[发明专利]电控气动机械式自动变速器换档系统

权利要求书

1.一种电控气动机械式自动变速系统，它包括电源，其特征是：它还包括控制单元，该单元输入端与车辆状态检测单元连接，其输出端与调速单元(6)连接，同时控制单元还通过通信单元(1)与上位机和显示单元连接，电源与控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述控制单元为ECU控制电路，它由数字信号处理DSP芯片(7)及大规模逻辑可编程CPLD芯片(4)组成，具有20路数字量I/O口；18路模拟量输入口，可完成模拟量的16位AD转换；16路功率开关管输出，可以完成选换档阀、高低档选择阀、离合器、油门的控制。

3.根据权利要求1或2所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述车辆状态检测单元包括设置在油门踏板、离合器踏板、换档手柄、离合器位移、气压、三轴加速度、选档处的各模拟量传感器(2)；以及设置在手柄按键、倒档开关、空档开关、高低档开关、升降档按键、油门限位开关、分离制动开关、制动开关的各开关量传感器(5)；设置在发动机、中间轴、输出轴的转速传感器(3)，其中模拟量传感器(2)与控制单元中的DSP芯片(7)连接，开关量传感器(5)和转速传感器(3)则分别与可编程CPLD芯片(4)连接。

4.根据权利要求1所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述通信单元(1)包括CAN总线和RS-485接口，其中CAN总线与上位机调试工具通信，对系统的状态实时监控，完成系统调试；通过485总线与显示模块通信，完成当前档位和换档把手位置的实时显示。

5.根据权利要求1或2所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述调速单元(6)由离合器执行机构、油门执行机构和换档执行机构组成；其中，离合器执行机构以高速开关阀为控制元件，以抗积分饱和智能PID为控制算法完成离合器的闭环控制；油门执行机构以步进电机为执行元件，油门踏板传感器的模拟量信号进入控制单元后，控制单元换算成当前油门的位置，驱动步进电机带动油门到指定位置；换档执行机构由换档拨叉拨动变速箱内相应齿轮机构完成，拨叉的动力来源由气缸的动作轴提供，气缸通过控制气阀与压缩汽缸相连，控制气阀的动作由控制单元提供的控制信号进行控制。

6.根据权利要求1或2所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述离合器执行机构包括离合器踏板传感器(13)，它经AD转换(9)后接控制单元的DSP芯片(7)，DSP芯片(7)将信号处理后控制气缸(10)的高速开关阀(8)，通过高速开关阀(8)控制气缸(10)的动作，气缸(10)与气动助力缸(11)连接，气动助力缸(11)的传动轴与位移传感器(12)连接，该传感器反馈连接到DSP芯片(7)，组成闭环控制回路；其中高速开关阀(8)采用脉宽调制控制方式，即它只有“开”或“关”两种状态，开关周期恒定为10ms，占空比由导通脉冲宽度tp决定，输出流量正比于tp；当压下或松开离合器踏板，脚踏传感器(13)的值变化，脉冲宽度tp发生变化，气动助力缸(11)的出力增大或减小，推动离合器脱开或接合；整个离合器执行机构的控制采用抗积分饱和PID算法。

7.根据权利要求1或2所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述油门执行机构包括油门踏板传感器(14)，它经AD转换(9)后接控制单元的DSP芯片(7)，DSP芯片(7)将信号送入可编程CPLD芯片(4)，处理后的信号驱动步进电机驱动器(15)，进而控制步进电机(16)，调整发动机油门(17)。

8.根据权利要求1或2所述的电控气动机械式自动变速系统，其特征是：所述换档执行机构包括档位盘(18)，其内设有若干档位和档位操作杆(19)，在档位操作杆下部设有位移传感器，将检测到的档位操作杆(19)位置信号送入DSP芯片(7)，处理后由可编程CPLD芯片(4)控制调速气缸(20)上相应的气阀(21)，进而控制相应调速气缸(20)的动作，由相应调速气缸(20)推动拨叉(22)动作，完成换档操作。