CN111207210B - 一种汽车离合器打滑监控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车离合器打滑监控方法和系统，涉及离合器控制技术领域，该方法包括以下步骤：采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；整车控制器接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；当离合器踏板回到上止点时，根据变速箱中间轴的转速，计算并得到变速箱输入轴的转速；计算发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差；将转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑。该系统包括采集传感器和整车控制器，整车控制器与所述采集传感器连接，且其包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块。能实时智能判断用户起步时离合器是否打滑，监控用户起步习惯。

Description

一种汽车离合器打滑监控方法和系统

技术领域

本发明涉及离合器控制技术领域，具体涉及一种汽车离合器打滑监控方法和系统。

背景技术

在手动变速箱配置的车型上，完整的车辆起步操作包括：1、踩下离合器踏板并对变速箱进行挂挡；2、松开脚制动；3、踩下油门的同时松开离合器踏板，离合器踏板回到上止点直至发动机飞轮与离合器摩擦片完全结合。当离合器踏板回到上止点后，理论上发动机的输出轴与变速箱的输入轴应该达到相同转速，离合器正常传递发动机扭矩，若离合器出现从动盘表面摩擦材料烧蚀或磨损严重的故障，离合器压盘与离合器从动盘转速会不一致，该现象称为离合器打滑。

目前，通常使用频闪仪来检测汽车离合器是否打滑，频闪仪主要由透镜、闪光灯、电阻器、电容器、传感器和电源等组成。该仪器由发动机火花塞的高压电极输入电脉冲信号，火花塞每跳火一次，闪光灯就亮一次，闪光频率与发动机转速成正比。离合器不打滑时，传动轴上设定点会与闪亮点同步动作，传动轴似乎处于不转动状态。否则，轴上设定点转速会滞后于闪亮点动作，而说明离合器存在打滑现象。这种频闪仪是基于人们的视觉暂留现象制成的，靠检测人员人工目视对离合器打滑程度做出定性估计，不能实现离合器打滑的自动检测，无法实时监控用户的起步习惯。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车离合器打滑监控方法和系统，能实时智能判断用户起步时离合器是否打滑，监控用户起步习惯。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种汽车离合器打滑监控方法，其包括以下步骤：

采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

整车控制器接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速；

计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差；

将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑。

在上述技术方案的基础上，将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑，具体包括以下步骤：

将所述转速差与第一阈值进行比较；

当所述转速差小于所述第一阈值时，采集油门开度信号；

若所述油门开度信号大于0，并在预设的时间长度上计算得到的多个所述转速差均大于第二阈值，则判断所述离合器打滑，并发出提醒。

在上述技术方案的基础上，所述第一阈值为20rpm。

在上述技术方案的基础上，所述第二阈值为50rpm。

在上述技术方案的基础上，所述预设的时间长度为0.5s。

在上述技术方案的基础上，判断所述离合器打滑，并发出提醒之后，还包括以下步骤：

将所述转速差与第三阈值进行比较，当所述转速差小于所述第三阈值时，停止提醒。

在上述技术方案的基础上，所述第三阈值为45rpm。

在上述技术方案的基础上，当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速，具体包括以下步骤：

当离合器踏板回到上止点时，触发信号开关，信号开关传输信号至所述整车控制器；

所述整车控制器接收该信号，并计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差。

在上述技术方案的基础上，所述变速箱中间轴与所述变速箱输入轴之间通过靶轮啮合；

采用如下算法计算所述变速箱输入轴的转速：

变速箱输入轴的转速＝变速箱中间轴的转速×靶轮转换速比。

本发明还提供一种汽车离合器打滑监控系统，其包括：

采集传感器，其用于采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

整车控制器，其与所述采集传感器连接，且其包括：

第一模块，其用于接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

第二模块，其用于当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速；

第三模块，其用于计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差；

第四模块，其用于将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的汽车离合器打滑监控方法通过变速箱中间轴转速换算得到变速箱输入轴的转速，再根据变速箱输入轴与发动机输出轴的转速差来判断离合器是否打滑，而且由于实际上变速箱输入轴的转速与发动机输出轴的转速存在正常范围的差值，因此根据正常范围的差值的最大值作为阈值来作为评判离合器是否打滑的标准，若转速差未超过该阈值，则判断离合器未打滑；若转速差超过该阈值，则判断离合器打滑。本专利的判断结果更精确，且判断过程更稳定可靠。

附图说明

图1为本发明实施例中汽车离合器打滑监控方法的流程图；

图2为本发明实施例中汽车离合器打滑监控系统的组合框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参见图1所示，本发明实施例提供一种汽车离合器打滑监控方法，其包括以下步骤：

S1：采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速，一般离合器是否打滑的是根据发动机输出轴和变速箱输入轴的转速差进行判断的，而本发明实施例1的发动机输出轴的转速采用汽车已有的采集器进行实时采集，变速箱输入轴的转速是根据变速箱中间轴的转速换算得到，这是由于变速箱输入轴的工作环境因素的影响，无法直接通过采集器采集变速箱输入轴的转速，因此通过在变速箱中间轴上放置采集器，采集变速箱中间轴的转速，从而间接换算得到变速箱输入轴的转速，不仅克服了无法直接采集变速箱输入轴的转速的问题，而且节约了成本，对离合器打滑的判断效率也没有影响。

S2：采集发动机输出轴的转速的采集器实时将发动机输出轴的转速传输给整车控制器，采集变速箱中间轴的转速的采集器实时将变速箱中间轴的转速传输给整车控制器，无论离合器是否回到上止点，整车控制器持续实时接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速。

S3：当离合器踏板回到上止点时(不踩离合踏板，离合踏板回到原位)，整车控制器根据接收的变速箱中间轴的转速，计算并得到变速箱输入轴的转速。

S4：整车控制器再将同时刻接收到的发动机输出轴的转速，以及计算得到的变速箱输入轴的转速，将发动机输出轴的转速与变速箱输入轴的转速相减，计算得到发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差。

S5：整车控制器将步骤S4计算得到的发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差与阈值进行比较，若转速差未超过该阈值，则判断离合器未打滑；若转速差超过该阈值，则判断离合器打滑。

本发明实施例1的离合器的打滑原理为：离合器回到上止点后，理论上变速箱输入轴的转速与发动机输出轴的转速同步，离合器正常传递发动机扭矩，若离合器的从动盘表面出现摩擦材料烧蚀或磨损严重的故障，离合器的压盘与离合器的从动盘转速会不一致，离合器就会出现打滑。通过监控离合器压盘与离合器从动盘的转速，通过监控离合器压盘与离合器从动盘的转速差来判断是否打滑。离合器压盘与发动机飞轮固定连接，发动机飞轮转速即发动机输出轴的转速，因此离合器压盘与发动机输出轴的转速一致，离合器从动盘与变速箱输入轴连接，因此离合器从动盘与变速箱输入轴的转速一致。所以可通过变速箱输入轴与发动机输出轴的转速差来判断离合器是否打滑。而且实际上变速箱输入轴的转速与发动机输出轴的转速存在正常范围的差值，因此根据正常范围的差值的最大值作为阈值来作为评判离合器是否打滑的标准，判断结果更精确，且判断过程更稳定可靠，从而实现实时智能判断用户起步时离合器是否打滑，监控用户起步习惯。

实施例2：

本发明实施例2的基本内容同实施例1，不同之处在于：

步骤S5中将转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑，具体包括以下步骤：

S51：将计算得到的发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差与第一阈值进行比较，第一阈值为20rpm，且第一阈值是判断汽车发动机和离合器是否进入正常工作的判断标准，若汽车发动机未进入正常工作，由于发动机工作的不稳定，也会出现发动机输出轴的转速陡增，从而导致发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差增大而出现离合器打滑误判的现象，因此需要避免这一现象的出现，需要先判断转速差与第一阈值的大小，确保发动机进入正常的工作。

S52：当转速差小于第一阈值时，说明汽车发动机已经进入正常的工作状态，计算的转速差可用来准确判断离合器是否出现打滑。同时，采集油门开度信号，由于判断离合器是否打滑还需要发动机一直处于工作状态，也就是一直在加油的状态，因为如果松掉油门，即未加油状态，发动机输出轴的转速会下降，但是由于车速未同步下降，会导致变速箱输入轴的转速也不同步下降，也会导致发动机输出轴的转速与变速箱输入轴的转速产生转速差，若转速差高于第二阈值，也会出现离合器打滑的误判，因此需要采集油门开度信号，需要油门开度始终大于0，这样判断的结果才准确。

S53：若油门开度信号大于0，说明接下来的离合器打滑的判断是准确无误，即排除了发动机工作不稳定造成的误判，也排除了松掉油门造成的误判，那么在达到上述所有要求之后，要是在预设的时间长度0.5s上实时计算得到的多个转速差均大于第二阈值，第二阈值为50rpm，且第二阈值为发动机输出轴的转速与变速箱输入轴的转速的转速差的上限值，超过该上限值，则判断离合器打滑，并发出声音、文字、灯光等方式提醒用户，以方便用户及时处理。

实施例3：

本发明实施例3的基本内容同实施例2，不同之处在于：

步骤S53判断离合器打滑，并发出提醒之后，还包括以下步骤：

S54：将发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差与第三阈值进行比较，第三阈值为45rpm，当转速差小于第三阈值时，说明离合器打滑的情况不是很严重，此时停止发出提醒，用户可及时将驾驶至服务区进行检修，若发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差一直大于第二阈值，说明离合器打滑严重，用户需停止驾驶，等待救援。

实施例4：

本发明实施例4的基本内容同实施例1，不同之处在于：

步骤S3中当离合器踏板回到上止点时，根据变速箱中间轴的转速，计算并得到变速箱输入轴的转速，具体包括以下步骤：

S31：在离合器踏板顶上安装一个信号开关，当离合器踏板回到上止点时，离合器踏板回到上止点就是不踩离合器踏板，踏板回到原位，此时离合器踏板顶上会促发该信号开关(回到上止点，是开启状态)，信号开关传输信号至整车控制器。

S32：整车控制器接收该信号，触发离合器打滑判断功能，将发动机输出轴的转速与变速箱输入轴的转速相减，计算得到发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差。

实施例5：

本发明实施例5的基本内容同实施例1，不同之处在于：

为计算变速箱输入轴的转速，专门设计靶轮，根据变速箱中间轴转速传感器可以直接采集变速箱中间轴的转速，将变速箱中间轴与靶轮的常啮合齿轮对、靶轮与变速箱输入轴常啮合齿轮对进行换算，具体换算的关系式为：变速箱输入轴的转速＝变速箱中间轴的转速×靶轮转换速比，其中靶轮转换速比取决于两组常啮合齿轮对，与变速箱型号相关。由此可以通过变速箱中间轴的转速换算得到变速箱输入轴的转速，换算过程简单易实现，且不影响离合器打滑的判断。

实施例6：

参见图2所示，本发明实施例6还提供一种汽车离合器打滑监控系统，其包括采集传感器和整车控制器，采集传感器包括发动机输出轴转速传感器和变速箱中间轴转速传感器，且发动机输出轴转速传感器和变速箱中间轴转速传感器均与整车控制器连接，发动机输出轴转速传感器用于采集发动机输出轴的转速并传输至整车控制器，变速箱中间轴转速传感器采集变速箱中间轴的转速并传输至整车控制器；整车控制器包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，其中，第一模块用于接收发动机输出轴转速传感器采集的发动机输出轴的转速和变速箱中间轴转速传感器采集的变速箱中间轴的转速；第二模块用于当离合器踏板回到上止点时，根据变速箱中间轴的转速，计算并得到变速箱输入轴的转速；第三模块用于将发动机输出轴的转速与变速箱输入轴的转速相减，计算并得到发动机输出轴与变速箱输入轴的转速差；第四模块用于将转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑。若转速差未超过该阈值，则判断离合器未打滑；若转速差超过该阈值，则判断离合器打滑。

本发明实施例6利用现有的整车控制器与发动机输出轴转速传感器，只需增设一个变速箱中间轴转速传感器采集变速箱中间轴的转速即可。离合器回到上止点后，理论上变速箱输入轴的转速与发动机输出轴的转速同步，但是实际上变速箱输入轴的转速与发动机输出轴的转速存在正常范围的差值，因此根据正常范围的差值的最大值作为阈值来作为评判离合器是否打滑的标准，判断结果更精确，且判断过程更稳定可靠。从而实现实时智能判断用户起步时离合器是否打滑，监控用户起步习惯。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，其包括以下步骤：

采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

整车控制器接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速；

计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差；

将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑；

将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑，具体包括以下步骤：

将所述转速差与第一阈值进行比较；

当所述转速差小于所述第一阈值时，采集油门开度信号；

若所述油门开度信号大于0，并在预设的时间长度上计算得到的多个所述转速差均大于第二阈值，则判断所述离合器打滑，并发出提醒；

所述第一阈值是判断汽车发动机和离合器是否进入正常工作的判断标准；

所述第二阈值为发动机输出轴的转速与变数箱输入轴的转速的转速差的上限值。

2.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，所述第一阈值为20rpm。

3.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，所述第二阈值为50rpm。

4.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，所述预设的时间长度为0.5s。

5.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，判断所述离合器打滑，并发出提醒之后，还包括以下步骤：

将所述转速差与第三阈值进行比较，当所述转速差小于所述第三阈值时，停止提醒。

6.如权利要求5所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，所述第三阈值为45rpm。

7.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速，具体包括以下步骤：

当离合器踏板回到上止点时，触发信号开关，信号开关传输信号至所述整车控制器；

所述整车控制器接收该信号，并计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差。

8.如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法，其特征在于，所述变速箱中间轴与所述变速箱输入轴之间通过靶轮啮合；

采用如下算法计算所述变速箱输入轴的转速：

变速箱输入轴的转速＝变速箱中间轴的转速×靶轮转换速比。

9.一种采用如权利要求1所述的汽车离合器打滑监控方法的汽车离合器打滑监控系统，其特征在于，其包括：

采集传感器，其用于采集发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

整车控制器，其与所述采集传感器连接，且其包括：

第一模块，其用于接收发动机输出轴的转速和变速箱中间轴的转速；

第二模块，其用于当离合器踏板回到上止点时，根据所述变速箱中间轴的转速，计算并得到所述变速箱输入轴的转速；

第三模块，其用于计算所述发动机输出轴与所述变速箱输入轴的转速差；

第四模块，其用于将所述转速差与阈值进行比较，判断离合器是否打滑。

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