專利名稱：機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的控制系統(tǒng)，尤其屬于機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)本發(fā)明所采用的技術(shù)原理為[1]對發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)荷不變的前提下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著供油量多少而快慢，同樣在供油量不變前提下對發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)荷，轉(zhuǎn)速隨著負(fù)荷的減少或增加而快慢，一個(gè)供油量可以容納一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速段，這是因?yàn)榭杖急茸匀坏卣{(diào)整所致；[2]車速來至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過變速器的變速比而產(chǎn)生的；[3]行駛中的車輛各擋位都有與其相適應(yīng)的較佳車速段的特點(diǎn)，該車速段的上下點(diǎn)也就成為升擋、降擋的指令點(diǎn)。
按上述思路設(shè)計(jì)，既需要充分地使用發(fā)動(dòng)機(jī)自己的動(dòng)力調(diào)整能力(這決定車速段的寬窄)，各擋最佳的變擋車速，還要考慮它的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保、行駛的流暢等因素。
本設(shè)計(jì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩條極限供油特性曲線，一條為發(fā)動(dòng)機(jī)在無外加負(fù)荷的情況下平穩(wěn)地加大油門，形成該發(fā)動(dòng)機(jī)的上極端供油特性曲線如[圖5]曲線M所示；另一條為每一油門開啟角度下以最大負(fù)荷使其轉(zhuǎn)速下降到極限，形成一條該發(fā)動(dòng)機(jī)特有的下極端供油特性曲線如[圖5]曲線N所示。如上所述，可見對每一個(gè)油門位置的供油量，允許負(fù)荷在一定范圍內(nèi)變化，它導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)在一定范圍內(nèi)變化，這一串連續(xù)變化的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就形成該油門角位所對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)基本轉(zhuǎn)速段。如果除去轉(zhuǎn)速段的最高點(diǎn)即發(fā)動(dòng)機(jī)無外加負(fù)荷時(shí)的上極端點(diǎn)和轉(zhuǎn)速段的最低點(diǎn)即負(fù)荷加大到使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的下極端點(diǎn)，那么余下的轉(zhuǎn)速段就是發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能用轉(zhuǎn)速段?？紤]車輛的實(shí)用性、行駛時(shí)的平穩(wěn)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保以及各種擋位最適合的車速等因素，必須在能用的轉(zhuǎn)速段中，選定供各擋位使用的較佳發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速段并轉(zhuǎn)化成車速段。因?yàn)樾旭偟能囕v工況是復(fù)雜的，發(fā)動(dòng)機(jī)在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力輸出滿足不了車輛加速、負(fù)荷變化等各工況的需要，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭力只有通過變速器變化才能得到滿足，車速段也就形成。這時(shí)變速器實(shí)質(zhì)是變化發(fā)動(dòng)機(jī)的扭力，體現(xiàn)為變速器的一個(gè)擋位，只能提供一個(gè)適用的車速段，一般車上都有多個(gè)擋位，該車速段最高的車速點(diǎn)就成了升擋的指令點(diǎn)、該車速段最低的車速點(diǎn)就成了降擋的指令點(diǎn)。即圖5中的各擋所對應(yīng)的升擋線為M1，M2、M3、...MX-1，各擋所對應(yīng)的降擋線為N2、N3，N4、...NX。M或N的下標(biāo)對應(yīng)的是變速器內(nèi)擋位，車速一旦碰到上、下指令點(diǎn)就意味著要換擋，為了給換擋創(chuàng)造更快捷的條件，所以分成了變速器的升擋程序指令(當(dāng)變速器處在最高前進(jìn)擋時(shí)，因?yàn)闆]有更高的擋位，所以就不需要上指令，發(fā)動(dòng)機(jī)就從額定負(fù)荷的最高轉(zhuǎn)速向極限最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn))和變速器的降擋程序指令(同樣當(dāng)變速器處在最低的前進(jìn)擋時(shí)，也沒有下一擋位可換，出于安全考慮下指令點(diǎn)僅作為可能熄火的警示點(diǎn)，提醒駕駛員做好防備，該情況一般出現(xiàn)在急上坡路段)?？紤]到車輛行駛在上長坡或下長坡的公路上，它的負(fù)荷不僅來自路況和載重，同時(shí)也來自車輛重力產(chǎn)生的反向分力，從車輛行駛的流暢方面考慮，對變速器變擋時(shí)期做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在計(jì)算機(jī)中設(shè)置更適合以長上坡路況為主體的A參數(shù)(A參數(shù)是降擋指令提前修正了的變擋指令)和以長下坡路況為主體的B參數(shù)(B參數(shù)是使升擋指令提前修正了的變擋指令)，A、B兩指令修正參數(shù)是僅供特殊路段調(diào)出使用的內(nèi)存程序，該參數(shù)也適合擁擠、繁雜的市區(qū)使用。
變速器換擋無論是升擋或是降擋首先要脫擋，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)收縮油門(收縮幅度由計(jì)算機(jī)控制)，使得變速器內(nèi)主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的接觸面無壓力，同時(shí)脫擋電磁閥工作，變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪分離，并得到計(jì)算機(jī)的檢測。再根據(jù)指令的來源及車速確定目標(biāo)擋位，指令選軌電磁閥進(jìn)行選軌，同時(shí)根據(jù)目標(biāo)擋位變速比指令步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，升擋是繼續(xù)收油門，降擋是馬上加大油門，使的目標(biāo)擋位的齒偶快速同步之后、便指令離合器電氣閥工作，使離合器分離，隨之指令該擋的拔擋電磁閥工作，拔擋電磁閥撥入該擋，并得到計(jì)算機(jī)檢測，上述執(zhí)行件電流關(guān)閉，一次的換擋工作完成。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括有級變速器，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，它還包括取樣器、比較器、存儲(chǔ)器、執(zhí)行件，取樣器還包括油門踏板傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器，其輸出端與比較器相連，比較器、存儲(chǔ)器為計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的另一端與執(zhí)行件相連，執(zhí)行件包括步進(jìn)電機(jī)、復(fù)數(shù)個(gè)控制開關(guān)，各控制開關(guān)分別與變速器的脫擋裝置、選軌裝置、撥擋裝置及離合器裝置相連。
計(jì)算機(jī)內(nèi)存有車速段，該車速段的上、下車速點(diǎn)構(gòu)成了比較點(diǎn)，車速段的最上點(diǎn)M為升擋指令點(diǎn)，車速段的最下點(diǎn)N為降擋指令點(diǎn)。這樣當(dāng)車速為M、N時(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)換擋指令。
這樣當(dāng)車速傳感器所取的車速信號進(jìn)入計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)內(nèi)存的車速相比，計(jì)算機(jī)判斷車輛是否需要換擋，需要換擋時(shí)計(jì)算機(jī)命令執(zhí)行件工作，首先是變速器脫擋。再根據(jù)指令的來源及車速確定目標(biāo)擋位，指令選軌電磁閥進(jìn)行選軌，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)判定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速是否對等，根據(jù)目標(biāo)擋位變速比指令步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，升擋是繼續(xù)收油門；降擋是馬上加大油門，使的目標(biāo)擋位的齒偶快速同步之后、便指令離合器電氣閥工作，使離合器分離，隨之指令該擋的拔擋電磁閥工作，拔擋電磁閥撥入該擋，并得到計(jì)算機(jī)檢測，上述執(zhí)行件電流關(guān)閉，一次自動(dòng)換擋工作完成。
油門踏板傳感器將油門踏板的動(dòng)作、油門踏板的位置變成訊號提供給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，以避免原有機(jī)械聯(lián)結(jié)干擾換擋時(shí)步進(jìn)電機(jī)對油門角位的控制，這樣可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對油門踏板超常規(guī)變化的訊號進(jìn)行控制。
計(jì)算機(jī)主要由存儲(chǔ)器和中央處埋器組成，其輸入端與取樣器相連，其輸出端與執(zhí)行件相接，存儲(chǔ)器存有各功能鍵所對應(yīng)的程序；存有以油門踏板傳感器的信息作為控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速及限定油門最大轉(zhuǎn)速的程序；存有變速器各擋所對應(yīng)的車速段，并由車速段的兩端點(diǎn)構(gòu)成了升擋、降擋的上下指令點(diǎn)；存有變速器各擋變速比的應(yīng)用程序；存有變速器各擋升擋、降擋時(shí)各執(zhí)行件的工作配合程序；存有停車、倒車、起步、自動(dòng)加速行駛、保持衡速行駛的控制程序；存有對已發(fā)出的指令保持優(yōu)先進(jìn)行處理的程序，保證指令的連續(xù)性、完整性，并每0.1秒檢測一次，執(zhí)行件完成工作后，終止向上述執(zhí)行件供電。
執(zhí)行件包括(1)步進(jìn)電機(jī)以及它所連結(jié)的油門，由計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速也就控制了油門，配合完成換擋工作，實(shí)現(xiàn)了車輛的自動(dòng)加速行駛和保持衡速行駛；(2)多個(gè)控制開關(guān)(繼電器或可控硅)，各控制開關(guān)分別與變速器的脫擋裝置、選軌裝置、撥擋裝置及離合器裝置相連，換擋首先原擋必須脫離；(3)與選軌裝置連接，變速器的脫擋或撥擋是依靠撥叉來完成，一個(gè)撥叉在一條軌道上，每個(gè)拔叉只能前撥一個(gè)擋或后撥另一個(gè)擋，五個(gè)擋位的車輛就需要三條的撥叉軌道，所以計(jì)算機(jī)就能判斷要選定目標(biāo)齒偶撥叉所在的軌道；(4)與離合器裝置連接，離合器是斷開發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的聯(lián)結(jié)，目的是克服從指令到執(zhí)行過程因時(shí)差而引起的齒偶同步的誤差和計(jì)算機(jī)運(yùn)算的誤差，給撥擋提供有利的條件，另一點(diǎn)只要油門在怠速位置離合器就分離并自動(dòng)掛入一擋、提供短時(shí)停車的方便；(5)與撥擋裝置連接，執(zhí)行目標(biāo)齒偶聯(lián)結(jié)是完成一次換擋任務(wù)的最后動(dòng)作。
取樣器還包括油門角位傳感器，放置在油門上，其輸出端與比較器相連。這樣計(jì)算機(jī)能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行控制油門開啟角。油門角位移傳感器有以下作用(a)將油門的位置以及變化速度和變化的方向信息提供給計(jì)算機(jī)；(b)提供怠速油門角位，作為停車時(shí)離合器工作的指令；(c)計(jì)算機(jī)限定油門角位變化的速度每0.1秒油門位置的變化小于3度，配合換擋、環(huán)保及節(jié)能的要求；(d)全自動(dòng)控制時(shí)，計(jì)算機(jī)限定自動(dòng)加大油門速度，其每0.1秒油門的位置變化小于3度。
一般控制開關(guān)或者為繼電器，或者為可控硅。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)具體可通過油門踏板傳感器、油門角位移傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器將得到的訊號輸入計(jì)算機(jī)，通過與計(jì)算機(jī)內(nèi)部已設(shè)定的上、下脫擋曲線相比，計(jì)算機(jī)做出判斷保持原狀，或發(fā)出指令給步進(jìn)電機(jī)收縮油門，繼電器A通向脫擋電磁閥使變速器成為空擋，計(jì)算機(jī)再根據(jù)此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器所采集的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車速計(jì)算變速比，與計(jì)算機(jī)內(nèi)存的擋位的參數(shù)相比，并將正確的擋位指令傳給執(zhí)行件，其中繼電器B通向變速器第一軌道電磁閥，繼電器C通向變速器第三軌道電磁閥，繼電器F通向離合器電氣閥，繼電器D是通向變速器前撥齒套電磁閥，繼電器E通向變速器后拔齒套電磁閥。
取樣器包括功能盒，其輸出端與比較器相連，將得到的命令信息傳入計(jì)算機(jī)，調(diào)出計(jì)算機(jī)內(nèi)部程序，對車輛進(jìn)行控制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本系統(tǒng)是在一種新思路下確立的，利用發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷的固有供油特性確定可供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，利用變速器各擋位都有自己的最佳的車速段為依據(jù)，建立新的換擋指令，并設(shè)計(jì)了與其相匹配的計(jì)算機(jī)軟件、硬件，以及相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和連接它們的電子線路，具有通用、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、廉價(jià)的特點(diǎn)，達(dá)到使用更便利，行車更安全，對環(huán)保更有利的目的，并留有持續(xù)擴(kuò)展功能的空間。本系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)確率高、靈敏度高、組合的靈活性強(qiáng)，對各種機(jī)動(dòng)車都適用并具有防盜、找車功能。
圖7為油門自動(dòng)控制工作原理示意8為變速器脫擋電磁閥結(jié)構(gòu)示意9為變速器選軌電磁閥結(jié)構(gòu)示意10為變速器撥擋電磁閥結(jié)構(gòu)示意11為離合器自動(dòng)控制裝置示意圖其中100.計(jì)算機(jī)主板線路 101.油門踏板傳感器 102.油門角位傳感器 103.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 104.車速傳感器 105.功能鍵盒 107.步進(jìn)電機(jī) 108.繼電器A 109.繼電器B 110.繼電器C 111.繼電器D 112.繼電器E 113.繼電器F116.訊號發(fā)射口 117.油門 118.脫擋電磁閥 119.第一軌道電磁閥 120.第三軌道電磁閥 121.前撥齒套電磁閥 122.后撥齒套電磁閥 123.離合器電氣閥M.每一油門角位無外加負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線譜 N.每一油門角位外加極端負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線譜 M1.一擋升二擋指令線 M2.二擋升三擋指令線 M3.三擋升四擋指令線N4.四擋降三擋指令線 N3.三擋降二擋指令線 N2.二擋降一擋指令線 601.程序開關(guān) 602.綠燈 603.A修正參數(shù)鍵 604.(0-9)數(shù)碼鍵 605.倒車鍵 606.執(zhí)行件電源開關(guān) 607.黃燈 608.B修正參數(shù)鍵 609.設(shè)定鍵 610.自動(dòng)控制鍵 612.消除設(shè)定鍵 613.鳴示 614.起步鍵 800.脫擋套管拉繩 801.拉繩接頭 802.軟鐵芯803.線圈 804.調(diào)整螺絲 805.接線柱 902.共用軟鐵芯 903.彈簧 905.支架 906.選軌搖臂 907.連接銷 908.支點(diǎn)銷 909.拉桿 1001.前脫擋搖臂 1002.后脫擋搖臂 1003.前脫擋推桿 1004.后脫擋推桿 1005.脫擋拉繩 1008.撥擋搖臂1009.拉桿 1016.銷 1100.真空筒 1101.接口 1102.真空管 1104.真空閥1105.離合器套管拉繩 1106.接頭如

圖1所示，一種機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括有級變速器、取樣器、比較器、存儲(chǔ)器、執(zhí)行件，取樣器包括油門踏板傳感器101、油門角位傳感器102、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器103、車速傳感器104、功能健盒105，其輸出端與比較器相連，比較器、存儲(chǔ)器為計(jì)算機(jī)100，計(jì)算機(jī)100的另一端與執(zhí)行件相連，執(zhí)行件包括步進(jìn)電機(jī)、復(fù)數(shù)個(gè)控制開關(guān)，各控制開關(guān)分別與變速器的脫擋裝置、選軌裝置、撥擋裝置及離合器裝置相連。計(jì)算機(jī)100內(nèi)存有各擋位的變速比和所對應(yīng)的車速段，該車速段的上、下車速點(diǎn)構(gòu)成了比較點(diǎn)(如圖5所示)。
功能鍵盒105、油門角位傳感器102、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器103、車速傳感器104，一起將得到的信息輸入計(jì)算機(jī)100，通過與計(jì)算機(jī)100內(nèi)部已設(shè)定的上、下脫擋線相比，做出判斷是保持原狀，或發(fā)出換擋指令，給步進(jìn)電機(jī)、繼電器A108供電給脫擋電磁閥118使變速器成為空擋，耗時(shí)約0.3秒，計(jì)算機(jī)根據(jù)車速傳感器104所采集的車速確定了目標(biāo)擋位，指令選軌；繼電器供電給選軌電磁閥進(jìn)行選軌，耗時(shí)約0.2鈔；其中繼電器B109通向變速器第一撥叉所在的第一軌道電磁閥119或繼電器C110通向變速器第三撥叉所在的第三軌道電磁閥120，再指令給步進(jìn)電機(jī)按擋位變速比來控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使得目標(biāo)擋位的齒偶快速地同步，不同的擋位耗時(shí)不一樣，第二撥叉所在的軌道的定位是依靠選軌電磁閥中的上、下兩彈簧903共同的作用，再指令繼電器F113供電給離合器控制器的電氣閥123使離合器分離，同時(shí)指令撥擋；其中繼電器D111是供電給變速器前撥齒套電磁閥121，繼電器E112是供電給變速器后撥齒套電磁閥122。
如圖2、圖3、圖4a、圖4b、圖4c所示為線路圖，它是集成塊、電子原件、及線路所組成的。它具有的功能是1)必須將油門角位移傳感器102和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器103傳來的數(shù)據(jù)，形成上極端曲線M，在重負(fù)荷情況下形成下極端線N。在這兩條曲線區(qū)間可以進(jìn)行指令線確定、修正、固化，并可隨時(shí)調(diào)出使用的指令程序；2)將油門踏板傳感器101、油門角位傳感器102、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器103，進(jìn)行有效地運(yùn)算納入換擋程序；3)以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器103傳來的數(shù)據(jù)通過變速器和車速傳感器104傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得到變速器的各擋變速比，連同擋位對應(yīng)的車速段的上下指令點(diǎn)，構(gòu)成了換擋內(nèi)存的指令程序；4)它必須對已發(fā)出的指令保持優(yōu)先進(jìn)行處理并每0.1秒檢測一次保證指令的連續(xù)性、完整性。
如圖5所示，該圖的X軸為油門開啟角、Y軸為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，Mx為換擋的上指令線，Nx為換擋的下指令線，依據(jù)換擋時(shí)的車速確定目標(biāo)擋位，變速器的變速比作為步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速配合換擋的依據(jù)。
如圖6a、圖6b所示為功能鍵盒105的面板及其按鍵控制線路示意圖，該盒分為兩層，盒內(nèi)安裝計(jì)算機(jī)100主板，按鍵分成兩排，第一排按健排列是程序開關(guān)601、綠燈602、A修正參數(shù)鍵603、(0-9)拾個(gè)數(shù)碼鍵604、倒車鍵605，第二排按鍵排列是執(zhí)行件電源開關(guān)鍵606、黃燈607、B修正參數(shù)鍵608、設(shè)定鍵609、自動(dòng)控制鍵610、消除設(shè)定鍵612、鳴示鍵613、起步鍵614。
上述按鍵的使用及其功能如下數(shù)碼鍵6040至9拾個(gè)數(shù)碼鍵可確定起動(dòng)密碼、求助碼、設(shè)定最高時(shí)速，按下自動(dòng)控制鍵610即啟動(dòng)油門自動(dòng)控制系統(tǒng)，消除設(shè)定鍵612可以消除已設(shè)定的時(shí)速，鳴示613可開關(guān)揚(yáng)聲器，設(shè)定鍵609、鳴示鍵613配合可以重新設(shè)定密碼鎖和求助碼，它們具體的操作是，當(dāng)車輛要起動(dòng)時(shí)首先要按密碼，除了求助碼外其余的都是無效碼，可隨意添加在密碼前或密碼后，但不能插在密碼中間，密碼仍起作用，這時(shí)綠燈亮，然后打開電門，如果不輸入密碼就打開電門或第一次按錯(cuò)密碼，會(huì)有鳴示，如果上述情況第二次發(fā)生，會(huì)有警示，第三次發(fā)生就雷同按下求助碼，計(jì)算機(jī)從訊號發(fā)射口116直接發(fā)出求助訊號，求助訊號一旦發(fā)出，如果沒有消除它是連續(xù)不斷的發(fā)射，車輛被盜可根據(jù)此訊號迅速找到車輛(求助鍵、訊號發(fā)射口116不安裝在功能鍵盒面板上，裝在較隱避的地方)，如果要修改密碼或求助碼，只要先按下消除設(shè)定按鍵612--按原密碼--按消除設(shè)定鍵612--按設(shè)定鍵609--按新碼--打開電門，新碼就被確認(rèn)。一般在高速公路上設(shè)定最高時(shí)速的限定，如某高速公路最高的時(shí)速限定為100公里，可以有二種使用方法，1)是先按設(shè)定鍵609，這時(shí)綠燈602暗黃燈607亮，再按數(shù)字鍵1，數(shù)字鍵0，再按一次0，當(dāng)車速超出100公里時(shí)發(fā)出鳴示，2)是當(dāng)車速達(dá)到100公里時(shí)按下設(shè)定鍵609同樣綠燈602暗黃燈607亮。同時(shí)有鳴示。設(shè)定最高時(shí)速之后再按下自動(dòng)控制鍵610，在三鈔鐘之后油門將自動(dòng)控制，車輛從起步起自動(dòng)加油門、自動(dòng)換擋直到在設(shè)定的時(shí)速上下5公里內(nèi)波動(dòng)，也可以在車速達(dá)到要求時(shí)按下按自動(dòng)控制按鍵610，這時(shí)綠燈602、黃燈607都亮，如果沒有設(shè)定最高時(shí)速，將被視為最高時(shí)速默認(rèn)80公里。在怠速時(shí)按下執(zhí)行件電源開關(guān)鍵606離合器自動(dòng)分離，前進(jìn)擋一擋自動(dòng)掛入，車輛仍然停著，一旦踩下油門踏板油門離開怠速位置，離合器就接合，車輛就起步。起步鍵614是和自動(dòng)控制鍵610配合使用的，是啟動(dòng)自動(dòng)控制油門的程序，三秒鐘后將自動(dòng)起步。
如圖7所示，油門踏板傳感器101將訊號傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)指揮步進(jìn)電機(jī)收縮油門。
如圖8所示，變速器脫擋電磁閥由脫擋套管拉繩800、拉繩接頭801、軟鐵芯802、線圈803、調(diào)整螺絲804、接線柱805組成。工作原理是在步進(jìn)電機(jī)收縮油門后，變速器的主動(dòng)齒輪不再帶動(dòng)被動(dòng)齒輪，如果這時(shí)的擋位撥叉位置在前面，那么圖10中的前脫擋推桿1003將前脫擋搖臂1001是推開的，當(dāng)變速器脫擋電磁閥工作時(shí)，電磁閥中的軟鐵芯802拉動(dòng)脫擋套管拉繩800的拉繩，通過拉繩接頭801拉緊了前脫擋搖臂1001和后脫擋搖臂1002，實(shí)際上這時(shí)后脫擋搖臂1002是成了定點(diǎn)，拉動(dòng)的只有前脫擋搖臂1001，帶動(dòng)前脫擋推桿1003，從而推動(dòng)撥擋搖臂1008，回到中間位置完成了擋位在前的脫擋工作。擋位在后整個(gè)工作原理一樣。
如圖9所示，變速器選軌電磁閥由第一軌道電磁閥119、接線柱805、共用軟鐵芯902、上、下兩彈簧903、支架905、選軌搖臂906、連接銷907、支點(diǎn)銷908、拉桿909、第三軌道電磁閥120組成。工作原理是一般變速器的擋位撥叉分布在三條軌道上，選定第一條軌道是繼電器B109向第一軌道電磁閥119供電，共用軟鐵芯902移向第一軌道，選定第三條軌道是繼電器C110是向第三軌道電磁閥120供電，共用軟鐵芯902移向第三軌道，在脫擋后由于兩回位彈簧903共同作用于選軌搖臂906、使之自然處在中間第二條軌道的位置上，選軌電磁閥是通過拉桿909和變速器連接進(jìn)行選軌的。
如圖10所示，變速器撥擋電磁閥由前脫擋搖臂1001、后脫擋搖臂1002、前脫擋推桿1003、后脫擋推桿1004、脫擋拉繩1005、共用軟鐵芯902、撥擋搖臂1008、拉桿1009、接線柱805、連接銷907、支點(diǎn)銷908、銷1016組成。工作原理是當(dāng)計(jì)算機(jī)按目標(biāo)擋位變速比調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)齒偶同步時(shí)，就指令繼電器F113向離合器電氣閥門123供電(如圖11所示)，真空閥1104工作拉動(dòng)了離合器套管拉繩1105的接頭1106，與離合器外搖臂連結(jié)，使離合器分離(離合器分離速度為0.5秒，接合速度為2秒)，指令撥擋電磁閥(如圖11所示)工作，同時(shí)向撥擋電磁閥的繼電器供電。撥擋電磁閥的任務(wù)就是從空擋向前撥擋或后拔擋，因?yàn)橛腥龡l軌道所以可以分別撥進(jìn)六個(gè)擋位。繼電器F111是供電給前撥齒套電磁閥121工作，帶動(dòng)撥擋搖臂1008前推，通過拉桿1009將變速器內(nèi)相應(yīng)軌道上的齒套向前推，起了向前撥擋的作用，同時(shí)帶動(dòng)前脫擋推桿1003推動(dòng)前脫擋搖臂1001為該擋脫擋做準(zhǔn)備。繼電器E112是后拔齒套電磁閥122供電，帶動(dòng)撥擋搖臂1008后推通過拉桿1009將變速器內(nèi)的相應(yīng)軌道上的齒套向后推，這樣就起了向后撥擋的作用，同時(shí)帶動(dòng)后脫擋推桿1004推動(dòng)后脫擋搖臂1002為該擋脫擋做準(zhǔn)備。
油門踏板傳感器(a)將油門踏板位置、方向及速度變化的信息提供給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)做出判斷控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)油門，(b)避免因油門踏板和油門的機(jī)械聯(lián)結(jié)干擾步進(jìn)電機(jī)對油門角位在換擋時(shí)的控制，(c)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對油門踏板超常規(guī)變化的訊號進(jìn)行控制，(d)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對油門角位進(jìn)行自動(dòng)控制，并以每0.1秒加大油門角位3度，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的車速就保持衡速行駛，誤差5公里之內(nèi)，(E)可限定是每0.1秒改變油門角位小于3度，油門角位如果大于3度，計(jì)算機(jī)仍按3度控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，余額并入下一個(gè)字節(jié)計(jì)算。直到某一時(shí)刻0.1秒累計(jì)小于3度，計(jì)算機(jī)按當(dāng)時(shí)實(shí)際指揮步進(jìn)電機(jī)工作，[二]換擋的步驟及執(zhí)行裝置換擋的步驟是指令、步進(jìn)電機(jī)、脫擋、選軌、步進(jìn)電機(jī)、撥擋。
脫擋換擋原擋位聯(lián)結(jié)必須分離，計(jì)算機(jī)100指令步進(jìn)電機(jī)107收縮油門的同時(shí)指令繼電器B108供電給脫擋電磁閥118(如圖8所示)，通過脫擋套管拉繩800拉緊脫擋拉繩1005將前脫擋搖臂1001和后脫擋搖臂1002，從而使前脫擋推桿1003和后脫擋推桿1004推進(jìn)，將拔擋電磁閥上的拔擋搖臂1008推向中間的空擋位置，從而完成了脫擋工作(如圖10所示)。
選軌一般變速器的擋位撥叉分布在三條軌道上、選定第一條軌道是繼電器B109向第一軌道電磁閥119供電。選定第三條軌道是繼電器C110是向第三軌道電磁閥120供電，在脫擋后由于兩回位彈簧903共同作用于選軌搖臂906、使之自然處在中間第二條軌道的位置上(如圖9所示)。選軌電磁閥是通過拉桿909和變速器連接進(jìn)行選軌的。
撥擋當(dāng)計(jì)算機(jī)按目標(biāo)擋位變速比調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)齒偶同步時(shí)，就指令繼電器F113向離合器電氣閥123供電(如圖11所示)，真空閥1104工作拉動(dòng)了套管拉繩1104的接頭1106，與離合器外搖臂連結(jié)，使離合器分離(離合器分離速度為0.5秒，接合速度為2秒)，指令撥擋電磁閥(如圖11所示)工作，同時(shí)向撥擋電磁閥的繼電器供電。撥擋電磁閥的任務(wù)就是從空擋向前撥擋或后拔擋，因?yàn)橛腥龡l軌道所以可以分別撥進(jìn)六個(gè)擋位。繼電器F111是供電給前撥擋電磁閥121工作，帶動(dòng)撥擋搖臂1008前推、通過拉桿1009將變速器內(nèi)的相應(yīng)軌道上的齒套向前推起了向前撥擋的作用，同時(shí)帶動(dòng)前脫擋推桿1003推動(dòng)前脫擋搖臂1001為該擋脫擋做準(zhǔn)備。繼電器E112是向拔擋電磁閥122供電，帶動(dòng)撥擋搖臂1008后推通過拉桿1009將變速器內(nèi)的相應(yīng)軌道上的齒套向后推這樣就起了向后撥擋的作用，同時(shí)帶動(dòng)后脫擋推桿1004推動(dòng)后脫擋搖臂1002為該擋脫擋做準(zhǔn)備。
當(dāng)汽車在某一擋位行駛時(shí)，車速達(dá)到了車速段端點(diǎn)，發(fā)出換擋指令給執(zhí)行件步進(jìn)電機(jī)107反轉(zhuǎn)變速器內(nèi)擋位主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速減緩，0.1秒計(jì)算機(jī)指令脫擋電磁閥118工作，脫擋之后變速器處于空擋之中，因?yàn)橹噶畹膩碓疵鞔_，也就是目標(biāo)擋位明確，為了從新?lián)軗蹙偷檬鼓繕?biāo)齒偶同步，便指令步進(jìn)電機(jī)107控制油門117調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在目標(biāo)擋位的齒偶同步時(shí)，便指令離合器電氣閥123工作，同時(shí)指令撥擋電磁閥工作，這樣目標(biāo)齒偶聯(lián)結(jié)，就完成了一次換擋任務(wù)。
指揮變速器自動(dòng)尋擋撥入，是在脫擋的情況下計(jì)算機(jī)依靠當(dāng)時(shí)的車速確定擋位，按擋位變速比運(yùn)算控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)該等于車速(傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速)乘目標(biāo)擋位的變速比時(shí)，進(jìn)行撥擋工作。在計(jì)算機(jī)確認(rèn)工作己完成上述執(zhí)行件均斷電。
1升擋計(jì)算機(jī)啟動(dòng)升擋程序、因?yàn)橛忻鞔_的下一個(gè)擋位，在脫擋之后繼續(xù)收縮油門，同時(shí)啟動(dòng)選軌，當(dāng)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速繼續(xù)減慢到與從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速同步時(shí)，便指令繼電器F113通電，離合器電氣閥123工作離合器分離同時(shí)撥擋電磁閥也工作，該擋就被撥入。在計(jì)算機(jī)檢查出一次升擋工作完成后上述執(zhí)行件均斷電。
2降擋計(jì)算機(jī)啟動(dòng)降擋程序，因?yàn)橛忻鞔_的下一個(gè)擋位，在脫擋之后馬上加大油門，主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速提高到與從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速同步時(shí)，便指令繼電器F113通電，離合器電氣閥123工作離合器分離同時(shí)撥擋電磁閥也工作，該擋就被撥入。在計(jì)算機(jī)檢查出一次降擋工作完成后上述執(zhí)行件均斷電。
如圖11所示，離合器自動(dòng)離合的真空拉力裝置是由真空筒1100、真空筒接口1101、真空管道1105、離合器電氣閥123、真空閥1104、套管拉繩1105、伸縮接頭1106所組成。
工作原理是真空筒1100通過真空筒接口1101與車上進(jìn)氣支管或是真空泵聯(lián)結(jié)。當(dāng)繼電器F113得到指令便向離合器電氣閥123供電，帶動(dòng)真空閥1104工作，通過套管拉繩1105的伸縮接頭1106與離合器外搖臂聯(lián)結(jié)從而使離合器分離。在指令停止時(shí)離合器電氣閥123回位；真空閥1104和外界相通。離合器合攏，離合器一次離合工作完成。它的任務(wù)是和變速器內(nèi)的同步齒輪共同消除由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生的誤差、各種慣性的作用以及在指令形成和執(zhí)行件執(zhí)行的過程有極小的時(shí)差造成的誤差，為了變擋的平穩(wěn)，離合器的再次聯(lián)結(jié)的速度比分離時(shí)慢的多，設(shè)計(jì)要求離合器分離速度在0.5秒之內(nèi)，離合器接合速度在2秒。
駕駛員操作要點(diǎn)(1)按下程序開關(guān)，(2)打開密碼鎖，(3)起動(dòng)，(4)溫機(jī)，這四點(diǎn)是必須的。
(A)前進(jìn)(1)在沒有按下執(zhí)行件電源開關(guān)606時(shí)可以手動(dòng)，按駕駛員的技能進(jìn)行操作；(2)按下執(zhí)行件電源開關(guān)606，這時(shí)離合器自動(dòng)分離，一擋自動(dòng)掛入，車輛仍然停著，只要加大油門車輛就開始前行，車輛行駛也就隨油門變化而變化，車速達(dá)到一擋車速段的上指令點(diǎn)時(shí)便自動(dòng)換進(jìn)二擋，隨著車速的加快，當(dāng)車速升到該擋位車速段的上指令點(diǎn)便往上升一擋，反之隨著車速的下降當(dāng)車速下降到該擋位車速段的下指令點(diǎn)便往下降一擋；(3)按下自動(dòng)控制鍵610，這時(shí)離合器自動(dòng)分離，一擋自動(dòng)掛入，車輛在三秒之后自動(dòng)起步，自動(dòng)加油，自動(dòng)換擋直至預(yù)設(shè)的時(shí)速。
(B)倒車(1)在沒有按下執(zhí)行件電源開關(guān)606時(shí)可以手動(dòng)，一般說應(yīng)該是常用的便捷方法；(2)按下執(zhí)行件電源開關(guān)606，按下倒車鍵605，這時(shí)離合器自動(dòng)分離，倒車擋自動(dòng)掛入，車輛仍然停著，只要加大油門車輛就開始倒行，倒車完畢可按下起步鍵，這時(shí)車仍然停著可是已掛進(jìn)了前進(jìn)一擋，只要踏油門就可起步。
(C)程序開關(guān)鍵601和執(zhí)行件電源開關(guān)606程序開關(guān)鍵601是啟動(dòng)程序的開關(guān)，是啟動(dòng)車輛的前提，執(zhí)行件電源開關(guān)606是執(zhí)行件電源開關(guān)，關(guān)閉時(shí)有兩點(diǎn)作用，其一是駕駛員可以完全手動(dòng)操作，其二駕駛員可在超車時(shí)或是滑行時(shí)使用。
試驗(yàn)車上的一些數(shù)據(jù)車輛是使用一輛全新的三缸多點(diǎn)電噴小車，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速900轉(zhuǎn)/分，發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，車速最高時(shí)速120公里/時(shí)。
油門踏板傳感器采用電位型、油門訊號搭在原車油門角位傳感器上與其共用，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器每轉(zhuǎn)發(fā)出20個(gè)訊號，傳動(dòng)軸傳感器每轉(zhuǎn)發(fā)出23個(gè)訊號。
將發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)軸的變速比按單位時(shí)間(以下單位時(shí)間為0.1秒)采集到的訊號，計(jì)算出訊號比是一擋是200/65為3 二擋是183/100為1.83三擋是180/144為1.25 四擋是95/111為0.864
發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速訊號比是一擋；二擋；三擋；四擋3；1.83；1.25；0.864；發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速比是一擋；二擋；三擋；四擋3.47；2.12；1.45；1各擋升擋指令車速點(diǎn)一擋25公里/小時(shí)升二擋M1、二擋45公里/小時(shí)升三擋M2、三擋65公里/小時(shí)升四擋M3，擋升傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速訊號數(shù)一擋42個(gè)升二擋、二擋75個(gè)升三擋、三擋109個(gè)升四擋，各擋降擋指令車速點(diǎn)二擋20公里/小時(shí)降一擋N2、三擋40公里/小時(shí)降二擋N3、四擋60公里/小時(shí)降三擋N4、擋降傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速訊號數(shù)二擋60個(gè)降一擋，三擋96個(gè)降二擋，四擋147個(gè)降三擋。
起步時(shí)離合器分離速度為0.5秒，離合器接合速度為2秒，換擋時(shí)離合器分離速度為0.5秒，再接合時(shí)速度為1秒。
油門角位移每0.1秒小于3度。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括有級變速器，其特征在于，它還包括取樣器、比較器、存儲(chǔ)器、執(zhí)行件，取樣器還包括油門踏板傳感器(101)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(103)、車速傳感器(104)，其輸出端與比較器相連，比較器、存儲(chǔ)器為計(jì)算機(jī)(100)，計(jì)算機(jī)(100)的另一端與執(zhí)行件相連，執(zhí)行件包括步進(jìn)電機(jī)、復(fù)數(shù)個(gè)控制開關(guān)，各控制開關(guān)分別與變速器的脫擋裝置、選軌裝置、撥擋裝置、離合器裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，取樣器還包括油門角位傳感器(102)，其輸出端與比較器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算機(jī)(100)內(nèi)存有車速段，該車速段的上、下車速點(diǎn)構(gòu)成了比較點(diǎn)，車速段的最上點(diǎn)M為升擋指令點(diǎn)，車速段的最下點(diǎn)N為降擋指令點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，控制開關(guān)或者為繼電器，或者為可控硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，取樣器包括油門踏板傳感器(101)、油門角位移傳感器(102)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(103)、車速傳感器(104)，其輸出端與比較器相連，比較器、存儲(chǔ)器為計(jì)算機(jī)(100)，計(jì)算機(jī)(100)內(nèi)存有車速段，該車速段的上、下車速點(diǎn)構(gòu)成了比較點(diǎn)，車速段的最上點(diǎn)M為升擋指令點(diǎn)，車速段的最下點(diǎn)N為降擋指令點(diǎn)，通過油門踏板傳感器(101)，油門角位傳感器(102)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(102)，車速傳感器(103)，將得到的信息輸入計(jì)算機(jī)(100)，通過與計(jì)算機(jī)(100)內(nèi)部已設(shè)定的上、下脫擋曲線相比，計(jì)算機(jī)做出判斷保持原狀，或發(fā)出指令給執(zhí)行件，執(zhí)行件包括步進(jìn)電機(jī)、復(fù)數(shù)個(gè)控制開關(guān)，控制開關(guān)為繼電器，步進(jìn)電機(jī)(107)收縮油門(117)，繼電器A(108)通向脫擋電磁閥(118)使變速器成為空擋，計(jì)算機(jī)再根據(jù)此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(103)、車速傳感器(104)所采集的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車速計(jì)算變速比，與計(jì)算機(jī)(100)內(nèi)存的擋位的參數(shù)相比，并將正確的擋位指令傳給執(zhí)行件，其中繼電器B(109)通向變速器第一軌道電磁閥(119)，繼電器C(110)通向變速器第三軌道電磁閥(120)，繼電器F(113)通向離合器電氣閥(123)，繼電器D(111)是通向變速器前撥齒套電磁閥(121)，繼電器E(112)通向變速器后拔齒套電磁閥(122)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括功能盒(1054，其輸出端與比較器相連，將得到的命令信息傳入計(jì)算機(jī)(100)，調(diào)出計(jì)算機(jī)(100)內(nèi)部程序，對車輛進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，步進(jìn)電機(jī)脫擋、選軌、撥擋，離合器它們的介入時(shí)間為0.1秒的倍數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的控制系統(tǒng)，尤其屬于機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)。一種機(jī)動(dòng)車有級變速器換擋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括有級變速器，除此以外它還包括取樣器、比較器、存儲(chǔ)器、執(zhí)行件，取樣器還包括油門踏板傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器，其輸出端與比較器相連，比較器、存儲(chǔ)器為計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的另一端與執(zhí)行件相連，執(zhí)行件包括步進(jìn)電機(jī)、復(fù)數(shù)個(gè)控制開關(guān)，各控制開關(guān)分別與變速器的脫擋裝置、選軌裝置、撥擋裝置、離合器裝置相連。本系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)確率高、靈敏度高、組合的靈活性強(qiáng)，對各種機(jī)動(dòng)車都適用并具有防盜、找車功能。
文檔編號B60K31/00GK1396074SQ0213814
公開日2003年2月12日 申請日期2002年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者黃仰圣, 陳天鵬 申請人:黃仰圣, 陳天鵬