动优点结构简单成本低克服了杆系传动的不适合远距离操纵，受车身或车架的变形影响缺点可采用吊挂式的踏板缺点绳索的寿命短，拉伸刚度小拉伸变形导致增加踏板行程。本设计针对拉线操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。意义由于操纵控制通过驾驶员的手完成，不需要转向盘转向柱和脚踏板，这样就减少了正面碰撞时的潜在危险性，改善了汽车的安全性和舒适性，并为汽车设计提供了更大的设计空间，便于实现个性化设计。由于驾驶特性如制动转向加速等过程都是程序设定的，设计师可设计不同的程序供用户选择。同时汽车比质量变轻，性能高响应快。线控系统取消了许多机械连接装置液压装置和气压装置，简化了结构和生产工艺并简化维护工作，可能磨损的部件更少了，维护用品也可大大减小，减少维护费用。若使用线控制动无需制动液，使汽车更为环保，减少维护。汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中，使得汽车导航和自动驾驶成为可能，整个汽车就是个完整的电路整体。安装测试简单快捷，更稳固的电子接口模块结构，隔板间无机械连接，简单布置就能增加电子控制功能。线控技术将会给汽车产业的发展带来了划时代的飞跃。当然，目前线控技术还有很多的不足，如电子设备还相当的不可靠电磁干扰器件失效软件程序的设计网络攻击等等。旦电路失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果转向失灵油门难以控制和不能制动!所以线控技术研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。.线控技术现状分析目前，线控技术已经被广泛用于航空业，用线控制系统来取代传统的液压和机械系统已经成为技术发展的趋势，采用线控技术的制动系统转向系统传动系统有望在未来汽车上率先获得应用，不久的将来线控离合器也将会出现在汽车上。国外等公司已运用线控技术开发了概念车。汽车的各种操纵系统正向电子化自动化方向发展，在未来十年内，传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能相连的电气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶如线控制动线控转向线控油门线控悬架，线控离合器等正在加紧研究开发。当线控这目标实现时，汽车将是种完全的高新技术产品，发动机变速器传动轴驱动桥转向机全都不见了，线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制,汽车可以说是台装在轮子上的计算机。.线控技术发展前景在国内，除了同济大学研究完成的线控转向系统外，由北京理工大学完成的“种电动车辆动力系统关键技术产品及其应用”获得了年度国家技术发明奖。其中的项技术就是利用线控同步换档和行星传动技术，取消了主离合器，简化了换档机构，研制了种结构简单性能匹配优良的线控行星变速器。国内的些高校也正在进行线控技术的研究。线控技术研究的难点在于高性能控制器的研制，要求在整个系统中有精确高速的通讯协议网络，使控制中心和执行器之间能完全协调匹配工作而且需要高效的容错技术，使得系统出现故障时能够保障定的安全，即系统有好的可靠性。目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化集成化的发展需要，线控技术发展迅速，作为种汽车高新电子技术，线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化，机械系统的损坏通常都是有过程的，而线控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那刻汽车的速度行驶过高，造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。.研究内容和解决的主要问题本设计需对离合器的分离过程和分离力进行研究计算，对分离和接合的过程进行分析，建立相应的力学模型，从而确定脉冲输出的频率和电机输出的转矩。还有需要有正确的程序，来控制电机的转动。还需设计传动机构传动比齿轮支架和传感器支架等。同时，需保证此机构动作的响应性要足够快，而且动作不能有缓冲，最后就是把各机械部件可靠连接保证工作的可靠性，最重要的是需要写出正确的程序来驱动整个装置，并可以实际应用。线控技术研究的难点在于高性能控制器的研制，要求在整个系统中有精确高速的通讯协议网络，使控制中心和执行器之间能完全协调匹配工作而且需要高效的容错技术，使得系统出现故障时能够保障定的安全，即系统有好的可靠性。目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化集成化的发展需要，线控技术发展迅速，作为种汽车高新电子技术，线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化，机械系统的损坏通常都是有过程的，而线控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那刻汽车的速度行驶过高，造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。第章线控离合器系统.线控离合器控制系统随着汽车电子技术的日益发展和对汽车性能要求的提高，越来越多的电子设备出现在汽车上，上世纪年代中后期，出现了第台电子节气门汽车，应用在德国宝马公司生产的顶级轿车上。今天人们开始热切关注又个新兴技术线控离合。由于线控离合控制系统的技术和成本要求都比较传统机械式高的原因，现在在量产车上还没有实现，只是在些概念车上得以展示，或些电动概念车上才应用到线控离合器技术。如在通用可驾驶燃料电池汽车上的应用就获得了成功。线控汽车改传统机械连杆的传动方式，采用电子信号来操纵油门制动，离合器和转向机构。取消了传统的转向盘油门离合器踏板制动踏板，所有的操作都集中在个手柄上，驾驶员可以用只手完成所有的操作。当驾驶员要加速或减速时，可以向左或者向右推动手柄制动按钮也安装在这个手柄上，要制动时按下制动按钮当转弯时，驾驶员只需向上或者向下推动手柄。线控离合技术非常相似于线控节气门，线控转向等技术，现如今线控节气门几乎已经完全取代了传统的拉线式节气门，这也是大势所趋。电动助力转向也越来越广泛地应用到汽车上。在这些技术都已日趋完善的同时，目前国外各大汽车生产厂商和零部件生产商都开始着手从事线控离合器技术的开发研究，其中美国通用和韩国公司在该研究上处于领先地位，其产品已经开始市场化系列化。现代科技的不断发展，线控离合器可实现的功能会越来越强大，如根据发动机负荷情况来自动选择切开与分离的速度，若是高性能赛车，可提高其加速性能，可以满足不同工况下发动机的控制要求。我相信线控离合器装置在不久的将来会成为汽车上个不可或缺的电子控制系统。.线控离合器控制系统结构机械离合器结构，原理如图.所示，摩擦离合器般是有主动部分从动部分组成压紧机构和操纵机构四部分组成。离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮和压盘借摩擦作用传给从动盘，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆活拉线带动分离叉分离套筒和分离轴承，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘压紧在飞轮上，这样发动机的扭矩又传入变速器。轴承飞轮从动盘压盘离合器盖螺栓离合器盖膜片弹簧分离轴承轴图.离合器总成线控离合器不但具有机械离合器所有的功能，还有许多机械离合器没有的优点，例如线控离合器取消了村机械的连接，没有的摩擦也就没有了机械磨损和摩擦噪音，这对手动挡中级，高级轿车隔音降噪非常重要，还有就是取消了机械连接，可以节省踏板力，大大减轻长途驾驶时驾驶员疲劳。下面介绍线控离合器的结构和工作原理。线控离合器结构原理线控离合器改传统机械式拉线或拉杆的结构，是用个直流电机驱动离合器的分离与接合，取消了拉线，直流电机用单片机来控制，用踏板位置传感器来作为输入给单片机输入信号，经过信号转换，处理之后输出，在经过控制占空比，来实现电机转速的控制，在经过桥来控制电机的正反转，从而实现离合器的分离与接合，再通过离合器位置传感器来作为反馈，给单片机个反馈信号。从而达到整个电路的闭环控制。驾驶员踩下离合器踏板位置传感器引起电压信号变化执行器电机正向旋转离合器分离抬起离合器踏板位置传感器引起电压信号变化执行器电机反向旋转离合器再次接合执行流程如图.所示，图.执行流程图系统工作原理图如图.所示，图.系统工作原理图离合器踏板需用个轻质软弹簧使其归位，同时使踏板具有定的阻尼效果，考虑到油离配合，要求离合器的行程和使用机械装置时相同，并且离合器的分离和接合的速度也要与使用机械式装置时相同，还有要考虑失效保护，当电控系统失效时，需要机械系统重新正常工作，保证驾驶员和乘员的安全，失效保护可以参照电子节气门的形式，例如用两个离合器位置传感器。.线控离合器的优点和存在的主要问题线控离合器的优点省力，人们可以不用直接操作机械力,减轻驾驶员疲劳。比质量轻，性能高响应快。线控系统取消了许多机械连接装置液压装置和气压装置，简化了结构和生产工艺，便于实现汽车轻量化。维护用品可大大减小，减少维护费用。取消机械和液压连接可减少车身质量并简化维护工作，可能磨损的部件更少了使得汽车自动驾驶成为可能，整个汽车就是个完整的电路整体。安装测试简单快捷，更稳固的电子接口模块结构，隔板间无机械连接，简单布置就能增加电子控制功能。实现智能化控制功能线控离合器控制系统作为发动机控制的个功能模块，可以更好的实现汽车的性能和些其他的功能。系统存在的主要问题主要表现在以下两个问题非线性问题和可靠性问题。.非线性问题在线控离合器总成内，传动机构存在无法消除的非线性问题，主要是分离指运动过程中的粘性摩擦和滑动摩擦离合器复位弹簧的非线性特性电机减速机构中的轮齿间隙。粘性摩擦和滑动摩擦线控离合器在工作过程中拉杆和分离指的运动会同时受到粘性摩擦和滑动摩擦的作用，在动态过程中造成摩擦力的变化的非线性。复位弹簧非线性离合器复位弹簧采用螺旋弹簧或膜片弹簧，随着离合器分离位置的不同，其施加在离合器中心轴上的扭转力矩呈非线性变化。轮齿间隙由于电机的转速较高而扭矩较小，因此在电机输出轴与离合器中心轴与心轴间采用了套齿轮减速机构。齿轮啮合间隙的存在对节离合器的工作产生了定的非线性影响。.可靠性问题由于取消了机械连接方式，采用电子控制的方式，使得线控离合器的可靠性相对降低，如果控制软件或者系统部分出现故障，就不能保证整个系统工作的可靠性。为了保证系统的可靠性，在线控离合器设计时采取冗余设计思想，离合器位置传感器采用两个传感器来保证系统旦其中个传感器失效的情况下另个传感器仍可以采集离合器信号。另个保证系统可靠性的方法是保留个简化的机械连接。保证电子系统出现故障时依靠简化的机械连接可以正常行驶段距离，保证车辆安全到达目的地。.本章小结本章介绍了线控离合器的控制系统结构，介绍了线控离合器的功能和原理，分析了线控离合存在的主要问题。主要结论如下.传统的离合器是机械式连接，线控离合器系统取消了机械式的刚性连接，采用种柔性控制方式。.在线控离合器总成内，传动机构存在无法消除的非线性问题，包括分离指运动过程中的粘性摩擦和滑动摩擦复位弹簧的非线性特性减速齿轮装置中的轮齿间隙。同时采用电子控制的方式，使得线控离合器长时间用的可靠性相对降低。第章线控离合器数学模型和控制策略.系统建模线控离合器机构系统建模部分主要是针对线控离合器总体结构建立相应数学模型。线控离合器的基本结构主要组成为直流电机减速齿轮位置传感器回位弹簧。离合器在电机驱动力弹簧回复力及摩擦力粘性摩擦力和库仑摩擦力作用下转动其中减速齿轮传动系对系统的影响不大。离合器在工作过程中，受到弹簧回位转矩阻尼力矩粘性摩擦力矩电机驱动力矩等不平衡力矩的作用，存在不确定非线性因素的影响。工作过程分析线控离合器控制系统般采用转速和转速控制，即根据离合器需要的分离速度转矩需求，得到离合器切开速度和分离力的要求，再由计算出所需的电机转速要求。实际计算过程中，需要建立离合器分离时