一種液力自動變速器試驗臺及其控制方法
2023-08-13 02:04:41 1
專利名稱：一種液力自動變速器試驗臺及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種液力自動變速器試驗臺及其控制方法。
背景技術：
隨著汽車工業的發展，液力自動變速器呈現快速普及的趨勢，在液力自動變速器生產完成後，裝載在試驗臺上進行功能、性能測試和磨合試驗是一個不可或缺的環節。當前液力自動變速器廣泛應用在轎車等中小型底盤車輛中，且試驗臺設計只滿足特定試驗項目要求，拓展性不好，成本較高，在大功率液力自動變速器方面我國還未有工程化產品應用，其臺架試驗技術還屬探索過程中。通過關鍵詞「液力變速器」、「自動變速器」、「試驗臺」 「磨合試驗臺」，檢索了萬方數據資源庫、中外專利資料庫服務平臺、中國智慧財產權網上的相關專利，涉及與本專利有關的內容主要有1. 「汽車變速器檢測試驗裝置(專利申請號CN03271194. 8)」中提出了包含試驗臺、負載機、計算機終端工作檯，參數檢測裝置及系統處理軟體等專利特徵項；2. 「汽車變速器磨合試驗臺(CN92211290. 8)」中提出了利用電動機通過皮帶傳動驅動兩相對安裝的汽車變速器，磨合加載是通過液壓泵來實現的，液壓泵輸出高壓油驅動液壓馬達，液壓馬達與電動機一起驅動兩臺相對安裝的汽車變速器，實現功率回收利用，可同時完成兩臺汽車變速器的磨合等特徵；但這些專利都沒有後端制動裝置、自動循環測試、液壓油自動加注、自動溫度控制、異常緊急處理等適用於自動液力變速器檢測、試驗、磨合相關的裝置及功能，實用性、功能性都有很大局限性和不足。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種液力自動變速器試驗臺及其控制方法，以克服上述缺陷和不足。為解決上述技術問題，本發明提供一種液力自動變速器試驗臺，包括輸入驅動系統、制動座、工況監測系統和試驗控制系統，所述試驗控制系統分別連接所述輸入驅動系統、工況監測系統，還包括油溫自動控制系統和液壓油自動加注/抽放系統，所述油溫自動控制系統包括油溫加熱裝置、加熱控制器和油溫傳感器，所述液壓油自動加注/抽放系統包括儲油箱、油加注/抽放裝置，所述油溫加熱裝置的一段位於所述儲油箱內，另一端連接所述加熱控制器，所述加熱控制器連接所述試驗控制系統；所述油溫加注/抽放裝置的輸入/輸出端連接被試液力自動變速器，所述油溫加注/抽放裝置的控制端連接所述試驗控制系統，油溫傳感器連接所述工況監測系統。進一步的，本發明還包括輸出制動系統，所述輸出制動系統分別連接所述制動座和所述試驗控制系統，所述制動控制器用於根據所述試驗控制系統的信號控制所述制動座的動作。輸出制動系統用於模擬負載，當需要變速器起步掛檔操作時，通過上位機軟體設置開啟輸出制動系統工作，限制輸出軸轉速升高。當起步掛檔操作結束後，由軟體判斷自動將輸出制動系統鬆開，不影響後續試驗項目換檔操作；更進一步的，為了防止故障對試驗臺的安全，所述試驗控制系統設有第一緊急停車按鈕，所述第一緊急停車按鈕連接所述輸入驅動系統。所述試驗控制系統設有第二緊急停車按鈕，所述第二緊急停車按鈕連接所述被試液力自動變速器的電控單元。所述試驗控制系統設有第三緊急停車按鈕，所述第三緊急停車按鈕同時連接所述輸入驅動系統和被試液力自動變速器的電控單元。上述液力自動變速器試驗臺的其控制方法，包括以下步驟啟動試驗臺；所述試驗控制系統檢測油溫是否達到設定範圍，若否，則試驗控制系統啟動油溫自動控制系統對油加熱，繼續檢測油溫，如果油溫達到設定範圍，則啟動液壓油自動加注/抽放系統向變速器加注液壓油；在所述試驗控制系統的控制下進行各類試驗；所述試驗控制系統判斷是否試驗結束，如果否，則繼續進行上述試驗，如果結束，則啟動液壓油自動加注/抽放系統將變速器中的液壓油抽出。進一步的技術方案是，在進入各類試驗前，先判斷是否為掛擋起步操作，如果否，則進入各類試驗過程；如果是，則所述試驗控制系統控制所述輸出制動系統制動輸出軸，然後判斷掛擋起步操作是否完成，如果是，則進入各類試驗過程，否則，繼續等待輸出制動系統制動。所述試驗控制系統中包括人工操作試驗仿真系統，用於安裝設定步驟模仿人工操作，實現試驗的自動化。這一方面降低人員操作強度，另一方面，克服人工操作易產生誤操作的風險，提高實驗臺操作的安全性和可靠性。更進一步的技術方案是，在所述各類試驗過程中，所述工況監測系統實時檢測診斷是否出現異常，如果否，繼續試驗過程，如果是，則所述工況監測系統作出提示，所述試驗控制系統並根據操作者所選擇的第一或第二或第三緊急停車按鈕，分別切斷所述輸入驅動系統，或關閉被試液力自動變速器的電控單元，或切斷所述輸入驅動系統並關閉被試液力自動變速器的電控單元。所述工況監測系統實時檢測診斷扭矩儀的扭力值，如果扭力值超出當前工況下的設定閾值，則所述試驗控制系統立刻切斷所述輸入驅動系統或關閉被試液力自動變速器的電控單元。本發明提供了變速器液壓油的自動油溫檢測和預熱，以及輸出制動系統，符合液力自動變速器特點，工程應用性好，測試、試驗效率高。對預定試驗項目可以通過控制系統進行程序化控制，避免了由於多次試驗人為操作帶來的誤差。本發明所述的試驗臺能夠完成多種類、高精度的信號監測採集，通過控制系統實現對整套試驗臺信息的顯示與診斷，當出現故障時可以有效採取緊急安全操作降低傷害事件的發生。本發明能夠通用於液力自動變速器磨合試驗、臺架性能測試試驗、臺架可靠性試驗等，且不再局限於轎車等中小型液力自動變速器試驗範圍，通用性好。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步具體說明。圖1為本發明的液力自動變速器試驗臺的主體結構原理圖。圖2為本發明的液力自動變速器試驗臺的控制方法流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，試驗控制系統和工況監測系統的核心子系統集成在圖示的工控機控制系統內，儀器儀表系統屬於工況監測系統的外圍子系統，試驗控制系統和工況監測系統核心子系統在工控機控制系統內通信。輸入驅動系統由驅動電機、變頻器、傳感器和聯軸器組成，圖示的「驅動電機變頻器」方框代表輸入驅動系統的主體調控部件，「扭矩儀」方框代表了諸多驅動轉速、力矩等傳感器單元。輸入驅動系統的主體調控部件、傳感器單元、變速器電控單元、油溫自動控制系統、液壓油自動加注/抽放系統，儀器儀表系統分別通過CAN總線與工控機控制系統通信連接。油溫自動控制系統包括油溫加熱裝置、加熱控制器和油溫傳感器。液壓油自動加注/抽放系統包括儲油箱、油加注/抽放裝置，油溫加熱裝置的一段位於儲油箱內，另一端連接加熱控制器，加熱控制器連接所述試驗控制系統。油溫加注/抽放裝置的輸入/輸出端連接被試液力自動變速器，油溫加注/抽放裝置的控制端連接所述試驗控制系統。油溫傳感器、油位檢測傳感器分別連接工況監測系統。依據液力自動變速器特性，試驗過程中變速器油需要達到約80°C的設定溫度，遠遠高於環境溫度。傳統的操作方式為在試驗前，加入環境溫度下的液壓油，通過開啟變速器工作，由自身機械結構帶動液壓油工作實現緩慢升溫的效果。而本發明中由於採用了油溫自動控制系統，試驗前可根據上位機工況監測系統判斷當前油溫，由系統軟體決定是否需要對變速器油進行加溫或者降溫操作，若需要升溫，則系統程序控制自動開啟油溫控制系統對變速器油進行升溫控制，當達到設定溫度後，轉入液壓油自動加注系統工作，將已經達到設定溫度的液壓油根據設定用量自動加注至變速器內。油溫自動控制系統與被試液力自動變速器構成循環油路。在試驗過程中，保持油溫自動控制系統始終處於開啟狀態。當傳感器檢測油溫低於設定溫度範圍時，系統自動開啟加熱裝置，使液壓油流至油溫自動控制系統處進行加熱後回流至變速器內部；當油溫高於設定溫度範圍時，關閉加熱裝置，開啟散熱裝置，通過油溫自動控制系統對液壓油進行散熱降溫，實時調節變速器油溫處於正常工作溫度範圍內。由於液力自動變速器存在空檔帶排轉速的固有現象，而變速器自動換檔策略中只有當輸出軸幾乎靜止時才允許起步掛檔(從空檔切換至I檔或倒檔)。在試驗臺架上，由於輸出軸空載，因此由於帶排現象導致了輸出軸轉速偏高，直接影響到變速器無法起步掛檔。輸出制動系統，用於模擬負載，包括制動器和制動控制器，制動控制器與試驗控制系統通信連接，被試液力自動變速器輸出軸轉速傳感器連接工況監測系統。當需要變速器起步掛檔操作時，通過試驗控制系統設置開啟輸出制動系統工作，限制輸出軸轉速升高。當起步掛檔操作結束後，由試驗控制系統判斷自動將輸出制動系統鬆開，不影響後續試驗項目換檔操作。為了防止故障對試驗臺的安全，試驗臺設定有多處緊急停機功能，除了在試驗臺硬體操作臺安裝有「急停」按鈕外，軟體界面中也設定了各種緊急停機操作窗口。實際應用時，分別根據現場故障緊急程度選擇不同的急停按鈕。選擇第一緊急停車按鈕即「關閉電機」將輸入驅動系統電機轉速降為零；也可以選擇第二緊急停車按鈕，只關閉被試液力自動變速器電控單元；還可以選擇第三緊急停車按鈕「緊急停車」，緊急停止整套臺架設備運轉。此外，試驗臺還設有扭矩儀的扭力異常情況下的自動切斷功能，即，工況監測系統實時檢測診斷扭矩儀的扭力值，如果扭力值超出當前工況下的設定閾值，則所述試驗控制系統立刻切斷所述輸入驅動系統或關閉被試液力自動變速器的電控單元。如圖2所示，本發明的控制方法的主要流程如下1、啟動試驗臺；2、檢測油溫是否達到設定範圍，若否，則試驗控制系統啟動油溫自動控制系統對油加熱，繼續檢測油溫，如果油溫達到設定範圍，則啟動液壓油自動加注/抽放系統向變速器加注液壓油；3、判斷是否為掛擋起步操作，如果否，則進入各類試驗過程；如果是，則試驗控制系統控制輸出制動系統制動輸出軸，然後判斷掛擋起步操作是否完成，如果是，則進入各類試驗過程，否則，繼續等待輸出制動系統制動。4、在試驗控制系統的控制下進行各類試驗；試驗控制系統中包括人工操作試驗仿真系統，用於安裝設定步驟模仿人工操作，實現試驗的自動化。這一方面降低人員操作強度，另一方面，克服人工操作易產生誤操作的風險，提高實驗臺操作的安全性和可靠性。5、在上述各類試驗過程中，工況監測系統對試驗過程數據的實時記錄，試驗進行過程中，每隔30s記錄一次數據；實時檢測診斷是否出現異常，如果否，繼續試驗過程，如果是，則工況監測系統作出提示，試驗控制系統根據操作者所選擇的第一或第二或第三緊急停車按鈕，分別切斷輸入驅動系統，或關閉被試液力自動變速器的電控單元，或切斷輸入驅動系統並關閉被試液力自動變速器的電控單元。6、判斷是否試驗結束，如果否，則繼續進行上述試驗，如果結束，則啟動液壓油自動加注/抽放系統將變速器中的液壓油抽出，用於下一次試驗。7、試驗完成後自動生成試驗報表，對被試產品合格與否進行初步判定，並對異常參數進行報告。最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種液力自動變速器試驗臺，包括輸入驅動系統、制動座、工況監測系統和試驗控制系統，所述試驗控制系統分別連接所述輸入驅動系統、工況監測系統，其特徵在於，還包括油溫自動控制系統和液壓油自動加注/抽放系統，所述油溫自動控制系統包括油溫加熱裝置、加熱控制器和油溫傳感器，所述液壓油自動加注/抽放系統包括儲油箱、油加注/抽放裝置，所述油溫加熱裝置的一段位於所述儲油箱內，另一端連接所述加熱控制器，所述加熱控制器連接所述試驗控制系統；所述油溫加注/抽放裝置的輸入/輸出端連接被試液力自動變速器，所述油溫加注/抽放裝置的控制端連接所述試驗控制系統，油溫傳感器連接所述工況監測系統。
2.根據權利要求1所述的液力自動變速器試驗臺，其特徵在於，還包括輸出制動系統， 所述輸出制動系統分別連接所述制動座和所述試驗控制系統。
3.根據權利要求1或2所述的液力自動變速器試驗臺，其特徵在於，所述試驗控制系統設有第一緊急停車按鈕，所述第一緊急停車按鈕連接所述輸入驅動系統。
4.根據權利要求3所述的液力自動變速器試驗臺，其特徵在於，所述試驗控制系統設有第二緊急停車按鈕，所述第二緊急停車按鈕連接所述被試液力自動變速器的電控單元。
5.根據權利要求4所述的液力自動變速器試驗臺，其特徵在於，所述試驗控制系統設有第三緊急停車按鈕，所述第三緊急停車按鈕同時連接所述輸入驅動系統和被試液力自動變速器的電控單元。
6.一種權利要求1或2所述的液力自動變速器試驗臺的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟啟動試驗臺；所述試驗控制系統檢測油溫是否達到設定範圍，若否，則試驗控制系統啟動油溫自動控制系統對油加熱，繼續檢測油溫，如果油溫達到設定範圍，則啟動液壓油自動加注/抽放系統向變速器加注液壓油；在所述試驗控制系統的控制下進行各類試驗；所述試驗控制系統判斷是否試驗結束，如果否，則繼續進行上述試驗，如果結束，則啟動液壓油自動加注/抽放系統將變速器中的液壓油抽出。
7.根據權利要求6所述的液力自動變速器試驗臺的控制方法，其特徵在於，在進入各類試驗前，先判斷是否為掛擋起步操作，如果否，則進入各類試驗過程；如果是，則所述試驗控制系統控制所述輸出制動系統制動輸出軸，然後判斷掛擋起步操作是否完成，如果是，則進入各類試驗過程，否則，繼續等待輸出制動系統制動。
8.根據權利要求6所述的液力自動變速器試驗臺的控制方法，其特徵在於，所述試驗控制系統中包括人工操作試驗仿真系統，用於安裝設定步驟模仿人工操作。
9.根據權利要求6所述的液力自動變速器試驗臺的控制方法，其特徵在於，在所述各類試驗過程中，所述工況監測系統實時檢測診斷是否出現異常，如果否，繼續試驗過程，如果是，則所述工況監測系統作出提示，所述試驗控制系統並根據操作者的選擇操作，分別切斷所述輸入驅動系統，或關閉被試液力自動變速器的電控單元，或切斷所述輸入驅動系統並關閉被試液力自動變速器的電控單元。
10.根據權利要求9所述的液力自動變速器試驗臺的控制方法，其特徵在於，所述工況監測系統實時檢測診斷扭矩儀的扭力值，如果扭力值超出當前工況下的設定閾值，則所述試驗控制系統立刻切斷所述輸入驅動系統或關閉被試液力自動變速器的電控單元 。
全文摘要
本發明公開了一種液力自動變速器試驗臺及其控制方法，包括輸入驅動系統，工況監測系統，試驗控制系統，油溫自動控制系統和液壓油自動加注/抽放系統，輸出制動系統，所述試驗控制系統設有第一、第二、第三緊急停車按鈕。本發明提供了變速器液壓油的自動油溫檢測和預熱，以及輸出制動系統，符合液力自動變速器特點，工程應用性好，測試、試驗效率高。對預定試驗項目可以通過控制系統進行程序化控制，避免了由於多次試驗人為操作帶來的誤差。本發明能夠通用於液力自動變速器磨合試驗、臺架性能測試試驗、臺架可靠性試驗，不局限於轎車等中小型液力自動變速器試驗範圍，通用性好。
文檔編號G05B19/04GK103018035SQ20121047547
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者李興龍, 楊蕾, 向雪峰, 周誼, 張波 申請人:湖北航天技術研究院特種車輛技術中心