計算機控制的汽車電子自動離合器的製作方法

2023-05-05 05:39:46

專利名稱：計算機控制的汽車電子自動離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車離合器，尤其是一種計算機控制的汽車電子自動離合器。
背景技術：
目前，市場上的汽車電子自動離合器，其工作原理都是通過電腦對車速、發動機轉速、油門信號、剎車信號和換檔信號等傳感器信號進行接收和運算，結合人的操作意圖，計算出離合器的最佳結合時機，結合速度和深度，發出指令驅動電機執行裝置，來操縱汽車變速箱的乾式離合器，達到離合器壓盤分離或結合的目的，從而使傳統手動變速箱的車輛可以不用人工踩踏控制離合器踏板也可以控制離合器，進行起步、換檔和加速的操作。這種電子自動離合器主要由主控電腦、換檔傳感器、車速傳感器、發動機轉速傳感器、剎車信號傳感器、油門踏板傳感器、電機執行器和緊固件等部件組成。其主要特點是結構簡單，安裝方便，操作簡便，可以達到換檔起步不需要人工控制離合器，完全取代了人為 控制離合器，電腦控制精度較高，油離配合更精確，使駕駛更加舒適安全，而且它還具有適用車型廣泛的優點，可適用於所有手動變速箱的汽車。但是目前這套系統的缺點是在陡坡駐車起步時，由於主控電腦對油門信號和發動機轉速信號的判斷和計算的遲滯性以及執行電機的動作的滯後性，導致車輛沒有得到及時有效的動力，停駐或向上攀爬，造成車輛倒溜(後溜)現象，很容易造成交通事故。

發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單、方便實用、造價較低的計算機控制的汽車電子自動離合器，其經久耐用、安全可靠、安裝容易、使用範圍廣，可有效防止有電子自動離合器控制的車輛在陡坡起步時出現後溜現象。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是
這種計算機控制的汽車電子自動離合器，主控電腦分別與水平角度傳感器、車速信號傳感器、發動機轉速信號傳感器、剎車信號、電機執行器、執行器位置傳感器和電子液壓單向閥固定連接；電機執行器與執行器位置傳感器固定連接；電子液壓單向閥與剎車系統固定連接；
電子液壓單向閥包括電磁閥、管道、彈簧、單向閥、螺母、活塞、入口、出口 ；電子液壓單向閥的左右端設有入口、出口，電子液壓單向閥的上下部分別固定安裝有電磁閥和單向閥；入口、出口、電磁閥和單向閥四者通過管道互相固定連通；電磁閥通過外設的螺母和內設的彈簧與管道固定連接；單向閥內設有活塞，活塞與彈簧固定連接，活塞通過彈簧在單向閥內封閉式滑動。水平角度傳感器採用ZCT220J-SQT-1B型的傾角開關，為編程設定正負觸發角度；當車頭向上或向下時，達到或超過設定角度，傾角開關發出觸發信號，主控電腦(I)控制電子液壓單向閥(8)做出相應的導通或截止。電子液壓單向閥採用液壓式電磁閥與單向閥並聯工作的原理，當電磁閥工作時，液壓油只能向一個方向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油不能回流，剎車分泵仍保持壓力，車輛保持駐車狀態；當電磁閥不工作時，液壓油可雙向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油能夠回流，剎車分泵解除壓力，車輛處於自由狀態。計算機控制的汽車電子自動離合器的電路包括核心控制電路、模擬信號處理電路、直流電機驅動電路、存儲電路；
核心控制電路包括英飛凌單片機kc866以及外圍電路，負責這個系統的工作；單片機通過對發動機轉速信號、節氣門轉動角度信號、剎車動作信號的外部信號進行綜合分析，去控制電機轉動的角度，從而間接控制離合器的結合程度；
模擬信號處理電路分為轉速信號處理、剎車開關量信號處理；發動機自帶電感傳感器測速的信號為2-4v正弦波信號；因此，該信號需要經過濾波放大，限幅整形電路處理才得到單片機能識別的5v方波信號；具體電路同轉速信號處理部分；開關量模擬信號處理包括由通濾波器，以及電阻分壓限流電路；因為車子本身是一個很大的幹擾源，其中幹擾信號頻率較高，因此在外部信號輸入前必須先經過一個低通濾波器，這樣幹擾信號很大程度被濾除。保證系統的穩定性；
直流電機驅動電路包括專用電機出動晶片BTN7960以及外圍電路；|BTS7960大電流43A、H橋驅動S7960是NovalithIC家族三個獨立的晶片的一部分一是P型通道的高電位場效應電晶體，二是一個η型通道的低電位場效應電晶體，結合一個驅動晶片，形成一個完全整合的高電流半橋；所有三個晶片是安裝在一個共同的引線框，利用晶片對晶片和晶片晶片技術；電源開關應用垂直場效應管技術來確保最佳的阻態；由於P型通道的高電位開關，需要一個電荷泵消除電磁幹擾；通過驅動集成技術，邏輯電平輸入、電流取樣診斷、轉換速率調整器，失效發生時間、防止欠電壓、過電流、短路結構輕易地連接到一個微處理器上；該電路經過長期測試以及使用反饋，該驅動具有較好的穩定。本發明的有益效果
該發明是一種結構簡單、方便實用、造價較低的計算機控制的汽車電子自動離合器，經久耐用、安全可靠、安裝容易、使用範圍廣，可有效防止有電子自動離合器控制的車輛在陡坡起步時出現後溜現象。本發明的優點在於設計簡單易行，使用效果明顯，使駕駛者在陡坡起步時更安全、更輕鬆，杜絕了交通事故的發生。這一技術突破了傳統電子自動離合器的應用瓶頸，徹底實現了電子自動離合器在汽車上的實際應用。計算機控制汽車電子自動離合器在汽車上的應用可大大降低汽車自動變速箱的製造成本，同時由計算機控制的汽車電子自動離合器可以更精確的與汽車的發動機轉速和車速配合得更精確、準確，使得汽車的動力可以更有效的利用在行駛運行上，避免了人為造成的發動機空轉，離合器打滑等燃油損失的現象，有效降低了汽車油耗，達到節能環保的目的。另外，計算機控制汽車電子自動離合器也是汽車油電混合動力系統的重要部分，是實現汽車油電混合動力的必備系統。為汽車進一步的環保節能創造了必備條件。電子自動離合器系統與剎車控制系統相結合的運用，即使用水平角度傳感器和電子控制的液壓單向閥配合電子自動離合器的動作，在各種條件下，可自動控制電子控制的液壓單向閥的截止或導通，從而實現由電子自動離合器系統控制的車輛在陡坡起步是不會出現倒溜現象。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。圖I是本發明的組合結構示意圖。圖2是本發明的電子液壓單向閥結構示意圖。
具體實施例方式根據圖I-圖2所示，本發明主要包括主控電腦I、水平角度傳感器2、車速信號傳感器3、發動機轉速信號傳感器4、剎車信號5、電機執行器6、執行器位置傳感器7、電子液壓單向閥8、剎車系統9、電磁閥10、管道11、彈簧12、單向閥13、螺母14、活塞15、入口 16、出Π 17。
這種計算機控制的汽車電子自動離合器，主控電腦I分別與水平角度傳感器2、車速信號傳感器3、發動機轉速信號傳感器4、剎車信號5、電機執行器6、執行器位置傳感器7和電子液壓單向閥8固定連接；電機執行器6與執行器位置傳感器7固定連接；電子液壓單向閥8與剎車系統9固定連接；
電子液壓單向閥8包括電磁閥10、管道11、彈簧12、單向閥13、螺母14、活塞15、入口16、出口 17 ;電子液壓單向閥8的左右端設有入口 16、出口 17，電子液壓單向閥8的上下部分別固定安裝有電磁閥10和單向閥13 ;入口 16、出口 17、電磁閥10和單向閥13四者通過管道11互相固定連通；電磁閥10通過外設的螺母14和內設的彈簧12與管道11固定連接；單向閥13內設有活塞15，活塞15與彈簧12固定連接，活塞15通過彈簧12在單向閥13內封閉式滑動。水平角度傳感器2採用ZCT220J-SQT-1B型的傾角開關，為編程設定正負觸發角度；當車頭向上或向下時，達到或超過設定角度，傾角開關發出觸發信號，主控電腦I控制電子液壓單向閥8做出相應的導通或截止。電子液壓單向閥8採用液壓式電磁閥10與單向閥13並聯工作的原理，當電磁閥10工作時，液壓油只能向一個方向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油不能回流，剎車分泵仍保持壓力，車輛保持駐車狀態；當電磁閥10不工作時，液壓油可雙向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油能夠回流，剎車分泵解除壓力，車輛處於自由狀態。計算機控制的汽車電子自動離合器的電路包括核心控制電路、模擬信號處理電路、直流電機驅動電路、存儲電路；
核心控制電路包括英飛凌單片機kc866以及外圍電路，負責這個系統的工作；單片機通過對發動機轉速信號、節氣門轉動角度信號、剎車動作信號的外部信號進行綜合分析，去控制電機轉動的角度，從而間接控制離合器的結合程度；
模擬信號處理電路分為轉速信號處理、剎車開關量信號處理；發動機自帶電感傳感器測速的信號為2-4v正弦波信號；因此，該信號需要經過濾波放大，限幅整形電路處理才得到單片機能識別的5v方波信號；具體電路同轉速信號處理部分；開關量模擬信號處理包括由通濾波器，以及電阻分壓限流電路；因為車子本身是一個很大的幹擾源，其中幹擾信號頻率較高，因此在外部信號輸入前必須先經過一個低通濾波器，這樣幹擾信號很大程度被濾除。保證系統的穩定性；
直流電機驅動電路包括專用電機出動晶片BTN7960以及外圍電路；|BTS7960大電流43A、H橋驅動S7960是NovalithIC家族三個獨立的晶片的一部分一是P型通道的高電位場效應電晶體，二是一個η型通道的低電位場效應電晶體，結合一個驅動晶片，形成一個完全整合的高電流半橋；所有三個晶片是安裝在一個共同的引線框，利用晶片對晶片和晶片晶片技術；電源開關應用垂直場效應管技術來確保最佳的阻態；由於P型通道的高電位開關，需要一個電荷泵消除電磁幹擾；通過驅動集成技術，邏輯電平輸入、電流取樣診斷、轉換速率調整器，失效發生時間、防止欠電壓、過電流、短路結構輕易地連接到一個微處理器上；該電路經過長期測試以及使用反饋，該驅動具有較好的穩定。工作原理
當車輛處於陡坡時，水平角度傳感器2將車輛的坡度信號傳送到主控電腦1，主控電腦I發出指令控制電子液壓單向閥8處於截止狀態；在車輛起步時先踩下剎車，剎車油路上的電子液壓單向閥8起截止作用；鬆開剎車，在電子液壓單向閥8的作用下，剎車油不能回流，剎車片仍保持報緊狀態，車輛在陡坡不能後溜。在踩下油門時發動機轉速上升，主控電腦I發出結合的指令，執行器進行結合動作；當執行器結合至設定值時，執行器上的位置傳感器觸發信號送至主控電腦1，這時車輛已有足夠動力向上爬行；主控電腦I發出指令導通 電子液壓單向閥8，使剎車油得以回流，剎車片鬆開，車輛可平穩向坡上行駛。當車輛處於水平路面時，角度傳感器將水平角度信號傳送至主控電腦1，主控電腦I發出指令控制電子液壓單向閥(8)處於導通狀態，使得車輛在水平路面的駕駛操作為正常狀態，即踩剎車剎車片抱緊，放開剎車，剎車片鬆開，也就是說，這套系統只有在車輛處於坡度時才會啟動剎車防倒溜功能。
權利要求
1.一種計算機控制的汽車電子自動離合器，其特徵在於主控電腦(I)分別與水平角度傳感器(2 )、車速信號傳感器(3 )、發動機轉速信號傳感器(4 )、剎車信號(5 )、電機執行器(6 )、執行器位置傳感器(7 )和電子液壓單向閥(8 )固定連接；電機執行器(6 )與執行器位置傳感器(7)固定連接；電子液壓單向閥(8)與剎車系統(9)固定連接； 電子液壓單向閥(8)包括電磁閥(10)、管道(11)、彈簧(12)、單向閥(13)、螺母(14)、活塞(15)、入口(16)、出口(17);電子液壓單向閥(8)的左右端設有入口(16)、出口(17)，電子液壓單向閥(8 )的上下部分別固定安裝有電磁閥(10 )和單向閥(13 );入口( 16 )、出口(17)、電磁閥(10)和單向閥(13)四者通過管道(11)互相固定連通；電磁閥(10)通過外設的螺母(14)和內設的彈簧(12)與管道(11)固定連接；單向閥(13)內設有活塞(15)，活塞(15)與彈簧(12)固定連接，活塞(15)通過彈簧(12)在單向閥(13)內封閉式滑動。
2.根據權利要求I所述的計算機控制的汽車電子自動離合器，其特徵在於所述的水平角度傳感器(2)採用ZCT220J-SQT-1B型的傾角開關，為編程設定正負觸發角度；當車頭向上或向下時，達到或超過設定角度，傾角開關發出觸發信號，主控電腦(I)控制電子液壓單向閥(8)做出相應的導通或截止。
3.根據權利要求I所述的計算機控制的汽車電子自動離合器，其特徵在於所述的電子液壓單向閥(8)採用液壓式電磁閥(10)與單向閥(13)並聯工作的原理，當電磁閥(10)工作時，液壓油只能向一個方向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油不能回流，剎車分泵仍保持壓力，車輛保持駐車狀態；當電磁閥(10)不工作時，液壓油可雙向流動，即踩剎車後剎車踏板鬆開，液壓油能夠回流，剎車分泵解除壓力，車輛處於自由狀態。
4.根據權利要求I所述的計算機控制的汽車電子自動離合器，其特徵在於所述的計算機控制的汽車電子自動離合器的電路包括核心控制電路、模擬信號處理電路、直流電機驅動電路、存儲電路； 核心控制電路包括英飛凌單片機kc866以及外圍電路，負責這個系統的工作；單片機通過對發動機轉速信號、節氣門轉動角度信號、剎車動作信號的外部信號進行綜合分析，去控制電機轉動的角度，從而間接控制離合器的結合程度； 模擬信號處理電路分為轉速信號處理、剎車開關量信號處理；發動機自帶電感傳感器測速的信號為2-4v正弦波信號；因此，該信號需要經過濾波放大，限幅整形電路處理才得到單片機能識別的5v方波信號；具體電路同轉速信號處理部分；開關量模擬信號處理包括由通濾波器，以及電阻分壓限流電路；因為車子本身是一個很大的幹擾源，其中幹擾信號頻率較高，因此在外部信號輸入前必須先經過一個低通濾波器，這樣幹擾信號很大程度被濾除， 保證系統的穩定性； 直流電機驅動電路包括專用電機出動晶片BTN7960以及外圍電路；|BTS7960大電流43A、H橋驅動S7960是NovalithIC家族三個獨立的晶片的一部分一是P型通道的高電位場效應電晶體，二是一個η型通道的低電位場效應電晶體，結合一個驅動晶片，形成一個完全整合的高電流半橋；所有三個晶片是安裝在一個共同的引線框，利用晶片對晶片和晶片晶片技術；電源開關應用垂直場效應管技術來確保最佳的阻態；由於P型通道的高電位開關，需要一個電荷泵消除電磁幹擾；通過驅動集成技術，邏輯電平輸入、電流取樣診斷、轉換速率調整器，失效發生時間、防止欠電壓、過電流、短路結構輕易地連接到一個微處理器上；該電路經過長期測試以及使用反饋 ，該驅動具有較好的穩定。
全文摘要
本發明公開了一種計算機控制的汽車電子自動離合器，主控電腦分別與水平角度傳感器、車速信號傳感器、發動機轉速信號傳感器、剎車信號、電機執行器、執行器位置傳感器和電子液壓單向閥固定連接；電機執行器與執行器位置傳感器固定連接；電子液壓單向閥與剎車系統固定連接；電子液壓單向閥包括電磁閥、管道、彈簧、單向閥、螺母、活塞、入口、出口；該發明結構簡單、方便實用、造價較低，經久耐用、安全可靠、安裝容易、使用範圍廣，可有效防止有電子自動離合器控制的車輛在陡坡起步時出現後溜現象。
文檔編號B60W30/18GK102837701SQ20121036651
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者吳崇銘, 韋皓, 姚宇峰 申請人:吳崇銘, 韋皓