CN101289087B - 一种自动离合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自动离合系统包括制动踏板传感器，档位传感器，车速传感器，发动机转速传感器，电子控制单元和离合执行器。本发明由电子控制单元根据传感器采集到的制动踏板位置、车速、发动机转速以及档位信号进行分析，按照设定的条件操纵离合执行器动作，实现在制动的同时暂停发动机的动力输出，防止发动机意外熄火。该系统能够提高驾驶安全性和延长发动机和发动机启动机的寿命，并且结构简单，控制灵敏，制造成本低。

Description

一种自动离合系统 

技术领域

本发明是关于一种自动离合系统。 

背景技术

离合器是汽车传动系中直接与发动机相连的部件，汽车在起步、换档和制动前必须切断动力传递。反映到操作上，就是需要操作者踩下离合器踏板断开离合器。但是由于操作者的原因，往往会在没有踩下离合器踏板将离合器断开的情况下实施制动。在车速较高或者驻车的情况下不断开离合器实施制动，车辆不会产生意外熄火情况，但在车速较低的时候，若不断开离合器实施制动，发动机会由于阻力过大而熄火。在现有的技术中没有相应的装置能够防止这种问题的发生。 

发明内容

本发明的目的在于避免当车辆低速行驶时，在未断开离合器的情况下实施制动而引起发动机意外熄火的问题。提供一种能够避免发动机意外熄火的自动离合系统。 

本发明提供的自动离合系统，其中，该系统包括制动踏板传感器，档位传感器，车速传感器，发动机转速传感器，电子控制单元和离合执行器，制动踏板传感器、档位传感器、车速传感器和发动机转速传感器与电子控制单元电连接；电子控制单元与离合执行器电连接，用以控制离合执行器动作； 

制动踏板传感器用于将制动踏板动作转换为电信号W，将电信号W输入电子控制单元； 

档位传感器用于将档位信号转换为电信号T，将电信号T输入电子控制单元； 

车速传感器用于采集车速并将其转化为电信号V，将电信号V输入电子控制单元； 

发动机转速传感器用于采集发动机转速并将其转换为电信号S，将电信号S输入电子控制单元； 

电子控制单元用于根据电信号W、电信号T、电信号V和电信号S，向离合执行器发出或不发出指令，控制离合执行器驱动离合器踏板动作。 

本发明通过将传感器采集到相关信号传输到电子控制单元，由电子控制单元对车速、发动机转速以及档位进行分析，按照设定的条件操纵离合执行器动作，实现在制动的同时暂停发动机的动力输出，防止发动机意外熄火。该系统能够提高驾驶安全性和延长发动机和发动机启动机的寿命，并且结构简单，控制灵敏，制造成本低。 

附图说明

图1是本发明提供的自动离合系统的结构示意图； 

图2是本发明提供的自动离合系统的结构示意图(有离合器踏板传感器)； 

图3是本发明提供的自动离合系统的自动控制流程图； 

图4是本发明提供的自动离合系统的自动控制流程图(有电信号L)； 

图5是本发明提供的自动离合系统的离合执行器的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施方式作详细说明。 

如图1所示，本发明提供的自动离合系统，其中，该系统包括制动踏板传感器1，档位传感器2，车速传感器3，发动机转速传感器4，电子控制单 元5和离合执行器6，制动踏板传感器1、档位传感器2、车速传感器3和发动机转速传感器4与电子控制单元5电连接；电子控制单元5与离合执行器6电连接，用以控制离合执行器6动作。 

如图3所示，各传感器与电子控制单元在自动控制中的作用为： 

所述制动踏板传感器1用于将制动踏板7的动作转换为电信号W，将电信号W输入电子控制单元； 

档位传感器2用于将档位信号转换为电信号T，将电信号T输入电子控制单元； 

车速传感器3用于采集车速并将其转化为电信号V，将电信号V输入电子控制单元； 

发动机转速传感器4用于采集发动机转速并将其转换为电信号S，将电信号S输入电子控制单元； 

电子控制单元5用于根据电信号W、电信号T、电信号V和电信号S，向离合执行器6发出或不发出指令，控制离合执行器6驱动离合器踏板8动作。 

各个传感器均为实时采集信号，以保证随时检测车辆状态变化。 

由于电子控制单元与各传感器为车辆自动控制系统普遍采用的电子元器件，本发明通过各个传感器实时采集信号并将采集到相关信号传输到电子控制单元，由电子控制单元对车速、发动机转速以及档位进行分析，按照设定的条件操纵离合执行器驱动离合器踏板动作，实现在制动的同时暂停发动机的动力输出，防止发动机意外熄火。该系统能够提高驾驶安全性和延长发动机和发动机启动机的寿命，并且结构简单，控制灵敏，制造成本低。 

本发明提供的自动离合系统是为避免汽车处于低速行驶状态时刹车所引起的发动机熄火的问题，其自动控制操作就是电子控制单元5根据电信号T、电信号W、电信号V和电信号S来判断汽车所处的状态，并根据判断结果向离合执行器6发出相应的指令。因此，电子控制单元5控制过程优选为： 

当电子控制单元5接收到的电信号W、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于低速行驶中的刹车状态时，电子控制单元5向离合执行器6发出动作指令，离合执行器6驱动离合器踏板8动作； 

当电子控制单元5接收到的电信号W、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于高速行驶刹车、倒车或静止状态时，电子控制单元5不向离合执行器6发出指令，离合执行器6不动作。 

传感器用不同的数值表示所检测部件的不同状态，这样简单明了，判断也更为方便，因此更为优选的情况下，电信号W、电信号T、电信号V和电信号S的值代表各自采集到的汽车部件所处的状态为：电信号W为W1时表示制动踏板动作，不为W1时表示制动踏板没有动作；电信号T为三个值T1、T2和T3，分别表示档位为空档P、前进档D和倒档R；电信号V最小值代表车速为零，车速与信号值成正比关系；电信号S最小值代表发动机转速为零，发动机转速与信号值成正比关系。 

所述电子控制单元5的控制过程更优选为：电信号W、电信号T、电信号V和电信号S同时满足W＝W1 T＝T2 V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元5向离合执行器6发出指令； 

电信号W、电信号T、电信号V和电信号S不能同时满足W＝W1 T＝T2V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元5不向离合执行器6发出指令。 

采用上述自动控制操作，电子控制单元判断汽车所处状态准确，对离合执行器进行自动控制及时、精确。整个控制过程既可以是电子控制单元同时接收各传感器的信号，同时进行判断，也可以是按照顺序判断。 

如图3所示，本发明提供了一种电子控制单元按照顺序判断各个电信号值的控制流程。 

本发明提供的自动离合系统在汽车处于低速行驶状态时刹车的情况下会自动使离合器踏板动作，但是在操作者已经踩下离合器踏板时，自动离合系统的动作只起到辅助作用。 

因此作为本发明更为优选的实施方式，如图2所示，该系统还包括离合器踏板传感器14，离合器踏板传感器14与电子控制单元5连接； 

离合器踏板传感器4用于将离合器踏板8的动作转换为电信号L，并将电信号L输入电子控制单元5； 

电子控制单元5根据电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S，向离合执行器6发出或不发出指令，控制离合执行器6驱动离合器踏板8动作。 

各个传感器均为实时采集信号，以保证随时检测车辆状态变化。 

如图4所示，电子控制单元5控制过程优选为：当电子控制单元5接收到的电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于低速行驶中刹车并且没有踩下离合器踏板8的状态，电子控制单元5向离合执行器6发出指令，离合执行器6驱动离合器踏板8动作。 

当电子控制单元5接收到的电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于高速行驶刹车、倒车、静止或在低速行驶中刹车的同时踩下离合器踏板8的状态，电子控制单元5不向离合执行器6发出指令，离合执行器6不动作。 

更为优选的情况，电信号L为L1时表示离合器踏板8没有动作，不为L1时表示离合器踏板8动作，；其它传感器的数值如前所述。 

所述电子控制单元5的控制过程更优选为： 

电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S同时满足W＝W1L＝L1T＝T2V≤10千米/小时S≤800转/分钟，电子控制单元5向离合执行器6发出指令；

电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S不能同时满足W＝W1L＝L1T＝T2V≤10千米/小时S≤800转/分钟，电子控制单元5不向离合执行器6发出指令。 

整个控制过程既可以是电子控制单元同时接收各传感器的信号，同时进行判断，也可以是按照顺序判断。 

如图4所示，本发明提供了一种电子控制单元按照顺序判断各个电信号的控制流程。 

增加了离合器踏板传感器后，电子控制单元能够更为准确的判断汽车所处状态，只在操作者于汽车低速行驶过程中，没有踩下离合器踏板将离合器断开的情况下实施制动时，将离合器踏板压下断开离合器。这样准确及时的控制，避免了人工操作和离合执行器动作的重复，使本发明提供的系统更经济，实用。 

电子控制单元5与各传感器为车辆自动控制系统普遍采用的电子元器件。 

电子控制单元5可以是现有的汽车常用的以单片微型计算机为核心所组成的电子控制装置。 

电子控制单元5接收制动踏板传感器1、离合器踏板传感器14、档位传感器2、车速传感器3和发动机转速传感器4发送的信号，并发出指令，实现自动控制，所需的信号应准确、及时。 

制动踏板传感器、离合器踏板传感器和档位传感器均为位置传感器，常用的有霍耳式，磁感应式，电阻式，这些种类的位置传感器均测量准确。 

速度传感器主要有发动机转速传感器、变速器输出轴转速传感器、车轮转速传感器等。根据转速可以求得速度，因此，转速传感器是测量速度最基本的传感器。 

优选的情况下，制动踏板传感器1、离合器踏板传感器14和档位传感器 2均为位置传感器，车速传感器3和发动机转速传感器4为转速传感器；电信号W和电信号T为电压信号，电信号V和电信号S为脉冲信号。 

本发明提供的自动离合系统中的离合执行器的作用是使离合器踏板动作，由此断开离合器。因此离合执行器为能够使离合器踏板产生动作的机构，例如液压机构，电动机构或气动机构。 

如图5所示，在优选的情况下，离合执行器6为液压机构，包括液压主缸9、回位弹簧10、接触块12和控制油路13；液压主缸9固定安装在离合器踏板8下方的车身支架上；控制油路13通过液压主缸9上的油孔A和B控制活塞杆11伸缩，并与电子控制单元5连接；回位弹簧10一端固定连接在液压主缸9的缸体上，另一端与活塞杆11端部固定连接；接触块12安装在活塞杆11的顶端，当活塞杆11伸出时，接触块12作用在离合踏板8上。 

液压机构动作平稳，作用力大，并且结构比较简单，占用空间小，可以放置于离合器踏板下方的车身支架上，保证了离合器踏板及时动作。 

优选的情况下，所述控制油路13包括电磁阀131和油管路132，电磁阀131与电子控制单元5电连接，用于根据电子控制单元5的指令控制液压主缸9的活塞杆11伸缩。 

电磁阀控制液压缸机构简单，动作平稳，通过选择液压缸的大小，可以保证活塞杆的行程与离合器踏板动作行程一致。 

液压主缸9设置于离合器踏板8的下方，在活塞11杆伸出后，活塞杆11的顶端的接触块12与离合器踏板8的上半部分下表面接触，推动离合器踏板8动作。因此接触块12是离合执行器6中与离合器踏板8直接作用的部件，优选的情况下，所述接触块12为金属与橡胶的组合体。橡胶可以吸收冲击，在与离合器踏板8下表面接触时没有噪音，接触柔和。 

由于目前车辆大多采用离合器液压助力机构，这种机构中均有液压缸，因此本发明提供的自动离合系统中的离合执行器可与汽车中离合器液压助 力机构共用一个液压缸，由不同的控制油路控制即可实现一个工作液压缸完成两个系统的工作。 

作为本发明的一个优选的实施方式，所述离合执行器6的液压主缸9与汽车离合器液压助力机构的工作主缸为同一液压缸；所述离合执行器6的控制油路13与汽车离合器液压助力机构的控制油路为两条控制油路。 

这样使本发明的组成部件减少，更进一步简化结构，并降低成本。 

下面根据图1-图5说明本发明提供的自动离合系统的工作过程。 

制动踏板传感器1，离合器踏板传感器14、档位传感器2，车速传感器3，发动机转速传感器4，安装在汽车上的相应位置，并与电子控制单元5连接；电子控制单元5与离合执行器6连接。离合执行器6由液压主缸9、回位弹簧10、接触块12和控制油路13组成，其中液压主缸9固定安装在离合器踏板8下方的车身支架上；控制油路13包括电磁阀131和油管路132，电磁阀131与电子控制单元5连接，通过油管路132与液压主缸9上的油孔A和B连接，用于控制活塞杆11伸缩；回位弹簧10一端固定连接在液压主缸9的缸体上，另一端与活塞杆11端部固定连接；接触块12安装在活塞杆11的顶端。离合执行器6在不工作状态下，活塞杆11在回位弹簧10的弹性力作用下收缩，接触块12与离合器踏板8分离。 

汽车处于高速行驶刹车、倒车、静止或在低速行驶中刹车的同时踩下离合器踏板8的状态时，传感器采集到电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S，电子控制单元5接收各个电信号并按照如图4所示的顺序进行判断，电信号的值不能同时满足W＝W1L＝L1T＝T2V≤10千米/小时S≤800转/分钟的条件，电子控制单元5不向离合执行器6发出指令，离合执行器6的控制油路13中的电磁阀131处于原位，活塞杆11不伸出，即离合执行器6不动作。

在汽车低速行驶中踩下制动踏板7，而没有踩下离合器踏板8时，各个传感器采集到电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S，电子控制单元5接收各个电信号并按照如图4所示的顺序进行判断，电信号能同时满足W＝W1L＝L1T＝T2V≤10千米/小时S≤800转/分钟的条件，电子控制单元5向离合执行器6发出指令，离合执行器6的控制油路13中的电磁阀131动作，高压油通过孔A进入液压主缸9内，孔B为低压油口。此时活塞杆11在高压油的作用下带动接触块12运动，使接触块12与离合器踏板8的上半部分的下表面接触，带动离合器踏板8运动，断开离合器。 

低速行驶中制动状态结束后，电子控制单元5接收到的电信号W、电信号T、电信号V和电信号S不能同时满足W＝W1L＝L1T＝T2V≤10千米/小时S≤800转/分钟的条件，电子控制单元5不再向离合执行器6发出指令，这时控制油路13处于非工作状态，电磁阀131复位，A、B两孔均通低压油，活塞杆11在回位弹簧10的作用下，恢复到初始状态，接触块12与离合器踏板8分离。

Claims (11)

1.一种自动离合系统，其特征在于，该系统包括制动踏板传感器，档位传感器，车速传感器，发动机转速传感器、电子控制单元和离合执行器，制动踏板传感器、档位传感器、车速传感器和发动机转速传感器与电子控制单元电连接；电子控制单元与离合执行器电连接，用来控制离合执行器；

制动踏板传感器用于将制动踏板动作转换为电信号W，将电信号W输入电子控制单元；

档位传感器用于将档位信号转换为电信号T，将电信号T输入电子控制单元；

车速传感器用于采集车速并将其转化为电信号V，将电信号V输入电子控制单元；

发动机转速传感器用于采集发动机转速并将其转换为电信号S，将电信号S输入电子控制单元；

电子控制单元用于根据电信号W、电信号T、电信号V和电信号S，离合执行器发出或不发出指令，控制离合执行器驱动离合器踏板动作；

所述离合执行器包括液压主缸、控制油路、回位弹簧和接触块；

液压主缸固定安装在离合器踏板下方的车身支架上；

控制油路通过液压主缸上的油孔控制活塞杆伸缩；

回位弹簧一端固定连接在液压主缸缸体上，另一端与活塞杆端部固定连接；

接触块安装在活塞杆的与离合器踏板相接触的一端端部。

2.根据权利要求1所述的自动离合系统，其特征在于，当电子控制单元接收到的电信号W、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于低速行驶中的刹车状态时，电子控制单元向离合执行器发出指令，离合执行器驱动离合器踏板动作；

当电子控制单元接收到的电信号W、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于高速行驶刹车、倒车或静止状态时，电子控制单元不向离合执行器发出指令，离合执行器不动作。

3.根据权利要求2所述的自动离合系统，其特征在于，电信号W为W1时表示制动踏板动作；电信号T为三个值T1、T2和T3，分别表示档位为空档P、前进档D和倒档R；电信号V最小值代表车速为零，车速与信号值成正比关系；电信号S最小值代表发动机转速为零，发动机转速与信号值成正比关系；

电信号W、电信号T、电信号V和电信号S同时满足W＝W1 T＝T2V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元向离合执行器发出指令；

电信号W、电信号T、电信号V和电信号S不能同时满足W＝W1 T＝T2V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元不向离合执行器发出指令。

4.根据权利要求1所述的自动离合系统，其特征在于，该系统还包括离合器踏板传感器，离合器踏板传感器与电子控制单元电连接；

离合器踏板传感器用于将离合器踏板动作转换为电信号L，并将电信号L输入电子控制单元；

电子控制单元根据电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S，向离合执行器发出或不发出指令，控制离合执行器驱动离合器踏板转动。

5.根据权利要求4中所述的自动离合系统，其特征在于，当电子控制单元接收到的电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于低速行驶中刹车并且没有踩下离合器踏板的状态，电子控制单元向离合执行器发出指令，离合执行器驱动离合器踏板动作；

当电子控制单元接收到的电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S表明汽车处于高速行驶刹车、倒车、静止或在低速行驶中刹车的同时踩下离合器踏板的状态，电子控制单元不向离合执行器发出指令，离合执行器不动作。

6.根据权利要求5中所述的自动离合系统，其特征在于，电信号W为W1时表示制动踏板动作；电信号L为L1时表示离合器踏板没有动作；电信号T为三个值T1、T2和T3，分别表示档位为空档P、前进档D和倒档R；电信号V最小值代表车速为零，车速与信号值成正比关系；电信号S最小值代表发动机转速为零，发动机转速与信号值成正比关系；

电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S同时满足W＝W1L＝L1 T＝T2 V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元向离合执行器发出指令；

电信号W、电信号L、电信号T、电信号V和电信号S不能同时满足W＝W1 L＝L1 T＝T2 V≤10千米/小时 S≤800转/分钟，电子控制单元不向离合执行器发出指令。

7.根据权利要求4-6任意一项中所述的自动离合系统，其特征在于，制动踏板传感器、离合器踏板传感器和档位传感器为位置传感器，车速传感器和发动机转速传感器为转速传感器；电信号W、电信号L和电信号T为电压信号，电信号V和电信号S为脉冲信号。

8.根据权利要求1-3任意一项中所述的自动离合系统，其特征在于，制动踏板传感器和档位传感器为位置传感器，车速传感器和发动机转速传感器为转速传感器；电信号W、电信号L和电信号T为电压信号，电信号V和电信号S为脉冲信号。

9.根据权利要求1中所述的自动离合系统，其特征在于，所述控制油路包括电磁阀和油管路，电磁阀与电子控制单元连接，用于根据电子控制单元指令控制液压主缸的活塞杆伸缩。

10.根据权利要求1中所述的自动离合系统，其特征在于，所述接触块为金属与橡胶的组合体。

11.根据权利要求1或9所述的自动离合系统，其特征在于，所述离合执行器的液压主缸与汽车离合器液压助力机构的工作主缸为同一液压缸；

所述离合执行器的控制油路与汽车离合器液压助力机构的控制油路为两条控制油路。

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