一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 換擋機(jī)構(gòu)是車輛中的一個(gè)非常重要的人機(jī)交互機(jī)構(gòu)，換擋過(guò)程中換擋力的控制是 變速器的關(guān)鍵技術(shù)之一?；趽Q擋性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)的換擋力試驗(yàn)，主要通過(guò)換擋手柄處換擋 力的測(cè)量，分別在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種模式下測(cè)試，為整車換擋性能提供一個(gè)客觀試驗(yàn)支撐。換 擋力的大小直接影響變速器的換擋品質(zhì)，良好的換擋性能將給客戶帶去強(qiáng)烈的駕駛愉悅 感，將換擋力控制在合理的區(qū)間是提高變速器換擋性能的重要途徑之一。那么，精確地監(jiān)測(cè) 變速器的實(shí)時(shí)換擋力就顯得非常重要。目前專用于選換擋力測(cè)量裝置比較缺乏，并且實(shí)際 使用中安裝很不方便，測(cè)試誤差比較大，使得對(duì)變速器選換擋力的精確測(cè)量還存在一定難 度；并且現(xiàn)有的測(cè)量裝置其測(cè)試量程比較小，無(wú)法滿足一些劇烈的換擋工況的測(cè)試需求。
[0003] 為此，申請(qǐng)人發(fā)明了一種選換擋力傳感器，其包括底面為平面且整體呈半球形的 換擋頭，在換擋頭的底面設(shè)有一凹槽，在該凹槽內(nèi)設(shè)有一應(yīng)變監(jiān)測(cè)頭，所述應(yīng)變監(jiān)測(cè)頭的頂 部通過(guò)一從換檔頭頂部穿過(guò)的連接螺栓與換擋頭相連，在應(yīng)變檢測(cè)頭的側(cè)壁上設(shè)有4個(gè)應(yīng) 變片，4個(gè)應(yīng)變片兩兩相對(duì)設(shè)置形成兩組應(yīng)變監(jiān)測(cè)通道，以對(duì)選擋力和換擋力進(jìn)行測(cè)量；在 應(yīng)變監(jiān)測(cè)頭的下方設(shè)有法蘭盤(pán)相連，該法蘭盤(pán)套通過(guò)連接螺栓與換檔頭相連；在法蘭連接 盤(pán)上設(shè)有一鋁合金套管，所述鋁合金套管與法蘭連接盤(pán)同軸設(shè)置，并通過(guò)連接螺栓與鋁合 金套管固定連接；該鋁合金套管的下端的外側(cè)為正方形結(jié)構(gòu)。
[0004] 但如何對(duì)這種選換擋力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù) 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于解決怎樣對(duì)選換擋力傳感器進(jìn) 行標(biāo)定的問(wèn)題，提供一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法，能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)選換擋力傳感器進(jìn) 行標(biāo)定。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種選換擋力傳感器 標(biāo)定方法，其特征在于：包括如下步驟：
[0007] 1)在選換擋力傳感器的換擋頭上對(duì)應(yīng)各應(yīng)變片的位置刻劃標(biāo)示線，該標(biāo)示線從換 擋頭的頂部向下延伸，通過(guò)標(biāo)示線標(biāo)定出應(yīng)變片的位置；
[0008] 2)將選換擋力傳感器安裝到標(biāo)定臺(tái)架上，然后將選換擋力傳感器相連的兩應(yīng)變片 分別與一標(biāo)準(zhǔn)電阻相連形成完整的應(yīng)變橋，應(yīng)變橋的輸出電壓經(jīng)信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)相連；
[0009] 3)對(duì)應(yīng)變橋施加電壓，測(cè)量初始狀態(tài)下，選換擋力傳感器在砝碼盤(pán)重力G。的作用 下輸出的電壓信號(hào)U。；
[0010] 4)往標(biāo)定臺(tái)架的砝碼盤(pán)逐次添加砝碼，直至加載至500N為止；然后逐次卸載砝 碼，直至將砝碼全部卸載；每添加一次砝碼和卸載一次砝碼后均記錄一次對(duì)應(yīng)的電壓信 號(hào)；
[0011] 5)轉(zhuǎn)動(dòng)選換擋力傳感器，從而對(duì)換檔頭內(nèi)的每個(gè)監(jiān)測(cè)通道施加壓力，重復(fù)步驟 3)、4);
[0012] 6)建立標(biāo)定模型，解算得到標(biāo)定系數(shù)：
[0013] 設(shè)加載和卸載均為η個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)加載或卸載砝碼重力為&，其中，加載過(guò)程 輸出電壓為UU1，卸載過(guò)程輸出電壓為Udl，i= 1、2........n，因此：
[0014] 選檔力標(biāo)定過(guò)程中，加載過(guò)程砝碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間 的模型為：
[0015] G〇+G=axU+bx (1)
[0016] 式中：ax、bx為選檔力加載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，G。為砝碼托盤(pán)重力，將GjPUul代入 (1)式，采用最小二乘法計(jì)算出ax、bx;
[0017] 卸載過(guò)程砝碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間的模型為：
[0018] G〇+G=a'xU+b'x (2)
[0019] 式中：a'x、b'^選檔力卸載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，將GjPUdl代入⑵式，采用最小二 乘法計(jì)算出a'x、b' x;
[0020] 最后，根據(jù)加載和卸載過(guò)程得到標(biāo)定系數(shù)ax、bx、a'x、b' .后，求均值得到選檔力標(biāo) 定系數(shù)：
[0024] 7)重復(fù)步驟3) - 6)，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。
[0025] 進(jìn)一步地，根據(jù)加載/卸載砝碼的值及對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，擬合對(duì)應(yīng)的加載力一電 壓信號(hào)關(guān)系曲線。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)選換擋力傳感器進(jìn)行 標(biāo)定，從而確保選換擋力傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為選換擋力傳感器標(biāo)定臺(tái)架的主視圖。
[0028] 圖2為選換擋力傳感器標(biāo)定臺(tái)架的側(cè)視圖。
[0029] 圖3為應(yīng)變橋的電路原理圖。
[0030] 圖4為換檔力擬合曲線圖。
[0031] 圖5為選檔力擬合曲線圖。
[0032] 圖中：1 一固定座，2-砝碼盤(pán)，3-定位管，4一砝碼盤(pán)定位座，5-導(dǎo)向柱，6-選換 擋力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034] 實(shí)施例：參見(jiàn)圖1、圖2, 一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法，該標(biāo)定過(guò)程中需采用專用 的選換擋力傳感器6標(biāo)定臺(tái)架，該標(biāo)定臺(tái)架包括選換擋力傳感器固定座1和砝碼盤(pán)2,所述 固定座1具有一豎直設(shè)置的固定面，在該固定面上設(shè)有一傳感器穿裝接盤(pán)，所述穿裝接盤(pán) 上具有一水平設(shè)置的定位管3,所述定位管3的內(nèi)孔呈正方形，并與選換擋力傳感器6的鋁 合金套管的正方形下端相對(duì)應(yīng)。標(biāo)定時(shí)，將選換擋力傳感器6的鋁合金套管下端的方形外 壁部分插入該定位管3內(nèi)，且鋁合金套管的軸心線位于水平方向。在定位管3的上方水平 設(shè)有一砝碼盤(pán)定位座4,所述砝碼盤(pán)定位座4與固定座1固定連接，該砝碼盤(pán)定位座4具有 一豎直設(shè)置的導(dǎo)向孔。在砝碼盤(pán)2的底部豎直設(shè)有導(dǎo)向柱5,該導(dǎo)向柱5的下端從砝碼盤(pán)定 位座4的導(dǎo)向孔穿過(guò)，并能夠壓在換擋頭上；當(dāng)往砝碼盤(pán)2內(nèi)添加砝碼時(shí)，砝碼的重力能夠 通過(guò)導(dǎo)向柱5作用在換擋頭上。
[0035] 具體標(biāo)定過(guò)程，包括如下步驟：
[0036] 1)在選換擋力傳感器的換擋頭上對(duì)應(yīng)各應(yīng)變片的位置刻劃標(biāo)示線，該標(biāo)示線從換 擋頭的頂部向下延伸，通過(guò)標(biāo)示線標(biāo)定出應(yīng)變片的位置；
[0037] 2)參見(jiàn)圖3,將選換擋力傳感器安裝到標(biāo)定臺(tái)架上，并使導(dǎo)向柱壓在選換擋力傳 感器的換擋頭上，然后將選換擋力傳感器相連的兩應(yīng)變片分別與一標(biāo)準(zhǔn)電阻相連形成完整 的應(yīng)變橋，應(yīng)變橋的輸出電壓經(jīng)信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；
[0038] 3)對(duì)應(yīng)變橋施加電壓，測(cè)量初始狀態(tài)下，選換擋力傳感器在砝碼盤(pán)（及導(dǎo)向柱）的 重力G。的作用下輸出的電壓信號(hào)U。；
[0039] 4)往標(biāo)定臺(tái)架的砝碼盤(pán)逐次添加砝碼，直至加載至500N為止；然后逐次卸載砝 碼，直至將砝碼全部卸載；每添加一次砝碼和卸載一次砝碼后均記錄一次對(duì)應(yīng)的電壓信 號(hào)；
[0040] 5)轉(zhuǎn)動(dòng)選換擋力傳感器，從而對(duì)換檔頭內(nèi)的每個(gè)監(jiān)測(cè)通道施加壓力，重復(fù)步驟 3)、4);
[0041] 6)建立標(biāo)定模型，解算得到標(biāo)定系數(shù)：
[0042] 設(shè)加載和卸載均為η個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)加載或卸載砝碼重力為&，其中，加載過(guò)程 輸出電壓為UU1，卸載過(guò)程輸出電壓為Udl，i= 1、2........n，因此：
[0043] 選檔力標(biāo)定過(guò)程中，加載過(guò)程砝碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間 的模型為：
[0044] G〇+G=axU+bx (1)
[0045] 式中：ax、bx為選檔力加載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，G。為砝碼托盤(pán)重力，將GjPUul代入 (1)式，采用最小二乘法計(jì)算出ax、bx;
[0046] 卸載過(guò)程砝碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間的模型為：
[0047] G〇+G=a'xU+b'x (2)
[0048] 式中：a'x、b'^選檔力卸載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，將GjPUdl代入⑵式，采用最小二 乘法計(jì)算出a'x、b' x;
[0049] 最后，根據(jù)加載和卸載過(guò)程得到標(biāo)定系數(shù)ax、bx、a'x、b' .后，求均值得到選檔力標(biāo) 定系數(shù)：
[0053] 7)重復(fù)步驟3) - 6)，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。
[0054] 最后，根據(jù)加載/卸載砝碼的值及對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，擬合對(duì)應(yīng)的加載力一電壓信 號(hào)關(guān)系曲線。
[0055] 作為一種實(shí)施方式，每次加載和卸載的砝碼重力為50N，從而使加載和卸載等級(jí)均 為10個(gè)；在標(biāo)定過(guò)程中，具體的標(biāo)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表1、2,數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖4、圖5所示。
[0056] 表1 (換擋力標(biāo)定系數(shù)標(biāo)定過(guò)程）：
[0057]
[0058] 表2 (選擋力標(biāo)定系數(shù)標(biāo)定過(guò)程）：
[0059]
[0060] 最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方 案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而 不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 在選換擋力傳感器的換擋頭上對(duì)應(yīng)各應(yīng)變片的位置刻劃標(biāo)示線，該標(biāo)示線從換擋頭 的頂部向下延伸，通過(guò)標(biāo)示線標(biāo)定出應(yīng)變片的位置； 2) 將選換擋力傳感器安裝到標(biāo)定臺(tái)架上，然后將選換擋力傳感器相連的兩應(yīng)變片分別 與一標(biāo)準(zhǔn)電阻相連形成完整的應(yīng)變橋，應(yīng)變橋的輸出電壓經(jīng)信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)后與數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)相連； 3) 對(duì)應(yīng)變橋施加電壓，測(cè)量初始狀態(tài)下，選換擋力傳感器在破碼盤(pán)重力G。的作用下輸 出的電壓信號(hào)U。； 4) 往標(biāo)定臺(tái)架的破碼盤(pán)逐次添加破碼，直至加載至500N為止；然后逐次卸載破碼，直 至將破碼全部卸載；每添加一次破碼和卸載一次破碼后均記錄一次對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)； 5) 轉(zhuǎn)動(dòng)選換擋力傳感器，從而對(duì)換檔頭內(nèi)的每個(gè)監(jiān)測(cè)通道施加壓力，重復(fù)步驟3)、4); 6) 建立標(biāo)定模型，解算得到標(biāo)定系數(shù)： 設(shè)加載和卸載均為η個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)加載或卸載破碼重力為Gi，其中，加載過(guò)程輸出 電壓為叫1，卸載過(guò)程輸出電壓為Udi，i= 1、2、......、η，因此： 選檔力標(biāo)定過(guò)程中，加載過(guò)程破碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間的模 型為： G〇+G=日帥 (1) 式中：屯A為選檔力加載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，G。為破碼托盤(pán)重力，將Gi和Uui代入（1)式， 義用最小二乘法計(jì)算出3χ、6χ; 卸載過(guò)程破碼重力G和待標(biāo)定扭矩傳感器的輸出電壓U之間的模型為： G〇+G =曰' xU+b'X(2) 式中：a'x、b'x為選檔力卸載過(guò)程的標(biāo)定系數(shù)，將Gi和Udi代入似式，采用最小二乘法 計(jì)算出a'X、b'X; 最后，根據(jù)加載和卸載過(guò)程得到標(biāo)定系數(shù)a,、b,、a\、6\后，求均值得到選檔力標(biāo)定系 數(shù)：同理，得到換檔力標(biāo)定系數(shù)：7) 重復(fù)步驟3)-6)，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法，其特征在于：根據(jù)加載/卸 載破碼的值及對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，擬合對(duì)應(yīng)的加載力一電壓信號(hào)關(guān)系曲線。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種選換擋力傳感器標(biāo)定方法，包括如下步驟：1）在換擋頭上刻劃標(biāo)示線；2）將選換擋力傳感器安裝到標(biāo)定臺(tái)架上；3）對(duì)應(yīng)變橋施加電壓；4）往標(biāo)定臺(tái)架的砝碼盤(pán)逐次添加砝碼；5）轉(zhuǎn)動(dòng)選換擋力傳感器，從而對(duì)換檔頭內(nèi)的每個(gè)監(jiān)測(cè)通道施加壓力，重復(fù)步驟3）、4）；6）建立標(biāo)定模型，解算得到標(biāo)定系數(shù)；7）重復(fù)步驟3）—6），驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。本發(fā)明能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)選換擋力傳感器進(jìn)行標(biāo)定。
【IPC分類】G01L25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105241606
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510844325
【發(fā)明人】鄒喜紅, 施全, 石曉輝, 郝建軍, 張志剛, 劉瑜, 羅洋, 柳春林, 董昌勇
【申請(qǐng)人】重慶理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日