一种自动变速器的换挡控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种自动变速器的换挡控制装置，所述换挡软轴和自动变速器中的挡位选择轴螺纹固定连接；所述自动变速器中的感应开关分别安装于挡位选择轴上，且各个感应开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接，所述自动变速器中的各个转速传感器和压力开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接；本发明解决了轻型车辆中机械变速器不能实现自动换挡所带来的操作不便的问题；本控制装置相对简单，适用于轻型车辆装的变速器；控制方法多样，具有自适应负载和坡度的换挡策略，大大提高车辆的动力性，减少燃油消耗。
【专利说明】
一种自动变速器的换挡控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及车辆传动变速器控制技术领域，特别涉及一种输入功率为150KW— 220KW，装载质量为5T-10T轻型自动变速器的换挡控制装置。【背景技术】
[0002]装备输入功率为300KW以上自动变速器、装载重量在10T以上的中型或重轻车辆， 其车身较大，自动变速器的线束布置较长，速度一般不会太高而价格很贵。而装载10T以下的轻型车辆，要求变速器体积小，重量轻，速度较高，既能满足中重型基本的机动性能，又要能有与乘用车相媲美的最高车速，在一般的轮式工程车辆多采用轻型变速器，但这类变速器大多使用定轴式机械变速器，其控制方法大多倾向于机械手动换挡，本发明介绍的轻型变速器为行星齿轮变速器领域，并采用自动换挡控制方法。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动变速器的换挡控制装置，该自动变速器的换挡控制装置通过在自动变速器中设置相应的感应开关、压力开关和转速传感器， 并配备相应的控制器对电磁阀进行自动控制，解决了轻型车辆中机械变速器不能实现自动换挡所带来的操作不便的问题。
[0004]本发明通过以下技术方案得以实现。
[0005]本发明提供的一种自动变速器的换挡控制装置，包括换挡软轴、自动变速器、控制器和CAN通讯总线;所述换挡软轴和自动变速器中的挡位选择轴螺纹固定连接;所述自动变速器中的感应开关分别安装于挡位选择轴上，且感应开关的多路信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接，所述自动变速器中的各个转速传感器和压力开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接；
[0006]所述控制器的信号输出端输出控制信号控制自动变速器中的各个电磁阀，所述控制器通过CAN通讯总线分别与车辆仪表、变速器标定诊断工具和车载0BD通讯连接。
[0007]所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAE11898通讯接口连接变速器标定诊断工具和车载0BD。
[0008]所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAE1939通讯接口连接车辆仪表。
[0009]所述控制器中至少具有七路电磁阀驱动电路、四路压力开关诊断开关电路、五路挡位检测传感器信号的输入电路、三路霍尔式转速传感器信号的输入电路和两路CAN通讯模块电路。
[0010]所述自动变速器中至少含有两个比例电磁阀和三个开关电磁阀。
[0011]所述压力开关与离合器油缸逻辑并联。
[0012]所述自动变速器中的转速传感器分别采集变速器涡轮输入轴、涡轮输出轴和变速器输出轴的转动速度。
[0013]所述控制器中内置有能计算车辆行驶坡度的三轴向加速度传感器。
[0014]所述控制器在起步后计算车辆起步加速度、判断车辆负载，并自动作出动力性或经济性换挡决策
[0015]本发明的有益效果在于:通过在自动变速器中设置相应的感应开关、压力开关和转速传感器，并配备相应的控制器对电磁阀进行自动控制，解决了轻型车辆中机械变速器不能实现自动换挡所带来的操作不便的问题;本控制装置相对简单，适用于轻型车辆装的变速器;控制方法多样，具有自适应负载和坡度的换挡策略，大大提高车辆的动力性，减少燃油消耗。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的原理框图；
[0017]图2是图1的控制策略流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0019]如图1和图2所示的一种自动变速器的换挡控制装置，包括换挡软轴、自动变速器、控制器和CAN通讯总线;所述换挡软轴和自动变速器中的挡位选择轴螺纹固定连接;所述自动变速器中的感应开关分别安装于挡位选择轴和换挡软轴的期望挡位上，且各个感应开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接，所述自动变速器中的各个转速传感器和压力开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接;所述控制器的信号输出端输出控制信号控制自动变速器中的各个电磁阀，所述控制器通过CAN通讯总线分别与车辆仪表、变速器标定诊断工具和车载OBD通讯连接。换挡软轴与自动变速器的挡位选择轴螺纹连接，挡位选择轴上安装一个六个角度感应开关，换挡软轴选择的期望挡位为R挡、N挡、一挡、二挡、三挡和六挡，每个选择的挡位中感应开关至少有一路信号与地信号接通。压力开关与控制离合器进油的换挡阀并联，用于监测离合器的油压进油状况。自动变速器中的霍尔效应转速传感器分别采集变速器栗轮输入轴、涡轮输出轴、变速器输出轴的转动速度，以上有机结合控制自动变速器的换挡操作。
[0020]压力开关可以采用常开或常闭，变速器每次换挡开始前要读取压力开关状态，然后将这些开关逻辑对应的挡位与当前变速器通过涡轮输出轴除以变速器输出轴的转速之比对应的挡位进行比较，如果挡位相同，则进行换挡，否则报警;换挡完成后，再次将开关逻辑对应的挡位与当前变速器涡轮输出轴除以变速器输出轴的转速之比对应的挡位进行比较，如果挡位相同，则说明换挡顺利，否则换挡没有完成，会报警。
[0021]所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAE11898通讯接口连接变速器标定诊断工具和车载0BD;所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAE1939通讯接口连接车辆仪表。由于本发明换挡软轴是一个纯机械的换位置机构，变速器当前的实际挡位通过一路基于SAE1939通讯接口传送给车辆仪表进行挡位显示，该接口同时还发送变速器输出轴转速信息，接收发动机油门、扭矩百分比参数;为实现变速器实时故障监测，本发明还会通过一路基于SAEl 1898通讯接口连接变速器标定诊断工具和车载0BD。
[0022]所述控制器中至少具有七路电磁阀驱动电路、四路压力开关诊断开关电路、五路挡位检测传感器信号的输入电路、三路霍尔式转速传感器信号的输入电路和两路CAN通讯模块电路。
[0023]所述自动变速器中至少含有两个比例电磁阀，则能够控制离合器的充油和卸油过程;至少含有三个开关电磁阀，用于控制离合器油路的开启和关闭。
[0024]所述控制器中内置有能计算车辆行驶坡度的三轴向加速度传感器;则可以给控制器中基于坡度的换挡策略提供信息输入。
[0025]所述控制器在起步后计算车辆起步加速度、判断车辆负载，并自动作出动力性或经济性换挡决策。控制器在起步后计算车辆运行加速度a，车辆的运行加速度a通过输出轴转速和控制器计时时间来计算，车辆的输出牵引力F是根据CAN总线上传来发动机扭矩参数计算，并由牛顿第二定律F=ma计算当前车辆装备的负载m的大小，从而使控制器自动作出动力性或经济性换挡决策。
[0026]实施例一:
[0027]本实施例中自动变速器换挡控制装置包含控制器、换挡软轴、挡位选择轴、感应开关、压力开关、电磁阀和转速传感器:控制器至少具有七路电磁阀驱动电路、四路压力开关诊断开关电路、五路检测挡位传感器信号的输入电路、三路霍尔式转速传感器电路和两路 CAN通讯模块电路，换挡软轴与变速器挡位选择轴螺纹连接，挡位选择轴上安装一个六个角度感应开关，换挡软轴选择的期望挡位为R挡、N挡、一挡、二挡、三挡、和六挡，每个选择的挡位都有至少一个感应开关4的信号与地信号接通；四路压力开关与离合器油缸逻辑并;三路霍尔效应转速传感器分别采集变速器栗轮输入轴，涡轮输出轴，变速器输出轴的转动速度， 以上有机结合控制自动变速器的换挡操作。
[0028]本实施例中采用七个电磁阀，其中有两个采用比例控制电磁阀，这样电磁阀的充油和卸油过程可以用输出电流的大小来控制，还有五个采用开关电磁阀，用于控制离合器油路的开或关。
[0029]本实施例采用四路压力开关，其中一路常闭、三路常开，当空挡时使用一路常闭式压力开关时，容易根据压力开关的变化来检查变速器刚启动的状态。变速器每次换挡开始前要读取压力开关状态，然后将这些开关逻辑对应的挡位与当前变速器通过涡轮输出轴除以变速器输出轴的转速之比对应的挡位进行比较，如果挡位相同，则进行换挡，否则报警； 换挡完成后，再次将开关逻辑对应的挡位与当前变速器涡轮输出轴除以变速器输出轴的转速之比对应的挡位进行比较，如果挡位相同，则说明换挡顺利，否则换挡没有完成，会报警。
[0030]本实施例控制器的CAN通讯模块，一路基于SAE11898高速通讯，点对点连接变速器标定诊断工具;一路基于SAE1939通讯，广播式发送变速器的挡位，转速信息，接收发动机油门、扭矩百分比参数。
[0031]本实施例控制器在起步进入1挡后立即定时器开始工作，此时再根据发动机扭矩百分数值、发动机额定扭矩、变速器1挡速比、减速比和轮胎半径、当前输出轴转速可以计算出车轮的牵引力F和车辆运行速度为v0,2秒的定时时间到后车辆运行速度为vl，则车辆加速度a=(vl_v0)/2,由牛顿第二定律F=Ma计算当前车辆装备的负载M=2F/(vl-vO)，当M与车辆空载质量接近时，则进行经济性换挡，当M接近车辆满载质量的一半时，则进行较强动力换挡，当M接近车辆满载质量时，则进行增强动力换挡。
[0032]本控制装置相对简单，适用于轻型车辆装的变速器;控制方法多样，具有自适应负载和坡度的换挡策略，大大提高车辆的动力性，减少燃油消耗。大大提高车辆的动力性，减少燃油消耗。
【主权项】
1.一种自动变速器的换挡控制装置，包括换挡软轴、自动变速器、控制器和CAN通讯总线，其特征在于:所述换挡软轴和自动变速器中的挡位选择轴螺纹固定连接;所述自动变速器中的感应开关分别安装于挡位选择轴上，且各个感应开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接，所述自动变速器中的各个转速传感器和压力开关的信号输出端分别与控制器对应的信号输入端连接； 所述控制器的信号输出端输出控制信号控制自动变速器中的各个电磁阀，所述控制器通过CAN通讯总线分别与车辆仪表、变速器标定诊断工具和车载OBD通讯连接。2.如权利要求1所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAEl 1898通讯接口连接变速器标定诊断工具和车载0BD。3.如权利要求1所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述控制器通过CAN通讯总线中的一路基于SAEl 939通讯接口连接车辆仪表。4.如权利要求1?3中任一所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述控制器中至少具有七路电磁阀驱动电路、四路压力开关诊断开关电路、五路挡位检测传感器信号的输入电路、三路霍尔式转速传感器信号的输入电路和两路CAN通讯模块电路。5.如权利要求1?3中任一所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述自动变速器中至少含有两个比例电磁阀和三个开关电磁阀。6.如权利要求1所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述压力开关与离合器油缸逻辑并联。7.如权利要求1所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述自动变速器中的转速传感器分别采集变速器涡轮输入轴、涡轮输出轴和变速器输出轴的转动速度。8.如权利要求1、2、3、6和7中任一所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述控制器中内置有能计算车辆行驶坡度的三轴向加速度传感器。9.如权利要求1、2、3、6和7中任一所述的自动变速器的换挡控制装置，其特征在于:所述控制器在起步后计算车辆起步加速度、判断车辆负载，并自动作出动力性或经济性换挡决策。
【文档编号】F16H61/02GK106015550SQ201610355442
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】刘小红
【申请人】贵州凯星液力传动机械有限公司