[發明專利]車輛手動－自動兩用變速控制系統

無效

• 申請號: 01100034.1
• 申請日: 2001-01-05
• 公開（公告）號: CN1362339A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發明（設計）人: 曹正清;葛陽
• 申請（專利權）人: 北京四通天工機械技術有限公司
• 主分類號: B60K41/02
• 分類號: B60K41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于一種車輛自動控制變速機構配件。

車輛變速控制大致分為傳統機械式齒輪變速器、液力自動變速器(AT)和鋼帶式無級變速器(CVT)。傳統機械式齒輪變速器具有傳動效率高、成本低、結構簡單，但這種變速器存在著換檔困難、駕駛員水平對汽車行駛性能有較大影響，并且使司機易于疲勞，不利于安全行車。液力自動變速器(AT)具有起步平穩，加速均勻、乘坐舒適、對外負載有良好的自動調節和適應性，但其效率較低、結構復雜、成本高、致使發動機油耗量大，不易維修等缺點。鋼帶式無級變速器(CVT)具有節油、操縱方便、行駛舒適等特點，但由于是摩擦傳動，與齒輪傳動相比效率并不高。因此國內外科研單位希望在效率高、結構簡單的傳統機械式齒輪變速器上實現自動化，例如吉林工大、北京理工大學、重慶歐翔汽車電子有限公司等相繼開展有級式機械自動變速器(AMT)的研究和開發，據考查同類專利申請號有90108874、90209578、90220078、94203001、94211593、94221119、95206659、95223673等，但存在液壓控制尚未解決的難題。

本發明的目的是不改變原有手動變速箱其現有結構，加裝一套控制機構分別與原車的油門、離合器和換檔操縱桿連接，用現代電子技術改造，合理的自動控制，實現車輛起步、換檔等功能，既保留原齒輪變速器效率高、成本低等長處，又有液力自動變速器自動換檔的優點；實現手動與自動變速的動態切換功能，使操縱方式簡單可靠，提高行車安全性，整車具有更好的駕駛性能，降低油耗及廢氣排放等。

圖1：車輛手動－自動兩用變速控制系統總圖

圖中雙點劃線表示壓縮空氣管路，細實線表示電路，虛線表示機械連接。

本發明(見圖1)是采用兩個控制單元的主從結構來控制由操縱開關、線束、發動機轉速傳感器、車速傳感器、剎車信號、點火信號、水溫傳感器、主電控單元(CPU)、從電控單元(CPU)、換檔節氣門執行機構、巡航執行機構、離合器執行機構、自動換檔執行機構、顯示屏等組成的車輛手動－自動兩用變速控制系統；由操縱開關、主控單元、從控單元聯合實施對系統的控制；操縱開關由選檔范圍開關、起步鎖定檔位開關、巡航控制開關、變速模式(手動－自動)開關等組成；選檔范圍開關為三檔開關，三個位置分別為前進允許、倒退允許、空檔允許；起步檔位選擇開關為三檔開關，三個位置分別為允許1檔起步、允許2起步、檔位鎖定；巡航控制開關為二檔開關，二個位置為禁止巡航控制、允許巡航控制；變速模式開關為二檔開關，二個位置分別為允許手動變速狀態、允許自動變速狀態；汽油車發動機傳感器26采用原車點火脈沖；柴油車發動機傳感器采用磁電感應式傳感器；車速傳感器35采用雙霍爾開關雙路輸出并帶正反轉檢測輸出；剎車信號與剎車開關5通剎車燈端相接；點火信號與點火開關11點火檔相接；水溫傳感器采用原車水溫傳感器；主電控單元(CPU)1由單片機87C196KC、由LT1074HVCT及外圍器件組成的開關電源、由MAX708及外圍器件組成電源監控電路、由54LS14及外圍器件組成脈沖處理電路、AD轉換電路、開關檢測電路、驅動電路、故障檢測電路、串行通信電路組成；從電控單元(CPU)19由單片機8751、電源處理電路、串行通信電路、驅動電路等組成；換檔節氣門執行機構由殼體15、閥門18、閥門軸17、和搖臂16、氣缸20、電磁閥12、13組成；本機構與原車化油器組成與門結構，并由單作用氣缸控制其動作，換檔時可獨立控制發動機工作狀態，而不影響原油門踏板系統的動作，只有二者同時打開發動機才能高速運轉；殼體15串接在原車化油器6的底部與原車化油器底座A之間；自動變速狀態的換檔過程中，主電控單元(CPU)1通過加油電磁閥12、減油電磁閥13控制節氣門氣缸20帶動搖臂16旋轉，調節從化油器6進入的混合氣，按主電控單元(CPU)1中設置的自適應調節規律供油；在手動變速時，由從控制單元(CPU)19控制加油電磁閥12，使節氣門控制氣缸20處于加油狀態，以便于實現手動變速的加減油；換檔節氣門控制機構也可由單作用氣缸串接在原車加速踏板－油門拉線－化油器油門搖臂之間；巡航執行機構由拉線9、氣缸10、電磁閥3、4、節氣門傳感器7組成；拉線9一端與氣缸10連接，另一端與化油器油門搖臂8連接；節氣門傳感器7與原車化油器節氣門軸連接；當系統設置為巡航狀態時，主電控單元(CPU)1通過巡航加油電磁閥3、巡航減油電磁閥4控制巡航氣缸10帶動油門拉線9來調節化油器6完成油門自動加減；節氣門傳感器7把油門開度信息傳給主電控單元(CPU)1；隨著道路坡度、阻力的變化，汽車自動地變化油門開度并進行檔位變換，以便按存儲在主機CPU1的最佳經濟性規律行駛；在冷車起動或起步時，適當增大油門，檢測發動機25達到正常溫度時，恢復原怠速設置；離合器執行機構由電磁閥29、氣缸28、離合器拉線30、傳感器27組成；離合器拉線30一端與原車離合器拔叉31連接，另一端與氣缸28活塞桿連接；當系統設置為自動變速時主電控單元(CPU)1通過離合器電磁閥29控制離合器氣缸28推拉離合器分離拔叉31完成離合器的分合動作；離合器傳感器27把離合器位置信息傳給主電控單元(CPU)1；在手動變速時，由從電控單元(CPU)19控制電磁閥29進入結合狀態，以實現離合器分離拔叉31的復位，恢復手動變速時的離合器功能；自動換檔執行機構由換檔氣缸22、換檔傳感器23、換檔電磁閥21、換位氣缸32、換位電磁閥34、換位傳感器30組成；換檔氣缸22、換位氣缸32直接與原車檔位操縱桿連接；設定為自動變速模式時，主電控單元(CPU)1快速檢測是否換檔，如果需要換檔發出指令分離離合器拔叉31，同時通過換檔節氣門控制機構降低發動機轉速，接著由換檔電磁閥21控制換檔氣缸22退回到中間位置，然后由換位電磁閥34控制換位氣缸32選定正確的空檔位置(1-2空檔、3-4空檔、5-6空檔及倒檔空檔)，再由換檔電磁閥21控制換檔氣缸22換入正確的檔位，換檔位置傳感器23與換位位置傳感器33傳遞位置信息給主電控單元(CPU)1，告知換檔動作已完成；在設置為手動變速時，由從電控單元(CPU)19控制換檔氣缸22和換位氣缸32兩側同大氣相通，使手動換檔靈活，恢復手動變速狀態；顯示屏由4個54LS164、54LS373、“8”字數碼管、“米”字數碼管、L7805、電阻、電容、發光二極管等組成；顯示屏信號輸入與主控制單元(CPU)串行口通信電路相連；顯示屏可顯示字符“1-2N”、“3-4N”、“5-6N”、“R”、“D”，分別表示1-2空檔、3-4空檔、5-6空檔、倒檔、前進檔；由發光二極管組成的二極管陣列顯示當前每個電磁閥的工作狀態，點亮表示工作，否則表示不工作；顯示器及時顯示換檔過程的開始與結束；當系統出現故障時將點火開關開關三次，顯示當前故障代碼，使駕駛員或修理工快速查詢故障；執行機構中氣缸的氣源為原車蓄氣筒36提供；換檔節氣門控制機構、巡航控制機構中氣缸控制氣源可與發動機進氣歧管連接利用發動機真空吸力。