專利名稱：汽車電控機(jī)械式變速器及其換檔控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及汽車上的一種汽車電控機(jī)械式變速器。本發(fā)明還涉及這種汽車電控機(jī)械式變速器的一種換檔控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相檔大的范圍內(nèi)變化。為了解決這一矛盾，在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器，它有著改變傳動(dòng)比、實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和利用空檔、中斷動(dòng)力傳遞等功用。機(jī)械式的變速器頻繁換檔容易給駕駛員造成疲勞；鏈條式變速器選換檔的可靠性較差，還可以采用電控機(jī)械式變速器，即利用電——機(jī)械的控制方式，實(shí)現(xiàn)變速器的選檔與換檔。
目前，汽車電控機(jī)械式變速器多采用電機(jī)控制選換檔，雖然電機(jī)控制減少了液壓電磁閥等液壓元件，同時(shí)其傳感器簡單，容易實(shí)現(xiàn)。但是它沒有液壓控制的精度高，也沒有液壓控制的可靠性好，其沖擊比較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種汽車電控機(jī)械式變速器，其目的是提高變速器換檔控制的精度和可靠性；為此，本發(fā)明還要提供這種汽車電控機(jī)械式變速器的一種換檔控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是上述這種汽車電控機(jī)械式變速器，由換檔控制裝置通過該變速器的換檔機(jī)構(gòu)控制其切換速度檔位，換檔控制裝置設(shè)變速控制單元并通過離合器轉(zhuǎn)速傳感器與離合器連接，換檔控制裝置還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、換檔位置傳感器、汽車車速傳感器和選換檔桿，所述的各傳感器及選換檔桿均與變速控制單元電聯(lián)接并向其傳送信號(hào)。
所述的變速器的換檔機(jī)構(gòu)，設(shè)換檔油缸，其換檔油缸活塞7的中部設(shè)有與其軸線垂直的橫向孔，設(shè)換檔指插入其孔內(nèi)，換檔指從換檔油缸的缸體伸出，與變速器的換檔軸聯(lián)接。
所述的換檔指與變速器的換檔軸聯(lián)接方式為在換檔油缸活塞7作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，換檔指繞變速器的換檔軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并推動(dòng)變速器的換檔軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
所述的變速器的換檔機(jī)構(gòu)設(shè)右至點(diǎn)電磁閥和左至點(diǎn)電磁閥，所述的換檔油缸中由換檔油缸活塞兩端面與油缸缸體構(gòu)成的兩個(gè)油腔，分別與右至點(diǎn)電磁閥和左至點(diǎn)電磁閥連通，右至點(diǎn)電磁閥和左至點(diǎn)電磁閥與變速控制單元電連接。
所述的變速控制單元設(shè)自動(dòng)模式存儲(chǔ)器，在自動(dòng)模式存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)預(yù)設(shè)定的換檔控制曲線圖，該曲線圖中包括各種車速下的檔位選擇指令，還存儲(chǔ)有從各傳感器采集信號(hào)后用于計(jì)算的算法，變速控制單元設(shè)有輸入輸出接口，分別用于各電磁閥和各傳感器的信息采集和指令的發(fā)送。
以上所述的汽車電控機(jī)械式變速器所采用的一種換檔控制方法，包括下列步驟a)換檔模式確定由操作人員從手動(dòng)模式和自動(dòng)模式中確定采用一種控制模式；b)如果換檔模式確定為手動(dòng)模式，則變速控制單元獲取換檔信號(hào)，即變速控制單元從選換檔桿獲得換檔信號(hào)；如果換檔模式確定為自動(dòng)模式，則直接進(jìn)入下一步驟即c)步驟；c)車速判斷檔采用手動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元通過汽車車速傳感器檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；檔采用自動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元自動(dòng)檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；
d)離合器分離變速控制單元判斷如果滿足升降檔要求，離合器分離；如果不滿足升降檔要求，返回上一步驟即c)步驟；e)檢測(cè)離合器分離狀況離合器轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)檔前離合器分離情況，如果分離徹底，則進(jìn)入下一步驟即f)步驟完成升降檔，如果分離不徹底，則離合器繼續(xù)分離；f)升降檔完成后結(jié)束。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與目前采用電機(jī)控制的方式進(jìn)行換檔相比，控制精度更高，可靠性更好，更為穩(wěn)定；采用不同的換檔策略，通過合理的選換檔模塊和控制算法可以使換檔控制水平達(dá)到預(yù)定的效果；操縱方便，減輕疲勞，消除了駕駛?cè)藛T換檔技術(shù)的差異性。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為本發(fā)明涉及的汽車電控機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明涉及的汽車電控機(jī)械式變速器的換檔控制方法的過程圖。
圖中標(biāo)號(hào)為1、發(fā)動(dòng)機(jī)，2、離合器，3、變速器，4、換檔油缸，5、選換檔桿，6、變速控制單元，7、離合器轉(zhuǎn)速傳感器，8、油門踏板，9、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，10、自動(dòng)模式存儲(chǔ)器，11、右至點(diǎn)電磁閥，12、換檔位置傳感器，13、左至點(diǎn)電磁閥，14、汽車車速傳感器，15、換檔控制裝置，16、換檔機(jī)構(gòu)，17、換檔油缸活塞，18、換檔指。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種汽車電控機(jī)械式變速器，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過離合器2與變速器3連接，變速器3將發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速變速后，通過輸出軸傳遞至汽車前后軸，圖中所示為換檔控制裝置15的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系；如圖2所示，本發(fā)明還提供了這種汽車電控機(jī)械式變速器的所采用的一種換檔控制方法，圖2表示的是這種控制方法的過程。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這種汽車電控機(jī)械式變速器由換檔控制裝置15通過該變速器3的換檔機(jī)構(gòu)16控制其選擇速度檔位，換檔控制裝置15設(shè)變速控制單元6(即圖中的TCU單元)并通過離合器轉(zhuǎn)速傳感器7與離合器2連接，換檔控制裝置15還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器9、換檔位置傳感器12、汽車車速傳感器14和選換檔桿5，所述的各傳感器及選換檔桿5均與變速控制單元6電聯(lián)接并向其傳送信號(hào)。
本發(fā)明涉及的這種汽車電控機(jī)械式變速器還采用了如下具體的結(jié)構(gòu)變速器3的換檔機(jī)構(gòu)16，設(shè)換檔油缸4，其換檔油缸活塞17的中部設(shè)有與其軸線垂直的橫向孔，設(shè)換檔指18插入其孔內(nèi)，換檔指18從換檔油缸4的缸體伸出，與變速器3的換檔軸聯(lián)接。
換檔指18與變速器3的換檔軸聯(lián)接方式為在換檔油缸活塞17作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，換檔指18繞變速器3的換檔軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并推動(dòng)變速器3的換檔軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
變速器3的換檔機(jī)構(gòu)16設(shè)右至點(diǎn)電磁閥11和左至點(diǎn)電磁閥13，所述的換檔油缸4中由換檔油缸活塞17兩端面與油缸缸體構(gòu)成的兩個(gè)油腔，分別與右至點(diǎn)電磁閥11和左至點(diǎn)電磁閥13連通，右至點(diǎn)電磁閥11和左至點(diǎn)電磁閥13與變速控制單元6電連接。
變速控制單元6(TCU單元)設(shè)自動(dòng)模式存儲(chǔ)器10，在自動(dòng)模式存儲(chǔ)器10中存儲(chǔ)預(yù)設(shè)定的換檔控制曲線圖，該曲線圖中包括各種車速下的檔位選擇指令，還存儲(chǔ)有從各傳感器采集信號(hào)后用于計(jì)算的算法，變速控制單元6設(shè)有輸入輸出接口，分別用于各電磁閥和各傳感器的信息采集和指令的發(fā)送。
綜上所述，本發(fā)明所涉及的汽車電控機(jī)械式變速器包括了四個(gè)模塊即變速控制單元6(TCU)模塊、換檔油缸模塊、傳感器模塊和電磁閥模塊。其中變速控制單元6(TCU)模塊的結(jié)構(gòu)和作用上面作了介紹，下面對(duì)換檔油缸模塊、傳感器模塊和電磁閥模塊的結(jié)構(gòu)和功用作具體介紹換檔油缸模塊包含了實(shí)現(xiàn)換檔控制所需的機(jī)械元件，即換檔機(jī)構(gòu)16。其具體的結(jié)構(gòu)包括換檔油缸4及換檔油缸活塞17，此模塊由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)控制，其動(dòng)力源為齒輪泵或其它類型的液壓泵；換檔油缸4提供封閉的油腔；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)油路接受電磁閥模塊的控制，通過液壓油的壓力帶動(dòng)換檔油缸活塞17左右運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)換檔指18繞變速器3的換檔軸的軸線并推動(dòng)變速器3的換檔軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
傳感器模塊包含了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器9、換檔位置傳感器12、離合器轉(zhuǎn)速傳感器7和汽車車速傳感器14。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器9的檢測(cè)用于表達(dá)駕駛員在駕駛過程中的加減速的意圖；離合器轉(zhuǎn)速傳感器7用于檢測(cè)離合器是否分離完畢；換檔位置傳感器12用于檢測(cè)換檔油缸4的換檔油缸活塞17位置，即檢測(cè)檔位是否切換到位；汽車車速傳感器14檢測(cè)汽車檔前的實(shí)際車速，為加減換檔提供參數(shù)。所有傳感器均與變速控制單元6(TCU)連接，并將所獲得的信息向變速控制單元6(TCU)傳送。
電磁閥模塊用于控制換檔活塞在活塞兩端的液壓油流量和壓力。電磁閥模塊包括右至點(diǎn)電磁閥11和左至點(diǎn)電磁閥13。右至點(diǎn)電磁閥11控制液壓油推動(dòng)選檔油缸活塞17向左運(yùn)動(dòng)；左至點(diǎn)電磁閥13控制液壓油推動(dòng)選檔油缸活塞17向右運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明還提出了上述的汽車電控機(jī)械式變速器所采用的換檔控制方法，其中涉及的換檔控制包括三種模式起動(dòng)模式、手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。
起動(dòng)模式是指檔發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)速和車速均為零時(shí)，此時(shí)離合器2處于分離狀態(tài)。檔駕駛員點(diǎn)火后，需要手動(dòng)掛上選換檔桿5，然后踩油門踏板8，離合器2隨之結(jié)合，汽車起動(dòng)。而手動(dòng)模式和自動(dòng)模式需要在換檔控制中進(jìn)行切換。
上述的汽車電控機(jī)械式變速器所采用的換檔控制方法包括下列步驟a、換檔模式確定由操作人員從手動(dòng)模式和自動(dòng)模式中確定采用一種控制模式；b、如果換檔模式確定為手動(dòng)模式，則變速控制單元6獲取換檔信號(hào)，即變速控制單元6從選換檔桿5獲得換檔信號(hào)；如果換檔模式確定為自動(dòng)模式，則直接進(jìn)入下一步驟即c步驟；c、車速判斷檔采用手動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元6通過汽車車速傳感器14檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；檔采用自動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元6自動(dòng)檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；d、離合器2分離變速控制單元6判斷如果滿足升降檔要求，離合器分離；如果不滿足升降檔要求，返回上一步驟即c步驟；e、檢測(cè)離合器2分離狀況離合器轉(zhuǎn)速傳感器7檢測(cè)檔前離合器2分離情況，如果分離徹底，則進(jìn)入下一步驟即f步驟完成升降檔，如果分離不徹底，則離合器繼續(xù)分離；f、升降檔完成后結(jié)束。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與目前采用電機(jī)控制的方式進(jìn)行換檔相比，控制精度更高，可靠性更好，更加穩(wěn)定；采用不同的換檔策略，通過合理的選換檔模塊和控制算法可以使換檔控制水平達(dá)到預(yù)定的效果；操縱方便，減輕疲勞，消除了駕駛?cè)藛T換檔技術(shù)的差異性。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車電控機(jī)械式變速器(3)，由換檔控制裝置(15)通過該變速器(3)的換檔機(jī)構(gòu)(16)控制其選擇速度檔位，其特征在于換檔控制裝置(15)設(shè)變速控制單元(6)并通過離合器轉(zhuǎn)速傳感器(7)與離合器(2)連接，換檔控制裝置(15)還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(9)、換檔位置傳感器(12)、汽車車速傳感器(14)和選換檔桿(5)，所述的各傳感器及選換檔桿(5)均與變速控制單元(6)電聯(lián)接并向其傳送信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1所述的汽車電控機(jī)械式變速器(3)，其特征在于所述的變速器(3)的換檔機(jī)構(gòu)(16)，設(shè)換檔油缸(4)，其換檔油缸活塞(17)的中部設(shè)有與其軸線垂直的橫向孔，設(shè)換檔指(18)插入其孔內(nèi)，換檔指(18)從換檔油缸(4)的缸體伸出，與變速器(3)的換檔軸聯(lián)接。
3.按照權(quán)利要求2所述的汽車電控機(jī)械式變速器(3)，其特征在于所述的換檔指(18)與變速器(3)的換檔軸聯(lián)接方式為在換檔油缸活塞(17)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，換檔指(18)繞變速器(3)的換檔軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并推動(dòng)變速器(3)的換檔軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求3所述的汽車電控機(jī)械式變速器(3)，其特征在于所述的變速器(3)的換檔機(jī)構(gòu)(16)設(shè)右至點(diǎn)電磁閥(11)和左至點(diǎn)電磁閥(13)，所述的換檔油缸(4)中由換檔油缸活塞(17)兩端面與油缸缸體構(gòu)成的兩個(gè)油腔，分別與右至點(diǎn)電磁閥(11)和左至點(diǎn)電磁閥(13)連通，右至點(diǎn)電磁閥(11)和左至點(diǎn)電磁閥(13)與變速控制單元(6)電連接。
5.按照權(quán)利要求4所述的汽車電控機(jī)械式變速器(3)，其特征在于所述的變速控制單元(6)設(shè)自動(dòng)模式存儲(chǔ)器(10)，在自動(dòng)模式存儲(chǔ)器(10)中存儲(chǔ)預(yù)設(shè)定的換檔控制曲線圖，該曲線圖中包括各種車速下的檔位選擇指令，還存儲(chǔ)有從各傳感器采集信號(hào)后用于計(jì)算的算法，變速控制單元(6)設(shè)有輸入輸出接口，分別用于各電磁閥和各傳感器的信息采集和指令的發(fā)送。
6.一種按照權(quán)利要求1所述的汽車電控機(jī)械式變速器所采用的換檔控制方法，其特征是所述的控制方法包括下列步驟a)換檔模式確定由操作人員從手動(dòng)模式和自動(dòng)模式中確定采用一種控制模式；b)如果換檔模式確定為手動(dòng)模式，則變速控制單元(6)獲取換檔信號(hào)，即變速控制單元(6)從選換檔桿(5)獲得換檔信號(hào)；如果換檔模式確定為自動(dòng)模式，則直接進(jìn)入下一步驟即c)步驟；c)車速判斷檔采用手動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元(6)通過汽車車速傳感器(14)檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；檔采用自動(dòng)模式時(shí)，變速控制單元(6)自動(dòng)檢測(cè)檔前車速是否滿足升降檔要求；d)離合器(2)分離變速控制單元(6)判斷如果滿足升降檔要求，離合器分離；如果不滿足升降檔要求，返回上一步驟即c)步驟；e)檢測(cè)離合器(2)分離狀況離合器轉(zhuǎn)速傳感器(7)檢測(cè)檔前離合器(2)分離情況，如果分離徹底，則進(jìn)入下一步驟即f)步驟完成升降檔，如果分離不徹底，則離合器繼續(xù)分離；f)升降檔完成后結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車電控機(jī)械式變速器，其換檔控制裝置(15)設(shè)變速控制單元(6)并通過離合器轉(zhuǎn)速傳感器(7)與離合器(2)連接，換檔控制裝置(15)還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(9)、換檔位置傳感器(12)、汽車車速傳感器(14)和選換檔桿(5)，所述的各傳感器及選換檔桿(5)均與變速控制單元(6)電聯(lián)接并向其傳送信號(hào)。本發(fā)明還公開了這種變速器所換檔控制方法，進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)模式的切換、車速判斷并進(jìn)行換檔。本發(fā)明所采用的結(jié)構(gòu)和方法，控制精度更高，可靠性更好，采用不同的換檔策略，通過合理的選換檔模塊和控制算法可以使換檔控制水平達(dá)到預(yù)定的效果；操縱方便，減輕疲勞，消除了駕駛?cè)藛T換檔技術(shù)的差異性。
文檔編號(hào)F16H59/04GK1959156SQ20061009715
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者楊加豐, 鄭勇, 廉星慧 申請(qǐng)人:奇瑞汽車有限公司