专利名称：摩托车发动机离合器控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及摩托车发动机离合器，具体涉及利用主要由离合器控制电路和离合执行机构构成的摩托车发动机离合器控制系统。
背景技术：
传统的人工手动离合器是通过位于车把上的离合器操作手柄或踩下脚踏板拉动离合器拉线，由此拉动发动机离合器摇臂，离合器摇臂带动离合器顶杆，进而顶开依靠弹簧压力而处于接合状态的离合器组片，使离合器组片产生一定间隙，完成分离动作；反之，通过释放离合器操作手柄或离合脚踏板，进而带动拉线和摇臂，完成离合器的接合动作步骤，使摩托车实现换档、起步、行驶等功能。因此摩托车离合器拉线为适应摩托车的结构特征，必须沿着与摩托车相适应的位置和空间多次弯曲才能发挥作用，这样就必须给拉线留出较大的活动空间，同时随着拉线弯弧的增多和大功率摩托车离合阻力的增大，离合器拉线与其套管磨擦产生的阻力也将随之增加，致使拉线频繁工作时磨损严重，当拉力较大且弯弧过甚时，拉线容易断裂，尤其对于大功率摩托车，由于摩托车离合器本身的操作阻力已相当大，再加上离合器拉线的阻力，使驾驶员操作时感到吃力，有时不仅不能自如地进行操作，还可能使离合器分离、接合不充分，造成离合器片烧坏、打滑，磨损加快，同时产生大量粉沫，造成机油杂质过大，加快整机机械磨损，严重时堵塞油道，造成拉缸、抱缸、活塞环卡死等严重机械故障。并且由于大多数摩托车的操作机构为非封闭形式，在洗车或雨、雪等恶劣天气下，摩托车离合器拉线不可避免地与水接触，导致其腐蚀生锈，使用寿命降低，若在严冬季节，进水的离合器拉线一旦结冰，将会造成离合器失控。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种摩托车发动机离合器的控制系统，利用在离合器手柄或脚踏板、离合器触接件对应位置设信号采集元件采集位移变化信息，然后将采集的位移信息送至离合器控制电路，由离合器控制电路通过具体的离合执行机构进而控制离合器分离、接合动作的跟踪控制过程。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是一种摩托车发动机离合器控制系统主要由信号处理单元、主控制单元和驱动单元构成，信号处理单元与离合器顶杆位移传感器、离合器操控机构位移传感器连接，用以采集离合器顶杆位移信号和离合器操控机构位移信号，将采集到的信号整形放大后输入到主控制单元进行比较跟踪；主控制单元与信号处理单元、驱动单元连接，将送入的采集信号进行处理后，发送指令给驱动单元，驱动单元连接离合执行机构。
所述的离合器操控机构位移传感器设置在摩托车手把座上，离合器手柄对应离合器操控机构位移传感器的位置设有位移信号感应元件，离合器操控机构位移传感器通过信号处理单元将采集到的位移信号输入到主控制单元。
所述的离合器操控机构位移传感器设置在摩托车车体上，离合器脚踏板对应离合器操控机构位移传感器的位置设有脚踏板位移信号感应元件，离合器操控机构位移传感器通过信号处理单元将采集到的位移信号输入到主控制单元。
所述的离合执行机构由驱动源、传动件和触接件构成，驱动源与驱动单元连接，用于接收驱动单元发送的驱动指令并根据指令进行动作；传动件用以传递驱动源动作产生的驱动力；传动件上还连接有触接件，触接件与离合器顶杆触接，控制离合器顶杆的进退。
所述的驱动源为减速执行电机，触接件为凸轮顶杆，传动件包括有凸轮，凸轮顶杆设置在发动机壳体对应离合器顶杆的位置，凸轮顶杆与凸轮、离合器顶杆触接；凸轮顶杆上设有感应元件，感应元件对应的位置设有离合器顶杆位移传感器，离合器顶杆位移传感器与信号处理单元连接，传输离合器顶杆的位移信号。
所述的凸轮固接在减速执行电机的输出轴上。
所述的传动件还包括蜗杆蜗轮，蜗杆设在减速执行电机的输出轴上，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮设在凸轮轴的上端，凸轮固接在凸轮轴对应凸轮顶杆的位置。
所述的驱动源为直线电机。
所述的传动件和触接件均为直线电机中的导螺杆，直线电机固定设置在发动机壳体上，导螺杆的头端与离合器顶杆触接，导螺杆的尾端设有感应元件，直线电机壳体对应感应元件的位置设有离合器顶杆位移传感器，离合器顶杆位移传感器与信号处理单元连接。
所述的传动件包括摇臂，直线电机与驱动单元连接，直线电机中的导螺杆与摇臂的一端触接，摇臂通过中部支点连接在发动机壳体上，摇臂的另一端与凸轮顶杆触接；凸轮顶杆上设有感应元件，感应元件对应的位置设有离合器顶杆位移传感器，离合器顶杆位移传感器与信号处理单元连接，传输离合器顶杆的位移信号。
所述的凸轮顶杆上还设有复位弹簧。
所述的手柄位移信号感应元件、脚踏板位移信号感应元件和感应元件均为永磁块。
本实用新型所能达到的有益效果是1、本实用新型采用单片机控制系统对摩托车的离合器进行智能控制，取消了离合拉线，解决了离合器拉线存在的各种弊端，使操作变得轻松方便。
2、本实用新型保证了离合器分离彻底、接合紧密，延长了离合器的使用寿命，使发动机的能量得到有效发挥。
图1为本实用新型控制电路的原理方框图。
图2为本实用新型控制电路的电路原理图。
图3为本实用新型操作手柄与离合器操控机构位移传感器位置关系图。
图4为本实用新型脚踏板与离合器操控机构位移传感器位置关系图。
图5为本实用新型采用减速执行电机直接带动凸轮与凸轮顶杆配合构成执行机构实施例的结构示意图。
图6为本实用新型采用减速执行电机通过蜗杆蜗轮带动凸轮与凸轮顶杆配合构成执行机构实施例的结构示意图。
图7为本实用新型采用直线电机包括导螺杆直接作为执行机构实施例的结构示意图。
图8为本实用新型采用直线电机通过摇臂与凸轮顶杆配合构成执行机构实施例的结构示意图。
图9为本实用新型控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
如图1、图2、图3、图4所示该摩托车发动机离合器控制系统主要由信号处理单元5、主控制单元3和驱动单元4构成，信号处理单元5与离合器顶杆位移传感器1、离合器操控机构位移传感器2连接，离合器操控机构位移传感器2可以设置在摩托车车把座6上，离合器手柄7对应离合器操控机构位移传感器2的位置设有位移信号感应元件8，离合器操控机构位移传感器2通过信号处理单元5将采集到的位移信号输入到主控制单元3；离合器操控机构位移传感器2亦可以设置在摩托车车体上，离合器脚踏板9对应离合器操控机构位移传感器2的位置设有位移信号感应元件8，离合器操控机构位移传感器2通过信号处理单元5将采集到的位移信号输入到主控制单元3；主控制单元3与信号处理单元5、驱动单元4连接，将送入的采集信号进行处理后，发送指令给驱动单元4，驱动单元4连接离合执行机构。接插件CZ1的第5脚与离合器操控机构位移传感器2连接，拾取离合器操控机构位移信号，接插件CZ1第3脚拾取与离合器顶杆位移传感器1连接，拾取离合器顶杆位移信号。拾取的离合器操控机构位移信号和离合器顶杆位移信号经过由电阻R21、R15，滤波电容C9、C8和运算放大器IC6A、IC6B与模/数转换器IC9(ADC0809)构成的信号处理单元5进行整形放大转换，并将整形放大转换后的信号送入主控制单元3，主控制单元3主要由单片机IC1(78E58)及外围由晶振Y1、电容C2和C3组成时钟电路和C1、R1组成的上电自动复位电路构成，单片机IC1(78E58)将处理后的信号由单片机IC1第6脚和第7脚送出控制信号给驱动单元4，驱动单元4主要由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6及与三极管Q1、Q2连接光电耦合器U26、U24和U23、U25构成，三极管Q3、Q4的公共端与三极管Q5、Q6的公共端之间接有减速执行电机10或直线电机21，通过控制三极管Q3、Q6或Q4、Q5的导通与截止，完成减速执行电机10或直线电机21的正反运转。
离合器的离合执行机构可以采取以下四种方案如图5所示，减速执行电机10与驱动单元4连接，用以接受驱动单元4发送的驱动信号，减速执行电机10的输出轴上固接有凸轮13，凸轮顶杆12设置在发动机壳体15对应凸轮13的位置，凸轮顶杆12与凸轮13、离合器顶杆16触接，凸轮顶杆12上设有感应元件14，感应元件14对应的位置设有离合器顶杆位移传感器1，离合器顶杆位移传感器1与信号处理单元5连接，传输离合器顶杆的位移信号；如图6所示，减速执行电机10的输出轴11上设有蜗杆19，凸轮13设置在凸轮轴20上，凸轮轴20的顶端设有蜗轮18，蜗轮18与蜗杆19啮合，凸轮顶杆12设置在发动机壳体15对应凸轮13的位置，凸轮顶杆12与凸轮13、离合器顶杆16触接，凸轮顶杆12上设有感应元件14，感应元件14对应的位置设有离合器顶杆位移传感器1，离合器顶杆位移传感器1与信号处理单元5连接，传输离合器顶杆的位移信号，减速执行电机10与驱动单元4连接，用以接受驱动单元4发送的驱动信号；如图7所示，直线电机21中的导螺杆22，直线电机21导螺杆22直接与离合器顶杆16触接，导螺杆22的头端与离合器顶杆16触接，导螺杆22的尾端设有感应元件14，直线电机壳体23对应感应元件14的位置设有离合器顶杆位移传感器1，离合器顶杆位移传感器1与信号处理单元5连接；如图8所示，直线电机21的导螺杆22与摇臂24触接，摇臂24通过中部支点连接在发动机壳体15上，摇臂24的另一端与凸轮顶杆12触接，凸轮顶杆12与离合器顶杆16触接，直线电机21与驱动单元4连接，用以接收驱动单元4发送的驱动信号，凸轮顶杆12上设有感应元件14，感应元件14对应的位置设有离合器顶杆位移传感器1，离合器顶杆位移传感器1与信号处理单元5连接，传输离合器顶杆的位移信号。
如图9所示该摩托车发动机离合器控制系统的控制方法，包括执行如下步骤901、拾取离合器操控机构位移信号和离合器顶杆位移信号；902、判断比较离合器操控机构位移和离合器顶杆位移；903、判断离合器顶杆位移是否符合离合器控制状态，不符合，则执行步骤904；符合，则重新执行901、902步骤。所谓离合器控制状态是指离合器顶杆位移的变化同步跟踪离合器操控机构位移变化，即离合器顶杆位移与离合器操作机构位移按照程序设定的比例同步变化。
904、判断离合器顶杆位移是否符合离合器顶杆顶进条件，符合，执行步骤905，不符合，则执行步骤906。
905、离合器顶杆16执行顶进动作，动作执行后返回执行步骤903。
906、判断离合器顶杆位移是否符合离合器顶杆退回条件，符合，则执行步骤907，不符合，则返回执行步骤903。
907、离合器顶杆16执行退回动作，动作执行后返回执行步骤903。
总之一旦离合器手柄6或离合器脚踏板9动作，离合器操控机构传感器便将发生的位移信号通过信号处理单元5输送给单片机IC1(78E58)，单片机IC1(78E58)通过处理后控制驱动单元4驱动离合执行机构工作，使离合器顶杆位移按照设定的比例同步变化，即离合器顶杆位移始终按比例同步跟踪离合器操控机构位移。
权利要求1.一种摩托车发动机离合器控制系统，主要由信号处理单元(5)、主控制单元(3)和驱动单元(4)构成，其特征在于信号处理单元(5)与离合器顶杆位移传感器(1)、离合器操控机构位移传感器(2)连接，用以采集离合器顶杆位移信号和离合器操控机构位移信号，将采集到的信号整形放大并转换后输入到主控制单元(3)进行比较跟踪；主控制单元(3)与信号处理单元(5)、驱动单元(4)连接，将送入的采集信号进行处理后，发送指令给驱动单元(4)，驱动单元(4)连接离合执行机构。
2.如权利要求1所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于离合器操控机构位移传感器(2)设置在摩托车车把座(6)上，离合器手柄(7)对应离合器操控机构位移传感器(2)的位置设有位移信号感应元件(8)，离合器操控机构位移传感器(2)通过信号处理单元(5)将采集到的位移信号输入到主控制单元(3)。
3.如权利要求1所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于离合器操控机构位移传感器(2)设置在摩托车车体上，离合器脚踏板(9)对应离合器操控机构位移传感器(2)的位置设有位移信号感应元件(8)，离合器操控机构位移传感器(2)通过信号处理单元(5)将采集到的位移信号输入到主控制单元(3)。
4.如权利要求2或3所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于离合执行机构由驱动源、传动件和触接件构成，驱动源与驱动单元(4)连接，用于接收驱动单元(4)发送的驱动指令并根据指令进行动作；传动件用以传递驱动源动作产生的驱动力；传动件上还连接有触接件，触接件与离合器顶杆(16)触接，控制离合器顶杆(16)的进退。
5.如权利要求4所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于驱动源为减速执行电机(10)，触接件为凸轮顶杆(12)，传动件包括有凸轮(13)，凸轮顶杆(12)设置在发动机壳体(15)对应离合器顶杆(16)的位置，凸轮顶杆(12)与凸轮(13)、离合器顶杆(16)触接；凸轮顶杆(12)上设有感应元件(14)，感应元件(14)对应的位置设有离合器顶杆位移传感器(1)，离合器顶杆位移传感器(1)与信号处理单元(5)连接，传输离合器顶杆(16)的位移信号。
6.如权利要求5所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于凸轮(13)固接在减速执行电机(10)的输出轴(11)上。
7.如权利要求5所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于传动件还包括蜗杆(19)、蜗轮(18)，蜗杆(19)设在减速执行电机(10)的输出轴(11)上，蜗杆(19)与蜗轮(18)啮合，蜗轮(18)设在凸轮轴(20)的顶端，凸轮(13)固接在凸轮轴(20)对应凸轮顶杆(12)的位置。
8.如权利要求4所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于驱动源为直线电机(21)。
9.如权利要求8所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于传动件和触接件均为直线电机(21)中的导螺杆(22)，直线电机(21)固定设置在发动机壳体上(15)，导螺杆(22)的头端与离合器顶杆(16)触接，导螺杆(22)的尾端设有感应元件(14)，直线电机壳体(23)对应感应元件(14)的位置设有离合器顶杆位移传感器(1)，离合器顶杆位移传感器(1)与信号处理单元(5)连接。
10.如权利要求8所述的摩托车发动机离合器控制系统，其特征在于传动件包括摇臂(24)，直线电机(21)与驱动单元(4)连接，直线电机(21)中的导螺杆(22)与摇臂(24)的一端触接，摇臂(24)通过中部支点连接在发动机壳体(15)上，摇臂(24)的另一端与凸轮顶杆(12)触接；凸轮顶杆(12)上设有感应元件(14)，感应元件(14)对应的位置设有离合器顶杆位移传感器(1)，离合器顶杆位移传感器(1)与信号处理单元(5)连接，传输离合器顶杆的位移信号。
专利摘要本实用新型公开一种摩托车发动机离合器的控制系统，主要由信号处理单元(5)、主控制单元(3)和驱动单元(4)构成，其特征在于信号处理单元(5)与离合器顶杆位移传感器(1)、离合器操控机构位移传感器(2)连接，用以采集离合器顶杆位移信号和离合器操控机构位移信号，将采集到的信号整形放大并转换后输入到主控制单元(3)进行比较跟踪；主控制单元(3)与信号处理单元(5)、驱动单元(4)连接，将送入的采集信号进行处理后，发送指令给驱动单元(4)，驱动单元(4)连接离合执行机构。本实用新型对摩托车的离合器进行智能控制，省去了离合拉线，使操作变得轻松方便，保证了离合器分离彻底、接合紧密，延长了离合器的使用寿命，操作准确度高、可靠性强。
文档编号F16D48/12GK2886197SQ20062003198
公开日2007年4月4日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者韩群山, 马华伟, 裴守珠, 王水成 申请人:韩群山