CN104632940A - 电控气动式离合器控制系统及控制方法 - Google Patents

电控气动式离合器控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电控气动式离合器控制系统及控制方法,所述控制系统包括电子离合器踏板、电子控制单元ECU及气动离合器执行机构,电子离合器踏板上设置有位置传感器,位置传感器与电子控制单元ECU通信连接;气动离合器执行机构包括离合器助力缸,离合器助力缸内设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸上还设置有第一位移传感器,快放、快进、慢放、慢进电磁阀及第一位移传感器均与电子控制单元ECU通信连接;所述控制方法中的电子控制单元ECU通过控制快放、快进、慢放、慢进电磁阀的开与闭来控制离合器助力缸内的活塞杆行程。本发明能有效缩短系统的响应时间,实现离合器控制的快速响应,便于司机实现对车辆的控制。

Description

电控气动式离合器控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种离合器,尤其涉及一种电控气动式离合器控制系统及控制方法。
背景技术
目前,在商用车市场上所用的最主要的离合器执行机构为液控气助力执行机构,其主要由离合器踏板、离合器主缸及离合器助力缸组成,当司机踩下离合器踏板时,离合器主缸处的制动液压力建立,制动液沿着管路流向离合器助力缸,当油压达到一定值后,离合器助力缸的控制阀打开,气压进入离合器助力缸,助力缸的活塞在油压力和气压力的共同作用下推动推杆前进,离合器助力缸液压腔容纳从主缸转移过来的等量制动液,推动离合器分离拨叉,从而实现离合器的结合和分离中位移的控制。这样的离合器执行机构大多存在以下问题:(1)、在每一个车型的配置中,都需要进行踏板、离合器主缸和离合器助力缸三者的匹配设计和校对,增加了设计人员的工作量;(2)、由于采用液压控制气助力实现离合器的分离和结合,因此,液压传递时系统的响应时间成为影响离合器控制的主要因素,若液压管路偏长,例如在客车上,离合器踏板在车体的前面,但是离合器及助力缸在车体的后面,则会导致系统的响应时间拉长,离合器控制的随动性效果不好,当司机连续快踩时,还会导致司机产生离合器踏板越踩越高的错觉;(3)、每一台车都需要对系统进行加注和排气操作,如果系统排气不良,会导致离合器的分离不彻底;(4)、汽车液控气助力执行机构的使用必然会用到制动液,使用过程中,制动液若发生泄露,会对操作人员的皮肤和环境造成一定的破坏;(5)、使用液控气助力执行机构的汽车离合器控制系统需要定期检查并及时补充制动液,且每隔两年更换一次制动液,这不仅费时费力,而且还增加了维护成本。
由此可见,现有技术有待于进一步的改进和提高。
发明内容
本发明为避免上述现有技术存在的不足之处,提供了一种可实现离合器控制快速响应且无需加注制动液的电控气动式离合器控制系统及控制方法。
本发明所采用的技术方案为:
电控气动式离合器控制系统,包括电子离合器踏板、电子控制单元ECU及气动离合器执行机构,电子离合器踏板上设置有位置传感器,位置传感器与电子控制单元ECU通信连接;气动离合器执行机构包括离合器助力缸,离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸上还设置有用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器,快放、快进、慢放、慢进电磁阀以及第一位移传感器均与上述电子控制单元ECU通信连接;所述电子控制单元ECU用于接收电子离合器踏板和缸内活塞杆的位置信息,并根据两者的位置信息通过控制快放、快进、慢放、慢进电磁阀的开与闭来控制离合器助力缸内的活塞杆行程。
所述快放电磁阀的通径大于慢放电磁阀的通径,快进电磁阀的通径大于慢进电磁阀的通径。
所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀。
所述离合器助力缸上还设置有安全阀。
所述快进电磁阀和慢进电磁阀为常闭电磁阀,快放电磁阀和慢放电磁阀为常开电磁阀。
所述位置传感器为第二位移传感器或角度传感器。
所述气动离合器执行机构还包括储气筒,离合器助力缸上设置有进气口和排气口,储气筒通过气管与离合器助力缸的进气口相连。
本发明还公开了一种电控气动式离合器的控制方法,该控制方法包括如下步骤:
(1)、设置电子控制单元ECU、电子离合器踏板及离合器助力缸;
(2)、在电子离合器踏板上设置有位置传感器,并使该位置传感器与电子控制单元ECU通信连接;
(3)、在离合器助力缸上设置用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器,并使该第一位移传感器与电子控制单元ECU通信连接;
(4)、对电子控制单元ECU进行系统参数输入操作,该操作过程中输入的参数包括电子离合器踏板的最大行程Spmax、电子离合器踏板的杠杆比Rp、离合器的分离行程Scr、离合器的磨损行程Scw以及离合器的拨叉杠杆比Rc,同时电子控制单元ECU记录并保存离合器助力缸内活塞杆的初始位置L0;
(5)、电子控制单元ECU根据输入的参数进行系统初始化操作,计算出系统的匹配因子K,K=(Scr×Rc×Rp)/Spmax,同时,在电子控制单元中设置第一标准值A和第二标准值B,第一标准值A和第二标准值B均用于评判离合器助力缸内活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值的大小,且第一标准值A大于第二标准值B;
(6)、电子控制单元ECU接收位置传感器传来的电子离合器踏板的踏板实际行程Sp的信息,并根据踏板实际行程Sp计算出活塞杆的目标行程,活塞杆的目标行程=(Sp/Rp)×K;
(7)、电子控制单元ECU接收第一位移传感器传来的活塞杆的实际行程Spca信息,通过活塞杆实际行程Spca与活塞杆目标行程的差值与上述第一、第二标准值的比较,电子控制单元ECU通过控制离合器助力缸进行出进气或放气来实现离合器的分离或结合。
所述步骤(5)中的系统初始化操作过程还需对第一标准值A和第二标准值B进行预设,其中,A=50%×Scr×Rc,B=20%×Scr×Rc。
所述离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀。
所述离合器的分离操作包括如下的控制过程:
当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制同时开启快进电磁阀和慢进电磁阀、并关闭快放电磁阀和慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,推动离合器助力缸内的活塞杆快速前进,进而推动离合器的分离拨叉,实现离合器的分离;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A且大于第二标准值B时,电子控制单元ECU控制开启快进电磁阀,关闭慢进电磁阀、快放电磁阀及慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,此时,离合器的分离速度变缓;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第二标准值B且大于零时,电子控制单元ECU控制开启慢进电磁阀,关闭快进电磁阀、快放电磁阀和慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,此时,离合器的分离速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快进电磁阀和慢进电磁阀,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当司机将离合器踏板踩到底时,在电子控制单元ECU的控制下,活塞杆的行程达到离合器最大分离行程要求值,此时,离合器完全分离。
所述离合器的结合操作包括如下的控制过程:
当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀和慢放电磁阀,关闭快进电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸开始排气,离合器助力缸内的活塞杆在离合器压盘的作用下快速回位,离合器开始结合;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第二标准值B且小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀,关闭慢放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸内活塞杆的回位速度变缓,此时,离合器的结合速度也变缓;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于零且小于第二设定值B时,电子控制单元ECU控制开启慢放电磁阀,关闭快放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀,此时,离合器的结合速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快放电磁阀、慢放电磁阀、快进电磁阀及慢进电磁阀,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当离合器的踏板行程回到初始位置时,在电子控制单元ECU的控制下,离合器助力缸内的活塞杆回到自由状态。
当车辆使用一段时间后,由于离合器摩擦片的磨损,离合器助力缸内的活塞杆行程不断向后移动,当电子控制单元ECU检测到活塞杆的实际位置L接近L0+Rc×Scw时,电子控制单元ECU会发出报警指示,警示司机尽快更换离合器摩擦片。
所述离合器助力缸上设置有进气口和排气口,进气口通过气管与储气筒相连,所述快放电磁阀的通径大于慢放电磁阀的通径,快进电磁阀的通径大于慢进电磁阀的通径,快放、快进、慢放、慢进电磁阀均与上述电子控制单元ECU通信连接。
当所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀时,离合器助力缸上还需设置有安全阀。
当所述快进电磁阀和慢进电磁阀为常闭电磁阀,快放电磁阀和慢放电磁阀为常开电磁阀时,离合器助力缸上无需设置安全阀。
所述位置传感器为第二位移传感器或角度传感器。
当所述踏板实际行程Sp为零时,电子控制单元ECU不发出控制离合器助力缸进行出进气或放气的指令。
由于采用了上述技术方案,本发明所取得的有益效果为:
1、本发明中的电控气动式离合器取消了对制动液的使用,这不仅有效地保护了环境和操作人员的皮肤,而且避免了定期进行制动液的更换,节省了维护成本。
2、传统的液控气助力离合器执行机构的设计工作中,需要考虑到很多因素,如主缸的缸径和行程、踏板的行程和踏板的杠杆比,制动液管路的管径、长度、膨胀量和走向要求,离合器助力缸的液压缸缸径及气缸缸径等,所有这些因素都需要达到整个系统的匹配要求;而本发明能更好地实现系统的通用性,更多的参数都只需通过改变电子控制单元ECU内系统的参数即可实现,大大降低了工作量。
3、本发明能更好地缩短系统的响应时间,实现离合器控制的快速响应,有利于让司机实现对车辆的控制。
4、本发明中电子离合器踏板上位置传感器的设置取代了原来的离合器主缸,降低了此处对安装空间的要求,便于整车的安装维护。
附图说明
图1为本发明中电控气动式离合器控制系统的系统原理图。
图2为本发明中电控气动式离合器的控制方法的控制原理图。
其中,
1、电子离合器踏板 2、位置传感器 3、储气筒 4、进气口 5、离合器助力缸 6、第一位移传感器 7、安全阀 8、排气口
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明,但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示,电控气动式离合器控制系统,包括电子离合器踏板1、电子控制单元ECU及气动离合器执行机构,电子离合器踏板1上设置有位置传感器2,位置传感器2可以为第二位移传感器或角度传感器,位置传感器2与电子控制单元ECU通信连接以将踏板的位置信息及时传递给电子控制单元ECU;气动离合器执行机构包括离合器助力缸5和储气筒3,离合器助力缸5上设置有进气口4和排气口8,储气筒3通过气管与离合器助力缸5的进气口4相连,离合器助力缸5上设置有进气电磁阀和放气电磁阀,其中,进气电磁阀至少包括快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4,放气电磁阀至少包括快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3,为实现对充、放气的快慢控制,各电磁阀采用不同的通径大小设计,其中,快放电磁阀SV1的通径大于慢放电磁阀SV3的通径,快进电磁阀SV2的通径大于慢进电磁阀SV4的通径,进气、放气电磁阀均设计成快慢两组电磁阀,可以实现离合器分离和结合过程中的多级控制,目的是为了实现对离合器分离和结合过程的快速、精确控制;离合器助力缸5上还设置有用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器6,快放、快进、慢放、慢进电磁阀以及第一位移传感器6均与上述电子控制单元ECU通信连接;所述电子控制单元ECU用于接收电子离合器踏板1和缸内活塞杆的位置信息,并根据两者的位置信息通过控制快放、快进、慢放、慢进电磁阀的开与闭来控制离合器助力缸内的活塞杆行程。
需要说明的是,上述离合器助力缸5可以有两种结构,其中一种是,离合器助力缸5上设置有安全阀7,此时,所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀需均为常闭电磁阀,安全阀7的功能是去除离合器助力缸5内可能存在的残留气体,例如,当车辆处于停车状态时,由于进气电磁阀的泄露会导致离合器助力缸5内残存气体,设置安全阀7后可将所述残存气体顺利排出,避免了离合器助力缸5产生不必要的分离移位,为实现该目的,所设置的安全阀7需具有在低压时可泄漏,而在压力升高到一定程度时密封需密封良好的特点,这个低压和高压的临界值可以根据不同的车型来确定,如,可以设计安全阀7在1.5bar时必须泄漏,而在气缸内压力大于2.1bar时需密封良好;另一种是,离合器助力缸5上没有设置安全阀7,此时,所述快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4需为常闭电磁阀,快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3需为常开电磁阀,在默认状态下,离合器助力缸5通过常开的排气电磁阀与外界相通,这样可以起到安全阀的作用,但是在车辆的离合器分离与结合的操作过程中必须首先关闭排气电磁阀。
如图1和图2所述,本发明还公开了一种电控气动式离合器的控制方法,该控制方法包括如下步骤:
(1)、设置电子控制单元ECU、电子离合器踏板1及离合器助力缸5;
(2)、在电子离合器踏板1上设置有位置传感器2,并使该位置传感器2与电子控制单元ECU通信连接,所述位置传感器2为第二位移传感器或角度传感器;
(3)、在离合器助力缸5上设置用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器6,并使该第一位移传感器6与电子控制单元ECU通信连接;
(4)、对电子控制单元ECU进行系统参数输入操作,该操作过程中输入的参数包括电子离合器踏板的最大行程Spmax、电子离合器踏板的杠杆比Rp、离合器的分离行程Scr、离合器的磨损行程Scw以及离合器的拨叉杠杆比Rc,同时电子控制单元ECU记录并保存离合器助力缸内活塞杆的初始位置L0;
(5)、电子控制单元ECU根据输入的参数进行系统初始化操作,计算出系统的匹配因子K,K=(Scr×Rc×Rp)/Spmax,同时,在电子控制单元中设置第一标准值A和第二标准值B,第一标准值A和第二标准值B均用于评判离合器助力缸内活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值的大小,且第一标准值A大于第二标准值B,在系统初始化操作中,预设A=50%×Scr×Rc,B=20%×Scr×Rc,且两者的数值需根据整个系统的硬件和软件情况来进行优化;
(6)、电子控制单元ECU接收位置传感器2传来的电子离合器踏板1的踏板实际行程Sp的信息,并根据踏板实际行程Sp计算出活塞杆的目标行程,活塞杆的目标行程=(Sp/Rp)×K;
(7)、电子控制单元ECU接收第一位移传感器6传来的活塞杆的实际行程Spca信息,通过活塞杆实际行程Spca与活塞杆目标行程的差值与上述第一、第二标准值的比较,电子控制单元ECU通过控制离合器助力缸5进行出进气或放气来进行离合器的分离操作控制或离合器的结合操作控制。
所述离合器助力缸5上设置有进气口4和排气口8,进气口4通过气管与储气筒3相连,所述离合器助力缸5上至少设置有快放电磁阀SV1、快进电磁阀SV2、慢放电磁阀SV3和慢进电磁阀SV4,所述快放电磁阀SV1的通径大于慢放电磁阀SV3的通径,快进电磁阀SV2的通径大于慢进电磁阀SV4的通径,快放、快进、慢放、慢进电磁阀均与上述电子控制单元ECU通信连接。
与上述电子气控式离合器助力缸的结构一样,该控制方法中的离合器助力缸可以有两种结构,一种是带有安全阀7的结构,此时所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀,一种是不带安全阀的结构,此时,当所述快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4为常闭电磁阀,快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3为常开电磁阀。
在使用过程中,当司机踩下离合器踏板时,踏板处的位置信息(位移行程或旋转角度)被实时传输到电子控制单元ECU,当所述踏板实际行程Sp为零时,电子控制单元ECU不发出控制离合器助力缸5进行出进气或放气的指令。
下面以离合器助力缸5上设置有安全阀时的结构为例,对离合器的分离与结合过程进行阐述:
当离合器助力缸内活塞杆的实际行程小于活塞杆的目标行程时,离合器处于分离过程,所述离合器的分离操作控制包括如下的控制过程:当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制同时开启快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4、并关闭快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3,压缩空气进入离合器助力缸5,推动离合器助力缸内的活塞杆快速前进,进而推动离合器的分离拨叉,实现离合器的分离;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A且大于第二标准值B时,电子控制单元ECU控制开启快进电磁阀SV2,关闭慢进电磁阀SV4、快放电磁阀SV1及慢放电磁阀SV3,压缩空气进入离合器助力缸5,此时,离合器的分离速度变缓;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第二标准值B且大于零时,电子控制单元ECU控制开启慢进电磁阀SV4,关闭快进电磁阀SV2、快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3,压缩空气进入离合器助力缸5,此时,离合器的分离速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当司机将离合器踏板踩到底时,在电子控制单元ECU的控制下,活塞杆的行程达到离合器最大分离行程要求值,此时,离合器完全分离。
当离合器助力缸内活塞杆的实际行程大于活塞杆的目标行程时,离合器处于结合过程,所述离合器的结合操作控制包括如下的控制过程:当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀SV1和慢放电磁阀SV3,关闭快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4,离合器助力缸5开始排气,离合器助力缸内的活塞杆在离合器压盘的作用下快速回位,离合器开始结合;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第二标准值B且小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀SV1,关闭慢放电磁阀SV3、快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4,离合器助力缸内活塞杆的回位速度变缓,此时,离合器的结合速度也变缓;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于零且小于第二设定值B时,电子控制单元ECU控制开启慢放电磁阀SV3,关闭快放电磁阀SV1、快进电磁阀SV2和慢进电磁阀SV4,此时,离合器的结合速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快放电磁阀SV1、慢放电磁阀SV3、快进电磁阀SV2及慢进电磁阀SV4,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当离合器的踏板行程回到初始位置时,在电子控制单元ECU的控制下,离合器助力缸内的活塞杆回到自由状态。
上述第一标准值A和第二标准值B需根据系统结构来确定,如离合器分离轴承处的最大分离行程、离合器的拨叉杠杆比等。例如,以一款车为例,离合器分离轴承处的最大分离行程Scr=14mm,离合器拨叉杠杆比Rc=1.75,离合器助力缸处的分离行程要求=14×1.75=24.5mm,在此,我们可以预先设置:第一标准值A为12mm(约为50%的分离行程),第二标准值B为5mm(约为20%的分离行程)。
此外,不论是在离合器的分离过程中还是在离合器的结合过程中,电子控制单元ECU均使用脉冲宽度调制信号对进气电磁阀和放气电磁阀进行控制,脉冲宽度调制信号的脉宽、强度从100%至0%柔性控制,而不是简单地对进气、放气电磁阀进行开与关,这样可以实现更平稳的柔性控制,避免冲击。
以离合器的分离过程为例:当活塞杆的目标行程-活塞杆的实际行程>5mm时,快进电磁阀一直处于工作状态,只不过是脉冲宽度调制信号的脉宽或者强度随着活塞杆实际行程与活塞杆目标行程的接近而变小;当5<活塞杆的目标行程-活塞杆的实际行程<12时,快进电磁阀和慢进电磁阀同时处于工作状态,只不过电子控制单元对慢进电磁阀的脉冲宽度调制信号的脉宽或强度随着此差值的增大而逐渐减小;当0<活塞杆的目标行程-活塞杆的实际行程<5时,快进电磁阀处于关闭状态,只有慢进电磁阀处于工作状态,只不过电子控制单元对慢进电磁阀的脉冲宽度调制信号的脉宽或强度随着此差值的增大而减小。
当离合器助力缸5上没有设置安全阀时,其离合器的分离和结合过程的控制与有安全阀时大体一致,唯一的不同在于,在离合器的分离和结合操作过程中必须首先关闭放气电磁阀。
当车辆使用一段时间后,由于离合器摩擦片的磨损,离合器助力缸内的活塞杆行程不断向后移动,当电子控制单元ECU检测到活塞杆的实际位置L接近L0-Rc×Scw时,电子控制单元ECU会发出报警指示,警示司机尽快更换离合器摩擦片。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (18)

1.一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:包括电子离合器踏板、电子控制单元ECU及气动离合器执行机构,电子离合器踏板上设置有位置传感器,位置传感器与电子控制单元ECU通信连接;气动离合器执行机构包括离合器助力缸,离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸上还设置有用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器,快放、快进、慢放、慢进电磁阀以及第一位移传感器均与上述电子控制单元ECU通信连接;所述电子控制单元ECU用于接收电子离合器踏板和缸内活塞杆的位置信息,并根据两者的位置信息通过控制快放、快进、慢放、慢进电磁阀的开与闭来控制离合器助力缸内的活塞杆行程。
2.根据权利要求1所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述快放电磁阀的通径大于慢放电磁阀的通径,快进电磁阀的通径大于慢进电磁阀的通径。
3.根据权利要求1或2所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀。
4.根据权利要求3所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述离合器助力缸上还设置有安全阀。
5.根据权利要求1或2所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述快进电磁阀和慢进电磁阀为常闭电磁阀,快放电磁阀和慢放电磁阀为常开电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述位置传感器为第二位移传感器或角度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种电控气动式离合器控制系统,其特征在于:所述气动离合器执行机构还包括储气筒,离合器助力缸上设置有进气口和排气口,储气筒通过气管与离合器助力缸的进气口相连。
8.一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:该控制方法包括如下步骤:
(1)、设置电子控制单元ECU、电子离合器踏板及离合器助力缸;
(2)、在电子离合器踏板上设置有位置传感器,并使该位置传感器与电子控制单元ECU通信连接;
(3)、在离合器助力缸上设置用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器,并使该第一位移传感器与电子控制单元ECU通信连接;
(4)、对电子控制单元ECU进行系统参数输入操作,该操作过程中输入的参数包括电子离合器踏板的最大行程Spmax、电子离合器踏板的杠杆比Rp、离合器的分离行程Scr、离合器的磨损行程Scw以及离合器的拨叉杠杆比Rc,同时电子控制单元ECU记录并保存离合器助力缸内活塞杆的初始位置L0;
(5)、电子控制单元ECU根据输入的参数进行系统初始化操作,计算出系统的匹配因子K,K=(Scr×Rc×Rp)/Spmax,同时,在电子控制单元中设置第一标准值A和第二标准值B,第一标准值A和第二标准值B均用于评判离合器助力缸内活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值的大小,且第一标准值A大于第二标准值B;
(6)、电子控制单元ECU接收位置传感器传来的电子离合器踏板的踏板实际行程Sp的信息,并根据踏板实际行程Sp计算出活塞杆的目标行程,活塞杆的目标行程=(Sp/Rp)×K;
(7)、电子控制单元ECU接收第一位移传感器传来的活塞杆的实际行程Spca信息,通过活塞杆实际行程Spca与活塞杆目标行程的差值与上述第一、第二标准值的比较,电子控制单元ECU通过控制离合器助力缸进行出进气或放气来实现离合器的分离或结合。
9.根据权利要求8所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述步骤(5)中的系统初始化操作过程还需对第一标准值A和第二标准值B进行预设,其中,A=50%×Scr×Rc,B=20%×Scr×Rc。
10.根据权利要求9所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀。
11.根据权利要求10所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述离合器的分离操作包括如下的控制过程:
当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制同时开启快进电磁阀和慢进电磁阀、并关闭快放电磁阀和慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,推动离合器助力缸内的活塞杆快速前进,进而推动离合器的分离拨叉,实现离合器的分离;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A且大于第二标准值B时,电子控制单元ECU控制开启快进电磁阀,关闭慢进电磁阀、快放电磁阀及慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,此时,离合器的分离速度变缓;当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第二标准值B且大于零时,电子控制单元ECU控制开启慢进电磁阀,关闭快进电磁阀、快放电磁阀和慢放电磁阀,压缩空气进入离合器助力缸,此时,离合器的分离速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快进电磁阀和慢进电磁阀,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当司机将离合器踏板踩到底时,在电子控制单元ECU的控制下,活塞杆的行程达到离合器最大分离行程要求值,此时,离合器完全分离。
12.根据权利要求10所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述离合器的结合操作包括如下的控制过程:
当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀和慢放电磁阀,关闭快进电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸开始排气,离合器助力缸内的活塞杆在离合器压盘的作用下快速回位,离合器开始结合;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第二标准值B且小于第一标准值A时,电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀,关闭慢放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀,离合器助力缸内活塞杆的回位速度变缓,此时,离合器的结合速度也变缓;当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于零且小于第二设定值B时,电子控制单元ECU控制开启慢放电磁阀,关闭快放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀,此时,离合器的结合速度最慢;当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时,电子控制单元ECU控制关闭快放电磁阀、慢放电磁阀、快进电磁阀及慢进电磁阀,活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值;当离合器的踏板行程回到初始位置时,在电子控制单元ECU的控制下,离合器助力缸内的活塞杆回到自由状态。
13.根据权利要求8所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:当车辆使用一段时间后,由于离合器摩擦片的磨损,离合器助力缸内的活塞杆行程不断向后移动,当电子控制单元ECU检测到活塞杆的实际位置L接近L0+Rc×Scw时,电子控制单元ECU会发出报警指示,警示司机尽快更换离合器摩擦片。
14.根据权利要求10所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述离合器助力缸上设置有进气口和排气口,进气口通过气管与储气筒相连,所述快放电磁阀的通径大于慢放电磁阀的通径,快进电磁阀的通径大于慢进电磁阀的通径,快放、快进、慢放、慢进电磁阀均与上述电子控制单元ECU通信连接。
15.根据权利要求10至14任一项权利要求所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:当所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀时,离合器助力缸上还需设置有安全阀。
16.根据权利要求10至14任一项权利要求所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:当所述快进电磁阀和慢进电磁阀为常闭电磁阀,快放电磁阀和慢放电磁阀为常开电磁阀时,离合器助力缸上无需设置安全阀。
17.根据权利要求8所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:所述位置传感器为第二位移传感器或角度传感器。
18.根据权利要求10所述的一种电控气动式离合器的控制方法,其特征在于:当所述踏板实际行程Sp为零时,电子控制单元ECU不发出控制离合器助力缸进行出进气或放气的指令。
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