电信号控制式离合器系统的制作方法

专利名称：电信号控制式离合器系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种电信号控制式离合器系统，用电信号和电器控制系统实 现机械传动中主动轮摩擦片与从动轮摩擦片之间的离合控制，属于电器控制类发明。
背景技术：
移动机械(比如说汽车)中，都要用到离合器。当离合器踏板踩下时， 主动轮的摩擦片与从动轮的摩擦片被分离，暂停传递动力，该动作以下简称“分离”，当离合 器踏板松开抬起时，主动轮的摩擦片与从动轮的摩擦片被压紧贴合在一起，可以传递动力， 该动作以下简称“贴合”。目前汽车的离合器控制是由驾驶员踩离合器踏板来实现的，在换 挡等操作时要手脚并用，还要掌握好什么时候不能踩、抬脚的时候要慢慢抬等一些操作要 领，要协调控制，搞不好就熄火，有一定的难度，所以很多人宁愿开自动挡车，哪怕是耗油多 百分之十几也愿意。本发明的目的是设计一种多控制点式离合器系统，简化驾驶员的操作， 无须用脚踏离合器，就在换挡时按下一个按钮就相当于踩下离合器了，并且由系统控制离 合器慢慢贴合，无须掌握什么时候不能踩、抬脚的时候要慢慢抬等一些操作要领，因为这些 要领交给控制系统完成。发明申请内容1. 一种电信号控制式离合器系统，电信号控制式离合器系统用于控制离合器的分 离和贴合，由控制信号产生模块、逻辑处理模块、执行模块三大部分组成；控制信号产生模 块归结为一个离合开关组SSS，包括控制离合的手动换挡按钮SB1、脚动传统按钮SB2、刹车 踏板(自动复位)行程开关SQ1、发动机转速开关KSl和KS2、起限制分离作用的锁定开关 Si、起限制贴合作用的手刹锁定开关S2 ；逻辑处理模块由继电器控制电路、减速装置组成； 执行模块包括电磁铁驱动式、电动机驱动式、油泵驱动式、油泵加液压罐驱动式、气压驱动 式多种，离合开关组SSS闭合时发出使离合器分离的指令，断开时发出使离合器贴合的指 令，逻辑处理模块得到指令后，生成相应的逻辑驱动电流通路，驱动执行模块产生机械动 作，完成对离合器的分离和贴合操作。2.离合开关组SSS中所包含的各种开关(SB1、SB2、SQ1、KS1、KS2、S1、S2)都是发 出“分离/贴合”指令的开关，SBl为控制离合的手动换挡常开按钮，装在换挡杆上，换挡时按下而闭合，使继电 器线圈KAl通电，发出分离离合器信号，换挡完成后松开，自动回位断开，使继电器线圈KAl 断电，发出贴合离合器信号，SB2为脚动传统按钮，是兼顾到老司机的习惯设置的，与SBl相同，踩下时按钮闭 合，发出分离离合器信号；松开时按钮自动断开，发出贴合离合器信号，

SQl为刹车踏板控制的离合器自动回位式行程开关，刹车踏板踩下移到设定位置 时，压下SQl而闭合，刹车踏板回位上移使SQl回位时断开，KSl和KS2为防熄火转速开关，当转速降到接近怠速时，转速开关KSl发出分离信 号以避免熄火；当紧急刹车时，转速会急剧下降，降到为怠速的1. 2 1. 8倍转速时，刹车踏 板行程开关SQl和发动机转速开关KS2都被接通，发出分离信号；转速开关采用发动机转速 表的值作为信号源，信号源经过放大后，控制一个继电器，继电器触点就成了转速开关KSl
4或 KS2， Sl为离合器锁定开关，在平常行驶时，将Sl拨到闭合状态，允许所有的方式分离 离合器；而在下坡时将Sl拨到断路状态，S2为手刹上面的离合器锁定开关，只要拉上手刹就闭合了 S2，避免使离合器误贴
I=I O3.电磁铁驱动式执行模块包括滑动式、转动式，电磁铁有一个吸合线圈和一个保 持线圈，离合开关组SSS发出吸合信号而通电吸合时，两个线圈产生的磁引力互相叠加；吸 合后，压到行程开关使吸合线圈断电；离合开关组SSS发出弹开信号而断电时，保持线圈产 生的感生电流由两个线圈和续流二极管构成回路，两个线圈产生的磁力互相抵消，轻易被 弹簧弹开；滑动磁极电磁铁有一个静磁极和一个滑动磁极，滑动磁极由铁芯滑动块和铁芯 滑动套构成。4.两个磁极都做成斜面吸合到一起时呈V字状缺口，缺口中有一个大一些的V字 状铁磁块，称气隙磁块，当滑动磁极被弹开时形成一个大的气隙称弹开气隙，此时，气隙磁 块就随着气隙的张开被推到弹开气隙中，使气隙由原来的空气气隙变成了铁磁材料的气隙 磁块，大大地减小了磁阻；气隙磁块的滑动定位依靠一个非磁性材料的滑槽，有磁块弹簧推 动气隙磁块填补气隙，两个磁极板上有轴承以减小气隙磁块与磁极板的摩擦力。5.电动机驱动式执行模块中，当离合开关组闭合时，通过逻辑驱动电路控制电路 的触点和开关，使电机正向旋转螺杆，驱动带内螺纹的滑动杆推出，分离离合器；当离合开 关组断开时，滑动推杆退回，用能耗制动的办法进行减速。6.油泵驱动式执行模块中，当离合开关组闭合时，接通油泵电机，对液压缸注油， 使离合器分离到位后定位板碰到行程开关使电机停止；当离合开关组断开时，打开排油电 磁阀慢速排油，使离合器慢速贴合。7.油泵加压力罐驱动式执行模块中，当离合开关组闭合时，开启离合器注油电磁 阀，关闭离合器排油阀，使压力罐中的液压油驱动液压缸中的活塞，驱动离合器分离，分离 到位后定位板碰到行程开关使注油电磁阀关闭，维持液压缸中油压；当离合开关组断开 时，打开排油电磁阀慢速排油，使离合器慢速贴合；在离合开关组闭合时或压力罐中压力偏 低时，起动油泵对压力罐注油加压。气压驱动式执行模块与油泵加压力罐驱动式执行模块类似，只是将其压力工质改 为压缩空气。8.压力罐的结构和压力储存方法，其结构是内置气压囊式液压罐，用气压的方式 储存油压。9.气囊中注入的压缩气体工质的选择，在工作温度和工作压力范围内，该工质是 气相和液相共存的。10.内置气压囊式液压罐可以扩展为驱动转向和制动的综合装置，与离合器液压 缸并联接出左转向液压缸、右转向液压缸、制动液压缸，配好各自的进油电磁阀、排油电磁 阀和传感器及控制电路，就成为了基于内置气压囊式液压罐的电控系统。实施例和


相结合进行描述图号和标号的制定有一定规则，①附图编号中，关联很紧密的几个图放在同一个主编号内，如图1. 1、图1. 2、图1. 3、图1.4，表示该几幅图关系很紧密，有很多相同的内容。②附图中有些器件是相同的，比如很多图中都出现了 li、8b，li表示该部件第一 次出现是在图1中，而8b表示该部件第一次出现是在图8中。性质相同的器件给予相同标 号，共性的标号统一说明。③电路图中，电器部件的标号直接标注在元器件旁边。④一个继电器中有诸多元件，比如继电器KA2，用KA2表示其线圈，KA2a、KA2b、 KA2c、KA2d等带下标符号表示其触点。实施例1，滑动磁极电磁铁驱动式离合控制器原理。包括图1. 1至图1. 6 ；其特征 是电磁铁有一个吸合线圈和一个保持线圈，离合开关组SSS发出吸合信号而通电吸合时， 两个线圈产生的磁引力互相叠加；吸合后，压到行程开关使吸合线圈断电；离合开关组SSS 发出弹开信号而断电时，保持线圈产生的感生电流由两个线圈和续流二极管构成回路，两 个线圈产生的磁力互相抵消，轻易被弹簧弹开；滑动磁极电磁铁有一个静磁极和一个滑动 磁极，滑动磁极由铁芯滑动块和铁芯滑动套构成。具体解释如下图1. 1为滑动磁极电磁铁驱动式离合控制器整体及电路原理图，虚线框SSS中所 包含的各种开关(SB1、SB2、SQ1、KS1、KS2、S1、S2)都是发出“分离/贴合”指令的开关。为 了简洁，后图中用图1. 3的SSS符号框表示图1. 2中的由SB1、SB2、SQ1、KS1、KS2、S1、S2这 多个开关的组合，称离合开关组SSS。图1.1中的符号解释SBl为控制离合的手动换挡常开按钮，装在换挡杆上，换挡时按下而闭合，(使继 电器线圈KAl通电，)发出分离离合器信号，换挡完成后松开，自动回位断开，(使继电器线 圈KAl断电，)发出贴合离合器信号。SB2为脚动传统按钮，是兼顾到老司机的习惯设置的，与SBl相同，踩下时按钮闭 合，发出分离离合器信号；松开时按钮自动断开，发出贴合离合器信号。SQl为刹车踏板控制的离合器自动回位式行程开关，刹车踏板踩下移到设定位置 时，压下SQl而闭合，刹车踏板回位上移使SQl回位时断开。KSl和KS2为防熄火转速开关。发动机熄火后，方向助力和刹车助力都会消失，可 能引发交通事故，所以要防止发动机熄火。发动机转速开关KSl和KS2是起防熄火作用，当 转速降到接近怠速nl时，转速开关KSl发出分离信号以避免熄火；当紧急刹车时，转速会急 剧下降，降到为怠速的1. 2 1. 8倍转速n2时，刹车踏板行程开关SQl和发动机转速开关 KS2都被接通，发出分离信号。转速开关KSl和KS2的工作原理有多种，本发明采用发动机 转速表的值作为信号源，信号源经过放大后，控制一个继电器，继电器触点就成了转速开关 KSl 或 KS2。Sl为离合器锁定开关。本文称Sl为锁定开关，是因为它不会自动回位，从开到关 或从关到开都必须要人为操控，这样的开关很多，比如拨动开关、旋钮开关、投掷开关等，以 下都统称锁定开关。在平常行驶时，将Sl拨到闭合状态，允许所有的方式分离离合器；而 在下坡时，应该挂低档并且不准分离离合器，所以将Sl拨到断路状态，不允许S2或KSl或 KS2*SQ1 (即KS2与SQl)闭合时，使线圈KAl通电，所起作用就是限制错误的分离信号。S2为手刹上面的离合器锁定开关。有的新司机不小心会忘记松开手刹开车，有了
6S2后，只要拉上手刹，就不会使离合器贴合，车开不动。U-直流电源；KAl-继电器KAl的线圈；KAla-继电器KAl的常开触点；VD-续流二 极管；SQ2-铁芯吸合自动复位行程开关；LX-吸拉线圈；LB-保持线圈；Ia-固定端磁极板； Ib-活动端磁极板；Ic-铁芯滑动块；Id-铁芯滑动套；Ie-复位弹簧；If-弹簧支架；Ig-分 离杆；Ih-延时气囊进气单向阀(很小阻力)；Ii-延时气囊；Ij-延时气囊排气单向阀(大 阻力)；Ik-延时气囊夹板；Im-保持线圈铁芯；In-磁路铁芯；Ip-基座；Iq-吸拉线圈铁芯；图1.4为滑动磁极电磁铁驱动式离合控制电路原理图。当离合开关组SSS闭 合时，接通线圈KA1，使常开触点KAla闭合(继电器KAl的作用是支持大电流，如果不 用它，离合开关组SSS中的触点难以承受电磁铁的吸拉电流)，启动离合器分离动作， KAla闭合后，电磁铁的两个线圈得电，一路为U+ — KAla — SQ2 -LX-U-；另一路为 U+ — KAla -LB-U-；设计时使LX和LB形成同向磁场，产生合力，拉动铁芯滑动块lc，有 三个子动作①使离合器分离，②将铁芯滑动块Ic吸拉至与固定端磁极板Ia相碰后，压到 SQ2使其断开，只有LB维持通电，保持电磁铁吸合状态，③拉伸气囊Ii (很小阻力)，迅速从 进气单向阀Ih进气；当离合开关组SSS断开时，切断线圈KA1，使常开触点KAla断开，启动 离合器贴合动作，KAla断开后，电磁铁LB从电源失电，但是由于LB中原来是有电流的，而 电感中电流是不会突变的，所以在KAla断开后的一个极短的时间内，会形成这样一个电流 通路LB — LX — VD — LB，这时LB和LX的电流所产生的磁场方向是相反的，使磁引力迅速 抵消，铁芯滑动块Ic在复位弹簧Ie的作用下弹开，铁芯滑动块Ic复位使离合器贴合，不过 在复位过程中，受到气囊Ii的阻力，而排气单向阀Ij的阻力大，排气慢，使得铁芯滑动块Ic 复位移动缓慢，产生了使贴合过程缓慢的效果，相当于手动挡的离合器抬脚慢。图1. 5为滑动磁极电磁铁失电后释放的示意1. 6为滑动磁极电磁铁得电后吸合的示意图将电磁铁加上气隙磁块后，可以改善吸合磁力特性。图2. 1为带有气隙磁块和导轨的滑动磁极电磁铁失电后释放的示意2. 2为带有气隙磁块和导轨的滑动磁极电磁铁得电后吸合的示意图2b为气隙磁块，加和2c分别为静磁极导轨和动磁极导轨，2d为轴承(以减小气隙 磁块滑动的阻力)，图2. 1就是在图1. 5的结构上增加了气隙磁块2b，可以减小气隙磁阻，其作用是 减小吸合电流并增加吸合磁力。根据磁路欧姆定律(公式中出现的符号与附图无关，只是 理论分析用)Φ = NI/IV磁通量Φ与线圈匝数N、电流I成正比，与磁阻&成反比，当气隙 磁块2b使&减小后，只要较小的电流就可以得到较大的磁通量。又根据电磁力公式F =
O2ASytl可知，磁力F与磁通量的平方成正比。所以增加气隙磁块可以在减小 吸拉电流的同时增加吸拉磁力。磁极导轨与气隙磁块之间有滑动导槽，避免气隙磁块滑偏。 气隙磁块的尖角φ要根据实验确定最佳值，取值范围在60° 120°之间。图2. 3为带有气隙磁块和滑槽的滑动磁极电磁铁失电后释放的示意2. 4为带有气隙磁块和滑槽的滑动磁极电磁铁得电后吸合的示意图2e为非磁性材料的滑槽(气隙磁块在其中滑动)，2f为磁块弹簧(推动气隙磁块 填补气隙)。φ为气隙磁块楔入两个磁极板之间的角度。实施例2，转动磁极电磁铁驱动式离合控制器原理。包括图3. 1至图4. 2 ；具体解释如下图3.1为转动磁极电磁铁失电后释放的示意图。失电后转动磁极被释放。图3. 2为转动磁极电磁铁得电后吸合的示意图。得电后转动磁极被吸合。3a-铁芯转动块；3b_复位弹簧固定端定位板；3c_复位弹簧转动端定位板；3d-铁 芯转动轴；图4. 1为带有气隙磁块的转动磁极电磁铁失电后释放的示意4. 2为带有气隙磁块的转动磁极电磁铁得电后吸合的示意图4b为弧形气隙磁块，2a和如分别为静磁极导轨和动磁极弧形导轨。实施例3，圆筒形电磁铁驱动式离合控制器原理。包括图5 ；具体解释如下图5为圆筒形电磁铁失电后释放的示意图。5a-保持线圈骨架，5c-吸拉线圈骨架。实施例4，电磁离合器驱动式离合控制器原理。包括图6 ；具体解释如下图6为电磁离合器电路原理图。在SSS发出分离信号后，KAl通电一KAla闭合一电磁离合器DCLHQ分离；在SSS 发出贴合信号后，KAl断电一KAla断开一电磁离合器DCLHQ贴合。图7. 1至图9. 2为电动机驱动式离合控制器示意图。电动机MD驱动螺杆，螺杆驱 动带内螺纹的滑动推杆(简称滑杆)7d和顶杆7f，控制离合器的分离和贴合。本文约定 电动机正转时将滑杆推出，电动机反转时滑杆退回。实施例5，电动机驱动式A型离合控制器原理。包括图7. 1至图7. 4 ；具体解释如 下图7. 1为电动机驱动式A型离合控制器机械立体图。A型用单向减速器JS控制电 动机反转速度来控制贴合速度。MD-电动机，YD-电磁制动器，JS-单向减速器，SQ3-分离 到位(自动复位)行程开关，SQ4-初始位(自动复位)行程开关(包括两个常闭触点S(Ha 和SQ4b)，7a-电动机轴，7b-螺杆，7c_滑杆套，7d_带内螺纹的滑动推杆(简称滑杆)，7e_定 位板，7f-顶杆。A型包括Al型和A2型，A型的特征是①用单向减速器减速，单向减速器由 单向离合器和摩擦片组成，当电动机正转将滑杆7d推出时，单向离合器处于松弛状态，摩 擦片不产生摩擦力；当滑杆退回推动电动机反转时，单向离合器处于啮合状态，摩擦片产生 摩擦力；②螺杆7b的螺距值较大不能自锁，当离合器的复位弹簧反弹时，可以将滑动推杆 7d弹回，但是受到单向减速器的阻力，使得弹回退行的速度比较慢，正好符合离合器贴合不 能太急的要求。图7. 2为电动机驱动式Al型离合控制器机械示意图。标号与图7. 1相同。图7. 3为电动机驱动式A2型离合控制器机械示意图。7g-小齿轮，7h_大齿轮， 7i-大齿距螺杆，其余标号与图7. 1相同。图7. 4为电动机驱动式A型离合控制器电路原理图。A型包括Al型和A2型。Al型的工作原理是当SSS接通时，KAl通电一KAla闭合一电动机(MD和励磁线 圈LC)通电正转一螺杆7b驱动滑杆7d推出，7d推出后有两个子动作①推动离合器分离； ②定位板7e压到分离到位(自动复位)行程开关SQ3(因为KAlc已经是闭合的)一电磁 制动器YD通电对电动机MD进行制动，同时使KA2通电一KA2b断开一电动机MD停转，KA2c 接通，准备对KA2进行自锁。当SSS断开时，KAl失电，产生两个子动作①一KAls闭合—KAls和KA2c都接通一使KA2在SQ3断开后也维持通电一KA2b维持断开 ’②KAlc断开 — YD失电一离合器复位弹簧推动滑杆7d慢慢退行一7d压到初始位(自动复位)行程开关 KQ4a(这是一个常闭开关，被压到反而是断开的)一断开KA2——切都回到初始态(KAla、 KAlc, SQ3、KA2c 断开，KA2b、KAls 闭合，SQ4 被压住而断开，ΚΑΙ、KA2、MD、YD 全部失电，)。A2型的工作原理与Al型基本相同，仅仅多了一对变比齿轮7g和7h，另外，螺杆7i 的螺距变长。实施例6，电动机驱动式Bl型离合控制器原理。包括图8. 1至图8. 3 ；具体解释如 下图8. 1为电动机驱动式Bl型离合控制器机械示意图。除了增加了行程开关SQ5 和没有JS外，其余标号与图7. 2相同。SQ5是一个双向行程开关。图8. 2为电动机驱动式B2型离合控制器机械示意图。除了增加了行程开关SQ5 和没有JS夕卜，其余标号与图7. 3相同。图8. 3为电动机驱动式B型离合控制器电路原理图。B型包括Bl型和B2型。B 型在滑杆被离合器弹簧弹回时，减速方式为电动机能耗制动减速。在图7. 4的基础上增加 了以下元件=KAlh-KAl的常开触点(电动机起动时给LC提供电流通路)，SQ4b-SQ4的常闭 触点(KAlh断开后给LC提供电流通路)，SQ5-对转子进行短路的双向行程开关(当滑杆推 出时碰到就断开、滑杆退回时碰到就闭合)，KA2d-对转子进行短路的常开触点(当滑杆碰 到SQ3时，因KA2通而闭合)，Rl-能耗电阻。B型用能耗减速方式控制电动机反转速度来控制贴合速度。Bl型的工作原理与Al 型基本相同，仅仅增加了能耗减速(采用能耗制动原理，设计合适的制动力，成为减速)的 控制。能耗减速原理如下当SSS接通时，①KAl通电一KAlh闭合一励磁线圈LC通电；② 电动机起动后，松开了(自动复位)行程开关KQ4，所以常闭触点KQ4b闭合，在KAlh断开 后继续维持LC通电；③当定位板7e压到KQ3后KA2通电一KA2d闭合一当滑杆被离合器弹 簧弹回到半离合状态时压到SQ5闭合，支路KA2d — SQ5 — Rl被接通，电动机变成了它励发 电机，当滑杆被离合器弹簧弹回而推动电动机反转时，发出的电能在Rl上消耗，产生制动 减速的作用，在半离合状态时放慢贴合速度；④当滑杆回位后，压到(自动复位)行程开关 KQ4，所以常闭触点KQ4b断开，切断LC的供电，SQ4a断开，电路回到初始状态。B2型的工作原理与Bl型基本相同，仅仅多了一对变比齿轮7g和7h，另外，螺杆7i 的螺距变长。实施例7，电动机驱动式C型离合控制器。包括图9. 1、图9. 2 ；具体解释如下图9. 1为电动机驱动式C型离合控制器机械示意图。C型与图8. 1相比有三个变 化①将螺杆改为小螺距螺杆9a，②没有电磁制动器YD，③增加了气囊li。图9. 2为电动机驱动式C型离合控制器电路原理图。C型的螺杆螺距较小，形成白 锁力，离合器弹簧不能将其弹回，所以不要YD 了 ；螺杆的退回要靠电机的反转实现，滑杆7d 退行(即贴合速度)的减速方式为电动机反转时串电阻降速和气囊阻力来控制。从电路的 角度看，主要是解决行程开关与正反转配合的问题。相对于图7. 4而言，图9. 2增加了以下 元件KAlb-继电器KAl的常闭触点(退行维持触点)，KA2a-继电器KA2的常开触点(退 行维持触点)，KA2d和KA2e-继电器KA2的常闭触点(正转触点)，KA2f和KA2g-继电器 KA2的常开触点(反转触点)，SQ5-双向行程开关，Rl-降速电阻。
C型的工作原理是当SSS接通时，KAl通电一(KAla闭合，由于KA2还没有通电，所以常闭触点KA2b、 KA2d,KA2e闭合)一电动机(MD和励磁线圈LC)通电正转一螺杆9a驱动滑杆7d推出，7d推 出后有两个子动作①推动离合器分离；②定位板7e压到分离到位(自动复位)行程开关 SQ3闭合一KA2通电一(常闭触点KA2b断开，由于KAlb已经断开，所以电动机失电停转) 同时(常闭触点KA2d、KA2e断开，常开触点KA2f、KA2g闭合，作好反转的准备)。当SSS断开时，KAl失电，{产生两个子动作①一KAls闭合一KAls和KA2c都接 通一使KA2在SQ3断开后也维持通电一(维持电机反接，即常闭触点KA2d、KA&断开，常开 触点KA2f、KA2g闭合)；②常闭触点KAlb闭合，与已经闭合的KAh —起，构成对电动机MD 的供电通路；}—电动机在串电阻状态下反转，遇到气囊Ii阻力后，转速低于正转转速，起 到贴合速度慢的作用一滑杆7d慢慢退行一7d压到初始位(自动复位)行程开关K(Ha(这 是一个常闭开关，被压到反而是断开的)一断开KA2——切都回到初始态(常开触点KAla、 KA2a、KA2c、KA2f、KA2g、SQ3 断开；常闭触点 KAlb、KAls、KA2b、KA2d、KA& 闭合，SQ4 被压住 而断开，KA1、KA2、MD全部失电，)。双向行程开关SQ5的作用可以单独讨论。电动机反转时，并不是一直慢速才好，而 是要到“半离合”状态时慢速才是最好，所以在开始反转时，SQ5是常闭状态，电动机没有串 联电阻，是快转，当到达“半离合”状态时，碰动SQ5变成断开状态，电动机变成串联电阻状 态，变成慢转。实施例8。油泵驱动式离合控制器。图10. 1至图10. 2 ；具体解释如下图10. 1。油泵驱动式离合控制器机械示意图。IOa-油泵，IOb-(油泵向油压缸输 油)单向阀，IOc-油泵向油压缸输油的油管，GKA-液压缸壳A，HSA-活塞A，PA-液压缸A (由 GKA+HAS组成)，IOf-油泵吸油管，IOg-排油管，IOh-液压缸推杆定位板，IOj-液压缸推杆， CYT-储油桶，YV-排油电磁阀。图10. 2。油泵驱动式离合控制器电路图。前面没有出现过的元件有YV-电磁泵 (断电时打开，通电时关闭)，KAlt-继电器KAl的常闭触点。工作过程当离合开关组SSS闭合一KAl通电一(KAlt闭合，YV通电后关闭管 路，同时，KAla闭合一MD驱动油泵IOa泵油，使液压缸PA油压上升)—活塞HAS推动顶杆 IOj “踩下”离合器一(定位板IOh碰到(自动复位)行程开关SQ6并使其断开，电动机停 止运转)一因为单向阀IOb和电磁阀YV将油锁住，所以维持离合器分离状态。当离合开关 组SSS断开一KAl断电一(电动机静止且电磁阀断电而开通)一液压缸PA中的液压油从 排油管IOg排到储油桶一活塞和顶杆被离合器的复位弹簧顶回初始位置。将排油电磁阀设 置为小流量，控制贴合速度。实施例9。油泵加液压油储压罐驱动式离合控制器，可以扩展为“基于内置气压囊 储压式液压罐的电控系统”，图11. 1至图11. 4 ；具体解释如下图11. 1为内置气压囊储压式液压罐的电控系统机械原理图。约定进油电磁阀 YAl (离合器)、YBl (左转向)、YCl (右转向)、YDl (制动)在常态时为关闭管路状态，用涂 黑三角形表示；排油电磁阀YA2 (离合器)、TO2 (左转向)、YC2 (右转向)、YD2 (制动)在常 态时为开通管路状态，用无黑三角形表示。比如YAl在常态时为关闭管路状态，在线圈通电 后为开通管路状态；反之，YA2在常态时为开通管路状态，在线圈通电后为关闭管路状态；YLG-压力罐，HSA-活塞A，GKA-缸壳A，PA-油压缸A (由HSA和GKA组成，是驱动离合器的 油压缸)，PB-油压缸B (是左转向助力的油压缸)，PC-油压缸C (是右转向助力的油压缸)， PD-油压缸D (是制动助力的油压缸)，MD-电动机，KA3a-电动机起动触点。图11. 2为油泵驱动式离合控制器电路原理图。前面没出现的符号有ΚΑ1ρ，KPl, KA3, SQ6。(当工作过程提到6以、拟5、？4、10」、1011、506时，参看图10. 1)。工作过程当离合开关组SSS闭合一KAl通电一(KAlp闭合，使KA3通电而起动 油泵马达MD，补充压力罐YLG的压力；同时，KAla闭合一电磁泵YAl通油，且电磁泵YA2关 闭，这一通一闭使液压缸PA油压上升)一活塞HSA推动顶杆“踩下”离合器一(定位板碰 到(自动复位)行程开关SQ6并使其断开，电磁阀YAl关闭)一因为电磁阀YAl和YA2都 关闭，将油锁住，所以维持离合器分离状态。当离合开关组SSS断开一KAl断电一KAla断 开一(电磁阀YA2断电而开通)一液压缸中的液压油从排油管IOg排到储油桶一活塞和顶 杆被离合器的复位弹簧顶回初始位置。将排油电磁阀设置为小流量，控制贴合速度。KPl是一个压力开关，当压力罐中压力低于额定压力值时会闭合，使KA3通电而起 动油泵马达MD，补充压力罐YLG的压力；当压力罐中压力达到额定值时KPl会断开。制动助力和方向助力控制采用微机处理。制动助力工作原理用一个振荡器产生交流信号，制动踏板的传动杆上和液压缸图11. 3为内置气压囊式压力罐结构示意图。该器件通过压缩气囊而储存压力，使 罐内的液压油维持在一个有效的工作范围。GA-注气单向阀(从这里向气囊注入压缩空气而不会往外泄漏)，GB_压力罐外壳， GC-渗油层，⑶-气囊，GE-压缩气体，GF-挡板，GH-注油口，GJ-排油口，GK——液压油。具 体解释如下压力罐结构是内置气压囊式液压罐，压力罐外壳GB包裹着一个气囊GD，可以 通过注气口 GA向气囊注入超过2个大气压的压缩气体GE，气囊中注入的压缩气体工质的选 择，在工作温度和工作压力范围内，该工质是气相和液相共存的。当液压油GK注入时，会压 缩气囊中的气体，使之变成液态，所以气囊的气压压力增加不大；当液压油排除时，气囊中 的液体又会变成气体，所以气囊中的气压压力降低值也不大，因此可以使压力基本维持不 变，这样，就使压力罐中所储存的液压油维持一个变化不大的压力范围。渗油层GC的作用 是使液压油容易到达气囊的四周，均衡的从各个方向压缩气囊，挡板GF的作用是将气囊限 制在某个范围内，以免堵住液压油的进出口。气压驱动式执行模块与油泵加压力罐驱动式执行模块类似，只是将其压力工质改 为压缩空气。图11. 4为内置气压囊式压力罐注油后储存压力示意图。当液压油GK注入时，会压缩气囊中的气体，使气囊收缩，同时，使气体变成液态， 所以气囊的气压压力增加不大。
权利要求
1.一种电信号控制式离合器系统，其特征是电信号控制式离合器系统用于控制离合 器的分离和贴合，由控制信号产生模块、逻辑处理模块、执行模块三大部分组成；控制信号 产生模块归结为一个离合开关组SSS，包括控制离合的手动换挡按钮SB1、脚动传统按钮 SB2、刹车踏板(自动复位)行程开关SQ1、发动机转速开关KSl和KS2、起限制分离作用的 锁定开关Si、起限制贴合作用的手刹锁定开关S2;逻辑处理模块由继电器控制电路、减速 装置组成；执行模块包括电磁铁驱动式、电动机驱动式、油泵驱动式、油泵加液压罐驱动式、 气压驱动式多种，离合开关组SSS闭合时发出使离合器分离的指令，断开时发出使离合器贴合的指令， 逻辑处理模块得到指令后，生成相应的逻辑驱动电流通路，驱动执行模块产生机械动作，完 成对离合器的分离和贴合操作。
2.根据权利要求1所述的电信号控制式离合器系统，其进一步特征是离合开关组SSS 中所包含的各种开关(SB1、SB2、SQ1、KS1、KS2、S1、S2)都是发出“分离/贴合”指令的开 关，SBl为控制离合的手动换挡常开按钮，装在换挡杆上，换挡时按下而闭合，使继电器线 圈KAl通电，发出分离离合器信号，换挡完成后松开，自动回位断开，使继电器线圈KAl断 电，发出贴合离合器信号，SB2为脚动传统按钮，是兼顾到老司机的习惯设置的，与SBl相同，踩下时按钮闭合，发 出分离离合器信号；松开时按钮自动断开，发出贴合离合器信号，SQl为刹车踏板控制的离合器自动回位式行程开关，刹车踏板踩下移到设定位置时，压 下SQl而闭合，刹车踏板回位上移使SQl回位时断开，KSl和KS2为防熄火转速开关，当转速降到接近怠速时，转速开关KSl发出分离信号以 避免熄火；当紧急刹车时，转速会急剧下降，降到为怠速的1. 2 1. 8倍转速时，刹车踏板行 程开关SQl和发动机转速开关KS2都被接通，发出分离信号；转速开关采用发动机转速表 的值作为信号源，信号源经过放大后，控制一个继电器，继电器触点就成了转速开关KSl或 KS2,Sl为离合器锁定开关，在平常行驶时，将Sl拨到闭合状态，允许所有的方式分离离合 器；而在下坡时将Sl拨到断路状态，S2为手刹上面的离合器锁定开关，，只要拉上手刹就闭合了 S2，避免使离合器误贴合。
3.根据权利要求1所述的电信号控制式离合器系统，其进一步特征是电磁铁驱动式 执行模块包括滑动式、转动式，电磁铁有一个吸合线圈和一个保持线圈，离合开关组SSS发 出吸合信号而通电吸合时，两个线圈产生的磁引力互相叠加；吸合后，压到行程开关使吸合 线圈断电；离合开关组SSS发出弹开信号而断电时，保持线圈产生的感生电流由两个线圈 和续流二极管构成回路，两个线圈产生的磁力互相抵消，轻易被弹簧弹开；滑动磁极电磁铁 有一个静磁极和一个滑动磁极，滑动磁极由铁芯滑动块和铁芯滑动套构成。
4.根据权利要求1和权利要求3所述的滑动磁极电磁铁，其进一步特征是两个磁极 都做成斜面吸合到一起时呈V字状缺口，缺口中有一个大一些的V字状铁磁块，称气隙磁 块，当滑动磁极被弹开时形成一个大的气隙称弹开气隙，此时，气隙磁块就随着气隙的张开 被推到弹开气隙中，使气隙由原来的空气气隙变成了铁磁材料的气隙磁块，大大地减小了 磁阻；气隙磁块的滑动定位依靠一个非磁性材料的滑槽，有磁块弹簧推动气隙磁块填补气隙，两个磁极板上有轴承以减小气隙磁块与磁极板的摩擦力。
5.根据权利要求1所述的电信号控制式离合器系统，其进一步特征是电动机驱动式 执行模块中，当离合开关组闭合时，通过逻辑驱动电路控制电路的触点和开关，使电机正向 旋转螺杆，驱动带内螺纹的滑动杆推出，分离离合器；当离合开关组断开时，滑动推杆退回， 用能耗制动的办法进行减速。
6.根据权利要求1所述的电信号控制式离合器系统，其进一步特征是油泵驱动式执 行模块中，当离合开关组闭合时，接通油泵电机，对液压缸注油，使离合器分离到位后定位 板碰到行程开关使电机停止；当离合开关组断开时，打开排油电磁阀慢速排油，使离合器慢 速贴合。
7.根据权利要求1所述的电信号控制式离合器系统，其进一步特征是油泵加压力罐 驱动式执行模块中，当离合开关组闭合时，开启离合器注油电磁阀，关闭离合器排油阀，使 压力罐中的液压油驱动液压缸中的活塞，驱动离合器分离，分离到位后定位板碰到行程开 关使注油电磁阀关闭，维持液压缸中油压；当离合开关组断开时，打开排油电磁阀慢速排 油，使离合器慢速贴合；在离合开关组闭合时或压力罐中压力偏低时，起动油泵对压力罐注 油加压。
8.根据权利要求1和权利要求7所述的油泵加压力罐驱动式执行模块，其进一步特征 是压力罐的结构和压力储存方法，其结构是内置气压囊式液压罐，压力罐外壳GB包裹着 一个气囊GD，可以通过注气口 GA向气囊注入超过2个大气压的压缩气体GE，气囊中注入的 压缩气体工质的选择，在工作温度和工作压力范围内，该工质是气相和液相共存的。当液压 油GK注入时，会压缩气囊中的气体，使之变成液态，所以气囊的气压压力增加不大；当液压 油排除时，气囊中的液体又会变成气体，所以气囊中的气压压力降低值也不大，因此可以使 压力基本维持不变，这样，就使压力罐中所储存的液压油维持一个变化不大的压力范围。渗 油层GC的作用是使液压油容易到达气囊的四周，均衡的从各个方向压缩气囊，挡板GF的作 用是将气囊限制在某个范围内，以免堵住液压油的进出口，气压驱动式执行模块与油泵加压力罐驱动式执行模块类似，只是将其压力工质改为压 缩空气。
9.根据权利要求1和权利要求7所述的油泵加压力罐驱动式执行模块，其进一步特征 是气囊中注入的压缩气体工质的选择，在工作温度和工作压力范围内，该工质是气相和液 相共存的。
10.根据权利要求1和权利要求7所述的油泵加压力罐驱动式执行模块，其进一步特征 是内置气压囊式液压罐可以扩展为驱动转向和制动的综合装置，与离合器液压缸并联接 出左转向液压缸、右转向液压缸、制动液压缸，配好各自的进油电磁阀、排油电磁阀和传感 器及控制电路，就成为了基于内置气压囊式液压罐的电控系统。
全文摘要
一种电信号控制式离合器系统，用于控制离合器的分离和贴合，由控制信号产生模块、逻辑处理模块、执行模块三大部分组成；控制信号产生模块归结为一个离合开关组SSS，包括控制离合的手动换挡按钮SB1、脚动传统按钮SB2、刹车踏板行程开关SQ1、发动机转速开关KS1和KS2、起限制分离作用的锁定开关S1、起限制贴合作用的手刹锁定开关S2；逻辑处理模块由继电器控制电路、减速装置组成；执行模块包括电磁铁驱动式、电动机驱动式、油泵驱动式、油泵加液压罐驱动式、气压驱动式多种。离合开关组SSS闭合时发出使离合器分离的指令，断开时发出使离合器贴合的指令，逻辑处理模块得到指令后，生成相应的逻辑驱动电流通路，驱动执行模块产生机械动作，完成对离合器的分离和贴合操作。
文档编号B60K23/02GK102145654SQ20101010806
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者陈启星 申请人:陈启星