汽车自动换挡执行机构的测试装置及方法与流程

本发明涉及一种汽车自动换挡执行机构的测试装置及方法。

背景技术

随着汽车amt自动变速箱的广泛应用，换挡执行机构作为其核心部件，对于变速箱的工作性能和可靠运行起着至关重要的作用。在丝杠或换挡鼓传动的换挡机构中，换挡控制器（tcu）驱动换挡电机运行，将力矩传递到换挡拨叉，作用至同步器进行换挡。在设计开发过程中，为保证变速箱的换挡性能，并验证换挡策略的有效性，需要对换挡机构进行性能测试。现有技术中针对换挡执行机构的测试装置与方法一般缺乏对丝杠或换挡鼓传动的换挡机构进行有效测试和检测，故需要设计一种自动换挡执行机构的测试装置。

专利文献cn107340124a公开了一种车辆自动换挡机构测试台架及其控制方法，测试台架包括支架组件、支架组件上设有自动换挡机构和压力调节器，自动换挡机构内设有换挡摆块、由换挡摆块推动左右运动的滑板、以及限位滑板挂挡行程的两个弹性圆柱销，滑板的侧面两端由滚针轴承及轴承框组成的滚针轴承组件支撑，滑板的两端波纹面分别对正压力调节器内部的钢球，钢球通过活动顶针被压缩弹簧和压板紧压在滑板的波形面上，压板上穿设有螺栓且螺栓固定在压力调节器的壳体上。此自动换挡机构测试台架可对换挡机构性能进行自动化检测，调节换挡力，但仅适用于特定换挡机构检测，且换挡力数值未直接测量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车自动换挡执行机构的测试装置及方法，本装置及方法实现对丝杠或换挡鼓换挡机构进行自动化检测，其结构简单，实施方便，可在换挡拨叉实际受力位置准确测量换挡力大小，满足不同参数多种换挡机构的测试需求，具有良好的适用性。

为解决上述技术问题，本发明汽车自动换挡执行机构的测试装置包括换挡控制器、测试台架、角位移传感器、压力传感器、限位开关、支撑轴、压缩弹簧、调节螺母、挡板、l型支架和上位机，自动换挡执行机构设置于所述测试台架，其包括依次连接的换挡电机、减速器、丝杠和换挡拨叉以及导向轴，所述换挡拨叉与丝杠啮合并沿丝杠位移，所述导向轴穿入所述换挡拨叉并且两端固定于所述测试台架，所述角位移传感器通过安装架设于所述测试台架并且位于所述丝杠端面检测丝杠转角，所述l型支架设于所述测试台架两侧，所述支撑轴穿入所述l型支架，所述压缩弹簧和挡板依次穿入所述支撑轴，所述调节螺母拧于所述支撑轴尾端并且位于所述l型支架外侧，所述压力传感器连接所述支撑轴前端并且检测端面抵靠所述换挡拨叉侧面，所述限位开关设于所述测试台架并且位于所述换挡拨叉端面检测换挡拨叉位移距离，所述角位移传感器、压力传感器和限位开关的检测信号传输至所述换挡控制器，所述换挡控制器与上位机通过can总线连接。

进一步，所述测试台架设有滑槽，所述l型支架通过所述滑槽设于所述测试台架。

一种基于上述测试装置的汽车自动换挡执行机构的测试方法包括如下步骤：

步骤一、被测自动换挡执行机构安装于测试台架上，依据实际受力情况，调整l型支架在测试台架上的固定位置并且通过调节螺母调整压缩弹簧的初始压力，使压力传感器抵靠换挡拨叉侧面的压力为零位；

步骤二、上位机给出测试指令，换挡控制器驱动换挡电机转动，带动丝杠旋转，使换挡拨叉沿导向轴左右位移，换挡拨叉顶推压力传感器使压缩弹簧压缩，直至换挡拨叉左侧或右侧限位开关被触发，表示已到达目标挡位；

步骤三、一次换挡完成后，换挡控制器驱动换挡电机向相反挡位进行换挡操作，重复步骤二，直至所有档位测试完毕；

步骤四、各档位测试过程中，限位开关指示换挡拨叉当前挡位位置，角位移传感器表示丝杠当前实际角旋转位移，压力传感器表示当前实际换挡力，换挡控制器将采集到的挡位位置、角旋转位移、换挡力以及换挡电机电流和换挡时间数据通过can总线发送至上位机，上位机实时显示并保存测试数据。

由于本发明汽车自动换挡执行机构的测试装置及方法采用了上述技术方案，即本装置将自动换挡执行机构设置于测试台架，自动换挡执行机构的丝杠端面设置角位移传感器，换挡拨叉两侧面通过支撑轴设有压力传感器，支撑轴通过l型支架设于测试台架两侧，支撑轴设有挡板、压缩弹簧和调节螺母，用于调整压力传感器的初始压力，限位开关设于测试台架用于检测换挡拨叉的位移距离，角位移传感器、压力传感器和限位开关信号传输至换挡控制器，换挡控制器与上位机采用can总线连接；本方法由上位机给出测试指令，换挡控制器驱动换挡电机转动，带动丝杠旋转，使换挡拨叉左右位移，换挡拨叉顶推压力传感器使压缩弹簧压缩，直至换挡拨叉左侧或右侧限位开关被触发，表示到达目标挡位；所有档位测试完毕后，换挡控制器采集测试数据并通过can总线发送至上位机，上位机实时显示并保存测试数据。本装置及方法实现对丝杠或换挡鼓换挡机构进行自动化检测，其结构简单，实施方便，可在换挡拨叉实际受力位置准确测量换挡力大小，满足不同参数多种换挡机构的测试需求，具有良好的适用性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明汽车自动换挡执行机构的测试装置结构示意图；

图2为本测试装置中测试台架上各部件的立体示意图。

具体实施方式

实施例如图1和图2所示，本发明汽车自动换挡执行机构的测试装置包括换挡控制器11、测试台架2、角位移传感器3、压力传感器4、限位开关5、支撑轴6、压缩弹簧7、调节螺母8、挡板9、l型支架10和上位机12，自动换挡执行机构1设置于所述测试台架2，其包括依次连接的换挡电机21、减速器22、丝杠23和换挡拨叉24以及导向轴25，所述换挡拨叉24与丝杠23啮合并沿丝杠23位移，所述导向轴25穿入所述换挡拨叉24并且两端固定于所述测试台架2，所述角位移传感器3通过安装架31设于所述测试台架2并且位于所述丝杠23端面检测丝杠23转角，所述l型支架10设于所述测试台架2两侧，所述支撑轴6穿入所述l型支架10，所述压缩弹簧7和挡板9依次穿入所述支撑轴6，所述调节螺母8拧于所述支撑轴6尾端并且位于所述l型支架10外侧，所述压力传感器4连接所述支撑轴6前端并且检测端面抵靠所述换挡拨叉24侧面，所述限位开关5设于所述测试台架2并且位于所述换挡拨叉24端面检测换挡拨叉24位移距离，所述角位移传感器3、压力传感器4和限位开关5的检测信号传输至所述换挡控制器11，所述换挡控制器11与上位机12通过can总线连接。

优选的，所述测试台架2设有滑槽，所述l型支架10通过所述滑槽设于所述测试台架2。通过滑槽调整l型支架10在测试台架2上的固定位置，以调整压力传感器4与换挡拨叉24的抵靠位置。

一种基于上述测试装置的汽车自动换挡执行机构的测试方法包括如下步骤：

步骤一、被测自动换挡执行机构安装于测试台架上，依据实际受力情况，调整l型支架在测试台架上的固定位置并且通过调节螺母调整压缩弹簧的初始压力，使压力传感器抵靠换挡拨叉侧面的压力为零位；

步骤二、上位机给出测试指令，换挡控制器驱动换挡电机转动，带动丝杠旋转，使换挡拨叉沿导向轴左右位移，换挡拨叉顶推压力传感器使压缩弹簧压缩，直至换挡拨叉左侧或右侧限位开关被触发，表示已到达目标挡位；

步骤三、一次换挡完成后，换挡控制器驱动换挡电机向相反挡位进行换挡操作，重复步骤二，直至所有档位测试完毕；

步骤四、各档位测试过程中，限位开关指示换挡拨叉当前挡位位置，角位移传感器表示丝杠当前实际角旋转位移，压力传感器表示当前实际换挡力，换挡控制器将采集到的挡位位置、角旋转位移、换挡力以及换挡电机电流和换挡时间数据通过can总线发送至上位机，上位机实时显示并保存测试数据。

本装置通过换挡控制器（tcu）采集角位移传感器测量的换挡位移信号、压力传感器测量的换挡力信号以及限位开关检测的档位位置信号，其中，导向轴与换挡拨叉的配合位置以及压力传感器与换挡拨叉的抵靠位置与汽车变速箱的实际接口尺寸一致。

本装置及方法，结构简单，实施方便，可根据换挡机构在汽车变速箱中的实际受力调节测试位置，并且可在换挡拨叉实际受力位置准确测量换挡力大小；被测试自动换挡执行机构具备较好的可替换性，可满足不同参数多种换挡机构的测试需求，具有良好的适用性，为汽车变速箱换挡机构的设计开发，提供了良好的技术支持。