一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)及診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)變速器故障診斷方法及系統(tǒng)，旨在解決故障檢測(cè)與診斷方法無法滿足對(duì)自動(dòng)變速器故障診斷高效率、智能化的問題。本發(fā)明是通過自動(dòng)變速器各檔位的動(dòng)力流來分析各個(gè)換擋執(zhí)行元件在不同檔位中的功能實(shí)現(xiàn)及失效狀況，再通過試驗(yàn)方法確定自動(dòng)變速器故障元件的具體位置。該診斷系統(tǒng)主要由診斷平臺(tái)和測(cè)試分析系統(tǒng)組成，診斷平臺(tái)包括PXI控制器、CAN總線接口卡、待測(cè)車輛TCU、車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器以及提供道路運(yùn)行模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)。測(cè)試分析系統(tǒng)包括由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流的診斷系統(tǒng)平臺(tái)。該設(shè)計(jì)涉及基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)便、性能可靠、通用性強(qiáng)、制造成本低、精度高且能滿足生<產(chǎn)及維修測(cè)試要求。
【專利說明】一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)及診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車工業(yè)領(lǐng)域的故障診斷設(shè)備，更確切地說，它涉及一種基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)與診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為保證汽車安全行駛，汽車自動(dòng)變速器的運(yùn)行是否存在異響、換擋是否自如平穩(wěn)、變速箱是否漏油等檢測(cè)是汽車自動(dòng)變速器檢測(cè)領(lǐng)域的主要檢測(cè)項(xiàng)目。目前，自動(dòng)變速器一般均帶有故障自診斷系統(tǒng)。但是車載故障自診斷系統(tǒng)只能夠識(shí)別屬于電子電控方面的故障，而并不適用于自動(dòng)變速器液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的故障診斷。由于自動(dòng)變速器構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)于相同或相似的故障現(xiàn)象有不同的故障機(jī)理，僅僅依靠傳統(tǒng)的人工檢修顯然不能滿足自動(dòng)變速器的維修要求。因此，為提高檢測(cè)效率，設(shè)計(jì)基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，對(duì)汽車工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對(duì)目前無法高效率檢測(cè)自動(dòng)變速器的運(yùn)行狀態(tài)和診斷自動(dòng)變速器的故障，提供了一種結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)便、性能可靠、通用性強(qiáng)、制造成本低、精度高且能滿足生產(chǎn)及維修廠家測(cè)試要求的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)及診斷方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明所提供的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，是基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，主要由診斷平臺(tái)和測(cè)試分析系統(tǒng)組成，參閱圖1所示。診斷平臺(tái)包括=PXI控制器、CAN總線接口卡、待測(cè)車輛T⑶、車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器以及提供道路運(yùn)行模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)。所述測(cè)試分析系統(tǒng)是由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流分析模式的診斷系統(tǒng)平臺(tái)，其包括自動(dòng)變速器性能測(cè)試模塊、傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊。
[0006]所述PXI控制器采用型號(hào)為PXIe-1075的PXI系統(tǒng)；所述提供道路模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)，可采用符合車輛噸位要求的通用底盤測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)，為自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)提供移動(dòng)的路面；所述的CAN總線接口卡一端與OBD-1I接口相連，另一端插于PXI控制器機(jī)箱上相應(yīng)的卡槽中；所述的由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流分析模式的診斷系統(tǒng)安裝于PXI控制器中；數(shù)據(jù)經(jīng)由安裝在PXI控制器中的診斷系統(tǒng)處理后，由PXI機(jī)箱上的外部顯示器進(jìn)行顯示。
[0007]所述的變速器性能測(cè)試模塊主要用以測(cè)試自動(dòng)變速器相關(guān)的參數(shù)信息，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車行駛速度、變速箱輸入輸出軸轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置信息、變速器油溫油壓，腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)和空調(diào)開關(guān)的開關(guān)信肩、O
[0008]所述的傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊主要用以監(jiān)測(cè)與自動(dòng)變速器控制相關(guān)的車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器的技術(shù)狀況，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、變速箱輸入輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、變速器油溫油壓傳感器、腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、變速器模式選擇開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)和空調(diào)開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]所述的換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊用以對(duì)自動(dòng)變速器內(nèi)部換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并對(duì)其中存在故障元件進(jìn)行定位，同時(shí)用以顯示故障診斷結(jié)論與OBD — II故障碼信息。
[0010]一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，包括以下具體步驟:
[0011]步驟一、確定待診斷自動(dòng)變速器的基本信息，包括其擋位數(shù)、換擋執(zhí)行元件種類、數(shù)目以及換擋執(zhí)行系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，繪制自動(dòng)變速器換擋邏輯表；
[0012]步驟二、利用自動(dòng)變速器的換擋邏輯表，確定自動(dòng)變速器在各擋位的動(dòng)力流；
[0013]步驟三、選擇相關(guān)性試驗(yàn)對(duì)變速器進(jìn)行性能測(cè)試，建立自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件的故障碼系列，對(duì)于不能夠直接確定故障的疑似故障元件繼續(xù)進(jìn)行其他類型相關(guān)性能試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步判斷；
[0014]步驟四、確定最終試驗(yàn)方案；
[0015]在獲得液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件故障碼的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障元件是否可以準(zhǔn)確判定將故障碼分成三類:
[0016]a)直接判定故障元件的故障碼；
[0017]b)不能直接判定故障元件的故障碼；
[0018]c)疑似故障碼；
[0019]步驟五、將某型自動(dòng)變速器的試驗(yàn)車輛置于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的滾筒上，連接好CAN總線接口卡、PXI機(jī)箱等硬件設(shè)備，對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱10分鐘后，打開自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)軟件平臺(tái)，對(duì)車輛進(jìn)行性能測(cè)試與故障診斷；對(duì)從自動(dòng)變速器TCU上采集到的各類整車數(shù)據(jù)信號(hào)(如自動(dòng)變速器油溫、主油路油壓等)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0020]步驟六、顯示自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)各傳感器的健康狀態(tài)，對(duì)存在故障的傳感器進(jìn)行故障狀態(tài)的提示，利用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速隨時(shí)間變化的曲線，計(jì)算標(biāo)定好的診斷設(shè)備與本平臺(tái)性能參數(shù)測(cè)試模塊之間的測(cè)試誤差，判斷傳感器是否有故障發(fā)生；
[0021]步驟七、對(duì)自動(dòng)變速器各項(xiàng)性能試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0022]進(jìn)行時(shí)滯試驗(yàn)，首先，測(cè)試“R”擋和“D”擋的時(shí)滯時(shí)間；其次測(cè)試車輛各擋位的失速轉(zhuǎn)速，測(cè)試出對(duì)應(yīng)擋位失速轉(zhuǎn)速；最后，進(jìn)行各擋位的油壓試驗(yàn)，經(jīng)過油壓試驗(yàn)后測(cè)試車輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線與油壓變化曲線；
[0023]步驟八、顯示明確的診斷結(jié)論；
[0024]步驟九、顯不自動(dòng)變速器故障的OBD —II代碼。
[0025]步驟三中，參閱自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障表，當(dāng)某擋位失速轉(zhuǎn)速在正常值的范圍內(nèi)時(shí)，證明該擋位油路工作正常，參與該擋位工作的各換擋執(zhí)行元件均沒有故障發(fā)生，若某擋位失速轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，則證明該擋位油路中存在一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件，此時(shí)利用臺(tái)架或道路試驗(yàn)對(duì)可能出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步判斷。
[0026]步驟三中，參閱自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障分析表，測(cè)試自動(dòng)變速器失速轉(zhuǎn)速時(shí)只有兩種結(jié)果:失速轉(zhuǎn)速正常、失速轉(zhuǎn)速偏高，記失速轉(zhuǎn)速正常的狀態(tài)為“1”，記失速轉(zhuǎn)速偏高的狀態(tài)為“0”，“◎”表示一定發(fā)生故障，“.”表示可能發(fā)生故障，當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一個(gè)或多個(gè)換擋執(zhí)行元件發(fā)生故障時(shí)，有唯一的試驗(yàn)結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)，這些試驗(yàn)結(jié)果按照自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障分析表中的排列方式進(jìn)行排列，構(gòu)成一系列二進(jìn)制碼，利用這些特定的二進(jìn)制碼來表征液壓系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件失效的具體情況，并作為自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件的故障碼。
[0027]所述步驟四中a)直接判定故障元件的故障碼:
[0028]故障碼特點(diǎn):在故障碼中有較多的“I”和較少的“0”，并且在“可能存在換擋元件故障” 一欄中只有“◎”而沒有“.”，表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，不須做任何輔助試驗(yàn)，直接參照故障碼表，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的準(zhǔn)確定位。
[0029]所述步驟四中b)不能直接判定故障元件的故障碼:
[0030]故障碼特點(diǎn):在故障碼中“ I ”的和“O”的位數(shù)基本持平，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中不僅有“ ◎”而且存在少數(shù)“ ?”，表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，只能對(duì)部分故障元件進(jìn)行定位，對(duì)某些元件則無法判斷其故障狀態(tài)，需要借助相關(guān)檔位道路試驗(yàn)來對(duì)其故障狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0031]所述步驟四中c)疑似故障碼:
[0032]故障碼特點(diǎn):在故障碼中“O”的位數(shù)明顯多于“I”的位數(shù)，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中沒有或僅有少數(shù)“ ◎”而且存在多數(shù)“ ?”，表明自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)內(nèi)大部分換擋執(zhí)行元件都已失效，需要檢測(cè)人員預(yù)先對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器進(jìn)行基礎(chǔ)檢查與性能測(cè)試，排除由于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或液力變矩器引起的故障后再進(jìn)行自動(dòng)變速器的各項(xiàng)性能試驗(yàn)。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:
[0034]本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)便、性能可靠、通用性強(qiáng)、制造成本低、精度高的能滿足生產(chǎn)及維修廠家測(cè)試要求的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)變速器機(jī)械及液壓系統(tǒng)常見故障的診斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]表I是某四擋自動(dòng)變速器換擋邏輯表；
[0036]表2是某四擋自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障分析表；
[0037]圖1自動(dòng)變速器故障診斷平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框圖；
[0038]圖2自動(dòng)變速器故障診斷平臺(tái)硬件系統(tǒng)；
[0039]圖3自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)主界面框圖；
[0040]圖4自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)性能測(cè)試模塊框圖；
[0041]圖5自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊框圖；
[0042]圖6自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊框圖；
[0043]圖7基于動(dòng)力流的自動(dòng)變速器故障診斷流程。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0045]參閱圖1，本發(fā)明所提供的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，由硬件診斷平臺(tái)和軟件測(cè)試分析系統(tǒng)組成，硬件診斷平臺(tái)包括PXI控制器、CAN總線接口卡、待測(cè)車輛T⑶、車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器以及提供道路運(yùn)行模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)。軟件系統(tǒng)是由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流理論的診斷系統(tǒng)平臺(tái)，其包括自動(dòng)變速器性能測(cè)試模塊、傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊。
[0046]所述的硬件診斷平臺(tái)(圖2)中的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)可以采用普通的底盤測(cè)功試驗(yàn)臺(tái)，用以完成自動(dòng)變速器故障診斷過程中的車輛道路模擬實(shí)驗(yàn)；所述的硬件診斷平臺(tái)中的車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，變速箱輸入、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，節(jié)氣門位置傳感器，變速器油溫、油壓傳感器，腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、變速器模式選擇開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等。所述的CAN總線接口卡一端與OBD-1I接口相連，另一端插于PXI機(jī)箱上相應(yīng)的卡槽中。所述的LabVIEW2011構(gòu)造的診斷系統(tǒng)軟件安裝于PXI控制器中。數(shù)據(jù)經(jīng)由安裝在PXI控制器中的診斷系統(tǒng)軟件處理后，由PXI機(jī)箱上的外部顯示器進(jìn)行顯示。
[0047]所述的由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流理論軟件診斷系統(tǒng)平臺(tái)，其包括自動(dòng)變速器性能測(cè)試模塊、傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊。
[0048]所述的變速器性能測(cè)試模塊主要用以測(cè)試自動(dòng)變速器相關(guān)的參數(shù)信息。包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，汽車行駛速度，變速箱輸入、輸出軸轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門位置信息，變速器油溫、油壓，腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等的開關(guān)信息，如圖4所示。
[0049]所述的傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊主要用以監(jiān)測(cè)與自動(dòng)變速器控制相關(guān)的車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器的技術(shù)狀況。包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，變速箱輸入、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，節(jié)氣門位置傳感器，變速器油溫、油壓傳感器，腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、變速器模式選擇開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等的運(yùn)行狀態(tài)，如圖5所示。
[0050]所述的換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊用以對(duì)自動(dòng)變速器內(nèi)部換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并對(duì)其中存在故障元件進(jìn)行定位，同時(shí)用以顯示故障診斷結(jié)論與OBD — II故障碼信息，如圖6所示。
[0051]對(duì)于自動(dòng)變速器而言，雖然其內(nèi)部存在多條換擋油路，并且在變換不同擋位時(shí)，參與其動(dòng)力傳遞過程的換擋元件也不盡相同。但針對(duì)于單一擋位而言，其動(dòng)力傳遞路線即動(dòng)力流是固定不變的。因此可以將自動(dòng)變速器中每一擋位視為某一串聯(lián)系統(tǒng)S，其中包括不同的換擋執(zhí)行元件Si。由系統(tǒng)可靠性理論可知:在系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)可靠度相對(duì)獨(dú)立的條件下，串聯(lián)系統(tǒng)可靠度等于每一節(jié)點(diǎn)可靠度的乘積，即有式1.1:
[0052]Rs 二.R2.R3 …-Rn...........................( 1.1)
/=1
[0053]式中:RS——某一固定擋位系統(tǒng)的可靠度況——該擋位中第i個(gè)元件的可靠度。
[0054]換言之，串聯(lián)系統(tǒng)中，任一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則串聯(lián)系統(tǒng)整體出現(xiàn)故障，而只有當(dāng)全部節(jié)點(diǎn)工作正常時(shí)，系統(tǒng)才能正常工作。自動(dòng)變速器在擋位切換的過程中，某一個(gè)換擋執(zhí)行元件往往參與多條動(dòng)力傳遞過程，因此，可以通過合理選擇自動(dòng)變速器不同擋位的試驗(yàn)項(xiàng)目組合方案來進(jìn)一步定位液壓系統(tǒng)的故障元件位置，提高診斷的準(zhǔn)確性與效率。
[0055]表I所示為某四擋行星齒輪變速器的換擋邏輯表，“ V ”表示換擋執(zhí)行元件參與工作。該變速器由3個(gè)行星排組成，其中包含3個(gè)離合器(用C表示)、3個(gè)單向離合器(用F表示)以及4個(gè)制動(dòng)器(用B表示)。它具有3個(gè)前進(jìn)擋、I個(gè)倒擋、I個(gè)空擋，變速器操縱桿設(shè)有“ P，，、“ R，，、“ N，，、“ D，，、“ 2 ”和“ L ”六個(gè)位置。
[0056]根據(jù)自動(dòng)變速器的換擋邏輯表I可以直觀地了解自動(dòng)變速器在各擋位的動(dòng)力流。當(dāng)某一擋位離合器或制動(dòng)器技術(shù)狀況不佳發(fā)生打滑現(xiàn)象時(shí)，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)擋位出現(xiàn)擋位缺失的現(xiàn)象，進(jìn)而使該擋位失速轉(zhuǎn)速升高；而當(dāng)該擋位失速轉(zhuǎn)速在正常值的范圍內(nèi)時(shí)，證明該擋位油路工作正常，參與該擋位工作的各換擋執(zhí)行元件均沒有故障發(fā)生。反之，若該擋位失速轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，則證明該擋位油路中存在一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件，此時(shí)可采用自動(dòng)變速器不同擋位時(shí)的失速試驗(yàn)測(cè)試的方法，通過試驗(yàn)結(jié)果綜合判斷出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件。
[0057]由于測(cè)試失速轉(zhuǎn)速的前提是保證發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器不會(huì)由于其自身故障對(duì)任一擋位的失速轉(zhuǎn)速產(chǎn)生影響，同時(shí)只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不足或是液力變矩器單向離合器出現(xiàn)卡滯時(shí)才會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)變速器某一個(gè)或多個(gè)擋位失速轉(zhuǎn)速低于標(biāo)準(zhǔn)值的情況，因此測(cè)試自動(dòng)變速器失速轉(zhuǎn)速時(shí)只可能有兩種結(jié)果:失速轉(zhuǎn)速正常、失速轉(zhuǎn)速偏高。這里記失速轉(zhuǎn)速正常的狀態(tài)為“ 1”，記失速轉(zhuǎn)速偏高的狀態(tài)為“0”，則對(duì)于自動(dòng)變速器不同擋位的失速試驗(yàn)結(jié)果分析如表2所示。其中表示一定發(fā)生故障；“籲”表示可能發(fā)生故障。
[0058]由表2分析知，當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一個(gè)或多個(gè)換擋執(zhí)行元件發(fā)生故障時(shí)，總會(huì)有唯一的試驗(yàn)結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)，這些試驗(yàn)結(jié)果按照表中的排列方式進(jìn)行排列，則構(gòu)成一系列二進(jìn)制碼。因此，可以利用這些特定的二進(jìn)制碼來表征換擋執(zhí)行元件失效的具體情況，換言之，即可將這些二進(jìn)制碼當(dāng)做自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件的故障碼。測(cè)試中，只要提取上述故障碼，即可對(duì)故障元件進(jìn)行準(zhǔn)確定位。其故障診斷的流程圖如圖7所示。
[0059]本發(fā)明所提供的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，所述的基于動(dòng)力流理論的自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，對(duì)于不同型號(hào)的自動(dòng)變速器，按照動(dòng)力流理論對(duì)其進(jìn)行故障診斷應(yīng)遵循以下步驟:
[0060]步驟一、確定待診斷自動(dòng)變速器的基本信息，包括其擋位數(shù)、換擋執(zhí)行元件種類、數(shù)目以及換擋執(zhí)行系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，繪制自動(dòng)變速器換擋邏輯表，參見表I;
[0061]步驟二、利用自動(dòng)變速器的換擋邏輯表，確定自動(dòng)變速器在各擋位的動(dòng)力流；
[0062]步驟三、選擇相關(guān)性試驗(yàn)對(duì)變速器進(jìn)行性能測(cè)試，建立自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件的故障碼系列(參見表2)，對(duì)于不能夠直接確定故障的疑似故障元件繼續(xù)進(jìn)行其他類型相關(guān)性能試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步判斷；
[0063]參閱表2當(dāng)某擋位失速轉(zhuǎn)速在正常值的范圍內(nèi)時(shí)，證明該擋位油路工作正常，參與該擋位工作的各換擋執(zhí)行元件均沒有故障發(fā)生。若某擋位失速轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，則證明該擋位油路中存在一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件，此時(shí)利用道路試驗(yàn)對(duì)可能出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步判斷；
[0064]參閱表2測(cè)試自動(dòng)變速器失速轉(zhuǎn)速時(shí)只有兩種結(jié)果:失速轉(zhuǎn)速正常、失速轉(zhuǎn)速偏高。記失速轉(zhuǎn)速正常的狀態(tài)為“1”，記失速轉(zhuǎn)速偏高的狀態(tài)為“O”?！啊颉北硎疽欢òl(fā)生故障；“?”表示可能發(fā)生故障。當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一個(gè)或多個(gè)換擋執(zhí)行元件發(fā)生故障時(shí)，有唯一的試驗(yàn)結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)，這些試驗(yàn)結(jié)果按照表3中的排列方式進(jìn)行排列，構(gòu)成一系列二進(jìn)制碼。因此，利用這些特定的二進(jìn)制碼來表征液壓系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件失效的具體情況，并當(dāng)做自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件的故障碼。
[0065]步驟四、確定最終試驗(yàn)方案；
[0066]在獲得液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件故障碼的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障元件是否可以準(zhǔn)確判定將故障碼分成三類:
[0067]①直接判定故障元件的故障碼:
[0068]故障碼特點(diǎn):在故障碼中有較多的“I”和較少的“0”，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中只有“◎”而沒有“?”。表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，不須做任何輔助試驗(yàn)，直接參照故障碼表，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的準(zhǔn)確定位。
[0069]②不能直接判定故障元件的故障碼:
[0070]故障碼特點(diǎn):在故障碼中“ I ”的和“O”的位數(shù)基本持平，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中不僅有“◎”而且存在少數(shù)“?”。表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，只能對(duì)部分故障元件進(jìn)行定位，對(duì)某些元件則無法判斷其故障狀態(tài)，需要借助相關(guān)檔位道路試驗(yàn)來對(duì)其故障狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0071]③疑似故障碼:
[0072]故障碼特點(diǎn):在故障碼中“O”的位數(shù)明顯多于“I”的位數(shù)，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中沒有或僅有少數(shù)“◎”而且存在多數(shù)“?”。表明自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)內(nèi)大部分換擋執(zhí)行元件都已失效。需要檢測(cè)人員預(yù)先對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器進(jìn)行基礎(chǔ)檢查與性能測(cè)試，排除由于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或液力變矩器引起的故障后再進(jìn)行自動(dòng)變速器的各項(xiàng)性能試驗(yàn)。
[0073]步驟五、參閱圖3將某型自動(dòng)變速器的試驗(yàn)車輛置于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的滾筒上，連接好CAN總線接口卡、PXI機(jī)箱等硬件設(shè)備，對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱10分鐘后，打開自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)軟件平臺(tái)，對(duì)車輛進(jìn)行性能測(cè)試與故障診斷。對(duì)從自動(dòng)變速器TCU上采集到的各類整車數(shù)據(jù)信號(hào)(如自動(dòng)變速器油溫、主油路油壓等)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0074]步驟六、顯示自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)各傳感器的健康狀態(tài)，對(duì)存在故障的傳感器進(jìn)行故障狀態(tài)的提示。參閱圖5利用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速隨時(shí)間變化的曲線，計(jì)算標(biāo)定好的診斷設(shè)備與本平臺(tái)性能參數(shù)測(cè)試模塊之間的測(cè)試誤差，判斷傳感器是否有故障發(fā)生；
[0075]步驟七、參閱圖4對(duì)自動(dòng)變速器各項(xiàng)性能試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0076]參閱圖6進(jìn)行時(shí)滯試驗(yàn)，首先，測(cè)試“R”擋和“D”擋的時(shí)滯時(shí)間。其次測(cè)試車輛各擋位的失速轉(zhuǎn)速，測(cè)試出對(duì)應(yīng)擋位失速轉(zhuǎn)速。最后，進(jìn)行各擋位的油壓試驗(yàn)，經(jīng)過油壓試驗(yàn)后測(cè)試車輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線與油壓變化曲線。
[0077]步驟八、顯示明確的診斷結(jié)論；
[0078]步驟九、顯示自動(dòng)變速器故障的OBD — II代碼。
[0079]表I是某四擋自動(dòng)變速器換擋邏輯表
[0080]
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D3VVVVV
D4(OD)~VVV
22VV VV VV
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[0081]表2是某四擋自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障故障分析表
[0082]
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【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，其特征在于: 該系統(tǒng)主要由診斷平臺(tái)和測(cè)試分析系統(tǒng)組成，診斷平臺(tái)包括=PXI控制器、CAN總線接口卡、待測(cè)車輛TCU、車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器以及提供道路運(yùn)行模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)； 所述測(cè)試分析系統(tǒng)為由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流分析模式的診斷系統(tǒng)，包括自動(dòng)變速器性能測(cè)試模塊、傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊和換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊； 所述PXI控制器采用型號(hào)為PXIe-1075的PXI系統(tǒng)；所述提供道路模擬的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)，可采用符合車輛噸位要求的通用底盤測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)，為自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)提供移動(dòng)的路面；所述的CAN總線接口卡一端與OBD-1I接口相連，另一端插于PXI控制器機(jī)箱上相應(yīng)的卡槽中；所述的由LabVIEW2011構(gòu)造的基于動(dòng)力流分析模式的診斷系統(tǒng)安裝于PXI控制器中；數(shù)據(jù)經(jīng)由安裝在PXI控制器中的診斷系統(tǒng)處理后，由PXI機(jī)箱上的外部顯示器進(jìn)行顯/Jn ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述的變速器性能測(cè)試模塊主要用以測(cè)試自動(dòng)變速器相關(guān)的參數(shù)信息，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車行駛速度、變速箱輸入輸出軸轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置信息、變速器油溫油壓，腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)和空調(diào)開關(guān)的開關(guān)信肩、O
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述的傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊主要用以監(jiān)測(cè)與自動(dòng)變速器控制相關(guān)的車輛運(yùn)行狀態(tài)傳感器的技術(shù)狀況，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、變速箱輸入輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、變速器油溫油壓傳感器、腳制動(dòng)開關(guān)、手制動(dòng)開關(guān)、檔位開關(guān)、變速器模式選擇開關(guān)、空擋啟動(dòng)開關(guān)、超速檔開關(guān)、多功能開關(guān)和空調(diào)開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述的換擋執(zhí)行元件故障診斷模塊用以對(duì)自動(dòng)變速器內(nèi)部換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并對(duì)其中存在故障元件進(jìn)行定位，同時(shí)用以顯示故障診斷結(jié)論與OBD — II故障碼信息。
5.一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，包括以下具體步驟: 步驟一、確定待診斷自動(dòng)變速器的基本信息，包括其擋位數(shù)、換擋執(zhí)行元件種類、數(shù)目以及換擋執(zhí)行系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，繪制自動(dòng)變速器換擋邏輯表； 步驟二、利用自動(dòng)變速器的換擋邏輯表，確定自動(dòng)變速器在各擋位的動(dòng)力流； 步驟三、選擇相關(guān)性試驗(yàn)對(duì)變速器進(jìn)行性能測(cè)試，建立自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件的故障碼系列，對(duì)于不能夠直接確定故障的疑似故障元件繼續(xù)進(jìn)行其他類型相關(guān)性能試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步判斷； 步驟四、確定最終試驗(yàn)方案； 在獲得液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件故障碼的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障元件是否可以準(zhǔn)確判定將故障碼分成三類: a)直接判定故障元件的故障碼； b)不能直接判定故障元件的故障碼； c)疑似故障碼； 步驟五、將某型自動(dòng)變速器的試驗(yàn)車輛置于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的滾筒上，連接好CAN總線接口卡、PXI機(jī)箱等硬件設(shè)備，對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱10分鐘后，打開自動(dòng)變速器故障診斷系統(tǒng)軟件平臺(tái)，對(duì)車輛進(jìn)行性能測(cè)試與故障診斷；對(duì)從自動(dòng)變速器TCU上采集到的各類整車數(shù)據(jù)信號(hào)(如自動(dòng)變速器油溫、主油路油壓等)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示； 步驟六、顯示自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)各傳感器的健康狀態(tài)，對(duì)存在故障的傳感器進(jìn)行故障狀態(tài)的提示，利用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速隨時(shí)間變化的曲線，計(jì)算標(biāo)定好的診斷設(shè)備與本平臺(tái)性能參數(shù)測(cè)試模塊之間的測(cè)試誤差，判斷傳感器是否有故障發(fā)生；步驟七、對(duì)自動(dòng)變速器各項(xiàng)性能試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示； 進(jìn)行時(shí)滯試驗(yàn)，首先，測(cè)試“R”擋和“D”擋的時(shí)滯時(shí)間；其次測(cè)試車輛各擋位的失速轉(zhuǎn)速，測(cè)試出對(duì)應(yīng)擋位失速轉(zhuǎn)速；最后，進(jìn)行各擋位的油壓試驗(yàn)，經(jīng)過油壓試驗(yàn)后測(cè)試車輛發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線與油壓變化曲線； 步驟八、顯示明確的診斷結(jié)論； 步驟九、顯示自動(dòng)變速器故障的OBD — II代碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，其特征在于: 步驟三中，參閱自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障表，當(dāng)某擋位失速轉(zhuǎn)速在正常值的范圍內(nèi)時(shí)，證明該擋位油路工作正常，參與該擋位工作的各換擋執(zhí)行元件均沒有故障發(fā)生，若某擋位失速轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，則證明該擋位油路中存在一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件，此時(shí)利用臺(tái)架或道路試驗(yàn)對(duì)可能出現(xiàn)故障的換擋執(zhí)行元件的故障狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步判斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，其特征在于: 步驟三中，參閱自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障分析表，測(cè)試自動(dòng)變速器失速轉(zhuǎn)速時(shí)只有兩種結(jié)果:失速轉(zhuǎn)速正常、失速轉(zhuǎn)速偏高，記失速轉(zhuǎn)速正常的狀態(tài)為“1”，記失速轉(zhuǎn)速偏高的狀態(tài)為“0”，“◎”表示一定發(fā)生故障，“.”表示可能發(fā)生故障，當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一個(gè)或多個(gè)換擋執(zhí)行元件發(fā)生故障時(shí)，有唯一的試驗(yàn)結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)，這些試驗(yàn)結(jié)果按照自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件故障分析表中的排列方式進(jìn)行排列，構(gòu)成一系列二進(jìn)制碼，利用這些特定的二進(jìn)制碼來表征液壓系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件失效的具體情況，并作為自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)換擋執(zhí)行元件的故障碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，其特征在于: 所述步驟四中a)直接判定故障元件的故障碼: 故障碼特點(diǎn):在故障碼中有較多的“I”和較少的“0”，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中只有“ ◎”而沒有“籲”，表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，不須做任何輔助試驗(yàn)，直接參照故障碼表，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的準(zhǔn)確定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，其特征在于: 所述步驟四中b)不能直接判定故障元件的故障碼: 故障碼特點(diǎn):在故障碼中“ I”的和“O”的位數(shù)基本持平，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中不僅有“ ◎”而且存在少數(shù)“ ?”，表明在進(jìn)行實(shí)際的性能試驗(yàn)中出現(xiàn)與這類故障碼相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，只能對(duì)部分故障元件進(jìn)行定位，對(duì)某些元件則無法判斷其故障狀態(tài)，需要借助相關(guān)檔位道路試驗(yàn)來對(duì)其故障狀態(tài)進(jìn)行判斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)變速器虛擬診斷方法，其特征在于: 所述步驟四中c)疑似故障碼: 故障碼特點(diǎn):在故障碼中“O”的位數(shù)明顯多于“I”的位數(shù)，并且在“可能存在換擋元件故障”一欄中沒有或僅有少數(shù)“ ◎”而且存在多數(shù)“ ?”，表明自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)內(nèi)大部分換擋執(zhí)行元件都已失效，需要檢測(cè)人員預(yù)先對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器進(jìn)行基礎(chǔ)檢查與性能測(cè)試，排除由于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或液力變矩器引起的故障后再進(jìn)行自動(dòng)變速器的各項(xiàng)性能試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】F16H61/12GK104214329SQ201410441003
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】劉玉梅, 胡楠, 楊思航, 徐鳳, 熊明燁, 趙聰聰, 盧政旭, 喬寧國(guó), 劉祖光, 陳云, 張志遠(yuǎn), 蘇建, 徐觀, 陳熔 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)