CN1131794C - 用于电子气动换档系统的自动换档控制装置及其控制方法 - Google Patents

用于电子气动换档系统的自动换档控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

用于电子气动换档系统的自动换档控制装置及其控制方法。换档控制装置经杠杆位置传感器检测换档杆的位置，并把与换档杆的位置相对应的信号输出到一个电子控制单元，ECU控制一个电磁阀组件，向换档控制装置供给空气和从中排出空气，由此控制变速箱。换档控制装置包括：一个磁铁，布置在换档控制装置的换档推杆的一端上；及一个线性可变距离传感器，提供在与磁铁位置相对应的换档控制装置的一端上。

Description

用于电子气动换档系统的自动换档控制装置及其控制方法
本发明涉及一种用于电子气动换档系统的自动换档控制装置和一种用来控制该装置的方法。更具体地说，本发明涉及一种用于电子气动换档系统的自动换档控制装置和一种用来控制该装置的方法，其中一个线性可变距离传感器(LVDT)用来减小换档冲击。
在发动机装在车辆后部的卡车、公共汽车和其他这样的车辆中，由于变速箱定位在离司机相当远的距离处，所以必须提供一个把通过司机的离合器和换档杆的操作精确、平稳和容易地传送到变速箱的换档装置。气动换档系统常常用来代替常规的液压或机械换档系统。在气动换档系统中，电子控制气压，以最终改变变速箱的换档模式。
图1表示对其应用本发明的一种普通电子气动换档系统的示意图。
在普通电子气动换档系统中，一个杠杆位置传感器6检测司机对一个换档杆4L的操作。杠杆位置传感器6把与换档杆4L的变化位置相对应的电信号输出到一个电子控制单元(ECU)8，并且ECU8输出信号，以根据从杠杆位置传感器6接收的信号控制电磁阀组件10的断开和闭合状态。因而，把空气供给到一个换档控制装置12或从中排出，以把一个变速箱14控制到各前进档或倒退档模式。
电磁阀组件10连接到一个气罐15上，并且接收来自气罐15的空气供给。而且，通过经一个反作用阀18从气罐15供给空气或向中排出空气，反作用阀18是一个连接到一个反作用缸(未表示)上的3通电磁阀，当把换档杆4L操作到不同换档模式时，把换档感觉提供给司机。
ECU8连接到一个换档模式显示器20上，并且ECU8进行这样的控制，从而换档模式显示器20在接收来自杠杆位置传感器6的信号之后显示当前换档模式。ECU8也连接到一个报警灯24上，报警灯24提醒司机注意由对电磁阀组件10的错误供气造成的换档失败、或司机对换档杆4L的误操作。ECU8通过其与一个换档模式传感器22的连接检测这样的问题。
换档控制装置12包括一个缸MVA26和一个缸MVB28。通过电磁阀组件10的操作把空气供给到缸MVA26和缸MVB28或从中排出，电磁阀组件10根据从ECU8输出的信号操作。一根换档推杆30可滑动地布置在换档控制装置12中。换档推杆30根据对缸MVA26和缸MVB 28的供气在向右或向左方向(在图中)上移动。
一个撞针32固定地布置在换档推杆30上。就这种配置而论，当换档推杆30在向左方向移动时，撞针32也运动，从而它把变速箱14操作到驱动D范围的一个第一、第三或第五速度；而当换档推杆30向右方向移动时，撞针这样运动，从而它把变速箱14操作到驱动D范围的一个第二或第四速度或倒退。就是说，当司机把换档杆4L操作到不同的换档模式时，ECU8控制电磁阀组件10，从而把空气供给到换档控制装置12的缸MVA26和缸MVB28或从中排出，由此控制换档推杆30和撞针32的移动。
而且，提供在换档推杆30一端上的是一个磁铁34。磁铁传感器36与磁铁34的一个位置相对应地安装在换档控制装置12中。因而，当移动换档推杆30时，磁铁传感器36能够检测磁铁34的变化位置。
然而，在上述的普通气动换档系统中，由于使用空气压力把变速箱14换档到不同换档模式，所以在其中空气突然供给到换档控制装置12的情况下，换档推杆30和撞针32基本上以这样一种速度运动，从而把突变力施加到变速箱14的同步器、换档拔叉等上。这导致变速箱14的磨损、以及由换档冲击造成的换档和行驶质量的降低。
已经进行的本发明在于努力解决以上问题。
本发明的目的在于提供一种用于电子气动换档系统的自动换档控制装置和一种用来控制该装置的方法，其中一个线性可变距离传感器(LVDT)用来减小换档冲击。
为了实现以上目的，本发明提供一种用于电子气动换档系统的自动换档控制装置和一种用来控制该装置的方法。换档控制装置经一个杠杆位置传感器检测换档杆的位置，杠杆位置传感器把与换档杆的位置相对应的信号输出到一个电子控制单元，从而ECU控制一个电磁阀组件，以向换档控制装置供给空气和从中排出空气，由此控制变速箱。换档控制装置包括：一个磁铁，布置在换档控制装置的换档推杆的一端上；及一个线性可变距离传感器，提供在与磁铁位置相对应的换档控制装置的一端上，LVDT检测由换档推杆运动引起的磁场变化，并且LVDT把与磁场变化相对应的信号输出到ECU。
该方法包括步骤：检测换档杆的位置；确定是否有换档命令；如果有换档命令，则为换档控制装置的换档推杆建立一个目标位置；控制电磁阀组件以把空气供给到换档控制装置；检测换档推杆的位置；确定换档推杆是否已经到目标位置的90％的范围内；如果换档推杆已经到目标位置的90％的范围内，则计算换档推杆的当前位置、运动速度和加速度；把空气连续和适当地供给到换档控制装置，直到已经得到目标换档模式；及确定是否已经到达目标换档模式。
根据本发明的特征，在确定是否有换档命令的步骤中，如果没有换档命令，则连续地检测换档杆的位置。
根据本发明的另一种特征，在确定换档推杆是否已经到目标位置的90％的范围内的步骤中，如果换档推杆还没有到目标位置的90％的范围内，则LVDT确定换档推杆的位置。
根据本发明的又一种特征，在确定是否已经到达目标换档模式的步骤中，如果还没有到达目标换档模式，则计算换档推杆的当前位置、运动速度和加速度。
并入和构成说明书一部分的附图表明本发明的一个实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理：
图1是对其应用本发明的一种普通电子气动换挡系统的示意图；
图2是根据本发明的一个最佳实施例的换档控制装置的剖视图；及
图3是根据本发明的一个最佳实施例用来控制用于电子气动换档系统的自动换档控制装置的方法的流程图。
现在参照附图将详细地描述本发明的最佳实施例。
图1是对其应用本发明的一种普通电子气动换档系统的示意图；图2是根据本发明的一个最佳实施例的换档控制装置的剖视图。标号12指示换档控制装置。
一个换档冲击减小系统50提供在换档控制装置12的一端上。换档冲击减小系统50包括一个磁铁52和一个线性可变距离传感器(LVDT)54。LVDT54连接到一个ECU8上。
磁铁52布置在换档控制装置12的一根换档推杆30的外圆周的一端上。LVDT54是一个检测由磁铁52的运动引起的磁场变化的传感器，LVDT54输出与磁场变化相对应的信号。ECU8从LVDT54接收信号，并且根据这些信号控制一个电磁阀组件10。就是说，ECU8根据从LVDT54接收的信号控制电磁阀组件10，从而控制至换档控制装置12的一个缸MVA26和一个缸MVB28的供气。
图3表示根据本发明的一个最佳实施例用来控制用于电子气动换档系统的自动换档控制装置的方法的流程图。
首先，在步骤S10检测换档杆4L的位置之后，在步骤S20确定是否有换档命令。如果在步骤S20没有换档命令，则继续检测换档杆4L的位置。然而，如果在步骤S20有根据换档杆4L的司机操作的换档命令，则在步骤S30建立用于换档控制装置12的换档推杆30的目标位置。
其次，在步骤S40控制电磁阀组件10，以向换档控制装置12的缸MVA26和缸MVB28供气。以后，LVDT54在步骤S50通过磁铁52的运动确定换档推杆30的位置，换档推杆30根据供给到缸MVA26和缸MVB28的空气改变位置。
接着上面，在步骤S60确定换档推杆30是否已经到在步骤S30建立的目标位置的90％的范围内。如果在步骤S60换档推杆30已经到目标位置的90％的范围内，则在步骤S70计算换档推杆30的当前位置、运动速度和加速度。然而，如果换档推杆30还没有到目标位置的90％的范围内，则重复其中LVDT54确定换档推杆30的位置的步骤S50。
在步骤S70之后，把空气连续和适当地供给到缸MVA26和缸MVB28，从而通过电磁阀组件10的控制调节换档推杆30运动的速度，直到在步骤S80已经得到目标换档模式。其次，在步骤S90确定是否已经到达目标换档模式。在这时，如果在步骤S90已经到达目标换档模式，则过程返回步骤S10。然而，如果在步骤S90还没有到达目标换档模式，则过程返回步骤S70，其中在步骤S70计算换档推杆30的当前位置、运动速度和加速度。
在用于电子气动换档系统的自动换档控制装置和用来控制该装置的方法中，通过适当控制换档推杆减小冲击，直到得到目标换档模式。结果，改进整个行驶舒适性，并且减小对变速箱的磨损。
尽管上文已经详细地描述了本发明的最佳实施例，但应该清楚地理解，这里讲授的基本发明概念的多种变更和/或改进，对熟悉本专业的技术人员可能是显然的，并且将仍在如附属权利要求书中所定义的本发明的精神和范围内。

Claims (5)

1.一种用于电子气动换档系统的自动换档控制装置，经一个杠杆位置传感器检测换档杆的位置，杠杆位置传感器把与换档杆的位置相对应的信号输出到一个电子控制单元，从而该电子控制单元控制一个电磁阀组件，以向换档控制装置供给空气和从中排出空气，由此控制变速箱，该换档控制装置包括：
一个磁铁，布置在换档控制装置的换档推杆的一端上；及
一个线性可变距离传感器，提供在与磁铁位置相对应的换档控制装置的一端上，线性可变距离传感器检测由换档推杆运动引起的磁场变化，及线性可变距离传感器把与磁场变化相对应的信号输出到电子控制单元。
2.一种用来控制用于电子气动换档系统的自动换档控制装置的方法，包括步骤：
检测换档杆的位置；
确定是否有换档命令；
如果有换档命令，则为换档控制装置的换档推杆建立一个目标位置；
控制电磁阀组件以把空气供给到换档控制装置；
检测换档推杆的位置；
确定换档推杆是否已经到目标位置的90％的范围内；
如果换档推杆已经到目标位置的90％的范围内，则计算换档推杆的当前位置、运动速度和加速度；
把空气连续和适当地供给到换档控制装置，直到已经得到目标换档模式；及
确定是否已经到达目标换档模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在确定是否有换档命令的步骤中，如果没有换档命令，则连续地检测换档杆的位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其中在确定换档推杆是否已经到目标位置的90％的范围内的步骤中，如果换档推杆还没有到目标位置的90％的范围内，则线性可变距离传感器确定换档推杆的位置。
5.根据权利要求2所述的方法，其中在确定是否已经到达目标换档模式的步骤中，如果还没有到达目标换档模式，则计算换档推杆的当前位置、运动速度和加速度。
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