CN207921313U - 手动变速器的半自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手动变速器的半自动化控制系统，该半自动化控制系统包括换挡手柄、整车控制器、电源、油壶、执行器、液压分离轴承、离合器、全挡位传感器、手动变速器、转速传感器、集成控制器、以及换挡意图传感器；换挡意图传感器与换挡手柄固定连接，整车控制器、换挡意图传感器、全挡位传感器、转速传感器以及电源分别与所述集成控制器电性连接，全挡位传感器和转速传感器分别与所述手动变速器固定连接，液压分离轴承设置在所述手动变速器与所述离合器之间；执行器与集成控制器电性连接，执行器还与所述液压分离轴承和油壶相连通。本实用新型改善了传统手动变速器操作复杂的缺点，从而适应日益严重的城市堵车工况。

Description

手动变速器的半自动化控制系统

技术领域

本实用新型属于手动变速器技术领域，特别是涉及一种手动变速器的半自动化控制系统，具体地用以自动控制手动变速器离合器的分离和结合。

背景技术

与其他所有轻型车的变速器种类相比,手动变速器兼具着最低重量,最高效率及最低使用成本的优势，所以在整个汽车行业占据大壁江山，特别是在发展中国家，MT的市场渗透率接近100％。但在过去几年间手动变速器逐渐丧失市场竞争力，其在全球变速系统市场中的占有率大概为43％。其主要原因为：1. 各个政府正在持续推进比如CO2减排的政策，特别是中国所推出的国六排放标准，成功地促进纯电动和混动车型的发展，使得手动变速器逐渐失宠。2.手动变速器的操作复杂，在当下堵车日益严重的城市工况中表现得越来越不适合，顾客更倾向于购买自动化程度更高的其他产品。

据数据显示，在2025年，手动变速系统的产量仍将达到每年4000万，基于对政策的相应和对顾客需求的匹配，都需对手动变速器做出改革性的改变，从而有效地挽回手动变速器的市场占有率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种手动变速器的半自动化控制系统，以解决现有技术中手动变速器操作复杂的缺点。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

一种手动变速器的半自动化控制系统，包括换挡手柄、整车控制器、电源、油壶、执行器、液压分离轴承、离合器、全挡位传感器、手动变速器、转速传感器、集成控制器、以及换挡意图传感器；

所述换挡意图传感器与所述换挡手柄固定连接，所述整车控制器、换挡意图传感器、全挡位传感器、转速传感器以及电源分别与所述集成控制器电性连接，所述全挡位传感器和转速传感器分别与所述手动变速器固定连接，所述液压分离轴承连接设置在所述手动变速器与所述离合器之间；

所述执行器与集成控制器电性连接，所述执行器还与所述液压分离轴承和油壶相连通。

进一步地，所述电源为12V直流电源。

进一步地，所述执行器与所述油壶之间通过低压油管相连通。

进一步地，所述执行器与所述液压分离轴承之间通过高压油管相连通。

进一步地，所述换挡意图传感器为角度传感器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型充分利用现有装配手动挡的内燃机汽车平台，以最少的改动工作和可观的成本，实现原型车的半自动化。具体地，手动变速器上取消原空挡传感器和倒车灯开关，更换为全挡位传感器，并加装转速传感器，同时换挡手柄上加装换挡意图传感器，通过集成控制器的执行器推动液压分离轴承实现离合器的自动分离和结合，并且可以取消原车离合器踏板和离合器主缸总成。这样既保留手动变速器高效率低成本的优势，又可以避免驾驶员在堵车工况下的误操作，从而可以有效地增加手动挡变速器在当前市场环境下的竞争力。

本实用新型解决了传统手动变速器操作复杂的缺点，从而适应日益严重的城市堵车工况，同时兼顾国家CO2排放标准要求，符合环保的理念。

附图说明

图1为本实用新型的框形原理示意图。

附图标记

换挡手柄1；整车控制器2；电源3；油壶4；执行器5；液压分离轴承6；离合器7；全挡位传感器8；手动变速器9；转速传感器10；集成控制器11；换挡意图传感器12；低压油管13；高压油管14。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型做进一步具体详细描述。

参考图1，本实用新型披露一种手动变速器的半自动化控制系统，该控制系统包括换挡手柄1、整车控制器2、电源3、油壶4、执行器5、液压分离轴承6、离合器7、全挡位传感器8、手动变速器9、转速传感器10、集成控制器11、以及换挡意图传感器12。具体地，换挡意图传感器12与换挡手柄1机械固定连接(即，换挡意图传感器安装在换挡手柄上并设置在整车驾驶室中)。整车控制器 2、换挡意图传感器12、全挡位传感器8、转速传感器10以及电源3分别与集成控制器11电性连接(即，集成控制器可以接收来自整车控制器、换挡意图传感器、全挡位传感器、转速传感器的信号，并且由电源3来对其提供驱动电源，该电源优选为12V直流电源，也可为其他合适的电压，本实用新型在此不做限制)。全挡位传感器8和转速传感器10分别与手动变速器9机械固定连接(具体地，全挡位传感器和转速传感器固定设置在手动变速器上，该全挡位传感器用以检测对应的手动变速器上的每个挡位的挡位信息)，液压分离轴承(即，液压分离轴承CSC)6连接设置在手动变速器9与所述离合器7之间。执行器5 与集成控制器11电性连接，执行器5还与液压分离轴承6和油壶4相连通。优选地，执行器5与油壶4之间通过低压油管13相连通，执行器5与所述液压分离轴承6之间通过高压油管14相连通从而确保执行器在执行离合器分离和结合时内的油压安全性。该换挡意图传感器12优选为角度传感器。

本实用新型还披露一种包含上述手动变速器的半自动化控制系统的控制方法，其中整车控制器2、电源3、全挡位传感器8、转速传感器10、集成控制器 11以及换挡意图传感器12组成本实用新型的自动控制系统，油壶4、执行器5、液压分离轴承6和离合器7组成本实用新型的离合器分离结合执行机构。具体地，换挡意图传感器12用以检测驾驶员操控换挡手柄1的行程位置信息，并将所检测到的行程位置信息传输到集成控制器11中，集成控制器11将与手动变速器电性连接的全挡位传感器8和转速传感器9所采集的挡位信息和转速信息以及所述整车控制器2所检测到发动机转速数据与行程位置信息进行数据匹配；

如果数据匹配，集成控制器控制执行器5进行离合器分离的动作；如果数据不匹配，则集成控制器将信号反馈至整车控制器2以调节发动机的转速，当发动机转速调整到位后则控制执行器进行离合器分离的动作。

当执行离合器分离操作时，离合器分离结合执行机构的油壶4中的油液进入至执行器5中，执行器将油液转化为高压油并传递至液压分离轴承6中，液压分离轴承则推动离合器7的压板以实现离合器分离；

当执行离合器结合操作时，执行器5的电机反转，则在执行器中形成负压，油液从液压分离轴承中返回至执行器，使得液压分离轴承后退，同时油液回流至油壶中储存。

以下将对本实用新型的优点和操作原理做进一步详细地描述。

本实用新型的手动变速器的半自动化控制系统结合整车信息可以实现以下功能：①启动辅助；②换挡自动分离结合离合器；③制动防熄火；④怠速滑行节约燃油。具体地：

启动辅助功能：

通过执行器对离合器半结合点的控制，实现在各个的挡位正常起步的功能，尽量减少离合器结合所带来的整车抖动。同时结合整车的坡道辅助功能，保证整车在陡坡启动时不出现后溜甚至是熄火的现象。

换挡自动分离结合离合器功能：

在汽车行驶过程中，驾驶员操控换挡手柄开始换挡时，集成控制器接收到换挡意图传感器的信号，再根据此时手动变速器转速和挡位的数据匹配整车控制器检测到的发动机转速数据，如果转速匹配，则控制执行器进行离合器分离的动作；如果转速不匹配，将反馈整车控制器以调节发动机的转速，然后再控制执行器进行离合器分离的动作。离合器正常分开，驾驶员把挡位挂入目标挡位，执行器再释放压力，使离合器逐渐结合，从而完成整个换挡动作。整个换挡过程中驾驶员只需将换挡手柄推入到目标挡位，离合器的分离与结合全靠加装的本实用新型的半自动化控制系统完成，大大对降低了操作难度，成功解放驾驶员的左脚。同时，由于离合器实现电子控制，避免由于离合器操作不当所带来的离合器过早疲劳及对其寿命的影响。

制动防熄火功能：

当整车制动时，整车控制器检测到刹车信号，车速降低，将数据传输到集成控制器，当车速和当前所在挡位不匹配，驾驶员又不主动变更挡位时，集成控制器将控制执行器操控离合器分离到一定程度，从而保证不出现由于负载过大导致发动机熄火的现象。同时还要保证离合器能够结合一定程度，保证动力不会完全终止，以应对驾驶员猛加速的要求。

怠速滑行节约燃油功能：

当整车滑行时，系统控制执行器自动分开，发动机转速将降至怠速，当系统和启停功能结合后，发动机甚至可在滑行中停机。从而达到节约燃油的目的。当驾驶员再次踩下油门时，发动机转速将上升，系统控制控制离合器平滑接合至完全结合。对于下坡时的驾驶，怠速滑行需自动退出，在所有挡位下均可实现发动机制动。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质和原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种手动变速器的半自动化控制系统，其特征在于：包括换挡手柄(1)、整车控制器(2)、电源(3)、油壶(4)、执行器(5)、液压分离轴承(6)、离合器(7)、全挡位传感器(8)、手动变速器(9)、转速传感器(10)、集成控制器(11)、以及换挡意图传感器(12)；

所述换挡意图传感器(12)与所述换挡手柄(1)固定连接，所述整车控制器(2)、换挡意图传感器(12)、全挡位传感器(8)、转速传感器(10)以及电源(3)分别与所述集成控制器(11)电性连接，所述全挡位传感器(8)和转速传感器(10)分别与所述手动变速器(9)固定连接，所述液压分离轴承(6)连接设置在所述手动变速器(9)与所述离合器(7)之间；

所述执行器(5)与集成控制器(11)电性连接，所述执行器(5)还与所述液压分离轴承(6)和油壶(4)相连通。

2.根据权利要求1所述的手动变速器的半自动化控制系统，其特征在于：所述电源(3)为12V直流电源。

3.根据权利要求1所述的手动变速器的半自动化控制系统，其特征在于：所述执行器(5)与所述油壶(4)之间通过低压油管(13)相连通。

4.根据权利要求3所述的手动变速器的半自动化控制系统，其特征在于：所述执行器(5)与所述液压分离轴承(6)之间通过高压油管(14)相连通。

5.根据权利要求1所述的手动变速器的半自动化控制系统，其特征在于：所述换挡意图传感器(12)为角度传感器。