CN110195748B - 一种变压式汽车液压式离合助力系统及方法 - Google Patents

一种变压式汽车液压式离合助力系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明为变压式汽车液压式离合助力系统及方法，可精准对离合器施加补偿力，在提高驾驶安全性的同时，延长了离合器的使用寿命。其系统包括至少两个压力传感器、控制器、电机油泵和节流阀；压力传感器分别安装在驾驶座椅下和离合器踏板上；节流阀安装在储液罐上，通过输油管与液压总泵连接；电机油泵通过输油管分别与液压总泵、储液罐连接；驾驶座椅下的压力传感器将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据传输给控制器与预设的大数据区间进行比对识别；离合器踏板上的压力传感器收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计；控制器根据比对识别结果和统计结果，计算出电机油泵的补偿力，并把该补偿力转换为指令发送给电机油泵。

Description

一种变压式汽车液压式离合助力系统及方法
技术领域
本发明属于汽车离合器智能助力技术领域，具体涉及一种变压式汽车液压式离合助力系统及方法。
背景技术
离合器是汽车内重要的部件之一，也是需要驾驶员直接控制的部件之一。现有离合器的结构如图1所示，其作用是能根据驾驶员的需求让发动机和变速器暂时断开或逐渐结合，从而让汽车平稳起步或换挡。然而，长时间使用离合器会让驾驶员产生驾驶疲劳，导致离合器分离不彻底或过快松开离合器导致死火，更严重的可能会发生交通事故。
此外，现有汽车离合器技术未能实现对驾驶员的自身情况进行智能识别与适应，对驾驶员自身关于离合踏板操控性有着过硬性要求，易导致驾驶意外发生。
为了降低因驾驶员自身情况而发生交通事故的概率，需要一种能智能识别驾驶员自身情况而控制的液压式离合助力系统。
发明内容
为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供一种变压式汽车液压式离合助力系统及方法，可精准对离合器施加补偿力，在提高驾驶安全性的同时，延长了离合器的使用寿命。
根据本发明的变压式汽车液压式离合助力系统，设置在汽车液压离合器上，包括压力传感器、控制器、电机油泵和节流阀；所述压力传感器设有至少两个，分别安装在驾驶座椅下和离合器踏板上，且分别通过信号传输线与控制器连接；节流阀安装在汽车液压离合器的储液罐上，通过输油管与汽车液压离合器的液压总泵连接，通过信号传输线与控制器连接；电机油泵通过信号传输线与控制器连接，通过输油管分别与汽车液压离合器的液压总泵、储液罐连接；
驾驶座椅下的压力传感器将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据传输给控制器与预设的大数据区间进行比对识别；离合器踏板上的压力传感器收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计；
控制器根据比对识别结果和统计结果，计算出电机油泵的补偿力，并把该补偿力转换为指令发送给电机油泵；电机油泵将根据控制器所发出的指令，将汽车液压离合器的储液罐中的油液沿着输油管加进液压总泵的后半段进行加压助力，补偿驾驶员踩尽离合时所需的额外作用力。
在优选的实施例中，汽车液压离合器的液压总泵上设有与控制器连接的压力传感器，用于检测液压总泵前端的压力并发送给控制器；由控制器根据所检测的液压总泵前端的压力，控制节流阀的开度，使油液沿着输油管在储液罐与液压总泵之间流动，调节液压总泵的液压正常。
本发明的变压式汽车液压式离合助力方法基于上述变压式汽车液压式离合助力系统，其实现离合助力的过程为：
待驾驶员坐上座椅上时，驾驶座椅下的压力传感器将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据A1，传输给控制器与预设的大数据区间进行比对识别；
在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板时，离合器踏板上的压力传感器将收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计，当压力数据的收集数量少于规定数量时，则存储为数据Bx，但不对所存储的数据Bx进行运算，并继续使用所收集的压力数据A1在预设的大数据区间进行比对识别；设每个大数据区间对应的作用力为Fxa；在离合没有助力情况下的作用力Fg与大数据区间对应作用力Fxa之间的差为电机油泵的补偿力Fg-Fxa，控制器再把该补偿力转换为指令发送给电机油泵；
在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板时，离合器踏板上的压力传感器将收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计，当压力数据的收集数量达到规定数量时，则存储为数据Bx，并使用所存储的数据Bx进行运算；数据Bx传输进控制器，将收集到数据进行求和，再除以数据收集的数量得出作用力Fxb；离合器没有助力情况下的作用力Fg和利用数据Bx计算出的作用力Fxb之间的差，为电机油泵的补偿力Fg-Fxb；控制器将该补偿力转换为指令发给电机油泵。
在优选的实施例中，若驾驶座椅下的压力传感器所收集的压力数据与原来的压力数据相比误差过大，驾驶座椅下的压力传感器将重新进行数据收集，停用原先计算出的数据；将重新收集的压力数据传输给控制器，与预设的大数据区间进行比对，从而识别出一个能实现一脚踩尽离合器的补偿作用力；若驾驶座椅下的压力传感器所收集的压力数据与原来的压力数据上误差不大，则继续使用原先计算出的数据。
在优选的实施例中，汽车液压离合器的液压总泵上设有与控制器连接的压力传感器；该液压总泵压力传感器检测液压总泵前端的压力并发送给控制器；由控制器根据所检测的液压总泵前端的压力，控制节流阀的开度，使油液沿着输油管在储液罐与液压总泵之间流动，调节液压总泵的液压正常。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、采用电机油泵对总泵进行加压减压，与目前普通的汽车离合器相比，本发明能满足大多数人对液压离合器的助力需求。
2、采用微型电脑直接控制电机油泵给液压离合器进行助力，能精确控制助力程度；采用微型电脑直接控制节流阀开度，能精确控制油量的加入。
附图说明
图1是现有汽车液压离合器结构示意图；
图2是本发明离合助力系统的结构示意图；
图3是本发明离合助力系统的工作流程示意图；
图4是本发明离合助力系统的运算示意图之一；
图5是本发明离合助力系统的运算示意图之二；
图中，1为离合器踏板，2为液压总泵活塞，3为液压总泵，4为储液罐，5为电机油泵，6为节流阀，7为液压分泵，8、9、11为输油管，10为液压分泵活塞，12为微型电脑，13为分离轴承，14为分离拨叉，A为驾驶座椅下的压力传感器，A1为驾驶座椅下压力传感器数据，X1、X2、X3、X4、X5、X6为大型数据库区间，F1、F2、F3、F4、F5、F6为大型数据库区间对应的力，Fxa为作用力，Fg-Fxa为驾驶座椅下压力传感器的计算补偿力公式，B为离合踏板杆上的压力传感器，B1、B2、B3、B4、B5为离合踏板杆上压力传感器数据，Fxb为作用力，Fg-Fxb为离合踏板杆上压力传感器的计算补偿力公式，Fg为离合器没有助力时的力，C为液压总泵压力传感器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图2所示，本发明变压式汽车液压式离合助力系统包括压力传感器、微型电脑12、电机油泵5和节流阀6，所述压力传感器设有至少两个，分别安装在驾驶座椅下和离合器踏板1上，安装在驾驶座椅下的压力传感器A通过信号传输线与微型电脑连接，安装在离合器踏板上的压力传感器B通过信号传输线与微型电脑连接。节流阀安装在汽车液压离合器的储液罐4上，通过输油管9与汽车液压离合器的液压总泵3连接，通过信号传输线与微型电脑连接。电机油泵通过信号传输线与微型电脑连接，通过输油管11分别与汽车液压离合器的液压总泵、储液罐连接。所述电机油泵、节流阀均由微型电脑直接控制。
待驾驶员坐上座椅上时，压力传感器A将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据A1，传输给微型电脑12与预设的大数据区间进行比对识别。
参照图2、3，在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板1时，压力传感器B将收集离合器踏板的压力数据并传输给微型电脑进行统计，当压力数据的收集数量少于规定数量，即压力数据收集不完全或不够时，则存储为数据Bx(即B1、B2、B3、B4、B5)，但不对所存储的数据Bx进行运算，并继续使用压力传感器A收集的压力数据A1在预设的大数据区间进行比对识别。
参照图4，压力数据A1输入给微型电脑后，在大数据库中的数据区间X1-X6进行识别对比，每个数据区间都有一个对应的作用力(即F1-F6)，数据区间对应的作用力为Fxa。在离合没有助力情况下的作用力Fg与区间对应作用力Fxa之间的差就是电机油泵的补偿力(Fg-Fxa)，微型电脑再把该补偿力(Fg-Fxa)转换为指令发送给电机油泵5。
参照图2、3，在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板时，压力传感器B将收集离合器踏板的压力数据并传输给微型电脑进行统计，当压力数据的收集数量达到规定数量，即压力数据收集完整、足够时，则存储为数据Bx(即B1、B2、B3、B4、B5)，并使用所存储的数据Bx进行运算。
参照图5，离合器压力传感器B将收集到的数据Bx(即B1-B5)传输进微型电脑(ECU)，将收集到数据进行求和，再除以数据收集的数量得出一个比较精准的作用力Fxb。离合器没有助力情况下的作用力Fg和利用数据Bx计算出的作用力Fxb之间的差，就是一个较精准的补偿力(Fg-Fxb)。微型电脑将该补偿力(Fg-Fxb)转换为指令发给电机油泵5。电机油泵将根据电脑所发出的指令，将储液罐4中的油液沿着输油管11加进液压总泵3的后半段进行加压助力，补偿驾驶员踩尽离合时所需的额外作用力。油液进入到液压总泵3后半段加压，将推动液压总泵活塞2将油液沿着输油管8推进液压分泵7，从而推动液压分泵活塞10带动分离轴承13推动分离拨叉14实现传动快速中断。
当驾驶员松开离合器踏板后，离合器踏板所受压力减小，压力传感器B将该信号传输给微型电脑，微型电脑再将指令传给电机油泵，使其慢慢将油液从液压总泵输回储液罐，离合踏板、液压总泵活塞、液压分泵活塞缓慢复位，从动盘与传动盘慢慢接合恢复传动，从而实现离合器慢放，不会出现松离合器过快的情况，延长离合器的使用寿命。
此外，若驾驶座椅下的压力传感器A所收集的压力数据与原来的压力数据相比误差过大，压力传感器A将重新进行数据收集，停用原先计算出的数据；将重新收集的压力数据传输给微信电脑，与预设的大数据区间进行比对，从而识别出一个能实现一脚踩尽离合器的补偿作用力。若驾驶座椅下的压力传感器A所收集的压力数据与原来的压力数据上误差不大，则继续使用原先收集的数据。
本发明还可以在液压总泵3上设置与微型电脑连接的压力传感器C。若液压总泵前端的压力过低时，液压总泵压力传感器C将信号发给微型电脑，微型电脑再将指令发送给节流阀，控制节流阀的开度，使油液能沿着输油管及时补充到液压总泵中，调节液压总泵的液压正常。若液压总泵前端的压力过高时，液压总泵压力传感器C将信号发给微型电脑，微型电脑再将指令发送给节流阀，控制节流阀的开度，使油液能在液压总泵活塞运动时沿着输油管回到储液罐，调节液压总泵的液压正常。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变压式汽车液压式离合助力系统，设置在汽车液压离合器上，其特征在于，包括压力传感器、控制器、电机油泵和节流阀；所述压力传感器设有至少两个，分别安装在驾驶座椅下和离合器踏板上，且分别通过信号传输线与控制器连接；节流阀安装在汽车液压离合器的储液罐上，通过输油管与汽车液压离合器的液压总泵连接，通过信号传输线与控制器连接；电机油泵通过信号传输线与控制器连接，通过输油管分别与汽车液压离合器的液压总泵、储液罐连接；
驾驶座椅下的压力传感器将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据传输给控制器与预设的大数据区间进行比对识别；离合器踏板上的压力传感器收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计；
控制器根据比对识别结果和统计结果，计算出电机油泵的补偿力，并把该补偿力转换为指令发送给电机油泵；电机油泵将根据控制器所发出的指令，将汽车液压离合器的储液罐中的油液沿着输油管加进液压总泵的后半段进行加压助力，补偿驾驶员踩尽离合时所需的额外作用力。
2.根据权利要求1所述的变压式汽车液压式离合助力系统，其特征在于，汽车液压离合器的液压总泵上设有与控制器连接的压力传感器，用于检测液压总泵前端的压力并发送给控制器；由控制器根据所检测的液压总泵前端的压力，控制节流阀的开度，使油液沿着输油管在储液罐与液压总泵之间流动，调节液压总泵的液压正常。
3.根据权利要求1所述的变压式汽车液压式离合助力系统，其特征在于，所述控制器为微型电脑。
4.基于权利要求1所述变压式汽车液压式离合助力系统的变压式汽车液压式离合助力方法，其特征在于：
待驾驶员坐上座椅上时，驾驶座椅下的压力传感器将收集驾驶员的体重信息，并转化为压力数据A1，传输给控制器与预设的大数据区间进行比对识别；
在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板时，离合器踏板上的压力传感器将收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计，当压力数据的收集数量少于规定数量时，则存储为数据Bx，但不对所存储的数据Bx进行运算，并继续使用所收集的压力数据A1在预设的大数据区间进行比对识别；设每个大数据区间对应的作用力为Fxa；在离合没有助力情况下的作用力Fg与大数据区间对应作用力Fxa之间的差为电机油泵的补偿力Fg-Fxa，控制器再把该补偿力转换为指令发送给电机油泵；
在车辆行驶过程中，若驾驶员踩下离合器踏板时，离合器踏板上的压力传感器将收集离合器踏板的压力数据并传输给控制器进行统计，当压力数据的收集数量达到规定数量时，则存储为数据Bx，并使用所存储的数据Bx进行运算；数据Bx传输进控制器，将收集到数据进行求和，再除以数据收集的数量得出作用力Fxb；离合器没有助力情况下的作用力Fg和利用数据Bx计算出的作用力Fxb之间的差，为电机油泵的补偿力Fg-Fxb；控制器将该补偿力转换为指令发给电机油泵。
5.根据权利要求4所述的变压式汽车液压式离合助力方法，其特征在于：
若驾驶座椅下的压力传感器所收集的压力数据与原来的压力数据相比误差过大，驾驶座椅下的压力传感器将重新进行数据收集，停用原先计算出的数据；将重新收集的压力数据传输给控制器，与预设的大数据区间进行比对，从而识别出一个能实现一脚踩尽离合器的补偿作用力；
若驾驶座椅下的压力传感器所收集的压力数据与原来的压力数据上误差不大，则继续使用原先计算出的数据。
6.根据权利要求4所述的变压式汽车液压式离合助力方法，其特征在于：汽车液压离合器的液压总泵上设有与控制器连接的压力传感器；该液压总泵压力传感器检测液压总泵前端的压力并发送给控制器；由控制器根据所检测的液压总泵前端的压力，控制节流阀的开度，使油液沿着输油管在储液罐与液压总泵之间流动，调节液压总泵的液压正常。
7.根据权利要求6所述的变压式汽车液压式离合助力方法，其特征在于：若液压总泵前端的压力过低时，液压总泵压力传感器将信号发给控制器，控制器再将指令发送给节流阀，控制节流阀的开度，使油液沿着输油管及时补充到液压总泵中，调节液压总泵的液压正常；若液压总泵前端的压力过高时，液压总泵压力传感器将信号发给控制器，控制器再将指令发送给节流阀，控制节流阀的开度，使油液在液压总泵活塞运动时沿着输油管回到储液罐，调节液压总泵的液压正常。
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