选换挡性能测试系统

技术领域

本申请涉及变速箱测试设备技术领域，特别是涉及一种选换挡性能测试系统。

背景技术

车辆选换挡的舒适性是车辆舒适性的重要参数之一，为此，相关技术中提供了一种选换挡性能测试系统，通过设置感测组件获取选换挡性能信息，从而得到换挡柄在选换挡时的对应性能曲线。选换挡性能测试包括动态测试和静态测试，动态测试包括测量车辆在行驶状态下的选换挡性能信息。而对于带副箱的车辆，动态测试时需要将副箱在高档和低档之间切换。

然而，相关技术中的选换挡性能测试系统，存在动态测试时安全性较低的问题。

发明内容

基于此，有必要针对相关技术中选换挡测试系统在动态测试时安全性较低的问题，提供一种能够提高动态测试时的安全性的选换挡性能测试系统。

根据本申请的一个方面，提供一种选换挡性能测试系统，用于测试车辆的变速箱，所述变速箱包括主箱和与所述主箱连接的副箱，所述选换挡性能测试系统包括：

换挡柄，通过选换挡操纵机构与所述主箱连接，所述换挡柄被配置为能够相对所述主箱运动，以切换所述主箱的挡位；

感测组件，设于所述换挡柄上，所述感测组件用于获取所述换挡柄相对所述主箱运动时的选换挡性能信息；以及

高低档切换机构，包括设置于所述换挡柄上的高低档切换开关，以及用于与所述副箱连接的高低档切换组件；

其中，所述高低档切换组件具有令所述副箱处于高档的第一状态，以及令所述副箱处于低档的第二状态，所述高低档切换开关被配置为能够使所述高低档切换组件在所述第一状态和所述第二状态之间切换，以使所述副箱在所述高档和所述低档之间切换。

上述选换挡测试装置，通过在换挡柄上设置用于切换副箱的高档和低档的高低档切换机构，使动态测试时能够在换挡柄上通过操作高低档切换开关使副箱在高档和低档间切换，以避免采用换挡柄后对副箱在高档和低档之间的切换造成影响，因此提高了动态测试的安全性。

在其中一实施例中，所述感测组件包括设于所述换挡柄上的加速度传感器，所述加速度传感器用于获取所述换挡柄相对所述主箱运动时的加速度信息；和/或

所述感测组件包括设于所述换挡柄上的角速度传感器，所述角速度传感器用于获取所述换挡柄相对所述主箱运动时的角速度信息；和/或

所述感测组件包括设于所述换挡柄上的力传感器，所述力传感器用于获取使所述换挡柄相对所述主箱运动时的受力信息。

在其中一实施例中，当所述感测组件包括所述加速度传感器时，所述加速度传感器包括MEMS加速度计。

在其中一实施例中，当所述感测组件包括所述角速度传感器时，所述角速度传感器包括MEMS陀螺仪。

在其中一实施例中，所述选换挡性能测试系统还包括与所述感测组件通信连接的采集设备，所述采集设备用于采集并分析所述感测组件获取的所述选换挡性能信息。

在其中一实施例中，所述换挡柄上设有与所述感测组件电连接的通信接口，所述通信接口用于与所述采集设备导线连接，以使所述采集设备借助于所述通信接口采集所述感测组件获取的所述选换挡性能信息；和/或

所述换挡柄上设有与所述感测组件电连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与所述采集设备通信连接，以使所述采集设备借助于所述无线通信模块采集所述感测组件获取的所述选换挡性能信息。

在其中一实施例中，所述换挡柄上还设有与所述采集设备通信连接的挡位显示器；

所述挡位显示器用于显示所述采集设备输入的所述主箱和所述副箱的挡位排布信息。

在其中一实施例中，所述副箱包括副箱高档气缸和副箱低档气缸；

所述高低档切换组件包括与所述副箱连接的H阀；

在所述第一状态下，所述高低档切换开关被配置为使所述H阀断气，以使高压气体通向所述副箱高档气缸，从而使所述副箱切换为所述高档，在所述第二状态下，所述高低档切换开关被配置为使所述H阀进气，以使高压气体通向所述副箱低档气缸，从而使所述副箱切换为所述低档。

在其中一实施例中，所述高低档切换组件还包括设于所述换挡柄上的气路开关阀，所述气路开关阀具有进气口和与所述进气口连通的出气口，所述进气口与供气管路连通，所述出气口与所述H阀连通；

在所述第一状态下，所述气路开关阀被配置为使所述进气口与所述出气口隔绝，在所述第二状态下，所述气路开关阀被配置为使所述进气口与所述出气口连通；

所述高低挡切换开关用于使所述气路开关阀在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

在其中一实施例中，所述副箱的数量为两个；

所述高低档切换开关和所述高低档切换组件均与所述副箱一一对应设置，每个所述高低档切换组件与对应的所述副箱连接，每个所述高低档切换开关被配置为能够使对应的所述高低档切换组件在所述第一状态和所述第二状态之间切换，以使对应的所述副箱在所述高档和所述低档之间切换。

在其中一实施例中，所述车辆还包括与所述选换挡操纵机构连接并用于切换所述主箱的所述挡位的换挡杆；

所述选换挡性能测试系统还包括用于与所述换挡杆连接的过渡件，所述换挡柄借助于所述过渡件与所述换挡杆连接。

附图说明

图1为本申请一实施例中选换挡测试系统的结构示意图。

图2为图1所示实施例中换挡柄的结构示意图。

图3为图1所示实施例中换挡柄的内部示意图。

图4为图1所示实施例中挡位显示器的挡位排布信息示意图。

图5为图1所示实施例中挡位显示器的另一挡位排布信息示意图。

图6为本申请一实施例中选换挡测试系统与变速箱的使用示意图。

图7为图6所示实施例中选换挡测试系统与变速箱的局部示意图。

附图标号说明：

100、选换挡性能测试系统；

10、换挡柄；11、通信接口；12、无线通信模块；

20、感测组件；21、加速度传感器；22、角速度传感器；23、力传感器；

30、高低档切换机构；31、高低档切换开关31；32、高低档切换组件32；321、气路开关阀；322、控制气路；3221、进气气路；3222、出气气路；324、H阀；325、高档气路；326、低档气路；

40、采集设备；

50、挡位显示器；

60、电源模块；

70、选换挡操纵机构；

200、变速箱；201、主箱；202、副箱。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1-3，本申请一实施例中提供的选换挡性能测试系统100，用于测试车辆的变速箱200(见图6)，变速箱200包括主箱201和与主箱201连接的副箱202，选换挡性能测试系统100包括换挡柄10、感测组件20和高低档切换机构30。

换挡柄10通过选换挡操纵机构70与主箱201连接，换挡柄10被配置为能够相对主箱201运动，以切换主箱201的挡位，感测组件20设于换挡柄10上，感测组件20用于获取换挡柄10相对主箱201运动时的选换挡性能信息。高低档切换机构30包括设置于换挡柄10上的高低档切换开关31，以及用于与副箱202连接的高低档切换组件32。其中，高低档切换组件32具有令副箱202处于高档的第一状态，以及令副箱202处于低档的第二状态，高低档切换开关31被配置为能够使高低档切换组件32在第一状态和第二状态之间切换，以使副箱202在高档和低档之间切换。

上述选换挡性能测试系统100，通过设置换挡柄10与主箱201连接，以通过操纵换挡柄10相对主箱201运动，从而切换主箱201的挡位，通过设置感测组件20，以获取换挡柄10在相对主箱201运动时的选换挡性能信息。并且由于感测组件20设置在换挡柄10上，无需设置其他零件将感测组件20与换挡柄10相连，从而减少了选换挡性能测试系统100的零件数量，并简化了选换挡性能测试系统100的结构，使选换挡性能测试系统100的安装及调试过程更加简单，进而降低安装及调试过程对选换挡性能测试的测试结果的影响，提高测试准确度及测试效率。此外，通过设置高低档切换机构30，包括设于换挡柄10上的高低档切换开关31，以及与副箱202连接的高低档切换组件32，以在操纵换挡柄10相对主箱201运动即进行选换挡性能测试时，能够通过操作高低档切换开关31，使副箱202在高档和低档之间切换，以避免采用换挡柄10切换主箱201的挡位后对副箱202在高档和低档之间的切换造成影响，因此，提高了动态测试的安全性以及测试过程的连贯性。

在一些实施例中，如图3所示，感测组件20包括设于换挡柄10上的加速度传感器21，加速度传感器21用于获取换挡柄10相对主箱201运动时的加速度信息。如此，通过在换挡柄10上设置加速度传感器21，以通过加速度传感器21获取的加速度信息分析得到换挡柄10相对主箱201运动时的空间位移。

可选地，加速度传感器21可以采用MEMS加速度计，以提高加速度传感器21的测量结果的准确性。

在一些实施例中，如图3所示，感测组件20包括设于换挡柄10上的角速度传感器22，角速度传感器22用于获取换挡柄10相对主箱201运动时的角速度信息。如此，通过在换挡柄10上设置角速度传感器22，以通过角速度传感器22获取的角速度信息分析得到换挡柄10相对主箱201运动时换挡柄10相对初始位置的转动角度。需要说明的是，换挡柄10的初始位置指主箱201处于空挡时，换挡柄10的自然位置。

可选地，角速度传感器22可以采用MEMS陀螺仪，以提高角速度传感器22的测量结果的准确性。

在一些实施例中，如图3所示，感测组件20包括设于换挡柄10上的力传感器23，力传感器23用于获取使换挡柄10相对主箱201运动时的受力信息。具体地，力传感器23用于获取选档力和换挡力。

在一些实施例中，如图2所示，感测组件20包括设于换挡柄10上的加速度传感器21、角速度传感器22和力传感器23，加速度传感器21用于获取换挡柄10相对主箱201运动时的加速度信息，角速度传感器22用于获取换挡柄10相对主箱201运动时的角速度信息，力传感器23用于获取使换挡柄10相对主箱201运动时的受力信息。如此，将加速度传感器21、角速度传感器22和力传感器23集成在换挡柄10上，无需数采设备和杆系支架，使选换挡性能测试系统100结构更简单，使用更加方便，从而提高了测试效率。

在一些实施例中，如图3所示，选换挡性能测试系统100还包括设置于换挡柄10上的电源模块60，电源模块60与感测组件20电连接，以为感测组件20供电。

在一个实施例中，电源模块60分别与加速度传感器21、角速度传感器22和力传感器23电连接。

在一些实施例中，结合图1和图3所示，选换挡性能测试系统100还包括与感测组件20通信连接的采集设备40，采集设备40用于采集并分析感测组件20获取的选换挡性能信息。

可选地，采集设备40分别与加速度传感器21、角速度传感器22和力传感器23通信连接，采集设备40被配置为根据采集的换挡柄10的加速度信息、角速度信息和受力信息生成换挡柄10相对主箱201运动以选档或换挡时的位移曲线和受力曲线。

具体地，采集设备40包括计算机，计算机上设有软件，软件用于根据换挡柄10的加速度信息、角速度信息和受力信息，通过计算分析后输出为选换挡过程中换挡柄10的位移曲线和受力曲线。需要说明的是，由于换挡柄10与车辆在实际使用时采用的手柄的高度不相等，需要在软件中进行在手柄的高度下的力和位移的换算。

在实际使用过程中，可在软件中将力和位移数值填入相应位置，以输出相应曲线。

在实际测试过程中，可分别进行静态测试和动态测试。

静态测试包括测量换挡柄10静态挡位位置、选换挡轨迹、挡位余隙，测量换挡柄10选挡力和选挡位移的关系，测量静态下主箱201处于不同挡位时换挡柄10的换挡力和换挡位移的关系，测量换挡柄10选档、换挡极限位置时的系统刚度，以及测量发动机怠速时1、R挡换挡柄10换挡力和换挡位移的关系。例如，在测试静态下主箱201处于不同挡位时换挡柄10的换挡力和换挡位移的关系时，关闭发动机，拉上手刹，踩下离合踏板，由空挡挂入待测挡位，并由待测挡位再返回至空挡位置，获得由换挡位移与换挡力构成的图形。每个挡位上试验次数不少于15次。

动态测试包括测量动态即车辆在行驶状态下当主箱201处于不同挡位时换挡柄10的换挡力曲线。动态测试时，车辆正常行驶，副箱202切换为高档，中重卡升挡时发动机转速为1500r/m(轻卡2000r/m)，中重卡降挡时发动机转速为1000r/m(轻卡1500r/m)。从1挡开始依次升挡，然后保持发动机转速为1000r/m(轻卡1500r/m)，依次降挡，或在相邻挡位来回换挡。测试样本数大于20组。降到最低挡位时中重卡发动机转速为怠速，轻卡为1000r/m。

需要说明的是，在测试时，换档过程需要柔和，感觉变速箱200尺寸啮合不到位时应放弃此次操作，避免测量数据失真。

在一些实施例中，如图3所示，换挡柄10上设有与感测组件20电连接的通信接口11，通信接口11用于与采集设备40导线连接，以使采集设备40借助于通信接口11采集感测组件20获取的选换挡性能信息。

可选地，通信接口11可以为串行通信接口。

具体地，通信接口11还与电池模块电连接，以通过通信接口11对电池模块充电。也可以通过通信接口11直接为感测组件20供电。

在一些实施例中，如图3所示，换挡柄10上设有与感测组件20电连接的无线通信模块12，无线通信模块12用于与采集设备40通信连接，以使采集设备40借助于无线通信模块12采集感测组件20获取的选换挡性能信息。如此，通过设置无线通信模块12，以不影响换挡柄10相对主箱201的运动，从而进一步使换挡柄10便于操作。

可选地，无线通信模块12可以采用WiFi或蓝牙。

具体地，电源模块60与无线通信模块12电连接，以为无线通信模块12供电。

在一些实施例中，如图3所示，换挡柄10上分别设有通信接口11和无线通信模块12。

可选地，通信接口11与无线通信模块12电连接，以通过通信接口11对无线通信模块12供电。

在一些实施例中，如图4-5所示，换挡柄10上还设有与采集设备40通信连接的挡位显示器50，挡位显示器50用于显示采集设备40输入的主箱201和副箱202的挡位排布信息。如此，能够根据不同的测试需求，使挡位显示器50显示不同的挡位排布信息。

需要说明的是，挡位排布信息由变速箱200的结构、换挡结构以及用户需求共同确定。对于同一类型的变速箱200可以有多种挡位排布方式，例如，如图4-5所示，根据不同的换挡结构，具有16个挡位的变速箱200可具有两种挡位排布。对于不同类型的变速箱200，商用车的挡位可为5、6、8、9、10、12、16、20等。测试时将挡位排布信息通过采集设备40输入并编辑后，传输到换挡柄10上的挡位显示器50显示。

具体地，挡位显示器50分别与电源模块60、无线通信模块12和通信接口11电连接。

在一些实施例中，结合图1和图6-7所示，副箱202包括副箱高档气缸和副箱低档气缸，高低档切换组件32包括与副箱202连接的H阀324。在第一状态下，高低档切换开关31被配置为使H阀324断气，以使高压气体通向副箱高档气缸，从而使副箱202切换为高档，在第二状态下，高低档切换开关31被配置为使H阀324进气，以使高压气体通向副箱低档气缸，从而使副箱202切换为低档。

具体地，如图7所示，高低档切换组件32还包括连接于H阀324和副箱高档气缸之间的高档气路325，以及连接于H阀324和副箱低档气缸之间的低档气路326。

在一些实施例中，如图2所示，高低档切换组件32还包括设于换挡柄上的气路开关阀321，气路开关阀321具有进气口和与进气口连通的出气口，进气口与供气管路连通，出气口与H阀324连通。在第一状态下，气路开关阀321被配置为使进气口与出气口隔绝，在第二状态下，气路开关阀321被配置为使进气口与出气口连通。高低档切换开关31用于使气路开关阀321在第一状态和第二状态之间切换。

在一些实施例中，副箱202的数量为两个，高低档切换开关31和高低档切换组件32均与副箱202一一对应设置，

每个高低档切换组件32与对应的副箱202连接，每个高低档切换开关31被配置为能够使对应的高低档切换组件32在第一状态和第二状态之间切换，以使对应的副箱202在高档和低档之间切换。

具体地，高低档切换组件32还包括与H阀324连接的控制气路322，在第一状态下，控制气路322断气，以使副箱202切换为高档，在第二状态下，控制气路322进气，以使副箱202切换为低档。

进一步地，如图6-7所示，控制气路322包括分别连接于气路开关阀321与H阀324之间的进气气路3221和出气气路3222。

在另一些实施例中，副箱202的数量也可以为0个或1个。

在一些实施例中，车辆还包括与选换挡操纵机构70连接并用于切换主箱201的挡位的换挡杆，选换挡性能测试系统100还包括用于与换挡杆连接的过渡件(图中未示出)，换挡柄10借助于过渡件与换挡杆连接。如此，使换挡柄10能够通过不同的过渡件与不同规格的换挡杆连接，从而提高了选换挡性能测试系统100对于不同车辆的兼容性。

在实际使用过程中，先将车辆上的手柄拆下，再选择与换挡杆对应的过渡件，使换挡柄10借助于过渡件与换挡杆连接，再将换挡柄10与采集设备40通信连接，使计算机上的软件识别换挡柄10，然后调整换挡柄10的挡位显示器50上的挡位排布信息与实际的挡位排布一致，开始进行选换挡性能测试。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。