CN105387196A - 一种半自动变速操纵系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明的一种半自动变速操纵系统及汽车，其中半自动变速操纵系统包括驱动变速器的与所选档位对应的换档拨叉作直线往返移动进行换档的驱动器，通过操作手柄向外输出所选的档位信号的电控操纵器，以及控制器，控制器的信号接收单元接收电控操纵器输出的档位信号，控制器的状态判断单元用于对当前变速器所处状态进行判断，控制器的信号处理单元信号接收单元的档位信号，状态判断单元的判断结构并对驱动器发出指令使驱动器按照指令驱动换档拨叉进行换档。本发明的半自动变速操纵系统不仅操作简单、换档轻便、工作效率高，而且不需要同步器，造价低，可靠性更高，驾驶员驾驶起来更轻松。

Description

一种半自动变速操纵系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种半自动变速操纵系统及汽车。

背景技术

随换档技术的变化，变速器的发展历程依次为滑移齿轮换档、滑移齿套换档、同步器换档、自动变速器。国内商用车变速器中，自动变速器(AMT)技术尚不成熟，有限的AMT应用也仅处于小批量生产阶段，主流依然为机械手动变速器，其中机械手动变速器中的轻型变速器全部采用同步器换档，造价较贵，而中重型变速器多采用双中间轴技术，因其主轴浮动的缺陷被迫采用滑移齿套换档，而主轴浮动也容易引起同步器磨损，从而导致可靠性差，同步器应用受限。机械手动变速器操纵手柄换档时，由于在操纵手柄与选档拨叉之间的传动结构为机械传动机构，因此，完全利用的是人力驱动机械传动机构，进而驱动选档拨叉进行选换档，因此，不仅效率低、选换档沉，而且在加档、减档过程中需不断的踩离合、换档，驾驶员易疲劳，给行车安全性带来隐患。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的机械手动变速器利用人力换档，从而导致选换档沉，效率低，需不断的踩离合、换档的缺陷，从而提供一种无需同步器，换档轻便，操作简单，工作效率高的半自动变速操纵系统及整车。

为解决上述技术问题，本发明的一种半自动变速操纵系统，包括

驱动器，按照所接收的指令驱动变速器对应的换档拨叉作直线往返移动进行换档；

电控操纵器，通过操作手柄向外输出所选的档位信号；

控制器，所述控制器包括信号接收单元、状态判断单元以及信号处理单元，其中所述信号接收单元用于接收所述电控操纵器输出的档位信号，所述状态判断单元用于对当前变速器所处状态进行判断，所述信号处理单元用于向所述驱动器发出控制指令；

所述状态判断单元判断所述变速器处于静止状态时，所述信号处理单元不发出任何指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于起步状态时，所述信号处理单元向所述驱动器直接发出对应的挂档指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于行驶状态时，所述信号处理单元待所述状态判断单元判断变速器的对应档位的齿套转速与对应的齿轮转速接近同步时向所述驱动器发出对应的挂档指令；

所述信号接收单元接收到所述电控操纵器输出的摘档信号时，所述信号处理单元发出摘档指令，所述驱动器驱动所述换档拨叉由所选档位处回归中位。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述状态判断单元包括

输出轴转速传感器，用于检测变速器输出轴转速并将输出轴转速信号输出；

输入轴转速传感器，用于检测变速器输入轴的转速并将输入轴转速信号输出；

离合开关，用于检测离合器的分离状态并将分离信号输出；

信号判断单元，用于采集所述输出轴转速传感器输出的转速信号，所述输入轴转速传感器输出的转速信号，以及所述离合开关输出的分离信号，并根据所采集的信号判断变速器当前所处状态以及变速器的对应档位的齿套转速与对应的齿轮转速是否接近同步；

若采集的所述输出轴转速传感器输出的转速信号为零，且未接收到所述离合开关的分离信号时，判断所述变速器为静止状态；

若采集的所述输出轴转速传感器输出的转速信号为零，且接收到所述离合开关的分离信号时，判断所述变速器为起步状态；

若采集的所述输出轴转速传感器输出的转速信号大于零时，判断所述变速器为行驶状态，并将采集的输入轴转速传感器的信号与输出轴转速传感器的信号进行比较，当比较结果符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套转速与对应的所述齿轮转速接近同步；当比较结果不符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套转速与对应的齿轮转速不同步，所述信号处理单元会选择等待，直至输入轴转速传感器的信号与输出轴转速传感器的信号符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，所述信号处理单元根据所述所选档位信号对所述驱动器发出与所选档位对应的挂档指令。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述驱动器包括

单活塞双作用缸，其设置的个数为变速器挂档档位数目的一半，每一所述单活塞双作用缸的活塞杆的往返移动驱动变速器的对应的所述换档拨叉在对应的两档位，以及位于该两档位之间的中位进行切换；

动力装置，用于提供换档动力；

动力分配装置，与所述动力装置接通，其上具有接收所述控制器指令的控制接口，所述动力分配装置根据所述控制接口接收的指令将动力分配输送至对应的所述单活塞双作用缸的两侧对应的作用缸上，驱动所述活塞杆移动。

在本发明的半自动变速操纵系统中，还包括若干个检测到齿套接近脱开齿轮时输出脱开信号的档位开关，所述活塞杆上设有使所述活塞杆自动回到中位的摘档弹簧，所述控制器的所述信号接收单元接收所述电控操纵器输出的所述摘档信号后，所述信号处理单元发出指令，使所述单活塞双作用缸驱动所述活塞杆往中位方向移动，所述控制器采集到所述档位开关的脱开信号后，向所述单活塞双作用缸发出停止运动，所述换档拨叉在所述摘档弹簧的作用下回到中位。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述单活塞双作用缸为单活塞双作用气缸，所述动力装置提供符合换档气压的气体，所述动力分配装置为组合电磁阀，包括组合电磁阀进气口、组合电磁阀出气口，组合电磁阀排气口以及所述控制接口，其中所述组合电磁阀出气口的数目不小于所述变速器的挂档档位数目，所述组合电磁阀进气口与所述供气装置的出气口接通，所述组合电磁阀出气口一一对应地与各个所述单活塞双作用气缸的两侧的作用气缸的进气口接通；所述控制接口接收到挂所选档指令时，控制所述组合电磁阀进气口与所选档对应的所述组合电磁阀出气口相通；所述控制接口接收到摘档指令时，控制与所选档位对应的组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀排气口相通，同时，控制注气后能使所述换档拨叉从当前所选档位上往中位方向移动的另一所述组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀进气口连通。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述齿套与对应的齿轮的接近同步的速度关系为挂所选档时，变速器上该档对应的齿套的转速加上30至50转/秒小于该档齿轮转速。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述供气装置包括气源、储气筒，以及调压阀，所述储气筒的进气口与所述气源连通，出气口与所述调压阀的进气口连通，所述调压阀的出气口与所述组合电磁阀的进气口连通。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述气源为发动机打气泵。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述组合电磁阀由数目与所述变速器的档位数目一致的电磁阀构成，每个所述电磁阀具有一个电磁阀进气口、一个电磁阀出气口、一个电磁阀排气口，一个控制口，所述控制口控制所述电磁阀进气口与所述电磁阀出气口相通或所述电磁阀出气口与所述电磁阀排气口相通，所述控制接口设有一个以上，且与其控制下的所述电磁阀的所述控制口相通，所述电磁阀出气口形成所述组合电磁阀出气口。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述变速器的档位设有倒档、一档、二档、三档、四档、五档，所述组合电磁阀由六个电磁阀构成，所述控制接口设有两个，每个所述控制接口分别与三个所述电磁阀的所述控制口接通。

在本发明的半自动变速操纵系统中，所述电控操纵器包括与档位数目一致，成两排对称设置的微动开关，设置于两排所述微动开关之间，可移动至所选微动开关处触发接通相应所述微动开关的档位指示移动操纵杆，套设在所述档位指示移动操纵杆上的手柄，以及将所述微动开关接通的档位信号发送至所述控制器的接插件。

在本发明的半自动变速操纵系统中，还包括换档拨杆，所述换档拨杆的一端与所活塞杆连接，另一端上设有拨块，所述拨叉轴与所述活塞杆平行地连接在所述拨块上，所述换档拨叉固定套设在所述拨叉轴上。

本发明的一种汽车，具有如上所述的半自动变速操纵系统。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.在本发明中，只需将电控操纵器的手柄轻轻扳至所选档位，电控操纵器即可向控制器发出档位信号，通过控制器控制驱动器相应动作进行换档，因此，不仅具有操作简单、换档轻便、工作效率高、技术简单实用、经济性好等特点，而且在每次换档前，控制器均会判断对应的轴套的转速与对应档位的齿轮的转速是否符合预设的接近同步的速度关系，符合时才发出挂档指令，因此，本发明的半自动变速器操纵系统不需要再采用同步器，造价低，可靠性更高；同时仅在输出轴转速为零(即车辆静止时)，换档必须踩离合直至离合开关接通；在车辆行驶过程中换档不是必须踩离合，因此，驾驶员驾驶起来更轻松。

2.在本发明中，驱动器由单活塞双作用缸、动力装置、动力分配装置、摘档弹簧、档位开关等构成，由于该种结构的驱动器仅通过简单的驱动动作即可驱动换档拨叉进行换档，因此，对控制驱动器动作的控制器的要求也比较低，因而造价也低。

3.在本发明中，驱动器的单活塞双作用缸采用单活塞双作用气缸，动力装置提供高压气体，动力分配装置采用组合电磁阀，不仅使用成本低，而且还可以利用整车自带气源产生的高压气体实现换档。

4.本发明的汽车，因具有本发明的半自动变速操纵系统，因此不仅换档操作简单轻便、工作效率高、而且经济性好，可靠性高，驾驶员驾驶起来更轻松。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的半自动变速操纵系统的结构示意图；

图2为电控操纵器的剖视图；

图3为本发明的半自动变速操纵系统的流程图；

附图标记说明：

1-变速器；2-调压阀；3-储气筒；4-倒档气缸进气口；5-输入轴转速传感器；6-调压阀；7-一档气缸进气口；8-五档电磁阀出气口；9-四档电磁阀出气口；10-倒档电磁阀出气口；11-一档电磁阀出气口；12-二档气缸进气口；13-三档气缸进气口；14-三档电磁阀出气口；15-控制器接口；16-组合电磁阀进气口；17-组合电磁阀A线束接口；18-组合电磁阀B线束接口；19-二档电磁阀出气口；20-控制器；21-电控操纵器；22-电控操纵器四档微动开关；23-电控操纵器二档微动开关；24-电控操纵器倒档微动开关；25-电控操纵器一档微动开关；26-电控操纵器三档微动开关；27-电控操纵器五档微动开关；28-摘档弹簧；29-换档拨杆；30-档位开关；31-接插件；32-作用气缸；33-活塞杆；34-拨叉轴；35-拨块；36-拨叉；37-齿轮；38-齿套；39-输出轴转速传感器；40-五档气缸进气口；41-四档气缸进气口；42-离合开关；43-支架；44-组合电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-3所示，本发明的一种半自动变速操纵系统，包括

驱动器，按照所接收的指令驱动变速器1对应的换档拨叉36作直线往返移动进行换档；

电控操纵器21，通过操作手柄向外输出所选的档位信号；

控制器20，所述控制器20包括信号接收单元、状态判断单元以及信号处理单元，其中所述信号接收单元用于接收所述电控操纵器21输出的档位信号，所述状态判断单元用于对当前变速器所处状态进行判断，所述信号处理单元用于向所述驱动器发出控制指令；

所述状态判断单元判断所述变速器处于静止状态时，所述信号处理单元不发出任何指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于起步状态时，所述信号处理单元向所述驱动器直接发出对应的挂档指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于行驶状态时，所述信号处理单元待所述状态判断单元判断变速器的对应档位的齿套38转速与对应的齿轮37转速接近同步时向所述驱动器发出对应的挂档指令；

所述信号接收单元接收到所述电控操纵器21输出的摘档信号时，所述信号处理单元发出摘档指令，所述驱动器驱动所述换档拨叉36由所选档位处回归中位。

上述方案为本发明的核心方案，只需将电控操纵器21的手柄轻轻扳至所选档位，电控操纵器21即可向控制器20发出档位信号，通过控制器20控制驱动器相应动作进行换档，因此，不仅具有操作简单、换档轻便、工作效率高、技术简单实用等特点，而且在每次换档前，控制器20均会判断所选档位对应的齿套38和齿轮37是否接近同步，符合时才发出挂档指令，因此，本发明的半自动变速器操纵系统不需要再采用同步器，因此，造价低，可靠性更高；同时仅在输出轴转速为零(即车辆静止时)，换档必须踩离合直至离合开关接通；在车辆行驶过程中换档不是必须踩离合，因此，驾驶员驾驶起来更轻松。

在本实施例中，所述状态判断单元包括

输出轴转速传感器39，用于检测变速器1输出轴转速并将输出轴转速信号输出；

输入轴转速传感器5，用于检测变速器1输入轴的转速并将输入轴转速信号输出；

离合开关42，用于检测离合器的分离状态并将分离信号输出；

信号判断单元，用于采集所述输出轴转速传感器39输出的转速信号，所述输入轴转速传感器5输出的转速信号，以及所述离合开关42输出的分离信号，并根据所采集的信号判断变速器当前所处状态以及变速器的对应档位的齿套转速与对应的齿轮转速是否接近同步；

若采集的所述输出轴转速传感器39输出的转速信号为零，且未接收到所述离合开关42的分离信号时，判断所述变速器为静止状态；

若采集的所述输出轴转速传感器39输出的转速信号为零，且接收到所述离合开关42的分离信号时，判断所述变速器为起步状态；

若采集的所述输出轴转速传感器39输出的转速信号大于零时，判断所述变速器为行驶状态，并将采集的输入轴转速传感器5的信号与输出轴转速传感器39的信号进行比较，当比较结果符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套38转速与对应的所述齿轮37转速接近同步；当比较结果不符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套38转速与对应的齿轮37转速不同步，所述信号处理单元会选择等待，直至输入轴转速传感器5的信号与输出轴转速传感器39的信号符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，所述信号处理单元根据所述所选档位信号对所述驱动器发出与所选档位对应的挂档指令。通过采集变速器输出轴转速信号、输入轴转速信号、以及离合开关来判断变速器当前所处状态，以及齿套38与对应的齿轮37是否同步，不仅结构简单，造价低，而且能够时时准确地获得变速器所处状态。

在本实施例中，优选所述齿套38与对应的齿轮37接近同步的速度关系为挂所选档时，变速器1上该档对应的齿套38的转速加上30至50转/秒小于该档齿轮37转速，这样换档时更为平稳顺利。本发明的半自动变速操纵系统中，加档时，符合控制器20内预设的接近同步的速度关系时，直接挂档；减档时，不符合控制器内预设的速度关系，需将齿套38降速或者将所选当的齿轮37加速之后挂档。

进一步地，所述驱动器的结构有多种，在本实施例中优选所述驱动器包括

单活塞双作用缸，其设置的个数为变速器1挂档档位数目的一半，每一所述单活塞双作用缸的活塞杆33的往返移动驱动变速器1的对应的所述换档拨叉36在对应的两档位，以及位于该两档位之间的中位进行切换；

动力装置，用于提供换档动力；

动力分配装置，与所述动力装置接通，其上具有接收所述控制器20指令的控制接口，所述动力分配装置根据所述控制接口接收的指令将动力分配输送至对应的所述单活塞双作用缸的两侧对应的作用缸上，驱动所述活塞杆33移动；

还包括若干个检测到齿套38接近脱开齿轮37时输出脱开信号的档位开关30，所述活塞杆33上设有使所述活塞杆33自动回到中位的摘档弹簧22，所述控制器20的所述信号接收单元接收所述电控操纵器21输出的所述摘档信号后，所述信号处理单元发出指令，使所述单活塞双作用缸驱动所述活塞杆33往中位方向移动，所述控制器20采集到所述档位开关30的脱开信号后，向所述单活塞双作用缸发出停止运动，所述换档拨叉在所述摘档弹簧的作用下回到中位。由于上述结构的驱动器仅通过简单的驱动动作即可驱动换档拨叉进行换档，因此，对控制驱动器动作的控制器20的要求也比较低，因而造价也低。

所述单活塞双作用缸可以为单活塞双作用气缸32或单活塞双作用电动缸或单活塞双作用液压缸，由于气动使用成本低，在本实施例中，优选所述单活塞双作用缸为单活塞双作用气缸，所述动力装置提供符合换档气压的气体，所述动力分配装置为组合电磁阀44，包括组合电磁阀进气口、组合电磁阀出气口，组合电磁阀排气口以及所述控制接口，其中所述组合电磁阀出气口的数目不小于所述变速器1的挂档档位数目，所述组合电磁阀进气口与所述供气装置的出气口接通，所述组合电磁阀出气口一一对应地与各个所述单活塞双作用气缸的两侧的作用气缸32的进气口接通；所述控制接口接收到挂所选档指令时，控制所述组合电磁阀进气口与所选档对应的所述组合电磁阀出气口相通；所述控制接口接收到摘档指令时，控制与所选档位对应的组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀排气口相通，同时，控制注气后能使所述换档拨叉从当前所选档位上往中位方向移动的另一所述组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀进气口连通。

进一步地，所述供气装置包括气源、储气筒3，以及调压阀6，所述储气筒3的进气口与所述气源连通，出气口与所述调压阀6的进气口连通，所述调压阀6的出气口与所述组合电磁阀44的进气口连通。本发明在供气装置中设置调压阀用以调节气体的气压，使之符合换档气压的需要。

优选所述气源为发动机打气泵2，这样可以利用整车自带气源产生的高压气体实现换档。

进一步地，所述组合电磁阀44由数目与所述变速器1的档位数目一致的电磁阀构成，每个所述电磁阀具有一个电磁阀进气口、一个电磁阀出气口、一个电磁阀排气口，一个控制口，所述控制口控制所述电磁阀进气口与所述电磁阀出气口相通或所述电磁阀出气口与所述电磁阀排气口相通，所述控制接口设有一个以上，且与其控制下的所述电磁阀的所述控制口相通，所述电磁阀出气口形成所述组合电磁阀出气口。

为了便于了解，在本实施例中，具体以所述变速器1的档位设有倒档、一档、二档、三档、四档、五档为例进行介绍，所述组合电磁阀44由六个电磁阀构成，所述控制接口设有两个(当然也可以设置一个，三个等)，分别为组合电磁阀A线束接口17，组合电磁阀B线束接口18，每个所述控制接口分别与三个所述电磁阀的所述控制口接通。所述组合电磁阀的出气口为六个，分别为一档电磁阀出气口11、二档电磁阀出气口19、三档电磁阀出气口14、四档电磁阀出气口9、五档电磁阀出气口8、倒档电磁阀出气口10。每个单活塞双作用气缸的两侧的作用气缸32上分别设有一个气缸进气口，通过交替往两气缸进气口内注气，驱使活塞杆33在两作用气缸32之间往返移动。在本发明中，所述单活塞双组作用气缸设有三个，且平行排布，总共有六个气缸进气口，分别为一档气缸进气口7、二档气缸进气口12、三档气缸进气口13、四档气缸进气口41、五档气缸进气口40、倒档气缸进气口4。各档气缸进气口与各档电磁阀出气口之间通过管路一一对应连通。

如图2所示，所述电控操纵器21包括六个成两排对称设置的微动开关，分别为电控操纵器四档微动开关22、电控操纵器二档微动开关23、电控操纵器倒档微动开关24、电控操纵器一档微动开关25、电控操纵器三档微动开关26、电控操纵器五档微动开关27，设置于两排所述微动开关之间，可移动至所选微动开关处触发接通相应所述微动开关的档位指示移动操纵杆，套设在所述档位指示移动操纵杆上的手柄，以及将所述微动开关接通的档位信号发送至所述控制器20的接插件31。电控操纵器21的选档操作是选相应的微动开关、换档仅是接通微动开关。控制器20通过控制器20上的控制器接口15与接插件31、档位开关30、组合电磁阀A线束接口17，组合电磁阀B线束接口18、离合开关42、输出轴转速传感器39、输入轴转速传感器5之间分别通过线束电连接。

进一步地，为了便于三个单活塞双作用气缸与变速器之间的布局，还包括换档拨杆29，所述换档拨杆29的一端与所活塞杆连接，另一端上设有拨块35，所述拨叉轴34与所述活塞杆平行地连接在所述拨块35上，所述换档拨叉36固定套设在所述拨叉轴34上。

本发明的一种汽车，因具有如上所述的半自动变速操纵系统，因此不仅换档操作简单轻便、工作效率高、而且经济性好，可靠性高。

本发明的半自动变速操作系统的工作过程

1、挂档过程

发动机启动后，打气泵产生的高压气体通过调压阀2进入储气筒3，经调压阀6后，符合换档气压的气体进入组合电磁阀；按照电控操纵器21手柄上的档位指示移动操纵杆，接通所选档位相应的微动开关，该信号经接插件31通过线束传递给控制器20；控制器20接收到微动开关信号后，首先判断检测到的变速器输出轴转速传感器39的信号：

当转速信号为零，且没有接收到离合开关42的信号时，控制器20不输出任何指令；

当转速信号为零，并接收离合开42关信号时，控制器20发出指令，该所选档位微动开关对应的电磁阀接通，高压气体进入相应的单活塞双作用气缸32，推动活塞杆33移动，从而带动换档拨杆29、拨块35、拨叉轴34、拨叉36、齿套38移动，齿套38进入齿轮37，完成挂档(在踩下离合踏板，离合器分离后，变速器上离合摇臂的楔形块推动离合开关42接通，若不踩离合踏板或者离合器还没分离，离合开关42保持常断状态)。

当转速信号大于零，控制器20再继续比较接收到的输入轴转速传感器5及输出轴转速传感器39的信号，当结果符合控制器20内预设的接近同步速比确定的速度关系时，控制器20发出指令，该微动开关对应的电磁阀接通，高压气体进入相应的单活塞双作用气缸的相应侧的作用气缸32，推动活塞杆33移动，从而带动换档拨杆29、拨块35、拨叉轴34、拨叉36、齿套38移动，齿套38进入齿轮37，完成挂档；当结果不符合控制器20内预设的接近同步的速度关系时，控制器20会选择等待，直至输入轴转速传感器3与输出轴转速传感器39的信号符合控制器20内预设的接近同步的速度关系时，控制器20发出指令，该微动开关对应的电磁阀接通，相应的双作用气缸32充气，对应的档位完成挂档。(控制器20内预设的速度关系，为挂某档时，齿套转速加上30至50转/秒，小于该档齿轮转速时允许挂档，即接近同步时开始挂档；根据变速器结构，加档时，符合控制器20内预设的速度关系，直接挂档；减档时，不符合控制器内预设的速度关系，需将齿套降速或将齿轮加速之后挂档。)

2、摘档过程

以摘三档为例说明摘档过程：电控操纵器21手柄回中位，电控操纵器三档微动开关26断开，该信号经接插件31传递到控制器20后，控制器20发出指令，组合电磁阀44中的三档电磁阀断开、二档电磁阀接通，三档作用气缸内的高压气体经三档气缸进气口13、三档电磁阀出气口14从电磁阀排气口排出，高压气体经二档电磁阀出气口19、二档气缸进气口12进入二档气缸，与摘档弹簧28共同作用，使活塞杆33向中位移动，当齿轮接近脱开时，档位开关30断开，该信号传给控制器20后，控制器20发出指令，组合电磁阀44中的二档电磁阀断开，变速器二档气缸内的高压气体经二档气缸进气口12、二档电磁阀出气口19从组合电磁阀44的排气口排出，活塞在摘档弹簧28的作用下回到中位，活塞带动换档拨杆29、拨块35、拨叉轴34、拨叉36、齿套38移动，齿套38与齿轮37脱开，从而实现摘档。

本发明变速操纵方法：第一，可和机械式非同步器变速器变速操纵方法一致，两脚离合法；第二，可在加档时踩离合，减档时直接操纵操纵杆后加油门；第三，对本变速操纵系统原理理解透彻、对车速、油门配合良好的驾驶员也可仅在起步时踩离合，其它时间换档时不踩离合；采用常规的先踩离合、后换档的同步器变速器的操作方法也可以；推荐使用前两种操作方法。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种半自动变速操纵系统，其特征在于，包括

驱动器，按照所接收的指令驱动变速器(1)对应的换档拨叉(36)作直线往返移动进行换档；

电控操纵器(21)，通过操作手柄向外输出所选的档位信号；

控制器(20)，所述控制器(20)包括信号接收单元、状态判断单元以及信号处理单元，其中所述信号接收单元用于接收所述电控操纵器(21)输出的档位信号，所述状态判断单元用于对当前变速器所处状态进行判断，所述信号处理单元用于向所述驱动器发出控制指令；

所述状态判断单元判断所述变速器处于静止状态时，所述信号处理单元不发出任何指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于起步状态时，所述信号处理单元向所述驱动器直接发出对应的挂档指令；所述状态判断单元判断所述变速器处于行驶状态时，所述信号处理单元待所述状态判断单元判断变速器的对应档位的齿套(38)转速与对应的齿轮(37)转速接近同步时向所述驱动器发出对应的挂档指令；

所述信号接收单元接收到所述电控操纵器(21)输出的摘档信号时，所述信号处理单元发出摘档指令，所述驱动器驱动所述换档拨叉(36)由所选档位处回归中位。

2.根据权利要求1所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，

所述状态判断单元包括

输出轴转速传感器(39)，用于检测变速器(1)输出轴转速并将输出轴转速信号输出；

输入轴转速传感器(5)，用于检测变速器(1)输入轴的转速并将输入轴转速信号输出；

离合开关(42)，用于检测离合器的分离状态并将分离信号输出；

信号判断单元，用于采集所述输出轴转速传感器(39)输出的转速信号，所述输入轴转速传感器(5)输出的转速信号，以及所述离合开关(42)输出的分离信号，并根据所采集的信号判断变速器当前所处状态以及变速器的对应档位的齿套转速与对应的齿轮转速是否接近同步；

若采集的所述输出轴转速传感器(39)输出的转速信号为零，且未接收到所述离合开关(42)的分离信号时，判断所述变速器为静止状态；

若采集的所述输出轴转速传感器(39)输出的转速信号为零，且接收到所述离合开关(42)的分离信号时，判断所述变速器为起步状态；

若采集的所述输出轴转速传感器(39)输出的转速信号大于零时，判断所述变速器为行驶状态，并将采集的输入轴转速传感器(5)的信号与输出轴转速传感器(39)的信号进行比较，当比较结果符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套(38)转速与对应的所述齿轮(37)转速接近同步；当比较结果不符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，判断所述齿套(38)转速与对应的齿轮(37)转速不同步，所述信号处理单元会选择等待，直至输入轴转速传感器(5)的信号与输出轴转速传感器(39)的信号符合所述信号判断单元内预设的按照速比确定的速度关系时，所述信号处理单元根据所述所选档位信号对所述驱动器发出与所选档位对应的挂档指令。

3.根据权利要求2所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述驱动器包括

单活塞双作用缸，其设置的个数为变速器(1)挂档档位数目的一半，每一所述单活塞双作用缸的活塞杆(33)的往返移动驱动变速器(1)的对应的所述换档拨叉(36)在对应的两档位，以及位于该两档位之间的中位进行切换；

动力装置，用于提供换档动力；

动力分配装置，与所述动力装置接通，其上具有接收所述控制器(20)指令的控制接口，所述动力分配装置根据所述控制接口接收的指令将动力分配输送至对应的所述单活塞双作用缸的两侧对应的作用缸上，驱动所述活塞杆(33)移动。

4.根据权利要求3所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，还包括若干个检测到齿套(38)接近脱开齿轮(37)时输出脱开信号的档位开关(30)，所述活塞杆(33)上设有使所述活塞杆(33)自动回到中位的摘档弹簧(22)，所述控制器(20)的所述信号接收单元接收所述电控操纵器(21)输出的所述摘档信号后，所述信号处理单元发出指令，使所述单活塞双作用缸驱动所述活塞杆(33)往中位方向移动，所述控制器(20)采集到所述档位开关(30)的脱开信号后，向所述单活塞双作用缸发出停止运动，所述换档拨叉在所述摘档弹簧的作用下回到中位。

5.根据权利要求4所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述单活塞双作用缸为单活塞双作用气缸，所述动力装置提供符合换档气压的气体，所述动力分配装置为组合电磁阀(44)，包括组合电磁阀进气口、组合电磁阀出气口，组合电磁阀排气口以及所述控制接口，其中所述组合电磁阀出气口的数目不小于所述变速器(1)的挂档档位数目，所述组合电磁阀进气口与所述供气装置的出气口接通，所述组合电磁阀出气口一一对应地与各个所述单活塞双作用气缸的两侧的作用气缸(32)的进气口接通；所述控制接口接收到挂所选档指令时，控制所述组合电磁阀进气口与所选档对应的所述组合电磁阀出气口相通；所述控制接口接收到摘档指令时，控制与所选档位对应的组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀排气口相通，同时，控制注气后能使所述换档拨叉从当前所选档位上往中位方向移动的另一所述组合电磁阀出气口与所述组合电磁阀进气口连通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述齿套(38)与对应的齿轮(37)接近同步的速度关系为挂所选档时，变速器(1)上该档对应的齿套(38)的转速加上30至50转/秒小于该档齿轮(37)转速。

7.根据权利要求5所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述供气装置包括气源、储气筒(3)，以及调压阀(6)，所述储气筒(3)的进气口与所述气源连通，出气口与所述调压阀(6)的进气口连通，所述调压阀(6)的出气口与所述组合电磁阀进气口连通。

8.根据权利要求7所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述气源为发动机打气泵(2)。

9.根据权利要求5所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述组合电磁阀(44)由数目与所述变速器(1)的档位数目一致的电磁阀构成，每个所述电磁阀具有一个电磁阀进气口、一个电磁阀出气口、一个电磁阀排气口，一个控制口，所述控制口控制所述电磁阀进气口与所述电磁阀出气口相通或所述电磁阀出气口与所述电磁阀排气口相通，所述控制接口设有一个以上，且与其控制下的所述电磁阀的所述控制口相通，所述电磁阀出气口形成所述组合电磁阀出气口。

10.根据权利要求9所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述变速器(1)的档位设有倒档、一档、二档、三档、四档、五档，所述组合电磁阀(44)由六个电磁阀构成，所述控制接口设有两个，每个所述控制接口分别与三个所述电磁阀的所述控制口接通。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，所述电控操纵器(21)包括与档位数目一致，成两排对称设置的微动开关，设置于两排所述微动开关之间，可移动至所选微动开关处触发接通相应所述微动开关的档位指示移动操纵杆，套设在所述档位指示移动操纵杆上的手柄，以及将所述微动开关接通的档位信号发送至所述控制器(20)的接插件(31)。

12.根据权利要求5所述的半自动变速操纵系统，其特征在于，还包括换档拨杆(29)，所述换档拨杆(29)的一端与所活塞杆(33)连接，另一端上设有拨块(35)，所述拨叉轴(34)与所述活塞杆(33)平行地连接在所述拨块(35)上，所述换档拨叉(36)固定套设在所述拨叉轴(34)上。

13.一种汽车，其特征在于，具有如权利要求1-12中任一项所述的半自动变速操纵系统。