CN105156507B - 人工‑智能双模式离合控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工‑智能双模式离合控制系统，该主要包括离合器机械总成、人工控制离合器装置、智能控制离合器装置和控制单元。据此，建立了相应控制方法：汽车启动后，控制器一直获取到离合器踏板信号传感器、离合开关及车速传感器信号，当检测到离合器踏板信号且未检测到离合开关信号时，则判定为离合器在人工控制下工作，系统采用人工模式，不对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制；当检测到离合开关信号输入且未检测到离合器踏板信号时，系统采用智能模式，对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制。本发明的控制系统能与原有离合器接合在一起，人机交互性能良好，可以有效缓解驾驶员的驾驶疲劳，并实现节能和确保行车安全。

Description

人工-智能双模式离合控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于车辆动力传动领域，尤其涉及一种人工-智能双模式离合控制系统及其控制方法。

背景技术

随着许许多多全新车型的不断涌现，作为汽车传动系统中的重要一环，离合器也必须适应汽车工业的飞速发展。现如今汽车上搭载的发动机的功率越来越大，转速越来越高，面对这样的发展趋势，离合器传递转矩的能力势必也要相应地有所提升才能顺应时代的发展。此外，许多有车一族以及计划买车的汽车潜在消费人群对于其理想中汽车的性能的要求也不再像老一辈们，局限于对舒适性与操控性的重视。现在人们所面对的复杂路况以及人们对车辆的理解与以往已大不相同。交通拥堵已经成为一个全国性乃至世界性的难题，频繁的车辆启停和换挡操作，对于驾驶员而言绝非一个轻松的工作。因此，消费者的关注重点明显向操作简单化和控制自动化的方向转移。驾驶手动变速器车辆的驾驶员强烈呼吁智能离合器的诞生。

1993年由绅宝公司首次研究了电控离合系统。此后，国外便掀起了大规模研究开发电控离合器的热潮。一些公司开始开发出了自己的电控离合器产品。然而，就应用情况来看，电控离合器存在结合特性不佳，识别换挡信号不稳定等现象。2013年，博世公司推出了一款电控离合器，它能够让驾驶手动挡汽车的驾驶员在不换挡不松离合器的情况下在走走停停的路况中实现汽车的停止和启动，利用这款电控离合器还可让混合动力车的动力系统与手动变速器进行连接。

由吴崇铭等人发明的“计算机控制的汽车电子自动离合器”(申请号201210366511.6，公开日2012-12-26)，主要由主控电脑、水平角度传感器、车速信号传感器、发动机转速信号传感器等组成，但未见其产品报道。李家涛发明的“一种汽车电控自动离合器”(申请号201410553564.8，公开日2015-04-15)，主要有离合器液压系统和离合器电子控制系统构成，也未见其产品报道。

尽管如此，目前的智能离合器均未能很好地将原有的离合器接合在一起，同时人机交互方面性能不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种设计新颖、结构简单的人工-智能双模式离合控制系统及其控制方法，以缓解驾驶员的驾驶疲劳，并实现节能和确保行车安全。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：人工-智能双模式离合控制系统，主要包括离合器机械总成、人工控制离合器装置、智能控制离合器装置和控制单元；智能控制离合器装置主要由1号液压缸、二位二通电磁阀开关、液压泵和液压油箱顺次连接组成，1号液压缸的液压油管路经1号单向阀与人工控制离合器装置的液压油管路连接，二位二通电磁阀开关经3号单向阀与液压泵出口连接，液压油箱经液压油滤清器和2号溢流阀与液压泵入口连接；控制单元主要由控制器组成，控制器分别连接二位二通电磁阀开关、液压泵、离合器踏板信号传感器、显示屏和离合开关。

人工控制离合器装置主要由2号液压缸组成，2号液压缸活塞推杆经连杆与离合器踏板连接，2号液压缸的液压油管路经2号单向阀与离合器机械总成的推杆一端连接，液压油管路末端设1号溢流阀。

离合器机械总成主要由曲轴、飞轮、摩擦片、变速器输入轴和离合器盖组成，曲轴与飞轮通过螺栓紧固连接，摩擦片与变速器输入轴紧固连接，与摩擦片相对的压块经膜片弹簧与分离轴承一侧连接，分离轴承另一侧连接推杆另一端。

上述人工-智能双模式离合控制系统的控制方法，汽车启动后，控制器一直获取到离合器踏板信号传感器、离合开关及车速传感器信号，当检测到离合器踏板信号且未检测到离合开关信号时，则判定为离合器在人工控制下工作，系统采用人工模式，不对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制；当检测到离合开关信号输入且未检测到离合器踏板信号时，系统采用智能模式，对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制。

针对目前智能离合器存在的问题，基于现有人工控制离合器系统，发明人设计制作了一种人工-智能双模式离合控制系统，该主要包括离合器机械总成、人工控制离合器装置、智能控制离合器装置和控制单元；智能控制离合器装置主要由1号液压缸、二位二通电磁阀开关、液压泵和液压油箱顺次连接组成；控制单元主要由控制器组成，控制器分别连接二位二通电磁阀开关、液压泵、离合器踏板信号传感器、显示屏和离合开关。据此，建立了相应控制方法：汽车启动后，所述控制器一直获取到离合器踏板信号传感器、离合开关及车速传感器信号，当检测到离合器踏板信号且未检测到离合开关信号时，则判定为离合器在人工控制下工作，系统采用人工模式，不对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制；当检测到离合开关信号输入且未检测到离合器踏板信号时，系统采用智能模式，对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制。本发明的控制系统设计新颖、结构简单，并能与原有离合器接合在一起，人机交互性能良好，可以有效缓解驾驶员的驾驶疲劳，并实现节能和确保行车安全。

附图说明

图1是本发明人工-智能双模式离合控制系统的结构及原理示意图。

图中：1.离合器机械总成，2.飞轮，3.摩擦片，4压块，5.膜片弹簧，6.分离轴承，7.推杆，8.液压油，9.1号溢流阀，10.变速器输入轴，11.1号液压缸，12.1号液压缸活塞，13.二位二通电磁阀开关，14.电磁阀阀体，15.1号单向阀，16.2号单向阀，17.3号单向阀，18.液压泵，19控制器，20.离合开关，21.2号溢流阀，22.液压油箱，23.换挡杆，24.2号液压缸活塞，25.2号液压缸，26.2号液压缸活塞推杆，27.连杆，28.离合器踏板信号传感器，29.离合器踏板，30.显示屏，31.液压油滤清器，32.曲轴，33.离合器盖。

具体实施方式

一、双模式离合控制系统的结构组成

如图1所示，本发明的人工-智能双模式离合控制系统主要包括离合器机械总成1、人工控制离合器装置、智能控制离合器装置和控制单元。其中，

人工控制离合器装置主要由2号液压缸25(内含2号液压缸活塞24和2号液压缸活塞推杆26)组成，2号液压缸活塞推杆经连杆27与离合器踏板连接，2号液压缸的液压油管路(充满液压油8)经2号单向阀16与离合器机械总成的推杆一端连接，液压油管路末端设1号溢流阀9。

离合器机械总成主要由曲轴32、飞轮2、摩擦片3、变速器输入轴和离合器盖33组成，曲轴与飞轮通过螺栓紧固连接，摩擦片与变速器输入轴10紧固连接，与摩擦片相对的压块4经膜片弹簧5与分离轴承6一侧连接，分离轴承另一侧连接推杆7另一端。膜片弹簧在没有外力作用下紧推压块并进而将摩擦片紧紧压在飞轮上，动力输出方向为：曲轴→飞轮→摩擦片→变速器输入轴。

智能控制离合器装置主要由1号液压缸11(内含1号液压缸活塞12)、二位二通电磁阀开关13(内含电磁阀阀体14)、液压泵18和液压油箱22顺次连接组成，1号液压缸的液压油管路经1号单向阀15与人工控制离合器装置的液压油管路连接，二位二通电磁阀开关经3号单向阀13与液压泵出口连接，液压油箱经液压油滤清器31和2号溢流阀21与液压泵入口连接。

控制单元主要由控制器19组成，控制器分别连接二位二通电磁阀开关、液压泵、离合器踏板信号传感器28、显示屏30和离合开关20等，离合开关设置在换挡杆23上，离合器踏板信号传感器设置在离合器踏板底部。

二、双模式离合控制系统的控制方法

汽车启动后，控制器一直获取到离合器踏板信号传感器、离合开关及车速传感器信号，当检测到离合器踏板信号且未检测到离合开关信号时，则判定为离合器在人工控制下工作，系统采用人工模式，不对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制；当检测到离合开关信号输入且未检测到离合器踏板信号时，系统采用智能模式，对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制。

三、双模式离合控制系统的使用操作及工作过程

使用本发明的双模式离合控制系统时，系统根据是否检测到离合开关有信号输入、离合器踏板信号有信号输入分别采用智能模式和人工模式。当离合开关信号和离合器踏板信号传感器同时出现时，控制器将优先让人工控制方式起作用。由于液压油管路中设置有1号单向阀和2号单向阀，因此，人工模式和智能模式并不会相互干扰而引起系统损坏。

人工模式——当驾驶员踩下离合器踏板时，连杆将做顺时针旋转，并带动2号液压缸活塞推杆向左推动2号液压缸活塞向左推动液压油流动，液压油推开2号单向阀，使其打开，进而推动离合器机械总成内的推杆向左移动，分离轴承将对膜片弹簧底部施加作用力并带动上方的压块朝原理摩擦片的方向移动，摩擦片的压紧力消失，曲轴输出到变速器输入轴的动力被切断，从而实现人工控制离合器工作。当驾驶员松开离合器踏板时，液压油将从溢流阀中回流至油箱。

智能模式——控制器将给液压泵及二位二通电磁阀开关通电，液压泵工作，液压油从油箱→液压油滤清器→液压泵→二位二通电磁阀阀体的接通位→1号液压缸缸体右侧，液压油推开1号单向阀，使其打开，进而推动离合器机械总成内的推杆向左移动，分离轴承将对膜片弹簧底部施加作用力并带动上方的压块朝原理摩擦片的方向移动，摩擦片的压紧力消失，曲轴输出到变速器输入轴的动力被切断，从而实现人工控制离合器工作。当驾驶员松开离合器踏板时，液压油将从溢流阀中回流至油箱，控制器切断液压泵及二位二通电磁阀开关电流，二位二通电磁阀阀体右侧液压油将通过其回流位流回油箱。

若检测到离合开关有信号输入且未检测到离合器踏板信号时，控制器采集车速传感器信号，并给液压泵及二位二通电磁阀开关通电，同时在显示屏上显示此时应挂档位，以便于驾驶员挂档，其显示规则为：

(1)若检测车速在0-10Km/h之间时，则控制显示屏30显示字样“一档”，以此提示驾驶员可挂档位为一档；

(2)若检测车速在10Km/h-20Km/h之间时，则控制显示屏30显示字样“一档或二档”，以此提示驾驶员可挂档位为一档或者二档；

(3)若检测车速在20Km/h-30Km/h之间时，则控制显示屏30显示字样“二档或三档”，以此提示驾驶员可挂档位为二档或者三档；

(4)若检测车速在30Km/h-40Km/h之间时，则控制显示屏30显示字样“三档或四档”，以此提示驾驶员可挂档位为三档或者四档；

(5)若检测车速在40Km/h-50Km/h之间时，则控制显示屏30显示字样“四档或五档”，以此提示驾驶员可挂档位为四档或者五档；

(6)若检测车速在50Km/h以上时，则控制显示屏30显示字样“五档”，以此提示驾驶员可挂档位为五档。

Claims (2)

1.一种人工-智能双模式离合控制系统，其特征在于主要包括离合器机械总成、人工控制离合器装置、智能控制离合器装置和控制单元；所述智能控制离合器装置主要由1号液压缸、二位二通电磁阀开关、液压泵和液压油箱顺次连接组成，1号液压缸的液压油管路经1号单向阀与人工控制离合器装置的液压油管路连接，二位二通电磁阀开关经3号单向阀与液压泵出口连接，液压油箱经液压油滤清器和2号溢流阀与液压泵入口连接；所述控制单元主要由控制器组成，控制器分别连接二位二通电磁阀开关、液压泵、离合器踏板信号传感器、显示屏和离合开关；所述人工控制离合器装置主要由2号液压缸组成，2号液压缸活塞推杆经连杆与离合器踏板连接，2号液压缸的液压油管路经2号单向阀与离合器机械总成的推杆一端连接，液压油管路末端设1号溢流阀；所述离合器机械总成主要由曲轴、飞轮、摩擦片、变速器输入轴和离合器盖组成，曲轴与飞轮通过螺栓紧固连接，摩擦片与变速器输入轴紧固连接，与摩擦片相对的压块经膜片弹簧与分离轴承一侧连接，分离轴承另一侧连接推杆另一端。

2.权利要求1所述人工-智能双模式离合控制系统的控制方法，其特征在于汽车启动后，所述控制器一直获取到离合器踏板信号传感器、离合开关及车速传感器信号，当检测到离合器踏板信号且未检测到离合开关信号时，则判定为离合器在人工控制下工作，系统采用人工模式，不对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制；当检测到离合开关信号输入且未检测到离合器踏板信号时，系统采用智能模式，对液压泵及二位二通电磁阀开关进行通电控制。