车辆手动-自动两用变速控制系统技术方案

本发明专利技术涉及车辆自动控制配件。该系统在装有传统机械式齿轮变速器的车辆上，不改变原车辆现有结构，能够实现手动－自动两种变速、冷车自动调节怠速、自动巡航等功能，克服了以往气动结构难以控制的缺点，使操作方式简捷，消除司机的技术差异，车辆按最佳状态行驶，提高了燃料经济性、乘坐舒适性和传动系零部件寿命。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
车辆手动-自动两用变速控制系统本专利技术属于一种车辆自动控制变速机构配件。车辆变速控制大致分为传统机械式齿轮变速器、液力自动变速器(AT)和钢带式无级变速器(CVT)。传统机械式齿轮变速器具有传动效率高、成本低、结构简单，但这种变速器存在着换档困难、驾驶员水平对汽车行驶性能有较大影响，并且使司机易于疲劳，不利于安全行车。液力自动变速器(AT)具有起步平稳，加速均匀、乘坐舒适、对外负载有良好的自动调节和适应性，但其效率较低、结构复杂、成本高、致使发动机油耗量大，不易维修等缺点。钢带式无级变速器(CVT)具有节油、操纵方便、行驶舒适等特点，但由于是摩擦传动，与齿轮传动相比效率并不高。因此国内外科研单位希望在效率高、结构简单的传统机械式齿轮变速器上实现自动化，例如吉林工大、北京理工大学、重庆欧翔汽车电子有限公司等相继开展有级式机械自动变速器(AMT)的研究和开发，据考查同类专利申请号有90108874、90209578、90220078、94203001、94211593、94221119、95206659、95223673等，但存在液压控制尚未解决的难题。本专利技术的目的是不改变原有手动变速箱其现有结构，加装一套控制机构分别与原车的油门、离合器和换档操纵杆连接，用现代电子技术改造，合理的自动控制，实现车辆起步、换档等功能，既保留原齿轮变速器效率高、成本低等长处，又有液力自动变速器自动换档的优点；实现手动与自动变速的动态切换功能，使操纵方式简单可靠，提高行车安全性，整车具有更好的驾驶性能，降低油耗及废气排放等。图1：车辆手动－自动两用变速控制系统总图图中双点划线表示压缩空气管路，细实线表示电路，虚线表示机械连接。本专利技术(见图1)是采用两个控制单元的主从结构来控制由操纵开关、线束、发动机转速传感器、车速传感器、刹车信号、点火信号、水温传感器、主电控单元(CPU)、从电控单元(CPU)、换档节气门执行机构、巡航执行机构、离合器执行机构、自动换档执行机构、显示屏等组成的车辆手动－自动两用变速控制系统；由操纵开关、主控单元、从控单元联合实施对系统的控制；操纵开关由选档范围开关、起步锁定档位开关、巡航控制开关、变速模式(手-->动－自动)开关等组成；选档范围开关为三档开关，三个位置分别为前进允许、倒退允许、空档允许；起步档位选择开关为三档开关，三个位置分别为允许1档起步、允许2起步、档位锁定；巡航控制开关为二档开关，二个位置为禁止巡航控制、允许巡航控制；变速模式开关为二档开关，二个位置分别为允许手动变速状态、允许自动变速状态；汽油车发动机传感器26采用原车点火脉冲；柴油车发动机传感器采用磁电感应式传感器；车速传感器35采用双霍尔开关双路输出并带正反转检测输出；刹车信号与刹车开关5通刹车灯端相接；点火信号与点火开关11点火档相接；水温传感器采用原车水温传感器；主电控单元(CPU)1由单片机87C196KC、由LT1074HVCT及外围器件组成的开关电源、由MAX708及外围器件组成电源监控电路、由54LS14及外围器件组成脉冲处理电路、AD转换电路、开关检测电路、驱动电路、故障检测电路、串行通信电路组成；从电控单元(CPU)19由单片机8751、电源处理电路、串行通信电路、驱动电路等组成；换档节气门执行机构由壳体15、阀门18、阀门轴17、和摇臂16、气缸20、电磁阀12、13组成；本机构与原车化油器组成与门结构，并由单作用气缸控制其动作，换档时可独立控制发动机工作状态，而不影响原油门踏板系统的动作，只有二者同时打开发动机才能高速运转；壳体15串接在原车化油器6的底部与原车化油器底座A之间；自动变速状态的换档过程中，主电控单元(CPU)1通过加油电磁阀12、减油电磁阀13控制节气门气缸20带动摇臂16旋转，调节从化油器6进入的混合气，按主电控单元(CPU)1中设置的自适应调节规律供油；在手动变速时，由从控制单元(CPU)19控制加油电磁阀12，使节气门控制气缸20处于加油状态，以便于实现手动变速的加减油；换档节气门控制机构也可由单作用气缸串接在原车加速踏板－油门拉线－化油器油门摇臂之间；巡航执行机构由拉线9、气缸10、电磁阀3、4、节气门传感器7组成；拉线9一端与气缸10连接，另一端与化油器油门摇臂8连接；节气门传感器7与原车化油器节气门轴连接；当系统设置为巡航状态时，主电控单元(CPU)1通过巡航加油电磁阀3、巡航减油电磁阀4控制巡航气缸10带动油门拉线9来调节化油器6完成油门自动加减；节气门传感器7把油门开度信息传给主电控单元(CPU)1；随着道路坡度、阻力的变化，汽车自动地变化油门开度并进行档位变换，以便按存储在主机CPU1的最佳经济性规律行驶；在冷车起动或起步时，适当增大油门，检测发动机25达到正常温度时，恢复原怠速设置；离合器执行机构由电磁阀29、气缸28、离合器拉线-->30、传感器27组成；离合器拉线30一端与原车离合器拔叉31连接，另一端与气缸28活塞杆连接；当系统设置为自动变速时主电控单元(CPU)1通过离合器电磁阀29控制离合器气缸28推拉离合器分离拔叉31完成离合器的分合动作；离合器传感器27把离合器位置信息传给主电控单元(CPU)1；在手动变速时，由从电控单元(CPU)19控制电磁阀29进入结合状态，以实现离合器分离拔叉31的复位，恢复手动变速时的离合器功能；自动换档执行机构由换档气缸22、换档传感器23、换档电磁阀21、换位气缸32、换位电磁阀34、换位传感器30组成；换档气缸22、换位气缸32直接与原车档位操纵杆连接；设定为自动变速模式时，主电控单元(CPU)1快速检测是否换档，如果需要换档发出指令分离离合器拔叉31，同时通过换档节气门控制机构降低发动机转速，接着由换档电磁阀21控制换档气缸22退回到中间位置，然后由换位电磁阀34控制换位气缸32选定正确的空档位置(1-2空档、3-4空档、5-6空档及倒档空档)，再由换档电磁阀21控制换档气缸22换入正确的档位，换档位置传感器23与换位位置传感器33传递位置信息给主电控单元(CPU)1，告知换档动作已完成；在设置为手动变速时，由从电控单元(CPU)19控制换档气缸22和换位气缸32两侧同大气相通，使手动换档灵活，恢复手动变速状态；显示屏由4个54LS164、54LS373、“8”字数码管、“米”字数码管、L7805、电阻、电容、发光二极管等组成；显示屏信号输入与主控制单元(CPU)串行口通信电路相连；显示屏可显示字符“1-2N”、“3-4N”、“5-6N”、“R”、“D”，分别表示1-2空档、3-4空档、5-6空档、倒档、前进档；由发光二极管组成的二极管阵列显示当前每个电磁阀的工作状态，点亮表示工作，否则表示不工作；显示器及时显示换档过程的开始与结束；当系统出现故障时将点火开关开关三次，显示当前故障代码，使驾驶员或修理工快速查询故障；执行机构中气缸的气源为原车蓄气筒36提供；换档节气门控制机构、巡航控制机构中气缸控制气源可与发动机进气歧管连接利用发动机真空吸力。主控制单元(CPU)1通过油门踏板、刹车踏板和操纵开关(包括选档范围、起步档位选择、档位锁定、巡航控制、变速模式等)的当前状态了解驾驶员的意图，当变速模式开关2为自动变速时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由操纵开关、电控单元、线束、气缸、电磁阀、节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、刹车信号、点火信号、水温传感器机械执行机构等组成的车辆手动自动两用变速控制系统，其特征是：它由主电控单元（ＣＰＵ）、从电控单元（ＣＰＵ）、节气门执行机构、巡航执行机构、离合器执行机构、自动换档执行机构、显示屏组成；主电控单元（ＣＰＵ）由单片机８７Ｃ１９６ＫＣ、由ＬＴ１０７４ＨＶＣＴ及外围器件组成的开关电源、由ＭＡＸ７０８及外围器件组成电源监控电路、由５４ＬＳ１４及外围器件组成脉冲处理电路、ＡＤ转换电路、开关检测电路、驱动电路、故障检测电路、串行通信电路组成；从电控单元（ＣＰＵ）由单片机８７５１、电源处理电路、串行通信电路、驱动电路等组成；换档节气门执行机构由壳体１５、阀门１８、阀门轴１７、和摇臂１６、气缸２０、电磁阀１２、１３组成；壳体１５上端与原车化油器的底部相连，下端与发动机化油器底座Ａ相连；气缸２０活塞杆与摇臂１６相连；巡航执行机构由拉线９、气缸１０、电磁阀３、４、油门传感器７组成；拉线９一端与气缸１０连接，另一端与原车化油器油门摇臂８连接；油门传感器７与原车化油器节气门轴连接；离合器执行机构由电磁阀２９、气缸２８、离合器拉线３０、传感器２６组成；离合器拉线３０一端与原车离合器拔叉３１连接，另一端与气缸２８活塞杆连接；自动换档执行机构由换档气缸２２、换档传感器２３、换档电磁阀２１、换位气缸３２、换位电磁阀３４、换位传感器３３组成；换档气缸２２与换位气缸３２在车辆空间合适位置上安装；换档气缸２２、换位气缸３２直接与原车档位操纵杆连接；显示屏由４个５４ＬＳ１６４、５４ＬＳ３７３、２个“８”字数码管、１个“米”字数码管、Ｌ７８０５、电阻、电容、发光二极管等组成串入并出电路；显示屏信号输入与主控制单元（ＣＰＵ）串行口通信电路相连。...

【技术特征摘要】
1.一种由操纵开关、电控单元、线束、气缸、电磁阀、节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、刹车信号、点火信号、水温传感器机械执行机构等组成的车辆手动自动两用变速控制系统，其特征是：它由主电控单元(CPU)、从电控单元(CPU)、节气门执行机构、巡航执行机构、离合器执行机构、自动换档执行机构、显示屏组成；主电控单元(CPU)由单片机87C196KC、由LT1074HVCT及外围器件组成的开关电源、由MAX708及外围器件组成电源监控电路、由54LS14及外围器件组成脉冲处理电路、AD转换电路、开关检测电路、驱动电路、故障检测电路、串行通信电路组成；从电控单元(CPU)由单片机8751、电源处理电路、串行通信电路、驱动电路等组成；换档节气门执行机构由壳体15、阀门18、阀门轴17、和摇臂16、气缸20、电磁阀12、13组成；壳体15上端与原车化油器的底部相连，下端与发动机化油器底座A相连；气缸20活塞杆与摇臂16相连；巡航执行机构由拉线9、气缸10、电磁阀3、4、油门传感器7组成；拉线9一端与气缸10连接，另一端与原车化油器油门摇臂8连接；油门传感器7与原车化油器节气门轴连接；离合器执行机构由电磁阀29、气缸28、离合器拉线30、传感器26组成；离合器拉线30一端与原车离合器拔叉31连接，另一端与气缸28活塞杆连接；自动换档执行机构由换档气缸22、换档传感器23、换档电磁阀21、换位气缸32、换位电磁阀34、换位传感器33组成；换档气缸22与换位气缸32在车辆空间合适位置上安装；换档气缸22、换位气缸32直接与原车档位操纵杆连接；显示屏由4个54LS164、54LS373、2个“8”字数码管、1个“米”字数码管、L7805、电阻、电容、发光二极管等组成串入并出电路；显示屏信号输入与主控制单元(CPU)串行口通信电路相连。2.权利要求1所述的车辆手动－自动两用变速控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹正清，葛阳，
申请(专利权)人：北京四通天工机械技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]