本發(fā)明涉及汽車底盤，具體涉及一種手動檔汽車的離合器智能輔助系統(tǒng)。

背景技術：

隨著生活水平的提高，汽車成為日常生活的重要工具，人們對汽車性能的要求也越來越高。雖然自動檔變速器的誕生使駕駛汽車變得更加便捷和輕松，但是也帶來了傳動效率低，油耗高，購買和使用成本高的缺點，同時也無法滿足人們追加駕駛性樂趣的需求。而手動檔變速器在駕駛樂趣、高傳動效率、低油耗、低成本方面具有先天的優(yōu)勢，但是需要操作者具有較高的駕駛水平和一定的熟練程度，特別是起步、堵車工況等需要精準的控制離合器結合度，否則容易熄火、摩擦片燒蝕甚至發(fā)生交通事故等。當前的手動檔汽車的離合器全部依靠駕駛員的經(jīng)驗來控制車速、發(fā)動機轉速與離合器的關系，特別是在起步、堵車工況時對駕駛員的要求更高，在此條件下，人們將不得不放棄駕駛樂趣和手動檔汽車物美價廉的優(yōu)勢而無奈轉向自動檔汽車。因此，現(xiàn)有的手動檔汽車的離合器全部依靠駕駛員的經(jīng)驗來控制車速、發(fā)動機轉速與離合器的關系的狀況，亟待改進。CN 103775265A公開了一種手動檔汽車啟?？刂葡到y(tǒng)，包括蓄電池、電池傳感器、其特征在于：還包括空擋位置傳感器、離合器踏板10％位置開關、離合器踏板90％位置開關，啟?？刂破靼ú杉K和ECU控制處理器，ECU控制處理器分別采集空擋位置傳感器、離合器踏板10％位置開關、離合器踏板90％位置開關的信號，采集模塊采集汽車信息發(fā)送給ECU控制處理器，EMS喚醒常閉繼電器通過EMS喚醒信號線與發(fā)動機管理系統(tǒng)相連，啟?？刂破魍ㄟ^驅動控制EMS喚醒常閉繼電器的開閉，啟?？刂破魍ㄟ^驅動控制啟動電機繼電器的開閉，啟動電機繼電器輸出端與啟動電機相連接。其提供了一種成本低廉，方便地給售后市場手動擋汽車上加裝，使用安全可靠、通用性強的智能啟停系統(tǒng)。毋庸置疑，這是所屬技術領域的一種有益的嘗試。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有手動檔汽車技術上存在的問題，提供一種手動檔汽車的離合器智能輔助系統(tǒng)，能夠解決起步、堵車和低速爬陡坡僅憑駕駛員的經(jīng)驗來控制的問題，同時能夠保持手動檔汽車的低成本、高傳動效率、低燃油消耗和滿足人們的駕駛樂趣的優(yōu)點。

本發(fā)明是基于PID(Proportion Integration Differentiation)算法的控制系統(tǒng)，通過發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS(EngineManagementSystem,簡稱EMS)綜合識別和判斷發(fā)動機轉速信號、車速信號、檔位信號、分離軸承位移信號等基本輸入?yún)?shù)，然后向機油控制閥OCV(Oil Control Valve)輸出執(zhí)行指令，機油控制閥OCV根據(jù)指令分別開啟分離驅動腔油路或結合驅動腔油路，從而使離合器結合程度滿足最佳行車要求，離合器的結合程度值通過查表法獲得，而最優(yōu)值通過實際標定確定。

本發(fā)明所述的一種手動檔汽車的離合器智能輔助系統(tǒng)，包括離合器總成、設在離合器總成上的分離軸承、一端與分離軸承配合連接的分離杠桿，通過拉索與所述分離杠桿的另一端連接的離合器踏板；還包括設在發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊，

一分離軸承位移傳感器設在分離軸承上，該分離軸承位移傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊通訊；

一車速傳感器設在汽車輪轂上，該車速傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊通訊；

一檔位傳感器設在變速器上，該檔位傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊通訊；

一發(fā)動機轉速傳感器設在發(fā)動機總成上，該發(fā)動機轉速傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊通訊；

一機油控制閥設在變速器上，該機油控制閥與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)上的控制模塊通訊，并通過分離驅動腔油路與動力分配泵的分離驅動腔連通、通過結合驅動腔油路與動力分配泵的結合驅動腔連通，動力分配泵的活塞桿與所述分離杠桿的另一端對應/接觸。

進一步，所述機油控制閥(10)為三位四通型的電磁閥。

本發(fā)明的有益效果：

為保持手動檔汽車的本身優(yōu)越屬性、最大程度的降低成本和控制算法的簡單化，本智能輔助系統(tǒng)只在1檔和倒車檔起作用，正常駕駛過程的加檔、減檔等與普通手動檔變速器汽車操作一致，并且優(yōu)先滿足駕駛員的操作。能輕松應對車輛起步、堵車、低速爬陡坡、倒車等工況，駕駛員不需要控制離合器踏板，像駕駛自動檔汽車一樣輕松，一旦進入正常行車工況，駕駛員根據(jù)行車需求，手動進行加減檔操作，充分享受駕駛樂趣。

附圖說明

圖1是手動檔汽車離合器的智能輔助系統(tǒng)機構示意圖；

圖2手動檔汽車離合器的智能輔助系統(tǒng)的控制邏輯圖。

圖中：1－離合器踏板，2－離合器，3－分離軸承，4－分離軸承位移傳感器，5－車速傳感器，6－檔位傳感器，7－發(fā)動機轉速傳感器，8－發(fā)動機總成，9－發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)，10－機油控制閥(OCV閥)，11－分離驅動腔油路，12－結合驅動腔油路，13－分離驅動腔，14－結合驅動腔,15－活塞桿，16－動力分配泵，17－分離杠桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

參見圖1所示一種手動檔汽車的離合器智能輔助系統(tǒng)，包括離合器2、設在離合器總成上的分離軸承3、一端與分離軸承配合連接的分離杠桿17，通過拉索與所述分離杠桿17的另一端連接的離合器踏板1，其突出的實質性特點是：還包括設在發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9；

一分離軸承位移傳感器4設在分離軸承3上，該分離軸承位移傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9通訊(即電連接)；

一車速傳感器5設在汽車輪轂上(與ABS系統(tǒng)傳感器相同)，該車速傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9通訊；

一檔位傳感器6設在變速器上，該檔位傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9通訊；

一發(fā)動機轉速傳感器7設在發(fā)動機總成8上，該發(fā)動機轉速傳感器與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9通訊；

一機油控制閥10設在變速器上，該機油控制閥與所述發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9通訊，并通過分離驅動腔油路11與動力分配泵16的分離驅動腔13連通、通過結合驅動腔油路12與動力分配泵16的結合驅動腔14連通，動力分配泵16的活塞桿15與所述分離杠桿17的另一端對應/接觸。

所述機油控制閥10為三位四通型電磁閥。

本發(fā)明的工作原理及結構如下：

離合器踏板1、離合器總成2、車速傳感器5、發(fā)動機轉速傳感器7、發(fā)動機總成8與原手動檔汽車一致，不需要作改變。在原發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上增加了接收分離軸承位移信號、檔位信號和向機油控制閥10發(fā)出指令信號的控制模塊，在分離軸承3上設置分離軸承位移傳感器4，分離驅動腔13，在變速器上新增了機油控制閥10安裝孔，分離驅動腔油路11、結合驅動腔油路12、機油泵及進油道等，本系統(tǒng)的所有采集信息都傳輸至發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS上的控制模塊9，通過控制模塊9的內(nèi)部運算程序發(fā)出控制指令，通過機油控制閥10控制分離驅動腔油路11和結合驅動腔油路12的開啟或關閉，實現(xiàn)分離驅動腔13和結合驅動腔14的充油或泄油，從而實現(xiàn)離合器的分離與結合。

離合器總成2屬于常壓式結構，與離合器控制系統(tǒng)一致，由于新增了智能輔助系統(tǒng)，在發(fā)動機管理系統(tǒng)ESM的控制模塊中，只有在換擋、起步等工況時，當踩踏離合器踏板1或分離驅動腔13充滿液壓油時，離合器總成2才處于分離或半分離狀態(tài)。

本手動檔汽車離合器的智能輔助系統(tǒng)的詳細控制邏輯為(參見圖2)：

(1)當車速傳感器5和發(fā)動機轉速傳感器7獲取的轉速信號均是零時，車速傳感器和發(fā)動機轉速傳感器發(fā)出低壓值信號，該低壓值信號通過傳輸線路發(fā)送至控制模塊9并通過運算和判斷，然后向機油控制閥10發(fā)出向分離驅動腔13充油、結合驅動腔14泄油的信號，此時智能輔助系統(tǒng)不工作。該條件下，與原手動檔汽車一致；

(2)當車速傳感器5的信號＝0、檔位傳感器6的信號＝1或＝R、發(fā)動機轉速傳感器7的信號為≤V_怠速時(怠速時),車速傳感器、檔位傳感器和發(fā)動機轉速傳感器發(fā)出高壓值信號，該高壓值信號通過傳輸線路發(fā)送至控制模塊9并通過運算和判斷，然后向機油控制閥10發(fā)出分離驅動腔13泄油、結合驅動腔14充油的信號，離合器在該智能輔助系統(tǒng)的作用下，迅速分離，此刻分離軸承位移傳感器4反饋給控制模塊9的信號為S＝Max狀態(tài)，離合器全部分離，動力傳遞切斷；

(3)當車速傳感器5的信號＞0、檔位傳感器6的信號＝1或＝R、發(fā)動機轉速傳感器7的信號為≥V_怠速時(怠速時),分離軸承位移傳感器4的反饋信號＝S_n(見表1,S_n值時根據(jù)標定獲得，該值直接體現(xiàn)為離合器的分離程度，滿足復雜工況要求)，車速傳感器、檔位傳感器和發(fā)動機轉速傳感器發(fā)出高壓值信號，該高壓值信號通過傳輸線路發(fā)送至E控制模塊9并通過運算和判斷，然后向機油控制閥10發(fā)出分PID(Proportion Integration Differentiation)占空比信號，此階段的分離驅動腔13處于泄油和充油的交替轉換和結合驅動腔14處于充油和泄油的交替轉換，最終使該智能輔助系統(tǒng)能滿足自動檔狀態(tài)下的駕車工況，該駕車工況適應堵車緩行、車輛起步、陡坡起步、倒車入庫、低速大扭矩爬陡坡等工況，駕駛員不需要控制離合器踏板；在工程實際中,應用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器(比例-積分-微分控制器)

(4)當檔位傳感器6的信號≠1或≠R、分離軸承位移傳感器4的信號S＝0，在正常行駛工況中的加減檔位時，需要駕駛員控制離合器踏板，實現(xiàn)檔位變更；

發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS中的控制模塊9是該智能輔助系統(tǒng)的控制中心，數(shù)據(jù)S_n通過整車標定獲得，S_n標定越詳細，整車的駕駛性越舒適。執(zhí)行器執(zhí)行過程中，分離驅動腔13和結合驅動腔14分別根據(jù)分離驅動腔油路11和結合驅動腔油路12的進油或者回油的迅速變化來控制S_n，同時S_n作為反饋信號進入控制模塊9，為滿足下一階段的S_n作準備，因此機油控制閥10在智能輔助系統(tǒng)起作用期間是高頻振動的，而S_n是實時修正的。

表1