CN115991185A - 一种电磁离合器控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁离合器控制方法和控制系统，其中一种电磁离合器控制方法，其特征在于：包括，针对电磁离合器不同状态进行过热保护以及故障判断；通过电磁离合器两端的转速差闭环监控离合器状态；根据整车串并联切换用时及次数建立非正常响应机制。本发明中整车控制器与相关控制器协同实现转速闭环控制，考虑整车实际应用场景，具有离合器非预期结合、非预期打开故障报警功能。电磁离合器控制器集成实时采样的电流闭环电路，适应电磁线圈变差较大的情况，在较大的负载变化范围内能保持电流符合目标值。针对电磁牙嵌式离合器系统开发专用的控制系统和控制方法，使离合系统工作更为精准、快速、可靠。

Description

一种电磁离合器控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及混合动力技术领域，特别是一种电磁离合器控制方法和控制系统。

背景技术

现有技术混联式混合动力汽车系统中，不仅发动机和电机可以分别独立驱动汽车(并联)，也可以由发动机带动发电机发电并向电机提供能量，然后由电机驱动汽车(串联)。该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂，成本高。从理论上讲，混联式混合动力系统可以实现串联(即增程式)的工作方式，而与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。而在混联式动力系统中，电磁离合器是核心部件。但是，在现有技术中的电磁离合器存在控制不够精确，以及缺乏故障响应机制的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明其中一个目的是提供一种电磁离合器控制方法，其包括，针对电磁离合器不同状态进行过热保护以及故障判断；通过电磁离合器两端的转速差闭环监控离合器状态；根据整车串并联切换用时及次数建立非正常响应机制。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述电磁离合器不同状态包括，离合器打开，定义为断开阶段；离合器由打开到结合，定义为结合阶段；离合器保持结合，定义为保持阶段。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述过热保护包括，在结合阶段，设置保护时长和输出电流上限，若所述结合阶段电磁线圈通电超过设定值，则离合器控制器自动退出所述结合阶段，不输出电流，并发送结合超时信号给整车控制器；在保持阶段，使用实时采样电路监控所述保持阶段电磁线圈输出电流。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述故障判断包括开路故障检测和短路故障检测。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述转速差为发电机和驱动电机转换到离合器两端的转速差，由整车控制器进行实时监控。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述闭环监控离合器状态包括，整车由串联状态进入并联状态，电磁离合器两端转速差＜A值并维持时长P，为离合器系统进入结合阶段的条件；电磁离合器系统进入结合阶段，离合器两端转速差＜B值，为离合器系统进入保持状态的条件；维持并联状态，若电磁离合器两端转速差＞C值并维持时长Q，则整车控制器报出离合器非预期打开故障，整车进入对应的故障响应过程；整车由并联状态进入串联状态过程，离合器两端转速差＞B值并维持时长R，为判断离合器已经打开的条件。

作为本发明所述电磁离合器控制方法的一种优选方案，其中：所述非正常响应机制包括，离合器控制器收到进入结合阶段的请求后，离合器控制器无法输出电流维持断开阶段≥时长D，整车控制器计数离合器闭合超时+1次；串联切换并联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器闭合超时+1次；整车控制器的离合器闭合超时总计数≥N次，整车禁止进去并联，维持串联。

作为本发明所述电磁离合器控制方法和控制系统的一种优选方案，其中：所述非正常响应机制还包括，串联状态下，发动机转速低于怠速转速超过时长G后，整车控制器报出离合器非预期结合故障；并联切换串联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器打开超时+1次；整车控制器的离合器打开超时总计数≥N次，整车维持并联状态，降低行驶车速。

本控制方法的有益效果为：整车控制器与相关控制器协同实现转速闭环控制，考虑整车实际应用场景，具有离合器非预期结合、非预期打开故障报警功能。针对电磁牙嵌式离合器系统开发专用的和控制方法，使离合系统工作更为精准、快速、可靠。

本发明的另一个目的是提供一种电磁离合器控制系统，其目的在于解决现有的电磁离合器控制系统精度不高，反应不灵敏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电磁离合器控制系统，其包括整车控制器，用于对电磁离合器控制系统下达和接受指令；离合控制器，用于控制对电磁离合器控制系统的电流输出；电磁离合器，受所述离合控制器输出电流控制变换不同状态。

作为本发明所述电磁离合器控制系统的一种优选方案，其中：所述离合控制器内部集成输出电流的实时采样电路，通过该电路实现输出电流闭环、开路检测、短路检测功能。

本发明有益效果为：电磁离合器控制器集成实时采样的电流闭环电路，适应电磁线圈变差较大的情况，在较大的负载变化范围内能保持电流符合目标值。针对电磁牙嵌式离合器系统开发专用的控制系统，使离合系统工作更为精准、快速、可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为电磁离合器控制方法的过热保护逻辑图。

图2为电磁离合器控制方法的并联切换串联过程逻辑原理图。

图3为电磁离合器控制方法串联切换并联过程逻辑原理图。

图4为电磁离合器控制系统的原理框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种电磁离合器控制方法包括：

针对电磁离合器不同状态进行过热保护以及故障判断。其中需要说明的是，

当离合器控制器不输出电流时，电磁线圈不产生磁力，电磁离合器打开，定义未断开阶段。

当离合器控制器输出大电流时，电磁线圈产生大磁力吸引电磁离合器中的推环，推环推开回位弹簧，电磁离合器由打开到结合，定义为结合阶段。为保证推环能够可靠地推开回位弹簧，设置结合阶段离合器控制器输出电流的下限值。

当离合器控制器输出合适电流时，电磁线圈产生小磁力维持推环在吸合位置，使电磁离合器保持结合，定义为保持阶段。为保证推环可靠的保持在吸合位置，设置保持阶段电流下限值。

由于在结合阶段离合器控制器会输出大电流，若电磁线圈长时间通电，电磁线圈会发生过热，为了避免电磁线圈过热，需设置保护时长和电流输出上限。若电流输出超过保护时长，离合器控制器自动退出结合阶段，即不输出电流，并发送结合超时信号给整车控制器，系统经过一定时间散热后才能重新可以进入结合状态，防止电磁线圈过热烧坏，发生故障。

为防止保持阶段电磁线圈长时间工作后过热，设置长时间输出电流上限值，使用实时采样电路监控输出电流不超过该上限值。

进一步的，另外对于故障判断功能，在离合器控制器输出电流时，离合器控制器实时比较目标输出电流和实际输出电流的差值，当实际输出电流长时间为零时，且差值长时间等于目标输出电流时，离合器控制器报出开路故障。

在离合器控制器输出电流时，离合器控制器实时监控目标输出电流和实际输出电流的差值，当实际输出电流远大于预估输出电流时，离合器控制器报出短路故障。

实施例2

参照图2和图3，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

具体的，整车控制器实时监控发电机和驱动电机转换到离合器两端的转速差，通过转速差闭环监控离合器状态，相关机制如下——

(1)整车由串联状态进入并联状态过程中，发电机拉着发动机调速，离合器两端转速差＜A值并维持时长P，为离合器系统进入结合阶段的条件。若该条件未满足，发电机继续调速。

(2)离合器系统进入结合阶段后，离合器两端转速差＜B值，为离合器系统进入保持状态的条件。若该条件未满足，整车控制器控制请求离合器控制器继续保持结合阶段。

(3)维持并联状态时，如果离合器两端转速差＞C值并维持时长Q，则整车控制器报出离合器非预期打开故障，整车进入对应的故障响应过程。

(4)整车由并联状态进入串联状态过程中，离合器两端转速差＞B值并维持时长R，为判断离合器已经打开的条件。

优选的，根据整车串并联切换用时及次数建立非正常响应机制，相关机制如下——

(1)在收到整车控制器请求离合器控制器进入结合阶段的请求后，离合器控制器无法输出电流维持打开阶段≥时长D，整车控制器计数离合器闭合超时+1次。

(2)串联切换并联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器闭合超时+1次。

(3)整车控制器的离合器闭合超时总计数≥N次，整车禁止进去并联，维持串联。

(4)串联状态下，发动机转速低于怠速转速超过时长G后，整车控制器报出离合器非预期结合故障。

(5)并联切换串联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器打开超时+1次。

(6)整车控制器的离合器打开超时总计数≥N次，整车维持并联状态，降低行驶车速。

由以上机制，离合控制器并联切换串联的步骤为：

S400：当离合器满足打开条件时，整车控制器请求发动机和发电机零扭矩，并且整车控制器请求离合控制器进入打开阶段和发电机输出小扭矩波动。

S401：若电磁离合器两端的转速差≥B值且维持时长R且离合控制器反馈处于打开阶段，则电磁离合器打开，反之，返回步骤S400。

S402：当离合器打开整车进入串联模式后，若发动机转速<怠速转速并且维持时长G，则整车控制器报出离合器非预期结合故障。

其中在并联切换串联的过程中，步骤S401-1：若并联切换串联过程计时≥时长E，计离合器脱开超时+1次，若离合器打开超时总计数≥N次，则整车维持并联状态，降低行驶车速。若离合器打开超时总计数<N次，返回并联模式并继续执行开始步骤S400。若并联切换串联过程计时<时长E，维持并联切换串联过程。

另外，由以上机制，离合控制器串联切换并联的步骤为：

S500：当离合器满足闭合条件时，整车控制器请求发动机零扭矩且发电机调整转速。

S501：若离合器两端转速差＜A值并维持时长P，则整车控制器请求离合控制器进入结合阶段，反之，返回步骤S500。

S502：当离合控制器进入结合阶段后，若离合控制器维持打开阶段<时长D，并离合器两端转速差<B，则整车控制器请求离合器控制器进入保持阶段，否则整车控制器再次请求离合控制器进入结合阶段。

S503：当整车进入并联模式后，若离合器两端转速差>C且维持时长Q，整车控制器报出离合器非预期打开故障。

其中在串联切换并联的过程中，步骤S501-1：若离合器控制器维持打开≥时长D，且串联切换并联过程计时≥时长E，则计整车控制器计数离合器闭合超时+1次，当离合器闭合超时总计数≥N次，整车进入并联，维持串联，否则再次尝试串联切换并联过程。

以下为本实验的实施例，其具体预设参数根据车辆的型号，车轮尺寸，装置性能等，会有差异。

(1)整车由串联状态进入并联状态过程中，发电机拉着发动机调速，离合器两端转速差＜700值并维持时长6s+，为离合器系统进入结合阶段的条件。若该条件未满足，发电机继续调速。

(2)离合器系统进入结合阶段后，离合器两端转速差＜400，为离合器系统进入保持状态的条件。若该条件未满足，整车控制器控制请求离合器控制器继续保持结合阶段。

(3)维持并联状态时，如果离合器两端转速差＞800并维持时长12s，则整车控制器报出离合器非预期打开故障，整车进入对应的故障响应过程。

(4)整车由并联状态进入串联状态过程中，离合器两端转速差＞1000并维持时长3s，为判断离合器已经打开的条件。

非正常响应机制——

(1)在收到整车控制器请求离合器控制器进入结合阶段的请求后，离合器控制器无法输出电流维持断开阶段≥9s，整车控制器计数离合器闭合超时+1次。

(2)串联切换并联过程计时≥30s，整车控制器计数离合器闭合超时+1次。

(3)整车控制器的离合器闭合超时总计数≥10次，整车禁止进去并联，维持串联。

(4)串联状态下，发动机转速低于怠速转速超过12s后，整车控制器报出离合器非预期结合故障。

(5)并联切换串联过程计时≥18s，整车控制器计数离合器打开超时+1次。

(6)整车控制器的离合器打开超时总计数≥4次，整车维持并联状态，降低行驶车速。

在具体场景中例如，车辆在高速行驶时，由串联进入并联状态过程中，转速差为800，发动机调速，调整后摆脱结合状态转速差为300，进入保持阶段；单次运行过程为20s，离合器闭合超时次数为三次，整车允许进入并联状态。

车辆在维持并联状态时，离合器两端转速差达到900，并维持8秒则车辆控制器不会爆出离合器非预期打开故障。

车辆减速行驶，并联切换至串联时长为10s，整车控制器的离合打开2次，车辆进入串联状态，发动机转速低于怠速2s，整车控制器无故障报警。

实施例3

本实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种电磁离合器控制系统，包括，整车控制器100，用于对电磁离合器控制系统下达和接受指令；整车控制器100通过CAN总线连接发动机控制器、发电机控制器、离合控制器以及驱动电机控制器，驱动电机控制器再来控制驱动电机的运行。

离合控制器200，用于控制对电磁离合器控制系统的电流输出；离合控制器200受整车控制器的指令来控制电磁离合器300内电磁线圈上的电流输出，从而实现对电磁离合器不同状态的控制。

电磁离合器300，受所述离合控制器200输出电流控制变换不同状态。电磁离合器300主要控制驱动电机的动力输出情况。

所述离合控制器200内部集成输出电流的实时采样电路，通过该电路实现输出电流闭环、开路检测、短路检测功能。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电磁离合器控制方法，其特征在于：包括，

针对电磁离合器不同状态进行过热保护以及故障判断；

通过电磁离合器两端的转速差闭环监控离合器状态；

根据整车串并联切换用时及次数建立非正常响应机制。

2.如权利要求1所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述电磁离合器不同状态包括，

离合器打开，定义为断开阶段；

离合器由打开到结合，定义为结合阶段；

离合器保持结合，定义为保持阶段。

3.如权利要求1所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述过热保护包括，

在所述结合阶段，设置保护时长和输出电流上限，若所述结合阶段电磁线圈通电超过设定值，则离合器控制器自动退出所述结合阶段，不输出电流，并发送结合超时信号给整车控制器；

在所述保持阶段，使用实时采样电路监控所述保持阶段电磁线圈输出电流。

4.如权利要求3所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述故障判断包括开路故障检测和短路故障检测。

5.如权利要求4所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述转速差为发电机和驱动电机转换到离合器两端的转速差，由整车控制器进行实时监控。

6.如权利要求5所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述闭环监控离合器状态包括，

整车由串联状态进入并联状态，当电磁离合器两端转速差＜A值并维持时长P，为离合器系统进入所述结合阶段的条件；

电磁离合器系统进入所述结合阶段，当离合器两端转速差＜B值，为离合器系统进入所述保持状态的条件；

维持并联状态，若电磁离合器两端转速差＞C值并维持时长Q，则整车控制器报出离合器非预期打开故障，整车进入对应的故障响应过程；

整车由并联状态进入串联状态过程，当离合器两端转速差＞B值并维持时长R，为判断离合器已经打开的条件。

7.如权利要求6所述的电磁离合器控制方法，其特征在于：所述非正常响应机制包括，

离合器控制器收到进入所述结合阶段的请求后，离合器控制器无法输出电流维持断开阶段≥时长D，整车控制器计数离合器闭合超时+1次；

串联切换并联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器闭合超时+1次；

整车控制器的离合器闭合超时总计数≥N次，整车禁止进去并联，维持串联。

8.如权利要求7所述的电磁离合器控制方法和控制系统，其特征在于：所述非正常响应机制还包括，

串联状态下，发动机转速低于怠速转速超过时长G后，整车控制器报出离合器非预期结合故障；

并联切换串联过程计时≥时长E，整车控制器计数离合器打开超时+1次；

整车控制器的离合器打开超时总计数≥N次，整车维持并联状态，降低行驶车速。

9.一种电磁离合器控制系统，其特征在于：包括，

整车控制器(100)，用于对电磁离合器控制系统下达和接受指令；

离合控制器(200)，用于控制对电磁离合器控制系统的电流输出；

电磁离合器(300)，受所述离合控制器(200)输出电流控制变换不同状态。

10.如权利要求9所述的电磁离合器控制系统，其特征在于：所述离合控制器(200)内部集成输出电流的实时采样电路，通过该电路实现输出电流闭环、开路检测、短路检测功能。

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