用于自动变速箱的换挡性能测试方法与流程

1.本发明涉及自动变速箱领域，具体涉及一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法。


背景技术：

2.自动变速箱，相对于手动变速箱来说，作为一种能够进行自动换挡操纵的动力传动装置，已经被广泛应用在汽车行业，其换挡性能的好坏直接影响到汽车换挡过程中的平顺性，进而影响乘客的舒适性，以及交通事故的出现几率。所以，通常在自动变速箱出厂前，都需要经过一系列关于换挡性能的测试，以保证自动变速箱符合出厂要求。
3.目前，自动变速箱出厂前的换挡性能测试分为台架试验、整车试验两个阶段。采用台架进行换挡性能测试的准确度不高，所以在台架试验阶段被判定为不合格的自动变速箱，需要安装在整车上，通过整车试验来再次验证其换挡性能是否符合出厂要求。
4.由此可见，传统的换挡性能测试费时费力，如何提高台架换挡性能测试的准确度，降低测试成本，一直是本领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法，在各挡位的换挡过程中，利用自动变速箱自带的各类传感器采集的信息，既通过换挡时间来判断了自动变速箱是否有换挡卡滞的情况，又通过同步时间来判断了自动变速箱是否有同步器卡滞的情况，提高了台架换挡性能测试的准确度，不需要再进行整车试验来重复验证自动变速箱的换挡性能，大大降低了测试成本。
6.本发明的目的是采用下述方案实现的：一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法，在自动变速箱各挡位对应的换挡过程中，依次按照下列方式确定各个挡位的换挡时间是否符合要求：将拨叉由空挡位置移动到目标挡位对应的位置所需的时间作为该目标挡位的换挡时间，并将该换挡时间与该目标挡位对应的换挡时间阈值作比较。
7.优选地，所述换挡时间按照下列步骤得到：1-1）若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡起始判断公式，将该时刻作为换挡起始时刻：|拨叉实时位移值－空挡位置标准值|≥换挡起始判断误差阈值；1-2）在换挡起始时刻后，若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡结束判断公式，将该时刻作为换挡结束时刻：|拨叉实时位移值－目标挡位对应的位置标准值|≤换挡结束判断误差阈值；1-3）将换挡起始时刻与换挡结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的换挡时间。
8.优选地，按照下列方式在同一换挡过程中确定目标挡位的同步时间是否符合要
求：2-1）若某一时刻的输入轴转速变化率处于变化率阈值范围内，将该时刻作为同步起始时刻；2-2）在同步起始时刻后，若输入轴转速满足下列的转速同步判断公式，将该时刻作为同步结束时刻：|输入轴转速－输出轴转速
×
目标挡位对应的速比|≤同步误差阈值；2-3）将同步起始时刻与同步结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的同步时间，并将该同步时间与该目标挡位对应的同步时间阈值作比较。
9.优选地，所述拨叉实时位移值在单次换挡过程中小于等于拨叉位移阈值。
10.优选地，所述自动变速箱目标挡位对应的拨叉位移阈值根据下列公式得到：|空挡位置标准值-目标挡位对应的位置标准值|=|拨叉位移阈值|。
11.优选地，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均通过换挡拨叉在挡位置自学习的方式确定。
12.优选地，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均通过标定试验获取。
13.优选地，所述拨叉实时位移值由自动变速箱自带的拨叉位移传感器采集得到，该拨叉位移传感器的信号采集频率为100hz。
14.优选地，所述输入轴转速、输出轴转速由对应的输入轴转速传感器、输出轴转速传感器分别采集得到，所述输入轴转速传感器、输出轴转速传感器的信号采集频率为100hz。
15.优选地，所述输入轴转速变化率按照以下公式计算：输入轴转速变化率=（当前输入轴转速－上一时刻的输入轴转速）/（当前时刻－上一时刻）。
16.本发明的有益效果如下：将拨叉由空挡位置移动到目标挡位对应的位置所需的时间作为该目标挡位的换挡时间，使采集到的换挡时间符合真实的汽车行驶工况，提高了台架换挡性能测试的准确度，不需要再进行整车试验，省时省力。
17.所述换挡时间按照下列步骤得到：1-1）若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡起始判断公式，将该时刻作为换挡起始时刻：|拨叉实时位移值－空挡位置标准值|≥换挡起始判断误差阈值；1-2）在换挡起始时刻后，若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡结束判断公式，将该时刻作为换挡结束时刻：|拨叉实时位移值－目标挡位对应的位置标准值|≤换挡结束判断误差阈值；1-3）将换挡起始时刻与换挡结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的换挡时间。
18.所述拨叉实时位移值由自动变速箱自带的拨叉位移传感器采集得到，该拨叉位移传感器的信号采集频率为100hz。
19.利用自动变速箱自带的各类高精度传感器采集的信息对换挡时间进行计算，不需要额外设置传感器，省时省力的同时，还大大提高了测试的准确性。
20.由于不同的自动变速箱各挡位对应的位置标准值不尽相同，故目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均应该通过换挡拨叉在挡位置自学习，或者标定试验的方式确定，事先利用换挡拨叉在挡位置自学习，确定待检测的自动变速箱各挡位对应的位置标准值，进一步保证最终测试结果符合真实工况，提高台架换挡性能测试的测试准确度。
21.为了将整车真实工况中影响自动变速箱换挡性能的因素考虑全面，按照下列方式在每个挡位对应的换挡过程中确定目标挡位的同步时间是否符合要求：2-1）若某一时刻的输入轴转速变化率处于变化率阈值范围内，将该时刻作为同步起始时刻；2-2）在同步起始时刻后，若输入轴转速满足下列的转速同步判断公式，将该时刻作为同步结束时刻：|输入轴转速－输出轴转速
×
目标挡位对应的速比|≤同步误差阈值；2-3）将同步起始时刻与同步结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的同步时间，并将该同步时间与该目标挡位对应的同步时间阈值作比较。
22.优选地，所述拨叉实时位移值在单次换挡过程中小于等于拨叉位移阈值。
23.优选地，所述自动变速箱目标挡位对应的拨叉位移阈值根据下列公式得到：|空挡位置标准值-目标挡位对应的位置标准值|=|拨叉位移阈值|。
24.所述输入轴转速、输出轴转速由对应的输入轴转速传感器、输出轴转速传感器分别采集得到，所述输入轴转速传感器、输出轴转速传感器的信号采集频率为100hz。
25.所述同步时间即同步器使输入轴、输出轴转速同步所需的时间，本发明同样利用自动变速箱自带的各类高精度传感器采集的信息对换挡时间进行计算，不需要额外设置传感器，省时省力的同时，还大大提高了测试的准确性，充分考虑了整车真实工况中影响自动变速箱换挡性能的因素，避免了传统的台架换挡性能测试准确度不高的弊端。
26.综上所述，本发明的优点在于以下两点：
⑴ꢀ
由于传统的台架换挡性能测试在测试换挡时间时，只是简单的读取tcu发出的换挡信号，并以tcu发出换挡信号的时刻作为换挡起始时刻。但是，将拨叉真正开始移动的时刻作为换挡起始时刻才更符合真实工况，tcu发出换挡信号的时刻与拨叉真正开始移动的时刻并不相同，不符合真实工况。传统的台架换挡性能测试忽略了电信号的传输时间等极易造成误差的实际因素。所以，传统的台架换挡性能测试阶段的测试结果与整车换挡性能验证测试阶段的验证结果往往差别巨大。
27.本发明正是为了避免传统台架换挡性能测试的缺陷，不但以拨叉真正开始移动的时刻作为换挡起始时刻，还事先通过换挡拨叉在挡位置自学习的方式精准的确定了各个挡位对应的位置标准值，最大限度的排除了各种误差因素，使整个测试过程能够最大程度的接近于真实工况，大大的提高了测试准确度。
28.ꢀ⑵ꢀ
由于传统的台架换挡性能测试传统的换挡性能测试通常仅仅是利用换挡时间来判断自动变速箱在换挡过程中是否存在卡滞，没有考虑到换挡性能的好坏也会对同步时间造成影响，所以往往得到的测试结果并不符合自动变速箱在整车上的真实运行工况。经研究得知，“换挡卡滞”与同步过程也有一定关系，不能光测试“换挡时间”来对自动变速箱的换挡性能进行定量，还应该在同步过程中记录同步器使输入轴、输出轴转速同步所需的时间，将同步时间纳入换挡性能测试体系中，才能真实的反应被测变速箱的换挡性能，进
一步提高测试的准确度。
附图说明
29.图1为本发明的流程图；图2为本发明所述换挡时间的获取流程；图3为本发明所述同步时间的获取流程。
具体实施方式
30.如图1至图3所示，一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法，在自动变速箱各挡位对应的换挡过程中，依次按照下列方式确定各个挡位的换挡时间是否符合要求：将拨叉由空挡位置移动到目标挡位对应的位置所需的时间作为该目标挡位的换挡时间，并将该换挡时间与该目标挡位对应的换挡时间阈值作比较。
31.并且，在自动变速箱各挡位对应的换挡过程中，依次按照下列方式在各挡位对应的换挡过程中确定目标挡位的同步时间是否符合要求：
①ꢀ
若某一时刻的输入轴转速变化率处于变化率阈值范围内，将该时刻作为同步起始时刻；本实施例中，所述输入轴转速变化率按照以下公式计算：输入轴转速变化率=（当前输入轴转速－上一时刻的输入轴转速）/（当前时刻－上一时刻）。
32.当然，所述输入轴转速变化率也可以采用输入轴转速的瞬时变化率：以时间作横轴，输入轴转速作纵轴的二维坐标系中，用于表示输入轴转速随着时间变化而变化的关系曲线，当前时刻在该曲线上对应的点作曲线的切线，该切线的斜率即为当前时刻的输入轴转速的瞬时变化率。
33.ꢀ②ꢀ
在同步起始时刻后，若输入轴转速满足下列的转速同步判断公式，将该时刻作为同步结束时刻：|输入轴转速－输出轴转速
×
目标挡位对应的速比|≤同步误差阈值；
③ꢀ
将同步起始时刻与同步结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的同步时间，并将该同步时间与该目标挡位对应的同步时间阈值作比较。
34.所述换挡时间阈值、同步时间阈值通常由自动变速箱生产厂家事先通过标定试验得到，且换挡时间阈值、同步时间阈值满足国家、行业标准规定。按照上述方法对自动变速箱作台架换挡性能测试时，每一个挡位对应的换挡时间、同步时间均可以在该挡位对应的换挡过程中同时进行测试，而该自动变速箱的换挡时间、同步时间是否合格，就要看换挡时间是否大于换挡时间阈值，同步时间是否大于同步时间阈值，若大于，则不合格，若小于等于，则符合要求。
35.本实施例中，所述换挡时间按照下列步骤得到：
①ꢀ
若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡起始判断公式，将该时刻作为换挡起始时刻：|拨叉实时位移值－空挡位置标准值|≥换挡起始判断误差阈值；
②ꢀ
在换挡起始时刻后，若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡结束判断
公式，将该时刻作为换挡结束时刻：|拨叉实时位移值－目标挡位对应的位置标准值|≤换挡结束判断误差阈值；
③ꢀ
将换挡起始时刻与换挡结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的换挡时间。
36.所述拨叉实时位移值在单次换挡过程中小于等于拨叉位移阈值，所述自动变速箱目标挡位对应的拨叉位移阈值根据下列公式得到：|空挡位置标准值-目标挡位对应的位置标准值|=|拨叉位移阈值|。
37.通常，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值能够通过换挡拨叉在挡位置自学习的方式确定，也可以通过标定试验获取，本实施例中，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均是通过换挡拨叉在挡位置自学习的方式确定的。
38.本实施例中，所述输入轴转速、输出轴转速由对应的输入轴转速传感器、输出轴转速传感器分别采集得到，所述输入轴转速传感器、输出轴转速传感器的信号采集频率为100hz，所述拨叉实时位移值由自动变速箱自带的拨叉位移传感器采集得到，该拨叉位移传感器的信号采集频率为100hz，可以极为精准的测试出拨叉的细微移动，在换挡过程中，不断的循环判断拨叉实时位移值、以及输入轴转速、输出轴转速，大幅度提高测试精度，避免了“拨叉已经开始移动，但是传感器并未检测到拨叉的移动，计算的换挡时间误差大”的问题出现。
39.值得注意的是，所述换挡起始判断误差阈值、换挡结束判断误差阈值、同步误差阈值、变化率阈值均为经验值，按照上述方法对自动变速箱作台架换挡性能测试前，应该根据标定试验，或者技术人员的测试经验，设置好换挡起始判断误差阈值、换挡结束判断误差阈值、同步误差阈值以及变化率阈值，再采用上述方法对自动变速箱每个挡位的换挡性能进行测试。
40.本实施例中，设置换挡起始判断误差阈值为1.5mm，换挡结束判断误差阈值为0.5mm，同步误差阈值为3rpm，变化率阈值为5rpm/0.1s。
41.除了上述阈值外，为了保证自动变速箱台架性能测试的顺利进行，还需设置同步器解环失败报警阈值，在自动变速箱在换挡过程中输入轴转速与输出轴转速长时间不能达到同步状态时，报警提醒工作人员进行故障排除，保证测试安全。
42.除了设置同步器解环失败报警阈值，还需要设置卡挡报警阈值，在换挡过程中出现长时间卡挡时，报警提醒工作人员进行故障排除，保证测试安全。
43.综上所述，自动变速箱换档性能若不满足要求主要表现在以下几点：
①ꢀ
换挡卡滞：换挡时间超过换挡时间阈值，或者同步时间超过同步时间阈值；
②ꢀ
同步器解环失败，即输入轴转速和输出轴转速无法同步，同步时间超过同步器解环失败报警阈值；
③ꢀ
卡挡，即换挡拨叉无法达到目标位置，换挡时间超过卡挡报警阈值；经试验得知，采用本发明对自动变速箱进行台架换挡性能测试后，再采用整车试验来重复验证该自动变速箱的换挡性能，测试准确率高达99.9%，远远比传统的台架换挡性能测试准确，传统台架换挡性能测试的准确率最高仅为90%。
44.由此可见，本发明与传统台架换挡性能测试相比，完全可以不需要后续的整车试验来重复验证该自动变速箱的换挡性能，大大节约了测试成本。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，在自动变速箱各挡位对应的换挡过程中，依次按照下列方式确定各个挡位的换挡时间是否符合要求：将拨叉由空挡位置移动到目标挡位对应的位置所需的时间作为换挡时间，并将该换挡时间与换挡时间阈值作比较。2.根据权利要求1所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述换挡时间按照下列步骤得到：1-1）若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡起始判断公式，将该时刻作为换挡起始时刻：|拨叉实时位移值－空挡位置标准值|≥换挡起始判断误差阈值；1-2）在换挡起始时刻后，若某一时刻的拨叉实时位移值满足下列的换挡结束判断公式，将该时刻作为换挡结束时刻：|拨叉实时位移值－目标挡位对应的位置标准值|≤换挡结束判断误差阈值；1-3）将换挡起始时刻与换挡结束时刻之间的间隔时间作为该目标挡位的换挡时间。3.根据权利要求1所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，按照下列方式在同一换挡过程中确定目标挡位的同步时间是否符合要求：2-1）若某一时刻的输入轴转速变化率处于变化率阈值范围内，将该时刻作为同步起始时刻；2-2）在同步起始时刻后，若输入轴转速满足下列的转速同步判断公式，将该时刻作为同步结束时刻：|输入轴转速－输出轴转速
×
目标挡位对应的速比|≤同步误差阈值；2-3）将同步起始时刻与同步结束时刻之间的间隔时间作为同步时间，并将该同步时间与同步时间阈值作比较。4.根据权利要求2所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述拨叉实时位移值小于等于拨叉位移阈值。5.根据权利要求4所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述拨叉位移阈值根据下列公式得到：|空挡位置标准值-目标挡位对应的位置标准值|=|拨叉位移阈值|。6.根据权利要求2或5所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均通过换挡拨叉在挡位置自学习的方式确定。7.根据权利要求2或5所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述目标挡位对应的位置标准值以及空挡位置标准值均通过标定试验获取。8.根据权利要求2或4所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述拨叉实时位移值由自动变速箱自带的拨叉位移传感器采集得到，该拨叉位移传感器的信号采集频率为100hz。9.根据权利要求3所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述输入轴转速、输出轴转速由对应的输入轴转速传感器、输出轴转速传感器分别采集得到，所述输入轴转速传感器、输出轴转速传感器的信号采集频率为100hz。10.根据权利要求3所述的用于自动变速箱的换挡性能测试方法，其特征在于，所述输
入轴转速变化率按照以下公式计算：输入轴转速变化率=（当前输入轴转速－上一时刻的输入轴转速）/（当前时刻－上一时刻）。

技术总结
本发明涉及自动变速箱领域，具体涉及一种用于自动变速箱的换挡性能测试方法，在自动变速箱各挡位对应的换挡过程中，利用自动变速箱自带的各类传感器采集的信息，依次确定各个目标挡位的换挡时间、同步时间是否符合要求，既通过换挡时间来判断了自动变速箱是否有换挡卡滞的情况，又通过同步时间来判断了自动变速箱是否有同步器卡滞的情况，提高了台架换挡性能测试的准确度，不需要再进行整车试验来重复验证自动变速箱的换挡性能，大大降低了测试成本。本。本。


技术研发人员：谭长成 刘世友 刘来 王雷 刘陈成 张强
受保护的技术使用者：重庆青山工业有限责任公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/14