CN107781321B - 一种离合器控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器控制装置和控制方法，其中一种离合器控制装置包括压盘、从动盘、气动传动机构、进出气机构以及控制器，压盘与从动盘啮合，气动传动机构连接于进出气机构与压盘之间，控制器与进出气机构电连接，所述进出气机构包括进气通路和出气通路，进气通路的出气口和出气通路的进气口连接后与气动传动机构连接，进气通路与出气通路上均设有流量控制单元，流量控制单元与控制器电连接，通过控制器对进气通路和出气通路上流量控制单元的控制实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数脱开或压合的控制，以及离合器半离合状态的控制。

Description

一种离合器控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及汽车传动技术领域，具体涉及一种离合器控制装置和控制方法。

背景技术

离合器是安装于发动机和变速箱之间的一个汽车零部件，如图1所示，压盘1与从动盘2啮合，把发动机发出的扭矩传递给变速箱（即车辆的传动系统），当车辆起动或换挡时，控制器3控制二位三通阀4的AC路打开，一定压力的压缩空气快速进入气动传动机构5，气动传动机构5推动压盘1脱离从动盘2，从而使发动机向变速箱扭矩传递终止，上述动作在二位二通阀4的AC路打开时瞬间完成，即离合器的脱开瞬间完成。

当车辆换档完成，车辆准备进入行驶状态时，控制器3控制二位三通阀4的AC路关闭，BC路同步打开，从而使压缩空气流出气动传动机构5，在失去压缩空气的作用后，压盘1在自身回复弹力的作用下，气动传动机构5复位，压盘1重新压合在从动盘2上，发动机发出的扭矩继续传递给变速箱，上述动作在二位二通阀4的AC路关闭BC路同步打开时瞬间完成，即离合器的压合瞬间完成。

然而，在实际应用时往往需要离合器压盘1和从动盘2按照一定的时间函数脱开或压合，如脱开过程刚中开始阶段慢速释放，并逐步提高释放速度，最后阶段快速释放，另一方面，在实际应用时有时也需要控制离合器为半离合状态（离合器既不全部脱开也不完全压合）。

鉴于此，特提出此发明。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种离合器控制装置，可实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数脱开或压合的控制，以及离合器半离合状态的控制。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种离合器控制装置，包括压盘、从动盘、气动传动机构、进出气机构以及控制器，压盘与从动盘啮合，气动传动机构连接于进出气机构与压盘之间，控制器与进出气机构电连接，所述进出气机构包括进气通路和出气通路，进气通路的出气口和出气通路的进气口连接后与气动传动机构连接，进气通路与出气通路上均设有流量控制单元，流量控制单元与控制器电连接，通过控制器对进气通路和出气通路上流量控制单元的控制实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数脱开或压合的控制，以及离合器半离合状态的控制。

进一步，所述进气通路包括至少两条进气支路，各进气支路上均设有进气流量控制件和进气控制阀，进气流量控制件为文丘里管管或毛细管，进气控制阀与控制器电连接，进气流量控制件和进气控制阀组成进气通路的流量控制单元。

进一步，所述进气支路的数量为4条，4条进气支路上的进气流量控制件的参数分别是10L/S、20L/S、30L/S和50L/S（即当进气控制阀打开时可将进气支路的进气流量分别限制在10L/S、20L/S、30L/S和50L/S），通过控制器控制不同进气支路的组合（即不同进气支路的进气控制阀的打开和关闭），即可实现对进气通路总进气流量的控制，进而可实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数脱开的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器只对进气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

进一步，所述出气通路包括至少两条出气支路，各出气支路上均设有出气流量控制件和出气控制阀，出气流量控制件为文丘里管管或毛细管，出气控制阀与控制器电连接，出气流量控制件和出气控制阀组成出气通路的流量控制单元。

进一步，所述出气支路的数量为4条，4条出气支路上的出气流量控制件的参数分别是10L/S、20L/S、30L/S和50L/S（即当出气控制阀打开时可将出气支路的出气流量分别限制在10L/S、20L/S、30L/S和50L/S），通过控制器控制不同出气支路的组合（即不同出气支路的出气控制阀的打开和关闭），即可实现对出气通路总出气流量的控制，进而可实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数压合的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器只对出气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

进一步，还包括检测反馈单元和稳压单元，稳压桶设于进出气机构与气动传动机构之间，检测反馈单元设于稳压单元内，且检测单元与控制器电连接，检测反馈单元为压力传感器，通过压力传感器的检测反馈可实现进气控制方法和出气控制算法的自学习，进而提高控制精度。

进一步，还包括检测反馈单元，检测反馈单元为位移传感器，检测反馈单元设于压盘与从动盘之间，通过位移传感器的检测反馈可实现进气控制方法和出气控制算法的自学习，进而提高控制精度。

进一步，所述气动传动机构包括总泵、分泵以及离合器拉杆，总泵与进出气机构连接，分泵连接于总泵与离合器拉杆之间，离合器拉杆与压盘之间。

本发明还提供了一种离合器控制方法，包括离线学习过程和在线控制过程，离线学习过程包括如下步骤：

S1：获取各进气流量控制件和出气流量控制件的流量限定值，统计进气支路的组合方式以及出气支路的组合方式；

S2：计算各进气支路组合方式的流量限定总值并按大小进行排列，计算各出气支路组合方式的流量限定总值并按大小进行排列；

S3：设置进气以及出气的控制要求，控制要求包括时间节点以及时间节点所需控制的压力值；

S4：设置预设控制参数，预设控制参数包括控制要求中各时间节点选择的进气支路的组合方式或出气支路的组合方式；

S5：按照预设控制参数控制各进气控制阀和出气控制阀的打开和关闭，若达到控制要求则离线学习结束，若未达到控制要求则修正控制参数并进行下一周期的控制，直到达到控制要求。

进一步，离线学习过程步骤S2的压力值由稳压单元内的压力传感器检测获得。

进一步，离线学习过程步骤S4，针对进气控制的离线学习，若未达到控制要求，则将控制参数设为相邻的较大的进气流量限制的进气支路组合，针对出气控制的离线学习，若未达到控制要求，则将控制参数设为相邻的较大的出气流量限制的出气支路组合。

本发明的有益效果是：

（1）通过控制器控制不同出气支路的组合（即不同出气支路的出气控制阀的打开和关闭），即可实现对出气通路总出气流量的控制，进而可实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数压合的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器只对出气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

（2）通过控制器控制不同出气支路的组合（即不同出气支路的出气控制阀的打开和关闭），即可实现对出气通路总出气流量的控制，进而可实现离合器压盘和从盘按照一定的时间函数压合的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器只对出气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

（3）通过稳压单元内的压力传感器的检测反馈可实现进气控制方法和出气控制算法的自学习，进而提高控制精度，另一方面压力传感器设于稳压单元内可以有效防止压缩空气快速进出时高速气流对检测值的影响。

附图说明

图1为现有技术离合器控制装置的结构原理示意图；

图2为实施例一离合器控制装置的结构原理示意图。

图中：1-压盘，2-从动盘，3-控制器，4-二位三通阀，5-气动传动机构，6-稳压单元，7-检测反馈单元，8-进气通路的出气口，9-出气通路的进气口，10-总泵，11-分泵，12-离合器拉杆，13-总泵活塞，14-压缩空气管路，15-压缩油管路，16-分泵活塞，17-连接杆，18-支点18，21-第一进气支路，22-第一进气流量控制件，23-第一进气控制阀，24-第二进气支路，25-第二进气流量控制件，26-第二进气控制阀，27-第三进气支路，28-第三进气流量控制件，29-第三进气控制阀，30-第四进气支路，31-第四进气流量控制件，32-第四进气控制阀，33-第一出气支路，34-第一出气流量控制件，35-第一出气控制阀，36-第二出气支路，37-第二出气流量控制件，38-第二出气控制阀，39-第三出气支路，40-第三出气流量控制件，41-第三出气控制阀，42-第四出气支路，43-第四出气流量控制件，44-第四出气控制阀。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种离合器控制装置，包括压盘1、从动盘2、控制器3、气动传动机构、进出气机构、稳压单元6以及检测反馈单元7，压盘1与从动盘2啮合，压盘1上设有复位弹簧，气动传动机构连接于进出气机构与压盘1之间，稳压单元6连接于气动传动结构与进出气机构之间，进出气机构包括进气通路和出气通路，进气通路与出气通路上均设有流量控制单元，流量控制单元与控制器3电连接，进气通路的出气口8和出气通路的进气口9连接后与稳压单元6连接，检测反馈单元7为压力传感器并与控制器3电连接，检测反馈单元7设于稳压单元6内，通过检测反馈单元7的检测反馈可实现进气控制算法和出气控制算法的自学习，进而提高控制精度，检测反馈单元7设于稳压单元6内可以有效防止压缩空气快速进出时高速气流对检测值的影响。

所述气动传动机构包括总泵10、分泵11以及离合器拉杆12，总泵10内设有总泵活塞13，总泵10的左腔与稳压单元6通过压缩空气管路14连接，总泵10的右腔通过压缩油管路15与分泵11的左腔连接，总泵10的右腔设有压缩油，分泵11内设有分泵活塞16，分泵活塞16通过连接杆17与离合器拉杆12上端连接，离合器拉杆12中间位置设有支点18，离合器拉杆12下端与压盘1连接。

当压盘1与从动盘2需要脱开时，控制器控制进气通路上的流量控制单元开通，使一定压力的压缩空气通过进气通路以及稳压单元6进入总泵10的左腔，推动总泵活塞13向右移动并压缩总泵10的右腔内的压缩油，压缩油形成高压并进入分泵11的左腔，推动离合器分泵活塞16向右移动，分泵活塞16通过连接杆17推动离合器拉杆12上端向右移动，在支点18的作用下，离合器拉杆12的下端向左移动推动压盘1脱离从动盘2，从而使发动机向变速箱扭矩传递终止。

当车辆换档完成，车辆准备进入行驶状态时控制器3控制进气通路上的流量控制单元关断，控制出气通路上的流量控制单元开通，从而使总泵10的左腔内的压缩空气流出，总泵10的左腔内的压力降低，压盘1在复位弹簧的作用下，推动离合器拉杆12下端向右移动，在支点18的作用下，离合器拉杆12的上端向左移动，并通过连接杆17推动分泵活塞16向左移动，压缩分泵11的左腔内的压缩油向左流回至总泵10的右腔，推动总泵活塞13向左移动，气动传动机构复位，此时，压盘1重新压合在从动盘2上，发动机的动力传递到变速箱上。

所述进气通路包括第一进气支路21、第二进气支路24、第三进气支路27以及第四进气支路30，第一进气支路21上设有第一进气流量控制件22和第一进气控制阀23，第一进气流量控制件22为文丘里管或毛细管，第一进气流量控制件22的参数是10L/S，即当第一进气控制阀23打开时可将第一进气支路21的进气流量限制在10L/S。

第二进气支路24上设有第二进气流量控制件25和第二进气控制阀26，第二进气流量控制件25为文丘里管或毛细管，第二进气流量控制件25的参数是20L/S，即当第二进气控制阀26打开时可将第二进气支路24的进气流量限制在20L/S。

第三进气支路27上设有第三进气流量控制件28和第三进气控制阀29，第三进气流量控制件28为文丘里管或毛细管，第三进气流量控制件28的参数是30L/S，即当第三进气控制阀29打开时可将第三进气支路27的进气流量限制在30L/S。

第四进气支路30上设有第四进气流量控制件31和第四进气控制阀32，第四进气流量控制件31为文丘里管或毛细管，第四进气流量控制件31的参数是50L/S，即当第四进气控制阀32打开时可将第四进气支路30的进气流量限制在50L/S。

当需要压盘1与从动盘2脱开时，控制器3控制不同进气支路的组合，即可实现对进气通路总进气流量的控制，如控制器3控制第一进气控制阀23和第二进气控制阀26打开即可控制进气通路总进气流量为30L/S，控制器第一进气控制阀23和第三进气控制阀29打开即可控制进气通路总进气流量为40L/S，进而可实现压盘1和从盘2按照一定的时间函数脱开的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器3只对进气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

所述出气通路包括第一出气支路33、第二出气支路36、第三出气支路39以及第四出气支路42，第一出气支路33上设有第一出气流量控制件34和第一出气控制阀35，第一出气流量控制件34为文丘里管或毛细管，第一出气流量控制件34的参数是10L/S，即当第一出气控制阀35打开时可将第一出气支路33的出气流量限制在10L/S。

第二出气支路36上设有第二出气流量控制件37和第二出气控制阀38，第二出气流量控制件37为文丘里管或毛细管，第二出气流量控制件37的参数是20L/S，即当第二出气控制阀38打开时可将第二出气支路36的出气流量限制在20L/S。

第三出气支路39上设有第三出气流量控制件40和第三出气控制阀41，第三出气流量控制件40为文丘里管或毛细管，第三出气流量控制件40的参数是30L/S，即当第三出气控制阀41打开时可将第三出气支路39的出气流量限制在30L/S。

第四出气支路42上设有第四出气流量控制件43和第四出气控制阀44，第四出气流量控制件43为文丘里管或毛细管，第四出气流量控制件43的参数是50L/S，即当第四出气控制阀44打开时可将第四出气支路42的出气流量限制在50L/S。

当需要压盘1与从动盘2压合时，控制器3控制不同出气支路的组合，即可实现对出气通路总出气流量的控制，如控制器控制第一出气控制阀35和第三出气控制阀41打开即可控制出气通路总出气流量为40L/S，控制器第二出气控制阀38和第三出气控制阀41打开即可控制出气通路总出气流量为50L/S，进而可实现压盘1和从动盘2按照一定的时间函数压合的控制，以及离合器半离合状态的控制，另一方面，控制器3只对出气控制阀进行开关控制即可，无需进行开度大小的控制，因此控制算法简单。

实施例二：

一种离合器控制方法，包括离线学习过程和在线控制过程，离线学习过程包括如下步骤：

获取各进气流量控制件的流量限定值，第一进气流量控制件22的参数10L/S、第一进气流量控制件25的参数是20L/S、第一进气流量控制件28的参数30L/S和第一进气流量控制件31的参数是50L/S。

统计进气支路的组合方式，并按总进气流量大小进行排列，进气组合方式1：第一进气控制阀23单独打开，进气通路总进气流量为10L/S，进气组合方式2：第二进气控制阀26单独打开，进气通路总进气流量为20L/S，进气组合方式3：第三进气控制阀29单独打开，进气通路总进气流量为30L/S，进气组合方式4：第一进气控制阀23和第三进气控制阀29同时打开，进气通路总进气流量为40L/S，进气组合方式5：第四进气控制阀32单独打开，进气通路总进气流量为50L/S，进气组合方式6：第一进气控制阀23、第二进气控制阀26和第三进气控制阀29同时打开，进气通路总进气流量为60L/S，进气组合方式7：第二进气控制阀26和第四进气控制阀32同时打开，进气通路总进气流量为70L/S，进气组合方式8：第三进气控制阀29和第四进气控制阀32同时打开，进气通路总进气流量为80L/S，进气组合方式9：第一进气控制阀23、第三进气控制阀29和第四进气控制阀32同时打开，进气通路总进气流量为90L/S，进气组合方式10：第二进气控制阀26、第三进气控制阀29和第四进气控制阀32同时打开，进气通路总进气流量为100L/S，进气组合方式11：第一进气控制阀23、第二进气控制阀26、第三进气控制阀29和第四进气控制阀32同时打开，进气通路总进气流量为110L/S；

获取各出气流量控制件的流量限定值，第一出气流量控制件34的参数10L/S、第二出气流量控制件37的参数是20L/S、第三出气流量控制件40的参数30L/S和第四出气流量控制件43的参数是50L/S。

统计出气支路的组合方式，并按总进气流量大小进行排列，出气组合方式1：第一出气控制阀35单独打开，出气通路总出气流量为10L/S，出气组合方式2：第二出气控制阀38单独打开，出气通路总出气流量为20L/S，出气组合方式3：第三出气控制阀41单独打开，出气通路总出气流量为30L/S，出气组合方式4：第一出气控制阀35和第三出气控制阀41同时打开，出气通路总出气流量为40L/S，出气组合方式5：第四出气控制阀44单独打开，出气通路总出气流量为50L/S，出气组合方式6：第一出气控制阀35、第二出气控制阀38和第三出气控制阀41同时打开，出气通路总出气流量为60L/S，出气组合方式7：第二出气控制阀38和第四出气控制阀44同时打开，出气通路总出气流量为70L/S，出气组合方式8：第三出气控制阀41和第四出气控制阀44同时打开，出气通路总出气流量为80L/S，出气组合方式9：第一出气控制阀35、第三出气控制阀41和第四出气控制阀44同时打开，出气通路总出气流量为90L/S，出气组合方式10：第二出气控制阀38、第三出气控制阀41和第四出气控制阀44同时打开，出气通路总出气流量为100L/S，出气组合方式11：第一出气控制阀35、第二出气控制阀38、第三出气控制阀41和第四出气控制阀44同时打开，出气通路总出气流量为110L/S；

设置进气控制要求，300ms时稳压单元内压力需达到2bar，600ms时稳压单元内压力需达到5bar，1000ms时稳压单元内压力需达到10bar；设置进气控制要求，300ms时稳压单元内压力需达到5bar，600ms时稳压单元内压力需达到2bar，1000ms时稳压单元内压力需达到0bar。

设置预设控制参数，进气初始时通过进气组合方式3进气，进气300ms时通过进气组合方式5进气，进气600ms时通过进气组合方式8进气，出气初始时通过出气组合7出气，出气300ms时通过出气组合5出气，出气600ms时通过出气组合2出气。

控制器3控制各出气控制阀全部关闭，并按照进气组合方式3打开各进气控制阀进气，进气300ms时压力传感器采集压力值为2.1bar，达到控制要求，进气300ms时同时按照进气组合方式5打开各进气控制阀继续进气，进气600ms时压力传感器采集压力值为4.8bar，未达到控制要求，进气600ms时同时按照进气组合方式7打开各进气控制阀继续进气，进气1000ms时压力传感器采集压力值为9.5bar，未达到控制要求，由于进气600ms和1000ms时未达到控制要求，对控制参数进行修正，将进气300ms时修正为进气组合方式4，将600ms时修正为进气组合方式8，将各进气控制阀全部关闭、出气控制阀全部打开，待压力传感器采集压力值为0bar后按照修正后的控制参数进行二次控制学习，二次控制时300ms、600ms和1000ms均达到控制要求，进气控制离线学习结束。

控制器3控制各进气控制阀全部打开待到压力传感器采集压力值为10bar时，控制器3控制各进气控制阀全部关闭，并按照出气组合方式7打开各出气控制阀出气，出气300ms时压力传感器采集压力值为4.9bar，达到控制要求，出气300ms时同时按照进气组合方式5打开各进气控制阀继续出气，出气600ms时压力传感器采集压力值为1.7bar，达到控制要求，出气600ms时同时按照出气组合方式2打开各进气控制阀继续出气，出气1000ms时压力传感器采集压力值为0.3bar，未达到控制要求，由于进气1000ms时未达到控制要求，对控制参数进行修正，将进气600ms时修正为进气组合方式3，控制器3控制各进气控制阀全部打开待到压力传感器采集压力值为10bar时，按照修正后的控制参数进行二次控制学习，二次控制300ms、600ms和1000ms均达到控制要求，出气控制离线学习结束。

在线控制过程可按照学习完成的控制参数进行控制，也可手动选择组合方式进行控制。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种离合器控制装置，包括压盘、从动盘、气动传动机构、进出气机构以及控制器，压盘与从动盘啮合，气动传动机构连接于进出气机构与压盘之间，控制器与进出气机构电连接，其特征在于，所述进出气机构包括进气通路和出气通路，进气通路与出气通路上均设有流量控制单元，流量控制单元与控制器电连接；

所述进气通路包括至少两条进气支路，各进气支路上均设有进气流量控制件和进气控制阀，所述进气流量控制件是定值的流量限制件，且各进气支路上的进气流量控制件的定值不同，所述进气控制阀为开关阀；

所述出气通路包括至少两条出气支路，各出气支路上均设有出气流量控制件和出气控制阀，所述出气流量控制件是定值的流量限制件，且各出气支路上的出气流量控制件的定值不同，所述出气控制阀为开关阀。

2.如权利要求1所述的一种离合器控制装置，其特征在于，还包括检测反馈单元和稳压单元，稳压单元设于进出气机构与气动传动机构之间，检测反馈单元设于稳压单元内。

3.如权利要求2所述的一种离合器控制装置，其特征在于，所述检测反馈单元为压力传感器。

4.如权利要求1所述的一种离合器控制装置，其特征在于，还包括检测反馈单元，检测反馈单元为位移传感器，检测反馈单元设于压盘与从动盘之间。

5.如权利要求1所述的一种离合器控制装置，其特征在于，所述气动传动机构包括总泵、分泵以及离合器拉杆，总泵内设有总泵活塞，总泵的左腔与进出气机构连接，总泵的右腔通过压缩油管路与分泵的左腔连接，总泵的右腔设有压缩油，分泵内设有分泵活塞，分泵活塞通过连接杆与离合器拉杆上端连接，离合器拉杆中间位置设有支点，离合器拉杆下端与压盘连接。

6.如权利要求1-5任一所述的一种离合器控制装置的控制方法，包括在线控制过程，其特征在于，在线过程之前还包括离线学习过程，离线学习过程包括如下步骤：

S1：获取各进气流量控制件和出气流量控制件的流量限定值，统计进气支路的组合方式以及出气支路的组合方式；

S2：计算各进气支路组合方式的流量限定总值并按大小进行排列，计算各出气支路组合方式的流量限定总值并按大小进行排列；

S3：设置进气以及出气的控制要求，控制要求包括时间节点以及时间节点所需控制的压力值；

S4：设置预设控制参数，预设控制参数包括控制要求中各时间节点选择的进气支路的组合方式或出气支路的组合方式；

S5：按照预设控制参数控制各进气控制阀和出气控制阀的打开和关闭，若达到控制要求则离线学习结束，若未达到控制要求则修正控制参数并进行下一周期的控制，直到达到控制要求。

7.如权利要求6所述的一种离合器控制装置的控制方法，其特征在于，离线学习过程步骤S4，针对进气控制的离线学习，若未达到控制要求，则将控制参数设为相邻的较大的进气流量限制的进气支路组合，针对出气控制的离线学习，若未达到控制要求，则将控制参数设为相邻的较大的出气流量限制的出气支路组合。