CN202327053U - 自动机械变速器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动机械变速器控制系统，包括控制单元、换挡操控器、自动离合器助力器、选换挡执行机构、变速箱输入轴传感器、变速箱输出轴传感器、总线仪表、GPRS总线仪表、发动机ECU；换挡操控器的操作信号经CAN总线进入控制单元，变速箱输入轴传感器和变速箱输出轴传感器分别将变速器输入轴、输出轴转速数据信号通过电路向控制单元传递，发动机ECU经CAN总线发送发动机转速、扭矩、油门开度数据信号给控制单元，控制单元采集上述数据并进行挡位计算，并向自动离合器助力器和选换挡执行机构发送执行指令信号；GPRS总线仪表实时采集整车、ECU发动机、变速器相关数据及故障信息采集信息，并通过GPRS向远程平台上传送。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新能源(混合动力、纯电动)客车、大、中型客车和中重型载货车动力传动系统，尤其是一种动力传动系统中的自动机械变速器控制系统。
背景技术
自动变速器控制系统用于自动机械变速器(AMT)，加装在干式离合器和齿轮变速器上。车辆运行时，自动变速器控制系统根据总线动态数据(发动机转速、扭矩、油耗、油门踏板位置等)及车速、驾驶员操作等，确定最佳挡位，控制原由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换挡手柄的摘挡与挂挡以及发动机的油门开度的同步调节等操作过程，最终实现换挡过程的操纵自动化。自动机械变速器(AMT)与常用的AT(液力变矩器自动变速器)比较，具有传动效率高、油耗低、使用维护成本低、易于制造、操纵方便等优点，尤其是其省油的特点适合于商用车(大、中型客车和中重型载货车)的应用。
在欧洲商用车领域，1986年首套AMT变速器开始使用，截至2010年AMT装车总量已超过70％。而在中国这项技术虽然刚刚兴起，但却被越来越多的业内人士看好，国内多家变速器企业都在积极研发各自的AMT产品，而自动变速器控制系统是AMT产品的核心，也是开发难度最高的技术。
目前，国内商用车的AMT尚处在试用阶段，自动变速器控制系统均使用WABCO、ZF和伊顿的进口产品，极少具有国内自主知识产权。
目前的自动变速器控制系统普遍存在整车匹配困难、通用互换性差、换挡品质低、试验测试成本高等缺点。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是：现有的自动机械变速器整车匹配困难；通用互换性差换挡品质低；试验测试成本高，提供一种自动机械变速器控制系统。
本实用新型的技术方案是：一种自动机械变速器控制系统，包括控制单元、换挡操控器、自动离合器助力器、选换挡执行机构、变速箱输入轴传感器、变速箱输出轴传感器、总线仪表、GPRS总线仪表、发动机ECU；控制单元通过CAN总线分别连接换挡操控器，总线仪表，GPRS总线仪表，发动机ECU，并通过电路分别连接自动离合器助力器，选换挡执行机构，速箱输入轴传感器，变速箱输出轴传感器；其中：
换挡操控器的操作信号经CAN总线进入控制单元，变速箱输入轴传感器和变速箱输出轴传感器分别将变速器输入轴、输出轴转速数据信号通过电路向控制单元传递，发动机ECU经CAN总线发送发动机转速、扭矩、油门开度数据信号给控制单元，控制单元采集上述数据并进行挡位计算，并向自动离合器助力器和选换挡执行机构发送执行指令信号；GPRS总线仪表实时采集整车、发动机ECU、变速器相关数据及故障信息采集信息，并通过GPRS向远程平台上传送。
选换挡执行机构包括三位气缸模块，单位气缸模块，通用滑道模块，通用选挡滑块模块，通用换挡滑块，拨杆；三位气缸模块依次连接单位气缸模块和通用选挡滑块模块，通用选挡滑块模块下面连接通用换挡滑块及拨杆，侧面连接通用滑道模块。
变速器输出轴传感器为双转速传感器，可快速判定车辆进退状态。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过实时数据采集系统，实时快速采集发动机转速、扭矩、车速、变速器挡位、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、制动缸压力、离合器位移、选换挡活塞位移等相关参数，将数据转化成可视化曲线进行详尽分析，将相关参数统一按毫秒级时间并列显示，可快速分析车辆起步、升降挡、加减速等各类工况下各参数演变过程，方便对控制策略进行快速验证及个性化的定制，可快速标定转速传感器、位移传感器参量，实现快速匹配。
模块化的设计方案，使用积木式结构组合结构，构成不同挡位变速器挡位控制系统，关键零部件的通用化，降低产品生产成本，为AMT产品产业化提供技术基础，解决现有产品通用互换性差的现状。
软件采用多参数控制策略，变速器输出轴加装32齿齿轮，提高转速传感器数据精度，提高系统对车辆运行状况测试精度，通过CAN总线对发动机转速和扭矩进行精确控制。通过加速度传感器实时进行车辆顿挫感、舒适度的测试，正确选择选换挡和离合器控制，提高换挡品质。
采用远程数据采集分析系统，利用总线行驶记录仪实时采集整车、发动机、变速器相关数据及故障信息，通过GPRS(分组数据服务)实时上传相关数据到远程平台，减少巨额试验测试费用。解决现有产品试验测试成本高的问题。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构图；
图2是本实用新型实时数据采集分析系统显示界面图；
图3是选换挡执行机构立体图。
具体实施方式
如图1所示，一种自动机械变速器控制系统，包括控制单元1、换挡操控器2、自动离合器助力器3、选换挡执行机构4、变速箱输入轴传感器5、变速箱输出轴传感器6、总线仪表7、气源8、GPRS总线仪表9、发动机ECU10；控制单元1通过CAN总线分别连接换挡操控器2，总线仪表7，GPRS总线仪表9，发动机ECU10，并通过电路分别连接自动离合器助力器3，选换挡执行机构4，速箱输入轴传感器5，变速箱输出轴传感器6。气源8与自动离合器助力器3和选换挡执行机构4气路连接。变速器输出轴传感器6将原车速传感器齿轮由八齿改为三十二齿；并改为双转速传感器结构，提高转速传感器精度，并可快速判定车辆进退状态。
a、针对现有产品整车匹配困难的现状，本实用新型采用可视化分析方法解决。选用高速CAN(总线)数据采集卡硬件，编制数据采集软件，对发动机转速、扭矩、车速、变速器挡位、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、制动缸压力、离合器位移、选换挡活塞位移等相关参数进行实时采集，将数据转化成可视化曲线进行详尽分析，快速标定转速传感器、位移传感器参量，实现快速匹配。
b、针对现有产品通用互换性差的现状，采用模块化设计方式进行结构设计。不同型号变速器对应结构的关键零部件通用，使用积木式结构组合实现不同数量挡位的转换。如图3所示，选换挡执行机构4包括三位气缸模块11，单位气缸模块12，通用滑道模块13，通用选挡滑块模块14，通用换挡滑块15，拨杆16；三位气缸模块11依次连接单位气缸模块12和通用选挡滑块模块14，通用选挡滑块模块14下面连接通用换挡滑块15及拨杆16，侧面连接通用滑道模块13。
三位气缸模块11可实现气缸三位置控制；单位气缸模块12可实现气缸单位置控制；三位气缸模块11和单位气缸模块12的组合实现气缸四位置控制；通用滑道模块13，通用选挡滑块模块14和通用换挡滑块15为通用模块，拨杆16可实现拨位动作控制。上述模块组合可分别构成不同挡位变速器挡位控制。
c、针对现有产品换挡品质低的现状，方法上采用多参数控制软件策略，结构方面提高转速传感器数据精度，通过CAN总线对发动机转速和扭矩进行精确控制。通过加速度传感器实时进行车辆顿挫感、舒适度的测试，正确选择选换挡和离合器控制，提高换挡品质。
d、针对现有产品试验测试成本高的现状，采用远程数据采集分析系统，利用总线行驶记录仪实时采集整车、发动机、变速器相关数据及故障信息，通过GPRS(分组数据服务)实时上传相关数据到远程平台，减少巨额试验测试费用。如图2所示，将发动机转速、扭矩、车速、变速器挡位、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、制动缸压力、离合器位移、选换挡活塞位移等相关参数统一按毫秒级时间并列显示，可快速分析车辆起步、升降挡、加减速过程中各参数演变过程，方便对控制策略进行快速验证及个性化的定制。
Claims (3)
1.一种自动机械变速器控制系统，包括控制单元(1)、换挡操控器(2)、自动离合器助力器(3)、选换挡执行机构(4)、变速箱输入轴传感器(5)、变速箱输出轴传感器(6)、总线仪表(7)、GPRS总线仪表(9)、发动机ECU(10)，其特在于：所述控制单元(1)通过CAN总线分别连接换挡操控器(2)，总线仪表(7)，GPRS总线仪表(9)和发动机ECU(10)，并通过电路分别连接自动离合器助力器(3)，选换挡执行机构(4)，速箱输入轴传感器(5)和变速箱输出轴传感器(6)；其中：所述换挡操控器(2)的操作信号经CAN总线进入控制单元(1)，变速箱输入轴传感器(5)和变速箱输出轴传感器(6)分别将变速器输入轴、输出轴转速数据信号通过电路向控制单元(1)传递，发动机ECU(10)经CAN总线发送发动机转速、扭矩、油门开度数据信号给控制单元(1)，控制单元(1)采集上述数据并进行挡位计算 ，并向自动离合器助力器(3)和选换挡执行机构(4)发送执行指令信号；GPRS总线仪表(9)实时采集整车、发动机ECU(10)、变速器相关数据及故障信息采集信息，并通过GPRS向远程平台上传送。
2.根据权利要求1所述的自动机械变速器控制系统，其特征在于：所述选换挡执行机构(4)包括三位气缸模块(11)，单位气缸模块(12)，通用滑道模块(13)，通用选挡滑块模块(14)，通用换挡滑块(15)，拨杆(16)；三位气缸模块(11)依次连接单位气缸模块(12)和通用选挡滑块模块(14)，通用选挡滑块模块(14)下面连接通用换挡滑块(15)及拨杆(16)，侧面连接通用滑道模块(13)。
3.根据权利要求1所述的自动机械变速器控制系统，其特征在于：所述变速器输出轴传感器(6)为双转速传感器。
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2011
- 2011-11-03 CN CN2011204315619U patent/CN202327053U/zh not_active Expired - Lifetime
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