CN1396074A - 机动车有级变速器换挡的自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车有级变速器换挡的控制系统，尤其属于机动车有级变速器换挡的自动控制系统。一种机动车有级变速器换挡的自动控制系统，包括有级变速器，除此以外它还包括取样器、比较器、存储器、执行件，取样器还包括油门踏板传感器、发动机转速传感器、车速传感器，其输出端与比较器相连，比较器、存储器为计算机，计算机的另一端与执行件相连，执行件包括步进电机、复数个控制开关，各控制开关分别与变速器的脱挡装置、选轨装置、拨挡装置、离合器装置相连。本系统可靠性强、准确率高、灵敏度高、组合的灵活性强，对各种机动车都适用并具有防盗、找车功能。

Description

机动车有级变速器换挡的自动控制系统

技术领域

本发明涉及机动车有级变速器换挡的控制系统，尤其属于机动车有级变速器换挡的自动控制系统

背景技术

例如目前许多小型汽车，大量卡车的换挡仍然依靠驾驶员的技能进行手工操作，现有车上使用的“自动拨”前进挡仍有多个手动按钮进行调整，其专用变速器和液压执行件的构造也比较复杂，造价也比较高，因而驾驶员的操作好坏将直接影响车辆运行的顺畅和燃料的消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种能替代目前车上所使用的“自动拨”机构，是一种能在机动车上自动控制有级变速器的换挡、并能自动控制机动车的车速使车辆保持衡速行驶的机动车有级变速器换挡的自动控制系统。

本发明所采用的技术原理为：[1]对发动机施加负荷不变的前提下，发动机转速随着供油量多少而快慢，同样在供油量不变前提下对发动机施加负荷，转速随着负荷的减少或增加而快慢，一个供油量可以容纳一个发动机转速段，这是因为空燃比自然地调整所致；[2]车速来至发动机转速通过变速器的变速比而产生的；[3]行驶中的车辆各挡位都有与其相适应的较佳车速段的特点，该车速段的上下点也就成为升挡、降挡的指令点。

按上述思路设计，既需要充分地使用发动机自己的动力调整能力(这决定车速段的宽窄)，各挡最佳的变挡车速，还要考虑它的经济性、环保、行驶的流畅等因素。

本设计根据发动机的两条极限供油特性曲线，一条为发动机在无外加负荷的情况下平稳地加大油门，形成该发动机的上极端供油特性曲线如[图5]曲线M所示；另一条为每一油门开启角度下以最大负荷使其转速下降到极限，形成一条该发动机特有的下极端供油特性曲线如[图5]曲线N所示。如上所述，可见对每一个油门位置的供油量，允许负荷在一定范围内变化，它导致发动机的转速也相应在一定范围内变化，这一串连续变化的发动机转速就形成该油门角位所对应的发动机基本转速段。如果除去转速段的最高点即发动机无外加负荷时的上极端点和转速段的最低点即负荷加大到使发动机熄火的下极端点，那么余下的转速段就是发动机能正常运转的能用转速段。考虑车辆的实用性、行驶时的平稳性、经济性、环保以及各种挡位最适合的车速等因素，必须在能用的转速段中，选定供各挡位使用的较佳发动机转速段并转化成车速段。因为行驶的车辆工况是复杂的，发动机在中低速运转时的动力输出满足不了车辆加速、负荷变化等各工况的需要，这时发动机输出的扭力只有通过变速器变化才能得到满足，车速段也就形成。这时变速器实质是变化发动机的扭力，体现为变速器的一个挡位，只能提供一个适用的车速段，一般车上都有多个挡位，该车速段最高的车速点就成了升挡的指令点、该车速段最低的车速点就成了降挡的指令点。即图5中的各挡所对应的升挡线为：M₁，M₂、M₃、...M_X-1，各挡所对应的降挡线为N₂、N₃，N₄、...N_X。M或N的下标对应的是变速器内挡位，车速一旦碰到上、下指令点就意味着要换挡，为了给换挡创造更快捷的条件，所以分成了变速器的升挡程序指令(当变速器处在最高前进挡时，因为没有更高的挡位，所以就不需要上指令，发动机就从额定负荷的最高转速向极限最高转速运转)和变速器的降挡程序指令(同样当变速器处在最低的前进挡时，也没有下一挡位可换，出于安全考虑下指令点仅作为可能熄火的警示点，提醒驾驶员做好防备，该情况一般出现在急上坡路段)。考虑到车辆行驶在上长坡或下长坡的公路上，它的负荷不仅来自路况和载重，同时也来自车辆重力产生的反向分力，从车辆行驶的流畅方面考虑，对变速器变挡时期做出恰当的调整。在计算机中设置更适合以长上坡路况为主体的A参数(A参数是降挡指令提前修正了的变挡指令)和以长下坡路况为主体的B参数(B参数是使升挡指令提前修正了的变挡指令)，A、B两指令修正参数是仅供特殊路段调出使用的内存程序，该参数也适合拥挤、繁杂的市区使用。

变速器换挡无论是升挡或是降挡首先要脱挡，步进电机反转收缩油门(收缩幅度由计算机控制)，使得变速器内主动齿轮与从动齿轮的接触面无压力，同时脱挡电磁阀工作，变速器内的主动齿轮与从动齿轮分离，并得到计算机的检测。再根据指令的来源及车速确定目标挡位，指令选轨电磁阀进行选轨，同时根据目标挡位变速比指令步进电机控制发动机转速，升挡是继续收油门，降挡是马上加大油门，使的目标挡位的齿偶快速同步之后、便指令离合器电气阀工作，使离合器分离，随之指令该挡的拔挡电磁阀工作，拔挡电磁阀拨入该挡，并得到计算机检测，上述执行件电流关闭，一次的换挡工作完成。

本发明所采用的技术方案：一种机动车有级变速器换挡的自动控制系统，包括有级变速器，其结构要点在于，它还包括取样器、比较器、存储器、执行件，取样器还包括油门踏板传感器、发动机转速传感器、车速传感器，其输出端与比较器相连，比较器、存储器为计算机，计算机的另一端与执行件相连，执行件包括步进电机、复数个控制开关，各控制开关分别与变速器的脱挡装置、选轨装置、拨挡装置及离合器装置相连。

计算机内存有车速段，该车速段的上、下车速点构成了比较点，车速段的最上点M为升挡指令点，车速段的最下点N为降挡指令点。这样当车速为M、N时计算机发换挡指令。

这样当车速传感器所取的车速信号进入计算机与计算机内存的车速相比，计算机判断车辆是否需要换挡，需要换挡时计算机命令执行件工作，首先是变速器脱挡。再根据指令的来源及车速确定目标挡位，指令选轨电磁阀进行选轨，发动机转速传感器将发动机转速传给计算机，由计算机判定发动机转速与车速是否对等，根据目标挡位变速比指令步进电机控制发动机转速，升挡是继续收油门；降挡是马上加大油门，使的目标挡位的齿偶快速同步之后、便指令离合器电气阀工作，使离合器分离，随之指令该挡的拔挡电磁阀工作，拔挡电磁阀拨入该挡，并得到计算机检测，上述执行件电流关闭，一次自动换挡工作完成。

油门踏板传感器将油门踏板的动作、油门踏板的位置变成讯号提供给计算机，由计算机控制步进电机的转向、转速，以避免原有机械联结干扰换挡时步进电机对油门角位的控制，这样可实现计算机对油门踏板超常规变化的讯号进行控制。

计算机：主要由存储器和中央处埋器组成，其输入端与取样器相连，其输出端与执行件相接，存储器存有各功能键所对应的程序；存有以油门踏板传感器的信息作为控制步进电机正转、反转、转速及限定油门最大转速的程序；存有变速器各挡所对应的车速段，并由车速段的两端点构成了升挡、降挡的上下指令点；存有变速器各挡变速比的应用程序；存有变速器各挡升挡、降挡时各执行件的工作配合程序；存有停车、倒车、起步、自动加速行驶、保持衡速行驶的控制程序；存有对已发出的指令保持优先进行处理的程序，保证指令的连续性、完整性，并每0.1秒检测一次，执行件完成工作后，终止向上述执行件供电。

执行件：包括(1)步进电机以及它所连结的油门，由计算机控制步进电机的转向、转速也就控制了油门，配合完成换挡工作，实现了车辆的自动加速行驶和保持衡速行驶；(2)多个控制开关(继电器或可控硅)，各控制开关分别与变速器的脱挡装置、选轨装置、拨挡装置及离合器装置相连，换挡首先原挡必须脱离；(3)与选轨装置连接，变速器的脱挡或拨挡是依靠拨叉来完成，一个拨叉在一条轨道上，每个拔叉只能前拨一个挡或后拨另一个挡，五个挡位的车辆就需要三条的拨叉轨道，所以计算机就能判断要选定目标齿偶拨叉所在的轨道；(4)与离合器装置连接，离合器是断开发动机与变速器的联结，目的是克服从指令到执行过程因时差而引起的齿偶同步的误差和计算机运算的误差，给拨挡提供有利的条件，另一点只要油门在怠速位置离合器就分离并自动挂入一挡、提供短时停车的方便；(5)与拨挡装置连接，执行目标齿偶联结是完成一次换挡任务的最后动作。

取样器还包括油门角位传感器，放置在油门上，其输出端与比较器相连。这样计算机能根据实际需要进行控制油门开启角。油门角位移传感器有以下作用：(a)将油门的位置以及变化速度和变化的方向信息提供给计算机；(b)提供怠速油门角位，作为停车时离合器工作的指令；(c)计算机限定油门角位变化的速度每0.1秒油门位置的变化小于3度，配合换挡、环保及节能的要求；(d)全自动控制时，计算机限定自动加大油门速度，其每0.1秒油门的位置变化小于3度。

一般控制开关或者为继电器，或者为可控硅。本发明的实现具体可通过油门踏板传感器、油门角位移传感器、发动机转速传感器、车速传感器将得到的讯号输入计算机，通过与计算机内部已设定的上、下脱挡曲线相比，计算机做出判断保持原状，或发出指令给：步进电机收缩油门，继电器A通向脱挡电磁阀使变速器成为空挡，计算机再根据此时发动机转速传感器、车速传感器所采集的发动机转速和车速计算变速比，与计算机内存的挡位的参数相比，并将正确的挡位指令传给执行件，其中继电器B通向变速器第一轨道电磁阀，继电器C通向变速器第三轨道电磁阀，继电器F通向离合器电气阀，继电器D是通向变速器前拨齿套电磁阀，继电器E通向变速器后拔齿套电磁阀。

取样器包括功能盒，其输出端与比较器相连，将得到的命令信息传入计算机，调出计算机内部程序，对车辆进行控制。

本发明的优点在于本系统是在一种新思路下确立的，利用发动机在不同负荷的固有供油特性确定可供发动机转速变化的区域为基础，利用变速器各挡位都有自己的最佳的车速段为依据，建立新的换挡指令，并设计了与其相匹配的计算机软件、硬件，以及相关的执行机构和连接它们的电子线路，具有通用、结构简单、性能稳定、廉价的特点，达到使用更便利，行车更安全，对环保更有利的目的，并留有持续扩展功能的空间。本系统可靠性强、准确率高、灵敏度高、组合的灵活性强，对各种机动车都适用并具有防盗、找车功能。

附图说明

图1为本发明工作原理示意图

图2主板线路结构示意图

图3为主板控制中心线路示意图

图4a发动机转速传感器控制线路示意图

图4b车速传感器控制线路示意图

图4c油门角位传感器控制线路示意图

图5为换挡指令线示意图

图6a为功能键盒面板示意图

图6b为功能键盒面板按键控制线路示意图

图7为油门自动控制工作原理示意图

图8为变速器脱挡电磁阀结构示意图

图9为变速器选轨电磁阀结构示意图

图10为变速器拨挡电磁阀结构示意图

图11为离合器自动控制装置示意图

其中：100.计算机主板线路 101.油门踏板传感器 102.油门角位传感器 103.发动机转速传感器 104.车速传感器 105.功能键盒 107.步进电机 108.继电器A 109.继电器B 110.继电器C  111.继电器D 112.继电器E 113.继电器F116.讯号发射口 117.油门 118.脱挡电磁阀 119.第一轨道电磁阀 120.第三轨道电磁阀 121.前拨齿套电磁阀 122.后拨齿套电磁阀 123.离合器电气阀M.每一油门角位无外加负荷发动机转速曲线谱 N.每一油门角位外加极端负荷发动机转速曲线谱 M1.一挡升二挡指令线 M2.二挡升三挡指令线 M3.三挡升四挡指令线N4.四挡降三挡指令线 N3.三挡降二挡指令线 N2.二挡降一挡指令线 601.程序开关 602.绿灯 603.A修正参数键 604.(0-9)数码键 605.倒车键 606.执行件电源开关 607.黄灯 608.B修正参数键 609.设定键 610.自动控制键 612.消除设定键 613.鸣示 614.起步键 800.脱挡套管拉绳 801.拉绳接头 802.软铁芯803.线圈 804.调整螺丝 805.接线柱 902.共用软铁芯 903.弹簧 905.支架 906.选轨摇臂 907.连接销 908.支点销 909.拉杆 1001.前脱挡摇臂 1002.后脱挡摇臂 1003.前脱挡推杆 1004.后脱挡推杆 1005.脱挡拉绳 1008.拨挡摇臂1009.拉杆 1016.销 1100.真空筒 1101.接口 1102.真空管 1104.真空阀1105.离合器套管拉绳 1106.接头

具体实施方式

结合视图对本发明主要零部件安装及其功能，进行详细的描述

如图1所示，一种机动车有级变速器换挡的自动控制系统，包括有级变速器、取样器、比较器、存储器、执行件，取样器包括油门踏板传感器101、油门角位传感器102、发动机转速传感器103、车速传感器104、功能健盒105，其输出端与比较器相连，比较器、存储器为计算机100，计算机100的另一端与执行件相连，执行件包括步进电机、复数个控制开关，各控制开关分别与变速器的脱挡装置、选轨装置、拨挡装置及离合器装置相连。计算机100内存有各挡位的变速比和所对应的车速段，该车速段的上、下车速点构成了比较点(如图5所示)。

功能键盒105、油门角位传感器102、发动机转速传感器103、车速传感器104，一起将得到的信息输入计算机100，通过与计算机100内部已设定的上、下脱挡线相比，做出判断是保持原状，或发出换挡指令，给步进电机、继电器A108供电给脱挡电磁阀118使变速器成为空挡，耗时约0.3秒，计算机根据车速传感器104所采集的车速确定了目标挡位，指令选轨；继电器供电给选轨电磁阀进行选轨，耗时约0.2钞；其中继电器B109通向变速器第一拨叉所在的第一轨道电磁阀119或继电器C110通向变速器第三拨叉所在的第三轨道电磁阀120，再指令给步进电机按挡位变速比来控制发动机转速，使得目标挡位的齿偶快速地同步，不同的挡位耗时不一样，第二拨叉所在的轨道的定位是依靠选轨电磁阀中的上、下两弹簧903共同的作用，再指令继电器F113供电给离合器控制器的电气阀123使离合器分离，同时指令拨挡；其中继电器D111是供电给变速器前拨齿套电磁阀121，继电器E112是供电给变速器后拨齿套电磁阀122。

如图2、图3、图4a、图4b、图4c所示为线路图，它是集成块、电子原件、及线路所组成的。它具有的功能是：1)必须将油门角位移传感器102和发动机转速传感器103传来的数据，形成上极端曲线M，在重负荷情况下形成下极端线N。在这两条曲线区间可以进行指令线确定、修正、固化，并可随时调出使用的指令程序；2)将油门踏板传感器101、油门角位传感器102、发动机转速传感器103，进行有效地运算纳入换挡程序；3)以发动机转速传感器103传来的数据通过变速器和车速传感器104传入的数据进行运算，得到变速器的各挡变速比，连同挡位对应的车速段的上下指令点，构成了换挡内存的指令程序；4)它必须对已发出的指令保持优先进行处理并每0.1秒检测一次保证指令的连续性、完整性。

如图5所示，该图的X轴为油门开启角、Y轴为发动机的转速，Mx为换挡的上指令线，Nx为换挡的下指令线，依据换挡时的车速确定目标挡位，变速器的变速比作为步进电机控制发动机转速配合换挡的依据。

如图6a、图6b所示为功能键盒105的面板及其按键控制线路示意图，该盒分为两层，盒内安装计算机100主板，按键分成两排，第一排按健排列是：程序开关601、绿灯602、A修正参数键603、(0-9)拾个数码键604、倒车键605，第二排按键排列是：执行件电源开关键606、黄灯607、B修正参数键608、设定键609、自动控制键610、消除设定键612、鸣示键613、起步键614。

上述按键的使用及其功能如下：数码键604：0至9拾个数码键可确定起动密码、求助码、设定最高时速，按下自动控制键610即启动油门自动控制系统，消除设定键612可以消除已设定的时速，鸣示613可开关扬声器，设定键609、鸣示键613配合可以重新设定密码锁和求助码，它们具体的操作是，当车辆要起动时首先要按密码，除了求助码外其余的都是无效码，可随意添加在密码前或密码后，但不能插在密码中间，密码仍起作用，这时绿灯亮，然后打开电门，如果不输入密码就打开电门或第一次按错密码，会有鸣示，如果上述情况第二次发生，会有警示，第三次发生就雷同按下求助码，计算机从讯号发射口116直接发出求助讯号，求助讯号一旦发出，如果没有消除它是连续不断的发射，车辆被盗可根据此讯号迅速找到车辆(求助键、讯号发射口116不安装在功能键盒面板上，装在较隐避的地方)，如果要修改密码或求助码，只要先按下消除设定按键612--按原密码--按消除设定键612--按设定键609--按新码--打开电门，新码就被确认。一般在高速公路上设定最高时速的限定，如某高速公路最高的时速限定为100公里，可以有二种使用方法，1)是先按设定键609，这时绿灯602暗黄灯607亮，再按数字键1，数字键0，再按一次0，当车速超出100公里时发出鸣示，2)是当车速达到100公里时按下设定键609同样绿灯602暗黄灯607亮。同时有鸣示。设定最高时速之后再按下自动控制键610，在三钞钟之后油门将自动控制，车辆从起步起自动加油门、自动换挡直到在设定的时速上下5公里内波动，也可以在车速达到要求时按下按自动控制按键610，这时绿灯602、黄灯607都亮，如果没有设定最高时速，将被视为最高时速默认80公里。在怠速时按下执行件电源开关键606离合器自动分离，前进挡一挡自动挂入，车辆仍然停着，一旦踩下油门踏板油门离开怠速位置，离合器就接合，车辆就起步。起步键614是和自动控制键610配合使用的，是启动自动控制油门的程序，三秒钟后将自动起步。

如图7所示，油门踏板传感器101将讯号传给计算机，计算机指挥步进电机收缩油门。

如图8所示，变速器脱挡电磁阀由脱挡套管拉绳800、拉绳接头801、软铁芯802、线圈803、调整螺丝804、接线柱805组成。工作原理是：在步进电机收缩油门后，变速器的主动齿轮不再带动被动齿轮，如果这时的挡位拨叉位置在前面，那么图10中的前脱挡推杆1003将前脱挡摇臂1001是推开的，当变速器脱挡电磁阀工作时，电磁阀中的软铁芯802拉动脱挡套管拉绳800的拉绳，通过拉绳接头801拉紧了前脱挡摇臂1001和后脱挡摇臂1002，实际上这时后脱挡摇臂1002是成了定点，拉动的只有前脱挡摇臂1001，带动前脱挡推杆1003，从而推动拨挡摇臂1008，回到中间位置完成了挡位在前的脱挡工作。挡位在后整个工作原理一样。

如图9所示，变速器选轨电磁阀由第一轨道电磁阀119、接线柱805、共用软铁芯902、上、下两弹簧903、支架905、选轨摇臂906、连接销907、支点销908、拉杆909、第三轨道电磁阀120组成。工作原理是：一般变速器的挡位拨叉分布在三条轨道上，选定第一条轨道是继电器B109向第一轨道电磁阀119供电，共用软铁芯902移向第一轨道，选定第三条轨道是继电器C110是向第三轨道电磁阀120供电，共用软铁芯902移向第三轨道，在脱挡后由于两回位弹簧903共同作用于选轨摇臂906、使之自然处在中间第二条轨道的位置上，选轨电磁阀是通过拉杆909和变速器连接进行选轨的。

如图10所示，变速器拨挡电磁阀由前脱挡摇臂1001、后脱挡摇臂1002、前脱挡推杆1003、后脱挡推杆1004、脱挡拉绳1005、共用软铁芯902、拨挡摇臂1008、拉杆1009、接线柱805、连接销907、支点销908、销1016组成。工作原理是：当计算机按目标挡位变速比调整发动机转速达到目标齿偶同步时，就指令继电器F113向离合器电气阀门123供电(如图11所示)，真空阀1104工作拉动了离合器套管拉绳1105的接头1106，与离合器外摇臂连结，使离合器分离(离合器分离速度为0.5秒，接合速度为2秒)，指令拨挡电磁阀(如图11所示)工作，同时向拨挡电磁阀的继电器供电。拨挡电磁阀的任务就是从空挡向前拨挡或后拔挡，因为有三条轨道所以可以分别拨进六个挡位。继电器F111是供电给前拨齿套电磁阀121工作，带动拨挡摇臂1008前推，通过拉杆1009将变速器内相应轨道上的齿套向前推，起了向前拨挡的作用，同时带动前脱挡推杆1003推动前脱挡摇臂1001为该挡脱挡做准备。继电器E112是后拔齿套电磁阀122供电，带动拨挡摇臂1008后推通过拉杆1009将变速器内的相应轨道上的齿套向后推，这样就起了向后拨挡的作用，同时带动后脱挡推杆1004推动后脱挡摇臂1002为该挡脱挡做准备。

[一]：油门踏板传感器：(a)将油门踏板位置、方向及速度变化的信息提供给计算机，由计算机做出判断控制步进电机的转向、转速，从而带动油门，(b)避免因油门踏板和油门的机械联结干扰步进电机对油门角位在换挡时的控制，(c)可实现计算机对油门踏板超常规变化的讯号进行控制，(d)可实现计算机对油门角位进行自动控制，并以每0.1秒加大油门角位3度，当达到设定的车速就保持衡速行驶，误差5公里之内，(E)可限定是每0.1秒改变油门角位小于3度，油门角位如果大于3度，计算机仍按3度控制步进电机的运转，余额并入下一个字节计算。直到某一时刻0.1秒累计小于3度，计算机按当时实际指挥步进电机工作，

[二]：换挡的步骤及执行装置：

换挡的步骤是：指令、步进电机、脱挡、选轨、步进电机、拨挡。

脱挡：换挡原挡位联结必须分离，计算机100指令步进电机107收缩油门的同时指令继电器B108供电给脱挡电磁阀118(如图8所示)，通过脱挡套管拉绳800拉紧脱挡拉绳1005将前脱挡摇臂1001和后脱挡摇臂1002，从而使前脱挡推杆1003和后脱挡推杆1004推进，将拔挡电磁阀上的拔挡摇臂1008推向中间的空挡位置，从而完成了脱挡工作(如图10所示)。

选轨：一般变速器的挡位拨叉分布在三条轨道上、选定第一条轨道是继电器B109向第一轨道电磁阀119供电。选定第三条轨道是继电器C110是向第三轨道电磁阀120供电，在脱挡后由于两回位弹簧903共同作用于选轨摇臂906、使之自然处在中间第二条轨道的位置上(如图9所示)。选轨电磁阀是通过拉杆909和变速器连接进行选轨的。

拨挡：当计算机按目标挡位变速比调整发动机转速达到目标齿偶同步时，就指令继电器F113向离合器电气阀123供电(如图11所示)，真空阀1104工作拉动了套管拉绳1104的接头1106，与离合器外摇臂连结，使离合器分离(离合器分离速度为0.5秒，接合速度为2秒)，指令拨挡电磁阀(如图11所示)工作，同时向拨挡电磁阀的继电器供电。拨挡电磁阀的任务就是从空挡向前拨挡或后拔挡，因为有三条轨道所以可以分别拨进六个挡位。继电器F111是供电给前拨挡电磁阀121工作，带动拨挡摇臂1008前推、通过拉杆1009将变速器内的相应轨道上的齿套向前推起了向前拨挡的作用，同时带动前脱挡推杆1003推动前脱挡摇臂1001为该挡脱挡做准备。继电器E112是向拔挡电磁阀122供电，带动拨挡摇臂1008后推通过拉杆1009将变速器内的相应轨道上的齿套向后推这样就起了向后拨挡的作用，同时带动后脱挡推杆1004推动后脱挡摇臂1002为该挡脱挡做准备。

当汽车在某一挡位行驶时，车速达到了车速段端点，发出换挡指令给执行件步进电机107反转变速器内挡位主动齿轮转速减缓，0.1秒计算机指令脱挡电磁阀118工作，脱挡之后变速器处于空挡之中，因为指令的来源明确，也就是目标挡位明确，为了从新拨挡就得使目标齿偶同步，便指令步进电机107控制油门117调整发动机的转速，在目标挡位的齿偶同步时，便指令离合器电气阀123工作，同时指令拨挡电磁阀工作，这样目标齿偶联结，就完成了一次换挡任务。

指挥变速器自动寻挡拨入，是在脱挡的情况下计算机依靠当时的车速确定挡位，按挡位变速比运算控制发动机转速应该等于车速(传动轴转速)乘目标挡位的变速比时，进行拨挡工作。在计算机确认工作己完成上述执行件均断电。

1：升挡：计算机启动升挡程序、因为有明确的下一个挡位，在脱挡之后继续收缩油门，同时启动选轨，当主动齿轮的转速继续减慢到与从动齿轮转速同步时，便指令继电器F113通电，离合器电气阀123工作离合器分离同时拨挡电磁阀也工作，该挡就被拨入。在计算机检查出一次升挡工作完成后上述执行件均断电。

2：降挡：计算机启动降挡程序，因为有明确的下一个挡位，在脱挡之后马上加大油门，主动齿轮的转速提高到与从动齿轮转速同步时，便指令继电器F113通电，离合器电气阀123工作离合器分离同时拨挡电磁阀也工作，该挡就被拨入。在计算机检查出一次降挡工作完成后上述执行件均断电。

如图11所示，离合器自动离合的真空拉力装置是：由真空筒1100、真空筒接口1101、真空管道1105、离合器电气阀123、真空阀1104、套管拉绳1105、伸缩接头1106所组成。

工作原理是：真空筒1100通过真空筒接口1101与车上进气支管或是真空泵联结。当继电器F113得到指令便向离合器电气阀123供电，带动真空阀1104工作，通过套管拉绳1105的伸缩接头1106与离合器外摇臂联结从而使离合器分离。在指令停止时离合器电气阀123回位；真空阀1104和外界相通。离合器合拢，离合器一次离合工作完成。它的任务是和变速器内的同步齿轮共同消除由于计算机运算时产生的误差、各种惯性的作用以及在指令形成和执行件执行的过程有极小的时差造成的误差，为了变挡的平稳，离合器的再次联结的速度比分离时慢的多，设计要求离合器分离速度在0.5秒之内，离合器接合速度在2秒。

驾驶员操作要点：(1)按下程序开关，(2)打开密码锁，(3)起动，(4)温机，这四点是必须的。

(A)前进：(1)在没有按下执行件电源开关606时可以手动，按驾驶员的技能进行操作；(2)按下执行件电源开关606，这时离合器自动分离，一挡自动挂入，车辆仍然停着，只要加大油门车辆就开始前行，车辆行驶也就随油门变化而变化，车速达到一挡车速段的上指令点时便自动换进二挡，随着车速的加快，当车速升到该挡位车速段的上指令点便往上升一挡，反之随着车速的下降当车速下降到该挡位车速段的下指令点便往下降一挡；(3)按下自动控制键610，这时离合器自动分离，一挡自动挂入，车辆在三秒之后自动起步，自动加油，自动换挡直至预设的时速。

(B)倒车：(1)在没有按下执行件电源开关606时可以手动，一般说应该是常用的便捷方法；(2)按下执行件电源开关606，按下倒车键605，这时离合器自动分离，倒车挡自动挂入，车辆仍然停着，只要加大油门车辆就开始倒行，倒车完毕可按下起步键，这时车仍然停着可是已挂进了前进一挡，只要踏油门就可起步。

(C)：程序开关键601和执行件电源开关606：程序开关键601是启动程序的开关，是启动车辆的前提，执行件电源开关606是执行件电源开关，关闭时有两点作用，其一是驾驶员可以完全手动操作，其二驾驶员可在超车时或是滑行时使用。

试验车上的一些数据：

车辆是使用一辆全新的三缸多点电喷小车，发动机怠速900转/分，发动机最高转速6000转/分，车速最高时速120公里/时。

油门踏板传感器采用电位型、油门讯号搭在原车油门角位传感器上与其共用，发动机转速传感器每转发出20个讯号，传动轴传感器每转发出23个讯号。

将发动机/传动轴的变速比按单位时间(以下单位时间为0.1秒)采集到的讯号，计算出讯号比是：

一挡是200/65为3          二挡是183/100为1.83

三挡是180/144为1.25      四挡是95/111为0.864

发动机与传动轴转速讯号比是：一挡；二挡；三挡；四挡3；1.83；1.25；0.864；

发动机与传动轴转速比是：一挡；二挡；三挡；四挡3.47；2.12；1.45；1

各挡升挡指令车速点：一挡25公里/小时升二挡M1、二挡45公里/小时升三挡M2、三挡65公里/小时升四挡M3，

挡升传动轴转速讯号数：一挡42个升二挡、二挡75个升三挡、三挡109个升四挡，

各挡降挡指令车速点：二挡20公里/小时降一挡N2、三挡40公里/小时降二挡N3、四挡60公里/小时降三挡N4、

挡降传动轴转速讯号数：二挡60个降一挡，三挡96个降二挡，四挡147个降三挡。

起步时离合器分离速度为0.5秒，离合器接合速度为2秒，换挡时离合器分离速度为0.5秒，再接合时速度为1秒。

油门角位移每0.1秒小于3度。

Claims (7)

1.一种机动车有级变速器换挡的自动控制系统，包括有级变速器，其特征在于，它还包括取样器、比较器、存储器、执行件，取样器还包括油门踏板传感器(101)、发动机转速传感器(103)、车速传感器(104)，其输出端与比较器相连，比较器、存储器为计算机(100)，计算机(100)的另一端与执行件相连，执行件包括步进电机、复数个控制开关，各控制开关分别与变速器的脱挡装置、选轨装置、拨挡装置、离合器装置相连。

2.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，取样器还包括油门角位传感器(102)，其输出端与比较器相连。

3.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，计算机(100)内存有车速段，该车速段的上、下车速点构成了比较点，车速段的最上点M为升挡指令点，车速段的最下点N为降挡指令点。

4.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，控制开关或者为继电器，或者为可控硅。

5.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，取样器包括油门踏板传感器(101)、油门角位移传感器(102)、发动机转速传感器(103)、车速传感器(104)，其输出端与比较器相连，比较器、存储器为计算机(100)，计算机(100)内存有车速段，该车速段的上、下车速点构成了比较点，车速段的最上点M为升挡指令点，车速段的最下点N为降挡指令点，通过油门踏板传感器(101)，油门角位传感器(102)，发动机转速传感器(102)，车速传感器(103)，将得到的信息输入计算机(100)，通过与计算机(100)内部已设定的上、下脱挡曲线相比，计算机做出判断保持原状，或发出指令给执行件，执行件包括步进电机、复数个控制开关，控制开关为继电器，步进电机(107)收缩油门(117)，继电器A(108)通向脱挡电磁阀(118)使变速器成为空挡，计算机再根据此时发动机转速传感器(103)、车速传感器(104)所采集的发动机转速和车速计算变速比，与计算机(100)内存的挡位的参数相比，并将正确的挡位指令传给执行件，其中继电器B(109)通向变速器第一轨道电磁阀(119)，继电器C(110)通向变速器第三轨道电磁阀(120)，继电器F(113)通向离合器电气阀(123)，继电器D(111)是通向变速器前拨齿套电磁阀(121)，继电器E(112)通向变速器后拔齿套电磁阀(122)。

6.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，它还包括功能盒(1054，其输出端与比较器相连，将得到的命令信息传入计算机(100)，调出计算机(100)内部程序，对车辆进行控制。

7.根据权利要求1所述的机动车有级变速器换挡的自动控制系统，其特征在于，步进电机脱挡、选轨、拨挡，离合器它们的介入时间为0.1秒的倍数。

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