Что такое электронная педаль сцепления

Электронное сцепление

Механическая коробка передач является самым распространенным видом трансмиссии легкового автомобиля в Европе, поэтому постоянно проводятся работы по ее совершенствованию. Одной из таких разработок является электронное сцепление. Впервые физическая (трос, гидравлика) связь между педалью и приводом сцепления разорвана и заменена электронной системой.

Electronic Clutch System (eCS) является перспективной разработкой компании Bosch. Как заявляет производитель, электронное сцепление вплотную приближает механическую коробку передач к коробке-автомату. В отличие от роботизированной коробки передач в системе eClutch автоматизирован только привод сцепления. Данное нововведение существенно упрощает процесс управления механической коробкой передач, позволяет экономить топливо. Кроме того электронное сцепление открывает новые возможности по использованию механической коробки передач на гибридных автомобилях.

К большому сожалению информации о конструкции системы eClutch пока немного. Как всякая электронная система управления электронное сцепление объединяет входные устройства, электронный блок управления и исполнительный механизм. К входным устройствам относятся блок педали сцепления и ряд входных датчиков. Производитель сообщает только о двух датчиках: датчике положения педали акселератора и датчике положения рычага коробки передач. На самом деле датчиков должно быть больше.

Актуатор электронного сцепления
Система электронного сцепления имеет собственный блок управления, который принимает и обрабатывает сигналы входных устройств, управляет исполнительным механизмом. В своей работе блок управления взаимодействует с системой управления двигателем. Исполнительный механизм представлен электрогидравлическим актуатором (приводом), осуществляющим по команде блока управления перемещение вилки сцепления.

С помощью системы электронного сцепления реализовано несколько функций:

1)движение в режиме частых троганий и остановок;
2)плавное переключение передач;
3)управляемое движение накатом;
4)расширение возможностей системы Стоп-старт.

Самой важной функцией является движение в режиме частых троганий и остановок. Данный режим характерен для городских «пробок» и позволяет автомобилю двигаться на первой передаче без использования педали сцепления. При снятии ноги с педали газа система автоматически размыкает сцепление. При дальнейшем торможении двигатель не глохнет, т.к. отсоединен от трансмиссии. Трогание с места происходит при освобождении педали тормоза. Все как в автоматической коробке передач, только на первой передаче.

Электронное сцепление обеспечивает плавное переключение (синхронизацию) всех передач. Специальный датчик определяет момент перехода с одной передачи на другую. На основании сигнала датчика электронное сцепление при помощи системы управления двигателем увеличивает или уменьшает обороты двигателя, чем достигается плавное переключение передач.

Две оставшиеся функции электронного сцепления направлены на экономию топлива, которая по заявлению производителя может достигать 10 процентов. Функция движения накатом позволяет исключить торможение двигателем и использовать в полной мере движение автомобиля по инерции, т.н. регулируемый выбег. Данная функция особенно актуальна при движении под уклон. В техническом плане все просто — при снятии ноги с педали газа система eClutch выключает сцепление и автомобиль движется накатом.

На автомобилях, оборудованных системой Стоп-старт, электронное сцепление позволяет добиться дополнительной экономии топлива. Теперь при снятии ноги с педали газа на первой передаче происходит не только отсоединение двигателя от трансмиссии, а еще и его выключение. К своей полной остановке автомобиль приходит уже с выключенным двигателем. Тем самым увеличивается нерабочее время двигателя, а значит, экономится топливо.

Электронное сцепление: как педаль сцепления дает команду?

Рад видеть вас на страницах моего блога! Ну раз уж зашли, то проведем время с пользой дела и узнаем что такое электронное сцепление.

Если точнее сказать — электронное управление включением и выключением сцепления. Мы с вами знаем два вида такого управления, тросовое и гидравлическое. И как видим изобретатели пошли дальше, придумали электронное.

Технические решения

Механическая коробка самый распространенный вид трансмиссии на легковых автомобилях в Европе. Именно поэтому производители постоянно ее совершенствуют и модернизируют. механикаОдна из таких прогрессивных разработок – электронное сцепление, которое вытеснило трос, гидравлику и вообще убрало механическую связь между приводом и педалью сцепления, заменив их электроникой. О нем сегодня и поговорим, в частности о принципе работы и очень полезных дополнительных функциях.

Electronic Clutch System или сокращенно eCS – перспективная разработка корпорации Bosch. По мнению производителя? eCS вплотную приблизило механическую КПП к коробке-автомату. Правда, в отличие от роботизированной КПП, в системе eClutch в автоматическом режиме работает лишь привод сцепления. Но и это нововведение существенно упростило управление МКПП, и дало возможность экономить топливо. Также такое сцепление дает возможность ставить механическую КП на гибридные машины.

С некоторым сожалением нужно отметить, что информации о eClutch не так уж и много. Коммерческая тайна, однако. Но как у всякой электронной системы там присутствуют: входные устройства, блок управления, исполнительный механизм. К первым можно отнести педаль сцепления и входные датчики. На данный момент известно лишь о двух из них, это: датчик положения педали газа и датчик положения рычага КПП. Понятно, что в натуре этих элементов больше.

Что касается блока управления, то его задача принимать и обрабатывать сигналы, поступающие со входных устройств, и управлять исполнительным механизмом и при этом взаимодействовать с системой управления двигателем. Исполнительный механизм представляет собой электрогидравлический актуатор (привод), который по команде блока управления перемещает вилку сцепления.

Полезные функции

Создание Electronic Clutch System помогло реализовать сразу несколько функций:

оптимизировать режим интенсивных троганий и остановок;
сделать плавным переключение передачи;
получить управляемое движение накатом;
расширило возможности системы Стоп-старт.

Оптимизация троганий и остановок

Наверняка самая важная составляющая – комфортное движение при частых троганиях и остановках. Такой режим встречается в городских «пробках», очередях на пропускных пунктах. Он дает возможность ехать на первой передаче, не используя педаль сцепления – если снять ногу с педали газа, система сама выключит сцепление. А если потом еще и притормозить, то двигатель не заглохнет, потому что уже не будет соединен с трансмиссией. Троганье же произойдет если отпустить педаль тормоза. Все точь-в-точь как в АКПП, но лишь на первой передаче.

Плавность наше все

Также обеспечивается плавное переключение (синхронизация) всех передач. Датчик засекает момент смены передачи и подает сигнал не только на eCS, но и в систему управления двигателем, которая повышает или понижает обороты, для достижения плавного переключения.

Управляемый накат

Две последних функции помогают экономить топливо. По оценкам разработчиков можно снизить его расход на 10 процентов. Управление движением накатом исключает торможение двигателем и помогает в полной мере использовать инерцию транспортного средства. Это особенно актуально во время движения под уклон. В натуре все происходит просто – во время снятия ноги с педали акселератора система eClutch отключает сцепление и машина продолжает двигаться накатом.

Улучшенный «Стоп-старт»

На авто, оснащенных опцией Стоп-старт, eClutch дает дополнительную экономию топлива. Так как убрав ногу с педали акселератора на первой передаче, вы не только отсоедините двигатель от трансмиссии, но и выключите его. То есть полная остановка автомобиля приходит с уже выключенным мотором. В итоге уменьшается время работы двигателя, и соответственно экономится горючее.

В реальной жизни

Вот такое очень современное и своевременно разработанное устройство. Так и хочется установить его на свой старенький автомобиль. Что, кстати, не утопия.

Например, система ЕКМ, которую производит фирма LuK может быть интегрирована в автомобиль, правда в заводских условиях. Еще более интересная разработка чешской фирмы «HURT», которая устанавливает электронный адаптер сцепления всем желающим. Кстати, не только в Чешской республике, но и в России и Украине, где имеет свои представительства.

Так что спешите поделится этой новостью с друзьями в соцсетях, и до следующей встречи на страницах нашего блога.

Электронное сцепление — принцип работы и устройство

Механическое или электронное сцепление, это уже выбор покупателя. У каждого из вариантов есть плюсы и минусы. Рассмотрим принцип работы и как устроено электронное сцепление, а так же где используется. Механическое или электронное сцепление, это уже выбор покупателя. У каждого из вариантов есть плюсы и минусы. Рассмотрим принцип работы и как устроено электронное сцепление, а так же где используется.

Водителей можно разделить на два основные типа, те кто любят ездить когда в автомобиле установлена автоматическая коробка передач, и те кто предпочитает механическую кпп. Но в механике как помним, нужно выжимать каждый раз сцепление включая или выключая передачу, а это не каждому нравится. Иногда педаль сцепления выжимается настолько туго, что попросту устаешь. Для облегчения усилия инженеры придумали электронное сцепление взамен механическому варианту.

Что такое электронное сцепление

Электронное сцепление или так же известное как eCS – Electronic Clutch System считается перспективной разработкой компании Bosch. Как заявляет производитель, такое электронное сцепление вплотную приближает механическую коробку передач к автоматической кпп. В отличии от автоматической кпп, при использовании системы eClutch в автоматическом режиме работает только сцепление.

Благодаря устройству и принципу работы электронного сцепления, его можно использовать не только на обычных автомобилях, но и на механической коробке гибридных автомобилей. К сожалению, многие нюансы работы электронного сцепления компания Bosch пока держит в секрете.

Из самого названия можно сделать вывод, что механизм легок в использовании, не требует больших усилий для переключения передач и максимально сглаживаем момент включения передачи. Таким образом, убираются рывки между передачами.

С чего состоит электронное сцепление

Как и любая электронная система, электронное сцепление имеет собственный блок управления, который обрабатывает полученные сигналы и передает указания для выполнения механических действий. Кроме этого такой вид сцепления объединяет различные входные и исполнительные устройства.

До входных устройств можно отнести блок педали сцепления и входные датчики. Последние это датчик расположения педали газа (акселератора) и датчик расположения рычага коробки передач. Хотя как утверждают автолюбители их намного больше, так как автомобиль двигается без рывков, а бортовой компьютер подсказывает какую передачу лучше включить.Что касается системы электронного сцепления (не часть где педаль), то у нее есть свой собственный блок управления. Он принимает, обрабатывает сигналы от входных устройств и передает управление на исполнение механической частью. Взаимодействует блок с системой управления двигателем. Это говорит о том, что в автомобиле будет бесключевой доступ или подобная технология.

Исполнительная часть механизмов представлена электрогидравлическим приводом (актуатором), он останавливает по сигналу блока управления перемещение вилки сцепления.

Как работает электронное сцепление

По описанию выше становится понятно, что электронное сцепление собой представляет не простую систему, и благодаря ему реализовано несколько функций для упрощения вождения автомобиля:

мягкое переключение передач;

управляемое движение накатом;

больше возможностей для системы Start/Stop двигателя.

Первая в списке и достаточно важная функция это движение при частых стартах и остановках. Чаще всего такое встречается в городских пробках, позволяет автомобилю передвижение на первой передаче без использования педали сцепления. Если же вы сняли ногу с педали акселератора, то система автоматически отключает сцепление. Если же вы дальше продолжаете притормаживать, то двигатель не заглохнет, так как уже будет отсоединен от трансмиссии.

Как уже говорили выше, вторым преимуществом электронного сцепления является плавное переключение передач. Специальный датчик высчитывает и определяет момент переключения передачи. На основе сигнала от этого датчика электронное сцепление с помощью системы управления двигателем уменьшает или увеличивает обороты агрегата. Благодаря такой работе и достигается плавное переключение передач.

Две последние функции, наведенные в списке выше, направлены на экономию топлива. Как заявляют производители экономия топлива достигает 10%. При движении накатом система автоматически отключает торможение двигателем. Тогда же автомобиль использует в полной мере движение по инерции. Другими словами если вы едите по склону, то система отключит трансмиссию автоматически и даст автомобилю ехать по инерции.

С технической стороны, данная функция реализована очень просто. Когда водитель снимает ногу с педали газа, система eClutch выключает сцепление и автомобиль движется по инерции.

Последняя функция это Start/Stop. Автомобили оборудованы этой функцией и электронным сцеплением позволят добавить еще экономии по топливу. При езде на первой передаче в пробках или при небольших склонах тратится больше топлива. В данном случае если при езде на первой передаче водитель убирает ногу с педали газа, система не только отсоединяет агрегат от трансмиссии, но и выключает сам двигатель. К полной остановке автомобиль придет с уже выключенным двигателем. Таким образом, увеличивается период не работы двигателя благодаря системе электронного сцепления. Как результат увеличивается и экономия топлива.

Видео принципа работы электронного сцепления:

Электронная педаль сцепления

Еще одним этапом в развитии трансмиссии автомобилей, стало появление электронной педали сцепления. Электронное сцепление призвано облегчить водителю управление транспортным средством, тем самым повысив концентрацию на том, что происходит вокруг. Это особенно актуально для тех водителей, стаж которых не столь велик, и схема «выжал — воткнул передачу» еще не доведена до автоматизма. Электронная педаль, будучи установленной на механическую коробку передач, максимально приближает ее, по комфорту управления, к автомату. Сцепление само включается и выключается в момент переключения передач, при трогании и остановке. Все эти операции производятся электродвигателем в оптимальном для КПП и мотора режиме.

Существует несколько вариантов реализации подобной системы.

EKM от Luk

Данный вид электронного сцепления на момент создания подвергался тщательным исследованиям и тестированию. Несколько миллионов километров пробега, на различных автомобилях и при разных условиях эксплуатации, позволили довести технологию до максимальной надежности. Уже в 1997 году, фирма LuK, как разработчик данного продукта, начала его массовое производство и внедрение.

На подобного рода системе, необходимость в педали сцепления полностью отпадает, так как включением и выключением управляют электронный и гидравлический блоки. Электронный получает информацию от различных датчиков о положении коленвала, дроссельной заслонки, педали газа и других. В соответствии с полученными данными, он передает команды на гидравлический блок, который приводит в действие механизм сцепления.

Благодаря слаженной работе всех элементов, удается добиться плавности переключения, практически незаметной для водителя. Так же полностью исключена вероятность случайной остановки двигателя. Достигается это за счет того, что при ослаблении давления на газ, подается команда, сцепление ослабляется и начинает проскальзывать.

Когда вы переключаете передачи, датчик в рычаге определяет это, и сцепление автоматически выключается до того момента, когда вы воткнете необходимую. Датчик подаст команду на включение в соответствии с выбранной передачей. Нет необходимости даже убирать ногу с педали газа, что делает управление автомобилем с электронной педалью, максимально комфортным и эффективным.

В сочетании с системой старт-стоп, данное решение позволяет добиться экономии топлива до 10 %. Последние поколения EKM, совмещенные с так называемым саморегулирующимся сцеплением SAC и интеллектуальной системой управления, позволили уместить все необходимые элементы управления, а так же электродвигатель сервопривода в один исполнительный механизм.

Благодаря четырем основным элементам EKM, производитель добился максимально быстрого и плавного переключения.

исполнительный механизм;
саморегулирующееся сцепление;
датчик положения рычага;
датчик включенной передачи.

Плюсы использования электронного сцепления:

отсутствует педаль сцепления;
простота и легкость трогания с места и в гору;
невозможность случайной остановки двигателя;
отсутствие необходимости убирать ногу с педали газа при переключении.

Electronic Clutch System от Bosch

Информации о данной системе реализации электронного сцепления не так много. Сообщается, что она максимально приближает комфорт управления автомобилем к уровню автоматической коробки. Наиболее эффективно электронное сцепление в городском режиме, при езде в пробках. Двигаясь на первой передаче, после снятия ноги с педали газа, происходит размыкание двигателя и трансмиссии, двигатель не глохнет.

Интересно реализована функция экономии топлива, при движении под уклон. Она исключает возможность торможения двигателем, автомобиль едет накатом. Для этого необходимо лишь прекратить жать на педаль.

На пути к совершенствованию автомобилей, и трансмиссии в частности, производители беспрестанно улучшают его. Электронное сцепление это лишь один из вариантов, созданных для более комфортного вождения.
» alt=»»>

Находим смысл в электронном сцеплении KIA

Компоненты iMT под капотом: под чёрной крышкой слева — резервуар с гидравлической жидкостью, под бежевым кружком справа — актуатор сцепления.

Обновившийся весной хэтчбек Kia Rio одним из первых среди машин марки получил любопытную систему intelligent Manual Transmission (iMT) — шестиступенчатую «механику», совмещённую со сцеплением, управляемым полностью по проводам. Это ещё один шаг к цифровизации приводов различных механизмов после уже банальной электронной педали акселератора, «торможения по проводам», или пока ещё экзотического рулевого управления без механической связи руля и управляемых колёс.

Итак, водитель переключает передачи в «механике» iMT самым обычным образом, вручную. Но педаль сцепления здесь не воздействует на него через механическую связь или классический гидравлический привод. Вместо этого она просто посылает сигнал в блок управления трансмиссией. Он уже запускает в дело актуатор, создающий давление гидравлической жидкости в контуре сцепления. Дальше срабатывает рабочий цилиндр, размыкающий сцепление. Зачем нужно было так усложнять эту цепочку? Дело в том, что трансмиссия iMT применяется в модификациях EcoDynamics+ с 48-вольтовой умеренной гибридной системой (MHEV). Благодаря электронному сцеплению система MHEV способна сама выключать его в определённых ситуациях, без команды со стороны водителя.

Умеренный гибрид KIA с «механикой» iMT обладает интегрированным стартером-генератором Mild-Hybrid Starter-Generator (MHSG) с ременным приводом. Он умеет добавлять своё усилие к усилиям ДВС при разгоне, а на замедлении работает как генератор, обеспечивая рекуперацию энергии. И тот же MHSG заменяет простую систему start/stop. Тут и скрыта основная польза от электронного сцепления. Если бы оно было обычным, то система start/stop не могла бы остановить мотор, пока водитель не выключил передачу, то есть ждала бы полной остановки машины. С электронным сцеплением становится возможна полная остановка ДВС во время свободного выбега на скорости, как это умеют делать некоторые современные системы с автоматическими трансмиссиями или «роботами». Но тут у нас «механика».

При повторном запуске мотора передача остаётся включённой той же, что и была. Стартер-генератор MHSG заранее поднимает обороты мотора таким образом, чтобы при замыкании дисков сцепления не было клевка. Но если автоматика решит, что скорость машины слишком низка для данной передачи, сцепление останется разомкнутым и электроника будет ждать, пока водитель не включит правильную передачу. Автоматика повторно запустит ДВС во время свободного выбега при нажатии на педаль акселератора, тормоза или сцепления. А поскольку с таким сцеплением система start/stop может останавливать мотор раньше и запускать позже, достигается дополнительная экономия топлива и снижение выбросов углекислого газа в сравнении с обычным сцеплением. По уверению KIA, экономия составляет три процента «в реальных условиях движения». Это только эффект от трансмиссии iMT, тогда как MHEV в целом сберегает до 10,7% топлива в цикле NEDC.

Трансмиссия iMT расширила возможности умеренной гибридной системы при сочетании её с классической «механикой», тогда как версии машин KIA типа MHEV с «роботами» с двумя сцеплениями никуда не делись. Но в компании считают, что немало людей ещё хотят переключать передачи сами, особенно в Европе. Тут надо вспомнить, что идея автоматизированного сцепления не нова, только использовалась иначе и в составе других типов трансмиссий.

Например, в Ситроене DS 1955 года был четырёхступенчатый полуавтомат, в котором передачи переключались вручную рычагом на рулевой колонке, но выжимать сцепление не надо было. Это делал гидравлический привод с контроллером, учитывающим обороты мотора и положение педалей газа и тормоза. Так что водитель просто включал нужную передачу, отпускал газ и снова нажимал газ. Остальное делала автоматика. Сцепление размыкалось и при остановке на светофоре. Водитель удерживал машину тормозом, а при отпускании его педали обороты мотора немного росли, и сцепление включалось само. Машина начинала движение как при «автомате».

Электронное управление сцеплением

В автомобиле, оборудованном механической коробкой передач (MКП), включение и выключение сцепления определяется и выполняется водителем с помощью педали сцепления. Система включения сцепления напрямую связывает движение педали сцепления с положением дисков.

В автомобиле с электронным управлением сцеплением больше нет прямой связи между педалью сцепления и самим сцеплением. Включение / выключение сцепления осуществляется с помощью исполнительного механизма (электрического или гидравлического), управляемого электронным модулем управления.

Есть два типа транспортных средств, использующих электронную систему управления сцеплением:

с механической коробкой передач и педалью сцепления: водитель решает, когда нажимать педаль, но срабатывание сцепления контролируется электрическим или гидравлическим приводом («системы сцепления по проводам» или на английском clutch-by-wire);
с автоматической коробкой передач (AMT) или коробкой передач с двойным сцеплением (DCT) и без педали сцепления: включение / выключение определяется электронным модулем управления, а приведение в действие сцепления — электрическим или гидравлическим приводом;

Система электронного управления сцеплением (ECC или electronic clutch management (EMM)), содержит сцепление, которое включается / выключается исполнительным механизмом (электрическим или гидравлическим) в зависимости от положения педали (с датчиком положения педали) или функцией управляющих сигналов отправляется независимо электронным модулем управления.

Где: 1 — педаль газа, 2 — педаль тормоза, 3 — педаль сцепления, 4 — датчик положения сцепления, 5 — провод (электрический), 6 — электрогидравлический привод с модулем управления и резервуаром, 7 – трубка (гидравлическая), 8 — концентрический рабочий цилиндр, 9 — крышка сцепления.

Как работает электронное управление сцеплением? Когда водитель нажимает педаль (3), датчик положения педали сцепления (4) посылает электрический сигнал на модуль управления (6). В зависимости от того, насколько сильно нажата педаль, модуль управления регулирует давление в концентрическом рабочем цилиндре (8), таким образом, контролирую положения дисков.

Отслеживание крутящего момента двигателя (система отслеживания крутящего момента)

Управляемое водителем сцепление, используемое в механических трансмиссиях, предназначено для передачи крутящего момента от двух до трех раз превышающего максимальный крутящий момент двигателя. Это результат расчетных факторов безопасности и допусков, которые должны гарантировать, что сцепление не проскальзывает.

В большинстве случаев во время движения двигатель работает с частичной нагрузкой, когда выходной крутящий момент составляет лишь часть максимального крутящего момента.

Эта функция возможна только с электронной системой управления сцеплением и имеет ряд преимуществ с точки зрения комфорта и управляемости.

Одним из преимуществ является более быстрое срабатывание сцепления при переключении передач. Когда водитель отпускает педаль акселератора, крутящий момент двигателя уменьшается, и функция «система контроля крутящего момента» автоматически регулирует сцепление, слегка его размыкая. Это означает, что когда система распознает желание водителя переключить передачу, сцепление уже частично разомкнуто, что приводит к более быстрому срабатыванию и более быстрому общему переключению передач.

Еще одно преимущество — более качественное переключение передач. Поскольку крутящий момент сцепления может точно контролироваться электронным модулем управления, в конце переключения сцеплению разрешается проскальзывать в течение ограниченного периода времени. Эта процедура отфильтрует колебания трансмиссии, что приведет к более плавному переключению передач и повышению комфорта пассажиров.

Экономия расхода топлива

Автомобиль с механической коробкой передач и электронным управлением сцеплением может унаследовать часть функции снижения расхода топлива, присущую гибридным электромобилям, таким как Coasting (или Sailing).

Во время движения, когда водитель отпускает педаль акселератора, двигатель отключается от трансмиссии и выключается (или остается на холостом ходу). Автомобиль будет двигаться благодаря своей инерции и уменьшенному расходу топлива. Эта функция возможна только на автомобиле с механической коробкой передач, если он оснащен электронной системой управления сцеплением.

По словам Шеффлера, на демонстрационном автомобиле с бензиновым двигателем объемом 1,2 литра испытания, проведенные с использованием цикла измерения расхода WLTP и реальных клиентских циклов, зафиксировали снижение расхода топлива с 2% (двигатель переходит на холостой ход) до 6% (двигатель выключается). Кроме того, можно добиться экономии до 8% в городских условиях вождения.

Преимущества электронной системы управления сцеплением

Полная интеграция работы электронного сцепления в общую систему управления трансмиссией дает несколько преимуществ на уровне транспортного средства:

улучшенная управляемость благодаря более быстрому и плавному переключению передач и работе сцепления;
автоматический запуск двигателя в случае нежелательной остановки (защита от остановки);
более легкое управление сцеплением, особенно на автомобилях с высоким крутящим моментом двигателя;
улучшенная пассивная безопасность (защита от ударов) за счет отсутствия механических компонентов;
возможность планирования технического обслуживания сцепления благодаря сбору данных о коэффициенте использования;
улучшенная топливная экономичность автомобиля за счет функции движения накатом (самовыбег или sailing);
повышенный комфорт пассажиров за счет меньшей вибрации, передаваемой от трансмиссии в салон (отсутствие механической связи между сцеплением и педалью сцепления)