[实用新型]车用有级变速器自动变速控制装置

说明书

本实用新型涉及一种车用有级变速器自动变速控制装置。

现代车辆传动系普遍使用的齿轮式有级变速器，其换档时机、换档档位及换档操作是根据车辆实际运行工况而人为随机应变的。中国专利CN2047233U《汽车电控气动换档装置》曾涉及过电控换档技术，但由于该技术不适于有级变速器的换档机理，因而并不实用，其主要失误在于：①换档时机及换档档位只能由档位选择开关人为确定，自动化程度甚低；②换档过程中发动机转速不能作闭环的同步跟踪，因而极易失控；③该装置未设置有“两脚离合器”换档操作时序，因而换档动作无法协调。

本实用新型就是针对以上不足，提供一种车用有级变速器自动变速控制装置，它由一组功能选择开关，一组信号传感器及参数测量电路、一个中央控制器、一组换档动作执行机构组成（如图1）。

该装置的功能选择开关，包括①“前进（F）、空档（N）、倒档（R）”运行模式选择开关K1；②“全自动（A）、半自动（MA）、手动（M）”换档模式选择开关K2；③仅在半自动换档模式下有效的“档位”选择开关（K1－Kv）；④“离合器”人为操作中断开关Q11；

该装置的信号传感器及参数测量电路，包括①发动机转速信号（或发动机转速表n）；②发动机负荷信号（％）；③设置于变速器输出端的车速信号（或车速表Va）。

该装置的换档动作执行机构，包括①可驱动离合器的动作执行机构；②可驱动发动机“油门”的动作执行机构；③可驱动该有级变速器各档位的动作执行机构。

该装置的中央控制器，则至少包括①转速跟踪电路；②档位选择电路；③换档动作协调电路。在此基础上，还可包括一组信号指示器及报警器，如①已置入或待置入档位指示；②前进、空档或倒档运行模式指示；③全自动、半自动或手动换档模式指示；④应加档或应减档提示；⑤发动机转速表；⑥车辆车速表；⑦置入倒档报警；⑧禁止换档报警；⑨控制系统故障自诊断信号；⑩电源指示等。

该装置在全自动换档模式下可根据车辆的即时实测参数自动选择换档时机及换档档位（包括加档或减档；逐级换档或越级换档）并自动实施其换档操作；在半自动换档模式下可根据档位选择开关的手动操作指令确定换档时机及换档档位（包括加档或减档；逐级换档或越级换档）并自动实施其换档操作；该系统还保留着原有的手动操作杆以在必要时仍可实施手动换档。

本实用新型解决了如下关键技术：

1、换档档位及换档时机的自动确定

在一定的发动机负荷下，变速器的应置入档位与该档下车辆的使用车速之间存在着“高档高速、低档低速”逐档对应的关系；因此若将车辆车速范围按档位分布逐级比例分段并将此图表存储于中央控制器档位选择电路，则只需实测即时的车辆车速并查询此图表便可自动确定与此车速相对应的应置入档位，其中包括加档或减档，逐级换档或越级换档；其换档时机（即车速分段点）为：以稍高于高一级待置入档位发动机最大扭矩转速所对应的车速为该档的最佳加档时机；以稍低于该档位发动机最大扭矩转速所对应的车速为该档向低一级待置入档位的最佳减档时机。

2、发动机负荷对换档时机的影响

因车辆行驶阻力（发动机负荷）不同，将使实际换档时机和换档档位发生明显差异，因此当发动机负荷较大时，应使加档时机相应延后而减档时机相应提前；而当发动机负荷较小时，应使加档时机相应提前而减档时机相应延后。为此应使内存的各档位置及换档点分布图表能随发动机负荷变化而相应偏移；或者应使与内存图表相比较的即时实测车速值能随发动机负荷变化而相应偏移。

3、置档时两待啮合齿轮的跟踪“同步”

齿轮式有级变速器换档动作成败的关键应使两待啮合齿轮在置档时跟踪“同步”。本实用新型的中央控制器的转速跟踪电路由乘法器将即时实测车速按待置入档位变速比换算为发动机理论转速，并由比较器将发动机即时实测转速与此理论转速相比较，由此随机应变地确定轰油量或松油量以确保两待啮合齿轮在置档时的跟踪“同步”。当然这还有赖于禁止换档电路的保证，以避免在极端情况下可能出现的发动机损坏和换档失败。

4、换档动作的程序协调

为遵循“两脚离合器”换档的动作操作时序，在“离合器”控制电路中串接有电容器；轰油及松油电控开关也连接在换档动作协调电路中，这样，不仅可使离合器动作分离后随即自动接合，而且可使两脚离合器之间的时间间隔由发动机转速同步跟踪所需时间自动确定，待置入档位的置档动作也只能在发动机转速完成动态同步跟踪后进行。