手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成的制作方法

手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成，尤其涉及一種通過倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路實現自動防止司機因誤操作而掛倒檔的自控系統及包括該種自控系統的離合器總成；該自控系統包括倒檔信號采集器、設置在所述倒檔撥叉軸上的防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路；所述工控電路分別與所述倒檔信號采集器和活塞止擋單元連接。本發明采用倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路的設計；通過倒檔信號采集器對汽車行駛狀態進行監測，工控電路根據監測信息計算判斷司機的掛檔意圖，并發送指令給活塞止擋單元，以控制活塞止擋單元是否對所述防誤掛倒檔塊進行止擋。
【專利說明】手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成，尤其涉及一種 通過倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路實現自動防止司機因誤 操作而掛倒檔的自控系統及包括該種自控系統的離合器總成。

【背景技術】
[0002] 在現有汽車離合器制造領域中，汽車的檔位有奇數也有偶數。當檔位數為奇數時， 一倒檔在同一選檔位置；當檔位數為偶數時，倒檔單獨在一選檔位置。
[0003] 目前，離合器廠家為了防止誤掛倒檔(主要指行駛過程中)，僅僅在倒檔選檔位置 上增加一個很硬的彈簧，通過區別選倒檔(偶數檔）或一倒檔(奇數檔）與選其它前進檔力的 不同來防止誤掛倒檔。采用增加硬簧的方法雖然技術較為簡單，但是帶來的問題也較為明 顯，首先，由于增加了硬簧，導致選檔較為沉重，尤其是檔位數為奇數時，一倒檔在同一選檔 位置，而一檔需要經常選取，導致駕駛員操作困難，容易疲勞。其次，雖然增加硬簧區分了選 倒檔和其它前進擋的手感起到一定的防誤掛倒檔的作用，但是，即使手感不一樣也不一定 能百分百防止誤掛倒檔，尤其是奇數擋時，一檔和倒檔在同一選檔位置，容易導致誤掛倒檔 的情況發生；尤其是像重型卡車這類的大型商用車，多使用8檔變速箱，9檔變速箱，12檔變 速箱和16檔變速箱，由于檔位比較多，且駕駛時切換頻繁，因此特別容易誤掛倒檔。
[0004] 針對以上不足，本發明急需提供一種新的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離 合器總成。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是提供一種手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統及離合器總成，該自 控系統通過倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路實現自動防止司 機因誤操作而掛倒檔的目的。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系 統，包括離合器上蓋和倒檔撥叉軸，還包括用于實時監測汽車行駛狀態的倒檔信號采集器、 設置在所述倒檔撥叉軸上的防誤掛倒檔塊、用于與所述防誤掛倒檔塊配合止擋的活塞止擋 單元以及自動控制活塞止擋單元工作的工控電路；所述工控電路分別與所述倒檔信號采集 器和活塞止擋單元連接。
[0007] 進一步地，所述活塞止擋單元包括設置在所述離合器上蓋上的活塞缸、設置在該 活塞缸內的活塞頭、連接在所述活塞缸上的工作管路以及設置在該工作管路上的電磁閥； 所述工控電路與所述電磁閥連接。
[0008] 進一步地，所述活塞頭包括設置在所述活塞缸內腔內的導向頂座和設置在該導向 頂座底端的止擋桿，在所述導向頂座與所述活塞缸之間連接有用于使所述活塞頭復位的彈 性復位件。
[0009] 進一步地，所述工作管路與位于所述導向頂座下方的活塞缸內腔連通。
[0010] 進一步地，所述電磁閥上設有排氣口。
[0011] 進一步地，所述倒檔信號采集器包括用于監測離合器總成踏板位置的踏板位置傳 感器。
[0012] 進一步地，所述倒檔信號采集器還包括用于監測里程表轉速的里程表轉速傳感 器。
[0013] 進一步地，所述電磁閥為二位三通電磁閥。
[0014] 進一步地，所述防誤掛倒檔塊的長度大于所述倒檔撥叉軸的掛倒檔行程距離。
[0015] 一種離合器總成，包括如上述其中之一所述手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統。
[0016] 本發明與現有技術相比具有以下的優點：
[0017] 1、本發明采用倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路的設 計；通過倒檔信號采集器對汽車行駛狀態進行監測，并將監測信息實時回傳給工控電路，工 控電路根據監測信息計算判斷司機的掛檔意圖，并發送指令給活塞止擋單元，以控制活塞 止擋單元是否對所述防誤掛倒檔塊進行止擋；以此實現了自動防止司機因誤操作而掛倒檔 的目的；從而有效避免了因司機在行車過程中誤掛倒檔而造成的交通事故的發生，提高了 汽車行車的安全性。
[0018] 2、本發明采用彈性復位件的設計，可在汽車處于行駛狀態時，活塞缸不加壓的狀 態下自動將活塞頭向下推出并與下方的防誤掛倒檔塊配合止擋，以防止在汽車行駛途中的 誤掛倒檔的情況發生；有效的確保了活塞頭下伸動作順利進行，提高了自控系統的整體安 全性和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0020] 圖1是本發明中手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統的結構示意圖(未掛倒檔時）；
[0021] 圖2是本發明中手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統的結構示意圖（已掛倒檔時)。
[0022] 圖中，1 :離合器上蓋；2 :倒檔撥叉軸；3 :防誤掛倒檔塊；4 :工控電路；5 :倒檔端； 6 :活塞缸；7 :工作管路；8 :電磁閥；9 :常通管路；10 :導向頂座；11 :止擋桿；12 :彈性復位 件；13 :排氣口； 14 :踏板位置傳感器；15 :里程表轉速傳感器。

【具體實施方式】
[0023] 參見圖1、圖2所示（圖1、圖2中箭頭方向為壓力走向)，本發明的一種手動檔汽車 防誤掛倒檔的自控系統，包括離合器上蓋1、與該離合器上蓋下端呈可滑動水平穿設的用于 在一檔與倒檔之間切換的倒檔撥叉軸2、用于實時監測汽車行駛狀態的倒檔信號采集器、設 置在所述倒檔撥叉軸上的防誤掛倒檔塊3、設置在所述離合器上蓋上的用于與所述防誤掛 倒檔塊配合止擋的活塞止擋單元以及用于自動控制活塞止擋單元工作的工控電路4 ;所述 工控電路分別通過電線與所述倒檔信號采集器和活塞止擋單元電連接。本實施例中所述的 工控電路采用汽車行車控制電路中常用的EOJ單元(英文全稱：Electronic Control Unit, 中文全稱：電子控制單元）；該E⑶單元主要包括微處理器（CPU)、存儲器（R0M、RAM)、輸入/ 輸出接口（I/O)、模數轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規模集成電路。ECU單元的功用是根 據其內存的程序和數據對空氣流量計及各種傳感器輸入的信息進行運算、處理、判斷，然后 輸出指令；關于ECU單元的具體結構屬于現有技術，此處不再過多贅述；
[0024] 本實施例中所述防誤掛倒檔塊設置在所述倒檔撥叉軸的倒檔端5 ;所述倒檔端是 指所述倒檔撥叉軸與倒檔撥叉(屬現有技術，圖中未顯示）連接，用于掛倒檔的一端；對應圖 中所示為所述倒檔撥叉軸的右端；所述活塞止擋單元設置在與所述防誤掛倒檔塊位置相對 應處的離合器上蓋上；所述防誤掛倒檔塊采用圓形套或矩形套的形式穿裝在所述倒檔撥叉 軸上，并通過銷釘或螺栓將兩者連接固定，以便于防誤掛倒檔塊的拆卸和更換。
[0025] 本發明采用倒檔信號采集器、防誤掛倒檔塊、活塞止擋單元以及工控電路的設計； 通過倒檔信號采集器對汽車行駛狀態進行監測，并將監測信息實時回傳給工控電路，工控 電路根據監測信息計算判斷司機的掛檔意圖，并發送指令給活塞止擋單元，以控制活塞止 擋單元是否對所述防誤掛倒檔塊進行止擋；以此實現了自動防止司機因誤操作而掛倒檔的 目的；從而有效避免了因司機在行車過程中誤掛倒檔而造成的交通事故的發生，提高了汽 車行車的安全性。
[0026] 本實施例中所述活塞止擋單元包括呈堅直設置在所述離合器上蓋上的活塞缸6、 設置在該活塞缸內用于與所述防誤掛倒檔塊配合止擋的活塞頭、連接在所述活塞缸上用于 為活塞頭輸送動力的工作管路7以及設置在該工作管路上的用于控制工作管路開啟和關 閉的電磁閥8 ;所述工控電路通過電線與所述電磁閥電連接。本實施例中所述工作管路一 端與所述活塞缸連通，另一端對應連接在所述電磁閥上，并通過連接在電磁閥上的常通管 路9與設置在汽車內的動力源連通；本實施例中所述的動力源是氣泵或油泵其中之一；在 本自控系統的實際安裝過程中可根據需要自由選擇氣泵或者油泵為所述活塞頭提供動力； 具體地說：當選用油泵時，則工作管路用于向所述活塞缸輸送油壓，以驅動活塞頭伸縮；當 選用氣泵時，則所述工作管路用于向所述活塞缸輸送氣壓，以驅動活塞頭伸縮；當汽車啟動 后，所述的氣泵或油泵即刻開始工作，并向常通管路內持續供壓，通過所述電磁閥控制工作 管路與所述常通管路之間的導通和屏蔽。本實施例中為了簡化部件及各部件的連接關系， 以下均采用氣泵作為活塞頭的動力源。
[0027] 本實施例中所述活塞頭包括設置在所述活塞缸內腔內的導向頂座10和設置在該 導向頂座底端的止擋桿11，在所述導向頂座頂端與所述活塞缸內頂面之間連接有用于使所 述活塞頭復位的彈性復位件12。本實施例中為滿足活塞缸與活塞桿氣密性安裝要求，可將 所述活塞缸的內腔設置成圓筒形，活塞缸的外形整體設置成矩形體以便于與所述離合器上 蓋安裝；相對應的所述導向頂座設置成圓柱形，該導向頂座的柱面與所述活塞缸的內筒面 呈緊密配合設置，使導向頂座與活塞缸處于動靜配合狀態，有效地保證了兩者之間的密閉 性要求；同理，所述止擋桿設置成圓柱形，且止擋桿的軸心與所述導向頂座的軸線重合；所 述止擋桿的筒壁與所述活塞缸的底端面中心孔之間呈緊密配合設置，使導向頂座與活塞缸 處于動靜配合狀態，有效地保證了兩者之間的密閉性要求。本實施例中所述彈性復位件采 用螺旋彈簧的設計，該螺旋彈簧的上端與所述活塞缸連接，下端與所述導向頂座連接；當然 也可以根據實際情況采用其他形式的彈性復位件，例如，蝶型彈簧、鼓形彈簧等，只要滿足 在所述活塞頭失去壓力時，通過彈性復位件可將其向下推回原來與所述防誤掛倒檔塊止擋 的位置即可。
[0028] 本發明采用彈性復位件的設計，可在汽車處于行駛狀態時，活塞缸不加壓的狀態 下自動將活塞頭向下推出并與下方的防誤掛倒檔塊配合止擋，以防止在汽車行駛途中的誤 掛倒檔的情況發生；有效的確保了活塞頭下伸動作順利進行，提高了自控系統的整體安全 性和可靠性。
[0029] 本實施例中所述工作管路連接在所述活塞缸底端，并與位于所述導向頂座下方的 活塞缸內腔連通；本實施例中所述電磁閥上設有排氣口 13。
[0030] 本實施例中所述倒檔信號采集器包括設置在離合器總成踏板處用于監測離合器 總成踏板位置的踏板位置傳感器14。本實施例中所述的踏板位置傳感器采用一般常用的位 置傳感器，可監測離合器總成踏板的位置變化，從而實時監測離合器總成踏板是否到達最 低點位，所述最低點位是指，司機將離合器總成踏板踩到最低點的離合器總成踏板位置，在 該位置處對應設置踏板位置傳感器。
[0031] 本實施例中所述倒檔信號采集器還包括設置在里程表的轉子位置用于監測里程 表轉速的里程表轉速傳感器15。本實施例中所述的里程表轉速傳感器采用一般常用的轉速 傳感器，可監測里程表轉子的轉速變化。如要滿足手動檔汽車的掛倒檔需要，先決條件有兩 點：一、離合器總成踏板踩到底，使離合器總成處于半聯動狀態；二、車輛處于停止狀態；因 此，僅通過踏板位置傳感器監測離合踏板是否踩到底，此時汽車也有可能處于行進狀態(例 如在切換其他檔位時)，并不能完全保證汽車能夠順利切換倒檔；還需配以里程表轉速傳感 器對里程表的轉速實時監測；只有滿足離合器總成踏板到達最低點位和里程表轉子轉速為 零(表示汽車已停止）兩個條件時；工控電路通過電磁閥控制所述活塞頭的止擋桿向活塞缸 內收縮，從而解除止擋桿對于所述防誤掛倒檔塊的止擋，此時所述活塞止擋單元的止擋狀 態解除，當司機需要掛倒檔時，通過操控檔桿，使所述倒檔撥叉軸可以自如的向右移動，用 以通過倒檔撥叉軸右端連接的倒檔撥叉實現掛倒檔。
[0032] 本實施例中所述電磁閥為二位三通電磁閥。本實施例中所述二位三通電磁閥包括 設置在該二位三通電磁閥一端的用于與活塞缸之間連接工作管路的閥口、設置在該二位三 通電磁閥另一端的用于與動力源之間連接常通管路的閥口和用于控制排氣口的閥口；以此 實現電磁閥的三通，并實現三個閥口的開啟和關閉；所述的二位三通電磁閥屬于現有技術， 此處不再過多贅述。
[0033] 本實施例中所述防誤掛倒檔塊沿倒檔撥叉軸長度方向延伸的長度大于所述倒檔 撥叉軸的掛倒檔行程距離。本實施例中所述的掛倒檔行程距離是指，所述倒檔撥叉軸向右 移動并與倒檔撥叉配合掛上倒檔的最大行程距離；也就是說所述倒檔撥叉軸為掛倒檔所需 要的最大行程。這樣設置的意義在于，當司機因誤操作掛上倒檔后，此時由于防誤掛倒檔塊 處于活塞頭的下方，因此，即使活塞頭向下伸出，也只會抵住防誤掛倒檔塊的上端面，而不 會將防誤掛倒檔塊的左端(見圖3所示）止擋住，從而導致倒檔撥叉軸無法向左移動退出倒 檔；一旦倒檔撥叉軸退出倒檔，如果車輛沒有停車且離合器總成沒有踩到底，則活塞頭迅速 在彈性復位件的驅使下向下伸出并與防誤掛倒檔塊的右端止擋；以阻止防誤掛倒檔塊向右 移動掛倒檔。
[0034] 本發明中所述手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統的工作原理如下：
[0035] 當倒檔信號采集器監測到里程表轉速不為零且離合器踏板沒有踩到底，ECU判斷 司機不需要掛倒檔；此時，ECU控制電磁閥讓常通管路阻斷，工作管路與排氣口連通，此時 活塞頭在彈性復位件作用下向下運動，活塞頭會阻止防誤掛倒檔塊向右運動掛倒檔。
[0036] 當倒檔信號采集器監測到里程表轉速為零且離合器踏板已踩到底，E⑶判斷司機 可能需要掛倒檔；此時，E⑶控制電磁閥讓常通管路打開，工作管路與常通管路連通，并阻 斷排氣口與工作管路的連通，此時活塞頭在壓力的作用下向上收縮，并壓縮彈性復位件使 其蓄能；活塞頭結束對防誤掛倒檔塊的止擋，使所述倒檔撥叉軸處于可以向右運動掛倒檔 的狀態。
[0037] 當倒檔撥叉軸向右運動掛上倒檔后，ECU根據倒檔信號采集器回傳的監測數據判 斷車輛依然不允許掛倒檔，則E⑶控制電磁閥讓常通管路阻斷，工作管路與排氣口連通，活 塞頭在彈性復位件作用下向下運動，但此時已經掛上了倒檔，活塞頭與防誤掛倒檔塊接觸， 但不會阻止防誤掛倒檔塊向左運動掛一檔或者退出倒檔到空擋位置（由于活塞頭的壓力施 加在防誤掛倒檔塊上，會導致掛倒檔時阻力較大)，一旦退出倒檔，防誤掛倒檔塊不能阻止 活塞頭向下運動，此時，如果車輛沒有停車且離合器沒有踩到底，活塞將會阻止防誤掛倒檔 塊向右移動掛倒檔。
[0038] 本發明還提供一種離合器總成，該離合器總成包括上述中所述手動檔汽車防誤掛 倒檔的自控系統。本實施例中所述的離合器總成為專用于一倒檔手動擋汽車的離合器總 成，也就是說倒檔設置的位置與所述一檔位處于同一選檔位置；該離合器總成還配有為所 述活塞止擋單元提供動力的動力源，該動力源采用氣泵或油泵的設置，本實施例中采用氣 泵的設計。
【權利要求】
1. 一種手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，包括離合器上蓋和倒檔撥叉軸，其特征在 于：還包括用于實時監測汽車行駛狀態的倒檔信號采集器、設置在所述倒檔撥叉軸上的防 誤掛倒檔塊、用于與所述防誤掛倒檔塊配合止擋的活塞止擋單元以及用于自動控制活塞止 擋單元工作的工控電路；所述工控電路分別與所述倒檔信號采集器和活塞止擋單元連接。
2. 如權利要求1所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述活塞止 擋單元包括設置在所述離合器上蓋上的活塞缸、設置在該活塞缸內的活塞頭、連接在所述 活塞缸上的工作管路以及設置在該工作管路上的電磁閥；所述工控電路與所述電磁閥連 接。
3. 如權利要求2所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述活塞頭 包括設置在所述活塞缸內腔內的導向頂座和設置在該導向頂座底端的止擋桿，在所述導向 頂座與所述活塞缸之間連接有用于使所述活塞頭復位的彈性復位件。
4. 如權利要求3所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述工作管 路與位于所述導向頂座下方的活塞缸內腔連通。
5. 如權利要求4所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述電磁閥 上設有排氣口。
6. 如權利要求5所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述倒檔信 號采集器包括用于監測離合器總成踏板位置的踏板位置傳感器。
7. 如權利要求6所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述倒檔信 號采集器還包括用于監測里程表轉速的里程表轉速傳感器。
8. 如權利要求7所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述電磁閥 為二位三通電磁閥。
9. 如權利要求8所述的手動檔汽車防誤掛倒檔的自控系統，其特征在于：所述防誤掛 倒檔塊的長度大于所述倒檔撥叉軸的掛倒檔行程距離。
10. -種離合器總成，其特征在于：包括如權利要求1-9其中之一所述手動檔汽車防誤 掛倒檔的自控系統。
【文檔編號】F16H61/18GK104121360SQ201310157028
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】林春雷 申請人:北汽福田汽車股份有限公司