CN104533981B - 一种自动离合器的电流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动离合器的电流控制方法，首先，采用预设的第一频率确定电磁阀打开和关闭的周期，并采用所述第一频率下的可变占空比确定在一个所述周期内所述电磁阀分别处于打开状态、关闭状态的时间；然后，将预设的大于所述第一频率的第二频率的PWM波作为驱动电磁阀打开和关闭的实际驱动；在所述电磁阀处于打开状态的时间段内，先采用所述第二频率的第一占空比驱动所述电磁阀打开，再采用所述第二频率的小于所述第一占空比的第二占空比维持所述电磁阀为打开状态；在所述电磁阀处于关闭状态的时间段内，采用所述第二频率的零占空比驱动所述电磁阀关闭。这样，在满足工作需求的情况下减少电磁阀内通过的电流，降低发热量，延长了使用寿命。

Description

一种自动离合器的电流控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种自动离合器的电流控制方法。

背景技术

随着人们对驾驶车辆舒适性要求的提高，商用车辆也逐渐使用自动变速箱代替手动变速箱，以减轻驾驶员的劳动强度，尤其是长途车或者在市内运行交通拥堵的车辆。相对于乘用车较多使用AT(Automatic Transmission)自动变速箱，而商用车多数安装AMT(Automatic Manual Transmission)自动变速箱，传递扭矩大，传动效率高，成本低，易维护。

AMT自动变速箱是在MT变速箱(Manual Transmission)基础上开发的，不仅需要一个自动换档执行机构代替手动操作更换档位，还需要一个自动控制的离合器执行器来代替脚踩离合踏板的操作，该执行器就是离合器助力器。当前市场上商用车使用较多的还是气动的离合器助力缸，它是由电磁阀打开或关闭进气口/放气口来实现位置控制的。

电磁阀由线圈和阀芯两个基本元件构成，在线圈得电时产生磁场，吸附阀杆克服弹簧力抬起，打开与气缸相通的气门；线圈失电时，磁场消失，阀芯在弹簧力的作用下压在气门上，将与气缸相通的气门关闭。

现有技术是给电磁阀一个高电平驱动打开气门，在需要保持气门开启状态时仍然持续高电平驱动状态。由于电磁阀驱动提供一个持续的高电平，使线圈产生的热量较大，导致电磁阀的使用寿命较短。

此外，在故障诊断过程中，需要使电磁阀持续驱动一定时间段来识别离合器是否驱动时间过长，一般这个时间设置的都较大。同样电磁阀持续提供一个高电平，因此线圈也产生大量热量，不能完全防止电控气动离合器助力缸电磁阀不被烧坏，尤其是炎热的夏天，但是设置的时间限值小了又容易出现误报警的情况。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的自动离合器的电流控制方法进行优化设计，在满足原本离合器工作需求的情况下减少电磁阀内通过的电流，降低发热量，延长电磁阀的持续驱动时间和使用寿命，降低离合器不可逆损坏的几率。

发明内容

本发明的目的为提供一种自动离合器的控制方法，该方法能够减少电磁阀通过的电流，降低电磁阀的发热量，延长电磁阀的持续驱动时间和使用寿命，降低离合器不可逆损坏的几率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动离合器的电流控制方法，所述离合器通过电磁阀控制气门打开或关闭；所述电流控制方法包括如下步骤：

采用预设的第一频率确定电磁阀打开和关闭的周期，并采用所述第一频率下的可变占空比确定在一个所述周期内所述电磁阀分别处于打开状态、关闭状态的时间；

将预设的大于所述第一频率的第二频率的PWM波作为驱动电磁阀打开和关闭的实际驱动；在所述电磁阀处于打开状态的时间段内，先采用所述第二频率的第一占空比驱动所述电磁阀打开，再采用所述第二频率的小于所述第一占空比的第二占空比维持所述电磁阀为打开状态；在所述电磁阀处于关闭状态的时间段内，采用所述第二频率的零占空比驱动所述电磁阀关闭。

优选地，通过试验获取所述第一占空比下打开所述电磁阀所用的最少时间，再根据所述最少时间确定所述第一占空比的持续时间。

优选地，获取所述最少时间后，再将所述最少时间乘以大于1的第一安全系数来确定所述第一占空比的持续时间。

优选地，通过实验获取维持所述电磁阀开启状态所需的最小占空比，再根据所述最小占空比确定所述第二占空比。

优选地，获取所述最小占空比后，再将所述最小占空比乘以大于1的第二安全系数来确定所述第二占空比。

优选地，所述第一占空比为100％，以便提供足够功率迅速打开电磁阀。

优选地，还包括步骤：

检测所述离合器的当前移动速度，并比较所述当前移动速度、预设目标速度的大小；如前者大于后者，减小所述可变占空比；若前者小于后者，增大所述可变占空比；若二者相等，保持当前可变占空比不变。

附图说明

图1为本发明所提供自动离合器的电流控制方法的一种具体实施方式的流程框图；

图2为采用图1所示控制方法后的离合器驱动状态示意图；

图3为通过实验获取第二占空比的试验结果图表。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种自动离合器的控制方法，该方法能够减少电磁阀通过的电流，降低电磁阀的发热量，延长电磁阀的持续驱动时间和使用寿命，降低离合器不可逆损坏的几率。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供自动离合器的电流控制方法的一种具体实施方式的流程框图。

在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明提供一种自动离合器的电流控制方法，所述离合器通过电磁阀控制气门打开或关闭，该方法包括如下步骤：

S11：采用预设的第一频率确定电磁阀打开和关闭的周期，并采用所述第一频率下的可变占空比确定在一个所述周期内所述电磁阀分别处于打开状态、关闭状态的时间；

该步骤中，先用较小的第一频率通过实验来获取电磁阀的周期，再根据当前实际工况选择第一频率的可变占空比，该可变占空比可以具体由自动离合器的需求移动速度来确定，需求移动速度越大、可变占空比也越大。而自动离合器的移动速度与气门开启状态的百分比相关，且气门开启状态的百分比越大，自动离合器的移动速度也越大。因此，第一频率的可变占空比可以具体通过气门开启状态的百分比来确定。

例如图2所示，图2为采用图1所示控制方法后的离合器驱动状态示意图，如果离合器的需求动作较慢，对应的气门开启状态百分比为10％，此时可以将可变占空比确定为45％；如果离合器的需求动作较快，对应的气门开启状态百分比为20％，此时可以将可变占空比确定为65％......以此类推。

S12：将预设的大于所述第一频率的第二频率的PWM波作为驱动电磁阀打开和关闭的实际驱动；在所述电磁阀处于打开状态的时间段内，先采用所述第二频率的第一占空比驱动所述电磁阀打开，再采用所述第二频率的小于所述第一占空比的第二占空比维持所述电磁阀为打开状态；在所述电磁阀处于关闭状态的时间段内，采用所述第二频率的零占空比驱动所述电磁阀关闭。

经过大量、多次的试验显示，在电磁阀处于打开状态的时间段内，驱动电磁阀开启所需的功率稍大，开启需要的时间较短，约为5ms～10ms，而当驱动电磁阀开启之后，保持其为开启状态所需要的功率较小。步骤S12正是利用了电磁阀的这一特性，先预设第二频率的两个占空比，由第二频率执行电磁阀的实际驱动，到了第一频率确定的打开电磁阀的时间时，采用较大的第一占空比输出一个高频PWM信号，驱动电磁阀使其打开，以保证足够的驱动力用于打开气门；在气门打开、第一占空比的持续时间结束后，再采用较小的第二占空比维持电磁阀开启。例如图2所示，该图中，先采用100％的占空比驱动电磁阀使其打开，再采用50％的占空比保持电磁阀为打开状态。

再例如图3所示，图3为通过实验获取第二占空比的试验结果图表，当第二占空比为21％时电流为0.364A，能够保证电磁阀为打开状态，而传统驱动使用的持续高电平驱动，即驱动电磁阀打开仪器维持打开状态底端占空比均为100％时，其消耗的电流为1.476A，由此可见本发明提供的电流控制方法能够大大减少的电磁阀的消耗电流。

由此可见，采用这种方法，先用较小的第一频率确定电磁阀周期，以及该周期内打开、关闭的时间，再用第一频率作为控制器来控制第二频率在相应的时间段内进行相应的动作；最重要的是，在电磁阀处于打开状态时，采用较大的第一占空比打开、再采用较小的第二占空比维持打开状态。这样，与现有技术开启和维持开启均采用第一占空比驱动电磁阀打开的控制方法相比，本发明提供的控制方法能够在满足原本离合器工作需求的情况下减少电磁阀内通过的电流，降低电磁阀的发热量，延长电磁阀的持续驱动时间和使用寿命，进而降低离合器不可逆损坏的几率，在保障维持气门打开所需功率的前提下，尽量减少高电平时间，大大降低平均电流。

下面设置上述第一占空比的持续时间的具体获取方法。

具体的方案中，上述方法具体通过试验获取所述第一占空比下打开所述电磁阀所用的最少时间，再根据所述最少时间确定所述第一占空比的持续时间。

这样，利用第一占空比在一定时间段内驱动电磁阀，通过不断调整该时间段的长短，能够最终确定打开电磁阀所用的最少时间，则只要设置第一占空比的持续时间不小于该最少时间，就能够保证电磁阀顺利打开。

进一步的方案中，获取所述最少时间后，再将所述最少时间乘以大于1的第一安全系数来确定所述第一占空比的持续时间。这样，为电磁阀打开提供了进一步的安全保障，进一步保证自动离合器的工作稳定性。

下面具体设置第二占空比的具体获取方法。

具体的方案中，上述方法可以具体通过实验获取维持所述电磁阀开启状态所需的最小占空比，再根据所述最小占空比确定所述第二占空比。

例如图3所示，图3为通过实验获取第二占空比的试验结果图表；从数据中可以看出，电磁阀在该频率下PWM的第二占空比在20％以下时可能会因为驱动功率不够，或者驱动时间太小，导致气门无法打开；当第二占空比为21％时电流为0.364A，能够保证电磁阀为打开状态。

这样，维持电磁阀打开状态的试验中，通过不断增大或减小第二频率的第二占空比，能够最终确定维持电磁阀为打开状态所需的最小占空比，则只要第二占空比不小于该最小占空比，就能够保证电磁阀维持打开状态。

进一步的方案中，获取所述最小占空比后，再将所述最小占空比乘以大于1的第二安全系数来确定所述第二占空比。例如图3所示，当根据上述技术方案计算得出最小占空比为21％后，可以将其乘以安全系数2，以获取第二占空比为42％，并采用42％的占空比来维持电磁阀为打开状态。这样，为电磁阀维持打开状态提供了进一步的安全保障，进一步保证自动离合器的工作稳定性。

具体地，上述第一占空比为100％，以便提供足够功率迅速打开电磁阀。当然，第一占空比也可以小于100％，例如90％、50％等其他数值。

在另一种具体实施方式中，上述自动离合器的电流控制方法还可以包括步骤：

检测所述离合器的当前移动速度，并比较所述当前移动速度、预设目标速度的大小；如前者大于后者，减小所述可变占空比；若前者小于后者，增大所述可变占空比；若二者相等，保持当前可变占空比不变。

采用这种方法，利用可变占空比与离合器的移动速度相关的特性，能够将当前移动速度作为反馈参数，比较其与目标速度的大小作为依据来调整第一频率的占空比，以使可变占空比刚好控制离合器的当前移动速度等于目标速度。这样，使得上述自动离合器的电流控制方法成为反馈闭环控制方法，以保证该控制方法的准确性和稳定性。

以上对本发明所提供的一种自动离合器的电流控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动离合器的电流控制方法，所述离合器通过电磁阀控制气门打开或关闭；其特征在于，所述电流控制方法包括如下步骤：

采用预设的第一频率确定电磁阀打开和关闭的周期，并采用所述第一频率下的可变占空比确定在一个所述周期内所述电磁阀分别处于打开状态、关闭状态的时间；

将预设的大于所述第一频率的第二频率的PWM波作为驱动电磁阀打开和关闭的实际驱动；在所述电磁阀处于打开状态的时间段内，先采用所述第二频率的第一占空比驱动所述电磁阀打开，再采用所述第二频率的小于所述第一占空比的第二占空比维持所述电磁阀为打开状态；在所述电磁阀处于关闭状态的时间段内，采用所述第二频率的零占空比驱动所述电磁阀关闭。

2.根据权利要求1所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，通过试验获取所述第一占空比下打开所述电磁阀所用的最少时间，再根据所述最少时间确定所述第一占空比的持续时间。

3.根据权利要求2所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，获取所述最少时间后，再将所述最少时间乘以大于1的第一安全系数来确定所述第一占空比的持续时间。

4.根据权利要求3所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，通过实验获取维持所述电磁阀开启状态所需的最小占空比，再根据所述最小占空比确定所述第二占空比。

5.根据权利要求4所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，获取所述最小占空比后，再将所述最小占空比乘以大于1的第二安全系数来确定所述第二占空比。

6.根据权利要求1所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，所述第一占空比为100％，以便提供足够功率迅速打开电磁阀。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自动离合器的电流控制方法，其特征在于，还包括步骤：

检测所述离合器的当前移动速度，并比较所述当前移动速度、预设目标速度的大小；如前者大于后者，减小所述可变占空比；若前者小于后者，增大所述可变占空比；若二者相等，保持当前可变占空比不变。