CN102478111A - 公交汽车变速箱控制器及其自动变速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公交汽车变速箱控制器及其自动变速控制方法，其控制器包括主控制器、温度检测传感器和车速信号处理单元、车速检测传感器和输出信号处理单元，输出信号处理单元的输出端接液压操作系统，液压操作系统的输出端接变速箱和离合器，车速信号处理单元包括A/D转换器和滤波电路，液压操作系统包括电磁阀一、电磁阀二、泵继电器、换挡动作缸、离合器动作缸和液压泵；其方法包括步骤：一、温度和车速信号的采集及传输，二、温度和车速信号的处理以及公交汽车行驶状态的识别，三、控制信号的数模转换，四、离合器、档位及液压泵的控制。本发明设计合理、操作简便且智能化程度高、平稳性和舒适性好，延长了变速箱的使用寿命，经济实用。

Description

公交汽车变速箱控制器及其自动变速控制方法

技术领域

本发明属于公交汽车变速箱自动控制技术领域，尤其是涉及一种公交汽车变速箱控制器及其自动变速控制方法。

背景技术

变速箱是汽车的关键部件之一，主要具有以下四种功能：1、在较大范围内改变汽车行驶的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小；2、实现倒车行驶；3、实现空挡。如果变速箱出现故障，汽车将出现以下八种故障：1、挂挡时，不能顺利进入挡位；2、挂挡后超过1秒松开刹车，车辆运行乏力不能自动蠕动起步；3、提速不好，上升到一定车速后，踩下油门，加速无作用；4、变速箱变速时，挡位脱不开；5、变速箱自动脱挡或乱挡；6、挂挡后或在行驶中出现过大震动；7、在平稳行驶中，发动机转速突然升高，感觉发动机动力输出突然中断；8、变速箱异响，在变速箱前部和油底壳下响声明显。

变速箱作为汽车的关键部件之一，分为手动变速箱、纯液孔变速箱、电控机械自动变速箱及电控液力自动变速箱等。而现在的公交汽车所使用的变速箱，大多是90年代的产品，是靠驾驶员的技术能力进行操作，使用变化比较频繁，汽车普遍技术性能差等因素，存在的缺点有：变速箱早期损坏，离合器早期损坏，传动系统早期损坏，影响公交服务质量，维修麻烦，更换成本高，如果没有及时发现并及时维修，还容易引起重大的交通事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计合理、智能化程度高且使用效果好、经济实用的公交汽车变速箱控制器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种公交汽车变速箱控制器，其特征在于：包括根据油温和车速对变速箱进行自动变速控制的主控制器，所述主控制器的输入端接对变速箱的油温进行检测的温度检测传感器和对车速信号进行处理的车速信号处理单元，所述车速信号处理单元的输入端接车速检测传感器，所述主控制器接收温度检测传感器所采集的油温信号和车速信号处理单元所处理后的车速信号并经过分析处理后输出控制信号给接在其输出端的输出信号输出信号处理单元，所述输出信号处理单元的输出端接液压操作系统，所述液压操作系统的输出端接变速箱和离合器；所述车速信号处理单元由依次相接的A/D转换器和滤波电路构成；所述液压操作系统由电磁阀一、电磁阀二和泵继电器以及分别与电磁阀一、电磁阀二和泵继电器相接的换挡动作缸、离合器动作缸和液压泵构成。

所述主控制器为单片机。

所述单片机为芯片C8051F040、ATmega128或MSP430F247。

所述温度检测传感器为芯片TMP04。

所述输出信号处理单元为D/A转换电路。

本发明还提供了一种数据处理能力强、速度快且实用价值高的公交汽车变速箱自动变速控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、温度检测传感器采集变速箱的油温信号并将采集到的信号传送给主控制器，同时，车速信号处理单元采集车速检测传感器所采集到的公交汽车车速信号并经过A/D转换和滤波处理后传送给主控制器；

步骤二、主控制器处理接收温度检测传感器所采集到的温度信号和车速信号处理单元所处理后的车速信号，主控制器依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，主控制器将处理后用于控制离合器离合、变换档位和液压泵开关的控制信号传送到输出信号处理单元。

步骤三、输出信号处理单元将主控制器输入的控制信号进行数模转换后传送到液压操作系统；

步骤四、液压操作系统接收所述输出信号处理单元所处理后的控制信号，液压操作系统控制离合器的离或合，液压操作系统控制变速箱变换档位，液压操作系统控制液压泵的打开或关闭。

上述步骤四所述中液压操作系统是由所述电磁阀一、电磁阀二和泵继电器接收输出信号处理单元所处理后的控制信号并分别使换挡动作缸带动离合器离或合、使离合器动作缸带动变速箱档位拨叉动作或使泵继电器打开或关闭液压泵。

上述步骤二中所述主控制器依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，其中所识别的公交汽车的行驶状态以及传送到输出信号处理单元中的控制信号包括以下四种：

201、公交汽车起步状态，主控制器输出控制信号使公交汽车维持一档行走一定的时间；

202、变速箱的油温达到许可的下限状态，主控制器根据公交汽车的车速比较，看是否自动提高档位，并发出相应的控制信号给输出信号处理单元。

203、公交汽车的车速在20公里/时-60公里/时，主控制器对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入高一级档位并维持一定时间，再次达到一定设计换能点时，再次提前自动进入高一级档位。

204、公交汽车的车速在5公里/时-20公里/时，主控制器对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入低一级档位并维持一定时间，动力降低后，再次达到一定设计动力换能点时，再次自动进入低一级档位。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明根据国内的自动变速箱的特点并结合公交驾驶员的特点、公交汽车管理特点以及公交汽车行驶的特点等综合因素而设计，解决了变速箱早期损坏、离合器早期损坏以及传动系统早期损坏的问题，从整体上提高了公交汽车可操作的技术水平和档次，使得公交汽车的发展符合低碳技术要求，更适合城市的发展。

2.本发明使得公交汽车的操作简便且智能化程度高，有助于公交汽车服务质量的提高，延长了变速箱的使用寿命，降低了维修成本，经济实用。

3、本发明既具有纯液压控制自动变速箱的平稳性和舒适性，又具有电控机械式自动变速箱的最佳经济性和最佳操作性，而且能够避免由于变速箱的损坏没有及时发现并维修导致的重大交通事故的发生。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明公交汽车变速箱控制器的电路框图。

图2为本发明公交汽车变速箱控制器的电路原理框图。

图3为本发明公交汽车变速箱自动变速控制方法的方法流程图。

附图标记说明：

1-主控制器；      2-温度检测传感器；  3-车速信号处理单元；

3-1-A/D转换器；   3-2-滤波电路；      4-车速检测传感器；

5-输出信号处理单  6-液压操作系统；    6-11-电磁阀一；

元；

6-12-换挡动作缸； 6-21-电磁阀二；     6-22-离合器动作缸；

6-31-泵继电器；   6-32-液压泵；       7-变速箱；

8-离合器。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明所述的公交汽车变速箱控制器，包括根据油温和车速对变速箱进行自动变速控制的主控制器1，所述主控制器1的输入端接对变速箱7的油温进行检测的温度检测传感器2和对车速信号进行处理的车速信号处理单元3，所述车速信号处理单元3的输入端接车速检测传感器4，所述主控制器1接收温度检测传感器2所采集的油温信号和车速信号处理单元3所处理后的车速信号并经过分析处理后输出控制信号给接在其输出端的输出信号输出信号处理单元5，所述输出信号处理单元5的输出端接液压操作系统6，所述液压操作系统6的输出端接变速箱7和离合器8；所述车速信号处理单元3由依次相接的A/D转换器3-1和滤波电路3-2构成；所述液压操作系统6由电磁阀一6-11、电磁阀二6-21和泵继电器6-31以及分别与电磁阀一6-11、电磁阀二6-21和泵继电器6-31相接的换挡动作缸6-12、离合器动作缸6-22和液压泵6-32构成。

本实施例中，所述主控制器1为单片机。所述单片机为芯片C8051F040、ATmega128或MSP430F247。所述温度检测传感器2为芯片TMP04。所述输出信号处理单元5为D/A转换电路。

结合图3，本发明所述的公交汽车变速箱自动变速控制方法，包括以下步骤：

步骤一、温度检测传感器2采集变速箱7的油温信号并将采集到的信号传送给主控制器1，同时，车速信号处理单元3采集车速检测传感器(4)所采集到的公交汽车车速信号并经过A/D转换和滤波处理后传送给主控制器1；

步骤二、主控制器处理接收温度检测传感器2所采集到的温度信号和车速信号处理单元3所处理后的车速信号，主控制器1依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，主控制器1将处理后用于控制离合器离合、变换档位和液压泵开关的控制信号传送到输出信号处理单元5。

步骤三、输出信号处理单元5将主控制器1输入的控制信号进行数模转换后传送到液压操作系统；

步骤四、液压操作系统接收所述输出信号处理单元5所处理后的控制信号，液压操作系统6控制离合器的离或合，液压操作系统6控制变速箱变换档位，液压操作系统6控制液压泵6-32的打开或关闭。

本实施例中，步骤四中所述液压操作系统6是由所述电磁阀一6-11、电磁阀二6-21和泵继电器6-31接收输出信号处理单元5所处理后的控制信号并分别使换挡动作缸6-12带动离合器离或合、使离合器动作缸6-22带动变速箱7档位拨叉动作或使泵继电器6-31打开或关闭液压泵6-32。

本实施例中，步骤二中所述主控制器1依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，其中所识别的公交汽车的行驶状态以及传送到输出信号处理单元5中的控制信号包括以下四种：

201、公交汽车起步状态，主控制器1输出控制信号使公交汽车维持一档行走一定的时间；

202、变速箱的油温达到许可的下限状态，主控制器1根据公交汽车的车速比较，看是否自动提高档位，并发出相应的控制信号给输出信号处理单元5。

203、公交汽车的车速在20公里/时-60公里/时，主控制器1对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入高一级档位并维持一定时间，再次达到一定设计换能点时，再次提前自动进入高一级档位，提高速度。

204、公交汽车的车速在5公里/时-20公里/时，主控制器1对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入低一级档位并维持一定时间，动力降低后，再次达到一定设计动力换能点时，再次自动进入低一级档位，提高汽车动力，达到公交汽车始终平稳的行驶，保证汽车的经济形态和服务质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种公交汽车变速箱控制器，其特征在于：包括根据油温和车速对变速箱进行自动变速控制的主控制器(1)，所述主控制器(1)的输入端接对变速箱(7)的油温进行检测的温度检测传感器(2)和对车速信号进行处理的车速信号处理单元(3)，所述车速信号处理单元(3)的输入端接车速检测传感器(4)，所述主控制器(1)接收温度检测传感器(2)所采集的油温信号和车速信号处理单元(3)所处理后的车速信号并经过分析处理后输出控制信号给接在其输出端的输出信号输出信号处理单元(5)，所述输出信号处理单元(5)的输出端接液压操作系统(6)，所述液压操作系统(6)的输出端接变速箱(7)和离合器(8)；所述车速信号处理单元(3)由依次相接的A/D转换器(3-1)和滤波电路(3-2)构成；所述液压操作系统(6)由电磁阀一(6-11)、电磁阀二(6-21)和泵继电器(6-31)以及分别与电磁阀一(6-11)、电磁阀二(6-21)和泵继电器(6-31)相接的换挡动作缸(6-12)、离合器动作缸(6-22)和液压泵(6-32)构成。

2.按照权利要求1所述的公交汽车变速箱控制器，其特征在于：所述主控制器(1)为单片机。

3.按照权利要求2所述的公交汽车变速箱控制器，其特征在于：所述单片机为芯片C8051F040、ATmega128或MSP430F247。

4.按照权利要求1所述的公交汽车变速箱控制器，其特征在于：所述温度检测传感器(2)为芯片TMP04。

5.按照权利要求1所述的公交汽车变速箱控制器，其特征在于：所述输出信号处理单元(5)为D/A转换电路。

6.一种利用如按照权利要求1所述的公交汽车变速箱控制器进行公交汽车变速箱自动变速的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、温度检测传感器(2)采集变速箱(7)的油温信号并将采集到的信号传送给主控制器(1)，同时，车速信号处理单元(3)采集车速检测传感器(4)所采集到的公交汽车车速信号并经过A/D转换和滤波处理后传送给主控制器(1)；

步骤二、主控制器处理接收温度检测传感器(2)所采集到的温度信号和车速信号处理单元(3)所处理后的车速信号，主控制器(1)依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，主控制器(1)将处理后用于控制离合器离合、变换档位和液压泵开关的控制信号传送到输出信号处理单元(5)。

步骤三、输出信号处理单元(5)将主控制器(1)输入的控制信号进行数模转换后传送到液压操作系统；

步骤四、液压操作系统接收所述输出信号处理单元(5)所处理后的控制信号，液压操作系统(6)控制离合器的离或合，液压操作系统(6)控制变速箱变换档位，液压操作系统(6)控制液压泵(6-32)的打开或关闭。

7.按照权利要求6所述的公交汽车变速箱自动变速控制方法，其特征在于：步骤四中所述液压操作系统(6)是由所述电磁阀一(6-11)、电磁阀二(6-21)和泵继电器(6-31)接收输出信号处理单元(5)所处理后的控制信号并分别使换挡动作缸(6-12)带动离合器离或合、使离合器动作缸(6-22)带动变速箱(7)档位拨叉动作或使泵继电器(6-31)打开或关闭液压泵(6-32)。

8.按照权利要求6所述的公交汽车变速箱自动变速控制方法，其特征在于：步骤二中所述主控制器(1)依据软件程序对所述温度信号和车速信号进行处理并对公交汽车的行驶状态进行识别，其中所识别的公交汽车的行驶状态以及传送到输出信号处理单元(5)中的控制信号包括以下四种：

201.公交汽车起步状态，主控制器(1)输出控制信号使公交汽车维持一档行走一定的时间；

202.变速箱的油温达到许可的下限状态，主控制器(1)根据公交汽车的车速比较，看是否自动提高档位，并发出相应的控制信号给输出信号处理单元(5)。

203.公交汽车的车速在20公里/时-60公里/时，主控制器(1)对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入高一级档位并维持一定时间，再次达到一定设计换能点时，再次提前自动进入高一级档位。

204.公交汽车的车速在5公里/时-20公里/时，主控制器(1)对公交汽车的车速比较，达到一定设计换能点时，提前自动进入低一级档位并维持一定时间，动力降低后，再次达到一定设计动力换能点时，再次自动进入低一级档位。

Images