CN112324817B - 湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法，控制系统包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；油液管路部分为控制执行部分提供充足的油液，控制执行部分与离合器连接，且控制执行部分由信号收集与控制决策部分连接，由信号收集与控制决策部分控制其工作；信号收集与控制决策部分用于接收传感器部分传输至的采集信号，进而向控制执行部分传输控制指令。控制方法包括紧急制动过载保护、急停急转过载保护、紧急情况处理保护和自适应调节四部分，还包括对换向阀和高速开关阀的控制方法。本发明具有较强的耐用性，安全灵活。

Description

湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种机械传动油路控制领域，特别是关于一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法。

背景技术

离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离和接合，通过主动部件与从动部件间的摩擦效应来传递转矩。摩擦效应主要取决于摩擦材料的摩擦因数以及压紧弹簧的压紧力，二者在离合器工作过程中均是动态变化，而弹簧压紧力可以通过控制离合器工作油缸的油压进行控制。通过对油压进行合理的控制，可以有效避免离合器在换挡过程中产生过多的滑摩功和冲击度，从而提高换挡系统的稳定性。

离合器油压控制系统的工作原理是：系统根据电控单元的指令信号控制电液控制阀的开闭，以此实现离合器工作油缸油压的适时调节，使离合器操纵机构完成离合器的分离和结合。因此离合器阀控系统的油压输出特性对于湿式离合器接合质量有决定性影响。离合器及其配套控制系统在生活中应用较广，如汽车，工科试验台架，测试机等。

但是现有阀控系统存在以下问题：1)利用离合器接合实验台架进行实验验证需要模仿多种复杂工况，在模拟复杂工况的过程中，比较容易出现过载的情况，对台架电机以及离合器设备造成损伤。2)传动设备运行时，紧急刹停下会对离合器产生力矩过载，对离合器以及传动设备造成不可逆的损伤。3)大多台架装有惯量块模拟实际工况的负载，在电机急停急启，或者速度转速挡位不匹配时，会造成惯量块与传动设备的相对惯性力，产生较大的负载。4)在离合器服役过程中，由于其长期处于变工况、高冲击载荷状态，摩擦片容易出现烧蚀、翘曲、断裂等情况，需要及时将损坏的摩擦副取出，当没有新的摩擦片更换时，摩擦副的数量减少，导致缸套行程变短，此时油压和流量控制显得极为重要。因此如何对行程自适应控制，通过反馈给输出信号决策端机械系统的结构改变，适时改变输出控制信号策略，使控制系统输出更为合理的油压特性曲线成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法，其具有较强的耐用性，安全灵活。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制方法，该控制方法包括紧急情况处理保护和自适应调节；

所述紧急情况处理保护：离合器包箱输入端以及输出端分别安装有第一转速转矩传感器，两个第一转速转矩传感器联动使用，当离合器摩擦片/副出现损坏时，其传动性能大幅下降，直接表现为离合器两端的扭矩值波动过大，当输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现不合理的较大差值，此时判断台架系统出现意料之外的突发状况；在动力端和负载端功率正常时，两传感器出现不合理的较大差值时，则判断为离合器故障，需要停机检修；台架电脑根据此传感器反馈的异常信号数据，给出相应的保护控制策略；

所述自适应调节功能：台架电脑接收离合器包箱上测量活塞位移的位移传感器反馈的位移信号，初步判断此时管路里的残余流量，活塞端面的残余油压，完成下一次接合还需要多少流量，需要多大压力；通过位移传感器的反馈信号判断当前活塞位置，在对应‘油压-活塞位移’特性图定位当前油路油压；通过此流量的初步判断，预测高速开关阀的动作开启时间，状态预测完成后，台架电脑给出阀控系统动作信号，阀控系统限流限压完成充油/放油控制；边控制，边反馈，边调整，直至离合器完成此次接合动作，自适应输/泄油完成，从而实现自适应调节功用。

进一步，所述保护控制策略为：台架电脑迅速向阀控系统中的换向阀发出反向电压，使换向阀迅换向到卸压工作油路，使系统快速卸压；然后，台架电脑通向阀控系统中的高速开关阀发出最大功率工作信号，使高速开关阀高效运作，实现油路系统最快速的卸压工作；制动系统应急响应，制动卡钳的制动力在40秒内由0缓慢的线性增长至最大值，保证传动系统整体缓慢，安全停止。

进一步，所述不合理的较大差值具体为以下两种情况：

情况一：当控制系统处于完全结合输出状态时，离合器输入与输出端转速转矩有差值，此差值具体表现为：输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现超过离合器输入端额定转速转矩的5％差值数据；

情况二：当控制系统处于接合进行阶段输出状态，从接合开始至接合结束经验时间为1.5s；此状态下输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据在1s内持续出现超过离合器输入端额定转矩的30％差值数据。

进一步，该控制方法还包括紧急制动过载保护和急停急转过载保护；

所述紧急制动过载保护：预先设置的台架电脑接收制动盘上转速传感器传来的实时动态转速数据信号；在制动装置紧急制动时，制动盘抱死，其转速迅速降低为零；台架电脑迅速判断出制动盘的抱死状态，出现抱死条件可为满足超负荷条件，台架出现过载动作；此时，台架电脑直接向阀控系统发送控制指令使其迅速完成放油卸压，断开离合器结合状态，从而保护电机以及离合器过载受损；

所述急停急转过载保护：台架电脑接收设置在惯量块上的第二转速转矩传感器反馈的力矩信号；当第二转速转矩传感器检测的瞬时转矩超过电机当前工作输出转矩的15％时，则出现系统惯性过载状况，此时台架电脑发出中断接合指令，从而保护台架器材；

一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统，该系统用于实现上述控制方法，包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；所述油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；所述油液管路部分为所述控制执行部分提供充足的油液，所述控制执行部分与离合器连接，且所述控制执行部分由所述信号收集与控制决策部分连接，由所述信号收集与控制决策部分控制其工作；所述信号收集与控制决策部分用于接收所述传感器部分传输至的采集信号，进而向所述控制执行部分传输控制指令。

进一步，所述油液管路部分包括液压泵、液压油缸、过滤器、溢流阀和节流阀；油液由所述液压泵从所述液压油缸中泵入所述过滤器内，且所述液压泵的出口端与所述液压油缸之间连接有所述溢流阀；所述过滤器流出的油液经所述控制执行部分进入所述离合器，用以给所述离合器提供定向、定量的流量以及油压；在所述控制执行部分的出口端与所述液压油缸之间连接有所述节流阀。

进一步，所述控制执行部分包括换向阀和高速开关阀；所述过滤器流出的油液直接进入所述换向阀内，所述换向阀的输出端连接所述高速开关阀，所述高速开关阀的输出端连接所述离合器的液压油进油口，负责精准定量向所述离合器输出流量油压；所述换向阀和高速开关阀均与所述信号收集与控制决策部分电连接，根据所述信号收集与控制决策部分传输至的控制指令工作。

进一步，所述信号收集与控制决策部分包括信号处理器和台架电脑；所述传感器部分采集到的信号传输至所述信号处理器，经所述信号处理器处理后传输至所述台架电脑；所述台架电脑根据接收到的信号向所述换向阀和高速开关阀发送控制指令。

进一步，所述传感器部分包括位移传感器、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器和转速传感器；所述位移传感器设置在离合器活塞包箱上，用于检测离合器活塞位移信息，并经信号处理器的第一输入端传输至所述信号处理器内；所述第一转速转矩传感器设置在所述离合器的输入端和输出端，用于检测所述离合器输入端和输出端的转速转矩信息，并经信号处理器的第二输入端传输至所述信号处理器内；所述第二转速转矩传感器设置在惯量块上，用于检测所述惯量块轴端的转速转矩信息，并经信号处理器的第三输入端传输至所述信号处理器内；所述转速传感器设置在台架制动装置上，用于检测制动装置端制动盘的动态转速，并经信号处理器的第四输入端传输至所述信号处理器内；所述信号处理器同时接收前述反馈信号，并根据反馈信号的传输线路将信号分类，将反馈信号统一转换成所述台架电脑能接收识别的数字信号。

一种换向阀和高速开关阀的控制方法，该控制方法用于控制上述控制系统中的所述换向阀和高速开关阀；

对于所述换向阀：换向阀接收由台架电脑发出的换向指令，实现换向阀的三个动作位置切换；

第一动作位置：换向阀的常闭状态在离合器接合分离动作之外的时间使用，当台架处于关闭状态时，整个系统处于闭路，换向阀处于常闭阀位；相同，当台架处于稳定运转，离合器不需要任何分离接合动作时，离合器内油缸油压需要处于稳态值，此时阀控系统完成充油动作，为维持离合器油缸内压力，换向阀7继续回到常闭位置；

第二动作位置：为换向阀的正向流通状态；当台架电脑发出充油指令，对换向阀发出正向电压换向信号，换向阀移动到正向流通位，系统处于正向开路，整个系统动作处于充油阶段；

第三动作位置：为换向阀的反向流通状态；当台架电脑发出卸压信号，对换向阀发出反向电压换向信号，换向阀移动到反向流通位，系统处于反向开路，整个系统动作处于放油阶段，使离合器活塞复位，实现放油卸压过程；

对于所述高速开关阀：

台架电脑发出的控制指令由信号处理器输出端发出，将脉冲信号的开关时间以及占空比传递给高速开关阀，可变占空比可以改变高速开关阀的输出流量，实现可变性控制，使高速开关阀进行往复开关，实现对离合器的进油口实现定量定压的精准输出，完成系统的控制压力的功能。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用了双阀控制的执行机构，两阀体分别受两种驱动信号控制，其中换向阀单一控制系统油路的工作状态，实现系统充油、放油的两个动作；而高速开关阀在系统实现动作的同时完成对油路充油流量的更为精准地控制，根据具体工作信号对系统实现定流、定量、定压的输出，从而在同一控制油路中实现对管路充油过程的分步控制，使充油动作更为灵活且受控性更强。2、本发明设置了多个检测传感器采样点：转速转矩传感器、制动力矩传感器等，用来实时监测整个传动系统工作状态的动态响应，确保机械系统的稳定运行，如若出现过载、动态响应过激情况，系统可通过检测点传递的异常信号给出放油，终止工作的控制信号，从而确保整个系统的安全性，实现了智能安全保护的功能。3、本发明在离合器中设置了活塞位移传感器，实现活塞行程自适应控制功能，其高速开关阀根据输入脉冲信号对输入活塞进油腔的油压进行精准输出，离合器活塞位移的实时信号可客观表现离合器机械部件工作状态，如接合钢片出现翘曲，断裂等机械故障，可直观的发现其活塞位移行程变短，如想完成接合动作，此使离合器接合所需要的压力会相应改变。控制系统根据此反馈信号适时改变输入给高速开关阀的控制信号，高速开关阀对系统进行精准的定压输出，从而实现活塞行程自适应控制。

附图说明

图1是本发明的控制系统结构示意图。

附图标记：1-离合器；2-液压泵；3-液压油缸；4-过滤器；5-溢流阀；6-节流阀；7-换向阀；8-高速开关阀；9-离合器液压油进口；10-信号处理器；11-台架电脑；12-位移传感器；13-第一转速转矩传感器；14-第二转速转矩传感器；15-转速传感器；16-信号处理器的第一输入端；17-信号处理器的第二输入端；18-惯量块；19-信号处理器的第三输入端；20-信号处理器的第四输入端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

在本实施例中，如图1所示，提供一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统，其包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；其中，油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统。油液管路部分为控制执行部分提供充足的油液，控制执行部分与离合器1连接，且控制执行部分由信号收集与控制决策部分连接，由信号收集与控制决策部分控制其工作。信号收集与控制决策部分用于接收传感器部分传输至的采集信号，进而向控制执行部分传输控制指令。

在一个优选的实施例中，油液管路部分包括液压泵2、液压油缸3、过滤器4、溢流阀5和节流阀6。油液由液压泵2从液压油缸3中泵入过滤器4内，且液压泵2的出口端与液压油缸3之间连接有溢流阀5，以防止系统出现较大的波动，维持系统最大压力恒定，并对系统起到过载保护作用。由液压泵2泵出的油液流经过滤器4滤除油液中杂质，用以保持管路中的洁净，防止杂质堵塞。过滤器4流出的油液经控制执行部分进入离合器1，用以给离合器1提供定向、定量的流量以及油压。由于液压油缸3是随着离合器1一起高速运动，离心力使一些油液贴在液压油缸3的内壁上，因此导致压降缓慢，故在控制执行部分的出口端与液压油缸3之间连接有节流阀6，通过节流阀6可以防止这种现象造成的离合器1分离不完全。且节流阀6的位置需保证在离合器结合阶段不溢油，在离合器分离阶段起到溢流的作用。

在一个优选的实施例中，控制执行部分包括换向阀7和高速开关阀8。过滤器4流出的油液直接进入换向阀7内，换向阀7的输出端连接高速开关阀8，高速开关阀8的输出端连接离合器1的液压油进油口9，负责精准定量向离合器1输出流量油压。其中，换向阀7为一个常闭式三位两通电磁控制阀体。换向阀7和高速开关阀8均与信号收集与控制决策部分电连接，根据信号收集与控制决策部分传输至的控制指令工作。

在一个优选的实施例中，信号收集与控制决策部分包括信号处理器10和台架电脑11。传感器部分采集到的信号传输至信号处理器10，经信号处理器10处理后传输至台架电脑11；台架电脑11根据接收到的信号向换向阀7和高速开关阀8发送控制指令。由于对台架系统的信号处理能力需求极高，为保证实现过载缓冲以及自适应调节功能，此系统需要接收超过两种不同传感器反馈的信号，因此，在各传感器反馈信号到台架电脑11前，各个信号要经过一个集成的信号处理器10，将各种不同信号处理成台架电脑11可以识别的数字信号，再按照不同路线传递给台架电脑11。

在一个优选的实施例中，传感器部分包括位移传感器12、第一转速转矩传感器13、第二转速转矩传感器14和转速传感器15。位移传感器12设置在离合器活塞包箱上，用于检测离合器活塞位移信息，并经信号处理器的第一输入端16传输至信号处理器10内；第一转速转矩传感器13设置在离合器的输入端和输出端，用于检测离合器输入端和输出端的转速转矩信息，并经信号处理器的第二输入端17传输至信号处理器10内；第二转速转矩传感器14设置在惯量块18上，用于检测惯量块轴端的转速转矩信息，并经信号处理器的第三输入端19传输至信号处理器10内；转速传感器15设置在台架制动装置上，用于检测制动装置端制动盘的动态转速，并经信号处理器的第四输入端20传输至信号处理器10内。信号处理器10同时接收前述反馈信号，并根据反馈信号的传输线路将信号分类，以免混淆，在将反馈信号统一转换成台架电脑11可以接收识别的数字信号。

实施例2：

基于上述实施例1中的控制系统，在本实施例中提供一种换向阀和高速开关阀的控制方法，其包括：

对于换向阀7：换向阀7接收由台架电脑11发出的换向指令，实现换向阀7的三个动作位置切换，进而控制整个系统的三个工作状态。

第一动作位置：为换向阀7的常闭状态。换向阀7的常闭状态在离合器接合分离动作之外的时间使用，当台架(即离合器机械系统)处于关闭状态时，整个系统处于闭路，换向阀7处于常闭阀位；相同，当台架处于稳定运转，离合器1不需要任何分离接合动作时，离合器1内油缸油压需要处于稳态值，此时阀控系统完成充油动作，为维持离合器1油缸内压力，换向阀7继续回到常闭位置。

第二动作位置：为换向阀7的正向流通状态。离合器1在接合过程，阀控系统为离合器油缸充油，推动离合器内活塞正向运动，完成离合器接合动作。当台架电脑11发出充油指令，对换向阀7发出换向信号(正向电压)，换向阀7移动到正向流通位，系统处于正向开路，整个系统动作处于充油阶段。

第三动作位置：为换向阀7的反向流通状态。离合器1分离过程，阀控系统为离合器1油缸放油，离合器回位弹簧压紧力大于作用于活塞压力，活塞复位，离合器1完成分离动作。当台架电脑11发出卸压信号，对换向阀7发出换向信号(反向电压)，换向阀7移动到反向流通位，系统处于反向开路，整个系统动作处于放油阶段，使离合器1活塞复位，实现放油卸压过程。综上所述，换向阀7主要起到控制系统动作功用，决定离合器1的充油放油动作，决定工作原件的工作状态。

对于高速开关阀8：

高速开关阀8由于其工作原理，以及输出特性曲线决定，它可以在给定的脉冲信号下，不断地往复开关，在一定时间内，提供精准的流量输出以及提供准确的油压输出。台架电脑11发出的控制指令由信号处理器10输出端发出，将脉冲信号的开关时间以及占空比传递给高速开关阀8，可变占空比可以改变高速开关阀8的输出流量，实现可变性控制，使高速开关阀8进行往复开关，实现对离合器1的进油口9实现定量定压的精准输出，完成系统的控制压力的功能。因而，在阀控系统执行机构中，高速开关阀8起到定量定压的精准控制功用。

实施例3：

基于上述实施例1中的控制系统，在本实施例中提供一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制方法，其能有效保护台架设备的安全性，以及更加合理智能的自适应功用。该控制方法包括紧急制动过载保护、急停急转过载保护、紧急情况处理保护和自适应调节四部分。其中：

1)紧急制动过载保护：台架电脑11接收制动盘上转速传感器15传来的实时动态转速数据信号；在制动装置紧急制动时，制动盘抱死，其转速迅速降低为零。台架电脑11可迅速判断出制动盘的抱死状态，出现抱死条件可视为满足超负荷条件，台架出现过载动作，此时，台架电脑11直接向阀控系统发送控制指令使其迅速完成放油卸压，断开离合器1结合状态，从而保护电机以及离合器过载受损。

2)急停急转过载保护：工作状态，线路常闭。台架电脑11接收惯量块18的第二转速转矩传感器14反馈的力矩信号；当第二转速转矩传感器14检测的瞬时转矩超过电机当前工作输出转矩的15％时，则出现系统惯性过载状况，此时台架电脑11发出中断接合指令，从而保护台架器材。

3)紧急情况处理保护：离合器包箱输入端以及输出端分别安装有第一转速转矩传感器13，两个第一转速转矩传感器13联动使用，当离合器摩擦片/副出现损坏时(烧蚀、翘曲、断裂等)，其传动性能大幅下降，直接表现为离合器两端的扭矩值波动过大，当输入端第一转速转矩传感器13的采集数据与输出端第一转速转矩传感器13的采集数据出现不合理的较大差值，此时可视为离合器包箱内部由于机械损伤等原因导致传递效率降低甚至功用失效，也可判断台架系统出现意料之外的突发状况；在动力端和负载端功率正常时，两传感器出现不合理的较大差值时，则判断为离合器故障，需要停机检修。台架电脑11根据此传感器反馈的异常信号数据，可给出相应的保护控制策略。保护控制策略为：台架电脑11迅速向换向阀7发出反向电压，使换向阀7迅换向到卸压工作油路，使系统快速卸压；然后，台架电脑11通向高速开关阀8发出最大功率工作信号，使高速开关阀8高效运作，实现油路系统最快速的卸压工作；制动系统应急响应，制动卡钳的制动力在40秒内由0缓慢的线性增长至最大值，保证传动系统整体缓慢，安全停止。

其中，不合理的较大差值具体为以下两种情况：

情况一：当控制系统处于完全结合输出状态时，离合器输入与输出端转速转矩有差值，此差值具体表现为：输入端第一转速转矩传感器13的采集数据与输出端第一转速转矩传感器13的采集数据出现超过离合器输入端额定转速转矩的5％差值数据；

情况二：当控制系统处于接合进行阶段输出状态-即系统油压上升阶段，从接合开始至接合结束经验时间为1.5s。此状态下输入端第一转速转矩传感器13的采集数据与输出端第一转速转矩传感器13的采集数据在1s内持续出现超过离合器输入端额定转矩的30％差值数据。

4)自适应调节功能：工作状态，线路常闭。台架电脑11接收离合器包箱上测量活塞位移的位移传感器12反馈的位移信号，初步判断此时管路里的残余流量，活塞端面的残余油压，完成下一次接合还需要多少流量，需要多大压力。以离合器系统的‘油压-活塞位移’特性图为参考，其特性曲线是连续的动力学函数，每一个输入油压对应相应的活塞位移。系统可通过位移传感器12的反馈信号判断当前活塞位置，在对应‘油压-活塞位移’特性图定位当前油路油压。‘完全接合时所需油压-当前油压＝需要继续加载的压力’通过此公式可推算出离合器完成整个接合动作时需要继续加载多大油压、控制油路系统应给出多少流量。通过此流量的初步判断，预测高速开关阀的动作开启时间。状态预测完成后，台架电脑11通过控制器，给出阀控系统动作信号，阀控系统限流限压完成充油/放油控制。边控制，边反馈，边调整，直至离合器完美完成此次接合动作，自适应输/泄油完成。从而实现自适应调节功用。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (9)

1.一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制方法，其特征在于，该控制方法包括紧急情况处理保护和自适应调节；

所述紧急情况处理保护：离合器包箱输入端以及输出端分别安装有第一转速转矩传感器，两个第一转速转矩传感器联动使用，当离合器摩擦片/副出现损坏时，其传动性能大幅下降，直接表现为离合器两端的扭矩值波动过大，当输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现不合理的较大差值，此时判断台架系统出现意料之外的突发状况；在动力端和负载端功率正常时，两传感器出现不合理的较大差值时，则判断为离合器故障，需要停机检修；台架电脑根据此传感器反馈的异常信号数据，给出相应的保护控制策略；

所述自适应调节功能：台架电脑接收离合器包箱上测量活塞位移的位移传感器反馈的位移信号，初步判断此时管路里的残余流量，活塞端面的残余油压，完成下一次接合还需要多少流量，需要多大压力；通过位移传感器的反馈信号判断当前活塞位置，在对应‘油压-活塞位移’特性图定位当前油路油压；通过此流量的初步判断，预测高速开关阀的动作开启时间，状态预测完成后，台架电脑给出阀控系统动作信号，阀控系统限流限压完成充油/放油控制；边控制，边反馈，边调整，直至离合器完成此次接合动作，自适应输/泄油完成，从而实现自适应调节功用；

所述不合理的较大差值具体为以下两种情况：

情况一：当控制系统处于完全结合输出状态时，离合器输入与输出端转速转矩有差值，此差值具体表现为：输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现超过离合器输入端额定转速转矩的5％差值数据；

情况二：当控制系统处于接合进行阶段输出状态，从接合开始至接合结束经验时间为1.5s；此状态下输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据在1s内持续出现超过离合器输入端额定转矩的30％差值数据。

2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述保护控制策略为：台架电脑迅速向阀控系统中的换向阀发出反向电压，使换向阀迅换向到卸压工作油路，使系统快速卸压；然后，台架电脑通向阀控系统中的高速开关阀发出最大功率工作信号，使高速开关阀高效运作，实现油路系统最快速的卸压工作；制动系统应急响应，制动卡钳的制动力在40秒内由0缓慢的线性增长至最大值，保证传动系统整体缓慢，安全停止。

3.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，该控制方法还包括紧急制动过载保护和急停急转过载保护；

所述紧急制动过载保护：预先设置的台架电脑接收制动盘上转速传感器传来的实时动态转速数据信号；在制动装置紧急制动时，制动盘抱死，其转速迅速降低为零；台架电脑迅速判断出制动盘的抱死状态，出现抱死条件为满足超负荷条件，台架出现过载动作；此时，台架电脑直接向阀控系统发送控制指令使其迅速完成放油卸压，断开离合器结合状态，从而保护电机以及离合器过载受损；

所述急停急转过载保护：台架电脑接收设置在惯量块上的第二转速转矩传感器反馈的力矩信号；当第二转速转矩传感器检测的瞬时转矩超过电机当前工作输出转矩的15％时，则出现系统惯性过载状况，此时台架电脑发出中断接合指令，从而保护台架器材。

4.一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统，其特征在于，该系统用于实现如权利要求1至3任一项所述控制方法，包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；所述油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；所述油液管路部分为所述控制执行部分提供充足的油液，所述控制执行部分与离合器连接，且所述控制执行部分由所述信号收集与控制决策部分连接，由所述信号收集与控制决策部分控制其工作；所述信号收集与控制决策部分用于接收所述传感器部分传输至的采集信号，进而向所述控制执行部分传输控制指令。

5.如权利要求4所述控制系统，其特征在于，所述油液管路部分包括液压泵、液压油缸、过滤器、溢流阀和节流阀；油液由所述液压泵从所述液压油缸中泵入所述过滤器内，且所述液压泵的出口端与所述液压油缸之间连接有所述溢流阀；所述过滤器流出的油液经所述控制执行部分进入所述离合器，用以给所述离合器提供定向、定量的流量以及油压；在所述控制执行部分的出口端与所述液压油缸之间连接有所述节流阀。

6.如权利要求5所述控制系统，其特征在于，所述控制执行部分包括换向阀和高速开关阀；所述过滤器流出的油液直接进入所述换向阀内，所述换向阀的输出端连接所述高速开关阀，所述高速开关阀的输出端连接所述离合器的液压油进油口，负责精准定量向所述离合器输出流量油压；所述换向阀和高速开关阀均与所述信号收集与控制决策部分电连接，根据所述信号收集与控制决策部分传输至的控制指令工作。

7.如权利要求6所述控制系统，其特征在于，所述信号收集与控制决策部分包括信号处理器和台架电脑；所述传感器部分采集到的信号传输至所述信号处理器，经所述信号处理器处理后传输至所述台架电脑；所述台架电脑根据接收到的信号向所述换向阀和高速开关阀发送控制指令。

8.如权利要求7所述控制系统，其特征在于，所述传感器部分包括位移传感器、第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器和转速传感器；所述位移传感器设置在离合器活塞包箱上，用于检测离合器活塞位移信息，并经信号处理器的第一输入端传输至所述信号处理器内；所述第一转速转矩传感器设置在所述离合器的输入端和输出端，用于检测所述离合器输入端和输出端的转速转矩信息，并经信号处理器的第二输入端传输至所述信号处理器内；所述第二转速转矩传感器设置在惯量块上，用于检测所述惯量块轴端的转速转矩信息，并经信号处理器的第三输入端传输至所述信号处理器内；所述转速传感器设置在台架制动装置上，用于检测制动装置端制动盘的动态转速，并经信号处理器的第四输入端传输至所述信号处理器内；所述信号处理器同时接收前述反馈信号，并根据反馈信号的传输线路将信号分类，将反馈信号统一转换成所述台架电脑能接收识别的数字信号。

9.一种换向阀和高速开关阀的控制方法，其特征在于，该控制方法用于控制如权利要求4至8任一项所述控制系统中的所述换向阀和高速开关阀；

对于所述换向阀：换向阀接收由台架电脑发出的换向指令，实现换向阀的三个动作位置切换；

第一动作位置：换向阀的常闭状态在离合器接合分离动作之外的时间使用，当台架处于关闭状态时，整个系统处于闭路，换向阀处于常闭阀位；相同，当台架处于稳定运转，离合器不需要任何分离接合动作时，离合器内油缸油压需要处于稳态值，此时阀控系统完成充油动作，为维持离合器油缸内压力，换向阀继续回到常闭位置；

第二动作位置：为换向阀的正向流通状态；当台架电脑发出充油指令，对换向阀发出正向电压换向信号，换向阀移动到正向流通位，系统处于正向开路，整个系统动作处于充油阶段；

第三动作位置：为换向阀的反向流通状态；当台架电脑发出卸压信号，对换向阀发出反向电压换向信号，换向阀移动到反向流通位，系统处于反向开路，整个系统动作处于放油阶段，使离合器活塞复位，实现放油卸压过程；

对于所述高速开关阀：

台架电脑发出的控制指令由信号处理器输出端发出，将脉冲信号的开关时间以及占空比传递给高速开关阀，可变占空比改变高速开关阀的输出流量，实现可变性控制，使高速开关阀进行往复开关，实现对离合器的进油口实现定量定压的精准输出，完成系统的控制压力的功能。

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