CN108980338A - 电子离合器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子离合器及车辆，涉及汽车技术领域，该电子离合器能够在监测到驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将换挡信息发送至离合控制器，离合控制器根据接收到的换挡信息和车辆信息计算离合器目标扭矩，并将该目标扭矩发送至离合执行模块，离合执行模块根据接收到的目标扭矩生成与该目标扭矩匹配的输出扭矩，通过该输出扭矩来驱动离合器的动作。本发明实施例提供的电子离合器及车辆，有效缓解了现有技术中驾驶员频繁踩踏离合踏板导致的驾驶舒适度降低的技术问题。

Description

电子离合器及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种电子离合器及车辆。

背景技术

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，它负责着动力和传动系统的切断和结合作用，所以能够保证汽车起步时平稳起步，也能保证换挡时的平顺，也防止了传动系统过载。

对于手动挡的车型而言，离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作。在城市道路或者复杂路段驾驶时，离合器成为驾驶员使用最频繁的部件之一，特别是对于车辆较多的复杂路况，驾驶员要频繁的踩踏离合器的离合踏板，来控制车辆的行驶状态，在很大程度上降低了驾驶员的驾驶舒适度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子离合器及车辆，以缓解现有技术中驾驶员频繁踩踏离合踏板导致的驾驶舒适度降低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电子离合器，其中，包括：离合控制器，以及与离合控制器连接的换挡模块和离合执行模块，其中，离合控制器还与当前车辆的发动机控制模块通信连接；换挡模块用于监测驾驶员的换挡操作，当监测到驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将换挡信息发送至离合控制器；该离合控制器用于接收换挡信息，以及，获取当前车辆的车辆信息，根据换挡信息和车辆信息计算离合器目标扭矩，并将目标扭矩发送至离合执行模块；离合执行模块用于接收目标扭矩，生成与目标扭矩匹配的输出扭矩，通过输出扭矩驱动离合器的动作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，换挡模块包括第一换挡单元和第二换挡单元；第一换挡单元和第二换挡单元均与离合控制器连接；其中，第一换挡单元为手动换挡操作对应的换挡单元，第二换挡单元为脚踏换挡操作对应的换挡单元；离合控制器用于接收到第二换挡单元的换挡信息时，向第一换挡单元发送禁用信号，以禁用第一换挡单元的操作。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，第一换挡单元包括换挡杆，以及与换挡杆连接的第一感应器；换挡杆用于接收驾驶员的第一换挡操作，第一感应器用于感应第一换挡操作对应的第一离合器信号，并将第一离合器信号转换为第一换挡信息发送至离合控制器，其中，第一换挡操作为手动换挡操作，第一离合器信号为离合器的分离与接合的信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第二换挡单元包括离合踏板，以及与离合踏板连接的第二感应器；离合踏板用于接收驾驶员的第二换挡操作，第二感应器用于感应第二换挡操作对应的第二离合器信号，并将第二离合器信号转换为第二换挡信息发送至离合控制器，其中，第二换挡操作为脚踏换挡操作，第二离合器信号也为离合器的分离与接合的信号。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第二感应器为踏板力模拟器，第二换挡操作为脚踏换挡操作；踏板力模拟器用于感应脚踏换挡操作。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，离合执行模块包括执行单元，以及与执行单元连接的离合器；执行单元用于接收目标扭矩，生成与该目标扭矩匹配的输出扭矩，并将该输出扭矩传送至离合器，以驱动离合器的动作。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，执行单元包括依次连接的电动机、主缸和从动缸，其中，电动机通过主轴驱动主缸和从动缸，生成与目标扭矩匹配的输出扭矩，并将输出扭矩传送至离合器。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，电子离合器还包括与离合控制器连接的油温传感器；油温传感器用于检测主缸液压油的温度参数，并将温度参数发送至离合控制器；离合控制器还用于根据温度参数对输出扭矩进行补偿。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，电子离合器还包括与离合控制器连接的指示灯；该指示灯包括第一指示灯和第二指示灯；离合控制器还用于当接收到第一换挡单元的换挡信息时，触发第一指示灯进行亮灯提示，以及当接收到第二换挡单元的换挡信息时，触发第二指示灯进行亮灯提示。

第二方面，本发明实施例还提供一种车辆，其中，该车辆配置有上述的第一方面所述的电子离合器。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种电子离合器及车辆，能够在监测到驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将换挡信息发送至离合控制器，离合控制器根据接收到的换挡信息和车辆信息计算离合器目标扭矩，并将该目标扭矩发送至离合执行模块，离合执行模块根据接收到的目标扭矩生成与该目标扭矩匹配的输出扭矩，通过该输出扭矩来驱动离合器的动作，有效缓解了现有技术中驾驶员频繁踩踏离合踏板导致的驾驶舒适度降低的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电子离合器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种电子离合器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种电子离合器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种执行单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件，通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。离合器是在车辆起步和换挡的时候发挥作用，汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力，从而保证汽车平稳起步；在汽车换挡时，可以暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档，以及减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到一定的保护作用。

目前，对于手动挡的车型而言，离合器是驾驶员使用最频繁的部件之一，特别是对于车辆较多的复杂路况，驾驶员要频繁的踩踏离合器的离合踏板，来控制车辆的行驶状态，在很大程度上降低了驾驶员的驾驶舒适度，基于此，本发明实施例提供的一种电子离合器及车辆，可以有效缓解现有技术中驾驶员频繁踩踏离合踏板导致的驾驶舒适度降低的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电子离合器进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种电子离合器，如图1所示的一种电子离合器的结构示意图，包括：离合控制器104，以及与离合控制器连接的换挡模块102和离合执行模块106，其中，离合控制器104还与当前车辆的发动机控制模块108通信连接。

具体地，换挡模块用于监测驾驶员的换挡操作，当监测到驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将换挡信息发送至离合控制器；该离合控制器用于接收换挡信息，以及，获取当前车辆的车辆信息，根据换挡信息和车辆信息计算离合器目标扭矩，并将目标扭矩发送至离合执行模块；离合执行模块用于接收目标扭矩，生成与目标扭矩匹配的输出扭矩，通过输出扭矩驱动离合器的动作。

其中，上述换挡信息是驾驶员换挡操作时的信息，也可以成为换挡意图信息，上述车辆信息可以是发动机转速、汽车速度，制动踏板开度，以及油门踏板开度等信息，通常，这些信息可以通过当前车辆的发动机控制模块获得，进一步，上述目标扭矩为驱动离合器分离与接合的扭矩。

本发明实施例提供的一种电子离合器，能够在监测到驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将换挡信息发送至离合控制器，离合控制器根据接收到的换挡信息和车辆信息计算离合器目标扭矩，并将该目标扭矩发送至离合执行模块，离合执行模块根据接收到的目标扭矩生成与该目标扭矩匹配的输出扭矩，通过该输出扭矩来驱动离合器的动作，在换挡过程中，无需频繁踩踏离合踏板，有效缓解了现有技术中驾驶员频繁踩踏离合踏板导致的驾驶舒适度降低的技术问题。

在图1的基础上，图2示出了本发明实施例的另一种电子离合器的结构示意图，具体地，上述换挡模块102包括第一换挡单元202和第二换挡单元204；第一换挡单元202和第二换挡单元204均与离合控制器104连接；其中，第一换挡单元为手动换挡操作对应的换挡单元，第二换挡单元为脚踏换挡操作对应的换挡单元；离合控制器用于接收到第二换挡单元的换挡信息时，向第一换挡单元发送禁用信号，以禁用第一换挡单元的操作。

具体实现时，用户可以通过其中任一个换挡单元执行换挡操作，例如，以第一换挡单元换挡时，用户无需踩踏离合踏板，仅通过手动操作就可以实现换挡操作，对于一些习惯使用离合踏板的用户，还可以通过第二换挡单元执行换挡操作，同时，为了避免出现系统紊乱，将第二换挡单元，即脚踏换挡操作对应的换挡单元的权限设置成较高权限，当该换挡单元被启用时，可以禁用第一换挡操作单元，具体的换挡操作单元的使用情况，可以根据实际使用情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

具体地，上述第一换挡单元包括换挡杆，以及与换挡杆连接的第一感应器；换挡杆用于接收驾驶员的第一换挡操作，第一感应器用于感应第一换挡操作对应的第一离合器信号，并将该第一离合器信号转换为第一换挡信息发送至离合控制器，其中，第一换挡操作为手动换挡操作，第一离合器信号为离合器的分离与接合的信号。

通常，该第一感应器可以为档位传感器，驾驶员操作换挡杆时，第一感应器会探测到该换挡操作对应的档位信号，如换挡杆有3档变为4档的档位变化信号等，并将该模拟量信号转换成数字信息并连同车辆信息等数据一起发送至离合控制器，离合控制器根据这些数据计算出离合器目标扭矩，以控制离合器的分类与结合。

进一步，上述第二换挡单元包括离合踏板，以及与离合踏板连接的第二感应器；离合踏板用于接收驾驶员的第二换挡操作，如用户的踩踏动作，第二感应器用于感应第二换挡操作对应的第二离合器信号，并将第二离合器信号转换为第二换挡信息发送至离合控制器，其中，第二换挡操作为脚踏换挡操作，第二离合器信号为离合器的分离与接合的信号。

具体地，第二感应器为踏板力模拟器，第二换挡操作为脚踏换挡操作；踏板力模拟器用于感应脚踏换挡操作。

具体实现时，当驾驶员踩下离合踏板时，踏板的位置由踏板力模拟器探测到，踏板力模拟器将采集到的模拟量信号转换成数字信息，并连同车辆信息等数据一起发送至离合控制器，离合控制器根据这些数据计算出离合器目标扭矩。

在图2的基础上，图3示出了本发明实施例的另一种电子离合器的结构示意图，具体地，离合执行模块106包括执行单元302，以及与执行单元302连接的离合器304；执行单元用于接收上述目标扭矩，生成与该目标扭矩匹配的输出扭矩，并将该输出扭矩传送至离合器，以驱动离合器的动作。

具体地，图4示出了一种执行单元的结构示意图，上述执行单元302包括依次连接的电动机、主缸和从动缸，其中，电动机通过主轴驱动主缸和从动缸，生成与目标扭矩匹配的输出扭矩，并将输出扭矩传送至离合器。其中，图4中以上述换挡单元为第一滑档单元为例的示意图，因此，在图4中还包括换挡杆、第一感应器，以及从发动机控制模块获取的车辆信息、离合控制器和离合器等结构。配置有图4所示的执行单元的电子离合器，完全脱离了离合器踏板，当驾驶员改变档位时，第一感应器会提供离合器分离信号；当驾驶者挂入某档位时，执行单元会随之自动进行换挡啮合操作。使电子离合器的自动化程度较高。

在实际使用过程中，上述电子离合器还包括与离合控制器104连接的油温传感器；如图3所示的油温传感器402，具体地该油温传感器用于检测主缸液压油的温度参数，并将该温度参数发送至离合控制器；离合控制器还用于根据该温度参数对输出扭矩进行补偿。

具体实现时，离合执行模块是由液压驱动的，在工作过程中由于季节变化、地域差异和工作条件的不同，液压系统工作介质液压油的温度会发生变化，从而直接导致液压油粘度的变化。在系统压力给定、控制参数不变的情况下，粘度的变化将对系统控制产生不良的影响。尤其在低温、粘度大的情况下工作时，不仅使起步、换挡品质变差，而且可能出现换不上挡的情况，油温传感器采集离合器主缸液压油的温度参数，离合控制器根据离合器液压油的温度参数对输出扭矩进行补偿，从而对离合器压力进行补偿，实现达到离合器压力精确控制的目的。

进一步，上述电子离合器还包括与离合控制器104连接的指示灯，如图3所示的指示灯502；具体地，该指示灯包括第一指示灯和第二指示灯；离合控制器还用于当接收到第一换挡单元的换挡信息时，触发第一指示灯进行亮灯提示，以及当接收到第二换挡单元的换挡信息时，触发第二指示灯进行亮灯提示。

本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆配置上述的电子离合器。

对于配置有上述电子离合器的车辆，通常，离合控制器的压力请求来自发动机控制模块、换挡模块和换挡辅助模块，离合控制器根据当前换挡信息和车辆信息计算出最终的离合器目标扭矩并驱动离合执行模块提供合适的液压油压力，实现最终的换挡操作。进一步，对于配置有上述电子离合器的车辆，可以实现以下功能：

1、启停功能，发动机控制模块判断车辆满足启停条件后，可以向离合控制器发送离合器压力控制请求，以配合启停功能的完成。

2、牵引力控制功能：当监测到驱动轮打滑时，可以向发动机控制器发送降低输出扭矩的请求，同时向离合控制器发送离合器压力控制请求，减小离合器压力，使离合器处于滑膜状态，快速以减小驱动轮的输出扭矩。

3、滑行停机功能：当发动机控制模块判断发动机满足滑行停机条件时，执行停机动作，同时向离合控制器发送离合器压力控制请求，控制离合器断开，当发动机控制器在滑行停机过程中不满足滑行停机条件后，会启动发动机，同时向离合控制器发送离合器压力请求，控制离合器结合，使车辆恢复动力输出，其中，滑行停机的条件至少包括：车速足够高，油门踏板没有被踩下，蓄电池电量足够多，发动机水温高于某一值，自动变速箱控制单元的扭矩请求为0，空调未开启等等。

4、当发动机控制模块判断出由发动机负载突变引起的扭矩波动时，向离合控制器发送减小离合器压力的请求，通过使离合器处于滑膜状态减小发动机负载，维持发动机运行的稳定。

5、不踩离合换档，根据第一感应器识别驾驶员换挡意图，及时请求发动机增扭或降扭，同时控制离合器迅速脱开，并在换挡完成后根据当前挡位控制离合器快速平稳结合，实现快速平稳换挡。

6、第一换挡单元和第二换挡单元同时存在，当离合控制器监测到离合踏板被踩下时，会将离合踏板发送的离合器踏板开度，经查表转化成离合器压力，此时其他模块发送的离合器压力请求将会被离合器控制器忽略，这些请求对应的功能也会被禁止，以实现驾驶员对离合器的控制。

7、起步辅助，根据实际挡位、刹车、油门信息判断驾驶员的操纵意图，通过向电控单元发送扭矩或者转速请求，并控制离合器快速、平稳结合，实现快速平稳起步。

本发明实施例提供的车辆，与上述实施例提供的电子离合器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的车辆的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电子离合器，其特征在于，包括：离合控制器，以及与所述离合控制器连接的换挡模块和离合执行模块，其中，所述离合控制器还与当前车辆的发动机控制模块通信连接；

所述换挡模块用于监测驾驶员的换挡操作，当监测到所述驾驶员的换档操作时，提取换挡信息，并将所述换挡信息发送至所述离合控制器；

所述离合控制器用于接收所述换挡信息，以及，获取所述当前车辆的车辆信息，根据所述换挡信息和所述车辆信息计算离合器目标扭矩，并将所述目标扭矩发送至所述离合执行模块；

所述离合执行模块用于接收所述目标扭矩，生成与所述目标扭矩匹配的输出扭矩，通过所述输出扭矩驱动离合器的动作。

2.根据权利要求1所述的电子离合器，其特征在于，所述换挡模块包括第一换挡单元和第二换挡单元；所述第一换挡单元和所述第二换挡单元均与所述离合控制器连接；其中，所述第一换挡单元为手动换挡操作对应的换挡单元，所述第二换挡单元为脚踏换挡操作对应的换挡单元；

所述离合控制器用于接收到所述第二换挡单元的换挡信息时，向所述第一换挡单元发送禁用信号，以禁用所述第一换挡单元的操作。

3.根据权利要求2所述的电子离合器，其特征在于，所述第一换挡单元包括换挡杆，以及与所述换挡杆连接的第一感应器；

所述换挡杆用于接收所述驾驶员的第一换挡操作，所述第一感应器用于感应所述第一换挡操作对应的第一离合器信号，并将所述第一离合器信号转换为所述第一换挡信息发送至所述离合控制器，其中，所述第一换挡操作为手动换挡操作，所述第一离合器信号为所述离合器的分离与接合的信号。

4.根据权利要求2所述的电子离合器，其特征在于，所述第二换挡单元包括离合踏板，以及与所述离合踏板连接的第二感应器；所述离合踏板用于接收所述驾驶员的第二换挡操作，所述第二感应器用于感应所述第二换挡操作对应的第二离合器信号，并将所述第二离合器信号转换为所述第二换挡信息发送至所述离合控制器，其中，所述第二换挡操作为脚踏换挡操作，所述第二离合器信号也为所述离合器的分离与接合的信号。

5.根据权利要求4所述的电子离合器，其特征在于，所述第二感应器为踏板力模拟器，所述第二换挡操作为脚踏换挡操作；

所述踏板力模拟器用于感应所述脚踏换挡操作。

6.根据权利要求1所述的电子离合器，其特征在于，所述离合执行模块包括执行单元，以及与所述执行单元连接的所述离合器；

所述执行单元用于接收所述目标扭矩，生成与所述目标扭矩匹配的输出扭矩，并将所述输出扭矩传送至所述离合器，以驱动所述离合器的动作。

7.根据权利要求6所述的电子离合器，其特征在于，所述执行单元包括依次连接的电动机、主缸和从动缸，其中，所述电动机通过主轴驱动所述主缸和所述从动缸，生成与所述目标扭矩匹配的输出扭矩，并将所述输出扭矩传送至所述离合器。

8.根据权利要求7所述的电子离合器，其特征在于，所述电子离合器还包括与所述离合控制器连接的油温传感器；

所述油温传感器用于检测所述主缸液压油的温度参数，并将所述温度参数发送至所述离合控制器；

所述离合控制器还用于根据所述温度参数对所述输出扭矩进行补偿。

9.根据权利要求2所述的电子离合器，其特征在于，所述电子离合器还包括与所述离合控制器连接的指示灯；所述指示灯包括第一指示灯和第二指示灯；

所述离合控制器还用于当接收到所述第一换挡单元的换挡信息时，触发所述第一指示灯进行亮灯提示，以及当接收到所述第二换挡单元的换挡信息时，触发所述第二指示灯进行亮灯提示。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆配置有权利要求1～9任一项所述的电子离合器。