渐变换档和突变换档相结合的自动变速系统 技术领域 ： 本发明是一种自动变速系统， 属于电子控制系统领域。
背景技术 ： 汽车、 工程机械等移动机械 ( 以下简称为汽车 ) 中有一些可以改进的地 方， 如： ①现在的自动挡多用到液力变矩器， 其效率低于手动挡是一大弊端， 如果将手动挡 自动化， 能耗将低于液力变矩器的自动挡汽车 ； ②本发明根据发动机转速和运行速度情况 综合自动选择档位 ； 本发明的自动变速系统包括 “渐变换档控制器” 和 “突变换档控制器” 、 两个大子系统， 它们又包含下级子模块 ； 还涉及挂档驱动系统。
为了叙述简便， 本自动变速系统是针对前进档位而言， 前进档与倒档之间的切换 仍然是手动 ； 假定前进档位为 a ～ f 档 ( 即 1 ～ 6 档 )， a 表示最低档， f 表示最高档。当然 可以扩充至更多的档位或减少档位。
发明原理描述 ：
当发动机的转矩和转速处于以额定值为中心的一个区间 ( 以下简称为优良区间 ) 内时， 其工作状态处于优良状态， 所以换档的目的就是要将发动机切换到优良区间 ； 优良区 间的边界称为阈值， 即， 在上阈值与下阈值之间为优良区间。
本发明是一种渐变换档和突变换档相结合的自动变速系统， 包括电子控制系统、 挂档驱动系统 ； 其特征是 ：
包含一个加减计数器， 其功能是用它输出的二进制编码 (Q2、 Q1、 Q0) 作为前进档 位驱动值 ( 简称档位驱动值 )， 即， 控制系统将驱动变速器， 使变速器的档位等于档位驱动 值。
包含一个渐变换档控制器 JBHD， 其功能是车速处于渐变状态时进行自动换档， 这 是档位驱动值的控制器之一 ； 在速度变化比较平缓时， 启用渐变换档控制器 JBHD， 根据发 动机的转矩和转速来切换档位， 转矩传感器和转速传感器在取得采样信号电压并经过变送 器调整后， 输送给阈值比较器进行比较， 当被测量 ( 转矩或转速 ) 没有超出优良区间的情况 就维持当前档位 ； 当被测量 ( 转矩或转速 ) 有超出优良区间的情况就执行换档操作， 具体 说， 当转矩大于转矩上阈值时或转速小于转速下阈值时， 阈值比较器就发出减档脉冲， 使加 减计数器减 1， 自动换档控制系统就下降一个档位 ； 同理， 当转矩小于转矩下阈值时或转速 大于转速上阈值时， 阈值比较器就发出加档脉冲， 使加减计数器加 1， 自动换档控制系统就 提高一个档位 ；
包含一个突变换档控制器 TBHD， 其功能是在车速急剧变化时实现跨越式换档， 在 速度变化强度很大时， 启用突变换档控制器 TBHD， 突变换档前应该进行档位的预判， 有两种 预判法和预判器， 一种是车速式档位预判法和预判器， 一种是综合式档位预判法和预判器， 对档位进行预判后将档位预判值 (I2、 I1、 I0) 以优先权的方式送至加减计数器确定档位驱 动值。
包含一个突变判定器 TBPD， 其功能是判定车速的变化强度是否值得启动突变换档 控制器， 在常态下车速变化强度不大， 而在制动力大且制动时间长的情况下， 车速变化强度 很大， 突变判定器 TBPD 根据降速的强度来判定是否要启动突变换档控制器 ； 当然， 此原理 也可以用于加速时启动突变换档控制器。
包含一个空档指令发生器 KDZL， 其功能是在三种情况下进空档， 一是刹车时， 二是 换档前， 三是车速急剧下降时。
包含一个解码器 LMQ， 其功能是将 JSQ 送来的二进制编码的档位驱动值 (Q2、 Q1、 Q0) 解码成一个 a ～ f 路输出线路的开关量， 每个时刻 a ～ f 路中最多只有一路为通， 其它 路为断 ； 比如 c 路通时解码信号 Vc ＝ 1， 其它路的解码信号＝ 0， 这时是进 c 档 ； 当a～f路 全部断则为空档。
包含由 a 档信号转换器 DWa 至 f 档信号转换器 DWf 组成的 “档位信号确认器” ， 其功 能是将档位的电子信号转换为 “档位继电器信号” 。
包含一个驱动状态处理电路 ( 由微机和继电器组成 )， 其功能是将挂档时的机械 运动的位置开关信号与档位继电器信号联合处理， 形成动力驱动信号， 驱动电动机或液压 泵 ( 以下合称电动器 )， 进而驱动换档机械装置进行换档。
包含一个挂档机械装置， 其功能是在电动器的驱动下， 实现对变速器的换档驱动。
几点说明 ：
◆附图编号中， 关联很紧密的几个图放在同一个主编号内， 如： 图 3.1 ～图 3.4， 表 示这几幅图关系很紧密， 有很多相同或相关的内容， 都放在主编号图 3 中。 ◆电源 +U 和 -U 都是经过稳压后的电压。
◆若 V 为高电位 (+U)， 可以用 V ＝ +U 或 V ＝ 1 表示 ； 若 V 为低电位 (-U) 或零电 位时， 可以用 V ＝ (-U) 或 V ＝ 0 表示。
◆集成运放的同相输入端简称同相端， 反相输入端简称反相端。除法器的 × 端接 入被除量， 其 ÷ 端接入除量 ； 乘法器的两个 × 端各自接入一个乘量。
◆继电器 Xc 中， 其线圈仍用 Xc 表示， 其触点用 Xc1、 Xc2、 Xc3……表示 ； 其它继电 器和接触器的表示方法类似。
◆符号与拼音相关联， 大写符号为器件的大类别， 比如 CG 为传感器的拼音， 小写 符号为器件的小类别， 比如油门传感器用 CGym 表示， “ym” 就是 “油门” 的拼音。
◆电阻、 电容、 二极管、 三极管、 线圈、 集成运放、 常开触点、 常闭触点、 继电器， 统一 用国标符号标出， 因为元件很明确， 所以有的没有给以说明。
◆电路被一虚线框框住时， 该虚线框角上有一个矩形名称框， 后图就用该名称框 表示该虚线框框住的电路 ； 比如。图 2.1 中虚线框中的渐变换档电路的模块名称为 JBHD， 图 7 中就用一个名称框和模块名称 JBHD 表示渐变换档电路模块。
◆模块名称后面的阿拉伯数字为模块名称的编号， 例如图 2.1 中， 模块 YZ1、 YZ2、 YZ3、 YZ4 都表示阈值比较器， 分别为 1、 2、 3、 4 号阈值比较器。
实施例及附图说明 ( 符号和工作原理相结合进行解释 )
实施例 1.1- 变送器。
图 1.1- 变送器 BS 原理图， 其作用是将非标电信号转换成本系统所规定的标准量 程的信号。CG- 传感器， 虚线框 BS 中的电路是变送器的电路图之一 ； 集成运放 AG 接成电压 跟随电路充当输入级， 因为 AG 为电压跟随电路， 所以传感器 CG 送来的采样信号 U*’ ( 各种 电压， * 为通配符 ) 经过 AG 后， 输出端电位仍然为 U*’ ， 但是电压跟随电路可以使输入电阻 很大， 输出电阻很小， 即变得向传感器 CG 索取的电流很小， 向后级提供信号的负载能力加 大； 集成运放 AH 和电阻 Rh1、 Rh2、 Rh3、 Rh4 接成一个差分放大器， 从反相端电阻 Rh1 输入的
信号为基准调节信号 Uh， 使输出电压 U* 值上下平移， 从同相端电阻 Rh2 输入的信号为传感 器采样信号 U*’ ， 经过差分放大后得到 U*， 也就是说， U* 是 U*’ 经过平移和放大后的信号。例 如， U*’ 的变化范围是 0 ～ 4V， 要调整为 U* 的变化范围 (-10 ～ 10V)， 令放大倍数＝ Rh3/Rh1 ＝ 20/4 ＝ 5， 如果仅仅是放大 5 倍， 那么 0 ～ 4V 变成了 0 ～ 20V， 如果整体下移 10V 后就成 了 -10 ～ 10V， 而调节电阻 Rh5 和 Rh5， 使 Uh ＝ 2V， 可以使输出信号整体下移 10V ； 另外， 如 果交换 Rh1 和 Rh2 的输入端， 就得到与 U*’ 反相的 U*， 变送器有众多的电路和成熟产品， 这 里只是拿来采用。本发明中， 凡是传感器都附带变送器。
实施例 1.2- 形成折合转矩 Uzj’ 的方法和电路。
图 1.2- 形成折合转矩 Uzj’ 的示意图。其功能是由油门电压 Uym 和转速电压 Uzs 折合成转矩电压 Uzj’ 。在优良区间内发动机功率 PN、 转矩 TN、 转速 nN， 三者的关系近似为 ： TN ＝ 9550*PN/nN， 因为汽车是将燃油的化学能转换为机械能， 油门 Uym 的大小就正比于输 入功率的大小， 乘一个效率就是输出功率 P 的大小， 在优良区间内时， 效率近似于常数， 所 以这时功率与油门近似成正比， 定义符号 表示 “ 的左右成比例” ， 有 Uym 为 油门信号电压 ( 正比于油门大小 )， 考虑到转速电压 所以 TN ＝ 9550*PN/nN 化成 意思是， TN 正比于 Uym 且反比于 Uzs ； 用变送器 BS 调整 Uym 和 Uzs 的量 程后， 可以变成公式 ： Uzj’ ＝ Uym/Uzs， Uzj’ 称为折合转矩电压 ； 所以用一个除法器 “CFQ÷” 将 Uym 除以 Uzs 就可以得到 Uzj’ ， 除法器的 × 端接入被除量 Uym， 其 ÷ 端接入除量 Uzs。 ( 除法器和乘法器在很多教材上有介绍 )。将直接用转矩传感器测得的转矩电压 Uzj 称为 实测转矩电压， 将 Uzj’ 和 Uzj 合称为转矩电压 UZJ ；
实施例 2.1- 基于比较器的渐变换档控制器 JBHD。
图 2.1- 基于比较器的渐变换档控制器 JBHD， 渐变换档指由当前档换到相邻的档， 档位不跳变， 渐变换档控制器 JBHD 的功能是实现车速在缓慢变化的情况下的渐变换档， 当 转矩及转速都处于优良区间时， 维持当前档位， 当转矩或转速越过阈值超出优良区间时， 需 要调整档位， 使转矩及转速都回归到优良区间 ； 转矩和转速信号处理器由两大部分组成， 一 个是转矩信号处理器 ZJCL 部分， 一个是转速信号处理器部分 ZSCL， 两部分工作原理相同。 “ZJCL” 、 “ZSCL” 符号在附图中没标出， 只在说明书中描述。
以转矩信号处理器 ZJCL 为例， 它包括上限阈值比较器 YZ1、 减档脉冲发生器 CP1、 下限阈值比较器 YZ2、 加档脉冲发生器 CP2、 加减计数器 JSQ ； 由电阻链 Rp1、 Rpq、 Rq2 的分压 关系得到输给比较器的比较电压 Up1’ 和 Uq2’ ， 改变 Rp1 或 Rq2 的大小就可以改变 Up1’ 和 Uq2’ 的大小 ； 当转矩大小适中时， 转矩电压 UZJ 的范围为 Up1’ ＞ UZJ ＞ Uq2’ ， 所以比较器 AP1 的输出电压 Up1 ＝ (-U) 且比较器 AQ2 的输出电压 Uq2 ＝ (-U)， 两个变压器的初级线圈 Lp1 及 Lq1 的两端电压都为 (-U)， 所以次级 Lp2 及 Lq2 的输出端不会产生脉冲， JSQ 维持原值， 即， 不产生换档 ； 当转矩过大， 使转矩电压 UZJ ＞ Up1’ 时， 比较器 AP1 的输出电压 Up1 ＝ U， 变 压器初级线圈 Lp1 通电， 次级线圈 Lp2 会产生一个脉冲， 给 JSQ 的递减计数输入端 CP- 发出 一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变小一档， 使变速器降低一个档位， 使发动机转矩变小， 回归到转矩 电压 UZJ ＜ Up1’ ， 使比较器 AP1 的输出电压回归到 Up1 ＝ (-U)， 变压器初级线圈 Lp1 断电， 次 级线圈 Lp2 又会产生一个反向脉冲， 但是该反向脉冲对 JSQ 的递减计数输入端 CP- 是无效 脉冲， 加上二极管 Dp1 的阻断， 就更加不会对 JSQ 构成影响了 ； 同理， 当转矩过小， 使转矩电 压 UZJ ＜ Uq2’ 时， 比较器 AQ2 的输出电压 Uq2 ＝ U， 使电容器 Cq1 产生一个充电脉冲， 在初级线圈 Lq1 形成脉冲电流， 次级线圈 Lq2 会产生一个脉冲， 给 JSQ 的递加计数输入端 CP+ 发出 一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变大一档， 使变速器提高一个档位， 使发动机转矩变大， 使转矩电压 UZJ ＞ Uq2’ ， 使比较器 AQ2 的输出电压回归到 Uq2 ＝ (-U)， 初级线圈 Lq1 断电， 次级线圈 Lq2 又会产生一个反向脉冲， 但是该反向脉冲对 JSQ 的递加计数输入端 CP+ 是无效脉冲， 增加一 个二极管 Dq2 可以阻断反向脉冲， 提高可靠性 ； 在转矩信号处理器 ZJCL 中， 上限阈值比较器 YZ1 为比较器 AP1 和电阻链， 其脉冲发生器 CP1 由 Lp1、 Lp2、 Dp1、 Dp2 构成， Dp1 为续流二极 管， Dp2 为阻断反向脉冲二极管 ； 下限阈值比较器 YZ2 为比较器 AQ2 和电阻链， 其脉冲发生 器 CP2 由 Lq1、 Lq2、 Dq2、 电容器 Cq1 构成， Cq1 的充放电过程使得 Lq1 通电只有一个脉冲时 间， Dq2 为阻断反向脉冲二极管 ； 根据计数输入端是正脉冲有效还是负脉冲有效的需要， 改 变 Lp2 和 Lq2 的同名端可以改变脉冲的正负以适应其需要 ； 图 2.1 中提供了 CP1 和 CP2 两 种结构的脉冲发生器， 脉冲发生器的电路可以有很多种， 难以枚举， 凡能够在比较器输出电 压由 (-U) 突变到 U 时发出计数脉冲的电路， 都可以是脉冲发生器。
转速信号处理器 ZSCL 的工作原理与转矩信号处理器 ZJCL 的相同， 它包括上限阈 值比较器 YZ3、 下限阈值比较器 YZ4， 与转矩信号处理器 ZJCL 共用减档脉冲发生器 CP1、 加档 脉冲发生器 CP2、 加减计数器 JSQ ； ZSCL 由电阻链 Rp3、 Rqp、 Rq4 的分压关系得到输给比较器 的比较电压 Up3’ 和 Uq4’ ； 当转速大小适中时， 转速电压 UZS 的范围为 Up3’ ＞ UZS ＞ Uq4’ ， 比 较器 AP3 的输出电压 Up3 ＝ (-U) 且比较器 AQ4 的输出电压 Uq4 ＝ (-U)， Lp1 及 Lq1 的两端 电压都为 (-U)， 所以 Lp2 及 Lq2 的输出端不会产生脉冲， JSQ 维持原值 ； 当转速过大， 使转速 电压 UZS ＞ Up3’ 时， 比较器 AP3 的输出电压 Up3 ＝ U， 注意到与 ZJCL 不对称的地方是 Up3 连 接到了 CP2， 所以是给 JSQ 的递增计数输入端 CP+ 发出一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变大一档， 使 变速器升高一个档位， 使发动机转速变小， 回归到转速电压 UZS ＜ Up3’ ； 同理， 当转速过小， 使转速电压 UZS ＜ Uq4’ 时， 比较器 AQ4 的输出电压 Uq4 ＝ U， 注意到 Uq4 是连接到了 CP1， 所 以是给 JSQ 的递减计数输入端 CP- 发出一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变小一档， 使变速器降低一 个档位， 使发动机转速变大， 回归到转速电压 UZS ＞ Up4’ ；
实施例 2.2- 基于稳压管的渐变换档控制器。
图 2.2- 基于稳压管的渐变换档控制器， 其功能是车速处于渐变状态时进行自动 换档， 这是档位驱动值的控制器之一 ； 其中的转矩信号处理器 ZJCL2， 包括上限阈值比较器 YZ1’ 、 减档脉冲发生器 CP1’ 、 下限阈值比较器 YZ2’ 、 加档脉冲发生器 CP2’ 、 一个加减计数器 JSQ ； 通过变送器对转矩电压的调整， 当转矩处于优良区间时， 转矩电压 UZJ 处于 0 附近， 当 转矩增加时， 使转矩电压 UZJ 增加， 使 Vm1 增加， 当 Vm1 大于 Dm1 的击穿电压时就是超过了 上阈值， 三极管 Tm 饱和导通， 变压器初级线圈 Lm1 通电， 次级线圈 Lm2 会产生一个脉冲， 给 JSQ 的递减计数输入端 CP- 发出一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变小一档， 使变速器降低一个档位， 使发动机转矩变小， 使转矩电压 UZJ 下降， Dm1 截止， 三极管 Tm 截止， Lm1 断电， 次级线圈 Lm2 又会产生一个反向脉冲， 但是该反向脉冲对 JSQ 的递减计数输入端 CP- 是无效脉冲 ； 同理。 转矩下降， 使转矩电压 UZJ 负电压绝对值增加， 使 Vn1 负电压绝对值增加， 当 |Vn1| 大于 Dn1 的击穿电压时就是超过了下阈值， 三极管 Tn 饱和导通， 变压器初级线圈 Ln1 通电， 次级线圈 Ln2 会产生一个脉冲， 给 JSQ 的递加计数输入端 CP+ 发出一个脉冲， 使 Q2、 Q1、 Q0 变大一档， 使变速器提高一个档位， 使发动机转矩变大， 使转矩电压 UZJ 增加， Dn1 截止， 三极管 Tn 截 止， Ln1 断电， 次级线圈 Ln2 又会产生一个无效的反向脉冲 ； 当转矩大小适中时， Tm 和 Tn 都截止， 不会产生脉冲， JSQ 维持原值， 即， 不产生换档 ； 上述器件中， 上限阈值比较器 YZ1’ 为 稳压管 Dm1 和可变电阻 Rm， 下限阈值比较器 YZ2’ 为稳压管 Dn1 和可变电阻 Rn， 减档脉冲发 生器 CP1’ 由 Tm、 Lm1、 Lm2、 Dm2 构成， 加档脉冲发生器 CP2’ 由 Tn、 Ln1、 Ln2、 Dn2 构成， Dm 和 Dn 为续流二极管 ； CYZQ 模块在图 6.1 和图 6.2 中介绍， 是一个采样周期模块， 实施例 2.1 中 同样可以使用。
实施例 3.1-( 用对速度积分的方法构成的 ) 突变判定器 TBPD1。
图 3.1- 速度积分式突变判定电路 TBPD1。在加油和丢油时， 车速变化属于渐变， 在刹车时车速变化属于突变， 但是轻度刹车后， 车速变化量很小 ( 比如 6 档变到 5 档 )， 启 动突变换档进程并不合理， 就是说， 要在 “强制动” 时， 即， 车速突变量达到或超过跨档的程 度时 ( 比如 6 档突变到 4 档以下 )， 启动突变换档进程才有意义， 所以就要进行突变判定， 突变判定电路 TBPD 的功能就是判定车速突变量是否达到或超过跨档的程度 ( 即， 是否强制 动)； 工作原理 ： 制动时， 启动了制动继电器 Kzd( 没画出 Kzd 线圈 )， Kzd 的常闭触点 Kzd1 和 Kzd2 断开， 此时， 电容 Ct2 上已经充上突变前的车速电压 Ucs1， 令时间常数很大， 加上制 动的时间不会长， 所以从工程的角度来说， 在刹车前后电容 Ct2 上的电压 Ucs1 可以认为不 变， 使 RT 的同相端的电压固定于 Ucs1， 而反相端的车速电压 Ucs 随车速的下降而下降， 由集 成运放 RT 和电阻 Rt1、 Rt3、 Rt4、 电容 Ct1 构成的积分电路在 Ct1 对 (Ucs1-Ucs) 进行积分， 积分关系为 ： Utb ＝ - ∫ (Ucs1-Ucs)dt/((Rt1+Rt4)*Ct1)， RT 输出电压为 Utb( 即， 突变强 度电压 )， 在图 3.4 中会分析 Utb 的作用， 这里简单介绍一下 ： 当车速电压 Ucs 下降幅度和 时间足够时， 其积分值 “突变强度电压 Utb” 会足够大， 超过 “突变判定阈值” 时， 就启动突变 换档进程。松开刹车时， 常闭触点 Kzd1 和 Kzd2 闭合， 使 Ct1 放电且 RT 的两个输入端电位 相等， 所以 Utb ＝ 0 ； Rt4 避免 Ucs 端与 Utb 端直通。
实施例 3.2-( 用对加速度积分的方法构成的 ) 突变判定器 TBPD2。
图 3.2- 加速度积分式突变判定电路 TBPD2。 工作原理 ： 制动时， 启动了制动继电器 Kzd， Kzd 的常闭触点 Kzd2 断开， 加速度电压 Ujs， 由集成运放 RT 和电阻 Rt1、 Rt3、 电容 Ct1 构成的积分电路在 Ct1 对 Ujs 进行积分， 积分关系为 ： Utb ＝ - ∫ Ujs dt/((Rt1+Rt4)*Ct1)。
在图 3.1 和图 3.2 中常闭触点 Kzd2 的作用是使 Ct1 放电， 用一个大阻值电阻进行 替换， 能够在保证积分效果的前提下， 担负起放电回路的工作。
图 3.3- 突变判定电路 TBPD， 是图 3.1 和图 3.2 两种突变判定电路综合示意框图， 用 TBPD 通配 TBPD1 和 TBPD2， 输入端信号为 Ucs 或 Ujs。
突变换档前应该进行档位的预判， 有两种预判法和预判器， 一种是车速式档位预 判法和预判器， 一种是综合式档位预判法和预判器， 对档位进行预判后将档位预判值 (I2、 I1、 I0) 以优先权的方式送至加减计数器确定档位驱动值 (Q2、 Q1、 Q0)。
实施例 3.4- 车速突变信号发生器 TBXH。
图 3.4- 车速突变信号发生器 TBXH。 车速急剧变化时， 渐变换档控制器那套处理方 法就无法胜任了， 车速突变信号发生器 TBXH 的功能是在车速突变结束时， 向 JSQ 的读入突 变档位使能端 ENT 发出读入脉冲， 将车速强突变过程结束后的档位预判值 (I2、 I1、 I0) 以优 先权的方式读入 JSQ， 使得 (Q2、 Q1、 Q0) ＝ (I2、 I1、 I0)， 从而实现跨越式换档 ( 比如从 f 档 换到 b 档 ) ； TBXH 模块包括一个突变判定电路 TBPD、 一个阈值比较器 YZ7( 原理与前述的阈 值比较器一样， 有基于比较器的和基于稳压二极管的 )、 一个由发光二极管 Dt2 和光敏三极管 TT 饱组成的光耦合器、 一个车速突变信号脉冲变压器 ( 由初级线圈 Lt3 和次级线圈 Lt4 以及续流二极管 Dt3 组成 ) ； 当突变强度电压 Utb 足够大， 超过阈值比较器 YZ7 的阈值时， 发光二极管 Dt2 通电发光， 光耦合器的光敏三极管 TT 饱和， 其射极电位 UTE ＝ U， 初级线圈 Lt3 通电， 次级线圈 Lt3 发出一个无用脉冲 ； 当车速突变过程结束后， Utb 变回零， 低于阈值， 发光二极管 Dt2 断电， 光敏三极管 TT 回到截止状态， 初级线圈 Lt3 失去电源而电流迅速下 降 (Dt3 为续流二极管 )， 次级线圈 Lt4 会产生一个感应脉冲 Ut ＝ 1， 输入到 JSQ 的读入突 变档位使能端 ENT， 将车速突变过程结束后的档位 (I2、 I1、 I0) 读入 JSQ， 使得 (Q2、 Q1、 Q0) ＝ (I2、 I1、 I0) ； TBXH 模块还有一个作用是发出车速急降空档信号， 假定在丢油时冲陡坡， 车速急降， 这时， UTE ＝ 1 经 Rt 输送到 RK 的同相端， 使 Uk ＝ 1 ；
实施例 4 一空档指令发生器 KDZL。
图 4 一空档指令发生器 KDZL。其功能是在三种情况下进空档， 一是刹车时， 二是 换档前， 三是车速急剧下降时 ； 分别由三种空档信号器发出空档信号 Uk ＝ 1， 输入 ( 由集成 运放 RK 和电阻 Rk1、 Rk3、 Rt、 Rq0、 Rq1、 Rq2、 Rk2 构成的 ) 制动加法器进行汇总， 产生空档 指令 Uk， 当 Uk ＝ 1 时驱动变速器进空档， Uk ＝ 0 时对外无影响。第一种是制动式空档信号 器， 在制动时首先要换成空档， 在踩下制动踏板时使继电器线圈 Kzd 通电， 使常开触点 Kzd3 闭合， 使制动加法器 RK 的输出为 Uk ＝ 1 ； 第二种是换档式空档信号器 Q0KD、 Q1KD 和 Q2KD， 换档信号产生时 ( 即， 档位信号 Q2、 Q1、 Q0 三个中间至少有一个发生改变时 )， 首先要做的 是进空档， 然后再进 Q2、 Q1、 Q0 对应档位， 例如， Q0 位空档信号器 (Q0KD 虚线框 ) 中， 由运放 RQ0 和电阻 R01、 R02、 R03 构成的跳变比较器， 只要 Q0 发生 (0/1 或 1/0) 跳变， 跳变比较器 RQ0 的输出电位 Uq0 就会发生跳变， 变压器线圈 L01 和 L02 中会产生脉冲， L02 中的脉冲经 过 Dq1、 Dq2、 Dq3、 Dq4 构成的桥式整流器后， 流经发光二极管 Dq0 使其发出光脉冲， 使光敏 三极管 TQ0 产生一个通电脉冲， 经电阻 Rq0 送入制动加法器 RK， 使 Uk ＝ 1 ； Q1KD 和 Q2KD 与 Q0KD 同理， 不赘述 ； 第三种是车速急降空档信号， 在实施例 3.4 的最后已经描述。
实施例 5.1- 集成运放式档位信号转换器。
图 5.1- 集成运放式档位信号转换器。其功能是将档位的电子信号转换为 “档位 继电器信号” 。如果有 a ～ f 个前进档， 就有 a ～ f 个档位信号转换器， 组成 “档位信号确认 器” ； 图 5.1 中的 x 为通配符， 表示为 a ～ f 中的某一个， 例如 RX 表示为 RA ～ RF 中的某一 个， Rx3 表示为 Ra3 ～ Rf3 中的某一个 ； 虚线框的模块 DWx 意思就是 “第 x 档的档位信号转 换器 DWx” ， 模块 DWa 意思就是 “第 a 档的档位信号转换器 DWa” ； 当空档指令 Uk ＝ 1 时， 无 论档位输入指令 Ux’ 为何值， 都强制为档位输出指令 Ux ＝ -U， 即， a ～ f 路全部断电， 成为 空档 ； 当空档指令 Uk ＝ 0 时， 档位输出指令 Ux 跟随档位输入指令 Ux’ ， 即 Ux’ ＝ 1 时 Ux ＝ U， Ux’ ＝ 0 时 Ux ＝ -U， 比如解码信号 Uc’ ＝ 1， 得到 UC ＝ U， 其它路的解码信号＝ 0， 除 UC 以外的 Ux ＝ -U， 这时是进 c 档 ； 该模块是由 RX 和 Rx3、 Rx4、 Rx5、 Rx6 构成差分电路， 为了 简化分析， 令 Rx3 ＝ Rx4、 Rx5 ＝ Rx6， 得到 RX 的输出电压 Ux ＝ (Ux4-Ux3)Aux， 其中 Aux ＝ Rx5/Rx3， Ux4 ＝ Ux’ *Rx9/(Rx9+Rx0)， 当 Uk ＝ 0 时， Ux3 ＝ U*Rx8/(Rx7+Rx8)， 调整分压电阻 Rx9 和 Rx0 以及 Rx7 和 Rx8， 可以调整 Ux4 和 Ux3 的值， 使之符合这个范围 ： Ux3*Aux ≥ U 且 (Ux4-Ux3)Aux ≥ U 且 (Uk-Ux4)Aux ≥ U ； 所以， 当 Ux’ ＝ Uk ＝ 0 时， Ux ＝ -Aux*Ux3 ＝ -U ； 当 Ux’ ＝ U 且 Uk ＝ 0 时， Ux ＝ Aux*(Ux4-Ux3) ＝ U ； 当 Uk ＝ U 时， 无论 Ux’ ＝ 1 还是 Ux’ ＝ 0， 都是 Ux ＝ -Aux*(Uk-Ux4) ＝ -U ； 所以Uk ＝ U 时， 保证 Ux ＝ -U， 线圈 Sa ～ Sf 无电流， 形成空档 ；
Uk ＝ 0 时， 保证 Ux ＝ Ux’ ， 即， 当 Ux’ ＝ 1 时， Ux ＝ 1( 即 Ux ＝ U) ；
以 c 档为例， 当 Uk ＝ 0 且 UC’ ＝ 1 时， c 档继电器线圈 Sc 有 ( 从上往下 ) 电流， 继 电器 Sc 的触点动作， 执行挂 c 档操作 ； 当 Uc’ ＝ U 跳变到 Uc’ ＝ 0 时， 有 Uc ＝ U 跳变到 Uc ＝ -U， 继电器线圈 Sc 失去电源， 继电器 Sc 的触点复位， 同时， 由于线圈 Sc 电流不能突变， 以 续流二极管 Dc 和 “退空档继电器线圈 Xc” 为回路， 形成一个电流脉冲， 继电器 Xc 的触点动 作， 执行退出 c 档操作 ；
实施例 5.2- 三极管式档位信号转换器。
图 5.2- 三极管式档位信号转换器。虚线框的模块 DWx’ 意思就是 “第 x 档的档位 信号转换器 DWx’ ” 。当 Uk ＝ 1 时， Tx2 饱和， 其集电极为低电位， Tx3 为射极跟随器， 其发射 极为低电位， a ～ f 档继电器线圈 Sa ～ Sf 无电流， 档位确认器为空档 ； 当 Uk ＝ 1 时， x 档继 电器线圈 Sx 有无电流就取决于 Ux’ 的状态了， 当 Ux’ ＝ 1 时， Tx1 的集电极为低电位→ Tx2 的集电极为高电位→ Tx3 的发射极为高电位→线圈 Sx 有电流， 继电器 Sx 的触点动作， 执行 挂 x 档操作 ； 当 Ux’ ＝ 1 跳变到 Ux’ ＝ 0 时， Tx3 的发射极跳变为低电位， 继电器线圈 Sx 失 去电源， 继电器 Sx 的触点复位， 同时， 由于线圈 Sx 电流不能突变， 以续流二极管 Dx 和退出 继电器线圈 Xx 为回路， 形成一个电流脉冲， 继电器 Xx 的触点动作， 执行退出 x 档操作 ；
用 DWx 作为通配符表示 DWx 和 DWx’ 。
实施例 6.1- 陡峭锯齿波产生器。
图 6.1- 陡峭锯齿波产生器。 功能 ： 产生周期脉冲， 控制渐变换档传感器， 实现周期 性采样。 ①设电容 Cv 的电压 Ucv 的参考方向为右正左负 ； ②从电路可知 (V1+) ＝ Uru*Ru1/ (Ru1+Ru2)， 调整 Ru1 和 Ru2 使 (V1+) ＝ (0.3 ～ 0.9)*Uru ； 很明显有 Uru ＝ ±U。
工作原理 ： 从充放电两个过程分析，
充电过程 ： 设初始状态为 Uru ＝ U， 根据虚短原理有 (V2-) ＝ (V2+)， 又 (V2+) ＝ Uru*Rv2/(Rv3+Rv2) ＝ Vi， 所以二极管 Dv 处于反压， 集成运放 RV、 电阻 Rv1、 Rv2、 Rv3、 电容 Cv 构成积分电路， RV 的输出电压为 Urv， 因为 Rv1 与 Cv 上的电流相等， 所以 (V2-)/Rv1 ＝ Cv*dUcv/dt， 调整 Rv1 和 Rv2 使 |Vi| ＜＜ U， ( 选用导通压降 VDT 最低的二极管， |Vi| 数倍于 VDT 即可 )
Urv-(V2-) ＝ Ucv ＝ ∫ (V2-)dt/(Cv*Rv1)， → Urv ＝ Ucv+Vi ＝ ∫ Vi dt/ (Cv*Rv1)+Vi ；
Cv*Rv1 为电容器 Cv 的时间常数， 调节 Rv1 的大小就可以调节时间常数， Vi 为 RV 同 相端的输入信号， 经历时间 T0 后， 积分使得 Urv ＞ (V1+)， 此时， 比较器 RU 的输出电压翻转 为 Uru ＝ -U， (V1+) 翻转为负电压。
放电 ( 及负向充电 ) 过程 ： 当 Uru ＝ -U 时， (V2-) 为负电压， 二极管 Dv 导通， 电 阻值接近于零， 所以放电时的时间常数接近于零， 电容 Cv 迅速放电且负向充电， 使得 Urv ＜ (V1+)， 此时， 比较器 RU 的输出电压又翻转为 Uru ＝ U， 又开始充电过程。
充电时间为积分过程 T0， 放电 ( 及负向充电 ) 时间≈ 0， 所以 Urv 为陡峭锯齿波， 经过变压器初级 Lv1、 次级 Lv2 感应出采样脉冲信号 Uv ； 令 T0 稍大于换档时间。
实施例 6.2- 采样周期开关 CYZQ。
图 6.2- 采样周期开关 CYZQ。陡峭锯齿波产生器每来一次 Uv 信号， 就使采样周期开关 CYZQ 接通一下， 对转矩或转速信号电压采样一次 ； 它有和意义呢？如果不用 CYZQ， 比 如图 2.1 中对转矩信号 UZJ 持续采样， 万一在减档后 UZJ 仍然过大， Up1 是会维持等于 U 的， 因此不会再减一次档 ； 增加了 CYZQ 后， 以稍大于换档时间为一个采样周期， 那么， 在第一次 减档还不够的情况下， 会再次减档。
实施例 7- 电控总系统。
图 7- 电控总系统框图。包括渐变换档控制器 JBHD 模块、 突变换档控制器 TBHD 模 块、 加减计数器 JSQ、 解码器 JMQ、 和档位确认器 ( 由档位信号转换器 WDa ～ WDf 组成的 )。 解码器 JMQ 将加减计数器 JSQ 的输出值 (Q2、 Q1、 Q0) 解码成解码信号 Va’ ～ Vf’ ， 其中有且 只有一个等于 1 ； 图中的最高档位为 f 档是为叙述方便， 当然可以更多档位或少些档位 ； 为 了分析方便， 将 WDa ～ WDf 中的继电器线圈和续流二极管画到名称框外面来了， 从实践中 可知， 换档之前都应该自动的退到空档， 当编码 (Q2、 Q1、 Q0) 发生改变时表示要换档成新的 (Q2、 Q1、 Q0) 对应档位， 由于换档时 (Q2、 Q1、 Q0) 至少有一个是发生改变的， 使 Q2KD、 Q1KD、 Q0KD 三个模块中至少有一个会发出一个空档信号 Uk ＝ 1， 比如由 (Q2、 Q1、 Q0 ＝ 011)C 档 变为 (Q2、 Q1、 Q0 ＝ 010)B 档时， Q0 从 1 跳变到 0， 所以 Q0KD 会发出一个空档脉冲 Uk ＝ 1， 使 Va ～ Vf 都等于 0， 使变速器进空档 ； VC 从 1 跳变到 0 时切断对继电器线圈 Sc 的供电， 由 于线圈 Sc 的电流不会发生突变， 经续流二极管 Dc， 构成回路 Sc → Xc → Dc → Sc， 在线圈 Sc 释放电能的过程中， C 档的空档继电器 Xc 会短暂的 ON， 使后续的电路和机械装置将变速箱 置成空档， 空档脉冲消失后， 转换器 DWb 的线圈 Sb 通电， 进 B 档。
渐变换档控制器 JBHD 模块已经通过图 2.1 和图 2.2 及其说明进行了解释 ； 图 2.1 的模块 YZ1、 YZ2、 YZ3、 YZ4、 CP1、 CP2 构成了图 7 中的渐变换档模块 JBHD ； 有一个问题是， 到 了最低档 a 档后还继续减档或者到了最高档 f 档还继续加档肯定是误操作， 如何避免？可 用加档使能端 “EN+” 和减档使能端 “EN-” 来避免， 当档位处于最低档 a 档时， 将 a 档的解码 信号 Va’ ＝ 1， 送入到减档使能端 “EN-” ， 关闭减档功能 ； 同理， 当档位处于最高档 f 档时， 将 f 档的解码信号 Vf’ ＝ 1， 送入到减档使能端 “EN+” ， 关闭加档功能 ；
其突变换档控制器 TBHD 的进一步特征是 ： 包含一个突变信号模块 TBXH( 图 3.4)， 判定是停留在渐变换档过程还是进入到突变换档过程， 其判定过程是， 刹车车速突变时， 其 中的子模块 TBPD 的输出电压 Utb 会升高， 当 Utb 超过阈值电路 YZ7 的阈值 ( 图 3.4 中阈值 为稳压二极管 Dt1 的稳压值， 也可以用比较器做阈值电路 ) 时， 表示车速变化已经不能用渐 变换档控制器来调节档位了， 应该用突变换档控制器来调节档位 ； 突变换档控制器的工作 步骤为 “突变换档四步曲” ， 第一步是为开启突变换档使能端 ENT 作准备， 由 TBPD 和 TBXH 模 块完成， 当车速电压 Ucs 或加速度电压 Ujs 急变， 使 TBPD 模块输出的突变强度电压 Utb 升高 超过阈值时 ( 参见图 3.4 说明 )， 发光二极管 Dt2 导通发光， 光敏三极管 TT 饱和导通， 其射 极电位 UTE ＝ U， 使得 Lt3 线圈通电储能， 使 TBXH 模块做好发出突变换档信号的准备。第二 步是进空档， 图 4 及其说明描述了三种进空档的方法， 产生空档信号 Uk， Uk 强制使得 DWa ～ DWf 输出电压为 0， 假如本来运行在第 d 档， Vd ＝ 1， 继电器线圈 Sd 通电， 继电器 Sd 的触点 控制电路， 使汽车运行于第 d 档， 当 Uk ＝ 1 时， Va ～ Vf 全部都为 0， 所以继电器线圈 Sd 被 切断电源， 由于电感电流不会突变， 所以回路 Sd → Xd → Dd → Sd 中会形成短时电流， 继电 器线圈 Xd 短暂通电， 使它的触点动作， 使变速器进空档。第三步是档位预判， 通过车速式档 位预判法或综合式档位预判法 ( 在下面详述 )， 得到突变结束后的最佳预判档位 I2、 I1、 I0，送入到加减计数器的直接置数端， 等待使能端 ENT 开启后将其读入。 第四步是产生和发出突 变换档信号， 将使能端 ENT 开启 ( 设使能端 ENT 被正脉冲开启 )。在常态下 ( 无强制动时 ) Utb 不超过阈值， 其射极电位 UTE ＝ 0， Lt3 线圈无电流， Ut 通过线圈接地， 所以 Ut ＝ 0， 对使 能端 ENT 无开启触发作用 ； 从第一步可知， 在强制动使 Utb 升高超过阈值时， Lt3 线圈通电储 能； 当松开刹车时， Kzd1、 Kzd2 闭合 ( 见图 3.1)， Utb 会下降至 0， 这时， ( 见图 3.4) 稳压二 极管 Dt1 截止， 使得发光二极管 Dt2 截止， 光敏三极管 TT 截止， 突然切断对 Lt3 的供电， 形 成使磁场消失的趋势， Lt3(Dt3 为 Lt3 的续流二极管 ) 和 Lt4 就会产生感生电动势反抗磁 场的消失， Lt4 输出正脉冲 Ut， 开启使能端 ENT， 将最佳预判档位 I2、 I1、 I0 读入到加减计数 器， 因为 (I2、 I1、 I0) 所在的直接置数端有最高优先权， 所以计数器输出的档位信号为 (Q2、 Q1、 Q0) ＝ (I2、 I1、 I0)。除突变信号模块 TBXH 可以开启使能端 ENT， 启动突变换档以外， 还 有一种情况需要开启使能端 ENT， 这就是， 当速度降到了 2 档以下时就应该直接挂 1 档， 就不 需要经过 TBXH 模块的处理了， 这时， 集成运放 AB 的输出 Ub ＝ 0， 经过反相器 Gt2 反相后， UT ＝1； Dt5 阻止电流向 TBXH 倒灌。
实施例 7.2- 车速式档位预判器。它是去掉图 7 中的综合信号模块 ZHXH 后， 将车 速信号 Ucs 从 A 点输入， Ucs 大小通过车速突变模数转换器 TBADC 转换成二进制数的档位 预判值 I2、 I1、 I0。 车速式档位预判器只考虑了车速的因数， 实际上除车速外， 上坡与下坡、 轻载与重 载这些因数也会对发动机的功率、 阻力和档位产生影响。
实施例 7.3- 综合式档位预判器。它是将发动机的功率和阻力也纳入到突变换 档的预判之中， 根据车速、 油门对档位进行预判。工作原理 ； 令 “档位变比”对应的档位 变比信号电压为 UDB( 简称变比信号 UDB)， 档位预判值应该根据突变后速度和突变前阻力 的情况来估计， 突变后速度越小则档位预判值应该越低， 突变前阻力越大 ( 大载重、 大上 坡 ) 则档位预判值应该越低 ； 用符号 表示 “ 的左右成比例” ， 根据物理公式有， 有 其意思是 F 正比于 P 且反比于 V ； P 为发动机功率， F 为汽车行进阻力， V 为车速， ( 符号 F、 P、 V、 F 1、 P1、 V 1、 F2、 P 2、 V2 与附图无关， 只用于在此进行原理解释 ) ； 另外， 汽车是 将燃油的化学能转换为机械能， 油门 Uym 的大小就正比于输入功率的大小， 乘一个效率就 是输出功率 P 的大小， 在优良区间 ( 额定值附近 ) 时， 效率近似于常数， 所以这时功率与油 门近似成正比， Uym 为油门信号电压， 考虑到 (Ucs 为车速信号电压 )， 有 因为突变前后的载重和坡度相同， 在忽略速度对 F 的影响的 前提下， 可以令突变后的汽车阻力 F2 等于突变前的汽车阻力 F1， 所以应该有这个关系 ：
式中， UDB 为突变后的档位变比的信号电压运算值 ( 是一个模拟量 )， UCS2 为突变后 车速信号电压， UCS1 为突变前车速信号电压， V1 为突变前车速， P1 为突变前功率， Uym1 为突变 前油门信号电压 ； 将 UCS2、 UCS1、 Uym1 调整到系统规定量程后， 得到
UDB ＝ UCS2 ＊ UCS1/Uym1，
所以， UDB 可以用一个乘法器 (CFQ×) 加一个除法器 (CFQ÷) 得到， 除法器 (CFQ÷) 的 × 号端输入被除数 (UCS2 ＊ UCS1)， ÷ 号端输入除数 Uym1， UDB 经过突变模数转换器 TBADC 转换后， 得到数字化的档位值 I2、 I1、 I0 送入到加减计数器。
为了要得到 UCS1、 Uym1， 可以用到现有的采样保持器， 也可以用 ZHXH 中描述的 “准采
样保持器电路” ， 例如， 为了要得到 UCS1， 制动时常闭触点 Kzd4 断开， 电容器 Ccs 上就存上了 电压 UCS1 ； 同样， 为了要得到 Uym1， 制动时常闭触点 Kzd5 断开， 电容器 Cym 上就存上了电压 Uym1 ；
综合式档位预判器简化后就是速度式档位预判器 ； 空档指令模块 KDZL 已经在图 4 及其说明中介绍了， 不赘述。
实施例 8 ： 轴向平行器式轴向驱动装置。其功能是在电动器的驱动下和轴向平行 器的约束下， 产生纯粹的轴向力驱动拨叉， 实现对变速器的纯轴向力换档驱动。
图 8.1 为 (c 档和 f 档 ) 拨叉式轴向驱动装置示意图。
●大写字母后面跟小写字母， 小写字母为档位 ； 如 Qc、 Pc 等为 c 档的某个东西。
8B- 拨叉轮 ； 8q- 平移套 ； Lc- 进 c 档轴向移动内键齿轮 ( 简称移动轮， 与内轴 8A 键 连接， 被 8A 带动旋转， 但是可以轴向移动 ) ； 8L- 轴向静止外键齿轮 ( 简称静止轮 ) ； Lf- 进 f 档移动内键齿轮 ； 8p- 换档齿轮 ； 8Q- 外轴 ； 8A- 内轴 ； ZC- 轴承 ； DLJX- 动力机械 ； Jc-c 档 旋转圈数计数器 ； Jc’ -c 档旋转感应点 ； 8c- 动力杆 ； 8d- 动力套杆 ； 8b- 拨叉 ； 8D- 拨杆 ； Qcf’ - 停机感应点 ； 8E- 滚轮 ； 8e- 轴向平行杆 ； Qc-c 档左行到头位置开关 ； Qcf- 居中位置 开关 ； Qf-f 档右行到头位置开关 ； 8G- 轴向平行杆导轨 ； 由轴向平行杆 8e 和轴向平行杆导 轨 8G 组成轴向平行器。 图 8.2 为拨叉式轴向驱动装置左视图 ( 将平行杆导轨 8G 剖开 )。没有出现过的标 号只有 8C- 内螺纹孔。
工作原理 ：
移动轮 Lc 和 Lf 与内轴 8A 键连接， 被 8A 带动旋转， 但是可以轴向移动 ； 8L 和 8P 固 定于外轴 8Q 上， 平移套 8q 及外轴 8Q 通过轴承 ZC 支承于内轴 8A 上， 三者在旋转关系上无 直接关联 ； 平移套 8q 通过轴承与移动轮 Lc 连接， 所以平移套 8q 能够轴向驱动移动轮， 却不 跟随内轴 8A 和移动轮旋转。
动力杆 8c 和平行杆 8e 都平行于内轴 8A， 动力杆 8c 在动力机械 DLJX( 包括电动 机和液压泵 ) 的驱动下可以驱动拨杆 8D， 以带动平行杆 8e 和拨叉轮 8B 移动 ( 假定是向右 移 )， 因为平行杆导轨 8G 的制约， 平行杆 8e 的右移只能够沿轴向移动， 所以拨叉 8b 的右移 也只能沿轴向移动， 使得拨叉 8b 驱动拨叉轮 8B 的力沿轴向 ； 拨叉轮 8B 与平移套 8q 固定， 一起驱动轴向移动轮 Lc 右移， Lc 的内齿与轴向静止轮 8L 的外齿相互啮合， 使 8L( 以及换 档齿轮 8P) 随同 Lc 旋转 ； 为了简化设备， 宜采用一套轴向驱动装置控制两套换档啮合齿轮 的方法， 6 个档位 (abcdef) 只要 3 套轴向驱动器， 并且， 前进档位采用间隔配对法， a 档与 d 档、 b 档与 e 档、 c 档与 f 档， 各共用 1 付轴向驱动器 ； 图 8.1 的拨叉两边各一套换档啮合齿 轮 (c 档和 f 档 )， 因为 c 档和 f 档不相邻， 所以在渐变换档时不会发生一个退档和另一个进 档同时发生的情况， 有利于简化电路。可以类推到其它档位。
如果动力机械 DLJX 为电动机， 则动力杆 8c 为动力螺杆， 而动力套杆 8d 则带有内 螺纹孔 8C， 电动机带动动力螺杆 8c 旋转， 使得动力套杆 8d( 及拨杆 8D、 平行杆 8e、 拨叉轮 8B) 沿轴向移动 ；
如果动力机械为液压泵， 则动力机械驱动杆 8c 为液压顶杆， 驱动拨叉沿轴向移 动；
控制轴向移动的进程有两种方法 ：
一种是位置开关式， 当发出 f 档结合器结合指令时， 动力机械驱动拨叉右移， 右移 至移动轮 Lc 的内键齿与静止轮 8L 的外键齿相互啮合， 这时停机感应点 Qcf’ 正好达到右行 到头位置开关 Qf， 发出动力机械停车指令， 右行换档过程完成 ； 当发出 f 档分离指令时， 动 力机械驱动拨叉左移， 左移直至停机感应点 Qcf’ 正好达到居中位置开关 Qcf 时， 发出动力 机械停车指令， 分离过程完成。
一种是计数开关式， 通过旋转圈数计数器 Jc 检测旋转感应点 Jc’ 的感应次数， 可 以知道电动机旋转的圈数 ； 从而控制轴向移动距离。
实施例 9 ： 驱动状态处理电路 ( 由微机和继电器组成 )， 其功能是将挂档时的机械 运动的位置开关信号与档位继电器信号联合处理， 形成动力驱动信号， 驱动电动机或液压 泵 ( 以下合称电动器 )， 进而驱动换档机械装置进行换档。
图 9 是驱动状态处理电路图。( 按字母顺序罗列 ) ： Kc- 进 c 档接触器 ； Kc1- 进 c 档接触器主触头 ； Kc2- 进 c 档接触器自锁触头 ； Kc3- 进 c 档接触器互锁触头 ； Kf- 进 f 档 接触器 ； Kf1- 进 f 档接触器主触头 ； Kf2- 进 f 档接触器自锁触头 ； Kf3- 进 f 档接触器互锁 触头 ； Qc-c 档啮合完成位置开关 ； Qf-f 档啮合完成位置开关 ； Qcf1 和 Qcf2- 拨叉回到中点 位置开关 Qcf 的触点 ； Sc1- 进 c 档启动信号触点 ； Sf1- 进 f 档启动信号触点 ； Xc1- 退出 c 档的脉冲触点 ； Xf1- 退出 f 档的脉冲触点 ； 脉冲触点是指该触点反接一下后马上恢复常态， 即， 常开触点闭合一下后马上断开， 常闭触点断开一下后马上闭合。
换档驱动信号产生器工作原理 ： 当需要挂 c 档时， 图 7 中的 JMQ 输出 Vc’ ＝ 1， 三极 管 Tc 饱和导通 ( 参见图 5.1)， 电流从上往下流经继电器线圈 Sc， 继电器线圈 Sc 通电， 继电 器常开触点 Sc1 闭合 ( 这是发出进 c 档的启动信号 )， c 档接触器线圈 Kc 通电， 接触器 Kc 的常开触点 Kc1 闭合， 电动机 MD 正转， ( 图 8.1 中的轴向驱动器向左驱动， 开始进 c 档的进 程； ) 当左行至啮合完成时， 啮合感应点 Qcf’ 到达左行到头位置开关 Qc， Qc 断开后， c 档接 触器线圈 Kc 断电， 挂 c 档过程完成。其它档位挂档过程类似。
当需要退出 c 档时， 图 7 中的 JMQ 的输出 Vc’ 会从 1 跳变到 0， 三极管 Tc 从饱和跳 变到截止， 停止对线圈 Sc 供电， 根据电感中电流不会突变的原理， 可知在换流的瞬间， 线圈 Sc 中的 “电感电流” 大小和方向不变， 其 “电感电流” 只能是逐渐的变小， 方向仍然是从上往 下， 给线圈 Sc 中的 “电感电流” 建立一个回路 ： Sc、 继电器线圈 Xc、 二极管 Dc， 使得电流流向 为： Sc 从上往下→ Xc → Dc → Sc， 继电器线圈 Xc 获得一个短暂的电流， 继电器 Xc 中的常开 触点 Xc1( 图 9) 就会短暂接通， Xc1 成为脉冲触点， 接触器线圈 Kf 通电后， 常开触点 Kf2 接 通， 维持线圈 Kf 的通电状态， 形成自锁， 同时， Kf1 接通， 电动机 MD 反转， ( 图 8.1 中的 ) 轴 向驱动器向右驱动， 开始退出 c 档的进程 ； 当拨叉右行至中点时， 中点感应点 Qcf’ 到达中点 位置开关 Qcf 处， 图 9 中的常闭触点 Qcf1 和 Qcf2 都会断开， 线圈 Kf 断电， 退出 c 档过程完 成。其它档位退档过程类似。
综上所述， 本系统是一种自动变速系统， 将手动挡自动化， 根据发动机转速、 转矩 和运行速度情况综合自动选择档位 ； 包括 “渐变换档控制器” 和 “突变换档控制器” 两个大 子系统， 渐变换档控制器包含的子模块有阈值比较器、 换档脉冲发生器、 折合转矩器 ； 突变 换档控制器包含的子模块有突变判定器、 突变信号器、 档位预判器、 模数转换器 ； 共用的子 模块有空档指令器、 加减计数器、 档位信号确认器、 驱动状态处理电路、 换档机械装置 ； 只要 转矩、 转速超出其阈值， 渐变换档控制器将调整档位使其回到阈值以内 ； 当强制动时， 突变换档控制器会进行档位预判， 制动结束时切换到最佳预判档位。
本系统中所涉及的传感器只是作为引用器件存在， 只在图 1.1、 图 1.2 和相应的说 明中出现过， 在其它地方只出现传感器产生的检测值经过变送器调整后的值， 包括转矩电 压 UZJ、 转速电压 UZS、 车速电压 UCS、 油门电压 Uym。