用于诊断自动变速器的装置和方法与流程

用于诊断自动变速器的装置和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年6月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0072833号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及用于诊断自动变速器的装置和方法。


背景技术：

4.通常，车辆的自动变速器(a/t)根据发动机转速(例如，rpm)、车辆速度和车辆负载自动切换变速比。
5.自动变速器包括变矩器和用于多档换档的操作元件，并且在变速器控制单元(tcu)的控制下进行液压操作。
6.在诸如换档冲击之类的异常操作的情况下，可以更换自动变速器，从而导致质量维护成本过高。因此，需要通过部分维修来降低质量维护成本，即部分地更换导致故障的部件。
7.然而，例如由于机修工技术水平欠缺，难以识别导致故障的部件，并且由于缺乏判断自动变速器的异常(即，故障)的标准，维修服务的难度增加。
8.例如，难以在车辆行驶时检查当前的档位和换档周期，并且难以识别每个换档操作的液压系统的操作元件。
9.此外，没有用于判断变速器是否存在故障(例如，换档冲击或抖动)的标准，因此难以确定操作异常或识别导致故障的部件。
10.本背景技术部分公开的以上信息仅为增强对本发明背景的理解，因此其可能包含不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

11.本发明的实施例提供一种用于诊断自动变速器的装置和方法，能够通过使用g传感器和变速器/发动机传感器的状态数据来确定在车辆行驶期间自动变速器的异常操作以及导致异常的部件。
12.根据实施例的用于诊断车辆自动变速器的装置是可附接到车辆以在车辆的行驶期间检测自动变速器的操作元件异常的装置，并且该装置包括：g传感器，配置为测量包括纵向振动信号的振动信号；状态检测单元，配置为在车辆的行驶期间，通过诊断通信，获得根据时间的g传感器的振动信号以及根据时间的车辆的变速器传感器和发动机传感器的状态数据；以及控制器，配置为通过使用检测为变速器传感器的状态数据检测的当前档位、目标档位和换档时间，检查针对每个换档操作的自动变速器的操作元件，在车辆的行驶期间测量g传感器的纵向振动信号，以计算针对每个操作元件的纵向振动信号随时间的波动水平，并且当基于车辆的行驶加速度进行调整之后g传感器的纵向振动信号的值超过参考值
时，确定换档冲击事件。
13.控制器进一步配置为通过使用当前档位、目标档位和换档时间来识别每个换档操作的换档区间。
14.控制器进一步配置为根据换档区间识别换档开始时间点和换档结束时间点，并检查对应于每个时间点的每个换档操作的操作元件。
15.控制器进一步配置为将与确定为换档冲击事件的换档区间对应的档位的电磁阀和阀体确定为需更换部件。
16.控制器进一步配置为当从换档开始时间点到换档结束时间点所经过的换档时间超过预设值时，确定换档延迟事件。
17.控制器进一步配置为对纵向振动信号进行滤波，使得在确定换档冲击事件时可以排除该信号。
18.控制器进一步配置为基于状态数据比较发动机速度与涡轮速度之间的差异，以识别阻尼离合器的操作状态，并且当阻尼离合器进入锁止状态并且发生超过参考值的冲击时，确定阻尼离合器冲击事件。
19.控制器进一步配置为当确定换档冲击事件、换档延迟事件和阻尼离合器冲击事件中的至少一个时，将相应时间点的操作元件确定为需更换部件。
20.控制器进一步配置为通过显示单元显示所确定的事件和导致所确定的事件的需更换部件。
21.根据实施例的用于诊断车辆的自动变速器的方法包括以下步骤：在车辆的行驶期间，检测g传感器的振动信号，通过与车辆的诊断通信根据时间检测变速器传感器和发动机传感器的状态数据；通过使用检测为变速器传感器的状态数据的当前档位、目标档位和换档时间，检查针对每个换档操作的自动变速器的操作元件；在车辆的行驶期间测量g传感器的纵向振动信号，以计算针对每个操作元件的纵向振动信号随时间的波动水平；以及当基于车辆的行驶加速度进行调整之后g传感器的纵向振动信号值超过参考值时，确定换档冲击事件。
22.检查操作元件的步骤可以包括通过使用当前档位、目标档位和换档时间识别每个换档操作的换档区间。
23.检查操作元件的步骤可以包括根据换档区间识别换档开始时间点和换档结束时间点，并检查对应于每个时间点的每个换档操作的操作元件。
24.根据实施例的用于诊断车辆自动变速器的方法可在测量纵向振动信号与确定换档冲击事件是否发生的步骤之间进一步包括以下步骤：测量g传感器的垂直振动信号，并且对纵向振动信号进行滤波，使得基于垂直振动信号检测到道路撞击之后立即产生的纵向振动信号被排除。
25.确定换档冲击事件的步骤可以包括当从换档开始时间点到换档结束时间点所经过的换档时间超过预设值时，确定换档延迟事件。
26.确定换档冲击事件的步骤可以包括基于状态数据比较发动机速度与涡轮速度之间的差异以识别阻尼离合器的操作状态，并且当阻尼离合器进入锁止状态并且发生超过参考值的冲击时，确定阻尼离合器冲击事件。
27.根据实施例的用于诊断车辆自动变速器的方法可在确定换档冲击事件的步骤之
后进一步包括以下步骤：当确定换档冲击事件、换档延迟事件和阻尼离合器冲击事件中的至少一个时，将相应时间点的操作元件确定为需更换部件，并且通过显示单元显示确定的事件和导致所确定的事件的需更换部件。
28.根据实施例的用于诊断自动变速器的装置可以安装到车辆，以在车辆的行驶期间检测自动变速器的操作元件的异常，并且该装置包括：g传感器，配置为在车辆的行驶期间测量垂直振动信号和纵向振动信号；变速器传感器，配置为测量自动变速器的状态数据；以及控制器，配置为通过使用检测为变速器传感器的状态数据的当前档位、目标档位和换档时间来检查自动变速器的操作元件，在车辆的行驶期间测量g传感器的纵向振动信号以计算针对每个操作元件的纵向振动信号随时间的波动水平，并且当基于车辆的行驶加速度进行调整之后g传感器的纵向振动信号值超过参考值时，确定换档冲击事件。
29.根据实施例，可以在车辆行驶时通过使用g传感器和变速器/发动机传感器的状态数据来确定自动变速器的异常操作，例如每个换档区间的换档冲击、换档延迟和阻尼离合器冲击。
30.此外，可以将导致异常的操作元件识别为需更换部件，因此，可以通过对所识别的需更换部件进行部分修理来降低质量维护成本。
31.此外，可以将客户对自动变速器的投诉以及通过自动变速器诊断收集的各种传感器数据和事件结果累积以形成数据库，并且可以利用数据库再现评估来提高维护可靠性。
附图说明
32.图1示意性地示出根据实施例的车辆和用于诊断自动变速器的装置。
33.图2示出用于解释根据实施例的用于诊断自动变速器的方法的整体场景。
34.图3是示出根据实施例的用于诊断自动变速器的方法的流程图。
35.图4示出根据实施例的用于诊断自动变速器的行驶示例。
36.图5示出根据实施例的用于确定换档冲击的方法。
37.图6示出根据实施例的用于确定换挡延迟的方法。
38.图7示出根据实施例的用于确定阻尼离合器冲击的方法。
39.图8示意性地示出根据本发明又一实施例的用于诊断车辆自动变速器的装置。
具体实施方式
40.在下面的详细描述中，仅通过说明的方式示出和描述了本发明的某些实施例。
41.本文所使用的术语仅用于说明特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式旨在同样包括复数形式，除非上下文另外明确指明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
42.应当理解，本文使用的术语“车辆”、“车辆的”、“汽车”或如在本文中使用的其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多功能车(suv)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的乘用车辆，包括艇和船在内的水运工具，以及航空器等。
43.在整个说明书中，诸如第一、第二、“a”、“b”、“(a)”、“(b)”等的术语可用于说明各种元件，而不应被解释为限制这些元件。这些术语仅用于将组成元件与其他组成元件区分开，并且组成元件的特征或顺序不受该术语的限制。
44.在本说明书中，应当理解，当一个部件被称为“连接”或“结合”到另一部件时，它可以直接连接或结合到另一部件，或者可以在其间插入另一部件的情况下连接或结合到另一部件。在本说明书中，应当理解，当一个部件被称为“直接连接或结合”到另一部件时，它可以连接或结合到另一部件，而不存在介于其间的另一部件。
45.此外，应当理解，下面方法中的一个或多个或其方面可以由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以表示包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储程序指令，并且处理器被具体编程为执行程序指令以执行下面进一步描述的一个或多个过程。如本文所述，控制器可以控制单元、模块、部件、设备等的操作。此外，应当理解，如本领域的普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括与一个或多个其他部件结合的控制器的装置执行。
46.此外，本发明的控制逻辑可以体现为包含由处理器执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(can)。
47.下面，参照附图详细描述根据实施例的用于诊断自动变速器的装置和方法。
48.图1示意性地示出根据实施例的车辆和用于诊断自动变速器的装置。
49.参照图1，用于诊断自动变速器的装置20附接到车辆10，该装置20用于在车辆的行驶期间检测自动变速器的操作元件的异常(即，故障)。
50.车辆10包括本领域公知的发动机传感器11、变速器传感器12和obd-ii 13。
51.发动机传感器11在车辆10行驶时测量包括发动机速度的状态数据，并将测量的数据传输到obd-ii 13。
52.变速器传感器12根据自动变速器的换档测量包括当前档位和目标档位的状态数据，并将测量的数据传输到obd-ii 13。在此，自动变速器被广泛地用于包括具有操作元件(其被操作用于换档并且可以是诊断的对象)的变速器，例如手自一体变速器(amt)、双离合器变速器(dct)等。
53.此外，变速器传感器12检测自动变速器的涡轮转速(以下称为涡轮速度)作为状态数据，并将检测到的数据传输到obd-ii13。
54.obd-ii 13通过诊断通信连接到用于车辆10维护或驾驶评估的自动变速器诊断装置20。此外，在车辆10的行驶期间，由发动机传感器11和变速器传感器12测量的状态数据通过诊断通信传输到用于诊断自动变速器的装置20。
55.诊断通信可以是obd-ii 13与装置20之间以有线或无线通信方案进行的专用或通用通信。
56.根据实施例的用于诊断自动变速器的装置20可以临时附接到车辆10，以在车辆10的行驶期间检测自动变速器的异常操作(即，异常情况)和/或自动变速器的操作元件的异常情况。
57.根据实施例的进行诊断的操作元件可以包括操作用于自动变速器换档的操作元件和设置在自动变速器中的阻尼离合器。
58.自动变速器的异常可以包括自动变速器的换档延迟。
59.用于诊断自动变速器的装置20包括g传感器21、状态检测单元22、显示单元23和控制器24。用于诊断自动变速器的装置20例如可以通过在车辆制造厂、修理厂等中用于车辆维护的便携式诊断终端或便携式信息通信终端(例如，平板电脑等)实现相应的功能来实现。
60.g传感器21配置为在车辆的行驶期间根据车辆10的加速度测量振动信号。g传感器21的振动信号包括根据车辆10的垂直方向振动的垂直振动信号z和根据前后振动的纵向振动信号y。
61.状态检测单元22配置为在车辆的行驶期间，根据时间检测g传感器21的振动信号以及通过连接到车辆10的诊断通信检测变速器传感器12和发动机传感器11的状态数据。
62.显示单元23向用户显示用于诊断自动变速器的装置20的操作的信息，例如菜单和结果数据。显示单元23可以向用户显示通过控制器24对自动变速器的诊断而确定的各种事件、事件发生的原因以及导致事件的需更换部件。
63.控制器24可以存储用于诊断自动变速器的装置20的整体操作的各种程序和数据，并且还存储由装置20的操作产生的数据。
64.控制器24配置为通过使用检测为变速器传感器12的状态数据的当前档位、目标档位和换档时间，来检查针对每个换档操作的自动变速器的操作元件，在行驶期间测量g传感器21的纵向振动信号y，以计算针对每个操作元件的纵向振动信号随时间的波动水平，并且当基于车辆的行驶加速度进行调整之后g传感器21的纵向振动信号y的值超过参考值时，确定换档冲击事件。
65.考虑到平均振动水平可能取决于车辆加速度的事实，g传感器21的振动信号的调整可以指参考车辆行驶加速度对直接测量值的缩放。
66.控制器24配置为在车辆10的行驶期间，通过使用g传感器21、变速器和发动机的状态数据来检测异常，例如换档冲击、换档延迟和阻尼离合器冲击，识别导致异常的操作元件并建议需更换部件。
67.为此，控制器24可以实现为由预定程序操作的至少一个处理器，并且预定程序可以被编程为执行根据实施例的用于诊断自动变速器的方法的每个步骤。
68.在下文中，参照附图详细描述用于诊断自动变速器的方法。
69.图2示出用于解释根据实施例的用于诊断自动变速器的方法的整体场景。
70.参照图2，根据实施例的用于诊断自动变速器的方法，当在工厂或修理厂中收到接受自动变速器的检查/诊断的车辆10时，用于诊断自动变速器的装置20附接到车辆10。实施例以在车辆的行驶期间通过驾驶评估诊断自动变速器的操作元件的异常的场景进行说明。此时，用于诊断自动变速器的装置20可以在该装置20可以水平定位的位置处附接到车辆10(例如通过魔术贴紧固到乘客座椅底部的地板)以测量g传感器21的垂直振动信号z和纵向振动信号y。
71.图3是示出根据实施例的用于诊断自动变速器的方法的流程图。
72.具体而言，图3示出用于诊断自动变速器的方法，该方法在车辆10的行驶期间通过
附接到车辆的用于诊断自动变速器的装置20来执行，以检测自动变速器的操作元件的异常。
73.在车辆10的行驶期间，在步骤s10，控制器24根据时间检测车辆的g传感器21的振动信号z和y，并通过与obd-ii 13进行诊断通信的状态检测单元22检测变速器传感器12和发动机传感器11的状态数据。
74.例如，图4示出根据实施例的用于诊断自动变速器的行驶示例。
75.参照图4，测试驾驶员在以各种车速和驾驶条件驾驶车辆10时根据用于驾驶评估的预设策略来改变车辆10的档位，使得自动变速器根据驾驶条件，例如低中速加速、低中速减速、高速加速、高速减速等自动切换档位。
76.例如，当车辆静止时，测试驾驶员根据指示的p、r、n、d、n、r、p的顺序，在驻车档p、倒档r、空档n和前进档d之间切换自动变速器。
77.当以低中速驾驶车辆时，测试驾驶员在相对低档位与中档位之间切换自动变速器。例如，通过在加速器位置传感器值为3％至35％的情况下加速，自动变速器从第一档位d1自动升档至第六档位d6，并且通过在弱制动条件下减速，从第六档位d6自动降档至第一档位d1。
78.当以高车速驾驶车辆时，测试驾驶员在相对高的档位之间切换自动变速器。例如，通过在加速器位置传感器值为3％至35％的情况下加速，自动变速器从第六档位d6自动升档至第八档位d8，并通过在弱制动条件下减速，从第八档位d8自动降档至第六档位d6。
79.低中车速、高车速、低中档位以及高档位的细节和/或详细范围可以根据设计因素而进行预设，并且本发明不限于此。
80.如图4所示，车辆的行驶包括在车辆静止时切换自动变速器。因此，应当理解，在本发明中车辆的“驾驶”不一定意味着车辆正在行驶，而可以意味着车辆(具体地，自动变速器)正在运行。
81.在步骤s20，控制器24通过使用检测到的作为变速器传感器12的状态数据的当前档位、目标档位和换档时间来检查每个换档操作的自动变速器的操作元件。此时，当测试驾驶员在各种驾驶条件下驾驶车辆10时，基于当前档位、目标档位和换档时间来诊断自动变速器，并且对自动变速器的每个换档操作发生的异常情况进行诊断。
82.此外，控制器24通过使用当前档位、目标档位和换档时间来识别每个换档操作的换档区间。此外，控制器24配置为根据换档区间识别换档开始时间点和换档结束时间点，并检查对应于每个时间点的每个换档操作的操作元件。换档区间是指自动变速器的档位从当前档位变为目标档位的换档操作，例如从一档变为二档、从二档变为三档等。
83.此外，可以检测每个操作元件的异常发生，并且可以如下确定换档冲击事件、换档延迟事件和阻尼离合器冲击事件的发生。
84.例如，图5示出根据实施例的用于确定换档冲击的方法。
85.在步骤s30，控制器24确定是否发生换档冲击事件。参照图5，在步骤s30，当基于车辆10的行驶加速度进行调整之后g传感器21的纵向振动信号y的值超过参考值时，控制器24确定发生换档冲击事件。此时，控制器24测量g传感器21的垂直振动信号z，并且对纵向振动信号y进行滤波，使得在确定换档冲击事件时，可以将基于垂直振动信号z检测到道路撞击之后立即产生的纵向振动信号y排除。
86.在步骤s40，控制器24检查导致换档冲击事件的相应操作元件，并识别需更换部件。例如，控制器24可以将与确定为换档冲击事件的换档区间对应的接合元件和脱离元件的电磁阀和阀体识别为需更换部件。
87.同时，图6示出根据实施例的用于确定换挡延迟的方法。
88.在步骤s50，控制器24确定是否发生换档延迟事件。参照图6，在步骤50，当从换档开始时间点到换档结束时间点所经过的换档时间超过预设值时，控制器24确定发生换档延迟事件。在步骤s60，控制器24识别换档延迟区间(即，发生换档延迟的换档区间)和相应的操作元件(即，导致换档延迟的操作元件)。在此，换档时间是指当前档位与目标档位不同的时间段。
89.例如，控制器24可以将与确定为换档延迟事件的换档区间对应的接合元件和脱离元件的电磁阀和阀体识别为需更换部件。
90.同时，图7示出根据实施例的用于确定阻尼离合器冲击的方法。
91.在步骤s70，控制器24确定是否发生阻尼离合器冲击事件。参照图7，在步骤s70，控制器24基于状态数据比较发动机速度与涡轮速度之间的差异以识别阻尼离合器的操作状态。在步骤s80，控制器24识别阻尼离合器冲击区间(即，发生阻尼离合器冲击事件的换档区间)和相应的操作元件(即，导致阻尼离合器冲击事件的操作元件)。在此，锁止区间是发动机速度与涡轮速度相同的区间。
92.例如，控制器24可以将与确定为阻尼离合器冲击事件的换档区间对应的接合元件和脱离元件的电磁阀和阀体识别为需更换部件。
93.如此，当检测到换档冲击事件、换档延迟事件和阻尼离合器冲击事件中的至少一个时，控制器24可以将对应区间的操作元件确定为需更换部件。
94.此外，在步骤s90，控制器24识别确定的事件和导致确定的事件的需更换部件，并通过显示单元23向用户显示信息。
95.例如，如图5所示，当档位从四档变为五档发生该事件时，可以建议更换五档接合电磁阀和四档脱离电磁阀。同样地，当档位从五档变为六档发生该事件时，可以建议更换六档接合电磁阀和四档脱离电磁阀。
96.此外，当在阻尼离合器被操作以锁止的同时发生该事件时，可以建议更换相应的阀体组件。
97.如此，根据实施例，可以在车辆行驶时通过使用g传感器和变速器/发动机传感器的状态数据来确定自动变速器的异常，例如每个换档区间的换档冲击、换档延迟和阻尼离合器冲击。
98.此外，可以将导致异常的操作元件识别为需更换部件，因此，可以通过对识别的需更换部件进行部分维修来降低质量维护成本。
99.此外，可以将客户对自动变速器的投诉以及通过自动变速器诊断收集的各种传感器数据和事件结果累积以形成数据库，并且可以通过利用数据库再现评估来提高维护可靠性。
100.可以理解，本发明不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。
101.例如，在图1所示的实施例中，已经描述了用于诊断自动变速器的装置20最初是拆卸的，而后附接以用于实时评估。然而，本发明不限于此，用于诊断自动变速器的装置可以
固定地安装到车辆以进行自诊断。
102.例如，图8示意性地示出根据本发明的又一实施例的用于诊断车辆自动变速器的装置。
103.具体而言，图8示出了用于诊断车辆的自动变速器的装置30，其配置为在车辆的行驶期间通过自诊断来诊断自动变速器的操作元件的异常以及通过无线网络连接到装置30的远程信息处理服务器(tms)40。
104.用于诊断车辆的自动变速器的装置30包括：g传感器31，配置为在车辆的行驶期间测量垂直振动信号z和纵向振动信号y；变速器传感器32，配置为测量自动变速器的状态数据；发动机传感器33，配置为测量发动机的状态数据；以及控制器35，配置为通过使用检测为变速器传感器32的状态数据的当前档位、目标档位和换档时间来检查自动变速器的操作元件，在车辆的行驶期间测量g传感器31的纵向振动信号y，以计算针对每个操作元件的振动信号随时间的波动水平，并且当基于车辆的行驶加速度进行调整之后g传感器31的纵向振动信号y的值超过参考值时，确定换档冲击事件。在此，用于诊断自动变速器的装置20还可以包括显示单元34和无线天线36，其中显示单元34向用户显示诸如用于诊断自动变速器的装置20的操作的菜单和结果数据的信息。
105.在下文中，对用于诊断车辆的自动变速器的装置30的说明集中于与用于诊断自动变速器的装置20的区别。
106.用于诊断车辆的自动变速器的装置30可以例如通过对信息通信终端诸如车辆中的音频视频导航(avn)系统或仪表群实施对应的功能来实现。由于安装在车辆中，因此可以省略用于连接的上述实施例中描述的用于诊断通信的状态检测单元22。
107.g传感器31可以被实现为用于支持现有车辆的高级驾驶辅助系统(adas)功能的传感器。
108.用于诊断车辆的自动变速器的装置30在车辆的正常行驶期间可以通过自诊断来检测自动变速器的换档冲击事件、换档延迟事件和阻尼离合器冲击中的至少一个异常事件。此外，装置30可以识别导致异常事件的操作元件，并且可以通过avn或仪表群的显示单元34告知识别的元件。
109.此外，用于诊断车辆的自动变速器的装置30可以通过无线天线36将确定的事件和导致确定的事件的需更换部件传输到tms40。
110.因此，tms40可以将客户对自动变速器的投诉以及从自动变速器诊断中收集的各种传感器数据和事件结果累积以形成数据库，并且利用该数据库来管理客户车辆和再现评估。
111.上述本发明的实施例不仅由装置和方法实现，还可以由用于实现与本发明的实施例的配置相对应的功能的程序或记录有该程序的记录介质来实现。
112.虽然已经结合目前被认为是实用的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。