CN112525524B

CN112525524B - 手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法

Info

Publication number: CN112525524B
Application number: CN202011383564.XA
Authority: CN
Inventors: 范快初; 卢生林; 朱东; 王海珍; 毕书浩; 陶园; 陈芳
Original assignee: Chery Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: CN112525524A

Abstract

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法。该装置包括：三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头，三轴丝杆滑台适于与车辆换挡手柄固定连接，OBD诊断接头一端与微机控制器连接，另一端与车辆上的OBD诊断接口连接，第一步进电机和第二步进电机分别适于与车辆的油门踏板以及离合器踏板的运动，微机控制器用于控制三轴丝杆滑台、第一步进电机和第二步进电机的运行。本申请提供的手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法，能够在指定发动机转速下进行换挡操作，且精确控制离合器踏板、油门踏板和换挡手柄之间的配合，使变速箱耐久性测试的试验结果具有可比性和重复性。

Description

手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，轿车已经进入了寻常百姓家。在整车进入市场之前，需要对车辆进行大量的验证，验证的范围包括零部件的自身性能验证和整车各个环节的操作顺畅性以及对零部件的影响等。

为了验证整车中手动变速箱(manual transmission，简写为MT)的耐久性，行业内设计了整车MT变速循环试验。在该试验中，当发动机转速达到固定数值后，即可进行换挡操作。在一个小循环内，需要将整车的档位从空档升到最高档，再从最高档降到最低档，当停车后再切换倒挡行驶一段距离后使车辆停稳，随后切换手动变速箱为空档。通过多次执行上述小循环，来测试手动变速箱的耐久性。

现阶段，整车动态验证还主要依赖个人操作。在整车变速循环试验中，驾驶员一方面需要盯着发动机转速并稳住油门，另一方面需要快速踩下离合器踏板并迅速操作换挡手柄进行换挡。

然而，不同驾驶人员驾车熟练水平和对验证的理解均存在一定差异，且每次换挡时换挡的时间和发动机转速均不好控制，导致试验操作不规范，每次试验获取的试验结果随机性较大，整车开发的潜在问题验证不充分或是验证过于苛刻，从而无法对手动变速箱的耐久性进行有效的评估，把潜在问题流向了市场，以及设计过强或过于保守。

因此如何保证每次试验结果具有重复性和可比性是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种手动变速箱自动换挡装置及自动换挡方法，该装置和该方法能够避免由于人工操作导致的试验结果不可靠的问题，实现对手动变速箱耐久性的有效评估。

具体而言，包括以下的技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种手动变速箱自动换挡装置，所述装置包括：三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头，

其中，所述三轴丝杆滑台适于与车辆的换挡手柄固定连接，所述OBD诊断接头一端与所述微机控制器连接，另一端适于与车辆上的OBD诊断接口连接，所述第一步进电机适于与所述车辆的油门踏板连接，且控制所述车辆的油门踏板的运动，所述第二步进电机适于与所述车辆的离合器踏板连接，且控制所述车辆的离合器踏板的运动，

所述微机控制器分别与所述三轴丝杆滑台、所述第一步进电机和所述第二步进电机电连接，所述微机控制器用于控制所述三轴丝杆滑台、所述第一步进电机和所述第二步进电机的运行。

可选的，所述微机控制器中具有计数器，

所述装置还包括：计数器复位开关，所述计数器复位开关用于在接收到触发信号时，使所述计数器的读数重置为0。

可选的，所述装置还包括：第一滑轮、第二滑轮、第一金属绳和第二金属绳，

所述第一金属绳一端与所述第一步进电机连接，另一端经过第一滑轮与车辆的油门踏板相连，所述第二金属绳一端与所述第二步进电机连接，另一端经过第二滑轮与车辆的离合器踏板相连。

另一方面，本申请实施例提供一种手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述方法应用于手动变速箱自动换挡装置，所述装置包括：三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头，其中，所述三轴丝杆滑台适于与车辆的换挡手柄固定连接，所述OBD诊断接头一端与所述微机控制器连接，另一端与所述车辆上的OBD诊断接口连接，所述微机控制器分别与所述三轴丝杆滑台、所述第一步进电机和所述第二步进电机电连接，

所述方法包括：

所述微机控制器控制所述第一步进电机从初始状态正转，所述第一步进电机位于初始状态时，所述车辆的油门踏板为未被下压的状态，所述第一步进电机处于正转状态时，所述车辆的油门踏板为被下压的状态；

所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取所述车辆的发动机转速和制动踏板状态；

当所述发动机转速等于预设固定值且制动踏板状态为未被下压时，并行执行以下动作：

所述微机控制器控制所述第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

所述微机控制器控制所述第二步进电机在所述第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，其中，所述第二步进电机位于初始状态时，所述车辆的离合器踏板为未被下压的状态，所述第二步进电机正转所述预设角度时，所述车辆的离合器被下压至最下端，

所述微机控制器控制所述三轴丝杆滑台在所述第二步进电机从其初始状态正转所述预设角度后运动，使得所述车辆的换挡手柄转换为不同的档位。

可选的，所述微机控制器中具有计数器，

所述方法包括：利用所述装置控制手动变速箱升档；

所述利用所述装置控制手动变速箱升档，包括：

步骤301：所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取所述车辆的发动机转速和制动踏板状态，并读取所述计数器的读数，所述计数器的初始读数为0；

步骤302：判断发动机转速是否小于预设固定值，且制动踏板是否处于未被下压的状态，当发动机转速小于所述预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，依次执行步骤303-306；

步骤303：所述微机控制器控制所述第一步进电机正转，使得所述车辆的油门踏板处于被下压的状态；

步骤304：所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取所述车辆的发动机转速；

步骤305：判断发动机转速是否等于预设固定值，当发动机转速等于所述预设固定值时，并行执行以下动作：

所述微机控制器控制所述第二步进电机在所述第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转所述预设角度，

所述微机控制器控制所述三轴丝杆滑台在所述第二步进电机正转所述预设角度后运动，使得所述车辆的换挡手柄的位置转换到更高一档，

所述计数器在当前数值上增加1；

步骤306：判断计数器的读数是否小于n，其中，n为车辆的最大档位数，当判断结果为计数器的读数小于n时，重新自步骤304开始执行。

可选的，所述利用所述装置控制手动变速箱升档之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱降档；

所述利用所述装置控制手动变速箱降档，包括：

步骤401：当所述步骤306的判断结果为所述计数器的读数不小于n时，所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取所述车辆的发动机转速和制动踏板状态；

步骤402：判断发动机转速是否等于预设固定值，且制动踏板是否处于未被下压的状态，当发动机转速不等于预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，依次执行步骤403-406：

步骤403：所述微机控制器控制所述第一步进电机正转，使得所述车辆的油门踏板处于被下压的状态；

步骤404：所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取所述车辆的发动机转速；

步骤405：判断发动机转速是否等于预设固定值，当发动机转速等于预设固定值时，并行执行以下动作：

所述微机控制器控制所述三轴丝杆滑台在所述第二步进电机正转所述预设角度后运动，使得所述车辆的换挡手柄的位置转换到更低一档，

所述计数器在当前数值上增加1；

步骤406：判断计数器的读数是否小于2n-1，当判断结果为计数器的读数小于2n-1时，重新自步骤403开始执行。

可选的，所述利用所述装置控制手动变速箱降档之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡；

所述利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡，包括：

当所述步骤406的判断结果为所述计数器的读数小于2n-1时，所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取制动踏板状态和车速；

判断制动踏板是否处于被下压的状态以及车速是否为0，当制动踏板处于被下压的状态且车速为0时，并行执行以下动作：

所述微机控制器控制所述三轴丝杆滑台在所述第二步进电机正转所述预设角度后运动，使得所述车辆的换挡手柄的位置转换到倒车档；

所述微机控制器控制所述第一步进电机正转，使得所述车辆的油门踏板处于被下压的状态。

可选的，所述装置还包括：计数器复位开关；

所述利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手边变速箱转换为空档；

所述利用所述装置控制手边变速箱转换为空档，包括：

所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取制动踏板状态，当制动踏板处于被下压的状态时，执行以下并行动作：

所述微机控制器控制所述第二步进电机在所述第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转所述预设角度；

所述微机控制器通过所述OBD诊断接头读取车速和计数器复位开关的状态；

判断车速是否为0，当车速为0时，所述微机控制器控制所述三轴丝杆滑台在所述第二步进电机正转所述预设角度后运动，使得所述车辆的换挡手柄的位置转换到空档；

当所述计数器复位开关被触发时，将所述计数器的读数重置为0。

可选的，所述微机控制器通过发出脉冲信号控制所述第一步进电机和所述第二步进电机的转动。

可选的，所述方法还包括：重复多次利用所述装置控制手动变速箱依次升档、降档、挂倒挡和挂空挡。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡装置，包括三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头。该微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的信息，基于读取的信息控制第一步进电机和第二步进电机，进而控制车辆的油门踏板和离合器踏板下压状态，并通过三轴丝杆滑台控制换挡手柄的移动，能够精确地在发动机转速为预设固定值下进行换挡操作，从而避免由于人为操作导致的试验结果不具有重复性和可比性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动换挡装置的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动换挡方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动升档方法的流程图。

图4为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动降档方法的流程图。

图5为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动挂倒挡方法的流程图。

图6为本申请实施例提供的一种手动变速箱自动挂空档方法的流程图。

图中的附图标记分别表示为：

1-油门踏板、2-离合器踏板、3-第一滑轮、4-第二滑轮、5-第一钢丝绳、6-第二钢丝绳、7-第一步进电机、8-第二步进电机、9-微机控制器电源开关、10-计数器复位开关、11-OBD诊断接头、12-微机控制器、13-三轴丝杆滑台、14-换挡手柄固定装置、15-换挡手柄、16-三轴丝杆滑台固定支架。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本申请实施例提供了一种手动变速箱自动换挡装置。参考图1，该装置包括：三轴丝杆滑台13、微机控制器12、第一步进电机7、第二步进电机8和OBD诊断接头11。

其中，三轴丝杆滑台13适于与车辆的换挡手柄15固定连接，OBD诊断接头11一端与微机控制器12连接，另一端适于与该车辆上的OBD诊断接口连接，第一步进电机7适于与该车辆的油门踏板1连接，且控制车辆的油门踏板1的运动，第二步进电机8适于与该车辆的离合器踏板2连接，且控制该车辆的离合器踏板2的运动。

微机控制器12分别与三轴丝杆滑台13、第一步进电机7和第二步进电机8电连接，微机控制器12用于控制三轴丝杆滑台13、第一步进电机7和第二步进电机8的运行。

在实施中，微机控制器可以控制第一步进电机和第二步进电机的运行，该第一步进电机和第二步进电机的状态可以分为正转、停止和反转。第一步进电机适于与车辆的油门踏板连接，且控制车辆的油门踏板的运动，第二步进电机适于与车辆的离合器踏板连接，且控制车辆的离合器踏板的运动。该装置中的OBD诊断接头与车辆上预设的OBD诊断接口连接，微机控制器与OBD诊断接头相连，可以读取车辆的车速、发动机转速和制动踏板状态等参数。同时，微机控制器还与三轴丝杠滑台连接，且控制三轴丝杠滑台的运动，三轴丝杠滑台与车辆的换挡手柄固定连接。也就是说，微机控制器可以综合控制车辆油门踏板、离合器踏板以及换挡手柄的运动，从而可以实现准确的在指定发动机转速下进行换挡，避免了由于人为操作导致的试验结果不可重复以及无对比性的问题。

综上所述，本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡装置包括三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头，微机控制器能够通过OBD诊断接头读取车辆的相关数据，并基于相关数据准确地控制第一步进电机、第二步进电机和三轴丝杠滑台的运动，从而能够实现换挡的精确控制，提高手动变速箱耐久性试验结果的可信度。

可选的，该三轴丝杠滑台可以为龙门式三轴丝杠滑台。继续参考图1，该装置还包括微机控制器电源开关9，通过触发该微机控制器电源开关9，能够实现微机控制器的开关控制。该装置还包括三轴丝杠滑台固定支架16和换挡手柄固定装置14，该三轴丝杠滑台固定支架16固定在整车副仪表盘两侧的车身下底板上，并可以调节高度，从而将该三轴丝杠滑台13固定在车辆换挡手柄15周边，便于通过换挡手柄固定装置14将三轴丝杠滑台13与车辆的换挡手柄15固定连接。

可选的，继续参考图1，微机控制器12中具有计数器。该计数器可以用于对车辆换挡的次数进行计数。

相应的，该手动变速箱自动换挡装置还包括：计数器复位开关10，计数器复位开关用于在接收到触发信号时，使计数器的读数重置为0。

通过在微机控制器中设置计数器，在自动换挡装置中设置计数器复位开关，一方面能够控制耐久性测试中一个小循环内的测试进度，另一方面能够在一个小循环结束之后重置计数器，以进入下一次小循环，保证测试的正常进行。

可选的，继续参考图1，该装置还包括：第一滑轮3、第二滑轮4、第一金属绳5和第二金属绳6。

该第一金属绳5一端与第一步进电机7连接，另一端经过第一滑轮3与车辆的油门踏板1相连，第二金属绳6一端与第二步进电机8连接，另一端经过第二滑轮4与车辆的离合器踏板2相连。

在实施中，该第一金属绳和第二金属绳可以为具有一定拉伸强度的金属材料制成，例如可以为钢丝绳。该第一金属绳一端与油门踏板连接，经过固定在车身底板上的第一滑轮后与第一步进电机连接，当第一步进电机正转时，第一金属绳在第一步进电机的牵拉下能够将油门踏板往下拉，使油门踏板呈现被下压的状态。第二金属绳一端与离合器踏板连接，经过固定在车身底板上的第二滑轮后与第二步进电机连接，当第二步进电机正向转动时，第二金属绳在第二步进电机的牵拉下能够将离合器踏板向下拉，使得离合器踏板呈现被下压的状态。在一个实施例中，第一金属绳和第二金属绳分别经过第一滑轮和第二滑轮后均呈现水平状态。

本申请实施例仅提供了一种示例性的第一步进电机与油门踏板、第二步进电机与离合器踏板之间的连接方式，并不构成对该连接方式的限制。本领域技术人员可以在上述实施例基础上容易想到更多的第一步进电机与油门踏板、第二步进电机与离合器踏板之间的连接方式。

综上所述，本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡装置中，第一步进电机适于与油门踏板连接，且控制油门踏板的运动，第二步进电机适于与离合器踏板连接，且控制离合器踏板的运动，三轴丝杆滑台与车辆换挡手柄固定连接，微机控制器能够控制第一步进电机、第二步进电机和三轴丝杆滑台的运动，从而能够精确控制车辆进行换挡，提高车辆手动变速箱的耐久性测试的可重复性，提高测试结果的可信度。

另一方面，本申请实施例提供了一种手动变速箱自动换挡方法。

该手动变速箱自动换挡方法应用于手动变速箱自动换挡装置，该装置包括：三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机和OBD诊断接头。其中，三轴丝杆滑台适于与车辆换挡手柄固定连接，OBD诊断接头一端与微机控制器连接，另一端与整车上的OBD诊断接口连接，微机控制器分别与三轴丝杆滑台、第一步进电机和第二步进电机电连接。

参考图2，本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡方法包括：

步骤201：微机控制器控制第一步进电机从初始状态正转，第一步进电机位于初始状态时，车辆的油门踏板为未被下压的状态，第一步进电机处于正转状态时，该车辆的油门踏板为被下压的状态。

在实施中，为对整车手动变速箱进行测试，需要将整车车辆置于试验场中，驾驶员坐在主驾位置，手动按下微机控制器电源开关，微机控制器便可以发出信号，以控制第一步进电机的运动。具体的，微机控制器可以通过控制第一步进电机正转来使油门踏板处于被下压的状态，从而改变车辆发动机的转速值。

步骤202，微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速和制动踏板状态。

在本申请实施例涉及车辆手动变速箱耐久性测试中，车辆需要由驾驶人员来驾驶以控制车辆行驶方向，为保证测试过程中车辆始终处于可控的状态，微机控制器还通过OBD诊断接头读取车辆制动踏板的状态，并根据制动踏板的状态来改变后续的操作流程，例如实现车辆挂倒挡以及空档。

步骤203，当发动机转速等于预设固定值且制动踏板状态为未被下压时，并行执行以下动作：

动作2031，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

动作2032，微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，其中，第二步进电机位于初始状态时，车辆的离合器踏板为未被下压的状态，第二步进电机正转预设角度时，车辆的离合器被下压至最下端，

动作2033，微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄转换为不同的档位。

在实施中，当发动机转速等于预设固定值且制动踏板状态为未被下压时，启动换挡的具体步骤。具体的，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，使得油门踏板被释放；微机控制器内部设有延时闭合开关，利用该延时闭合开关，微机控制器能够控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，保证了在油门踏板被完全释放后，离合器踏板被下拉到最下端，从而使得车辆的动力输入与输出轴的连接中断，此时可以操纵换挡手柄进行换挡。微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄转换为不同的档位，从而实现车辆手动变速箱换挡。

可选的，微机控制器中内置有至少一个延时闭合开关，每个延时闭合开关被预先设置延时时长。

在一个实施例中，微机控制器中内置有第一延时开关和第二延时开关。该第一延时开关的延时时长为第一步进电机停止正转并反转至初始状态所需的时长，该第二延时开关的延时时长为第二步进电机从初始状态正转预设角度所需的时间。

微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，通过以下过程实现：当微机控制器控制第一步进电机开始反转时，第一延时闭合开关的延时计时器开始计时，当延时时长达到第一延时时长时，该开关闭合，第二步进电机被通电，则此时微机控制器能够控制第二步进电机从其自身的初始状态开始正转。

微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，通过以下过程实现：当微机控制器控制第二步进电机开始正转时，第二延时开关的延时计时器开始计时，当延时时长达到第二延时时长时，该开关闭合，三轴丝杠滑台被通电，此时微机控制器能够控制三轴丝杠滑台运动，从而改变换挡手柄的位置，实现换挡。

通过预先设置延时闭合开关的延时时长，能够保证在油门踏板被完全释放后才执行下拉离合器踏板的动作，以及在离合器踏板被下拉到最下端时才利用三轴丝杠滑台使换挡手柄的位置改变，从而避免对车辆造成损伤。

综上所述，本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡方法，微机控制器控制第一步进电机从初始状态正转，且通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速和制动踏板状态。当发动机转速等于预设固定值且制动踏板状态为未被下压时，微机控制器控制第一步进电机、第二电机的运动，使油门踏板被释放以及离合器踏板被下拉到最下端，同时利用延时闭合开关，保证在离合器踏板被下拉到最下端时，通过三轴丝杆滑台控制换挡手柄以进行换挡，从而实现精确控制换挡过程中油门踏板和制动踏板的状态，并保证在发动机转速等于预设固定值时才启动换挡过程，能够避免手动变速箱耐久性测试中人为因素对试验结果的影响，提高试验结果的可信度。

可选的，该微机控制器中具有计数器。该手动变速箱自动换挡方法包括：利用手动变速箱换挡装置控制手动变速箱升档。

参考图3，利用手动变速箱换挡装置控制手动变速箱升档，包括：

步骤301，微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速和制动踏板状态，并读取计数器的读数，其中，计数器的初始读数为0。

步骤302，判断发动机转速是否小于预设固定值，且制动踏板是否处于未被下压的状态，当发动机转速小于预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，依次执行步骤303-306。

步骤303，微机控制器控制第一步进电机正转，使得车辆的油门踏板处于被下压的状态。

步骤304，微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速。

步骤305，判断发动机转速是否等于预设固定值，当发动机转速等于预设固定值时，并行执行以下动作：

动作3051，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

动作3052，微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，

动作3053，微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到更高一档，

动作3054，计数器在当前数值上增加1。

步骤306，判断计数器的读数是否小于n，其中，n为车辆的最大档位数，当判断结果为计数器的读数小于n时，重新自步骤304开始执行。

可选的，当制动踏板处于被下压的状态时，微机控制器通过OBD诊断接头读取到的制动踏板状态指示数值为1，当制动踏板处于未被下压的状态时，微机控制器通过OBD诊断接头读取到的制动踏板状态指示数值为0。

在实施中，当发动机转速小于预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，通过微机控制器控制第一步进电机正转，则可以控制发动机转速变化。微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速，当发动机转速等于预设固定值时，达到执行换挡的基本条件。此时，并行执行以下动作：微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，使油门踏板被释放；微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，使离合器踏板被下拉到最下端；微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到更高一档，计数器在当前数值上增加1，从而实现手动变速箱的自动升档，且计数器中的数值记录了升档的次数。通过重复执行步骤304-步骤306，可以依次将手动变速箱的档位从0档(N档)升到车辆的最高档位。

可选的，在利用所述装置控制手动变速箱升档之后，该方法还包括：利用该装置控制手动变速箱降档。

参考图4，利用该装置控制手动变速箱降档，包括：

步骤401，当步骤306中判断结果为计数器的读数不小于n时，微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速和制动踏板状态。

步骤402，判断发动机转速是否等于预设固定值，且制动踏板是否处于未被下压的状态，当发动机转速不等于预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，依次执行步骤403-406。

步骤403，微机控制器控制第一步进电机正转，使得车辆的油门踏板处于被下压的状态，从而可以调整车辆发动机的转速。

步骤404，微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速。

步骤405，判断发动机转速是否等于预设固定值，当发动机转速等于预设固定值时，并行执行以下动作：

动作4051，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

动作4052，微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，

动作4053，微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到更低一档，

动作4054，计数器在当前数值上增加1。

步骤406，判断计数器的读数是否小于2n-1，当判断结果为计数器的读数小于2n-1时，重新自步骤403开始执行。

在实施中，当发动机转速不等于预设固定值，且制动踏板处于未被下压的状态时，微机控制器控制第一步进电机正转，使车辆的油门踏板处于被下压的状态，从而调整车辆发动机的转速。微机控制器通过OBD诊断接头读取车辆的发动机转速。当判断发动机转速等于预设固定值时，达到执行换挡步骤的基本条件。此时，并行执行以下动作：微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到更低一档，计数器在当前数值上增加1，从而实现车辆手动变速箱降档，且计数器的数值记录车辆换挡的次数。在计数器读数小于2n-1时，重复执行步骤403-步骤406，可以实现依次将手动变速箱的档位从最高档降到1挡。

可选的，该方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱降档之后，利用该装置控制手动变速箱转换为倒挡。

参考图5，利用该装置控制手边变速箱转换为倒挡，包括：

步骤501，当步骤406的判断结果为计数器的读数不小于2n-1时，微机控制器通过OBD诊断接头读取制动踏板状态和车速。

步骤502，判断制动踏板是否处于被下压的状态以及车速是否为0，当制动踏板处于被下压的状态且车速为0时，并行执行以下动作：

动作5021，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

动作5022，微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，

动作5023，微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到倒车档。

步骤503，微机控制器控制第一步进电机正转，使得车辆的油门踏板处于被下压的状态。

在实施中，手动变速箱的档位转换为1档后，驾驶员继续驾驶车辆行驶，并当车辆车速降低至预设数值如10km/h时，踩下制动踏板50％行程直至停车。此时，微机控制器通过OBD诊断接头读取到制动踏板处于被下压的状态且车速为0，并行执行以下动作：微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，使油门踏板被完全释放；微机控制器控制第二步进电机正转预设角度，使离合器踏板被下拉到最下端，断开动力输出轴与输出轴的连接；微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，使得车辆的换挡手柄的位置转换到倒车档，从而实现自动将车辆手动变速箱从1档转换为倒挡。微机控制器控制第一步进电机正转，使得车辆的油门踏板处于被下压的状态，从而车辆处于倒车行驶状态。

可选的，该装置还包括：计数器复位开关。相应的，该方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡之后，利用装置控制手边变速箱转换为空档。

参考图6，利用装置控制手边变速箱转换为空档，包括：

步骤601，微机控制器通过OBD诊断接头读取制动踏板状态。

步骤602，判断制动踏板是否处于被下压的状态，当制动踏板处于被下压的状态时，执行以下并行动作：

动作6021，微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态，

动作6022，微机控制器控制第二步进电机在所述第一步进电机反转至初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度。

步骤603，微机控制器通过OBD诊断接头读取车速和计数器复位开关的状态。

步骤604，判断车速是否为0。

步骤605，当判断结果为车速为0时，微机控制器控制三轴丝杆滑台在所述第二步进电机正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到空档。

步骤606，当计数器复位开关被触发，将计数器的读数重置为0。

在实施中，驾驶员驾驶车辆倒车行驶一段距离如50m后，踩下制动踏板。此时，判断结果为制动踏板处于被下拉状态，并行执行以下操作：微机控制器控制第一步进电机停止正转并反转至初始状态；微机控制器控制第二步进电机在第一步进电机反转至其初始状态时从其自身的初始状态正转预设角度，从而实现油门踏板被释放，离合器踏板被下拉到最下端。微机控制器通过OBD诊断接头读取车速和计数器复位开关的状态。当判断车速为0时，微机控制器控制三轴丝杆滑台在第二步进电机从其初始状态正转预设角度后运动，使得车辆的换挡手柄的位置转换到空档，则实现了车辆停止行驶时，自动将手动变速箱从倒车档转换为空档。当计数器复位开关被触发，将计数器的读数重置为0，则此时一个手动变速箱耐久性测试的一个小循环结束。

可选的，微机控制器通过发出脉冲信号控制第一步进电机和第二步进电机的转动。

可选的，该方法还包括：重复多次利用该装置控制手动变速箱依次升档、降档、挂倒挡和挂空挡。

在实施中，为对手动变速箱进行耐久性试验，需要重复多次将手动变速箱升档、降档、挂倒挡和挂空挡的小循环。前述方法中已描述了如何通过手动变速器自动换挡装置控制车辆升档、降档、挂倒挡和挂空挡，通过重复上述过程，则可以对车辆手动变速箱执行多次小循环，从而实现手动变速箱的耐久性试验。

综上所述，本申请实施例提供的手动变速箱自动换挡方法，能够实现车辆手动变速箱的自动升档、降档、挂倒挡和挂空挡，通过对手动变速箱重复多次小循环，可以实现对手动变速箱的耐久性测试。该方法可以保证当发动机转速等于预设固定值时执行换挡操作，且换挡操作中准确的控制油门踏板、离合器踏板以及换挡手柄之间的配合关系，从而保证手动变速箱耐久性试验结果的可靠性和可重复性，避免了人为因素对测试结果的影响。

在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种手动变速箱自动换挡装置，其特征在于，所述装置用于在整车中对手动变速箱进行测试，所述装置包括：三轴丝杆滑台(13)、微机控制器(12)、第一步进电机(7)、第二步进电机(8)、三轴丝杆滑台固定支架(16)和OBD诊断接头(11)，

其中，所述OBD诊断接头(11)一端与所述微机控制器(12)连接，另一端适于与车辆上的OBD诊断接口连接，所述第一步进电机(7)适于与所述车辆的油门踏板连接，且控制所述车辆的油门踏板(1)的运动，所述第二步进电机(8)适于与所述车辆的离合器踏板连接，且控制所述车辆的离合器踏板(2)的运动，

所述微机控制器(12)分别与所述三轴丝杆滑台(13)、所述第一步进电机(7)和所述第二步进电机(8)电连接，所述微机控制器(12)用于控制所述三轴丝杆滑台(13)、所述第一步进电机(7)和所述第二步进电机(8)的运行，

所述三轴丝杆滑台固定支架(16)适于固定在所述车辆的副仪表盘两侧的车身下底板上，且其高度可调节，所述三轴丝杆滑台固定支架(16)用于将所述三轴丝杆滑台(13)固定在所述车辆的换挡手柄(15)周边，所述三轴丝杆滑台(13)适于与车辆的换挡手柄(15)固定连接；

所述微机控制器(12)中具有计数器，所述计数器用于记录利用所述装置控制整车中手动变速箱换挡的次数；

所述装置还包括：计数器复位开关(10)，所述计数器复位开关用于在接收到触发信号时，使所述计数器的读数重置为0。

2.根据权利要求1所述的手动变速箱自动换挡装置，其特征在于，所述装置还包括：第一滑轮(3)、第二滑轮(4)、第一金属绳(5)和第二金属绳(6)，

所述第一金属绳(5)一端与所述第一步进电机(7)连接，另一端经过第一滑轮(3)与车辆的油门踏板(1)相连，所述第二金属绳(6)一端与所述第二步进电机(8)连接，另一端经过第二滑轮(4)与车辆的离合器踏板(2)相连。

3.一种手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述方法用于利用手动变速箱自动换挡装置在整车中对手动变速箱进行测试，所述装置包括：三轴丝杆滑台、微机控制器、第一步进电机、第二步进电机、三轴丝杆滑台固定支架和OBD诊断接头，其中，所述OBD诊断接头一端与所述微机控制器连接，另一端与车辆上的OBD诊断接口连接，所述微机控制器分别与所述三轴丝杆滑台、所述第一步进电机和所述第二步进电机电连接，所述三轴丝杆滑台固定支架适于固定在所述车辆的副仪表盘两侧的车身下底板上，且其高度可调节，所述三轴丝杆滑台固定支架用于将所述三轴丝杆滑台固定在所述车辆的换挡手柄周边，所述三轴丝杆滑台适于与车辆的换挡手柄固定连接，所述微机控制器中具有计数器，所述计数器用于记录利用所述装置控制整车中手动变速箱换挡的次数；所述装置还包括：计数器复位开关，所述计数器复位开关用于在接收到触发信号时，使所述计数器的读数重置为0；

所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，

所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱升档；

所述利用所述装置控制手动变速箱升档，包括：

所述计数器在当前数值上增加1；

5.根据权利要求4所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述利用所述装置控制手动变速箱升档之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱降档；

所述利用所述装置控制手动变速箱降档，包括：

所述计数器在当前数值上增加1；

6.根据权利要求5所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述利用所述装置控制手动变速箱降档之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡；

所述利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡，包括：

7.根据权利要求6所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述装置还包括：计数器复位开关；

所述利用所述装置控制手动变速箱转换为倒挡之后，所述方法还包括：利用所述装置控制手动变速箱转换为空档；

所述利用所述装置控制手动变速箱转换为空档，包括：

8.根据权利要求7所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述微机控制器通过发出脉冲信号控制所述第一步进电机和所述第二步进电机的转动。

9.根据权利要求7所述的手动变速箱自动换挡方法，其特征在于，所述方法还包括：重复多次利用所述装置控制手动变速箱依次升档、降档、挂倒挡和挂空挡。