一種氣助力離合操縱系統的制作方法
【專利摘要】一種氣助力離合操縱系統，包括：電子踏板單元；電控氣助力泵單元，其設有電磁閥裝置；與電子踏板單元和電控氣助力泵單元電連接的控制單元；與所述電控氣助力泵單元相連的帶有離合器的變速箱，其中：所述電子踏板單元用于將踩踏的機械信號轉換成電子信號并傳輸給所述控制單元；所述控制單元根據所述電子踏板單元的踩踏信號和所述電控氣助力泵單元的行程信號計算出控制信號發送給所述電磁閥裝置；在所述電磁閥裝置的作用下，所述電控氣助力泵單元氣動地操控所述離合器以實現其離合。優點在于，氣助力泵使用壽命長，駕駛員操作離合踏板輕松，采用壓縮氣體作為機械能，環保經濟無污染，具有自學習以及報警閃碼功能，便于識別單獨的部件故障。
【專利說明】一種氣助力離合操縱系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車變速箱離合器壓盤分離系統的【技術領域】，尤其涉及一種氣助力離合操縱系統。
【背景技術】
[0002]傳統的離合操縱裝置具有結構復雜、操作繁瑣、人體承受的載荷大，使用壽命短，分離不徹底，排放液壓中空氣難等缺點。隨著電子產品在汽車上的發展以及各種新型技術的應用，一種新型的電子氣助力離合操縱系統能夠幫助駕駛員減少勞動強度，替代了傳統的液壓離合操縱系統，具有可靠性高，實用性強，環保等特點。
[0003]申請號為200910134476.3的中國發明專利提供一種離合器操縱系統，包括離合器踏板、控制單元、工作氣缸、儲氣筒、開關閥和調壓閥。儲氣筒作為整個系統的氣體源?’離合器踏板與控制單元電連接:工作氣缸與開關閥、調壓閥連接；所述開關閥與調壓閥并聯，所述并聯氣路的兩端分別與儲氣筒和工作氣缸連接；控制單元用于根據離合器踏板的行程，并且根據檢測到的當前氣缸行程或壓力，向開關閥和調壓閥發出控制信號，調節工作氣缸行程，使得離合器隨離合器踏板的動作而離合或接合。本發明采取純氣動技術，完全摒棄油路，可靠性高、無污染。開關閥與調壓閥的并聯使用既通過開關閥保證了系統的響應速度，又通過調壓閥保證了系統的控制精度。其缺陷在于沒有自學習和報警閃碼功能，從而不能識別單獨的部件故障，另外，沒有提出各個部件的具體實現結構。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供一種氣助力離合操縱系統，其電磁閥裝置由一組大流量進排氣電磁閥組件和一組小流量進排氣電磁閥組件組成，電控氣助力泵單元工作行程反饋采用無磨損非接觸式角度傳感器加齒輪齒條的組合設計，提高了使用壽命和角度信號轉直線運動的實時性，另·外，具有自學習以及報警閃碼功能，便于識別單獨的部件故障。
[0005]為實現上述設計目的，本發明采用的方案如下:
一種氣助力離合操縱系統，包括:電子踏板單元；電控氣助力泵單元，所述電控氣助力泵單元設有電磁閥裝置；與所述電子踏板單元和電控氣助力泵單元電連接的控制單元；以及與所述電控氣助力泵單元相連的帶有離合器的變速箱，
電子踏板單元用于將踩踏的機械信號轉換成電子信號并傳輸給控制單元；
控制單元根據所述電子踏板單元的踩踏信號和所述電控氣助力泵單元的行程信號計算出控制信號發送給所述電磁閥裝置；
在所述電磁閥裝置的作用下，電控氣助力泵單元氣動地操控所述離合器以實現其離
口 ο
[0006]優選的是，所述電子踏板單元通過線束與所述控制單元連接。
[0007]所述電控氣助力泵單元還包括氣助力器組件、與氣助力器組件相連的行程傳感器組件、與行程傳感器組件相連的行程傳感器機構，所述行程傳感器機構位于所述行程傳感器組件的下方，所述氣助力器組件位于所述行程傳感器機構的下方。
[0008]優選的是，所述電控氣助力泵單元的殼體采用沖壓成型。
[0009]其中，所述行程傳感器組件包括行程傳感器磁鋼、行程傳感器霍爾芯片、行程傳感器磁鋼轉軸座、傳感器蓋和傳感器組件外殼，所述行程傳感器磁鋼安裝在所述行程傳感器磁鋼轉軸座上，所述行程傳感器霍爾芯片和線路板一起固定在所述傳感器組件外殼的內部并和所述行程傳感器磁鋼之間保持一定的間隙，所述行程傳感器霍爾芯片檢測到所述行程傳感器磁鋼的磁場變化，經行程傳感器組件內部電路轉換成電子信號。
[0010]所述行程傳感器組件還包括位于所述行程傳感器組件的上端的行程傳感器插頭。
[0011]優選的是，所述傳感器蓋通過密封膠與所述傳感器組件外殼粘合。
[0012]優選的是，所述行程傳感器磁鋼轉軸座中心為一字型插孔，與所述行程傳感器機構接。
[0013]所述行程傳感器機構包括直齒條、直齒輪拉桿、以及扇形齒轉軸，其中，所述直齒條與所述扇形齒轉軸的輪齒部接合；所述直齒輪拉桿的一端與所述直齒條連接，另一端與所述氣助力器組件連接。
[0014]優選的是，所述扇形齒轉軸的軸中心下端設有一突臺作為旋轉定位，套在所述行程傳感器機構殼體中心孔內。
[0015]優選的是，所述扇形齒轉軸的軸中心上端為一字型中心，套在所述行程傳感器磁鋼轉軸座中心孔一字槽內，隨著扇形齒的轉動，帶動所述行程傳感器磁鋼轉軸座與所述行程傳感器磁鋼一起旋轉。
[0016]優選的是，所述直齒輪拉桿通過所述氣助力器組件的地方設有密封圈II。
[0017]所述氣助力器組件包括活塞軸部件、氣助力缸體、行程補償彈簧)、氣助力活塞部件、推桿部件、以及氣助力缸進排氣通道，其中，所述氣助力缸體的空腔借助于所述氣助力活塞分為助力工作腔和活塞運動腔，所述氣助力活塞部件位于所述助力工作腔一側的中心端與活塞軸部件相連、位于所述活塞運動腔一側的中心端與推桿部件中的推桿相連，所述行程補償彈簧設置在所述助力工作腔，所述助力工作腔與所述氣助力缸進排氣通道連通，所述氣助力缸進排氣通道又與所述電磁閥裝置連通。
[0018]所述活塞運動腔與運動活塞呼吸口相通。
[0019]所述氣助力器組件還包括用于連接所述氣助力缸體與所述變速箱的氣助力缸安
裝法蘭。
[0020]所述活塞軸部件包括活塞軸、液壓密封圈、活塞軸座、密封圈1、以及密封圈III，其中，所述活塞軸上套有所述液壓密封圈以及所述活塞軸座，所述活塞軸座上套有所述密封圈I和所述密封圈III。
[0021]所述氣助力活塞部件包括氣助力活塞、套裝在所述氣助力活塞部件上的氣助力活塞雙導向環結構、密封圈IV、活塞軸連接座、密封圈鋼絲卡簧、T字型拉桿槽，其中，所述活塞的中心一端與所述活塞軸部件連接，另一端與所述推桿部件連接，所述T型拉桿槽內套有所述直齒輪拉桿，所述推桿部件的球頭端嵌在所述活塞軸連接座中心孔內，用所述鋼絲卡簧固定，所述活塞軸連接座的兩端與所述活塞連接處設有所述密封圈IV。
[0022]所述氣助力活塞雙導向環結構包括導向環1、Y型密封圈和導向環II，所述活塞的兩端分別套有所述導向環I和所述導向環II，所述Y型密封圈安裝在設于活塞外徑中部的槽內，導向環I和導向環II分別布置在所述槽的二側。
[0023]所述導向環選用一種耐磨性好的材料，其形狀為一種扁狀長條型，長度按照活塞周長而定。
[0024]優選的是，所述Y型密封圈的唇口和氣助力缸體內壁過盈配合。
[0025]優選的是，所述導向環和所述氣助力缸體內壁是間隙配合，當所述活塞運動時兩端的導向環穩定所述活塞的偏擺。
[0026]所述推桿部件包括推桿和防塵罩，所述推桿與所述氣助力活塞相連的相對端連接至變速箱的壓盤分離搖臂，所述推桿由所述氣助力缸體伸出的部位設有防塵罩。
[0027]所述電磁閥裝置包括大流量電磁閥組件和與大流量電磁閥組件連通的小流量電磁閥組件。
[0028]小流量電磁閥進氣管和小流量電磁閥排氣通道連通了所述大流量電磁閥組件和所述小流量電磁閥組件。
[0029]所述大流量電磁閥組件包括大流量電磁閥插頭、大流量電磁閥和大流量電磁閥排氣口，所述大流量電磁閥插頭位于所述大流量電磁閥組件一側端，所述大流量電磁閥插頭緊鄰位置設有所述大流量電磁閥，所述大流量電磁閥排氣口位于所述大流量電磁閥組件的下端。
[0030]所述大流量電磁閥包括排氣閥線圈、進氣閥線圈、大流量電磁閥排氣動鐵芯、大流量電磁閥進氣動鐵芯、排氣動鐵芯進氣閥門、排氣動鐵芯排氣閥門、進氣動鐵芯進氣閥門、進氣動鐵芯排氣閥門、大流量膜片截止閥進氣膜片、大流量膜片截止閥排氣膜片、大流量膜片截止閥進氣通道、以及大流量膜片截止閥排氣通道，其中，所述排氣閥線圈和所述進氣閥線圈位于所述大流量電磁閥組件的中心，在所述排氣線圈的內部設有所述截止閥排氣動鐵芯，所述排氣動鐵芯上端設有所述排氣動鐵芯進氣閥門，下端設有所述排氣動鐵芯排氣閥門，所述大流量膜片截止閥進氣通道的末端設置所述大流量膜片截止閥進氣膜片，在所述進氣閥線圈內部設有所述截止閥進氣動鐵芯，進氣動鐵芯上端設有所述進氣動鐵芯進氣閥門，下端設有所述進氣動鐵芯排氣閥門，所述大流量膜片截止閥排氣通道的末端設置所述大流量膜片截止閥排氣膜片。
[0031]所述大流量電磁閥進氣動鐵芯在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體流入所述大流量膜片截止閥進氣通道的進入口，從而控制大流量電磁閥進氣膜片閥門的開關狀態。
[0032]所述大流量電磁閥排氣動鐵芯在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體流入所述大流量膜片截止閥排氣通道的排出口，從而控制大流量電磁閥排氣膜片閥門的開關狀態。
[0033]所述大流量電磁閥組件還包括與所述大流量電磁閥排氣口相通的大流量電磁閥排氣膜片通道。
[0034]所述電控氣助力泵單元還包括用于輸入來自儲氣筒的壓縮氣體的氣源進氣口。
[0035]所述小流量電磁閥組件包括小流量電磁閥插頭和小流量電磁閥，所述小流量電磁閥插頭位于所述小流量電磁閥組件的一側端，上述小流量電磁閥插頭緊鄰位置設有所述小流量電磁閥。
[0036]所述小流量電磁閥包括小流量電磁閥進氣動鐵芯、小流量電磁閥排氣動鐵芯、小流量電磁閥排氣口，其中，所述小流量電磁閥進氣動鐵芯和所述小流量電磁閥排氣動鐵芯位于小流量電磁閥的中心位置，所述小流量電磁閥進氣動鐵芯在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體進入小流量電磁閥排氣通道的進氣口，所述小流量電磁閥排氣動鐵芯在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體排出閥體的小流量電磁閥排氣口。
[0037]小流量電磁閥安裝支架將所述小流量電磁閥安裝在所述變速箱上。
[0038]所述控制單元是可編程E⑶控制器。
[0039]所述控制單元與所述行程傳感器組件連接。
[0040]所述控制單元通過大流量電磁閥插頭線束與所述大流量電磁閥組件連接。
[0041 ] 所述控制單元通過小流量電磁閥插頭線束與所述小流量電磁閥組件連接。
[0042]所述控制單元與自學習按鈕電連接，所述自學習按鈕帶有故障報警燈。
[0043]上述線束選用阻燃型波紋管包扎和AMP插件。
[0044]本發明的有益效果在于，采用非接觸式傳感器，傳感器使用壽命長；電磁閥裝置采用一組高速大流量電磁閥和一組高速小流量電磁閥，保證了控制精度；采用壓縮氣體作為機械能，環保經濟無污染，氣助力分泵單元使用壽命長，減少故障率；具有自學習以及報警閃碼功能，便于識別單獨的部件故障。
[0045]本發明的氣助力離合操縱系統適合所有的大中型機械式變速箱，也適用于具有自動控制變速箱分離裝置的車輛，如新能源油(氣)電混合動力汽車，其部分零部件可以作為AMT車輛系統執行機構使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1為本發明氣助力離合操縱系統的結構圖。
[0047]圖2為行程傳感器組件的局部放大圖。
[0048]圖3為行程傳感器機構局部放大圖。
[0049]圖4為行程傳感器機構的俯視圖。
[0050]圖5為氣助力器組件局部放大圖。
[0051]圖6為氣助力活塞雙導向環結構圖。
[0052]圖7為大流量電磁閥組件的局部放大圖。
[0053]圖8為本發明氣助力離合操縱系統的系統原理圖。
[0054]圖1至圖7中數字分別表示:
101角度傳感器 102踏板 103行程傳感器104氣助力缸105變速箱 106小流量進排氣電磁閥 107大流量進排氣電磁閥 108電源 109限壓閥 110儲氣筒11IECU控制器 112帶報警燈的自學習開關
I氣助力缸進排氣通道 2直齒條 3行程傳感器機構 4氣助力器組件 5大流量膜片截止閥進氣膜片 6大流量膜片截止閥進氣通道 7氣源進氣口 8大流量電磁閥組件 9大流量電磁閥插頭 10大流量電磁閥排氣動鐵芯 11大流量電磁閥進氣動鐵芯 12大流量電磁閥排氣口 13大流量膜片截止閥進排氣通道 14大流量膜片截止閥排氣膜片 15小流量電磁閥進氣管 16運動活塞呼吸口 17小流量電磁閥插頭 18小流量電磁閥組件 19小流量電磁閥進氣動鐵芯 20小流量電磁閥排氣通道 21小流量電磁閥排氣動鐵芯 22小流量電磁閥排氣口 23小流量電磁閥安裝支架 24變速箱壓盤分離搖臂 25變速箱 26推桿 27防塵罩 28氣助力缸安裝法蘭 29活塞運動腔 30氣助力活塞 31助力工作腔 32行程補償彈簧 33氣助力缸體34活塞軸35直齒輪拉桿 36扇形齒轉軸 37行程傳感器組件38行程傳感器磁鋼 39行程傳感器霍爾芯片 40行程傳感器磁鋼轉軸座 41行程傳感器插頭 42控制單元43帶故障報警燈的自學習按鈕 44 ECU電源 45電
子踏板總成50導向環I 51 Y型密封圈52導向環II 53傳感器蓋54傳感器組件外殼55密封圈I 56活塞軸座 57密封圈II 58密封圈III 59密封圈IV 60鋼絲卡簧 61活塞軸連接座 63排氣動鐵芯排氣閥門64排氣動鐵芯進氣閥門 65排氣閥線圈 66進氣動鐵芯進氣閥門67進氣動鐵芯排氣閥門 68進氣閥線圈69進氣氣源腔 70大流量電磁閥進氣膜片閥門 71大流量電磁閥排氣膜片閥門 72大流量電磁閥排氣膜片通道 73 T字型拉桿槽。
【具體實施方式】
[0055]為了能夠更加清楚地理解本發明，下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0056]圖1為按照本發明的一種氣助力離合操縱系統的結構圖，圖2至圖6依次給出行程傳感器組件37、行程傳感器機構3、氣助力活塞雙導向環結構、氣助力器組件4、以及大流量電磁閥組件8的局部放大圖，圖7為氣助力離合操縱系統的原理圖。
[0057]如圖1所示，一種氣助力離合操縱系統包括電控氣助力泵單元、電子踏板單元45、控制單元42、變速箱25，所述電控氣助力泵單元也可稱作電控氣助力泵總成，電子踏板單元也可稱作電子踏板總成。
[0058]所述電控氣助力泵單元設有電磁閥裝置，控制單元42與電子踏板單元45和電控氣助力泵單元電連接；變速箱25與所述電控氣助力泵單元相連并帶有離合器，另外，帶故障報警燈的自學習按鈕43和E⑶電源44與控制單元42相連。
[0059]下面具體描述每個單元的結構和特點。
[0060]電子踏板單元:
電子踏板單元是一種將踏板踩踏的機械信號轉換成電子信號的裝置。
[0061]電控氣助力泵單元:
所述電控氣助力泵單元還包括氣助力器組件4、與氣助力器組件4相連的行程傳感器組件37、與行程傳感器組件37相連的行程傳感器機構3，所述電磁閥裝置與氣助力器組件4相連，行程傳感器機構3位于行程傳感器組件37的下方，氣助力器組件4位于行程傳感器機構3的下方，所述電磁閥裝置位于氣助力器組件4的下方。
[0062]所述電控氣助力泵單元的殼體采用沖壓成型。
[0063]下面分別描述所述電控氣助力泵單元每個組成部分的結構。
[0064]行程傳感器組件:
如圖2所示，行程傳感器組件37包括行程傳感器磁鋼38、行程傳感器霍爾芯片39、行程傳感器磁鋼轉軸座40、行程傳感器插頭41、傳感器蓋53和傳感器組件外殼54，行程傳感器磁鋼38安裝在行程傳感器磁鋼轉軸座40上，行程傳感器霍爾芯片39和線路板一起固定在傳感器組件外殼54的內部并和行程傳感器磁鋼38之間保持一定的間隙。
[0065]行程傳感器霍爾芯片39檢測到行程傳感器磁鋼38的磁場變化，經行程傳感器組件內部電路轉換成模擬電子信號傳送給控制單元42。
[0066]行程傳感器插頭41位于行程傳感器組件37的上端。
[0067]傳感器蓋53通過密封膠與傳感器組件外殼54粘合。
[0068]行程傳感器磁鋼轉軸座40中心為一字型插孔，與扇形齒轉軸36上的一字型中心軸套在一起，隨著扇形齒的轉動，帶動行程傳感器磁鋼轉軸座40與行程傳感器磁鋼38 —起旋轉。
[0069]行程傳感器機構:
如圖3所示，行程傳感器機構3包括直齒條2、直齒輪拉桿35、扇形齒轉軸36、以及密封圈II 57，其中，直齒條2與扇形齒轉軸36的輪齒部接合；直齒輪拉桿35的一端與直齒條2連接，另一端與氣助力器組件4連接。
[0070]扇形齒轉軸36軸中心下端設有一突臺作為旋轉定位,套在行程傳感器機構3殼體中心孔內。
[0071]扇形齒轉軸36軸中心上端為一字型中心，套在磁鋼轉軸座40中心孔一字槽內。
[0072]直齒輪拉桿35通過氣助力缸體33的地方設有密封圈II 57。
[0073]圖4中給出的行程傳感器機構的俯視圖中清晰看到直齒條2與扇形齒轉軸36的輪齒部接合的結構。
[0074]氣助力器組件:
如圖1所示，氣助力器組件4包括活塞軸部件、氣助力缸體33、行程補償彈簧32、氣助力活塞部件、推桿部件、以及氣助力缸進排氣通道1，其中，氣助力缸體33的空腔借助于氣助力活塞30分為助力工作腔31和活塞運動腔29，所述氣助力活塞部件位于助力工作腔31一側的中心端與活塞軸部件相連、位于活塞運動腔29 —側的中心端與推桿部件中的推桿相連，行程補償彈簧32設置在助力工作腔31，助力工作腔31與氣助力缸進排氣通道I連通，氣助力缸進排氣通道I又與所述電磁閥裝置連通。
[0075]活塞運動腔29與運動活塞呼吸口 16相通。
[0076]氣助力缸安裝法蘭28用于連接氣助力缸體33與變速箱25。
[0077]如圖5所示
活塞軸部件包括活塞軸34、液壓密封圈54、活塞軸座56、密封圈I 55、以及密封圈III 58，其中，活塞軸34上套有液壓密封圈54以及活塞軸座56，活塞軸座56上套有密封圈I 55和密封圈III 58。
[0078]氣助力活塞部件包括氣助力活塞30、套裝在氣助力活塞部件上的氣助力活塞雙導向環結構(50、52)、密封圈IV 59、活塞軸連接座61、密封圈鋼絲卡簧60、T字型拉桿槽73，其中，活塞30的中心一端與活塞軸部件連接，另一端與推桿部件連接，T型拉桿槽73內套有直齒輪拉桿35，推桿部件的球頭端嵌在活塞軸連接座61中心孔內，用鋼絲卡簧60固定，活塞軸連接座61的兩端與活塞30連接處設有密封圈IV 59。
[0079]所述氣助力活塞部件中氣助力活塞雙導向環結構如圖6所示，其包括導向環I 50、Y型密封圈51和導向環II 52，活塞30的兩端分別套有導向環I 50和導向環II 52，Y型密封圈51安裝在設于活塞30外徑中部的槽內，導向環I (50)和導向環II (52)分別布置在所述槽的二側，Y型密封圈51的唇口和氣助力缸體33內壁過盈配合。
[0080]導向環選用一種耐磨性好的材料，其形狀為一種扁狀長條型，長度按照活塞周長而定，
導向環和氣助力缸體33內壁是間隙配合，當活塞30運動時兩端的導向環就可以穩定活塞30的偏擺，活塞30也就不會和氣助力缸體33內壁發生摩擦了，從而保護了氣助力缸體33內壁的光潔度，也使得Y型密封圈51在氣助力缸體33內壁運動時減少了磨損，很好的提高了密封效果以及使用壽命。
[0081]下文將描述氣助力器組件的工作過程:
當壓縮空氣作用在氣助力缸體33內壁時，Y型密封圈唇口就緊緊貼在氣助力缸體33內壁上起到密封作用，在氣壓作用下活塞30向右運動并帶動負載運動過程中，氣壓作用力和負載相等時活塞30停止運動,控制單元42通過執行機構大流量電磁閥組件8和小流量電磁閥組件18來控制所述氣助力器組件的氣壓大小。
[0082]如圖1所示，
推桿部件包括推桿26和防塵罩27，推桿26與氣助力活塞30相連的相對端連接至變速箱的壓盤分離搖臂24,推桿26由氣助力缸體33伸出的部位設有防塵罩27。
[0083]電磁閥裝置:
所述電磁閥裝置包括大流量電磁閥組件8和與大流量電磁閥組件8連通的小流量電磁閥組件18。小流量電磁閥進氣管15和小流量電磁閥排氣通道20連通了大流量電磁閥組件8和小流量電磁閥組件18。
[0084]大流量電磁閥組件:
如圖1所示，
大流量電磁閥組件8包括大流量電磁閥插頭9、大流量電磁閥和大流量電磁閥排氣口12，大流量電磁閥插頭9位于大流量電磁閥組件8 一側端，大流量電磁閥插頭9緊鄰位置設有所述大流量電磁閥，大流量電磁閥排氣口 12位于大流量電磁閥組件8的下端。
[0085]如圖7所示，
所述大流量電磁閥包括排氣閥線圈65、進氣閥線圈68、大流量電磁閥排氣動鐵芯10、大流量電磁閥進氣動鐵芯11、排氣動鐵芯進氣閥門64、排氣動鐵芯排氣閥門63、進氣動鐵芯進氣閥門66、進氣動鐵芯排氣閥門67、大流量膜片截止閥進氣膜片5、、大流量膜片截止閥排氣膜片14、大流量膜片截止閥進氣通道6、以及大流量膜片截止閥排氣通道13，其中，排氣閥線圈65和進氣閥線圈68位于大流量電磁閥組件8的中心，在排氣線圈65內部設有截止閥排氣動鐵芯10，排氣動鐵芯10上端設有排氣動鐵芯進氣閥門64，下端設有排氣動鐵芯排氣閥門63，大流量膜片截止閥進氣通道6的末端設置大流量膜片截止閥進氣膜片5，在進氣閥線圈68內部設有截止閥進氣動鐵芯11，進氣動鐵芯上端設有進氣動鐵芯進氣閥門66，下端設有進氣動鐵芯排氣閥門67，大流量膜片截止閥排氣通道13的末端設置大流量膜片截止閥排氣膜片14。
[0086]大流量電磁閥進氣動鐵芯11在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體流入大流量膜片截止閥進氣通道6的進入口，從而控制大流量電磁閥進氣膜片閥門70的開關狀態。
[0087]大流量電磁閥排氣動鐵芯10在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體流入大流量膜片截止閥排氣通道13排出口，從而控制大流量電磁閥排氣膜片閥門71的開關狀態。
[0088]大流量電磁閥排氣膜片通道72與大流量電磁閥排氣口 12相通。
[0089]所述電控氣助力泵單元還包括氣源進氣口 7，用于輸入來自儲氣筒的壓縮氣體。[0090]大流量電磁閥組件的工作過程如下:
描述1:
需要活塞30移動時，排氣閥線圈65通電，排氣動鐵芯10往下運動并關閉排氣動鐵芯排氣閥門63，此時，氣源進氣口 7的氣源經過排氣動鐵芯進氣閥門64進氣口進入大流量電磁閥排氣膜片進氣通道13，在氣壓作用下大流量電磁閥排氣膜片14往上運行并關閉大流量電磁閥排氣膜片閥門71。進氣閥線圈68通電，截止閥進氣動鐵芯11往上運動并關閉進氣動鐵芯進氣閥門66，此時，進氣動鐵芯排氣閥門67打開大流量電磁閥進氣膜片5上端氣壓經過進氣動鐵芯排氣閥門67排氣口排出，由于大流量電磁閥進氣膜片5的內部設有面積差，進氣氣源腔69的氣壓經過大流量電磁閥進氣膜片閥門70進入氣助力缸進排氣通道1，并推動活塞30運動。在運行過程中通過控制單元42發送不同的脈寬信號來控制活塞30的位置。
[0091]描述2:
助力工作腔31進氣過程中，需要在某一位置停止活塞30時，進氣閥線圈68斷電，進氣閥線圈68斷電后截止閥進氣動鐵芯11往下運動，打開排氣閥門67排氣，同時關閉進氣閥門66，氣源經過氣源進氣口 7和進氣動鐵芯進氣閥門66進入大流量電磁閥進氣膜片5的上端，大流量電磁閥進氣膜片5在氣壓作用下往下運動并關閉大流量電磁閥進氣膜片閥門70，氣壓截止在一個整體密封的環境中，從而實現運動中的活塞30的停止。
[0092]描述3
當助力工作腔31需要排氣回位或者是回位到一定的位置要求時，首先執行完成描述2的動作以后，再對排氣閥線圈65斷電，當排氣閥線圈65斷電后截止閥排氣動鐵芯10在回位彈簧的作用下往上運動，排氣動鐵芯10關閉排氣動鐵芯進氣閥門64，同時打開排氣動鐵芯排氣閥門63,大流量電磁閥排氣膜片14下端的氣壓經過排氣動鐵芯排氣閥門63的閥門口從大流量電磁閥排氣口 12排出，助力工作腔31的氣壓經過氣助力缸進排氣通道I和大流量電磁閥排氣膜片閥門71和大流量電磁閥排氣口 12排出。如果活塞30的位置是所需要的控制位置，則只要再次給排氣線圈65通電即可。助力工作腔31工作氣壓再次被截止在一個完全密封的環境中，如果活塞30需要處在初始安裝位置，則只要給排氣線圈65通電時間延長將助力工作腔31內部的氣壓全部排完，活塞30在負載力的反作用下回到初始位置。
[0093]小流量電磁閥組件:
如圖1所示，所述小流量電磁閥包括小流量電磁閥進氣動鐵芯19、小流量電磁閥排氣動鐵芯21、小流量電磁閥排氣口 22，其中，小流量電磁閥進氣動鐵芯19和小流量電磁閥排氣動鐵芯21位于小流量電磁閥的中心位置，小流量電磁閥進氣動鐵芯19在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體進入小流量電磁閥排氣通道20的進氣口，小流量電磁閥排氣動鐵芯21在線圈磁力作用下打開或關閉壓縮氣體排出閥體的小流量電磁閥排氣口 22。
[0094]小流量電磁閥安裝支架23將所述小流量電磁閥安裝在變速箱25上。
[0095]控制單元:
控制單元42是電子踏板氣助力離合操縱系統的控制中心，控制單元42接收來自電子踏板單元45的電信號和所述電控氣助力泵單元4的行程信號計算出控制信號發送給所述電磁閥裝置，在電磁閥裝置的作用下，所述電控氣助力泵單元氣動地操控所述離合器以實現其離合。
[0096]具體而言，控制單元42是可編程E⑶控制器。控制單元42通過線束與電子踏板單元42連接，行程傳感器插頭41線束與行程傳感器組件37連接，通過大流量電磁閥插頭9線束與大流量電磁閥組件8連接，通過小流量電磁閥插頭17線束與小流量電磁閥組件18連接。控制單元42與帶故障報警燈自學習按鈕43連接。
[0097]所述線束選用阻燃型波紋管包扎和AMP插件。
[0098]如圖2所示，本發明氣助力離合操縱系統包括角度傳感器101、踏板102、行程傳感器103、氣助力缸104、變速箱105、小流量進排氣電磁閥106、大流量進排氣電磁閥107、電源108、限壓閥109、儲氣筒110、控制單元111、以及帶報警燈的自學習開關112。
[0099]儲氣筒110的供氣端與限壓閥109連接，限壓閥109帶有過濾器；限壓閥109的排氣端與小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107的進氣端連接，小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107并聯；小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107的排氣端與氣助力缸104的進氣端連接；氣助力缸104與變速箱連接。
[0100]踏板102的信號通過角度傳感器101與E⑶控制器111連接，駕駛員通過踩踏踏板102對車輛的離合操縱系統進行控制，踏板102的行程是對氣助力缸104的行程進行控制的重要參數之一。
[0101]氣助力缸104的行程經過行程傳感器103發送給E⑶控制器111，小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107的控制端與ECU控制器111連接，帶報警燈的自學習開關112與E⑶控制器111連接。E⑶控制器111根據踏板102的行程和檢測的氣助力缸104行程比例來向小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107控制端發送控制信號，調節氣助力缸104的行程。
[0102]儲氣筒110作為整個系統的氣源，為氣助力缸104提供氣體，儲氣筒110的氣體經過限壓閥109后，輸出的氣體成為具有一定壓力范圍的氣體，該氣體進入小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107，ECU控制器111根據電子踏板102的角度信號和檢測的氣助力缸行程信號的比例來向小流量進排氣電磁閥106和大流量進排氣電磁閥107控制端發送控制信號，調節氣助力缸104的行程。
[0103]下面描述本發明的工作原理，其根據分離、結合和快速結合的不同工作狀態來說明。
[0104]分離的工作原理如下:
當控制單元42接收到電子離合踏板信號后，控制單元42根據程序控制策略通過大流量電磁閥插頭9及線束分別使大流量電磁閥組件8排氣線圈通電，該插頭及線束為三孔及三芯線，其中進排氣線圈連接各一根，此導線通電和斷電均受控制單元42控制，另外一根導線為線圈公共地線負極，當排氣線圈通電后大流量電磁閥排氣動鐵芯10在線圈磁力作用下往下運動打開進氣口，并關閉下端排氣口，壓縮氣體進入大流量膜片截止閥進排氣通道13，在壓縮氣體作用下大流量膜片截止閥排氣膜片14關閉，經過關閉大流量膜片截止閥排氣膜片延時以后大流量電磁閥組件8進氣線圈再通電，大流量電磁閥進氣動鐵芯11在進氣線圈磁力作用下往上運動關閉進氣源，壓縮氣體經大流量膜片截止閥進排氣通道6從大流量電磁閥排氣口 12排出，此時大流量膜片截止閥進氣膜片5打開，氣源從氣助力缸進排氣通道I進入助力工作腔31，此時氣助力活塞30和推桿26在壓縮氣體作用下向右位移，推動變速箱壓盤分離搖臂24轉動，使得離合器壓盤發生分離，此時連接在氣助力活塞30上的直齒輪拉桿35和直齒輪2 —起運動，并帶動扇形齒轉軸36轉動，與此同時連接在磁鋼轉軸座40上的磁鋼38也一起轉動，磁鋼38與霍爾芯片39發生磁極變化，經過傳感器內部電路處理轉換成模擬信號輸出并傳送給控制單元48，當控制單元42接收到這二種信號以后，根據這二種信號的比例關系，來調整不同的相對應的位置，當角度信號變化快時推桿運動則快，當角度信號變化慢時推桿運動則慢，始終保持兩者之間的關系同步。詳見圖3。
[0105]當電子離合踏板總成45的信號快接近分離位置目標值時，大流量電磁閥組件8斷電，線圈磁力消失，大流量電磁閥進氣動鐵芯11在回位彈簧的作用下往下運動并打開進氣源，大流量膜片截止閥進氣膜片5打開，壓縮氣體經大流量膜片截止閥進排氣通道6進入，在壓縮氣體作用下關閉膜片，助力工作腔31壓力保持不進不排。由于分離行程還沒有達到目標值，此時小流量電磁閥組件18進氣線圈通電。小流量電磁閥插頭17及線束為三孔三芯導線組成，進排氣線圈各連接一根，控制單元48控制進排氣線圈的通電和斷電，另外一根導線為公共地線負極，當進氣線圈通電后小流量電磁閥進氣動鐵芯19向下運動，壓縮氣體經進排氣通道20和氣缸助力進排氣通道I進入，使得助力工作腔31壓力緩慢上升，氣助力活塞30和推桿26在壓縮氣體作用下繼續向右運動，此時ECU會根據行程傳感器組件37的信號變化對小流量電磁閥組件18進行通電和斷電控制，實現推桿分離行程的準確性，推桿行程的變化直接反饋在行程傳感器的信號中，當推桿分離行程到達目標值時，小流量電磁閥組件18進氣線圈斷電磁力消失，小流量電磁閥進氣動鐵芯19向上運動關閉進氣口，變速箱壓盤分離搖臂24負載在與推桿26負載相等的情況下，分離行程保持當前位置不變，如果推桿分離行程超過了規定的目標值時，則小流量電磁閥組件18排氣線圈通電，小流量電磁閥排氣動鐵芯21工作并向下運動，此時助力工作腔31壓縮氣體經過氣缸助力進排氣通道1、進排氣通道20以及小流量電磁閥排氣口排出，氣助力活塞30和推桿26在變速箱壓盤分離搖臂24負載的作用下向左移動，在排氣過程中，也可根據需要對小流量電磁閥組件18的進排氣線圈進行控制以便達到精確位置，在完成目標值控制后，小流量電磁閥組件18進氣線圈斷電，小流量電磁閥進氣動鐵芯21向上運動關閉排氣口 22，保證推桿分離行程目標值的規定要求，在上述踩下離合踏板42整個過程中，如果離合踏板42停在任意位置推桿26也會停止在相應的位置，從而保證了離合踏板42和推桿26的隨動性和同步性。
[0106]車輛起步結合時的工作原理如下:
在完成分離目標值以后，當電子控制單元42接收到排氣信號后，大流量電磁閥組件8的排氣線圈斷電使磁力消失，大流量電磁閥排氣動鐵芯10在回位彈簧的作用下往上運動并關閉進氣源，大流量膜片截止閥排氣膜片14在壓縮氣體反作用下打開，此時助力工作腔31的氣體過氣助力缸進排氣通道I和大流量電磁閥排氣口 12排出，如果電子離合踏板信號處于車輛起步結合區域范圍時，此時大流量電磁閥組件8的排氣線圈再通電，大流量電磁閥排氣動鐵芯10往下運動關閉排氣，壓縮氣體經大流量膜片截止閥進排氣通道13并關閉大流量膜片截止閥排氣膜片14，不再增加進入氣助力缸進排氣通道I的壓縮氣體，實現推桿26的位置停止，如果此時電子離合踏板總成45信號變化很慢，則小流量電磁閥組件18通電，小流量電磁閥排氣動鐵芯21工作并向下運動，此時助力工作腔31的氣體經過氣缸助力進排氣通道1、進排氣通道20以及小流量電磁閥排氣口 22排出，ECU會根據踏板角度信號的變化來完成一系列的動作，直到平穩快捷的完成車輛起步。[0107]當車輛快速結合時的工作原理如下:
在完成分離目標值以后，當電子離合踏板信號變化很快時，大流量電磁閥組件8的排氣線圈斷電使磁力消失，大流量電磁閥排氣動鐵芯10在回位彈簧的作用下往上運動并關閉進氣源，大流量膜片截止閥排氣膜片14在壓縮氣體反作用下打開，此時助力工作腔31的氣體經過氣缸助力進排氣通道I和大流量電磁閥排氣口 12排出，在此動作期間一般不控制推桿26的位置，使得推桿26能快速的回到初始狀態，從而實現離合器的快速結合
從工作原理所描述的幾種工作狀態中可以看出，在不同工作狀態下，通過不同的控制方式來調整壓縮氣體的進氣量，從而實現車輛的緩慢和快速起步以及分離，也可以使推桿26在任意位置的停止，這樣就能夠對車輛的運行進行控制了。
[0108]另外，氣助力離合操縱系統具有傳感器標定的自學習裝置。
[0109]系統在首次裝車或者是平時調整電子離合踏板45的高度以及更換部件后，確定ECU上電并保證車輛有足夠的氣壓時，首先按下帶故障報警燈自學習按鈕43，故障燈會一直閃爍，此時全行程踩下離合踏板，再松開離合踏板即可，故障燈延時一定時間后常亮提示自學習結束，自學習結束以后再按一下按鈕使得按鈕彈起回到初始位置，整個自學習過程完成。
【權利要求】
1.一種氣助力離合操縱系統，包括:電子踏板單元(45);電控氣助力泵單元，所述電控氣助力泵單元設有電磁閥裝置；與所述電子踏板單元(45)和電控氣助力泵單元電連接的控制單元(42);以及與所述電控氣助力泵單元相連的帶有離合器的變速箱(25)，其特征在于: 電子踏板單元(45)用于將踩踏的機械信號轉換成電子信號并傳輸給控制單元(42)；控制單元(42)根據所述電子踏板單元(45)的踩踏信號和所述電控氣助力泵單元的行程信號計算出控制信號發送給所述電磁閥裝置； 在所述電磁閥裝置的作用下，電控氣助力泵單元氣動地操控所述離合器以實現其離入口 ο
2.根據權利要求1所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，所述電子踏板單元(45)通過線束與控制單元(42)連接。
3.根據權利要求1所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，所述電控氣助力泵單元還包括氣助力器組件(4)、與氣助力器組件(4)相連的行程傳感器組件(37)、與行程傳感器組件(37 )相連的行程傳感器機構(3 )，行程傳感器機構(3 )位于行程傳感器組件(37 )的下方，氣助力器組件(4 )位于行程傳感器機構(3 )的下方。
4.根據權利要求1所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，所述電控氣助力泵單元的殼體采用沖壓成型。
5.根據權利要求3所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，行程傳感器組件(37)包括行程傳感器磁鋼(38)、行程傳感器霍爾芯片(39)、行程傳感器磁鋼轉軸座(40)、傳感器蓋(53)和傳感器組件外殼(54)，行程傳感器磁鋼(38)安裝在行程傳感器磁鋼轉軸座(40)上，行程傳感器霍爾芯片(39)和線路板一起固定在傳感器組件外殼(54)的內部并和行程傳感器磁鋼(38)之間保持一定的間隙，行程傳感器霍爾芯片(39)檢測到行程傳感器磁鋼(38 )的磁場變化，經行程傳感器組件內部電路轉換成電子信號。
6.根據權利要求5所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，行程傳感器組件(37)還包括位于行程傳感器組件(37)的上端的行程傳感器插頭(41)。
7.根據權利要求6所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，傳感器蓋(53)通過密封膠與傳感器組件外殼(54)粘合。
8.根據權利要求7所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，行程傳感器磁鋼轉軸座(40 )中心為一字型插孔，與行程傳感器機構(3 )連接。
9.根據權利要求3-8之一所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，行程傳感器機構(3)包括直齒條(2)、直齒輪拉桿(35)、以及扇形齒轉軸(36)，其中，直齒條(2)與扇形齒轉軸(36)的輪齒部接合；直齒輪拉桿(35)的一端與直齒條(2)連接,另一端與氣助力器組件(4)連接。
10.根據權利要求9所述的氣助力離合操縱系統，其特征在于，扇形齒轉軸(36)軸中心下端設有一突臺作為旋轉定位，套在行程傳感器機構(3)殼體中心孔內。
【文檔編號】F16D48/06GK103587416SQ201310542950
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】陳迎紅, 陳亮, 許振好, 劉昕 申請人:瑞立集團瑞安汽車零部件有限公司