CN101791949B - 一种混合动力汽车的离合器位置检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中度混合动力汽车的离合器位置检测系统和方法,所述系统包括一个高位开关、一个低位开关、一个离合器管路压力传感器以及整车控制系统。整车控制系统一方面为高位开关及低位开关接入5V输入电源,并为离合器管路压力传感器提供参考电压,同时还通过数字信号采集端口采集高位开关及低位开关的输出电压,它们的输出信号值为1,反之为0;同时还通过AD采样端口采集离合器管路压力传感器的输出电压,通过查传感器特性图计算出离合器管路中对应的压力。整车控制系统根据采集到的信号进行离合器位置检测及诊断,使混合动力控制系统不会因为离合器位置的判断不准确而影响正常功能,如行车充电,能量回收,加速助力等。本系统可以增加混合动力系统动力电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车的离合器位置检测技术,具体是指整车控制系统通过采集离合器位置相关传感器信号,判断离合器所处位置,为整车控制提供必要的计算条件。
背景技术
与传统汽车相比,混合动力汽车增加了驱动电机、动力电池等部件,增加了电机助力、电机充电、能量回收等功能。其离合器所处的位置对这些功能的实现有很大的影响,如果对离合器的位置检测不准,将会导致混合动力系统功能异常,从而影响整车正常的行驶,严重的还将会导致混合动力系统零部件出现严重故障如动力电池寿命等。因此,准确地获取离合器踏板位置使成为混合动力控制系统中必不可少的环节。
中国专利号为200720123426.1的专利文献中所描述的具有位置感知结构的汽车离合器踏板主要是通过触发式开关来感知离合器位置。比如驾驶员轻踩离合器,此时如果通过上述专利所用方式判断,判定为半离合状态,事实却还处理接合状态。在混合动力系统应用中很容易由于离合器位置的判断不准确引起整车馈电,甚至严重影响动力电池寿命。而此发明中还采用了压力传感器,以做到更准确的获取离合器位置信息,以求精确的控制混合动力系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高可靠性、可操作系统强的中度混合动力汽车的离合器位置检测系统及方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种中度混合动力汽车的离合器位置检测系统,其包括一个高位开关、一个低位开关、一个离合器管路压力传感器以及整车控制系统。所述高位开关与低位开关均属于常开式开关,所述低位开关安装在车上,并位于离合器踏板被踩下时,踏板臂正好压缩其顶针的位置;而高位开关安装在车上,并位于离合器踏板被松开时,踏板臂正好压缩其顶针的位置;在离合器踏板被踩下时,高位开关断开,低位开关接通,在离合器踏板被松开时,高位开关接通,低位开关断开;
所述离合器管路压力传感器安装在离合器主缸液压输出管路中;
所述整车控制系统一方面为高位开关及低位开关接入5V输入电源,并为离合器管路压力传感器提供参考电压,同时整车控制系统还通过数字信号采集端口采集高位开关及低位开关的输出电压,它们的输出信号值为1,反之为0;整车控制系统还通过AD采样端口采集离合器管路压力传感器的输出电压,通过查传感器特性图计算出离合器管路中对应的压力。
本发明进一步还提出利用上述中度混合动力汽车的离合器位置检测系统进行位置检测的方法,其过程如下:
当整车控制系统采集到离合器踏板高位开关的信号为1,低位开关的信号也为1时,则判定离合器位置检测系统出现故障;
当整车控制系统采集到高位开关的信号为1,低位开关的信号为0,而离合器管路压力传感器的压力大于等于一定值A时,判定离合器位置检测系统出现故障;
当整车控制系统检测到高位开关的信号为0,低位开关的信号为1,而离合器管路压力传感器采集到的压力小于等于一定值B(A<B)时,判定离合器位置检测系统出现故障;
在判定离合器位置检测系统出现故障后,系统将离合器位置信号设置为替代值0,即离合器处于分离状态,此时整车控制系统会禁止车辆进入能量回收、加速助力和行车充电状态,但允许车辆进入怠速充电状态;
当离合器踏板被完全松开时,高位开关接通,信号为1,低位开关断开,信号为0,离合器管路压力绝对值为零,即小于A,此时可判定离合器工作状态为接合;
当离合器踏板处于中间位置时,即高位开关顶针恢复初始位置,低位开关未被压缩,此时高、低位开关同时断开,信号都为0,此时离合器工作状态可以是接合、半离合、分离三种状态,则根据离合器管路压力传感器检测值判定离合器工作状态:即小于A,判定为离合器接合;大于等于A且小于等于B,判定为离合器半离合;大于B则判定离合器状态为分离;
当离合器踏板被完全踩下时,低位开关接通,信号为1,高位开关断开,高位开关信号为0,离合器管路压力大于B,此时可判定离合器工作状态为分离。
其中A、B值根据具体车型而定,一般在系统匹配前进行标定。A值表示离合器分离轴承开始运动时的离合器管路压力值,它等于系统克服内阻所需的启动压力。B值表示离合器分离完全时所对应的压力,它等于系统克服内阻及膜片弹簧在一定行程下作用在离合器分缸上的阻力之和。
通过采用上述结构和方法,可以给中度混合动力汽车带来如下优点:
1.混合动力控制系统不会因为离合器位置的判断不准确而影响正常功能,如行车充电,能量回收,加速助力等。
2.增加混合动力系统动力电池的使用寿命。
附图说明
图1是离合器检测系统示意图
图2是离合器位置检测及故障判断控制流程图
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明内容:
中度混合动力离合器位置检测机构包括一个高位开关、一个低位开关和一个压力传感器,以及整车控制系统。整车控制器采集离合器踏板高低位开关信号及离合器管路压力信号,并根据采集到的信号进行离合器位置检测及诊断。
高位开关与低位开关在车上的安装位置如图1所示:低位开关2安装在车上,并位于离合器踏板被踩到位置4时,踏板臂正好压缩其顶针的位置;而高位开关1安装在车上,并位于离合器踏板松开至位置3时,踏板臂正好压缩其顶针的位置。高位开关与低位开关均属于常开式开关,由于它们的顶针直接与离合器踏板臂接触,当踏板臂压缩顶针,则其接通,当踏板臂离开顶针,则其内置弹簧将顶针回弹至初始位置,则其断开。
离合器管路压力传感器是安装在离合器主缸液压输出管路中的,它可以实时监控离合器管路中的液压值,并将其传输给整车控制系统。
整车控制系统为高位及低位开关提供5V输入电源,为离合器管路压力传感器提供参考电压,同时整车控制利用数字信号采集端口采集高位及低位开关的输出电压,利用AD采样端口采集离合器管路压力传感器的输出电压。
参见图1,通过调整离合器踏板附近的高位开关1和低位开关2的安装位置等,在离合器踏板被踩到位置4时,高位开关1断开,低位开关2接通,在离合器踏板松开至位置3时,高位开关1接通,低位开关2断开。在开关接通时,其输出信号经整车控制器数字信号采集端口采集后值为1,反之为0。而离合器管路压力传感器输出电压大小可经过AD采样确定,查传感器特性图可以计算出离合器管路中对应的压力。
以下以某款混合动力汽车为例,详细说明检测方法:经过精确测量,当该车的离合器处于结合状态时,其离合器管路压力小于20bar,当离合器处于分离状态时,离合器管路压力大于30bar,结合上述检测值,进行以下判断过程:
当检测到离合器踏板高位开关信号为1,低位开关信号也为1时,判定离合器位置检测系统出现故障。
当检测到高位开关信号为1,低位开关信号为0,而离合器管路压力传感器采集到的压力大于等于20bar时,判定离合器位置检测系统出现故障。
当检测到高位开关信号为0,低位开关信号为1,而离合器管路压力传感器采集到的压力小于等于30bar时,判定离合器位置检测系统出现故障。
在判定离合器位置检测系统出现故障后,系统会将离合器位置信号设置为替代值0即离合器处于分离状态,此时整车控制系统会禁止车辆进入能量回收,加速助力,行车充电状态,但允许车辆进入怠速充电状态。
当离合器踏板被完全松开时,高位开关接通,信号为1,低位开关断开,信号为0,离合器管路压力绝对值为零,即小于20bar。此时可判定离合器工作状态为接合。
当离合器踏板处于中间位置时,即高位开关顶针恢复初始位置,低位开关未被压缩,此时高、低位开关同时断开,信号都为0。此时离合器工作状态可以是接合、半离合、分离三种状态。我们可以根据离合器管路压力传感器检测值判定离合器工作状态。即:小于20bar,判定为离合器接合;大于等于20bar且小于等于30bar,判定为离合器半离合;大于30bar则判定离合器状态为分离。
当离合器踏板被完全踩下时,低位开关接通,信号为1,高位开关断开,高位开关信号为0;离合器管路压力大于30bar。此时可判定离合器工作状态为分离。
Claims (1)
1.一种中度混合动力汽车的离合器位置检测系统,其包括一个高位开关、一个低位开关、一个离合器管路压力传感器以及整车控制系统;
所述高位开关与低位开关均属于常开式开关,所述低位开关安装在车上,并位于离合器踏板被踩下时,踏板臂正好压缩其顶针的位置;而高位开关安装在车上,并位于离合器踏板被松开时,踏板臂正好压缩其顶针的位置;在离合器踏板被踩下时,高位开关断开,低位开关接通,在离合器踏板被松开时,高位开关接通,低位开关断开;
所述离合器管路压力传感器安装在离合器主缸液压输出管路中;
所述整车控制系统一方面为高位开关及低位开关接入5V输入电源,并为离合器管路压力传感器提供参考电压,同时整车控制系统还通过数字信号采集端口采集高位开关及低位开关的输出电压,它们的输出信号值为1,反之为0;整车控制系统还通过AD采样端口采集离合器管路压力传感器的输出电压,通过查传感器特性图计算出离合器管路中对应的压力;
利用所述位置检测系统进行位置检测的方法过程如下:
当整车控制系统采集到离合器踏板高位开关的信号为1,低位开关的信号也为1时,则判定离合器位置检测系统出现故障;
当整车控制系统采集到高位开关的信号为1,低位开关的信号为0,而离合器管路压力传感器的压力大于等于一定值A时,判定离合器位置检测系统出现故障;
当整车控制系统检测到高位开关的信号为0,低位开关的信号为1,而离合器管路压力传感器采集到的压力小于等于一定值B时,其中A<B,判定离合器位置检测系统出现故障;
在判定离合器位置检测系统出现故障后,系统将离合器位置信号设置为替代值0,即离合器处于分离状态,此时整车控制系统会禁止车辆进入能量回收、加速助力和行车充电状态,但允许车辆进入怠速充电状态;
当离合器踏板被完全松开时,高位开关接通,信号为1,低位开关断开,信号为0,离合器管路压力绝对值为零,即小于 A,此时可判定离合器工作状态为接合;
当离合器踏板处于中间位置时,即高位开关顶针恢复初始位置,低位开关未被压缩,此时高、低位开关同时断开,信号都为0,此时离合器工作状态可以是接合、半离合、分离三种状态,则根据离合器管路压力传感器检测值判定离合器工作状态:即小于A,判定为离合器接合;大于等于A且小于等于B,判定为离合器半离合;大于B则判定离合器状态为分离;
当离合器踏板被完全踩下时,低位开关接通,信号为1,高位开关断开,高位开关信号为0,离合器管路压力大于B,此时可判定离合器工作状态为分离;
其中A值表示离合器分离轴承开始运动时的离合器管路压力值,它等于系统克服内阻所需的启动压力;B值表示离合器分离完全时所对应的压力,它等于系统克服内阻及膜片弹簧在一定行程下作用在离合器分缸上的阻力之和。
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