CN103498916A - 汽车自动变速执行系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车自动变速执行系统，包括变速箱，在变速箱的顶部设有自动变速箱选换挡执行机构，在变速箱的前部设有离合器，变速箱的侧面设有离合器执行机构和变速中央控制器-TCU，在驾驶室内设有手自一体换挡控制器；其中离合器执行机构为气动助力电动离合器执行机构，手自一体换挡控制器；换挡杆对霍尔元件控制开关的触发实现电子控制；变速中央控制器-TCU主控MCU，采用 Freescale的32的高性能处理器MPC5633M作为主控制MCU，本发明将离合器执行机构和变速中央控制器-TCU以及手自一体换挡控制器有机地结合为一体，为中型卡车、客车、特种车等实现手自一体的实现提供了技术支持。

Description

汽车自动变速执行系统
技术领域
本发明涉及中型卡车的自动变速系统，特别是汽车自动变速执行系统。
背景技术
为了解决ATM自动变速箱选换挡执行机构结构复杂、空间布置尺寸大的问题，已经提出了201120192775.5ATM自动变速箱选换挡执行机构。主要是采用十字状平移的方式实现选换挡，避免了连杆结构的应用，从而使整个执行机构的结构简单，布置容易，体积不大，便于布置，实现了全新的（十字状平移的方式）的选换挡方式。弹性定位销装置的作用，是在ATM自动变速箱选换挡执行机构不工作时，保证中位不漂移，定位可靠。
现普遍用于中型卡车、客车、特种车用六档变速箱，取消顶盖总成；但是没有对整个系统升级，缺乏配套的离合器执行机构和手自一体的控制手柄。
发明内容
本发明为了使201120192775.5ATM自动变速箱选换挡执行机构能够在变速箱上能够充分发挥其作用，特提出汽车自动变速执行系统。
为此本发明的技术方案为，汽车自动变速执行系统，包括变速箱，在变速箱的顶部设有自动变速箱选换挡执行机构，在变速箱的前部设有离合器，其特征在于：变速箱的侧面设有离合器执行机构和变速中央控制器-TCU，在驾驶室内设有手自一体换挡控制器；
其中离合器执行机构为气动助力电动离合器执行机构，包括离合器执行机构壳体，离合器执行机构壳体的一端设有同步电机，同步电机的前段向内依次设有扭矩保护器、推力轴承、蜗杆，并通过固定座固定在离合器执行机构壳体上；同步电机前端的侧面通过连接轴一连接有摇臂，摇臂连接有离合器盘磨损间隙补偿器，离合器盘磨损间隙补偿器的另一端连接在蜗轮的尾部，蜗轮的齿部和蜗杆配合，蜗轮通过连接轴二固定在离合器执行机构壳体内，蜗轮尾部的另一侧设有助力气缸，助力气缸再与变速箱内部连接；
手自一体换挡控制器；包括壳体，换挡杆从壳体上部穿过并在其下端设有球头，球头在回位滑块内滑动连接，回位滑块卡在底座的中间；换挡杆的中部套有一磁环，磁环固定在壳体内的磁环座上，壳体内的后部对应换挡杆设有控制开关一，壳体内的侧部对应换挡杆设有控制开关二；壳体上设有面板，面板的前端设有开关旋钮，开关旋钮下设有中央控制器-TCU控制器接口；
变速中央控制器-TCU包括主控MCU， 采用  Freescale 的 32的高性能处理器MPC5633M 作为主控制 MCU，MCU外设有电源模块，系统监控模块，开关信号处理模块，模拟信号处理模块，频率信号处理模块，功率级驱动模块，通讯模块。
所述的离合器执行机构中同步电机为24V永磁同步电机；摇臂和蜗轮的尾部之间设有离合器盘磨损间隙补偿器。
手自一体换挡控制器中的控制开关一、二为霍尔元件。
有益效果：
本发明将离合器执行机构和变速中央控制器-TCU以及手自一体换挡控制器有机地结合为一体，为中型卡车、客车、特种车等实现手自一体的实现提供了技术支持。
其中采用24V车用电源；离合器离合行程控制准确、平稳无冲击；带离合器摩擦片间隙补偿机构，对AMT控制策略有利；电机带机械式扭矩过载保护。
霍尔元件控制开关一可以控制速度加减实现手动挡的功能，换挡杆对霍尔元件控制开关二的控制实现手动自动的转化；回位滑块和磁环的设置是为了让换挡杆实现回位的目的。
系统监控模块，对外部的供电、内部的电源和温度进行连续的监测，在供电和温度出现异常时，TCU 即时发出报警信息，并在根据故障的等级和状态进入保护模式，确保系统工作的安全。
电源处理模块，负责相应模块的供电及保护，负责处理外部的供电并在模块供电异常时对系统进行必要的保护过电压、电源反接、开路、短路到电源、短路到地、过流。
开关信号处理模块，将开关信号经信号处理电路处理成标准的数字电平后分别输出给TCU的MCU，开路、短路到电源、短路到地。
模拟信号处理模块，负责将外部的电阻和电压信号处理成  0 ～ 5V  的信号后输出给MPC5633 使用开路、短路到电源、短路到地。
频率信号处理模块，频率信号经信号处理电路处理成MPC5633 使用，开路、短路到电源、短路到地。
功率级驱动模块，功率级驱动电路由功率级驱动、电流测量、功率级监控电路组成TCU硬件功能模块，开路、短路到电源、短路到地、过热。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明中离合器执行机构的仰视图。
图3是图2的去壳体立体示意图。
图4是手自一体换挡控制器的主视图。
图5是图4的去壳体立体示意图。
图6是变速中央控制器-TCU连接模块示意图。
图中1变速箱， 2自动变速箱执行机构，3是离合器，4是离合器执行机构，5是手自一体换挡控制器5，6是变速中央控制器-TCU。
401是离合器执行机构壳体，402 是24V永磁同步电机， 403是扭矩保护器，404是推力轴承、405是蜗杆，406是固定座，407连接轴一，408是摇臂，409是离合器盘磨损间隙补偿器，410是连接轴二，411是蜗轮，412是助力气缸。
501是壳体，502是换挡杆，503是回位滑块，504是底座，505是面板，506是开关旋钮，507中央控制器-TCU控制器6接口，508是磁环，509霍尔元件控制开关一，510是霍尔元件控制开关二，511是球头，512是磁环座。
601是MCU，602是电源模块，603是系统监控模块，604是开关信号处理模块，605是模拟信号处理模块，606是频率信号处理模块，607是功率级驱动模块，608是通讯模块。
具体实施方式
本发明如图1、2、3、4、5、6所示。
汽车自动变速执行系统，包括变速箱，在变速箱1的顶部设有自动变速箱执行机构2，在变速箱1的前部设有离合器3，变速箱1的侧面设有离合器执行机构4和变速中央控制器-TCU 6，在驾驶室内设有手自一体换挡控制器5；
其中离合器执行机构4为气动助力电动离合器执行机构，包括离合器执行机构壳体401，离合器执行机构壳体401的一端设有24V永磁同步电机402，24V永磁同步电机402的前段向内依次设有扭矩保护器403、推力轴承404、蜗杆405，并通过固定座406固定在离合器执行机构壳体401上；24V永磁同步电机402前端的侧面通过连接轴一407连接有摇臂408，摇臂408连接有离合器盘磨损间隙补偿器409，离合器盘磨损间隙补偿器409的另一端连接在蜗轮411的尾部，蜗轮411的齿部和蜗杆405配合，蜗轮411通过连接轴二410固定在离合器执行机构壳体401内，蜗轮411尾部的另一侧设有助力气缸412，助力气缸412再与变速箱1内部连接；
手自一体换挡控制器5；包括壳体501，换挡杆502从壳体501上部穿过并在其下端设有球头511，球头511在回位滑块503内滑动连接，回位滑块503卡在底座504的中间；换挡杆502的中部套有一磁环508，磁环508固定在壳体501内的磁环座512上，壳体501内的后部对应换挡杆502设有霍尔元件控制开关一509，壳体501内的侧部对应换挡杆502设有霍尔元件控制开关二510；壳体501上设有面板505，面板505的前端设有开关旋钮506，开关旋钮下设有中央控制器-TCU控制器6接口507；
变速中央控制器-TCU 6包括主控MCU 601，采用  Freescale 的 32的高性能处理器MPC5633M 作为主控制 MCU，MCU 601外设有电源模块602，系统监控模块603，开关信号处理模块604，模拟信号处理模块605，频率信号处理模块606，功率级驱动模块607，通讯模块608。
使用时手自一体换挡控制器5在手动挡时前后运动，每动一次霍尔元件控制开关一509触发信号传递给变速中央控制器-TCU 6，使其对离合器执行机构4对变速箱1的顶部的自动变速箱选换挡执行机构2进行换挡操作，达到手动运行的目的，当换挡杆502触发霍尔元件控制开关二510时，就达到自动挡的使用状态。

Claims (3)

1.汽车自动变速执行系统，包括变速箱，在变速箱的顶部设有自动变速箱选换挡执行机构，在变速箱的前部设有离合器，其特征在于：变速箱的侧面设有离合器执行机构和变速中央控制器-TCU，在驾驶室内设有手自一体换挡控制器；
其中离合器执行机构为气动助力电动离合器执行机构，包括离合器执行机构壳体，离合器执行机构壳体的一端设有同步电机，同步电机的前段向内依次设有扭矩保护器、推力轴承、蜗杆，并通过固定座固定在离合器执行机构壳体上；同步电机前端的侧面通过连接轴一连接有摇臂，摇臂连接在蜗轮的尾部，蜗轮的齿部和蜗杆配合，蜗轮通过连接轴二固定在离合器执行机构壳体内，蜗轮尾部的另一侧设有助力气缸，助力气缸再与变速箱内部连接；
手自一体换挡控制器；包括壳体，换挡杆从壳体上部穿过并在其下端设有球头，球头在回位滑块内滑动连接，回位滑块卡在底座的中间；换挡杆的中部套有一磁环，磁环固定在壳体内的磁环座上，壳体内的后部对应换挡杆设有控制开关一，壳体内的侧部对应换挡杆设有控制开关二；壳体上设有面板，面板的前端设有开关旋钮，开关旋钮下设有中央控制器-TCU控制器接口；
变速中央控制器-TCU包括主控MCU， 采用  Freescale 的 32的高性能处理器MPC5633M 作为主控制 MCU，MCU外设有电源模块，系统监控模块，开关信号处理模块，模拟信号处理模块，频率信号处理模块，功率级驱动模块，通讯模块。
2.根据权利要求1所述的汽车自动变速执行系统，其特征在于：所述的离合器执行机构中同步电机为24V永磁同步电机；摇臂和蜗轮的尾部之间设有离合器盘磨损间隙补偿器。
3.根据权利要求1所述的汽车自动变速执行系统，其特征在于：手自一体换挡控制器中的控制开关一、二为霍尔元件。
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