一种用于手动挡车辆的串联式线控离合器系统
阅读说明:本技术 一种用于手动挡车辆的串联式线控离合器系统 (Tandem type drive-by-wire clutch system for manual transmission vehicle ) 是由 沈建州 郑奎 田光兆 朱双双 于 2021-07-09 设计创作,主要内容包括:本发明涉及车辆智能驾驶辅助技术领域,尤其是一种用于手动挡车辆的串联式线控离合器系统,包括离合踏板、离合总泵、线控离合装置、压力传感器、离合分泵、离合机构、踏板位置传感器以及控制器,离合踏板和离合总泵机械连接,控制器与线控离合装置上的电机电气连接,控制器与踏板位置传感器电气连接,控制器与压力传感器电气连接,在车辆正常行驶时,驾驶员通过档位和离合进行配合操作,当需要主动制动时可以接受主动避撞系统的命令,在车辆主动制动的过程中,同时通过电机及其传动装置,能主动将离合器分离,避免车辆熄火;同时无主动控制时,离合器的操作由驾驶员来完成,不相互影响。(The invention relates to the technical field of intelligent driving assistance of vehicles, in particular to a tandem type line control clutch system for a manual transmission vehicle, which comprises a clutch pedal, a clutch master cylinder, a line control clutch device, a pressure sensor, a clutch slave cylinder, a clutch mechanism, a pedal position sensor and a controller, wherein the clutch pedal is mechanically connected with the clutch master cylinder; meanwhile, when no active control is carried out, the operation of the clutch is finished by a driver, and the mutual influence is avoided.)
技术领域
本发明涉及车辆智能驾驶辅助
技术领域
,尤其是一种用于手动挡车辆的串 联式线控离合器系统。背景技术
随着人工智能技术的快速发展,车辆具备自动驾驶及主动安全关键技术开 发成了新型科技公司争相追逐的热点,以增强企业的市场竞争力等。
针对涉及主动安全或自动驾驶技术的应用,车辆底盘的线控技术,成为技 术应用的关键,而当前线控技术主要聚焦在线控制动、线控转向和线控驱动三 个重点方向,而主动安全或自动驾驶领域也主要应用在自动挡车辆或新能源电 动车上。
然而随着人们对车辆安全的越来越重视,手动挡车辆也有大量安装主动安 全技术的需求,以主动避撞系统为例。一辆主动避撞系统,其基本原理是通过 传感器识别本车道前方车辆及可能引发前向碰撞的其它目标物信息,在判断有 前向碰撞危险时用视觉和声音信号警告驾驶员车辆前方的行人、自行车或车辆, 在必要时施加自主制动,防止碰撞或降低碰撞车速,从而提升车辆主动安全性 能。而对于自动挡或者新能源车辆而言,增加主动避撞系统,车辆底盘上只需 要线控制动技术。而对于手动挡车辆而言,仅解决线控制动,在车辆实施主动 制动过程中,由于离合器未被分离,将导致发动机动力输出未被切断,使得车 辆熄火。频繁异常熄火会对发动机造成一定的损害,同时造成积碳增长加快、 电池寿命缩短等一系列问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了解决在车辆主动制动情况下,主动控制 离合器分离,避免车辆熄火引发对车辆的损害问题,本发明提供一种用于手动 挡车辆的串联式线控离合器系统,包括离合踏板、离合总泵、线控离合装置、 压力传感器、离合分泵、离合机构、踏板位置传感器以及控制器,离合踏板和 离合总泵机械连接,离合总泵和线控离合装置输入油口通过设有的液压油管相 连,压力传感器通过液压油管串接在线控离合装置的输出油口和离合分泵之间, 离合分泵和离合机构机械连接,离合踏板和踏板位置传感器机械连接;控制器 与线控离合装置上的电机电气连接,控制器与踏板位置传感器电气连接,控制 器与压力传感器电气连接,有效解决了现有上述问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种用于手动挡车辆的串联式线控离合器系统,包括离合踏板、离合总泵、 线控离合装置、压力传感器、离合分泵、离合机构、踏板位置传感器以及控制 器,所述离合踏板和所述离合总泵机械连接,所述离合总泵和所述线控离合装 置输入油口通过设有的液压油管相连,所述压力传感器通过所述液压油管串接 在所述线控离合装置的输出油口和离合分泵之间,所述离合分泵和所述离合机 构机械连接,所述离合踏板和所述踏板位置传感器机械连接;所述控制器与所 述线控离合装置上的电机电气连接,所述控制器与所述踏板位置传感器电气连 接,所述控制器与所述压力传感器电气连接。
具体的,所述线控离合装置包括壳体、连接法兰、离合总泵和动力部,所 述连接法兰通过螺栓连接所述壳体,在远离所述壳体一侧所述离合总泵通过螺 栓连接所述连接法兰,所述动力部通过螺栓连接所述壳体,其特征在于:所述 壳体中设置有螺杆传动副和齿轮减速机构,所述螺杆副包括由第一轴承支撑的 旋转部和由限位机构限位的杆部,在初始状态下,所述杆部的前端球头部分伸 入到所述离合总泵内的活塞的球窝内,且所述杆部的球头与所述球窝之间留有 间隙,所述动力部经过设有的齿轮减速机构向所述旋转部提供旋转动力。
具体的,所述旋转部采用螺母,所述杆部采用螺杆。
具体的,所述齿轮减速机构包括大齿轮、惰轮轴、惰轮齿轮和小齿轮,所 述大齿轮与所述螺母过盈连接,所述惰轮轴通过设有的第二轴承支承在所述壳 体内,所述惰轮齿轮与所述惰轮轴过盈连接,所述小齿轮与所述动力部的输出 轴过盈连接,所述惰轮齿轮与所述大齿轮啮合,且所述惰轮齿轮与所述小齿轮 啮合。
具体的,所述螺母由所述第一轴承支承在所述壳体内;所述螺杆在远离所 述离合总泵侧固定连接有导向盘,所述导向盘通过沉头螺钉连接在所述螺杆上, 设有的导向销穿过所述导向盘上预留的圆孔,并插入所述壳体上形成的圆孔内, 用于限制所述螺杆的绕轴向旋转。
具体的,所述离合总泵、所述动力部在所述壳体同侧安装。
具体的,所述离合总泵内分别设有一个副密封圈和一个主密封圈,所述离 合总泵上设有一个螺纹连接的输入口法兰,所述离合总泵内设有一个弹簧,所 述离合总泵后端设有一个输出油口,所述输入口法兰上设有一个输入油口。
具体的,所述动力部采用电机。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种用于手动挡车辆的串联式线控离 合器系统,在车辆正常行驶时,驾驶员通过档位和离合进行配合操作,当需要 主动制动时可以接受主动避撞系统的命令,在车辆主动制动的过程中,同时通 过电机及其传动装置,能主动将离合器分离,避免车辆熄火;同时无主动控制 时,离合器的操作由驾驶员来完成,不相互影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的线控离合装置的结构示意图。
图中:1-壳体;2-连接法兰;4-导向销;5-导向盘;6-沉头螺钉;7-螺杆; 8-螺母;9-第一轴承;10-大齿轮;11-惰轮轴;12-第二轴承;13-惰轮齿轮; 14-小齿轮;15-电机;16-离合总泵;17-副密封圈;18-活塞;19-输入口法兰; 20-主密封圈;21-弹簧;22-输入油口;23-输出油口。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图, 仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,一种用于手动挡车辆的串联式线控离合器系统,其特征在于: 包括离合踏板、离合总泵、线控离合装置、压力传感器、离合分泵、离合机构、 踏板位置传感器以及控制器,所述离合踏板和所述离合总泵机械连接,所述离 合总泵和所述线控离合装置输入油口通过设有的液压油管相连,所述压力传感 器通过所述液压油管串接在所述线控离合装置的输出油口和离合分泵之间,所 述离合分泵和所述离合机构机械连接,所述离合踏板和所述踏板位置传感器机 械连接;所述控制器与所述线控离合装置上的电机电气连接,所述控制器与所 述踏板位置传感器电气连接,所述控制器与所述压力传感器电气连接。
工作原理:当系统处于人工模式时,控制器控制线控离合装置的电机使整 个装置处于初始位置,线控离合装置内输入油口与输出油口直通,驾驶员通过 踩踏离合踏板进行操作,使得离合总泵产生液压压力,液压压力通过线控离合 装置的输入油口进入,从线控离合装置的输出油口流出,流经压力传感器,液 压压力作用在离合分泵上,使得离合机构能够分离,此操作过程中,液压压力 的大小与驾驶员踩踏离合踏板的深度有关,深度越大,压力越大,压力值的大 小可以通过压力传感器检测到,系统可以通过测试的压力值,确定需要多大的 液压压力可以使离合机构完全分离。
当系统需要对车辆的离合装置进行线控操作时,控制器控制线控离合装置 的电机推动装置内的活塞运动,线控离合装置的输入油口被阻断,输出油口产 生压力,控制活塞持续运动,使输出口的液压压力达到一定的压力值,,即可使 离合机构完全分离。
当线控模式需要退出时,可接收操作命令控制线控离合装置回到初始位置 将离合控制权交还给驾驶员,或检测踏板行程传感器,当检测到离合踏板被踩 下时,控制线控离合装置回到初始位置将离合控制权交还给驾驶员。
如图2所示,所述线控离合装置包括:壳体1、连接法兰2、离合总泵16 和电机15,连接法兰2通过螺栓连接壳体1,在远离壳体1一侧离合总泵16通 过螺栓连接连接法兰2,电机15通过螺栓连接壳体1,壳体1中设置有螺杆传 动副和齿轮减速机构,螺杆副包括由第一轴承9支撑的螺母8和由限位机构限 位的螺杆7,在初始状态下,螺杆7的前端球头部分伸入到离合总泵16活塞18 的球窝内,且螺杆7的球头与球窝之间留有间隙;电机15经过齿轮减速机构向 螺母8提供旋转动力。
在一种优选的具体实施方式中,齿轮减速机构包括大齿轮10、惰轮轴11、 惰轮齿轮13、小齿轮14,大齿轮10与螺母8过盈连接,惰轮轴11通过第二轴 承12支承在壳体1内,惰轮齿轮与13惰轮轴11过盈连接,小齿轮14与电机 15的输出轴过盈连接,惰轮齿轮13与大齿轮10啮合,同时惰轮齿轮13与小齿 轮14啮合。
再另一种优选的具体实施方式中,螺母8由第一轴承9支承在壳体1内; 螺杆7在远离离合总泵侧固定连接有导向盘5,导向盘5通过沉头螺钉6连接在 螺杆7上,导向销4穿过导向盘5上预留的圆孔,并插入壳体1上形成的圆孔 内,用于限制螺杆7的绕轴向旋转。
优选的,离合总泵16、电机15在壳体1同侧安装。线控离合装置,在初始 状态下,输入油口22与输出油口23连通,从输入油口22流入的液压油可以无 阻碍的从输出油口23流出。
本发明的工作原理:系统接收主动安全系统的命令,根据控制命令,控制 装置动作,使的离合总泵内产生压力,以分断离合器,切断发动机动力输出, 避免车辆熄火,同时无主动控制时,离合器的操作由驾驶员来完成,不相互影 响,具体如下:
离合总泵16经出油口23与车上的离合分泵通过油管相连,线控离合装置 接受到线控指令时,电机15输出轴旋转经过小齿轮14、惰轮齿轮13、大齿轮 10带动螺母8旋转;导向销4限制螺杆7绕轴向的旋转,在螺母8的作用下, 螺杆7向靠近离合总泵16一侧移动,推动离合总泵活塞18向前移动,随着活 塞18的移动,位于活塞18上的副密封圈17和主密封圈20也跟着向前移动, 当主密封圈20位置超过输入口连接法兰19的中心位置时,输入油口22的液压 流通路径被活塞阻断,随着活塞18的持续移动,活塞后端内的液压被压缩产生 压力,压力经出油口23传递到车辆上的离合器分泵,实现离合器的分离,以避 免熄火。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。
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