CN85101334A - 离合器控制 - Google Patents

Abstract

离合器控制系统用以控制机动车主离合器(14)，其中有一个防止离合器由于打滑过度发生破坏性过热的离合器保护部分(70)。保护部分(70)包括一个保持可变的模拟离合器运行温度参数的装置(110)和一个使上述可变参数随着离合器的发热或冷却而分别增大或减小的装置(104，116)。可变参数的增减是以预先选定的两种不同速率进行的，其中第一速率模拟离合器发热速度，第二速率模拟离合器冷却速度。

Description

本发明是关于自动控制传动主离合器的接合或脱开之用的装置，特别是关于用在齿轮变速箱传动中的主离合器的自动控制。更具体地说，是关于模拟通常用的离合器工作表面的温度，并当模拟温度大于预定值时，自动操纵离合器使其对之作出某种响应。

自动换档变速传动系统及其主离合器的自动控制在先有技术中已有所知，其情况可以参看美国专利号4，378，851、3，752，284、4，019，614、4，038，889、4，081，065、及4，361，061。其概要合并在本文中作为参考。

简言之，在那些自动换档变速传动系统中，各种有关拖动的操作，包括向发动机供应燃料、主离合器的接合或脱开、更换排档、以及其他装置如输入轴或输出轴制动器的操作，都是藉助于控制系统来进行自动控制的。控制装置有一个中央处理器;它根据某些测得的、感得的、和/或算得的输入参数进行控制。一般地说，这些输入参数可以是发动机转速、节流阀位置、输入轴和/或输出轴的转速、行驶速度、当前的齿轮速比、制动器的施用等等。节流阀位置这一名词表示的是任何由操作人控制的向发动机供应燃料的装置的位置。

具体地就装有自动换档变速箱的车辆来说，其离合器的自动控制是这样的，在正常情况中，当发动机自静止起动或运行在很低的转速时，主摩擦离合器的工况调节在完全脱开和完全接合之间，也就是说，它是半接合状态，并按照某些输入参数，维持发动机的转速在空转速度以上的某个定值，和/或实现平稳的起动。一般来说，这个选定的转速是由节流阀位置决定的，使发动机提供适当的起动转矩，而当发动机转速升到规定值以上时，把离合器推到接合位置;而当发动机转速低于规定值时，则把离合器推向脱开位置。

另一种控制装置是美国专利号4，081，065所描写的。它是根据节流阀位置、发动机的速度和加速度来调节离合器的位置的。

虽然有人认为上述自动换档传动系统是有很大优点的，但它们并不令人十分满意，例如在某些起动情况下，当车辆尚没有得到足够的转矩使在选定的排档下推动车辆运动，或是当车辆得不到足够的主动轮推动力以移动载荷时，操作人可能会让离合器处在半接合（即有相对滑动）的状态上停留过长的时间，结果使得离合器发生过热，因而会损坏离合器。这种情况可能发生于车辆在陡度较大的斜坡上的向上起动、或是在泥中、沙中或雪中的起动。

使用温度传感器，如把双金属舌片或类似物品装在离合器内以进行离合器控制的装置已有先有技术并为人所知。在这方面可以参考美国专利号4，072，220和4，199，048。它们的概要也合并于此作为参考。

有的离合器自动控制装置具有模拟温度升高的方法。这是藉助于监测节流阀位置和离合器滑差来进行模拟的。这种方法人们也是知道的。在这方面可以参考美国专利号4，081，065。

先前使用的监测或模拟离合器温度，或二者兼用以防离合器温度过高而损坏的方法并不令人完全满意，因为这些装置未能对感测的情况提供适当的自动反应，也未能与有关的自动换档传动系统的参数起任何交互作用。这些装置大多使用比较复杂的、可靠性差的，而成本却很高的传感器。制造、组装和维护这种传感器往往很困难又很费钱，但它们却并不直接测量工作表面（即摩擦面）的温度，它们也未能模拟离合器的发热和冷却情况以精确核定当前的离合器温度，它们有的把温度模拟以某个固定起点作为基点，而这个固定起点却与经常保持的当前温度模拟无关。

在本发明中，先前使用方法的缺点不是被克服就是被减少到最低限度。这是由于设置了一个自动的主摩擦离合器控置系统。这个系统最好是用在自动换档变速传动装置中;该系统无需在离合器上装设温度传感器;这个装置接受某些感测到和/或算出来的输入量以精确模拟当前的离合器温度，同时还计入传动系统的操作情况以及离合器工作表面的发热和冷却速度，从而自动地控制离合器，防止或减低离合器的过热以达到保护离合器的目的。

为达到上述目的，在换档传动系统中设置一个离合器自动控制装置;该装置得到某些感得的和/或算得的参数的输入，如发动机的速度和加速度、节流阀位置、离合器两端的速度差（即滑差），和/或变速箱的状况。在车辆自静止到稳速过程中，这个自动控制装置自动地调节离合器，使其从完全接合到完全脱开和/或保持离合器处于选定的半接合状态，以实现平稳起动和不使发动机突然失速。离合器的接合随着速度和/或加速的增长並超过预定数值而变得更加紧密;而这个预定数值与发动机的空转速度和/或节流阀位置有着一定的关系。

为了保护离合器免于过度摩损和/或因摩擦面温度过高而致损坏，本发明设有一个起控制作用的离合器主控保护系统。它防止总是由于太长时间和/或不断重复的离合器打滑操作所造成的过度摩损和过热损坏。以上提到的不利操作往往发生在司机缺少经验、技术不高和/或操作时不够注意的情况下。当时，司机企图在不利的情况下起动车辆，于是往往会出现上述情况。这时，他总是试图以不足的转矩，在选定的排档下起动车辆，即往往是打算起动满载的车辆驶上陡坡，有时司机还控制着节流阀想保持车辆在坡道上静止不动。

这个主控系统能使离合器在停止发生打滑引起过热的方式下加以运用。

这也就是使离合器在过热时完全脱开，或者更好是使它完全接合，直到发生了某些情况，如模拟温度降低到预定值以下、节流阀被放开，和/或变速箱换了排档。

以适当调节的速度使离合器接合起来，能止住滑差引起的温度增高，並能起动车辆;这样做也可能使发动机失速，从而显示出在选定的排档下，转矩不足以起动车辆;这样作还能使车辆主动轮滑转，从而显示出没有足够的主动轮的推动力以使车辆产生运动。

当离合器接合时，并在全部系统运行过程中，模拟的离合器温度须保持与其当前真正温度相符。为此，采用的方法是监测某些感得的和/或算得的参数，以及按照各自选定的速率参数以模拟离合器的冷却和/或发热。

因此，本发明的一个目的是提供一个离合器自控系统，由它根据感得的和/或算得的输入参数来模拟当前的离合器温度，並由它来操纵离合器以减少或防止过度的摩损和/或因打滑过度引起过热而造成的损坏。

只要读一读较佳实施方案中的详细描写和附带的图纸，本发明的这个目的和其他目的，以及本发明的优点将会看得十分清楚。

图1表示的是本发明为防止过热损坏所采用的主控制线路的逻辑框图。

图2表示的是一个方案性的举例，用以说明这种类型的自动换档变速控制系统能十分有益地利用本发明的离合器自动控制系统。

图3表示的是一个典型的主摩擦离合器横截面图。该离合器属于便于由本发明自动地加以控制的类型。

图2表示的是一个自动换档变速系统，简称AMT，它包括一个自动的多速变速齿轮箱10。这个变速箱由一个受节流阀控制的发动机12来驱动。这个发动机可以是一个普通的柴油机。它通过自动受控的主离合器14来驱动变速箱。下面将对本发明的自控装置作更加详细的描写。虽然这个装置最适用于文中举出的自动换档齿轮变速系统，但是应当认为本发明的离合器自控装置也适用于人操作以更换齿轮的变速传动以及类似的变速传动。

一般地说，本文举出的自动换档传动系统的类型多用在机动车辆上。自动换档传动系统10的输出端是输出轴16;此输出轴用来驱动车辆上某个适当的速接件，如主动轮轴的差动轮，分动箱或类似的部件。这种传动方式在先有技术中久已为人所知。上面所说的传动列中的部件受到几个装置的作用和监测，每一个这种装置都将在后面加以更详细的讨论。这些装置中包括一个是节流阀位置监测组件18，它能感测出操作人所控制的车辆节流阀或其他燃料节流装置的位置;另一个装置是一个发动机测速器20，它能测出发动机轴的转速;还有一个是离合器操纵器22，它能使主离合器14脱开或接合;再有一个装置是变速箱输入轴测速器24;26是一个变速箱操纵器，它能把变速箱10换档，使之成为选定的齿轮传动比;28是变速箱输出轴的测速器。

上面所说的各种装置向一个中央处理器30输送信息和/或接受其发出的指令。中央处理器可以包括模拟和/或数字电子计算以及逻辑电路，这些组成部分的配置和构造，除了离合器自动控制部件之外，并不构成本发明的一部分。中央处理器还从一个换档控制组件32得到信息，而正是藉助于组件32，操作人得以选择车辆的各种操作，如反向（R），空档（N）或正向（D）的运行方式。有一个电源34和/或一个液压能源（图中未示出）为各个感测件、操纵件，和/或处理器提供电能能源和/或流液压能源。另外还有可能设有下列装置，如一个制动传感器36，用来感测车辆制动的状况;又如一个离合器周围温度传感器38，用以感测离合器机壳周围温度;再如一个报警器40，它是由灯和/或蜂音器组成，报警器中还可能包括一个离合器模拟温度指示器，如温度表（41）之类。

因此上述类型的传动列中的部件和控制装置都是先有技术，并为人所共知的。若要对之有更详细的了解可以参看上述美国专利号4，478，851;4，019，614;4，038，889;4，081，065和4，361，061。

如所众知，中央处理器（30）直接从以下几方面得到信息输入：从传感器20，指示出发动机当前的速度;从传感器24，指示出变速箱输入轴当前的速度;从传感器28，指示出变速箱输出轴当前的速度;从传感器32，指示出驾驰车辆的司机所选择的车辆运行方式;从传感器36，指示出车辆制动器是否正在制动;或从传感器38，指示出运行中的车辆所在环境的温度。除上述直接感到的输入信息之外，中央处理器30还能通过装备着的各种电路取得另一些信息，从传感器18得到的信号通过微分电路化为计算的信号，表示节流阀位置的变化率;从传感器20得到的输入信号通过微分电路化为计算的信号表示发动机加速度大小。用比较来自传感器24和28的输入信号，计算出变速箱当前的齿轮结合传动比;通过电路比较来自传感器20和24的输入信号计算出离合器14两端的速度差以及用以感测节流阀是否已完全松开的装置。节流阀是否已完全松开可以用另设的开关或类似物来感测，也可以用来自传感器18的信号最小值（即节流阀全开的%）来感测。中央处理器还可以包括存储装置和清洗存储装置中储存的装置，前者用于储存当前的输入或算得的信息，后者用在当发生预定事件时，将储存的信息清除。

传感器18，20，24，28，36和38可以是任何已知的类型或构造，它们能产生模拟式或数字式信号，这些信号与其监测的参数成比例或指示出监测参数。与此类似，操纵器22和26，报警器40和温度计41可以是任何已知类型的，如利用电的，机械的，气动的或电气类型的方法来执行操纵，以响应来自中央处理器30的指令信号。

如人所知，中央处理器30的用途是按照一个即定程序选择变速箱最佳齿轮传动比，当情况需要时，中央处理器30还应能发出指令，

进行变换齿轮或换档，使之变成根据当前的和/或贮存的信息选择最佳齿轮传动片。中央处理器发出的指令有的传给操纵器26，使其选用最合适的齿轮传动比;有的传给离合器操纵器22，使其适当操纵主离合器14。

本发明中离合器自动控制系统以自动控制型式的典型主摩擦离合器（14）可以参见附图3。当然应当知道，离合器和推动器的特殊结构只是为了举例才画在附图3中的，并且本发明的（离合器）控制系统也同样适用于有关不同结构的离合器和/或推动器。文中用来举例的离合器14是一个典型的双盘机械式离合器，并且组装在发动机飞轮42上。飞轮42内半径上的内突块44正对着离合器承压盘46上的凹槽，而中间盘48使这些零件以发动机的速度绕轴旋转。但是它们在轴长方向却可以自由运动。离合器驱动园盘50与变速箱输入轴52用花键相连。离合器转矩由于弹簧54的压紧作用，通过杠杆56给承压盘46施加压力。这个压力挤压驱动园盘50和处在承压盘46和发动机飞轮42之间的中间盘48。离合器转矩的大小与这个压紧力的大小成比例。

弹簧54加在承压盘46上的力可以由能使离合器脱开的轴承组件58的轴向位置来加以控制。能使离合器脱开的轴承组件58能藉助于一个交叉轴和控制杠杆60在轴向方向上移动。交叉轴装在离合器的机壳上，推动离合器控制杠杆60能使离合轴承组件58产生轴向的移动。这样一来，推动控制杠杆60就能改变加在承压盘46上的压力，从而改变了离合器输出的转矩。离合器机壳上装有一个磁力传感器20。它能检测出发动机飞轮42外径上的齿轮牙齿62通过的速度。这样，它就能向外输出与发动机转速成比例的信号。

人们能够理解，虽然测量离合器机壳的周围温度十分容易，但是测量工作表面的温度（如中间盘48的两面温度）却不是一件容易的事。

本发明的离合器自动控制系统，当用在自动换档传动系统时，就包括中央处理器30这个部分。就像上面指出的那样，本发明的离合器自动控制系统的使用也可以是单独的，与任何其他传动控制装置无关。

本发明的离合器自动控制系统是用来自动地对主摩擦离合器14进行控制;这个主摩擦离合器14是将发动机12与一个变换齿轮传动箱10连接起来的部件。交换齿轮传动在先有技术中是众所周知的。在美国专利号3，105，395中，可以看到这方面技术的一个例子。该专利的内容在这里一并作为参考。

本发明的离合器自动控制系统可以认为包括两个部分。第一部分是操纵部分，具有控制离合器操作的功能，它能按照某些当前的和/或贮存的参数以及在正常运行条件下的逻辑规则来使离合器接合或脱开;第二部分是防止过热损坏主导保护部分70，这一部分的方案原理图在图1中表明。离合器自动控制系统的操纵部分在正常运行条件下操纵着离合器，这一部分最好是类似于上述美国专利号4，361，060;4，081，065和/或3，752，284中例举的和描写的那些离合器控制装置。

离合器自动控制装置的操纵部分一般有两种操作方式;其一是从静止到起动的操纵方式;其二是更换齿轮操纵方式。后一种操纵方式是在车辆以高于某个给定速率行驶中更换传动排档时需用的操纵方式。一般来说，在更换排档的操纵方式中，当换档操作开始时，应自动地使主离合器完全脱开，而当换档操作结束时，应自动地使离合器再次完全接合，这种变换齿轮操作进行的速度可以是有调节的，也可以是不受调节的。在前有技术中，人们都知道，从静止到起动这一运行方式对离合器操作的控制程度的要求比较严格。一般来说，在这种运行方式中，必须调节主离合器使之处在完全脱开和完全接合之间，或者使之保持在预定的半接合状态，这种状态应按照某些参数的情况而定，参数中至少应包括发动机速度和节流阀位置，离合器调节得好就能作到比较平稳的起动而不致使车辆发动机失速。在从静止到起动的运行过程中，应保持离合器在半接合状态，这也就是说，让它有预定的一定数量的滑差，以保持发动机的速度和/或加速度在某个预定数值之上，这个预定数值决定于发动机空转速度和节流阀的位置。一般来说，这个预定值与感测到的节流阀位置成比例，且用节流阀完全打开的百分数来表示。

大家知道，保持主摩擦离合器处于半接合状态，也就是说，让主离合器在有滑差情况下运行，就会产生大量的热，尤其是在滑动的摩擦面上，大量的热使主离合器的工作表面的温度升高，如果让这个温度升高到超过某一限度，就会造成离合器部件，尤其是摩擦面的过度磨损，甚至于损坏。在典型的自静止到起动过程中，假设运行条件正常并且司机有技术或很注意的话，主离合器将不会太长时间停留在半接合状态，以致于离合器的温度升到了危险的程度。但是在某些困难的和/或不正常的起动条件下，和/或车辆司机的技术不熟练和/或不够注意，就可能发生对离合器自动控制装置的操纵部分的操作使主摩擦离合器保持半接合状态的时间过长，足以使离合器工作面温度升高到可能造成不应有的离合器摩损甚至损坏。

对于典型的、工作繁重的、使用陶瓷摩擦材料的车用主离合器来说，摩擦面的温度达到华氏900度或更高就被认为是有破坏性的。

由于没有防止损坏的主控装置，任其过渡的滑差操作，以致发生过热使车辆、特别是对装有自动换档传动系统的车辆的主离合器造成损坏的情况，约有以下几种：一种情况是司机企图在他选定的齿轮传动比，以不足够的发动机转矩来起动满载的车辆驶上陡坡;另一种情况是司机企图用离合器半接合的方法，在摩擦不足够的行驶条件下，使满载的车辆运动;再有一种情况是司机企图利用节流阀，而不是用制动器，来保持车辆在斜坡上静止不动。在上述各情况下，若司机的技术不高，不够注意和/或粗心大意，又不具备预防损坏的主控装置，则先有技术中的离合器自动控制系统可能会造成车辆主离合器因过渡的滑差而发生破坏性的过热。

本发明的离合器自动控制系统的过热损坏防护中的主控部分70可见附图1，这个主控部分能接收输入信号72，74，76，78，80和82。这些讯号有的是直接感测来的，有的是利用已知的逻辑电路（图中未示出）计算出来的，该逻辑电路可以是中央处理器30的一部分。为了说明方便起见，输入讯号72-82可以认为用技术术语布尔逻辑来表示，其中，一个信号的存在可以用一个“1”表示，一个信号的不存在可以用一个“0”表示。如果当前感测的节流闭位置超过了节流阀全开的某个百分数，在导线72上将出现一个输入信号。这个作参考用的表示节流阀打开到何等程度的百分数可以是固定的，最好是定在40%到50%，也可以随着别的感测参数而改变。一般情况下，可以把导线72看作节流阀位置的一个信号。如果发动机速度和输入轴速度之差超过了某个参数值，这个数值可以是固定的或可变的，则导线74上将会出现一个讯号。于是可以把导线74看成离合器滑动信号。如果传动系统10不是处于中性位置，或是中性位置未被选用（一般由司机挑选）。在导线76上将出现一个信号，在有由传动箱驱动的动力输出轴（PTO）的传动系统中，任何PTO被驱动的情况都被看成转动不处在中性位置，因而应出现信号76。如果传动箱10开始了更换齿轮的操作，一个信号将出现在导线78上。在装有自动换档装置的车辆中，如使用本发明的离合器自动控制系统，则更换齿轮操作，即换档将由中央处理30来发动。如果车辆的制动器正在制动导线80上将出现信号，监测着车辆制动器的使用，同时控制着主离合器14的动作，可以说是最有利不过了。如果节流阀被完全放开了，这也就是说，司机的脚实际上已经离开了节流阀踏板，或是传感器测到了节流阀位置的最小值，导线82上将出现信号。

主控部分70的输出是导线84上有无一个信号。若导线84上没有信号，就按照离合器自动控制系统的操纵部分来操纵离合器14。如果导线84上有信号输出，离合器14就会受到避免继续进行滑差运行的操纵。如前面已经解释过的，导线84上有相应的讯号情况下，主离合器的操作最好是处于完全接合的状态，以调节的方式进行较好。

输入信号72，74和76是“与”门86的输入信号，“与”门86只是当每个输入导线72、74和76都有信号时才给出一个信号到导线88上。这样一来，如果而且仅当感测到的节流阀位置起过了节流阀全开的一个预定百分数，导线88上才出现一个信号，并且发动机速度和输入轴速度之差（即离合器的滑差）大于某个预定参考值;此时，传动箱不是处于定档位置。人们从经验得知，如果导线72、74和76上出现信号所代表的三种情况中的任何一种情况都不存在的话，就不会发生主离合器由于过渡打滑而过热的情况。信号导线88分成两路，一路是通到“与”门92输入端的导线90;另一路是通到“与非”门96输入端的导线94。“与”门92还从导线98得到讯号输入，导线98箱助于一个“非”门100与输出线84相连，从而只有当输出线84上不出现主控信号时导线98上才有信号出现。“与”门92有无输出是在导线102上有无信号，这个信号是模拟离合器发热的振荡器104的启动信号。当导线102上出现信号，启动了模拟振荡器104，它就以一定的频率开始振荡，其振荡频率能显示在半接合状态下，主离合器14的热量产生的速度。这一热量产生速度在导线72、74和76上存在信号时是会出现的。振荡器104的振荡颇率可以固定，表示发热的平均速度，该频率也可以变化，可随着当前离合器的滑差率和/或感测到的运行环境情况而改变。振荡器104每作一次完整的振荡就向导线106输出一个信号或脉冲，导线106通到正反计数器110的正向输入端108。

“与”门86的输出，经由导线88，自动转移到导线94上，导线94和“与非”门96的输入端相连接，“与非”门96同时接收来自导线112的输入，下面将对导线112做更详细地叙述。导线112只是当计数器110向下数到它的最小值或零值时，才传递一个信号。“与非”门96将通过导线114输出一个信号使模拟离合器冷却的振荡器116启动，当而且仅当一个输入导线或更多输入导线72，74或76上都没有信号出现，表示离合器不再发热，而且当计数器110并不曾向下数到它的最小值，这种情况一般对应于离合器运行的最低模拟温度。离合器冷却的振荡器116的振荡频率能表示完全接合的或完全脱开的主离合器14的冷却速度，该振荡频率可以是固定的，用以模拟平均冷却速度;该频率也可以是变化的，即随着运行的周围温度或类似情况而改变。振荡器116每完成一个完整的振荡就送出一个脉冲或信号经导线118进入正反计数器110的反向输入端120。

应当理解，在上述应用中，也可以使用其他类型的周期性脉冲产生装置以代替上述的振荡器104和116。

正反计数器110的工作情况如下所述。假定计数器110是一个二进制四位装置。它能接受脉冲来计数;这个数可以是自“0”至“15”的十六个数中的任何一个;用二进制表示，就是0000至1111。计数器110的正向输入端108每当收到一个脉冲信号，计数器110就增加二进制数的一个单位;而每当它的反向输入端120收到一个脉冲信号，计数器就减少二进制数的一个单位。这样，可以看出，正反计数器110可以用来记录数值;这一数值能表示主离合器14的模拟运行温度的变化史。这样做时，考虑到在不同运行条件下，离合器的不同发热和冷却速度。

正反计数器110的输出端是计数导线128、130、132和134。计数导线128、130、132和134与正反计数器110上各自的二进制字位相连。当二进制字位处在一个“1”值时，导线就传递一个信号，而当二进制字位是一个“0”值时，导线就不传递信号。所有计数导线128、130、132和134的输出信号都输入给“与”门121的，“与”门121的输出信号是一个出现在导线122上的信号，表示二进制四字位最大计数“1111”已经达到，即表示离合器工作面温度已经达到难以容许的高度了。如果离合器继续打滑，就会达到破坏性的高温。一般来说，离合器工作面温度达到900华氏度，就认为对操纵面有破坏性，当模拟的温度达到了400至500华氏度时，导线122上就会出现信号。导线122与一个门锁机构126的启动输入端124相连接。闩锁机构126的启动输入端124收到了信号就使闩锁机构126通向导线84，并一直保持到复位之前，导线84上的信号就是给离合器操纵机构的主控信号。只有当正反计数器110的二进制中四个字位都是零值（“0”）时，以二进制表示就是0000。这种情况对应于离合器的模拟运行温度达到了最低点。此时，所有计数导线128、130、132和134也都向“与非”门136输送信号，而136向导线138输出信号。如同先前已经指出的那样，导线112从导线138自动转移并通往“与非”门96的输入端，从而启动模拟离合器冷却的振荡器116。启动振荡器116是当而且仅当离合器的模拟温度高于最低模拟值，而且至少三个输入导线72、74和76中有一个没有信号。

导线138只是当离合器的模拟温度处于最低点（也就是当计数器110的二进制字位是“0000”时）才传递信号。导线138与“或”门140的一个输入端相连接。同时，与“或”门140输入端相连接的还有任选输入信号线80。当制动器制动时导线80将传送信号。再次，与“或”门140输入端相连的还有输入线82。82只是当车辆司机放开了节流阀踏板才传送信号。“或”门140输出的信号通过导线142送往闩锁机构126的复位输入端144。当复位输入端144出现了信号，就使导线84上的主控输出信号复位成零，即消除了主控信号而不管先前的情况如何。

于是，不论何时，只要离合器的模拟温度达到了最低模拟值，或是司机完全放开了车辆节流阀（或者可能车辆已经加以制动），就会有信号送往闩锁机构126的复位输入端144，从而126就使导线84上的输出信号复位成零。理解下述情况是很重要的，那就是给闩锁机构126的复位输入端144的信号，虽然使输出的主控信号复位成零，却不改变当时正反计数器110的计数，这个计数由于是监测到的输入参数，就代表着当前的离合器运行温度的模拟值。

从经验得知，当离合器的模拟温度处在其最低模拟值时，或者当司机放开了节流阀踏板这表明其他意识到有问题存在，此时消除主控信号并容许离合器自动控制的操纵部恢复其正常状态将会是安全的。当然必须附有条件，即其后离合器的模拟温度若达到了危险的参考值，仍会有主导控制作用。输入线78是与正反计数器110的复位输入端146相连接，只是当车辆换用高速档时输入线78才传递信号。计数器110的复位输入端146收到了信号，就使正反计数器复位，回到它的最小值（即二进制0000），这样一来，当然就会产生一个信号送到闩锁机构126的复位输入端144。从经验得知，在装备着自动换档传动系统的车辆中，当中央处理器发出指令换用高速档，这一情况表明，车辆已经具有适当的加速度，能够在正常方式下继续运行，这种情况并不是从静止起动的运行方式。当然应当理解，对于用手换档的传动，上述复位输入信号是无法利用的。

图1表示的是本发明关于离合器自控装置的原理示意图。应当承认：用以说明该装置的主控部分70的原理性逻辑电路的特殊结构及电路元件是可能替换和/或重新安排的即可以替换和/或重新排列上述各个具体部分，而与本发明的精神和涉及的范围并无实质的区别。

“与”门，“与非”门，“或”门，信号转换器，振荡器和闩锁机构都是人们共知的电子部件，这里将不对其作更多的描写。二进制计数器，如正反计数器110等，可以购自制造商，如美国无线电公司，其型号是RCA-CD40192B和RCA-CD40193B。线路70可以是任何一种合适的微处理器（带有配套的软件），或是可编程序逻辑阵列组件，还可以是可编程序门阵列组件或其他类似组件。

可以理解，导线84上的信号也可以用作给CPU（中央处理器）30的输入信号，CPU30可以利用这个信号再加上其他感测到的和/或算得的输入信号来操纵主离合器。在此系统中，根据CPU的逻辑规则和其他感测的和/或算出的输入情况，可以容许离合器继续打滑，对发动机的燃料供应可以减少，也可以采取其他措施。

由此可见，最好在装有自动换档传动系统的车辆上的离合器，有一个自控换档传动系统，该系统应当包括一个防止过热损坏或减少发热的主控防护部分和一个给司机提供生理感觉的指示部。前者的作用是防止或减少主离合器因打滑过度而发生破坏性过热的情况;后者的作用是使司机知道在当前的运行状况下他正在使车辆在超出其能力界限的情况下运行。

离合器自控系统中的主控部分保持着离合器当前的模拟运行温度值，这个模拟温度值随着预先选定的离合器发热率的增加而上升，而预期发热率决定于感测到的离合器打滑情况。离合器模拟温度值随着预先选定的离合器冷却率的增加而减少，这时离合器须是运行在不打滑的情况下。当模拟的离合器运行温度值达到了就要发生有破坏性的过热时，自控装置就应给操纵部分发生信号，以防止离合器继续在半接合状态下运行，这时最好是对应于主控信号的出现而使离合器进入完全接合的状态。

虽然本发明是以某种程度的特殊性提出来的，但是应当认为，各种变化和替换以及重新安排各部件是与下文中要求保护的本发明的精神和范围却并无实质上的区别。

Claims (43)

1、一种自动控制系统用来自动操纵机动车主离合器(14)，主离合器连接在节流阀控制的发动机(12)和更换齿轮变速箱(10)之间，该自动控制系统包括接收感测的或计算出的输入信号(72、74、76、78、82)的装置，这些输入信号表示的是离合器，发动机和变速箱的运行情况；该自控器还包括提供输出信号的装置(22)，以命令该离合器的运行进入下列状态：第一种状态即完全接合状态，第二种状态即全脱开状态和第三种状态即半接合状态；该控制系统的特征是用一些装置(110)可以模拟离合器工作面的当前温度；该控制系统还包括增加离合器模拟温度值的装置(104)，当存在离合器打滑过度情况时，能以第一种速率自动增加上述模拟温度值，该控制系统还包括减小离合器模拟温度值的装置(116)，当不存在离合器打滑过度情况时，以第二种速率自动减少上述离合器模拟温度值。

2、根据权项1中的离合器自动控制系统，还包括另外一些装置（126），当离合器当前模拟运行温度超过一个预定值时，用来命令离合器置于上述完全接合或完全脱开的状态。

3、根据权项2的离合器自动控制系统，其中每当发生模拟当前运行的温度超过上述预定值时，就使主离合器进入完全接合的状态。

4、根据权项3的离合器自动控制系统，其中上述输入信号表示离合器，发动机和变速箱的运行情况，包括信号（72），表示节流阀的位置，信号（74）表示发动机速度和变速箱输入轴速度之差，以及包括信号（76）表示变速箱的接合情况。

5、根据权项4的自动控制系统，其中当感测到离合器打滑过度时，出现一些信号，如：表示感测到节流阀位置超过其全开位置的一个预定百分数的信号;表示发动机速度和变速箱输入轴速度之差已超过一预定值的信号，以及表示变速箱接合在某一变速齿轮比的信号。

6、根据权项5的自动控制系统，其中不存在上述的预定情况，包括不存在表示：节流阀位置超过其全开位置的一个预定百分数的信号;不存在表示发动机速度和变速箱输入轴速度之差超过一个预定值的信号，以及不存在表示变速箱接合在一个变速齿轮比的信号。

7、根据权项2的自动控制系统，其中上述第一种速率与发动机速度和变速箱输入轴速度之差的大小成正比。

8、根据权项5中的自动控制系统，其中有用以模拟离合器当前运行温度的上述手段，可以模拟的温度有一个最大值和一个最小值;有用以增加上述模拟温度的手段，当模拟温度达到最大值时，即中止增加模拟温度值的作用;有用以减少上述模拟温度值的手段，当模拟温度处于最小值时，即中止减小模拟温度值的作用。

9、根据权项8的控制系统，其中当模拟上述离合器运行温度值达到其最小值时，命令导致上述离合器处于完全接合状态的信号就不再继续。

10、根据权项5中的离合器自动控制，其中上述的输入手段包括一个表示司机的脚在不在节流阀踏板上的信号（82），以当司机放开节流阀后，命令离合器处于完全接合状态的信号就不再继续的手段。

11、根据权项5的自动控制系统，其中模拟离合器当前的运行温度，不因存在命令上述离合器进入完全接合状态的信号而改变其数值。

12、一种主控保护系统（70），可用于对机动车主离合器（14）实行自动控制的一种离合器自控类型，上述主离合器在传动上介于一个节流阀控制的发动机（12）和一个更换齿轮变速箱（10）之间;该主离合器有三种运行状况：第一种是完全接合态;第二种是完全脱开态;第三种是半接合态;上述离合器自动控制有一个信息处理器（30），用以接受若干输入信号，其中包括：（1）表示发动机（20）速度的输入信号;和（2）表示节流阀控制装置（118）位置的输入信号;该信息处理器具有按照预定的逻辑规则对上述输入信号进行处理的手段，以及按照上述逻辑规则对主离合器发出操纵信号（22）的手段，上述主控系统的特征是：

具有装置（110）以保持发出表示模拟离合器摩擦工作面当前温度主控制（128，130，132，134），模拟当前离合器摩擦工作面温度的装置（104），装置（116）和装置（126），装置（104）的作用是当感测到存在第一种情况时，以第一种速率增大上述主控值;装置（116）的作用是当感测到存在第二种情况时，以第二种速率减小上述主控值;装置（126）的作用是当主控值等于一个预定参考值时，产生一个主控输出信号。

13、根据权项12的主控保护系统，其中主控输出信号使上述离合器采取上述第一种运行状态。

14、根据权项13的主控保护系统，其中上述第一种速率是一个与选定的离合器摩擦面发热速度成正比的速率;上述的第二种速率是一个与离合器摩擦面冷却速度成正比的速率。

15、根据权项14的主控保护系统，其中还有用于接收更多信号的手段，这些信号包括：（3）表示变速箱输入轴速度（24）的信号，（4）表示变速箱（26）接合状态的信号，上述第一种情况包括出现信号（5）表示当前节流阀位置大于其全开位置（72）的一个预定百分数，还包括出现信号（6）表示发动机速度和变速箱输入轴速度之差超过一个预定值（74），以及包括出现信号（7）表示更换齿轮变速箱不是处于空档位置（76）。

16、根据权项15的主控保护系统，其中第二组情况包括不出现任何一种表示下述情况的信号，即不存在（5）表示节流阀位置大于其全开位置的一个预定百分数的信号，不存在（6）表示发动机速度和变速箱输入轴速度之差大于一个预定值的信号，或不存在（7）表示变速箱不是处于空档位置的信号。

17、根据权项（15）的主控保护系统，其中的第一种速率可以随发动机速度和变速箱输入速度之差的大小而改变。

18、根据权项15的主控保护系统，包括接收表示司机已完全放开节流阀控制装置的输入信号（82）的手段;主控系统还包括当感知司机已完全放开节流阀控制装置时，中止上述产生主控信号的装置（140）

19、根据权项18的主控保护系统，其中的表示司机已放开节流阀控制装置的上述输入信号的感测不会改变上述主控值。

20、根据权项15的主控保护系统，包括手段（9）以感测车辆制动器（80）的接合状态，同时包括手段（140）以接收表示上述车辆制动的运行状况，用以中止产生上述主控信号的手段。

21、根据权项15的主控保护系统，其中有增加主控值的手段。当发出主控信号的手段启动后，该增加主控值的手段的作用就被中止（112、96）。

22、根据权项15的主控保护系统，其中上述主控值有一个预先设定的最大值和一个预先设定的最小值，当上述主控值达到上述最大值时，主控系统即产生一个主控输出信号以启动（121、124）。

23、根据权项22的主控保护系统，其中上述预先设定的最大值可使之等于一个预先确定的参考值。

24、根据权项22的主控保护系统，包括手段（112），使当主控值等于上述最小值时，中止上述用以减少主控值的手段。

25、根据权项22的主控保护系统，其中更换齿轮传动变速箱属于一种自动换档传动类型的，包括接收表示变速箱开始换于高速档（78）输入信号的手段（146），以及相应于接收表示启用高速档信号后即将主控值重新定为上述最小值的手段。

26、根据权项25中的主控保护系统，包括当主控值等于最小值时，中止产生上述信号的手段。

27、根据权项13中的主控保护系统，包括当出现主控信号时，启动一个报警器（40）的手段。

28、根据权项13中的主控保护系统，包括装置（38）以感测车辆部件运行的环境温度，并使上述第一种和第二种速度随感测得的车辆部件运行环境的温度而改变。

29、一个经改进的离合器自动控制系统，该系统是能自动控制介于用节流阀控制的发动机和一个更换齿轮变速箱之间的机动车主离合器的类型。上述主离合器有三种运行状态：第一种是完全接合状态;第二种是完全脱开状态;第三种是半接合状态;上述离合器自动控制系统有一个信息处理器，用来接收若干输入信号，包括：（1）一个表示发动机速度的输入信号，（2）一个表示节流阀控制器位置的输入信号，（3）一个表示变速箱输入轴速度的输入信号，以及（4）一个表示变速箱排档位置的输入信号，上述信息处理器具有按照预定的逻辑规则将输入信号加以处理的手段，以及产生输出信号使主离合器按照上述逻辑规则运行的手段，改进的特如下：用以计算模拟当前主离合器工作温度值的手段;包括装置（110）以保持表示模拟离合器当前工作;装置（104）用以当感到和/或算得的信号（72、74、76）指示出现节流阀位置大于其全开位置的一个预定百分数，发动机速度和变速箱输入轴速度之差大于一个预定值，以及变速箱不是处于空档位置时，装置（104）以第一种预定速度提高上述模拟温度值;装置（116）使其当上述感得的和/或算出的信号中至少有一个不存在时，以预定的第二种速率减少上述模拟温度值，其中至少有一个不存在的信号表示的情况是：节流阀位置超过其全开位置的一个预定百分数，发动机速度超过了变速箱输入轴速度，并超过一预定值，以及变速箱不处在空档位置。

30、根据权项29改进的离合器自动控制系统，进一步包括装置（126），用以当上述模拟值等于预定参考值时，使上述控制系统产生一个保护离合器的输出信号（84）。

31、根据权项30改进的自动控制系统，其中上述保护离合器输出信号能有效地使离合器运行在前述第一种运行状态。

32、根据权项30改进的离合器自动控制系统，其中第一种速率是一个选定的速率，用以模拟在下述情况下的主离合器发热速度，这些情况是由几个能启动上述装置手段以增加前述模拟值的信号所表示的;上述第二种速率是一个与主离合器冷却速度成比例的速率，这一冷却速度只是在不发生任何一种会使上述模拟温度值增加的情况下才会有的冷却速度。

33、根据权项32改进的离合器自动控制系统，其中上述中央处理器还可以另外接收（5）一个输入信号（82），此信号表示车辆司机已放开节流阀控制器，并在接收到表示司机放开节流阀控制器的信号后，中止上述离合器保护输出信号的产生。

34、根据权项33中的离合器自动控制系统，包括手段使之当上述模拟值等于最小值时，产生保护离合器输出信号的复位，即恢复到不产生的输出信号的状态。

35、根据权项34中的离合器自动控制系统，其中上述装置（126）在上述模拟值等于上述参考值时，继续产生上述离合器保护输出信号，直到复位为止。

36、根据权项35中的离合器自动控制系统，其中具有能发出响应的装置，使其当上述模拟值等于设定参考值时发出响应，该装置可以是一个闩锁电路，它有一个启动输入端和一个复位输入端，产生输出信号以保护离合器;当复位输入端收到信号便使闩锁复位，回到不产生输出信号的原来状态。

37、根据权项35中的离合器自动控制系统，其中保持上述模拟值的手段是一个正反计数器，该计数器有一个正数输入端（108）和一个反数输入端（120），当正数输入端收到一个信号，计数器就使上述保持的数值增加;当反数输入端收到一个信号，计数器就使上述保持的数值减少。

38、根据权项37所说离合器自动控制系统，其中正反计数器是一个数字器件，每当其正数输入端接收到一个脉冲，就使其保持的数值增加一个计数单位;每当计数器的反计数输入端接收到一个脉冲，就使其保持的数值减少一个计数单位。

39、根据权项38中的离合器自动控制系统，其中的正反计数器的正数输入端（108）连接到第一个周期脉冲发生器（104），此第一脉冲发生器产生与上述第一种速率成正比的脉冲频率;正反计数器的反计数输入端（120）连接到第二个周期脉冲发生器（116），此第二脉冲发生器产生于上述第二种速率成正比的脉冲频率。

40、根据权项39中的离合器自动控制系统，其中的正反计数器有一个复位输入端（146），此复位输入端收到信号后就使计数器复位，即使其保持的数值回到上述最小值。

41、根据权项39中的离合器自动控制系统，其中的信息处理器能更多地接收（6）一个表示命令换用变速箱高速档的输入信号（78），以及包括接收上述输入信号，并发出信号到上述正反计数器复位输入端的装置。

42、一种离合器主控保护系统（70），可用以保护自动受控机动车上的摩擦式主离合器（14），上述主离合器在传动上介于一个节流阀控制的发动机和一个更换齿轮变速箱（10）之间，上述主控保护器具有以下特征：

具有装置（110）以保持一个模拟的离合器运行温度值;

具有装置（104）和（116），用以增加或减少上述模拟温度值，以响应感测的运行状态，其中包括（1）变速箱的接合状态（76）;

具有装置（126），用于当上述模拟值超过预定参考值时，命令离合器进入完全接合状态。

43、根据权项42中的系统，其中感测到的运行状态中包括（2）节流阀位置的状态（72）。

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