專利名稱：自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新能源(混合動力、純電動)客車、大、中型客車和中重型載貨車動力傳動系統(tǒng)，尤其是一種動力傳動系統(tǒng)中的自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自動變速器控制系統(tǒng)用于自動機(jī)械變速器(AMT)，加裝在干式離合器和齒輪變速器上。車輛運(yùn)行時(shí)，自動變速器控制系統(tǒng)根據(jù)總線動態(tài)數(shù)據(jù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗、油門踏板位置等)及車速、駕駛員操作等，確定最佳擋位，控制原由駕駛員人工完成的離合器分離與接合、換擋手柄的摘擋與掛擋以及發(fā)動機(jī)的油門開度的同步調(diào)節(jié)等操作過程，最終實(shí)現(xiàn)換擋過程的操縱自動化。自動機(jī)械變速器(AMT)與常用的AT (液力變矩器自動變速器) 比較，具有傳動效率高、油耗低、使用維護(hù)成本低、易于制造、操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是其省油的特點(diǎn)適合于商用車(大、中型客車和中重型載貨車)的應(yīng)用。在歐洲商用車領(lǐng)域，1986年首套AMT變速器開始使用，截至2010年AMT裝車總量已超過70%。而在中國這項(xiàng)技術(shù)雖然剛剛興起，但卻被越來越多的業(yè)內(nèi)人士看好，國內(nèi)多家變速器企業(yè)都在積極研發(fā)各自的AMT產(chǎn)品，而自動變速器控制系統(tǒng)是AMT產(chǎn)品的核心，也是開發(fā)難度最高的技術(shù)。目前，國內(nèi)商用車的AMT尚處在試用階段，自動變速器控制系統(tǒng)均使用WABCO、ZF 和伊頓的進(jìn)口產(chǎn)品，極少具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)。目前的自動變速器控制系統(tǒng)普遍存在整車匹配困難、通用互換性差、換擋品質(zhì)低、 試驗(yàn)測試成本高等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的自動機(jī)械變速器整車匹配困難；通用互換性差換擋品質(zhì)低；試驗(yàn)測試成本高，提供一種自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，包括控制單元、換擋操控器、自動離合器助力器、選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變速箱輸入軸傳感器、變速箱輸出軸傳感器、總線儀表、GPRS總線儀表、發(fā)動機(jī)ECU ；控制單元通過CAN總線分別連接換擋操控器，總線儀表，GPRS總線儀表，發(fā)動機(jī)ECU，并通過電路分別連接自動離合器助力器，選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 速箱輸入軸傳感器，變速箱輸出軸傳感器；其中換擋操控器的操作信號經(jīng)CAN總線進(jìn)入控制單元，變速箱輸入軸傳感器和變速箱輸出軸傳感器分別將變速器輸入軸、輸出軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號通過電路向控制單元傳遞，發(fā)動機(jī)ECU經(jīng)CAN總線發(fā)送發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油門開度數(shù)據(jù)信號給控制單元，控制單元采集上述數(shù)據(jù)并進(jìn)行擋位計(jì)算，并向自動離合器助力器和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送執(zhí)行指令信號； GPRS總線儀表實(shí)時(shí)采集整車、發(fā)動機(jī)ECU、變速器相關(guān)數(shù)據(jù)及故障信息采集信息，并通過 GPRS向遠(yuǎn)程平臺上傳送。選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三位氣缸模塊，單位氣缸模塊，通用滑道模塊，通用選擋滑塊模塊，通用換擋滑塊，撥桿；三位氣缸模塊依次連接單位氣缸模塊和通用選擋滑塊模塊，通用選擋滑塊模塊下面連接通用換擋滑塊及撥桿，側(cè)面連接通用滑道模塊。變速器輸出軸傳感器為雙轉(zhuǎn)速傳感器，可快速判定車輛進(jìn)退狀態(tài)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)快速采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、車速、變速器擋位、輸入軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速、油門踏板開度、制動缸壓力、 離合器位移、選換擋活塞位移等相關(guān)參數(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可視化曲線進(jìn)行詳盡分析，將相關(guān)參數(shù)統(tǒng)一按毫秒級時(shí)間并列顯示，可快速分析車輛起步、升降擋、加減速等各類工況下各參數(shù)演變過程，方便對控制策略進(jìn)行快速驗(yàn)證及個(gè)性化的定制，可快速標(biāo)定轉(zhuǎn)速傳感器、位移傳感器參量，實(shí)現(xiàn)快速匹配。模塊化的設(shè)計(jì)方案，使用積木式結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)，構(gòu)成不同擋位變速器擋位控制系統(tǒng)，關(guān)鍵零部件的通用化，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，為AMT產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)基礎(chǔ)，解決現(xiàn)有產(chǎn)品通用互換性差的現(xiàn)狀。軟件采用多參數(shù)控制策略，變速器輸出軸加裝32齒齒輪，提高轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)精度，提高系統(tǒng)對車輛運(yùn)行狀況測試精度，通過CAN總線對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行精確控制。 通過加速度傳感器實(shí)時(shí)進(jìn)行車輛頓挫感、舒適度的測試，正確選擇選換擋和離合器控制，提高換擋品質(zhì)。采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，利用總線行駛記錄儀實(shí)時(shí)采集整車、發(fā)動機(jī)、變速器相關(guān)數(shù)據(jù)及故障信息，通過GPRS (分組數(shù)據(jù)服務(wù))實(shí)時(shí)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程平臺，減少巨額試驗(yàn)測試費(fèi)用。解決現(xiàn)有產(chǎn)品試驗(yàn)測試成本高的問題。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)顯示界面圖；圖3是選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)立體圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，包括控制單元1、換擋操控器2、自動離合器助力器3、選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)4、變速箱輸入軸傳感器5、變速箱輸出軸傳感器6、總線儀表7、氣源8、GPRS總線儀表9、發(fā)動機(jī)E⑶10 ；控制單元1通過CAN總線分別連接換擋操控器2，總線儀表7，GPRS總線儀表9，發(fā)動機(jī)E⑶10，并通過電路分別連接自動離合器助力器 3，選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)4，速箱輸入軸傳感器5，變速箱輸出軸傳感器6。氣源8與自動離合器助力器3和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)4氣路連接。變速器輸出軸傳感器6將原車速傳感器齒輪由八齒改為三十二齒；并改為雙轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)速傳感器精度，并可快速判定車輛進(jìn)退狀態(tài)。a、針對現(xiàn)有產(chǎn)品整車匹配困難的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型采用可視化分析方法解決。選用高速CAN(總線)數(shù)據(jù)采集卡硬件，編制數(shù)據(jù)采集軟件，對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、車速、變速器擋位、輸入軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速、油門踏板開度、制動缸壓力、離合器位移、選換擋活塞位移等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可視化曲線進(jìn)行詳盡分析，快速標(biāo)定轉(zhuǎn)速傳感器、 位移傳感器參量，實(shí)現(xiàn)快速匹配。[0020]b、針對現(xiàn)有產(chǎn)品通用互換性差的現(xiàn)狀，采用模塊化設(shè)計(jì)方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。不同型號變速器對應(yīng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零部件通用，使用積木式結(jié)構(gòu)組合實(shí)現(xiàn)不同數(shù)量擋位的轉(zhuǎn)換。 如圖3所示，選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)4包括三位氣缸模塊11，單位氣缸模塊12，通用滑道模塊13， 通用選擋滑塊模塊14，通用換擋滑塊15，撥桿16 ；三位氣缸模塊11依次連接單位氣缸模塊 12和通用選擋滑塊模塊14，通用選擋滑塊模塊14下面連接通用換擋滑塊15及撥桿16，側(cè)面連接通用滑道模塊13。三位氣缸模塊11可實(shí)現(xiàn)氣缸三位置控制；單位氣缸模塊12可實(shí)現(xiàn)氣缸單位置控制；三位氣缸模塊11和單位氣缸模塊12的組合實(shí)現(xiàn)氣缸四位置控制；通用滑道模塊13，通用選擋滑塊模塊14和通用換擋滑塊15為通用模塊，撥桿16可實(shí)現(xiàn)撥位動作控制。上述模塊組合可分別構(gòu)成不同擋位變速器擋位控制。C、針對現(xiàn)有產(chǎn)品換擋品質(zhì)低的現(xiàn)狀，方法上采用多參數(shù)控制軟件策略，結(jié)構(gòu)方面提高轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)精度，通過CAN總線對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行精確控制。通過加速度傳感器實(shí)時(shí)進(jìn)行車輛頓挫感、舒適度的測試，正確選擇選換擋和離合器控制，提高換擋品質(zhì)。d、針對現(xiàn)有產(chǎn)品試驗(yàn)測試成本高的現(xiàn)狀，采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，利用總線行駛記錄儀實(shí)時(shí)采集整車、發(fā)動機(jī)、變速器相關(guān)數(shù)據(jù)及故障信息，通過GPRS(分組數(shù)據(jù)服務(wù))實(shí)時(shí)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程平臺，減少巨額試驗(yàn)測試費(fèi)用。如圖2所示，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、車速、變速器擋位、輸入軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速、油門踏板開度、制動缸壓力、離合器位移、 選換擋活塞位移等相關(guān)參數(shù)統(tǒng)一按毫秒級時(shí)間并列顯示，可快速分析車輛起步、升降擋、加減速過程中各參數(shù)演變過程，方便對控制策略進(jìn)行快速驗(yàn)證及個(gè)性化的定制。
權(quán)利要求1.一種自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，包括控制單元(1)、換擋操控器O)、自動離合器助力器( 、選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)、變速箱輸入軸傳感器( 、變速箱輸出軸傳感器(6)、總線儀表(7), GPRS總線儀表(9)、發(fā)動機(jī)ECU(IO)，其特在于所述控制單元(1)通過CAN總線分別連接換擋操控器0)，總線儀表(7)，GPRS總線儀表(9)和發(fā)動機(jī)ECU(IO)，并通過電路分別連接自動離合器助力器(3)，選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)G)，速箱輸入軸傳感器( 和變速箱輸出軸傳感器(6)；其中所述換擋操控器( 的操作信號經(jīng)CAN總線進(jìn)入控制單元(1)，變速箱輸入軸傳感器( 和變速箱輸出軸傳感器(6)分別將變速器輸入軸、輸出軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號通過電路向控制單元(1)傳遞，發(fā)動機(jī)ECU(IO)經(jīng)CAN總線發(fā)送發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油門開度數(shù)據(jù)信號給控制單元(1)，控制單元(1)采集上述數(shù)據(jù)并進(jìn)行擋位計(jì)算，并向自動離合器助力器(3)和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)發(fā)送執(zhí)行指令信號；GPRS總線儀表(9)實(shí)時(shí)采集整車、 發(fā)動機(jī)ECU(IO)、變速器相關(guān)數(shù)據(jù)及故障信息采集信息，并通過GPRS向遠(yuǎn)程平臺上傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，其特征在于所述選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)包括三位氣缸模塊(11)，單位氣缸模塊(12)，通用滑道模塊(13)，通用選擋滑塊模塊 (14)，通用換擋滑塊(15)，撥桿(16)；三位氣缸模塊(11)依次連接單位氣缸模塊(1 和通用選擋滑塊模塊(14)，通用選擋滑塊模塊(14)下面連接通用換擋滑塊(1 及撥桿(16)， 側(cè)面連接通用滑道模塊(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，其特征在于所述變速器輸出軸傳感器(6)為雙轉(zhuǎn)速傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動機(jī)械變速器控制系統(tǒng)，包括控制單元、換擋操控器、自動離合器助力器、選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變速箱輸入軸傳感器、變速箱輸出軸傳感器、總線儀表、GPRS總線儀表、發(fā)動機(jī)ECU；換擋操控器的操作信號經(jīng)CAN總線進(jìn)入控制單元，變速箱輸入軸傳感器和變速箱輸出軸傳感器分別將變速器輸入軸、輸出軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號通過電路向控制單元傳遞，發(fā)動機(jī)ECU經(jīng)CAN總線發(fā)送發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油門開度數(shù)據(jù)信號給控制單元，控制單元采集上述數(shù)據(jù)并進(jìn)行擋位計(jì)算，并向自動離合器助力器和選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送執(zhí)行指令信號；GPRS總線儀表實(shí)時(shí)采集整車、ECU發(fā)動機(jī)、變速器相關(guān)數(shù)據(jù)及故障信息采集信息，并通過GPRS向遠(yuǎn)程平臺上傳送。
文檔編號F16H59/68GK202327053SQ20112043156
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者汪正, 沈磊, 詹志勇, 鄒益慧, 陳垂強(qiáng), 陳青花 申請人:上海本安汽車傳動技術(shù)有限公司