四輪驅動汽車的電控換檔裝置的製作方法
2023-05-23 18:50:36
專利名稱：四輪驅動汽車的電控換檔裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於車輛變速技術領域，涉及一種帶變速器、分動器的四輪驅動汽車換檔裝置。
背景技術：
現有的帶變速器、分動器的四輪驅動汽車，其換檔方式(如《軍民兩用技術與產品》(人民交通出版社，1994年6月)是分別採用兩個相互獨立的換檔手柄對變速器、分動器換檔，並且分動器換檔需要在車輛駐車時進行。這樣不僅換檔操作複雜，而且車輛的機動性、燃油經濟性差。
現有的兩輪驅動車輛上採用的電控換檔設備，如《汽車技術》2001年第10期，「自動變速器(六)——電控機械式自動變速器(AMT)」一文所公開的技術，採用電控系統對離合器的分離與結合、變速器換檔進行自動控制。這種兩輪驅動車輛的自動變速器實現的功能是車輛變速的全自動操作，不需要駕駛員操作離合器，同時變速器換檔靠電控系統自動完成。一方面，這種換檔裝置中不包括分動器；另一方面由於這種換檔裝置同時涉及離合器的控制與變速器的控制，控制系統複雜，在實際應用中可靠性不足。由於這兩方面主要原因，這種裝置不能滿足帶變速器與分動器的四輪驅動汽車的要求。
發明內容
本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種四輪驅動汽車的電控換檔裝置。本發明可使原來需要分別由駕駛員操作的變速器、分動器換檔統一由電控系統自動執行，同時分動器的換檔可以在行車狀態下完成。本發明可提高四輪驅動車輛的機動性和燃油經濟性。還可以克服全自動換檔系統中由於控制系統複雜性而帶來的可靠性差的問題。
本發明提出的四輪驅動汽車的電控換檔裝置，包括電控單元及與其相連的手柄、顯示單元、兩套換檔電磁閥組、與該兩套換檔電磁閥相連的驅動油路及與驅動油路相連的兩套撥叉驅動機構；其中，所述手柄，供駕駛員選擇檔位用，該手柄輸出駕駛員選擇的檔位所對應的電信號(該手柄代替了傳統的四輪驅動汽車中兩個獨立的變速器換檔手柄與分動器換檔手柄；)；所述電控單元，用於接收手柄輸出的檔位信號以及其它輸入信號，輸出變速器換檔電磁閥與分動器換檔電磁閥的驅動信號；所述換檔電磁閥組用於按照電控單元輸出的驅動信號執行，實現對撥叉驅動機構中油路的開與閉；所述撥叉驅動機構、驅動油路，用於根據電磁閥組的開與閉來推動撥叉運動實現換檔；所述顯示單元用於分別顯示當前變速器與分動器組合出的檔位，以及駕駛員操作的提示信息。
本裝置的兩套撥叉驅動機構分別與四輪驅動汽車的變速器與分動器相連實現電控換檔功能。
本發明的特點及效果本發明裝置為半自動換檔裝置，即對原車輛離合器不做改變，在換檔過程中，離合器由駕駛員手動操縱，由本發明提出的裝置自動完成變速器與分動器的操作，這樣可以克服全自動換檔系統中由於控制系統複雜性而帶來的可靠性差的問題。
本發明裝置取消了原車輛中變速器與分動器兩套換檔手柄及機械傳動機構。以一個手柄加上單片機為中心的電控單元管理變速器與分動器的換檔。手柄與變速器、分動器換檔撥叉驅動機構之間為線傳動。換檔撥叉機構的控制由電控單元輸出的信號驅動電磁閥實現。本裝置結構及控制簡單，簡化了四輪驅動汽車的駕駛員操作步驟和工組負荷，同時提高車輛的機動性、燃油經濟性。
圖1為本發明的四輪驅動汽車電控換檔裝置結構示意圖。
圖2為本發明裝置中電控單元原理圖。
圖3為本發明裝置中電磁閥驅動電路圖。
圖4為本發明裝置中驅動油路圖。
圖5為本發明裝置中變速器撥叉驅動機構及電磁閥油路連接圖。
圖6為本發明裝置中分動器撥叉驅動機構及電磁閥油路連接圖。
圖7為本發明裝置中撥叉驅動機構與變速器中結合套連接原理圖。
圖8為本發明電控單元的實現流程框圖。
具體實施例方式
本發明提出的四輪驅動汽車的電控換檔裝置結合附圖及實施例進一步說明如下本發明裝置主要部件如圖1，包括電控單元及與其相連的手柄、顯示單元、兩套換檔電磁閥組、與該兩套換檔電磁閥相連的驅動油路及與驅動油路相連的兩套撥叉驅動機構。
本裝置的兩套撥叉驅動機構分別與四輪驅動汽車的變速器與分動器相連實現電控換檔功能。
本裝置的各部件的具體構成及功能分別說明如下1)手柄，供駕駛員選擇檔位，手柄上設有一系列位置按鈕，每一位置按鈕對應車輛傳動系的一個檔位。駕駛員通過手柄按鈕選擇由手柄輸出某一檔位的電信號，送到電控單元；2)電控單元，用於接收手柄輸出的檔位信號以及其它輸入信號，輸出變速器換檔電磁閥與分動器換檔電磁閥的驅動信號；電控單元的結構如圖2。本發明的電控單元由CPU及兩個電磁閥驅動電路構成，其中，CPU的實施例採用Motorola HC12單片機，該單片機的存儲器中預先存儲有檔位表及各換檔電磁閥對應的控制信號。單片機的多個輸入接口分別接收駕駛員選擇的檔位信號、變速器檔位信號、分動器檔位信號、離合器踏板位置信號、加速踏板位置信號、制動踏板位置信號；其兩個輸出接口通過兩個電磁閥驅動電路分別與變速器換檔電磁閥組和分動器換檔電磁閥組相連，第三個輸出接口與顯示單元相連。
電控單元的電磁閥驅動電路實施例如圖3所示，由一個三極體31和連接在其基極的電阻32組成；三極體的柵極與換檔電磁閥33相連，此電路為常規電路。
3)換檔電磁閥組、驅動油路及撥叉驅動機構它們共同實現對汽車的變速器、分動器中撥叉的移動，實現對變速器、分動器換檔的電動操作；其中，換檔電磁閥的實施例採用TRP122；驅動油路實施例如圖4，由油箱41、油泵42、單向閥43、蓄能器44組成驅動油路，向變速器撥叉驅動機構及電磁閥組45、分動器撥叉驅動機構及電磁閥組46提供油壓，此油路為常規油路。
本裝置以五檔變速器為實施例，其中包括3個撥叉。變速器撥叉驅動機構及電磁閥組的結構如圖5。電磁閥451、電磁閥452組成一組，與撥叉驅動機構453一起，提供對變速器中第一個撥叉的驅動力。電磁閥454、電磁閥455與對應的撥叉驅動機構456一起，提供對變速器中第二個撥叉的驅動力。電磁閥457、電磁閥458與對應的撥叉驅動機構459一起，提供對變速器中第三個撥叉的驅動力，此電路為常規電路。
本裝置以兩檔分動器為實施例，包括一個撥叉。撥叉驅動機構及電磁閥組的結構如圖6。電磁閥461、電磁閥462與撥叉驅動機構463一起，提供撥叉的驅動力，此結構為常規結構。
撥叉驅動機構與變速器中結合套的關係如圖7。撥叉驅動機構71與撥叉72剛性連接，撥叉72一端位於安裝在變速器軸73上的接合套74中。撥叉驅動機構71的前後移動推動結合套74前後移動，實現換檔，此結構為常規結構。
4)顯示單元。與電控單元相連，顯示電控單元輸出的內容。本裝置的實施例採用字符型小型液晶。
本發明電控單元的實現流程，如圖8所示，包括以下步驟(1)換檔時，駕駛員踩下離合器踏板，通過手柄選擇期望的檔位。手柄輸出該期望的檔位信號到電控單元。
(2)電控單元將收到的駕駛員選擇的檔位、當前變速器檔位、當前分動器檔位以及離合器踏板、加速踏板、制動踏板位置等信號作為輸入信號，通過查詢單片機中保存的檔位表，得到期望的變速器檔位、分動器檔位。
(3)然後電控單元根據變速器及分動器上的換檔電磁閥布置情況，確定各個換檔電磁閥的控制信號，並通過電控單元中的電磁閥驅動電路輸出各個換檔電磁閥控制信號；
(4)換檔電磁閥在控制信號作用下，實現電磁閥的開與閉。撥叉驅動機構中的油在驅動油路壓力作用下沿一定方向流動，並帶動撥叉驅動機構移動，驅動撥叉實現換檔。
(5)在變速器以及分動器換檔過程中，及時將換檔成功信號輸出給電控單元，並經電控單元送到顯示單元顯示；(6)如果駕駛員選擇檔位後，電控單元根據收到的離合器踏板、加速踏板位置信號，判斷出踏板操作不正確，此時電控單元還輸出駕駛提示信息並顯示在顯示單元上。
權利要求
1 一種四輪驅動汽車電控換檔裝置，其特徵在於，包括電控單元及與其相連的手柄、顯示單元、兩套換檔電磁閥組、與該兩套換檔電磁閥相連的驅動油路及與驅動油路相連的兩套撥叉驅動機構；其中，所述手柄，用於駕駛員選擇檔位，輸出駕駛員選擇的檔位所對應的電信號；所述電控單元，用於接收手柄輸出的檔位信號以及其它輸入信號，輸出變速器換檔電磁閥與分動器換檔電磁閥的驅動信號；所述換檔電磁閥組，用於按照電控單元輸出的驅動信號執行，實現對撥叉驅動機構中油路的開與閉；所述撥叉驅動機構、驅動油路，用於根據電磁閥組的開與閉來推動撥叉運動實現換檔；所述顯示單元用於分別顯示當前變速器與分動器組合出的檔位，以及駕駛員操作的提示信息。
全文摘要
本發明涉及一種四輪驅動汽車電控換檔裝置，屬於車輛變速技術領域。該裝置包括手柄，該手柄供駕駛員選擇檔位用，輸出駕駛員選擇的檔位所對應的電信號；電控單元，用於接收手柄輸入的要求的檔位信號，輸出變速器換檔電磁閥與分動器換檔電磁閥的驅動信號，以及顯示信號；換檔電磁閥組用於實現對撥叉驅動機構中油路的開與閉；撥叉驅動機構、驅動油路，用於根據電磁閥組的開與閉來推動撥叉運動實現換檔；顯示單元顯示當前變速器與分動器組合成的檔位信息，以及駕駛員操作提示信息。本發明使得原來需要分別由駕駛員操作的變速器、分動器換檔機構統一由電控系統自動執行，同時使分動器換檔在行車狀態下執行，提高了車輛的機動性和燃油經濟性。
文檔編號B60W10/11GK1621264SQ20041009869
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月17日 優先權日2004年12月17日
發明者鄭四發, 金達鋒, 王霄鋒, 邊明遠, 連小珉, 李克強, 楊殿閣, 羅禹貢, 王建強, 高峰 申請人:清華大學