[发明专利]便携式汽车换挡系统测量仪及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车性能测量装置，尤其涉及一种汽车换挡系统性能测量装置。

背景技术

换挡系统是汽车的核心部件之一，汽车行驶过程中通过换挡来实行不同的路况和速度的行驶要求，因此换挡性能体现着变速箱使用的方便性和舒适性。随着我国汽车行业水平的不断发展，对变速箱产品性能的要求也越来越高，行业内对汽车换挡系统性能测量试验越来越重视。

现有技术中，所采用的汽车换挡系统性能测量装置如图1所示，在被试换挡器手柄1上端安装换挡力传感器2，直线位移传感器3一端连接被试换挡器手柄1侧面，另一端连接水平编码器4和垂直编码器5，水平编码器4和垂直编码器5均安装在测量仪支架6上，测量仪支架6固定在车载测量支架7上。水平编码器4和垂直编码器5分别用于水平和垂直角度位移测量；由水平编码器4、垂直编码器5及直线位移传感器3构成球面坐标测量系统，对汽车换挡手球中心进行三坐标位移测量；同时，与换挡力传感器2集成，实现换挡系统性能测量。

上述汽车换挡系统性能测量装置只能实现手动换挡系统的性能测量。自动换挡系统由换挡器、拉索及变速箱换挡机构等组成。自动换挡系统路径可有I型(如图2所示)、S型(如图3所示)及H型(如图4所示)等多种类型，图2～图4中，P、R、N、D、M、M+、M-等分别表示各挡位点。不同类型，在换挡操作时，换挡力的大小及与位移的对应关系各不相同，使驾驶员操作时有不同手感。同时，不同类型的换挡手球形状各具特色且不易拆卸，上述汽车换挡系统性能测量装置不能适用于自动换挡系统的性能测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现自动换挡系统性能测量的装置及方法，以对自动换挡系统进行定量评价。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于：包括用于夹住被测换挡器的换挡手球的夹具，夹具上方设有万向节，万向节上方连接二维力传感器，万向节侧面连接位移传感器，位移传感器与角度传感器固定在一起并设于车载支架上。

优选地，所述夹具包括两个侧板及设于两个侧板顶部的顶板，侧板与顶板的连接位置可根据不同形状的换挡手球进行调整。

优选地，所述两个侧板上均设有多个可手动调节进而从不同方向顶住换挡手球的顶针。

优选地，所述角度传感器为两个，分别为方位角传感器和仰角传感器；所述位移传感器、方位角传感器和仰角传感器共同构成一球坐标系测量系统。

本发明还提供了一种便携式汽车换挡系统测量方法，采用上述的便携式汽车换挡系统测量仪，其特征在于，步骤为：

步骤1：使夹具夹住被测换挡器的换挡手球，将车载支架固定；位移传感器、方位角传感器和仰角传感器共同构成一球坐标系测量系统；

步骤2：通过挡位示教，利用球坐标系测量系统对换挡器挡位点的分布进行识别；在换挡器挡位点球面，建立三维直角工作坐标系，将球坐标系所得参数实时转换为三维直角工作坐标系参数；同时二维力传感器实时记录换挡力数据；

步骤3：将三维直角工作坐标系获得的三维空间曲线投影为二维平面曲线；

步骤4：重复多次步骤2～步骤3，获得多组换挡路径及换挡力测量数据；

步骤5：对多组测量数据进行统计处理，根据多次测量过程换挡路径的重复性、指定换挡力下挡位点位移变动范围、换挡力的大小对换挡系统的性能进行评价。

优选地，所述步骤1中，手动调节夹具的两个侧板上的调节顶针，使调节顶针从不同方向顶住换挡手球。

优选地，所述步骤2中，将球坐标系所得参数实时转换为三维直角工作坐标系参数的具体方法如下：

2.1、设球坐标系所得参数为(L，A，B)，L、A、B分别为位移、仰角、方位角，将该参数实时转换为原始直角坐标系参数(X，Y，Z)，其转换关系为：

X＝L*sinA*cosB；

Y＝L*sinA*sinB；

Z＝L*cosA；

2.2、针对不同类型的换挡路径，分别设定顺序，由手工、逐点进行挡位点示教，获得不同换挡路径的换挡手球中心各挡位点P，R，N，D，M，M+，M-的坐标，同时，通过反复示教，对换挡手球中心运动轨迹点集进行最小二乘方球面拟合，获得轨迹球面半径及回转运动中心坐标；

2.3、对H型及S型换挡路径，由P点向D、M两点连线作垂线，以垂足为三维直角工作坐标系原点，再将所述原点分别至P和M的连线做矢量叉乘，建立三维直角工作坐标系；