专利名称：汽车自动变速器整车台架试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车自动变速器试验设备，特别是涉及一种针对汽车自动变
速器进行整车台架试验的试验设备。
背景技术：
汽车自动变速器是集机、电、液及控制技术于一体的高科技产品，其性能的好坏直 接影响汽车的动力性、燃油经济性、排放、乘坐舒适性及使用可靠性。所以，对其进行全面准 确的性能试验显得尤为重要。据文献和报道介绍，国内外对于自动变速器的检验方法有常 规基础检验、总成台架试验和道路试验三种。常规基础检验只针对变速器油量、油品及与其 相联接的控制机构工作状况进行检查。总成台架试验是将自动变速器总成置于专用的检测 台架上进行动态试验，只能检验变速器总成本身机械、液压和部分电磁阀的工作状况，不能 确保装车后的匹配性能。而道路试验是在车辆实际行驶状态下对自动变速器的性能进行试 验，各系统协调工作，试验条件更接近实际工况，有些项目(例如流量试验和换档冲击试 验等)较台架试验更准确，并可进行发动机强制制动功能和换档点测试等项目的试验，其 结论也是最终的，具有决定性。上述三方面的检验相辅相成，在实际维修检测中都要用到。 常规检验较为简单，一般维修企业都能做到。对于总成台架试验，国内外已研制了相应的 设备，从使用效果看，确实解决了自动变速器维修中的难点问题，但是从用户反馈的情况来 看，也存在一些不足之处，例如换档点的测试和发动机强制制动功能等项目的试验在总成 台架试验条件下无法实现，仍需道路试验才能完整准确地对自动变速器进行评价。但是，道 路试验需要相对稳定的试验路段或专用试验跑道，以保证试验效果。而目前维修企业均没 有专用试车道路，只能借助公路进行试验，其试验受道路状况、交通安全和环境等因素的制 约，特别是在交通日趋紧张的城市更是不易实现。此外，道路试验凭试验人员的感觉来判断 变速器性能，试验结果受人为因素的影响较大。

发明内容为了克服道路试验中存在的诸多影响因素，本实用新型提供一种汽车自动变速器 整车台架试验装置，即利用整车台架试验代替道路试验，通过一套测控系统对车辆行驶阻 力进行控制，模拟道路试验的实际运行工况，并实时采集处理车辆和自动变速器工作参数， 实现量化分析。根据设备测控软件内置的测试项目和程序进行自动测试并生成测试结果， 进而对自动变速器性能作出评价。 为达上述目的，本实用新型采用如下解决方案包括道路模拟装置和测控系统。测 控系统包括数据采集处理系统、控制部分和测控软件。道路模拟装置由路面模拟装置、电 涡流测功机行驶阻力模拟装置构成，电涡流测功机由加载控制单元控制，其特征是道路模 拟装置包括机架，机架上安装有主滚筒和副滚筒各两个，两滚筒由联接装置联接，主滚筒与 副滚筒间由一套带传动装置联接，在主滚筒的左侧安装有电涡流测功机，电涡流测功机上 安装有转速传感器和力传感器，滚筒之间安装有一套由电机驱动的反拖装置，在另一个主
3滚筒的右侧安装有飞轮装置，主滚筒前方的台体上设置了两个手动挡轮。测控系统的硬件 除传感器外都集中安装在控制柜中。其中，数据采集处理系统由传感器、信号采集端子板、 数据采集处理卡和工业控制计算机组成，控制部分由加载控制单元、举升装置控制单元及 控制柜组成，测控软件由登录模块、主控模块、检测控制模块、数据库模块、标定模块、输入/ 输出模块组成。 数据采集处理系统运用传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业控制计 算机技术实时采集测试台架上的车速、加载阻力和车辆到位信号，车辆上的发动机转速、节 气门开度、变速器油温、变速器油压力、变速器油流量，以及测试和数据校正所需的遥控开 关信号、环境大气压、温度、相对湿度参数，并对其进行相应的调制和转换，与工业控制计算 机通讯，供专用测控软件调用。通过对软件的操作可方便快捷地实现所需数据和曲线的调 用，进行整车性能和自动变速器性能各项目的测试，进而判断被测车辆整车和自动变速器 性能的优劣。 控制部分由加载控制单元和举升装置控制单元及控制柜组成。加载控制单元采 用PID控制和模糊控制方式根据车型和工况需要自动调节加载阻力，从而模拟汽车实际行 驶阻力；举升装置控制单元控制举升装置的举升和下降；控制柜作为工控机、显示器、打印 机、数据采集处理卡、信号采集端子板、加载控制单元硬件的安装载体。 所述的电涡流测功机由加载控制单元控制，加载控制单元的调节控制电压由测控 软件根据实际测试项目需要和车速、扭力反馈值，运用PID控制和模糊控制相结合的控制 程序设定。加载控制单元由电源、放大电路、移相脉冲生成电路、光电隔离电路、移相脉冲驱 动电路和整流调压电路组成。电源给放大电路和移相脉冲驱动电路提供电源，向移相脉冲 生成电路提供电源和同步信号，调节控制电压信号经放大电路放大控制移相脉冲生成，信 号经光电隔离进入移相脉冲驱动电路从而控制整流调压电路，向电涡流测功机提供加载工 作电压、电流，实现行驶阻力的控制以及测试过程中的恒力、恒速和连续变速度控制。 所述的数据采集处理系统由传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业控 制计算机组成。设置于各部位的传感器负责采集以下各种信号测试台架上的车速、加载阻 力和车辆到位信号，车辆上的发动机转速、节气门开度、变速器油温、变速器油压力、变速器 油流量，以及测试和数据校正所需的遥控开关信号、环境大气压、温度、相对湿度参数，传感 器通过信号采集端子板及内置于工业控制计算机内的多功能数据采集卡连接，实现信号的 调制和转换，并与工业控制计算机通讯，供专用测控软件调用。 上述的汽车自动变速器整车台架试验装置，其特征在于所述的测控软件包括登 录模块、主控模块、检测控制模块、数据库模块、标定模块、输入/输出模块。在数据库模块 中构建了包括自动变速器型号、各档传动比、油压等具有自动变速器测试特征的车型数据 库，在检测控制模块中设计有自动变速器换档点测试、锁止功能测试、超速档功能测试、强 制制动功能测试、强制降档功能测试、手动换档功能测试、油压测试、流量测试、失速试验、 时滞试验等项目，并实现了检测过程的程序化和自动化，自动生成测试曲线和报表的功能。 上述的汽车自动变速器整车台架试验装置，其特征在于所述的换档点测试项目 实现了多种工况下，不同节气门开度下，换档点(升、降档点)，即换档车速点各相关参数的 自动测试和识别。 本实用新型可进行自动变速器换档点测试、锁止功能测试、超速档功能测试、强制制动功能测试、强制降档功能测试、手动换档功能测试、油压测试、流量测试、失速试验、时
滞试验，并实现了检测过程的程序化和自动化，自动生成测试曲线和报表。 将装配有自动变速器的汽车置于本实用新型的道路模拟装置上，由控制部分控制
驱动轮上受到的阻力，模拟车辆行驶阻力；数据采集处理系统采集道路模拟装置、车辆及其
自动变速器的车速、扭力、发动机转速、节气门开度、油压等参数信号，并进行处理，送入工
业控制计算机，供测控软件调用；测控软件进行测试的控制，同时显示、存储或打印各测试
项目所需的测试数据、曲线等测试结果，对自动变速器性能进行不解体检测，并对其性能作
出评价。 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点 (1)本实用新型开创了一种在整车测试条件下对自动变速器性能进行不解体测试 的试验方式，可替代道路试验，不受外界因素影响，试验结果较路试更为全面、准确、稳定、可靠。 (2)本实用新型采用PID(比例、积分、微分)控制和模糊控制方式控制的加载控制 单元，实现了测试过程中的恒力、恒速和连续变速度控制，能实现车辆运行工况的量化模拟 与控制。 (3)本实用新型应用传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业控制计算机 技术集成的数据采集处理系统能够实时监测试验设备和被测车辆及其自动变速器在不同 运行工况下的各项运行参数。 (4)本实用新型构建了具有自动变速器测试特征的车型数据库，设计了自动变速 器整车台架试验项目和试验方法，涵盖了自动变速器性能试验和道路试验的所有项目，并 实现了测试过程的程序化和自动化，具有检测数据显示、存储、打印、自动生成换档曲线和 测试报表的功能。
(5)本实用新型适用于各种装配自动变速器汽车的测试。
图1是本实用新型实施例中的道路模拟装置的俯视结构图。 图2本实用新型实施例中控制柜的结构示意图。 图3是图2的后视图。 图4本实用新型实施例中数据采集处理系统的结构方框图。 图5本实用新型实施例中加载控制单元的原理方框图。 图6本实用新型实施例中测控软件模块的结构方框图。 图7是实用新型实施例的电路方框图。 图中，l.传感器，2.电涡流测功机，3.主滚筒，4.联轴器，5.反拖装置，6.手动挡 轮，7.带传动装置，8.飞轮装置，9.机架，IO.副滚筒，ll.传感器，12.显示器，13.键盘， 14.计算机，15.打印机，16.加载控制单元，17.电源开关，18.控制柜，19.信号采集端子 板，20.数据采集处理卡，21.遥控信号接收器，22.电源，23.举升装置。
具体实施方式实施例图1所示，本实施例包括机架9，机架9上安装有两个主滚筒3和两个副滚筒IO，两个主滚筒之间由联轴器4联接，两个副滚筒之间由联接装置联接，主滚筒3与副 滚筒10间由一套带传动装置7联接，主滚筒与副滚筒之间设有举升装置23，举升装置23由 两个气囊和一块钢板构成，在主滚筒3的左侧安装有电涡流测功机2，电涡流测功机2上安 装有转速传感器1和力传感器11，滚筒之间安装有一套由电机驱动的反拖装置5，在另一个 主滚筒的右侧安装有飞轮装置8，主滚筒前方的机架上设置了两个手动挡轮6。测试时，汽 车驱动轮置于滚筒上，驱动滚筒旋转，滚筒通过联接装置4同时带动电涡流测功机2、飞轮 装置8和反拖装置5旋转，电涡流测功机2给滚筒施加反向阻力。手动挡轮6用来防止车 轮窜出，而设置于电涡流测功机2上的转速传感器1和力传感器11用来表征车速和加载阻 力。 图2、图3所示，电源开关17为各硬件的供电电源开关，为工业控制计算机14、打 印机15、加载控制单元16和电源22提供电源，电源22为数据采集端子卡、举升装置控制单 元控制硬件提供低压电源。加载控制单元16提供手动和自动两种控制方式，当选择开关拨 到手动控制档时，旋转手动调节旋钮即可实现加载电流的控制，电压表、电流表同时显示加 载电压和电流值；当选择开关拨到自动控制档时，加载控制电流由内置于工业控制计算机 的测控软件给定，并通过数据采集卡和信号采集端子板输出给加载控制单元，实现加载电 流的控制，电压表、电流表同时显示加载电压和电流值。信号采集端子板19负责信号的输 入和输出，转速信号采集卡20负责转速信号的调理，遥控信号接收器21负责接收遥控器传 来的开关量信号。 图4所示，数据采集处理系统由传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业
控制计算机构成，装在道路模拟装置上的转速、力传感器和光电到位开关将表征被测车辆 的车速、行驶阻力和到位状况信号取出，转速信号经转速信号处理单元通过RS232串行通 讯接口进入工控机，力传感器和光电开关采集到的信号通过端子板进入总线多功能数据采 集卡进行处理；从车辆上采集的节气门、变速器油温、油压和冷却流量通过端子板进入数据 采集卡，发动机转速信号通过RS232串行通讯接口进入工控机；辅助信号环境大气压、温 度、湿度信号通过RS232串行通讯接口进入工控机，遥控开关信号经端子板进入数据采集 卡。置于工业控制计算机中的总线多功能数据采集卡将各种开关信号、模拟信号和模拟脉 冲信号转换为处理器可识别的数字信号。工业控制计算机从总线多功能数据采集卡获得各 种参数的数据，并通过其输出控制信号。电涡流机加载控制电流和举升装置的控制可由工 业控制计算机自动控制，也可以由控制柜上的旋钮和开关手动控制。加载控制电压由内置 于工业控制计算机的测控软件或控制按钮给定，并通过数据采集卡和端子板输出给加载控 制单元的可控硅控制电路和电涡流机控制器，实现加载电流的控制。举升装置的控制指令 由内置于工业控制计算机的测控软件或控制开关给定，并通过数据采集卡和端子板输出给 举升控制电磁阀，实现举升装置的举升和下降动作控制。 图5所示，加载控制单元由电源、放大电路、移相脉冲生成电路、光电隔离电路、移 相脉冲驱动电路和整流调压电路组成。电源给放大电路和移相脉冲驱动电路提供电源，向 移相脉冲生成电路提供电源和同步信号，控制电压信号经放大电路放大控制移相脉冲生 成，信号在经光电隔离进入移相脉冲驱动电路从而控制整流调压电路，向电涡流机提供连 续电流、电压，实现加载阻力的控制。控制电压由计算机测控软件根据实际需要通过PID控 制方式设定并调节，也可以由加载控制单元的旋钮调节。[0031] 图6所示，测控软件由登录模块、主控模块、检测控制模块、数据库模块、标定模 块、输入/输出模块组成。主控模块负责各模块间的协调和控制；登录模块负责用户基本信 息、车型参数信息、检测信息的输入和存储；输入输出模块负责与数据采集硬件传来的数字 信号进行通讯，以显示或打印的方式输出数据和曲线，与外接设备联机或者通过局域网与 其他设备和网络协同工作；检测控制模块负责自动变速器道路模拟试验和附加功能试验的 试验项目分类与测试过程的自动程序控制；数据库模块负责各种登录信息、检测信息、检测 结果的统一存储和调用；标定模块负责设备台架与参数精度的定期标定；升级模块提供升 级接口 ，便于软件和数据库的整体版本升级。
权利要求一种汽车自动变速器整车台架试验装置，包括道路模拟装置和测控系统，道路模拟装置由道路模拟装置、电涡流测功机行驶阻力模拟装置构成，电涡流测功机由加载控制单元控制，其特征是道路模拟装置包括机架，机架上安装有主滚筒和副滚筒各两个，两滚筒由联接装置联接，主滚筒与副滚筒间由一套带传动装置联接，在主滚筒的左侧安装有电涡流测功机，电涡流测功机上安装有转速传感器和力传感器，滚筒之间安装有一套由电机驱动的反拖装置，在另一个主滚筒的右侧安装有飞轮装置，主滚筒前方的机架上设置了两个手动挡轮；测控系统由数据采集处理系统、控制部分、测控软件组成，其特征是数据采集处理系统由传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业控制计算机组成，控制部分由加载控制单元、举升装置控制单元及控制柜组成，测控软件由登录模块、主控模块、检测控制模块、数据库模块、标定模块、输入/输出模块组成。
2. 根据权利要求1所述的汽车自动变速器整车台架试验装置，其特征在于所述的加 载控制单元由电源、放大电路、移相脉冲生成电路、光电隔离电路、移相脉冲驱动电路和整 流调压电路组成，电源给放大电路和移相脉冲驱动电路提供电源，向移相脉冲生成电路提 供电源和同步信号，调节控制电压信号经放大电路放大控制移相脉冲生成，信号经光电隔 离进入移相脉冲驱动电路从而控制整流调压电路，向电涡流测功机提供加载工作电压；控 制电压由测控软件采用PID控制理论计算，并通过数据采集处理卡和端子板输出。
专利摘要汽车自动变速器整车台架试验装置，包括道路模拟装置和测控系统两部分，其特征是道路模拟装置由双滚筒结构组成的路面模拟装置和电涡流测功机行驶阻力模拟装置组成，测控系统安装于控制柜中，包括数据采集处理系统、控制部分、测控软件。数据采集处理系统由传感器、信号采集端子板、数据采集处理卡和工业控制计算机组成。控制部分由加载控制单元、举升装置控制单元和控制柜组成。测控软件内置于工业控制计算机内。本实用新型可模拟道路试验的实际运行工况，对车辆及其自动变速器的工作参数信号进行采集处理，对整车条件下的自动变速器性能进行不解体检测。按测试项目和程序进行自动测试并生成测试结果，作为自动变速器性能评价的依据。
文档编号G01M17/007GK201548406SQ20092025513
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者庞夺峰, 温金中, 王文君, 鹿建平 申请人:山西省交通科学研究院