專利名稱：電子控制機械式自動變速方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種行車機械的變速方法及裝置。
用先進(jìn)的電子技術(shù)改造現(xiàn)有汽車上傳統(tǒng)的手動式機械變速器，使其自動化，不僅具有當(dāng)今液力自動變速器因自動變速所帶來的全部優(yōu)點，且具備齒輪式機械變速器價廉、傳動效率高的長處。
1984年日本五十鈴汽車公司在世界上首次將其研制的電子控制機械式變速器(NAV1-5)用于轎車，雖受到歡迎，但仍存在不足1.指導(dǎo)變速器的換擋是用穩(wěn)態(tài)兩參數(shù)(汽車車速V和發(fā)動機油門開度α)控制，它不能使汽車處于最佳狀態(tài)行駛;2.液壓缸中無緩沖裝置，故活塞的運動沖擊大，使液壓缸和齒輪的壽命降低;3.無安全應(yīng)急裝置，NAV1-5僅停留在微機有故障顯示上。
本發(fā)明的目的在于為汽車提供一種新的自動變速方法和一種性能好，成本低、安全可靠的電子控制機械式自動變速裝置。
本發(fā)明在控制換檔變速方法上提出用動態(tài)三參數(shù)(車速V、發(fā)動機油門開度α和加速度a)來控制變速，即在原來兩參數(shù)(車速V和發(fā)動機油門開度α)基礎(chǔ)上，引入了加速度a＝ (dV)/(dt) 作為控制換擋的重要參數(shù)。這種控制方法是先對發(fā)動機進(jìn)行動態(tài)外特性和速度特性試驗，再按整車參數(shù)與變速器各擋傳動比求出換擋特性，存儲于微機存儲器中。從傳感器采樣測得車速V、發(fā)動機油門開度α和通過對車速微分算出的加速度a，與存于微機中的換擋表的值比較，確定是否需換擋，微機據(jù)此發(fā)出換擋指令。
根據(jù)整車參數(shù)，在各種油門開度下，滿足離合器行程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及驅(qū)動輪附著條件時，計算該狀態(tài)的滑摩功L和車輛沖擊度j，優(yōu)化出離合器接合速度，存于微機，將反映司機意圖、車輛負(fù)荷與外界狀況油門開度信息輸入微機，同時從傳感器測得車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和擋位，據(jù)此，選出預(yù)存于微機中相應(yīng)的離合器接合速度，以此來控制離合器的接合。
本發(fā)明提供的電子控制機械式自動變速裝置，其結(jié)構(gòu)如下自動、手動轉(zhuǎn)換裝置1-1分別連接控制板1-2、變速前拉桿1-19、離合器踏板1-22和油門踏板1-23;控制板1-2分別連接離合器微機控制單元1-3和變速器微機控制單元1-4;離合器微機控制單元1-3與離合器位移傳感器1-5連接、與油門傳感器1-7連接、與步進(jìn)電機1-8連接、經(jīng)離合器控制電磁閥組1-6與離合器分離油缸1-16連接;油門傳感器1-7與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;步進(jìn)電機1-8固定在發(fā)動機節(jié)汽門1-15上;變速器微機控制單元1-4與發(fā)動機分電器1-9、車速傳感器1-13連接、分別經(jīng)變速器選擋電磁閥組1-10、變速器換擋電磁閥組1-11、變速器擋位信號傳感器1-12與變速執(zhí)行機構(gòu)1-17連接，與油門傳感器1-7連接;油門傳感器1-7與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;油泵1-14與油箱1-18除互相連接外，還分別與離合器控制電磁閥組1-6、變速器選擋電磁閥組1-10、變速器換擋電磁閥組1-11連接;變速前拉桿1-19經(jīng)拉桿機構(gòu)1-20、變速后拉桿1-21與變速執(zhí)行機構(gòu)1-17連接;離合器踏板1-22與位于離合器1-25上的離合器分離油缸1-16連接;油門踏板1-23與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;發(fā)動機分電器1-9和發(fā)動機節(jié)汽門1-15位于發(fā)動機1-24上;離合器位移傳感器1-5位于離合器分離油缸1-16上;車速傳感器1-13和變速執(zhí)行機構(gòu)1-17位于變速器1-26上。
自動、手動轉(zhuǎn)換裝置由閥體2-1、閥芯2-16、推桿2-12、端蓋2-4、踏板2-11組成。其中閥體2-1上有直徑不同的兩通孔，并設(shè)有油口2-2、2-5、2-6、2-7和2-15，左端側(cè)面有放置鋼珠2-8、彈簧2-9和調(diào)整螺帽2-10的定位孔;左端固連有踏板2-11的推桿2-12上有定位環(huán)槽2-13;閥芯2-16上有環(huán)形油道2-14和2-17、右端有放置彈簧2-3的定位孔、中間有通孔;閥體2-1上直徑不同的兩通孔內(nèi)分別裝推桿2-12和閥芯2-16，閥體2-1右端與端蓋2-4連接。
拉桿機構(gòu)1-20中，外筒3-3內(nèi)壁有半圓形環(huán)槽，右端與前蓋3-6連接;內(nèi)筒3-4一端壁上有四個均布通孔，外筒3-3套于內(nèi)筒3-4，定位鋼球3-18置于通孔和半圓形環(huán)槽中;中軸3-17外套內(nèi)筒3-4，其小直徑上套有彈簧3-15，右端與拉絲3-14左端固連，左端有一錐面;中空的連接螺桿3-5兩端分別與內(nèi)筒3-4和外伸套筒3-11連接;外伸套筒3-11另一端與固定有軟軸夾子3-9的前拉桿3-8連接;拉絲3-14另一端經(jīng)連接螺桿3-5中心孔、外伸套筒3-11上的斜孔和拉絲軟軸3-7引出;外伸套筒3-11上配有銷軸3-12和銷套3-13;后蓋3-2兩端分別與后拉桿3-1和外筒3-3連接。
在變速執(zhí)行機構(gòu)1-17中，換擋油缸5-10和選擋油缸6-3相互正交;殼體5-1上設(shè)有通氣孔5-20;換擋活塞軸5-19兩頭設(shè)有凸臺，形成節(jié)流柱面5-12、5-27和節(jié)流錐面5-11、5-26;換擋活塞軸5-19一端套有活塞套5-21，另一端套有密封圈5-13;換擋撥塊5-3與換擋活塞軸5-19由彈性銷5-6固連，換擋撥塊5-3上有與擋位信號傳感器5-4接觸的環(huán)形凹槽5-5，下部有矩形凹槽;端蓋5-8、5-22上有油管接口5-9、5-24，還有形成節(jié)流腔5-7、5-23的環(huán)形空間;換擋撥頭體6-18與選擋活塞軸6-16由彈性銷6-11固連;選擋活塞軸6-16上設(shè)有與選擋信號傳感器6-13接觸的選擋信號凹槽6-15、一端套有活塞套6-4、另一端套有密封圈6-19;換擋臂6-14與選擋活塞軸6-16一端連接;端蓋6-1上有油管接口6-27，還有形成節(jié)流腔6-2的環(huán)形空間;選擋活塞軸6-16上設(shè)有凸臺，形成節(jié)流柱面6-22、6-25和節(jié)流錐面6-21、6-26;選擋撥頭軸5-15兩端呈方形，分別與選擋撥頭5-18及選擋臂5-14上的方孔配合;選擋臂5-14與拉桿機構(gòu)1-20上的后拉桿3-1連接;殼體6-7上設(shè)有通氣孔6-24和油管接口6-6;端蓋5-8、5-22和6-1分別與殼體5-1和6-7螺栓連接。
下面對本發(fā)明的原理及工作過程進(jìn)行描述
由于汽車起步換擋時，發(fā)動機和傳動系都是處于非穩(wěn)定的動態(tài)過程，而目前世界上僅用車速V和發(fā)動機油門開度α兩個參數(shù)來控制換擋，是屬于穩(wěn)定的靜態(tài)控制方法。本發(fā)明在現(xiàn)有兩參數(shù)基礎(chǔ)上，引入了加速度a＝ (dv)/(dt) ，來控制換擋，它能真實地反映車輛的運行狀態(tài)，可獲得最佳運行效果。
離合器工作過程十分復(fù)雜，因車輛是切斷動力換擋，要經(jīng)歷松油門、分離離合器、變速器摘空擋，掛新?lián)?、重新接合離合器加大油門等一系列動作，它不僅受車輛爬坡度、負(fù)載、油門踏板程度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速和變速器擋位等因素影響，即使在同樣行駛工況下，也會因偶然出現(xiàn)的情況或司機人為因素，對離合器產(chǎn)生不同的操縱速度，影響汽車的性能。而最佳控制方法應(yīng)滿足a.接合平順柔和，即不應(yīng)有過高的加速度變化率-沖擊度j＝ (da)/(dt) ;b.使用壽命長，即滑摩功L要小。
但這兩個要求互相矛盾，要使兩者都達(dá)到絕對最優(yōu)解是困難的。我們是通過多目標(biāo)函數(shù)的模糊評價而轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化，從整體上求得最優(yōu)解，達(dá)到離合器的最佳控制。如圖8所示，它是根據(jù)整車參數(shù)，在各種油門開度下，滿足離合器行程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及驅(qū)動輪的附著條件等要求，計算該狀態(tài)下的滑摩功與沖擊度，最后優(yōu)化出離合器的最佳接合速度，將所得結(jié)果存儲于離合器微機控制單元1-3。起步時，司機控制離合器接合速度的意圖，通過油門踏板開度的大小及其變化率、發(fā)動機油門開度等輸入微機，以存于微機中起步時相應(yīng)的離合器接合控制程序控制其接合速度。同時要求發(fā)動機按離合器接合要求加大油門，進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。換擋時，因滑摩功比起步時小，故接合速度比起步時快，由于汽車已經(jīng)運動，除油門控制參數(shù)外，同時還從傳感器獲得車速、加速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、擋位等信號，從存儲器中選出相應(yīng)的換擋時的離合器最佳接合方案控制接合速度。
為實現(xiàn)最佳接合規(guī)律，設(shè)計了相應(yīng)的液壓系統(tǒng)。如圖4所示的液壓控制系統(tǒng)，其中離合器由一個電磁閥4-8控制分離，而用三個不同流量的放油電磁閥4-9、4-10和4-11按需要進(jìn)行組合，且均為閉環(huán)脈寬調(diào)節(jié)，以使按離合器最佳控制方法的要求，實現(xiàn)各種不同情況下離合器的最佳控制。
自動變速器控制裝置不僅能按動態(tài)三參數(shù)控制方法進(jìn)行自動變速，而且還能實現(xiàn)和一般汽車駕駛方法相同的手動操縱駕駛，此外還有選擋、換擋到位時的液壓緩沖裝置。對于運輸車輛來說，其工作可靠性是十分重要的，本發(fā)明采用雙微機控制系統(tǒng)，能有效地防止微機部分出現(xiàn)故障;同時還附加了一套手動控制裝置，一旦電子自動控制部分失靈，便馬上可實現(xiàn)手動駕駛。
1、微機控制自動操縱系統(tǒng)(1)工作原理為實現(xiàn)自動操縱，首先要將自動、手動轉(zhuǎn)換裝置1-1的踏板2-11抬起，此時，閥芯2-16在回位彈簧2-3的作用下，閥芯2-16被定位在最左端，此時油口2-15和2-7通過閥芯2-16上的環(huán)形油道2-14被連通;油口2-15與離合器分離油缸4-16相連，油口2-7與離合器控制電磁閥組1-6相連，此時離合器微機控制單元1-3便可根據(jù)最佳規(guī)律控制離合器。變速控制是通過變速器微機控制單元1-4自動完成的。該微機控制單元中存有各種最佳換擋規(guī)律及控制命令，通過控制板1-2，可向微機發(fā)控制命令和選擇控制規(guī)律。離合器微機控制單元1-3和變速器微機控制單元1-4根據(jù)控制命令及傳感器測得的參數(shù)控制變速器選擋電磁閥組1-10和變速器換擋電磁閥組1-11相應(yīng)的電磁閥，實現(xiàn)自動換擋。
(2)自動變速工作過程駕駛員根據(jù)需要，扳動控制板上的開關(guān)，選定相應(yīng)的換擋規(guī)律。扳動運行開關(guān)，則離合器微機控制單元1-3和變速器微機控制單元1-4開始運行。根據(jù)車速傳感器1-13測得的車速信號V，再算出加速度a，以及由油門傳感器測得的油門α這三個參數(shù)值，與存于微機的換擋模型比較，決定是否換擋。
a.離合器分離過程離合器微機控制單元1-3發(fā)分離指令后，其驅(qū)動電路使離合器控制電磁閥組1-6的離合器進(jìn)油電磁閥4-8接通，油泵1-14(4-2)的壓力油經(jīng)此油路流入離合器分離油缸1-16(4-16)推動活塞使離合器分離。
b.置空擋離合器分離后，變速器微機控制單元1-4發(fā)出置空擋指令，此時變速器換擋電磁閥4-14、4-15油路同時接通。換擋活塞軸4-19在兩端壓力差作用下回到空擋位置。由圖5可以看到由于有活塞有5-21，使換擋活塞軸5-19左端端面積大于右端端面積，因此左端所受壓力大于右端，使活塞套5-21與換擋活塞軸5-19一起向右運動。當(dāng)活塞套5-21運動到臺階5-2時，被擋住。因換擋活塞軸5-19左端端面積小于右端，所以停在空擋位置。若開始時，換擋活塞軸5-19位于右端，此時右端受力大于左端(活塞套5-21受力作用定位在臺階5-2上)，在壓差作用下，換擋活塞軸5-19向左運動，運動到空擋位置，活塞套5-21端面頂在換擋活塞軸臺階上，換擋活塞軸5-19停在空擋位置。
c.選擋進(jìn)入空擋后，變速器微機控制單元1-4發(fā)選擋指令，控制變速器選擋電磁閥組1-10，若電磁閥4-12、4-13均與油泵4-2連通，則選擋活塞6-23在兩端壓力差作用下，停在中間位置，其原理與置空擋相同。若控制電磁閥4-12，使油管接口6-27與油箱4-19通，控制電磁閥4-13，使油管接口6-6與油泵通，則活塞在壓力油作用下，移向左端，選在1，倒擋位置。反之，則移向右端，選在4、5擋位置。(選擋活塞軸6-16左右移動，帶動換擋撥頭體6-18運動，換擋撥頭體6-18上的下球頭與變速器內(nèi)選換擋桿上的凹槽配合，使其左右轉(zhuǎn)動，完成選擋。
d.換擋選擋到位后，變速器微機控制單元1-4控制變速器換擋電磁閥組1-11(4-14、4-15)，使換擋油缸的一端通油箱4-19，另一端通油泵4-2，使換擋活塞軸5-19向左或向右移動。固連在換擋活塞軸5-19上的換擋撥塊5-3，其下部凹槽卡住換擋撥頭體5-17上球頭。撥頭體左右擺動，其下球頭帶動選、換擋桿前后移動，完成換擋動作。
e.離合器接合過程換擋到位后，變速器擋位信號傳感器1-12發(fā)出換擋結(jié)束信號，變速器微機控制單元1-4收到此信號后通知離合器微機控制單元1-3，離合器微機控制單元1-3發(fā)接合離合器命令，此時驅(qū)動電路使放油電磁閥4-9、10、11油路接通，離合器上的回位彈簧使離合器油缸中的活塞回位，同時使油缸中的油經(jīng)放油電磁閥4-9、10、11返回油箱4-19，完成離合器接合動作。離合器活塞桿上裝有位移傳感器7-7，離合器微機控制單元1-3可以實時地將離合器的位移量采集回來。離合器泄油閥開閥時間由微機控制。改變一個周期內(nèi)開閥的時間(脈寬調(diào)制)，即可改變離合器的接合規(guī)律。本發(fā)明的離合器微機控制單元1-3中存有九種接合規(guī)律，在起步時，變速器微機控制單元1-4可以根據(jù)發(fā)動機油門開度α及經(jīng)發(fā)動機分電路1-9測得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號來確定相應(yīng)的起步接合規(guī)律。
f.液壓阻尼過程由上述選擋、換擋工作過程可知，選擋、換擋活塞，在油壓作用下作加速運動，到位時將產(chǎn)生很大沖擊，影響系統(tǒng)的壽命。本發(fā)明在選擋、換擋活塞軸5-16、5-19端部加工有節(jié)流表面(即節(jié)流柱面5-12、5-27、6-22、6-25，節(jié)流錐面5-11、5-26、6-21、6-26)以及相應(yīng)的節(jié)流腔5-7、5-23、6-2、6-20，當(dāng)節(jié)流表面進(jìn)到相應(yīng)的節(jié)流腔后，節(jié)流表面與節(jié)流腔內(nèi)壁形成狹縫，油缸中的液體經(jīng)狹縫擠出，從而產(chǎn)生阻尼，緩和了沖擊。
2.手動操縱自動操縱系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，司機可及時轉(zhuǎn)入手動操縱，恢復(fù)原車的駕駛狀態(tài)。其恢復(fù)過程為(1)接通離合器和制動器油路駕駛員踏下自動、手動轉(zhuǎn)換裝置1-1上的踏板2-11，此時推桿2-12向右運動，并推動閥芯2-16向右，到位后定位鋼球2-8被彈簧2-9壓到定位環(huán)槽2-13中定位，油口2-15與油口2-6被閥芯2-16上的環(huán)形油道2-14接通。油口2-15經(jīng)油管與分離油缸7-6相通。油口2-6經(jīng)油管與離合器主油缸7-4相通。駕駛員通過離合器踏板7-3，便可操縱離合器的分離與接合。
(2)恢復(fù)手動變速的過程自動操縱時，為防止變速桿被變速執(zhí)行機構(gòu)1-17中的選擋臂5-14、換擋臂6-14帶動，在該裝置中設(shè)有拉桿機構(gòu)1-20。在手動操縱時，應(yīng)將拉絲軟軸3-7松開，此時中軸3-17在彈簧3-15的作用下向左移動，中軸3-17的粗大部分將定位鋼球3-18壓入外筒3-3的圓形環(huán)槽中，使外筒3-3與內(nèi)筒3-4連為一體。由于通過內(nèi)外套筒及定位鋼球?qū)⑶昂罄瓧U固連到一起，所以司機通過操縱拉桿，便可恢復(fù)原車的手動變速操縱。自動操縱時，司機提拉拉絲軟軸3-7，因拉絲3-14一端與拉絲軟軸3-7固連，另一端通過緊固螺釘3-16與中軸3-17固連，所以中軸3-17也被拉動。定位鋼球3-18經(jīng)中軸3-17上的錐面進(jìn)入中軸3-17的小直徑部分，此時定位鋼球3-18與外筒3-3的圓形環(huán)槽脫離，外筒3-3可相對內(nèi)筒3-4運動，這樣自動換擋時駕駛室中的選擋、換擋拉桿靜止不動。
(3)選擋過程如前述手動操縱時，通過拉桿機構(gòu)1-20，使前后拉桿3-8、3-1固連在一起，后拉桿3-1與選擋臂5-14固連。司機上提換擋桿，則通過選擋拉桿，將運動傳到選擋臂5-14，選擋軸5-15上端與選擋臂5-14固連，選擋撥頭軸5-15下端與選擋撥頭5-18固連，這樣選擋拉桿上移使選擋軸5-15向右轉(zhuǎn)，其上的選擋撥頭5-18撥動換擋撥頭體6-18，換擋撥頭體6-18上的球頭使變速器中的換擋撥桿向左轉(zhuǎn)22°，此時選上4、5擋;反之換擋桿向下推，則變速器中的換擋撥桿向右轉(zhuǎn)22°，選上1、倒擋，換擋桿在中間位置時，為2、3擋。
(4)換擋過程與選擋相同，換擋前拉桿3-8與后拉桿3-1通過拉桿機構(gòu)1-20固連，后拉桿3-1與換擋臂6-14固連。司機向前推換擋手柄，換擋臂6-14帶動選擋活塞軸6-16逆時針轉(zhuǎn)動，與該軸固連的選擋撥頭體6-18一起轉(zhuǎn)動，則撥頭體下球頭撥動變速器中的換擋撥桿，撥桿撥動相應(yīng)的換擋撥叉，與選擋配合，換上相應(yīng)擋位(5、2、倒擋)，反之，司機向后扳換擋手柄，則換上4、3、1擋，換擋桿在中間位置時，為空擋。
本發(fā)明的積極效果在于因為有自動操縱和手動操縱兩套控制系統(tǒng)，自動操縱系統(tǒng)按動態(tài)三參數(shù)進(jìn)行換擋控制，離合器按優(yōu)化的最佳規(guī)律運行。自動操縱時，可消除司機的技術(shù)差異，使汽車按最佳狀況行駛，最大限度地發(fā)揮其使用性能，減輕了司機的勞動強度，改善了行駛安全性，提高了燃料經(jīng)濟性，起步、換擋平穩(wěn)，還提高了乘坐舒適性和傳動系零部件壽命。一旦自動操縱系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可及時轉(zhuǎn)入手動操縱，方便可靠。
3.實施例本方案的實施例如圖2、3、4、5、6所示。圖2中閥芯2-16直徑D＝16-0.005-0.01，閥體2-1內(nèi)徑d＝16+0.01。定位鋼球2-8直徑φ＝6mm;圖3中，中軸3-17錐面錐度ψ＝30°、圖4中齒輪泵流量Q＝2升/分;系統(tǒng)壓力P＝30kgf/cm2;蓄能器4-6的容量V＝4-6升;離合器放油電磁閥為高速開關(guān)閥，切換時間t≯30毫秒。圖5、6中的節(jié)流錐面錐度ψ＝30°，節(jié)流圓柱面與節(jié)流腔內(nèi)表面之間的間隙為0.05mm。
4.


圖1為電子控制機械式自動變速裝置的組成示意圖。
1-1自動、手動轉(zhuǎn)換裝置;1-2控制板;1-3離合器微機控制單元;1-4變速器微機控制單元;1-5離合器位移傳感器;1-6離合器控制電磁閥組;1-7油門傳感器;1-8步進(jìn)電機;1-9發(fā)動機分電器;1-10變速器選擋電磁閥組;1-11變速器換擋電磁閥組;1-12變速器擋位信號傳感器;1-13車速傳感器;1-14油泵;1-15發(fā)動機節(jié)汽門;1-16離合器分離油缸;1-17變速執(zhí)行機構(gòu);1-18油箱;1-19變速前拉桿;1-20拉桿機構(gòu);1-21變速后拉桿;1-22離合器踏板;1-23油門踏板;1-24發(fā)動機;1-25離合器;1-26變速器。
圖2為自動、手動轉(zhuǎn)換裝置剖視圖。
2-1閥體;2-2油口;2-3回位彈簧;2-4后蓋;2-5油口;2-6油口、2-7油口;2-8定位鋼球;2-9彈簧;2-10調(diào)整螺帽;2-11踏板;2-12推桿;2-13定位環(huán)槽;2-14環(huán)形油道;2-15油口;2-16閥芯;2-17環(huán)形油道。
圖3為拉桿機構(gòu)剖視圖。
3-1后拉桿;3-2后蓋;3-3外筒;3-4內(nèi)筒;3-5連接螺桿;3-6前蓋;3-7拉絲軟軸;3-8前拉桿;3-9軟軸夾子;3-10鎖緊螺母;3-11外伸套筒;3-12銷軸;3-13銷套;3-14拉絲;3-15彈簧;3-16緊固螺釘;3-17中軸;3-18定位鋼球。
圖4為液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
4-1電機;4-2油泵;4-3安全閥;4-4單向閥;4-5電磁溢流閥;4-6蓄能器;4-7壓力繼電器;4-8離合器進(jìn)油電磁閥;4-9、10、11放油電磁閥;4-12、13變速器選擋電磁閥;4-14、15變速器換擋電磁閥;4-16離合器分離油缸;4-17選擋油缸;4-18換擋油缸;4-19油箱。
圖5為變速執(zhí)行機構(gòu)縱剖視圖。
5-1殼體;5-2臺階;5-3換擋撥塊;5-4擋位信號傳感器;5-5環(huán)形凹槽;5-6彈性銷;5-7節(jié)流腔;5-8端蓋;5-9油管接口;5-10換擋油缸;5-11節(jié)流錐面;5-12節(jié)流柱面;5-13密封圈;5-14選擋臂;5-15選擋撥頭軸;5-16選擋活塞軸;5-17換擋撥頭體;5-18選擋撥頭;5-19換擋活塞軸;5-20通氣孔;5-21活塞套;5-22端蓋;5-23節(jié)流腔;5-24油管接口;5-25換擋油缸;5-26節(jié)流錐面;5-27節(jié)流柱面。
圖6為變速執(zhí)行機構(gòu)橫剖視圖。
6-1端蓋;6-2節(jié)流腔;6-3選擋油缸;6-4活塞套;6-5臺階;6-6油管接口;6-7殼體;6-8換擋活塞軸;6-9擋位信號傳感器;6-10換擋撥頭體;6-11彈性銷;6-12選擋臂;6-13選擋信號傳感器;6-14換擋臂;6-15選擋信號凹槽;6-16選擋活塞軸;6-17選擋撥頭;6-18選擋撥頭體;6-19密封圈;6-20節(jié)流腔;6-21節(jié)流錐面;6-22節(jié)流柱面;6-23選擋活塞;6-24通氣孔;6-25節(jié)流柱面;6-26節(jié)流錐面;6-27油管接口。
圖7為離合器操縱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
7-1自動、手動轉(zhuǎn)換裝置;7-2自動操縱分離缸進(jìn)油道(圖2的2-7);7-3離合器踏板;7-4主油缸;7-5離合器;7-6分離油缸;7-7位移傳感器。
圖8為離合器接合方式流程圖。
權(quán)利要求
1.電子控制機械式自動變速方法，其特征在于先對發(fā)動機進(jìn)行動態(tài)外特性和速度特性試驗，再按整車參數(shù)與變速器各擋傳動比求出換擋特性，存儲于微機存儲器中。從傳感器采樣測得車速V、發(fā)動機油門開度α和通過對車速微分算出的加速度a= (dv)/(dt) ，與存于微機中的換擋表的值比較，確定是否需換擋，微機據(jù)此發(fā)出換擋指令。根據(jù)整車參數(shù)，在各種油門開度下，滿足離合器行程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及驅(qū)動輪附著條件時，計算該狀態(tài)的滑摩功L和車輛沖擊度j，優(yōu)化出離合器接合速度，存于微機，將反映司機意圖、車輛負(fù)荷與外界狀況的油門開度信息輸入微機，同時從傳感器測得車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和擋位，據(jù)此，選出預(yù)存于微機中相應(yīng)的離合器接合速度，以此來控制離合器的接合。
2.一種電子控制機械式自動變速裝置，其特征在于自動、手動轉(zhuǎn)換裝置1-1分別連接控制板1-2、變速前拉桿1-19、離合器踏板1-22和油門踏板1-23;控制板1-2分別連接離合器微機控制單元1-3和變速器微機控制單元1-4;離合器微機控制單元1-3與離合器位移傳感器1-5、連接與油門傳感器1-7連接、與步進(jìn)電機1-8連接、經(jīng)離合器控制電磁閥組1-6與離合器分離油缸1-16連接;油門感器1-7與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;步進(jìn)電機1-8固定在發(fā)動機節(jié)汽門1-15上;變速器微機控制單元1-4與發(fā)動機分電器1-9、車速傳感器1-13連接、分別經(jīng)變速器選擋電磁閥組1-10、變速器換擋電磁閥組1-11、變速器擋位信號傳感器1-12與變速執(zhí)行機構(gòu)1-17連接，與油門傳感器1-7連接;油門傳感器1-7與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;油泵1-14與油箱1-18除互相連接外，還分別與離合器控制電磁閥組1-6、變速器選擋電磁閥組1-10、變速器換擋電磁閥組1-11連接;變速前拉桿1-19經(jīng)拉桿機構(gòu)1-20、變速后拉桿1-21與變速執(zhí)行機構(gòu)1-17連接;離合器踏板1-22與位于離合器1-25上的離合器分離油缸1-16連接;油門踏板1-23與發(fā)動機節(jié)汽門1-15連接;發(fā)動機分電器1-9和發(fā)動機節(jié)汽門1-15位于發(fā)動機1-24上;離合器位移傳感器1-5位于離合器分離油缸1-16上;車速傳感器1-13和變速執(zhí)行機構(gòu)1-17位于變速器1-16上。
3.按權(quán)利要求2所述的電子控制機械式自動變速裝置，其特征在于自動、手動轉(zhuǎn)換裝置由閥體2-1、閥芯2-16、推桿2-12、端蓋2-4、踏板2-11組成，其中閥體2-1上有直徑不同的兩通孔，并設(shè)有油口2-2、2-5、2-6、2-7和2-15，左端側(cè)面有放置鋼珠2-8、彈簧2-9和調(diào)整螺帽2-10的定位孔;左端固連有踏板2-11的推桿2-12上有定位環(huán)槽2-13;閥芯2-16上有環(huán)形油道2-14和2-17、右端有放置彈簧2-3的定位孔、中間有通孔;閥體2-1上直徑不同的兩通孔內(nèi)分別裝推桿2-12和閥芯2-16，閥體2-1右端與端蓋2-4連接。
4.按權(quán)利要求2所述的電子控制機械式自動變速裝置，其特征在于拉桿機構(gòu)1-20中，外筒3-3內(nèi)壁有半圓形環(huán)槽，右端與前蓋3-6連接;內(nèi)筒3-4一端壁上有四個均布通孔，外筒3-3套于內(nèi)筒3-4，定位鋼球3-18置于通孔和半圓形環(huán)槽中;中軸3-17外套內(nèi)筒3-4，其小直徑上套有彈簧3-15，右端與拉絲3-14左端固連，左端有一錐面;中空的連接螺桿3-5兩端分別與內(nèi)筒3-4和外伸套筒3-11連接;外伸套筒3-11另一端與固定有軟軸夾子3-9的前拉桿3-8連接;拉絲3-14另一端經(jīng)連接螺桿3-5中心孔、外伸套筒3-11上的斜孔和拉絲軟軸3-7引出;外伸套筒3-11上配有銷軸3-12和銷套3-13;后蓋3-2兩端分別與后拉桿3-1和外筒3-3連接。
5.按權(quán)利要求2所述的電子控制機械式自動變速裝置，其特征在于變速執(zhí)行機構(gòu)1-17中，換擋油缸5-10和選擋油缸6-3相互正交;殼體5-1上設(shè)有通氣孔5-20;換擋活塞軸5-19兩頭設(shè)有凸臺，形成節(jié)流柱面5-12、5-27和節(jié)流錐面5-11、5-26;換擋活塞軸5-19一端套有活塞套5-21，另一端套有密封圈5-13;換擋撥塊5-3與換擋活塞軸5-19由彈性銷5-6固連，換擋撥塊5-3上有與擋位信號傳感器5-4接觸的環(huán)形凹槽5-5，下部有矩形凹槽;端蓋5-8、5-22上有油管接口5-9、5-24，還有形成節(jié)流腔5-7、5-23的環(huán)形空間;換擋撥頭體6-18與選擋活塞軸6-16由彈性銷6-11固連;選擋活塞軸6-16上設(shè)有與選擋信號傳感器6-13接觸的選擋信號凹槽6-15、一端套有活塞套6-4、另一端套有密封圈6-19;換擋臂6-14與選擋活塞軸6-16一端連接;端蓋6-1上有油管接口6-27，還有形成節(jié)流腔6-2的環(huán)形空間;選擋活塞軸6-16上設(shè)有凸臺，形成節(jié)流柱面6-22、6-25和節(jié)流錐面6-21、6-26;選擋撥頭軸5-15兩端呈方形，分別與選擋撥頭5-18及選擋臂5-14上的方孔配合;選擋臂5-14與拉桿機構(gòu)1-20的后拉桿3-1連接;殼體6-7上設(shè)有通氣孔6-24和油管接口6-6;端蓋5-8、5-22和6-1分別與殼體5-1和6-7螺栓連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行走機械的變速方法和裝置。在控制換擋變速方法上提出用動態(tài)三參數(shù)——車速、發(fā)動機油門開度和加速度來控制變速。在變速裝置中，設(shè)置了自動操縱和手動操縱兩套控制系統(tǒng)。自動操縱系統(tǒng)按動態(tài)三參數(shù)進(jìn)行換擋控制，離合器按優(yōu)化的最佳規(guī)律運行。一旦自動操縱系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可及時轉(zhuǎn)入手動操縱。采用本發(fā)明，可消除司機的技術(shù)差異，使汽車按最佳狀態(tài)行駛，可提高燃料經(jīng)濟性，乘坐舒適性和傳動系零部件壽命。
文檔編號B60K31/02GK1061000SQ9010887
公開日1992年5月13日 申請日期1990年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月1日
發(fā)明者葛安林, 武文治, 羅邦杰, 秦貴和, 張?zhí)煲? 姜家吉, 李煥松 申請人:吉林工業(yè)大學(xué)