汽车离合器电子控制研究

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汽车离合器电子控制研究 [复制链接]

摘要:通过对传统离合器操纵系统加以改进,将机械式人工操纵过程由电子控制的液压系统来完成,实现离合器的自动化控
制。本文从分析离合器工作原理方面入手,结合电子与液压控制技术的特点,将汽车行驶过程中的所有工况分解为起步、换挡、点
刹、制动4个动作,建立与离合器工作状态的联系,利用换挡杆、油门踏板、制动踏板的状态改变信号,控制液压系统工作油缸的油
路,实现油缸推杆的往复运动,从而控制离合器的分离与接合,使普通变速器汽车和自动变速器汽车在操作上变得非常接近。提高
操作的准确性,降低汽车驾驶的劳动强度,从而提高汽车行驶的安全性。本文主要研究电子控制实现的方法。
关键词:汽车离合器; 操纵系统; 电子控制; 研究
　　由于现代汽车普遍采用电子控制技术,极大改善了汽车的行驶安全性、乘坐舒适性、操作方便性等,采用的技术有电控发动机技术、ABS汽车防抱死系统、自动变速器技术、无级变速器技术等。但由于自动变速器技术在改善汽车操作性能的同时,也增加了汽车的油耗,因此,对大量采用传统变速器系统的汽车,通过对离合器操纵系统进行改造,采用电子控制技术、液压技术等,使其接近自动变速器汽车的操作方法,又保留原来低油耗的优点,满足汽车行驶的安全性、驾驶的方便性、汽车的经济性。要达到上述要求,就要对离合器的操纵系统的控制方法进行总体改进,通过信号输入及信号输出,实现电子
控制。
1 　控制原理分析
1. 1　汽车运行工况及离合器状态
汽车运行工况、离合器状态及控制信号,见表1。
表1　离合器状态控制信号
Tab. 1 C lu tch Co n tro l S igna l
运行工况离合器状态信号源
启动发动机分离空挡信号
汽车起步接合油门信号
行驶换挡分离-接合换挡信号
汽车滑行接合无
点刹接合无
紧急制动分离制动踏板
1. 2　离合器控制分析
汽车离合器初始处于接合状态, 4个传感器信号为触发保持信号。
1)当启动发动机时,由于变速杆处于空挡位置,触发空挡信号,离合器处于分离状态,发动机怠速运行。
2)当汽车起步时,推动换挡杆,触发换挡信号,离合器处于分离状态;当踩动油门踏板时,触发油门信号,离合器接合,汽车起步。
3)行驶过程中换挡,触发换挡信号,离合器由接合开始分离,实现换挡,然后踩动油门踏板,触发油门信号,离合器重新接合,汽车继续行驶。
4)汽车由正常行驶转为滑行工况,无触发信号输入,离合器仍然保持接合。
5)当采用点刹时,踏板行程较小,不能触发制动踏板信号,离合器仍然保持接合。
6)紧急制动,触发制动踏板信号,离合器迅速分离,保证制动可靠。
1. 3　电子控制离合器的实现方法
离合器电子控制上可以从3方面考虑:
1)信号获得
要实现离合器的电子控制,取消离合器踏板,必须要找出汽车驾驶操作与离合器动作之间的关系,也就是如何通过其他操作动作的实施,间接控制离合器动作。除离合器踏板外,还有油门踏板、制动踏板、换挡杆等,他们之间以及与汽车行驶状况之间的关系,前面有分析。信号输入控制芯片后,经过计算处理,建立相互间的逻辑关
系并输出。
油门踏板、制动踏板、换挡杆的信号通过安装传感器(开关型)
获得,油门踏板传感器用来感受是否有踩油门动作,将安装在油门位
置开始端;制动踏板位置传感器用来判断汽车是否处于制动状态,不
包括点刹,所以该传感器将被安装在制动踏板位置的末端;换挡杆的
信号用来判断变速器是否处于空挡位置,可在空挡位置安装按钮式
传感器即可。
在变速器输出轴安装转速传感器。
2)信号处理
进行处理的输入信号包括:油门是否动作、换挡杆是否在空挡位
置、制动踏板位置、汽车传动轴转速。根据上述4种信号与离合器动
作(分离或接合)之间的联系,采用EDA技术和VHDL语言,设计处理芯片进行处理。
3)实现控制
利用液压控制技术,对离合器进行电-液联合控制,包括以下
内容:
①离合器快速分离、离合器缓慢接合、汽车起步控制。
②实现方法是通过控制系统油液的流量,实现油缸速度的控制。