CN109944886A - 一种新型离合器智能控制系统 - Google Patents

Abstract

一种新型离合器智能控制系统，主要包括传感器信号单元、执行机构、电控单元和离合器操纵机构；所述传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，电控单元与离合控制单元、离合器连接，执行机构连接离合器操纵机构；离合器操纵机构上设有离合器位置传感器和离合器控制单元，离合器位置传感器通过传感器信号单元与电控单元连接；离合器操纵机构包括液压系统、切换阀机构、制动液油壶、脚动总泵、离合拨叉分泵。本发明依据传感器捕获的驾驶员操纵信号，结合车辆控制信号，控制离合器操纵机构分离或结合离合器，替代传统驾驶员操纵离合器，实现迅速分离，平稳结合。

Description

一种新型离合器智能控制系统

技术领域

本发明属于车辆离合器控制技术领域，具体涉及一种新型离合器智能控制系统

背景技术

目前市场销售道路车辆，手动挡车型基本全部用干式离合器分离或结合发动机与变速箱之间动力传递，使车辆能够工作在适当的发动机转速和行车速度。并随着驾驶员对驾驶舒适性要求的不断提高，机械式自动变速器(AMT)技术正呈现快速发展的趋势。中、重型卡车匹配的AMT的离合器操纵系统，多采用电磁阀控制的气压驱动式分泵，不带离合器踏板及总泵。车辆在特殊工况下运行时，自动控制的气压驱动的离合器操纵系统难以适应。因此，对于可靠性要求高的车辆，应保留离合器手动操纵系统作为自动操纵系统失效后的冗余设计手动挡车型离合器分离和结合由驾驶员踩踏设置在驾驶室内的离合器踏板控制。该控制方式简单直接，但驾驶员劳动强度大，并且需要大量的驾驶经验才能控制好离合器。

离合器操纵系统是驾驶员控制汽车离合器分离与结合的关键机构。它能够将驾驶员对离合器踏板的输入(力和行程)传递至分离轴承上的输出(力和行程)，实现驾驶员对离合器工作状态的有效控制，从而达到汽车传动系在起步、换挡过程中动力切断与传递的目的。然而，制动方式进行换档操纵，经常出现主离合器寿命过短，换档困难，换档品质差等现象。且现有的手动换档操纵方式对驾驶员的技术水平要求高，操纵性能不佳。由于离合器操纵系统本身存在弹性变形、摩擦及迟滞等因素，导致离合器踏板上驾驶员的实际输入中相当一部分用于克服离合器操纵系统本身的变形和摩擦，从而使传递至分离轴承上的驾驶员输入小于离合器踏板上驾驶员的实际输入，即干式离合器操纵系统存在传动效率问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种新型离合器智能控制系统。

本发明的技术方案：一种新型离合器智能控制系统，主要包括传感器信号单元、执行机构、电控单元和离合器操纵机构；所述传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元；电控单元与离合控制单元、离合器连接，将输入的信息进行处理后，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构；离合器操纵机构上设有离合器位置传感器和离合器控制单元，离合器位置传感器通过传感器信号单元与电控单元连接，所述离合器控制单元用于对离合器操纵机构在接入信息时，控制离合器动作；离合器操纵机构包括液压系统、切换阀机构、制动液油壶、脚动总泵、离合拨叉分泵，所述切换阀机构第一端连接液压系统总泵，第二端连接所述制动液油壶，第三端连接所述脚动总泵，第四端连接所述离合拨叉分泵。

进一步地，电控单元使用CAN总线网络，按照标准CAN2.0B通讯协议，能够进行实时监控和数据处理。

进一步地，传感器信号单元上设有加速度传感器和踏板意图传感器，所述加速度传感器和踏板意图传感器连接至所述传感器信号单元，加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，踏板意图传感器用于感应踏板所受的压力，进而感测电子油泵中的压力信息，提高离合器自适应。

进一步地，脚动总泵与切换机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出，能够根据压力不同，进行传统踏板与自动操纵的切换。

进一步地，传感器信号单元与车速传感器相连，所述车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔，能够智能的判断驾驶者换挡的操作的真正意图，作出调整。

进一步地，离合器控制单元包括转速感应器，所述转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态。

进一步地，踏板意图传感器通过收集感应踏板信息，将信息输入所述电控单元中，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩，方便离合器根据需要的扭矩进行相应的位置变化。

进一步地，踏板意图传感器感应信息消失时，离合控制单元打开电磁阀，同时，电磁可调节流阀对离合管路进行控制，管路内液体在电磁可调节流阀控制下回流，带阀螺线管，带阀螺线管设置在电磁可调节流阀和离合器机构之间的液压流体的路径中，带阀螺线管与判断单元相连，判断单元与电控单元相连；离合器逐步结合，系统中没有故障，如果离合器踏板被致动，和如果离合器机构没有被完全打开，带阀螺线管被通电，从而控制液压流体流进和流出离合器机构。

上述的一种新型离合器智能控制系统的方法，包括以下步骤：

1)传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，同时踏板意图传感器感应驾驶员对踏板所施加的压力，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元，电控单元使用CAN总线网络，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩；

2)离合器操纵机构上的加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，进行分析，上传到离合控制单元，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构，离合器操纵机构中的脚动总泵与切换阀机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出，进行传统踏板与自动操纵的切换；

3)同时车速，车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔，能够智能的判断驾驶者换挡的操作的真正意图，对步骤2)进行传统踏板与自动操纵的切换作出调整；

4)做出调整时，转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明依据传感器捕获的驾驶员操纵信号，结合车辆控制信号，控制离合器操纵机构分离或结合离合器，替代传统驾驶员操纵离合器，实现迅速分离，平稳结合，驾乘舒适度远高于普通水平驾驶员；能够实现传统踏板与自动操纵的切换；能够通过各个传感器之间的配合，对离合器进行及时处理，趋于智能化，能够根据不同情况做出调整。

附图说明

图1为本发明的整体系统框图；

图2为本发明的离合器操纵机构的系统框图。

具体实施方式

实施例

一种新型离合器智能控制系统，主要包括传感器信号单元、执行机构、电控单元和离合器操纵机构；传感器信号单元与车速传感器相连，所述车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔，传感器信号单元上设有加速度传感器和踏板意图传感器，所述加速度传感器和踏板意图传感器连接至所述传感器信号单元，加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，踏板意图传感器用于感应踏板所受的压力，进而感测电子油泵中的压力信息，传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，踏板意图传感器通过收集感应踏板信息，将信息输入所述电控单元中，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元，电控单元使用CAN总线网络，按照标准CAN2.0B通讯协议，能够进行实时监控和数据处理；电控单元与离合控制单元、离合器连接，将输入的信息进行处理后，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构；离合器操纵机构上设有离合器位置传感器和离合器控制单元，离合器位置传感器通过传感器信号单元与电控单元连接，离合器控制单元用于对离合器操纵机构在接入信息时，控制离合器动作，离合器控制单元包括转速感应器，所述转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态；离合器操纵机构包括液压系统、切换阀机构、制动液油壶、脚动总泵、离合拨叉分泵，切换阀机构第一端连接液压系统总泵，第二端连接制动液油壶，第三端连接脚动总泵，脚动总泵与切换机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出，第四端连接离合拨叉分泵。

上述的一种新型离合器智能控制系统的方法，包括以下步骤：

1)传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，同时踏板意图传感器感应驾驶员对踏板所施加的压力，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元，电控单元使用CAN总线网络，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩；

2)离合器操纵机构上的加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，进行分析，上传到离合控制单元，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构，离合器操纵机构中的脚动总泵与切换阀机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出，踏板意图传感器感应信息消失时，离合控制单元打开电磁阀，同时，电磁可调节流阀对离合管路进行控制，管路内液体在电磁可调节流阀控制下回流，带阀螺线管，带阀螺线管设置在电磁可调节流阀和离合器机构之间的液压流体的路径中，带阀螺线管与判断单元相连，判断单元与电控单元相连；离合器逐步结合，系统中没有故障，如果离合器踏板被致动，和如果离合器机构没有被完全打开，带阀螺线管被通电，从而控制液压流体流进和流出离合器机构，进行传统踏板与自动操纵的切换；

3)同时车速，车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔，能够智能的判断驾驶者换挡的操作的真正意图，对步骤2)进行传统踏板与自动操纵的切换作出调整；

4)做出调整时，转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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。

Claims (8)

1.一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，主要包括传感器信号单元、执行机构、电控单元和离合器操纵机构；所述传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元；电控单元与离合控制单元、离合器连接，将输入的信息进行处理后，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构；离合器操纵机构上设有离合器位置传感器和离合器控制单元，离合器位置传感器通过传感器信号单元与电控单元连接，所述离合器控制单元用于对离合器操纵机构在接入信息时，控制离合器动作；离合器操纵机构包括液压系统、切换阀机构、制动液油壶、脚动总泵、离合拨叉分泵，所述切换阀机构第一端连接液压系统总泵，第二端连接所述制动液油壶，第三端连接所述脚动总泵，第四端连接所述离合拨叉分泵。

2.如权利要求1所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述电控单元使用CAN总线网络，按照标准CAN2.0B通讯协议进行通讯。

3.如权利要求1所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述离合器操纵机构上设有加速度传感器和踏板意图传感器，所述加速度传感器和踏板意图传感器连接至所述传感器信号单元，加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，踏板意图传感器用于感应踏板所受的压力，进而感测电子油泵中的压力信息。

4.如权利要求1所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述脚动总泵与切换阀机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出。

5.如权利要求1所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述传感器信号单元与车速传感器相连，所述车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔。

6.如权利要求1所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述离合器控制单元包括转速感应器，所述转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态。

7.如权利要求3所述的一种新型离合器智能控制系统，其特征在于，所述踏板意图传感器通过收集感应踏板信息，将信息输入所述电控单元中，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种新型离合器智能控制系统的方法，包括以下步骤：

1)传感器信号单元与换挡意图传感器、选换挡位置传感器连接，用于捕获车辆档位信息和驾驶员换挡意图，同时踏板意图传感器感应驾驶员对踏板所施加的压力，将捕获到的信息通过信息整理输入到电控单元，电控单元使用CAN总线网络，电控单元对分离的离合器的流体的第一压力和所述发动机的输出轴的转矩产生的转矩的大小来确定所述发动机离合器开始接合的起始点，以计算来自所述发动机离合器的传输转矩；

2)离合器操纵机构上的加速度传感器用于采集单位时间内离合器的振动信号，进行分析，上传到离合控制单元，发送指令到执行机构，执行机构连接离合器操纵机构，离合器操纵机构中的脚动总泵与切换阀机构之间设有流量控制阀，所述流量控制阀内设有压力传感器，所述压力传感器与所述离合操纵机构相连，所述电控单元设定脚动总泵的压力值，当压力传感器监测到大于所述压力值时，流量控制阀控制制动液流入，当小于预期压力值时，流量控制阀控制制动液流出，进行传统踏板与自动操纵的切换；

3)同时车速，车速传感器对车辆运行速度进行周期脉冲监测，将监测到的信息转化成波形信号，波形信号输入到所述电控单元，电控单元预先设定车速值，电控单元对周期内的低速和高速时的采样计算频率，确定脉冲次数确定的最大间隔，能够智能的判断驾驶者换挡的操作的真正意图，对步骤2)进行传统踏板与自动操纵的切换作出调整；

4)做出调整时，转速感应器用于对发动机转速进行数据收集，转速感应器通过将信息输入到转速分析模块，所述转速分析模块通过将采集的信息进行分析处理，计算出瞬时转速信号，并进行检测的变速器输入轴的转速值计算离合器滑差，计算离合器结合速度，所述电控单元对转速阈值进行不断调整，然后通过对离合器结合速度进行峰值分析和坐标分析，进而判断动平衡状态。