CN202170940U - 一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置 - Google Patents
一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置，电动空压机和车辆动力气源分别通过单向阀与储气筒相连，并在连接管路上旁接有卸荷阀和压力继电器；在主管路上通过减压阀进入二位五通电磁换向阀；二位五通电磁换向阀的一路出口与气缸相通，并在连接管路中设有第二储气缸；气缸的活塞杆与离合器分离摇臂相连，并可带动离合器分离叉绕铰点摆动，从而压迫膜片弹簧带动自动离合接合或分离；在二位五通电磁换向阀上设有泄流通道，泄流通道与电气比例阀相连通；二位五通电磁换向阀和电气比例阀得电磁阀均由整车控制器进行控制，整车控制器的控制信号通过位移传感器经过行程开关输入。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车的驱动方式及自动离合装置，适用于采用基于双模式双电机混联式混合动力系统各类城市公交车辆，实现发动机与驱动电机能够快速分离，平稳接合。
背景技术
在当前国家大力提倡推广节能环保技术的倡导下，基于双模式双电机混联系统的新能源汽车，由于其传动效率高，节油指标优秀，起步与加速性能好，具有与AT系统相媲美的变速平顺性，深得中国大城市运营企业与驾驶员的喜爱，在中国混合动力公交市场保持了较高的占有率。所谓基于双模式双电机混联系统的新能源汽车，其发动机与发电机直联，电动机通过传动轴与车辆驱动桥相联，发电机与电动机通过自动离合器实现传动机构的分离与接合。
但是目前的基于双模式双电机混联系统的车辆具有两种工作模式（见附图1）：
(1)车辆在低速情况下，只能以串联模式驱动，即：自动离合器3分离，发动机1的机械能不能直接驱动车辆，而是驱动发电机2而构成APU系统，将发动机1的机械能转换为电能；储能系统7作为另一个能量源，既可提供电能又可储存电能；而电动机4作为唯一的动力源驱动车辆。
因为发动机以直接档驱动，根据如下公式：
V=0.377*n0*r/i0=0.377*800*0.472/6.33=22.5km/h
其中：
● V为车速，n0为发动机怠速转速，
r为轮胎滚动半径，i0为驱动桥速比
●特别说明：公式中的参数仅供参考
表明：该车只有在车速大于22.5km/h的情况下，发动机1才能直接驱动车辆，否则行驶阻力将会导致发动机熄火。
(2)车辆在中、高速的情况下，车辆以并联或发动机直驱模式行驶，此时自动离合器3接合，发动机1为直接驱动车辆行驶，电动机4可根据工况需求，提供辅助驱动功率。
专利检索除发现本实用新型人在此之前的一个中国专利申请之外，尚未发现其它有关文献报道；本实用新型人在此之前的专利申请号为200910043628.9，名称为“一种客车用双模式双电机的混合驱动方式及系统”，该专利主要是要解决通过离合器操作机构的转换实现电动机与发电机的串联、并联、纯发动机驱动与再生制动等多个工作模式切换的问题，但是没有解决自动离合的如何根据车辆的实际行驶工况和整车控制策略，通过自动离合器的分离或接合，从而实现混合动力模式的转换的问题；因此很有必要对此加以改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有双模式双电机的混合驱动离合方式所存在的不足，提出一种在发动机启动前，通过自动离合器的分离，实现发动机的空载启动；在车辆行驶过程中，根据车辆的实际行驶工况和整车控制策略，通过自动离合器的分离或接合，从而实现混合动力模式的转换的基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置，包括单向阀、减压阀、二位五通电磁换向阀、储气筒、气缸、离合器分离叉、离合器分离摇臂、膜片弹簧、电气比例阀、整车控制器、电动空压机、卸荷阀、压力继电器、第二储气缸、行程开关、位移传感器和车辆动力气源。电动空压机和车辆动力气源分别通过单向阀与储气筒相连，并在连接管路上旁接有卸荷阀和压力继电器；在主管路上通过减压阀进入二位五通电磁换向阀；二位五通电磁换向阀的一路出口与气缸相通，并在连接管路中设有第二储气缸；气缸的活塞杆与离合器分离摇臂相连，并可带动离合器分离叉绕铰点摆动，从而压迫膜片弹簧带动自动离合接合或分离；在二位五通电磁换向阀上设有泄流通道，泄流通道与电气比例阀相连通；二位五通电磁换向阀和电气比例阀得电磁阀均由整车控制器进行控制，整车控制器的控制信号通过位移传感器经过行程开关输入。
自动离合器的控制原理如下：
1、停车启动
发动机启动前，必须确保自动离合器处于分离状态。当车辆停车一段时间，车辆压力气源系统漏气或放气后，首先由电动空压机对储气筒充气，当气压高于6kg/cm2后，推动气缸使离合器分离。当离合器分离到位后，行程开关的K5信号导通提供信号给VCU10，此时才能启动发动机。
电动空压机启动条件：
(1)当气压小于下限压力时，压力继电器中的K3信号开路，空压机启动；
(2)当气压大于上限压力时，卸荷阀导通，压力继电器中的K3信号闭合，空压机停止。
2、离合器分离
在VCU10指令下，K1信号通电，二位五通电磁换向阀3移位，则其P-B口相通，气缸作用推动离合器分离摇臂，离合器分离。滞后K1上电1S后，电气比例阀的K2信号通电到其最大上限值，则电气比例阀中A-P通道全开。
3、离合器接合
在VCU10指令下，K1信号断电，二位五通电磁换向阀3回位，则其B-R2口相通，此时气缸5内的高压气体通过电气比例阀开始泄压。同时VCU10控制电气比例阀的K2电流由其最大上限值在设定的时间内(一般为1-1.5S)线性变小至减半，然后维持此电流直至气缸缓慢泄压完毕，离合器分离摇臂在离合器膜片弹簧作用下平稳回位。回位完成后，离合器接合后，行程开关断开，则VCU10的K2信号复位。
4、位移传感器的检测
位移传感器两端分别固定在气缸机体及活塞杆上，用于测量离合器分离行程及检测、评估离合器接合的品质。
(1)在车辆调试及检测中，由位移传感器测量离合器分离行程，供测试人员判断分离行程是否合适，否则对活塞杆上Y型接头位置予以调整。
(2)在车辆调试及检测中, 由位移传感器测量离合器接合过程，供测试人员判断接合行程是否在规定时间内完成，判断接合行程是否平滑，否则需对控制软件重新进行标定。
本发明的优点主要是：
1、实现了自动离合器快速分离。
2、实现了自动离合器平稳接合，降低传动系统的振动。
3、实现了对自动离合器进行过程检测与标定。
附图说明
图1是自动离合器的系统原理图；
图2是本实用新型的控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图2给出了本实用新型的一个实施例，通过附图可以看出，本实用新型涉及一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置，包括单向阀1、减压阀2、二位五通电磁换向阀3、储气筒4、气缸5、离合器分离叉6、离合器分离摇臂7、膜片弹簧8、电气比例阀9、整车控制器10、电动空压机11、卸荷阀12、压力继电器13、第二储气缸14、行程开关15、位移传感器16和车辆动力气源17。电动空压机11和车辆动力气源17分别通过单向阀1与储气筒4相连，并在连接管路上旁接有卸荷阀12和压力继电器13；在主管路上通过减压阀2进入二位五通电磁换向阀3；二位五通电磁换向阀3的一路出口与气缸5相通，并在连接管路中设有第二储气缸14；气缸5的活塞杆与离合器分离摇臂7相连，并可带动离合器分离叉6绕铰点摆动，从而压迫膜片弹簧8带动自动离合接合或分离；在二位五通电磁换向阀3上设有泄流通道，泄流通道与电气比例阀9相连通；二位五通电磁换向阀3和电气比例阀9得电磁阀均由整车控制器10进行控制，整车控制器10的控制信号通过位移传感器16经过行程开关15输入。
自动离合器的控制原理如下：
1、停车启动
发动机启动前，必须确保自动离合器处于分离状态。当车辆停车一段时间，车辆压力气源系统漏气或放气后，首先由电动空压机11对储气筒1充气，当气压高于6kg/cm2后，推动气缸5使离合器分离。当离合器分离到位后，行程开关15的K5信号导通提供信号给VCU10，此时才能启动发动机。
电动空压机启动条件：
(1)当气压小于下限压力时，压力继电器13中的K3信号开路，空压机启动；
(2)当气压大于上限压力时，卸荷阀12导通，压力继电器13中的K3信号闭合，空压机停止。
2、离合器分离
在VCU10指令下，K1信号通电，二位五通电磁换向阀3移位，则其P-B口相通，气缸5作用推动离合器分离摇臂7，离合器分离。滞后K1上电1S后，电气比例阀9的K2信号通电到其最大上限值，则电气比例阀9中A-P通道全开。
3、离合器接合
在VCU10指令下，K1信号断电，二位五通电磁换向阀3回位，则其B-R2口相通，此时气缸5内的高压气体通过电气比例阀9开始泄压。同时VCU10控制电气比例阀9的K2电流由其最大上限值在设定的时间内(一般为1-1.5S)线性变小至减半，然后维持此电流直至气缸5缓慢泄压完毕，离合器分离摇臂7在离合器膜片弹簧8作用下平稳回位。回位完成后，离合器接合后，行程开关15断开，则VCU10的K2信号复位。
4、位移传感器的检测
位移传感器两端分别固定在气缸机体及活塞杆上，用于测量离合器分离行程及检测、评估离合器接合的品质。
(1)在车辆调试及检测中，由位移传感器测量离合器分离行程，供测试人员判断分离行程是否合适，否则对活塞杆上Y型接头位置予以调整。
(2)在车辆调试及检测中, 由位移传感器测量离合器接合过程，供测试人员判断接合行程是否在规定时间内完成，判断接合行程是否平滑，否则需对控制软件重新进行标定。
Claims (2)
1.一种基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置，其特征在于：包括单向阀、减压阀、二位五通电磁换向阀、储气筒、气缸、离合器分离叉、离合器分离摇臂、膜片弹簧、电气比例阀、整车控制器、电动空压机、卸荷阀、压力继电器、第二储气缸、行程开关、位移传感器和车辆动力气源；电动空压机和车辆动力气源分别通过单向阀与储气筒相连，并在连接管路上旁接有卸荷阀和压力继电器；在主管路上通过减压阀进入二位五通电磁换向阀；二位五通电磁换向阀的一路出口与气缸相通，并在连接管路中设有第二储气缸；气缸的活塞杆与离合器分离摇臂相连，并可带动离合器分离叉绕铰点摆动，从而压迫膜片弹簧带动自动离合接合或分离；在二位五通电磁换向阀上设有泄流通道，泄流通道与电气比例阀相连通；二位五通电磁换向阀和电气比例阀的电磁阀均由整车控制器进行控制，整车控制器的控制信号通过位移传感器经过行程开关输入。
2.如权利要求1所述的基于双模式双电机混联系统的自动离合控制装置，其特征在于：位移传感器两端分别固定在气缸机体及活塞杆上。
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