CN115467967A - 一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法及挡位限制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法及挡位限制系统，具体包括以下步骤：当驾驶员想要挂入某挡位时，控制单元根据各传感器信号判断是否可以挂入该挡位；如果不可以挂入该挡位，电磁换向阀控制换挡杆锁止机构工作，增大换挡力；驾驶员得到换挡力增大信号，自行判断是否强行挂入该挡位或者更换挡位。该挡位限制方法结构简单可靠，可以有效帮助驾驶员判断所挂挡位是否合理，适合手动挡商用车控制挂挡使用。

Description

一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法及挡位限制系统
技术领域
本发明涉及手动挡技术领域，具体涉及一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法及挡位限制系统。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，商用车变速箱也向着智能化的方向发展，相比于AMT变速箱在智能换挡方面的优势，对于手动挡变速箱，可通过计算机辅助系统帮助驾驶员进行挡位选择，提高换挡合理性，增大汽车燃油经济性以增强其在市场上的竞争力。
在汽车行驶过程中，由于发动机转速的限制，各挡位对应一定的行驶速度，对于某些新手司机或者不规范驾驶的司机来说，会发生在某一行驶速度下挂入了不合理挡位的行为，这种行为会加大发动机捣缸、飞车几率，导致发动机损坏等一系列问题。
然而现有技术中的手动挡商用车暂无较好的挡位限制方法对驾驶员提出换挡建议。
发明内容
本发明针对目前手动挡挂挡时驾驶员容易挂入不合理挡位从而导致发动机损坏等问题，提出了一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法及挡位限制系统。
第一方面，本发明首先提出了一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：挡位传感器监测到驾驶员想要挂入某一挡位的意图并将挂入该挡位的挡位信号传递到控制单元；
步骤二：所述控制单元得到所述挡位信号后，结合里程表传感器实时传递信号，根据目前的输入轴转速计算出在挂入该挡位下的输入轴转速；
步骤三：根据计算出的在挂入该挡位下的输入轴转速，判断驾驶员想要挂入的挡位是否合理；如果挂入该挡位合理，进行步骤四，否则进行步骤五；
步骤四：换挡结束；
步骤五：电磁换向阀工作，将整车提供的气源提供给换挡杆的锁止机构；
步骤六：所述锁止机构工作，增大挂入该挡位的换挡力；
步骤七：驾驶员得到换挡力增大的信号，得知挂入该挡位不合适，判断是否强行挂入该挡位，如果强行挂入该挡位，则进行步骤四，否则进行步骤八；
步骤八：驾驶员选择挂入另一挡位，进行步骤一。
优选的，在步骤一中，所述挡位传感器根据换挡轴的位移和旋转角度判断当前挡位和驾驶员即将挂入的挡位。
优选的，在步骤二和步骤三中，所述控制单元根据当前输出轴转速和驾驶员即将挂入挡位的传动比，计算换挡完成后的输入轴转速，离合器结合后，输入轴转速与发动机转速相同，若计算出的换挡完成后的输入轴转速在发动机额定转速范围之内，则挂入该挡位合理，进行步骤四；若计算出的换挡完成后的输入轴转速不在发动机额定转速范围之内，则不适合挂入该挡位，进行步骤五。
第二方面，本发明还提出了一种挡位限制系统，该挡位限制系统用于实现上述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法，具体包括换挡杆、换挡轴、挡位传感器以及锁止机构，所述换挡杆设置于所述换挡轴的一端并与所述换挡轴垂直，所述挡位传感器设置于所述换挡轴的另一端，所述换挡轴的外侧设置有凹槽，所述凹槽的上方设置有所述锁止机构，所述锁止机构包括工作状态与不工作状态；所述锁止机构处于所述工作状态时，所述锁止机构的下端卡入所述凹槽内以增大挂入该挡位的换挡力；所述锁止机构处于所述不工作状态时，所述锁止机构远离所述凹槽。
优选的，所述锁止机构包括壳体、复位弹簧、锁止销以及驱动件，所述锁止销的一端设置于所述壳体内，另一端穿出所述壳体，所述复位弹簧位于所述壳体内且所述复位弹簧的一端抵接所述壳体的内壁，所述复位弹簧的另一端抵接所述锁止销，所述复位弹簧能够给予所述锁止销远离所述凹槽的力，所述锁止机构处于所述工作状态时，所述驱动件能够驱动所述锁止销向所述凹槽运动并压缩所述复位弹簧。
优选的，所述驱动件包括整车气源以及电磁换向阀；所述整车气源与所述壳体内相连通，所述电磁换向阀能够控制所述整车气源向所述壳体内通气以驱动所述锁止销向所述凹槽运动。
优选的，所述壳体包括换挡小盖壳体以及端盖，所述端盖罩盖于所述换挡小盖壳体的上方，所述换挡小盖壳体的下端面开设有第一通孔，所述锁止销通过所述第一通孔伸出壳体；所述端盖开设有第二通孔，所述整车气源与所述第二通孔相连通。
优选的，所述锁止机构的下端卡入所述凹槽内时，驾驶员可以强行挂入该挡位。
优选的，所述挡位传感器监测到所挂挡位时，所述换挡轴旋转一定角度后所述锁止销也能够插入所述换挡轴的所述凹槽内。
优选的，所述锁止销的下端的宽度小于所述凹槽的宽度。
本发明的有益效果是：
本发明可以确保在正常行驶的情况下，避免因司机驾驶不当加大发动机捣缸、飞车几率，导致发动机损坏等一系列问题。
本发明设计原理简单可靠，具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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发明的一些实施例，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为本发明所述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法的简要流程图。
图2为本发明所述的挡位限制系统的简要结构示意图。
图3为本发明所述的挡位限制系统的剖视图。
图中：1、换挡杆，2、换挡轴，3、挡位传感器，4、凹槽，5、复位弹簧，6、锁止销，7、整车气源，8、电磁换向阀，9、换挡小盖壳体，10、端盖。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
实施例一
如图1所示，在本实施例中，本发明提出了一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：当驾驶员想要挂入某一挡位时，挡位传感器监测到驾驶员想要挂入某一挡位的意图并将挂入该挡位的挡位信号传递到控制单元，其中，挡位传感器根据换挡轴的位移和旋转角度判断当前挡位和驾驶员即将挂入的挡位；
步骤二：控制单元得到挡位信号后，结合里程表传感器实时传递信号，根据目前的输入轴转速计算出挂入该挡位下的输入轴转速；
步骤三：根据计算出的挂入该挡位下的输入轴转速，判断驾驶员想要挂入的挡位是否合理；如果挂入该挡位合理，进行步骤四，否则进行步骤五；
要说明的是，控制单元根据当前输出轴转速和驾驶员即将挂入挡位的传动比，计算换挡完成后的输入轴转速；在离合器结合后，输入轴转速与发动机转速相同，由于要确保发动机转速在合理范围内才能不对发动机造成损坏，因此，如果计算换挡完成后的输入轴转速不在发动机额定转速范围内，则不适合挂入该挡位。如果判断适合挂入该挡位，则换挡杆锁止机构不工作，换挡杆锁止机构保持在或回到初始位置，避免对换挡过程的影响。
步骤四：换挡结束；
步骤五：电磁换向阀工作，将整车提供的气源提供给换挡杆的锁止机构；
步骤六：锁止机构工作，增大挂入该挡位的换挡力；
步骤七：驾驶员得到换挡力增大的信号，得知挂入该挡位不合适，判断是否强行挂入该挡位，如果强行挂入该挡位，则进行步骤四，否则进行步骤八；
步骤八：驾驶员选择挂入另一挡位，进行步骤一。
实施例二
如图2、图3所示，本发明还提出了一种挡位限制系统，该挡位限制系统用于实现上述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法，具体包括换挡杆1、换挡轴2、挡位传感器3以及锁止机构，换挡杆1设置于换挡轴2的一端并与换挡轴2垂直，挡位传感器3设置于换挡轴2的另一端，换挡轴2的外侧设置有凹槽4，凹槽4的上方设置有锁止机构，锁止机构包括工作状态与不工作状态；锁止机构处于工作状态时，锁止机构的下端卡入凹槽4内以增大挂入该挡位的换挡力；锁止机构处于不工作状态时，锁止机构远离凹槽4。具体的，锁止机构包括壳体、复位弹簧5、锁止销6以及驱动件，锁止销6的一端设置于壳体内，另一端穿出壳体，复位弹簧5位于壳体内且复位弹簧5的一端抵接壳体的内壁，复位弹簧5的另一端抵接锁止销6，复位弹簧能够给予锁止销6远离凹槽4的力，锁止机构处于工作状态时，驱动件能够驱动锁止销6向凹槽4运动并压缩复位弹簧5。
其中，驱动件包括整车气源7以及电磁换向阀8；整车气源7与壳体内相连通，电磁换向阀8能够控制整车气源7向壳体内通气以驱动锁止销6向凹槽4运动。壳体包括换挡小盖壳体9以及端盖10，端盖10罩盖于换挡小盖壳体9的上方，换挡小盖壳体9的下端面开设有第一通孔，锁止销6通过第一通孔伸出壳体；端盖10开设有第二通孔，整车气源7与第二通孔相连通。
如图3所示，锁止销6的下端的宽度小于凹槽4的宽度，当挡位传感器3监测到所挂挡位时，换挡轴2已经开始旋转，确保在换挡过程中当换挡轴2旋转一定角度后，根据系统的响应速度，锁止销6能够插入换挡轴2的凹槽4中，在换挡未完成的状态下增大换挡阻力。为确保锁止机构的下端卡入凹槽4内时驾驶员可以强行挂入该挡位，应合理设计换挡轴2的凹槽4以及锁止销6的斜度，确保司机在换挡阻力增大的情况下仍能挂入该挡位，保证在紧急情况下司机可以强行挂挡。
该适用于手动挡商用车的挡位限制方法的工作原理为：
本发明通过设置的锁止机构与换挡轴相互配合，当驾驶员想要挂挡时，挡位传感器监测驾驶员意图并提前计算输入轴转速，通过比较输入轴转速是否在发动机额定转速范围内，来判断适合不适合挂入该挡位。如果判断适合挂入该挡位，则换挡杆锁止机构不工作，换挡杆锁止机构保持在或回到初始位置，避免对换挡过程的影响；如果判断适合挂入该挡位，则换挡杆锁止机构工作，整车气源7通过电磁换向阀8驱动锁止销6向下卡进凹槽4内。
通过上述实施方式可以看出，本发明的有益效果是：
本发明可以确保在正常行驶的情况下，避免因司机驾驶不当加大发动机捣缸、飞车几率，导致发动机损坏等一系列问题。
本发明设计原理简单可靠，具有广泛的应用前景。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于手动挡商用车的挡位限制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一：挡位传感器监测到驾驶员想要挂入某一挡位的意图并将挂入该挡位的挡位信号传递到控制单元；
步骤二：所述控制单元得到所述挡位信号后，结合里程表传感器实时传递信号，根据目前的输入轴转速计算出挂入该挡位下的输入轴转速；
步骤三：根据计算出的挂入该挡位的下的输入轴转速，判断驾驶员想要挂入的挡位是否合理；如果挂入该挡位合理，进行步骤四，否则进行步骤五；
步骤四：换挡结束；
步骤五：电磁换向阀工作，将整车提供的气源提供给换挡杆的锁止机构；
步骤六：所述锁止机构工作，增大挂入该挡位的换挡力；
步骤七：驾驶员得到换挡力增大的信号，得知挂入该挡位不合适，判断是否强行挂入该挡位，如果强行挂入该挡位，则进行步骤四，否则进行步骤八；
步骤八：驾驶员选择挂入另一挡位，进行步骤一。
2.根据权利要求1所述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法，其特征在于，在步骤一中，所述挡位传感器根据换挡轴的位移和旋转角度判断当前挡位和驾驶员即将挂入的挡位。
3.根据权利要求1所述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法，其特征在于，在步骤二和步骤三中，所述控制单元根据当前输出轴转速和驾驶员即将挂入挡位的传动比，计算换挡完成后的输入轴转速，离合器结合后，输入轴转速与发动机转速相同，若计算出的换挡完成后的输入轴转速在发动机额定转速范围之内，则挂入该挡位合理，进行步骤四；若计算出的换挡完成后的输入轴转速不在发动机额定转速范围之内，则不适合挂入该挡位，进行步骤五。
4.一种挡位限制系统，用于实现权利要求1至3中任一项所述的适用于手动挡商用车的挡位限制方法，其特征在于，包括换挡杆、换挡轴、挡位传感器以及锁止机构，所述换挡杆设置于所述换挡轴的一端并与所述换挡轴垂直，所述挡位传感器设置于所述换挡轴的另一端，所述换挡轴的外侧设置有凹槽，所述凹槽的上方设置有所述锁止机构，所述锁止机构包括工作状态与不工作状态；所述锁止机构处于所述工作状态时，所述锁止机构的下端卡入所述凹槽内以增大挂入该挡位的换挡力；所述锁止机构处于所述不工作状态时，所述锁止机构远离所述凹槽。
5.根据权利要求4所述的挡位限制系统，其特征在于，所述锁止机构包括壳体、复位弹簧、锁止销以及驱动件，所述锁止销的一端设置于所述壳体内，另一端穿出所述壳体，所述复位弹簧位于所述壳体内且所述复位弹簧的一端抵接所述壳体的内壁，所述复位弹簧的另一端抵接所述锁止销，所述复位弹簧能够给予所述锁止销远离所述凹槽的力，所述锁止机构处于所述工作状态时，所述驱动件能够驱动所述锁止销向所述凹槽运动并压缩所述复位弹簧。
6.根据权利要求5所述的挡位限制系统，其特征在于，所述驱动件包括整车气源以及电磁换向阀；所述整车气源与所述壳体内相连通，所述电磁换向阀能够控制所述整车气源向所述壳体内通气以驱动所述锁止销向所述凹槽运动。
7.根据权利要求6所述的挡位限制系统，其特征在于，所述壳体包括换挡小盖壳体以及端盖，所述端盖罩盖于所述换挡小盖壳体的上方，所述换挡小盖壳体的下端面开设有第一通孔，所述锁止销通过所述第一通孔伸出壳体；所述端盖开设有第二通孔，所述整车气源与所述第二通孔相连通。
8.根据权利要求4所述的挡位限制系统，其特征在于，所述锁止机构的下端卡入所述凹槽内时，驾驶员可以强行挂入该挡位。
9.根据权利要求5所述的挡位限制系统，其特征在于，所述挡位传感器监测到所挂挡位时，所述换挡轴旋转到一定角度后所述锁止销也能够插入所述换挡轴的所述凹槽内。
10.根据权利要求5所述的挡位限制系统，其特征在于，所述锁止销的下端的宽度小于所述凹槽的宽度。
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