專利名稱：離合器操縱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛控制裝置，尤其涉及一種離合器操縱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前重型汽車離合器操縱系統(tǒng)廣泛采用液壓操縱氣壓助力方式。在 使用過程中，時常發(fā)生漏油以及液壓系統(tǒng)進(jìn)氣等問題，進(jìn)而影響離合器 分離，故障率較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種全氣動、且能夠快 速、精確控制的離合器操縱系統(tǒng)。
本發(fā)明的離合器操縱系統(tǒng)包括離合器踏板、控制單元、工作氣缸、 儲氣筒、開關(guān)閥和調(diào)壓閥，其中儲氣筒作為整個系統(tǒng)的氣體源；離合 器踏^1與控制單元電連接；工作氣缸與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的進(jìn)氣口或出氣 口連接；控制單元與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的控制端連接；所述開關(guān)閥與調(diào)壓 閥并聯(lián)，所述并聯(lián)氣路的兩端分別與儲氣筒和工作氣缸連接；所述控制 單元用于根據(jù)離合器踏板的行程，并且根據(jù)檢測到的當(dāng)前氣缸行程或壓 力，向開關(guān)閥和調(diào)壓閥發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器 隨離合器踏板的動作而分離或者接合。
在優(yōu)選適時方案中，所述系統(tǒng)還包括位于離合器踏板下方的踏板位 移傳感器，所述踏板位移傳感器用于檢測離合器踏板的行程，通過所述 踏板位移傳感器，離合器踏板與控制單元電連接。
在優(yōu)選適時方案中，所述開關(guān)閥包括第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，所 述第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥并聯(lián)，其中第一開關(guān)閥是常閉閥，所述常閉 閥一端與工作氣缸連接，另一端與儲氣筒連接，所述常閉閥通電時壓力
空氣由儲氣筒進(jìn)入工作氣缸；第二開關(guān)閥是常開閥，所述常開閥一端與 工作氣缸連接，另一端與大氣連接，所述常開閥通電時工作氣缸與大氣的連接纟皮斷開。
在優(yōu)選適時方案中，所述系統(tǒng)還包括用于檢測工作氣缸內(nèi)氣壓的氣 壓傳感器，所述氣壓傳感器安裝在工作氣缸的氣路上。
在優(yōu)選適時方案中，所述系統(tǒng)還包括用于檢測工作氣缸的活塞行程 的行程傳感器，所述行程傳感器安裝在工作氣缸上。
在優(yōu)選適時方案中，踏板位移傳感器是非接觸式傳感器。
在優(yōu)選適時方案中，調(diào)節(jié)工作氣缸行程包括當(dāng)工作氣缸的當(dāng)前行
程或氣壓值與目標(biāo)值之間的差值小于預(yù)定值時，只通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥控制
工作氣缸行程，開關(guān)閥關(guān)閉；當(dāng)氣缸內(nèi)的行程或氣壓值與目標(biāo)值之間的 差值大于預(yù)定值時，同時對調(diào)壓閥和開關(guān)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明在離合器操縱系統(tǒng)中采取純氣動技術(shù)，完全摒棄油路，達(dá)到 可靠性高、無污染的要求。
在本發(fā)明中，將大流量的開關(guān)閥與控制精度高的調(diào)壓閥并聯(lián)使用， 既通過開關(guān)閥保證了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，又通過調(diào)壓閥保證了系統(tǒng)的控制 精度，而且設(shè)備成本低、可靠性更高，更加便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明中采用非接觸式傳感器，可以使得設(shè)備的使用 壽命延長，而且更加便于集成。


圖l是本發(fā)明一種實(shí)施方式的離合器操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明另 一種實(shí)施方式的離合器操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的離合器操縱系統(tǒng)包括離合器踏 板l、踏板位移傳感器2、控制單元3、工作氣缸位移傳感器41、單作用 工作氣缸5、調(diào)壓閥6、高速開關(guān)閥7、 8,儲氣筒9以及上述部件之間的 連沖妻線^各。其中
儲氣筒9作為整個系統(tǒng)的氣體源，為工作氣缸5提供氣源。儲氣筒9 的供氣端與調(diào)壓閥6、高速開關(guān)閥7連接。通過上述兩個電磁閥為工作氣缸5供氣。
離合器踏板1與控制單元3電連接。司機(jī)通過踩踏離合器踏板1對 車輛的離合器進(jìn)行控制。而離合器踏板1的行程則是對工作氣缸5中的 行程進(jìn)行控制的重要參數(shù)之一 。
離合器踏板1的行程可以通過各種現(xiàn)有的傳感器采集，在本實(shí)施方 式中，踏板位移傳感器2用于采集離合器踏板1的行程，采集到的位移 信號可以通過電纜傳送到控制單元3。踏板位移傳感器2可以采用各種適 合的傳感器，優(yōu)選地，采用非接觸式傳感器，例如霍爾傳感器等。
工作氣缸5的進(jìn)氣口與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的進(jìn)氣口或出氣口連接，工 作氣缸5的活塞與離合器連接，隨著活塞的運(yùn)動，離合器分離或接合。 工作氣缸位移傳感器41安裝在工作氣缸5上，工作氣缸位移傳感器41 將工作氣缸5的行程信號送入控制單元3?？蛇x擇地，工作氣缸位移傳感 器41也可以由工作氣缸壓力傳感器代替。無論采用壓力傳感器還是位移 傳感器，都是為了獲得工作氣缸當(dāng)前的行程信號，以便與離合器踏板行 程信號形成閉環(huán)回路。
控制單元3與開關(guān)閥7、 8和調(diào)壓閥6的控制端連接。所述控制單元 3用于根據(jù)離合器踏板1的行程，并且根據(jù)檢測到的當(dāng)前氣缸行程，向開 關(guān)閥7、 8和調(diào)壓閥6發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器隨 離合器踏板的動作而分離或者接合?？刂茊卧?可以通過例如單片機(jī)等 硬件和其中的軟件實(shí)現(xiàn)。
所述開關(guān)閥7、 8為高速開關(guān)閥，與調(diào)壓閥6并聯(lián)。所述并聯(lián)氣路的 兩端分別與儲氣筒9和工作氣缸5連接。如圖所示，第一開關(guān)閥7為常 閉閥， 一端與儲氣筒9,另一端與工作氣缸5連接，如果通電，空氣由 儲氣筒9進(jìn)入工作氣缸5;第二開關(guān)閥8為常開閥， 一端與工作氣缸5 連接，另一端與大氣相通，如果通電，工作氣缸與大氣的連接纟支斷開。
圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的離合器操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 所示，離合器操縱系統(tǒng)包括離合器踏板1、踏板位移傳感器2、控制單元 3、工作氣缸氣壓傳感器42、單作用工作氣缸5、調(diào)壓閥6、高速開關(guān)閥 7、 8，儲氣筒9以及上述部件之間的連接線路。在本實(shí)施方式中，以工作氣缸氣壓傳感器42代替工作氣缸位移傳感器41，氣缸氣壓傳感器42 安裝在工作氣缸5的氣路上，以便能夠感測氣壓。
儲氣筒9作為整個系統(tǒng)的氣體源，為工作氣缸5提供氣源。儲氣筒9 的供氣端與調(diào)壓閥6、高速開關(guān)閥7連接。通過上述兩個電^f茲閥為工作氣 缸5供氣。
離合器踏板1與控制單元3電連接。司機(jī)通過踩踏離合器踏板1對 車輛的離合器進(jìn)行控制。而離合器踏板1的行程則是對工作氣缸5中的 行程進(jìn)行控制的重要參數(shù)之一。
離合器踏板1的行程可以通過各種現(xiàn)有的傳感器采集，在本實(shí)施方 式中，踏板位移傳感器2用于采集離合器踏板1的行程，采集到的位移 信號可以通過電纜傳送到控制單元3。踏板位移傳感器2可以采用各種適 合的傳感器，優(yōu)選地，采用非接觸式傳感器，例如霍爾傳感器等。
其中，工作氣缸5的進(jìn)氣口與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的進(jìn)氣口或出氣口連 接，工作氣缸5的活塞與離合器連接，隨著活塞的運(yùn)動，離合器分離或 接合。工作氣缸氣壓傳感器42安裝在工作氣缸5進(jìn)氣口上，工作氣缸氣 壓傳感器42將工作氣缸5的氣壓信號送入控制單元3。
控制單元3與開關(guān)閥7、 8和調(diào)壓閥6的控制端連接。所述控制單元 3用于根據(jù)離合器踏板1的行程，并且根據(jù)檢測到的當(dāng)前氣缸壓力，向開 關(guān)閥7、 8和調(diào)壓閥6發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器隨 離合器踏板的動作而分離或者接合?？刂茊卧?可以通過例如單片機(jī)等 硬件和其中的軟件實(shí)現(xiàn)。
所述開關(guān)閥7、 8為高速開關(guān)閥，與調(diào)壓閥6并聯(lián)。所述并聯(lián)氣路的 兩端分別與儲氣筒9和工作氣缸5連接。如圖所示，第一開關(guān)閥7為常 閉閥， 一端與儲氣筒9,另一端與工作氣缸5連接，如果通電，空氣由 儲氣筒9進(jìn)入工作氣缸5;第二開關(guān)閥8為常開閥， 一端與工作氣缸5連 接，另一端與大氣相通，如果通電，工作氣缸與大氣的連接;陂斷開。
本發(fā)明的工作過程如下
駕駛員在踩動離合器踏板1時，安裝在離合器踏板1下方的踏板位 移傳感器2采集行程信號，并將行程信號傳遞給控制單元3，依據(jù)離合器踏板行程，控制單元3計(jì)算出氣缸目標(biāo)行程。工作氣缸位移傳感器41將 檢測到的氣缸行程或工作氣缸氣壓傳感器42 ^r測到的氣缸氣壓ft據(jù)4皮反 饋給控制單元3，使控制單元3能夠獲得當(dāng)前氣缸活塞的行程，從而進(jìn)行 閉環(huán)控制?？刂茊卧?可以使用PID控制算法向調(diào)壓閥6和高速開關(guān)閥7、 8發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器隨離合器^"板的動作而 分離或者接合。
在本發(fā)明中，如果工作氣缸5當(dāng)前行程或氣壓值與目標(biāo)值之間的差 值小于預(yù)定值，本操縱系統(tǒng)只通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥6控制工作氣缸行程，開 關(guān)閥7、 8同時關(guān)閉； 一旦氣缸內(nèi)的行程或氣壓值與目標(biāo)值之間的差值大 于預(yù)定值，單純使用流量較小的調(diào)壓閥6將不能滿足響應(yīng)速度的需求， 此時同時打開調(diào)壓閥和開關(guān)閥，調(diào)壓閥6和高速開關(guān)閥7、 8相互配合進(jìn) 行調(diào)節(jié)，以同時保證離合器的響應(yīng)速度和精度，提供合適的氣體壓力， 實(shí)現(xiàn)離合器從動盤的分離接合才乘作。
盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，但是其實(shí)現(xiàn)形式 并不局限于上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1、一種離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括離合器踏板、控制單元、工作氣缸、儲氣筒、開關(guān)閥和調(diào)壓閥，其中儲氣筒作為整個系統(tǒng)的氣體源；離合器踏板與控制單元電連接；工作氣缸與開關(guān)閥、調(diào)壓閥連接；控制單元與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的控制端連接；所述開關(guān)閥與調(diào)壓閥并聯(lián)，所述調(diào)壓閥的兩端分別與儲氣筒和工作氣缸連接；所述控制單元用于根據(jù)離合器踏板的行程，并且根據(jù)檢測到的當(dāng)前氣缸行程或壓力，向開關(guān)閥和調(diào)壓閥發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器隨離合器踏板的動作而分離或者接合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括位于離合器踏板下方的踏板位移傳感器，所述踏板位移傳感器用 于檢測離合器踏板的行程，通過所述踏板位移傳感器，離合器踏板與控 制單元電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述 開關(guān)閥包括第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，所述第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥并 聯(lián)，其中第一開關(guān)閥是常閉閥，所述常閉閥一端與工作氣缸連接，另一 端與儲氣筒連接，所述常閉閥通電時壓力空氣由儲氣筒進(jìn)入工作氣缸； 第二開關(guān)閥是常開閥，所述常開閥一端與工作氣缸連接，另一端與大氣 連接，所述常開閥通電時工作氣缸與大氣的連接被斷開。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括用于檢測工作氣缸內(nèi)氣壓的氣壓傳感器，所述氣壓傳感器安裝在 工作氣缸上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括用于檢測工作氣缸的活塞行程的行程傳感器，所述行程傳感器安 裝在工作氣缸上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，踏板位移 傳感器是非接觸式傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器操縱系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)節(jié)工作氣缸行程包括當(dāng)工作氣缸的當(dāng)前行程或氣壓值與目標(biāo)值之間的差值小 于預(yù)定值時，只通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥控制工作氣缸行程，開關(guān)閥關(guān)閉；當(dāng)氣 缸內(nèi)的行程或氣壓值與目標(biāo)值之間的差值大于預(yù)定值時，同時對調(diào)壓閥 和開關(guān)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開的離合器操縱系統(tǒng)包括離合器踏板、控制單元、工作氣缸、儲氣筒、開關(guān)閥和調(diào)壓閥。儲氣筒作為整個系統(tǒng)的氣體源；離合器踏板與控制單元電連接；工作氣缸與開關(guān)閥、調(diào)壓閥連接；控制單元與開關(guān)閥、調(diào)壓閥的控制端連接；所述開關(guān)閥與調(diào)壓閥并聯(lián)，所述并聯(lián)氣路的兩端分別與儲氣筒和工作氣缸連接；控制單元用于根據(jù)離合器踏板的行程，并且根據(jù)檢測到的當(dāng)前氣缸行程或壓力，向開關(guān)閥和調(diào)壓閥發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)工作氣缸行程，使得離合器隨離合器踏板的動作而分離或者接合。本發(fā)明采取純氣動技術(shù)，完全摒棄油路，可靠性高、無污染。開關(guān)閥與調(diào)壓閥的并聯(lián)使用既通過開關(guān)閥保證了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，又通過調(diào)壓閥保證了系統(tǒng)的控制精度。
文檔編號B60K23/02GK101524962SQ20091013447
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者席軍強(qiáng), 揚(yáng) 張, 陽 王, 陳慧巖 申請人:北京理工大學(xué)