CN109114215A - 一种气动自动操纵装置及其操纵方法 - Google Patents

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Abstract

一种气动自动操纵装置及其操纵方法，气动自动操纵装置包括自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，活塞杆上连接用于实现换挡动作的换挡拨头，换挡拨头的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU内存储有理论换挡行程，通过比对换挡拨头的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。本发明自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位，挂挡时通过电磁阀控制高压气源的通断，具有动作时间短、换挡响应迅速的特点，极大降低了整车动力中断时间。

Description

一种气动自动操纵装置及其操纵方法
技术领域
本发明涉及变速器控制领域，具体涉及一种气动自动操纵装置及其操纵方法。
背景技术
目前国内的纯电动商用车变速器领域，普遍使用的是电动自动操纵装置，而气动自动操纵装置在机械方面具有结构简单、可靠性高以及寿命频次高等优点，在电气操纵方面，还具有控制逻辑简单，对控制器的输入电流和控制精度要求低等特点。
因此，为了满足新能源和AMT变速器等自动选档和换挡的需求，可以通过通用气动换挡执行机构控制不同组合的电磁阀来选择不同的换档拨头，依靠电磁阀的通断进行拨头的挂挡动作，充分发挥气动自动操纵的优势，提高变速器的整体性能。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种气动自动操纵装置及其操纵方法，能够节省机械选档时间，提高换挡拨头的位置精度，提升换挡寿命频次。
为了实现上述目的，本发明的气动自动操纵装置包括自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，活塞杆上连接用于实现换挡动作的换挡拨头，换挡拨头的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU内存储有理论换挡行程，通过比对换挡拨头的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。
所述的换挡拨头上安装角位移传感器，通过角位移传感器将换挡拨头的位移信号转换为电压信号。所述的角位移传感器通过随动杆与换挡拨头连接在一起。
所述的电磁阀、气缸和角位移传感器均具有富裕的寿命频次后备量。
所述的换挡拨头通过卷轴销与活塞杆固定连接在一起。
所述的自动变速箱控制单元TCU通过控制不同组合电磁阀的开闭状态，进而控制气缸中活塞杆的运动方向。所述的自动变速箱控制单元TCU接收整车控制器VCU发送的车辆当前工况信号，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位。
本发明气动自动操纵装置的操纵方法，包括以下步骤：
a)选档过程；
整车控制器VCU将车辆当前工况信号发送给自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位；
b)挂挡过程；
自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，连接在活塞杆上的换挡拨头来实现换挡动作；
c)挂挡位置判断；
换挡拨头的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，通过比对换挡拨头的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：气动自动操纵变速器的选换挡时间和换挡拨头的准确位置对车辆电控制逻辑和整车的驾乘舒适性尤为重要，本发明能够最大限度的利用整车现有气源，气动执行机构具有体积小、结构简单、性能可靠以及换挡寿命频次高的优点，自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，活塞杆上直接连接用于实现换挡动作的换挡拨头，执行机构在机械上仅进行换挡动作，具有动作时间短、换挡响应迅速的特点，极大降低了整车动力中断时间。
进一步的，本发明自动变速箱控制单元TCU接收整车控制器VCU发送的车辆当前工况信号，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位，选档过程通过电控逻辑完成，省去了传统操纵装置选档过程中的机械执行时间，降低了车辆动力中断时间。
进一步的，本发明的角位移传感器通过随动杆与换挡拨头连接在一起，没有中间连接环节，刚性大，极大降低了传感器与换挡拨头之间的传递误差，保证了换挡拨头的位置精度。
附图说明
图1本发明气动自动操纵装置的第一视角示意图；
图2本发明气动自动操纵装置的第二视角示意图；
附图中：1-电磁阀；2-换挡拨头；3-角位移传感器；4-随动杆。
具体实施方式
参见图1-2，本发明气动自动操纵装置包括自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀1控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，活塞杆上连接用于实现换挡动作的换挡拨头2，换挡拨头2通过卷轴销与活塞杆固定连接在一起。换挡拨头2上安装角位移传感器3，通过角位移传感器3将换挡拨头2的位移信号转换为电压信号，电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU内存储有理论换挡行程，通过比对换挡拨头2的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。角位移传感器3通过随动杆4与换挡拨头2连接在一起，刚性大。
本发明气动自动操纵装置自动变速箱控制单元TCU通过控制不同组合电磁阀1的开闭状态，进而控制气缸中活塞杆的运动方向，自动变速箱控制单元TCU接收整车控制器VCU发送的车辆当前工况信号，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位，节省了传统操纵机构的机械选档时间，降低了车辆动力中断时间。电磁阀1、气缸和角位移传感器3均具有富裕的寿命频次后备量，便于后期机构总成寿命频次提升的可能性。
本发明气动自动操纵装置的操纵方法，包括以下步骤：
a)选档过程；
整车控制器VCU将车辆当前工况信号发送给自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位，即选档过程通过电控控制逻辑完成，无需机械层面的操作，省去传统操纵装置选档过程中的机械执行时间。
b)挂挡过程；
自动变速箱控制单元TCU控制电磁阀1的开与闭，实现电磁阀动静铁芯的吸合与打开，继而控制高压气源的通与断，通过控制不同组合电磁阀1的开闭状态来控制气缸中活塞杆的运动方向，连接在活塞杆上的换挡拨头2实现换挡动作；
c)挂挡位置判断；
角位移传感器3通过随动杆4与换挡拨头2连接在一起，将换挡拨头2的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过比对换挡拨头2的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。
气动自动操纵装置的选换挡时间和换挡拨头的准确位置对车辆电控控制逻辑和整车的驾乘舒适性尤为重要。本发明气动自动操纵装置通过控制逻辑进行选档判断，节省了传统操纵机构的机械选档时间，降低了车辆动力中断时间。操纵装置的换挡拨头2与角位移传感器3之间的连接件少，刚性大，极大的提高了换挡拨头2的位置精度。

Claims (8)

1.一种气动自动操纵装置，其特征在于：包括自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀(1)控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，活塞杆上连接用于实现换挡动作的换挡拨头(2)，换挡拨头(2)的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU内存储有理论换挡行程，通过比对换挡拨头(2)的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。
2.根据权利要求1所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的换挡拨头(2)上安装角位移传感器(3)，通过角位移传感器(3)将换挡拨头(2)的位移信号转换为电压信号。
3.根据权利要求2所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的角位移传感器(3)通过随动杆(4)与换挡拨头(2)连接在一起。
4.根据权利要求2所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的电磁阀(1)、气缸和角位移传感器(3)均具有富裕的寿命频次后备量。
5.根据权利要求1所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的换挡拨头(2)通过卷轴销与活塞杆固定连接在一起。
6.根据权利要求1所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的自动变速箱控制单元TCU通过控制不同组合电磁阀(1)的开闭状态，进而控制气缸中活塞杆的运动方向。
7.根据权利要求1所述的气动自动操纵装置，其特征在于：所述的自动变速箱控制单元TCU接收整车控制器VCU发送的车辆当前工况信号，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位。
8.一种基于权利要求1所述气动自动操纵装置的操纵方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)选档过程；
整车控制器VCU将车辆当前工况信号发送给自动变速箱控制单元TCU，自动变速箱控制单元TCU通过自身控制逻辑判断出预选档位；
b)挂挡过程；
自动变速箱控制单元TCU通过电磁阀(1)控制高压气源的通断，高压气源控制气缸中活塞杆的运动方向，连接在活塞杆上的换挡拨头(2)实现换挡动作；
c)挂挡位置判断；
换挡拨头(2)的位移信号转换为电压信号输入至自动变速箱控制单元TCU，通过比对换挡拨头(2)的挂挡位移值与理论换挡行程间的差值来判断是否挂挡到位。
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