、副活塞相互配合，对调节杆进行调节，实现分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘螺栓孔对准；
具体步骤为，摄像头将采集的图像通过控制器传送至计算机显示屏，操作人员通过计算机系统界面的“活塞调节”按钮对主活塞、副活塞进行调节，直至分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘螺栓孔对准；
2)通过螺栓将分动箱输出轴的法兰与所述输出法兰盘连接；
3)通过计算机上的系统界面输入测试参数；所述测试参数包括力矩电机的转速范围、最大误差K；
4)计算机通过控制器控制力矩电机的转速，力矩电机的转速从零加速至设定的最大值，同时分动箱内部的角度传感器采集的转速信号K1、输出轴角度传感器采集的转速信号K2通过控制器实时传入计算机；
5)计算机实时将K1、K2进行比对，如果存在一个时刻|K1-K2|＞K，则判定分动箱内部的角度传感器反馈的转速信号不正常，分动箱不合格；否则，判定分动箱合格。
6.根据权利要求5所述的分动箱性能检测方法，其特征在于，所述力矩电机的转速范围为35Km/h～135Km/h。
7.根据权利要求5所述的分动箱性能检测方法，其特征在于，所述控制器分别通过分动箱的离合器电压信号线、离合器电流信号线、油箱温度信号线、油箱压力信号线采集待监控分动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号；计算机将采集的动箱离合器的电压和电流信号、油箱温度信号、油箱压力信号与数据库中的数据进行比对，如果各项数值满足要求，则判定上述数据为合格数据，计算机将合格的数据以数组的形式保存到数据库中；计算机对数据库中的合格数据组成的数组进行大数据统计，计算每个参数的方差，判定生产线的生产状态；如果各个参数的方差大于设定的阈值则判定生产线出现问题，发出生产线故障排查警告。
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