[发明专利]电机直驱式离合器电控液压执行机构及其控制方法

权利要求书

1.电机直驱式离合器电控液压执行机构，由机械组件和电控组件组成，其特征在于：

所述机械组件由离合器分离轴承(2)、液压缸(5)、回位弹簧(6)、直流电机(10)、齿轮泵(11)、储油器(12)以及开关阀(13)组成；所述液压缸(5)为双活塞杆液压缸；所述离合器分离轴承(2)安装在液压缸(5)左侧腔体内的活塞杆上，所述回位弹簧(6)安装在液压缸(5)右侧腔体内的活塞杆上，在回位弹簧(6)和离合器膜片弹簧(3)的共同作用下，离合器分离轴承(2)两端分别与离合器膜片弹簧(3)的分离指以及液压缸活塞(1)的端面紧密贴合。所述直流电机(10)与齿轮泵(11)同轴连接，齿轮泵(11)的进油口与储油器(12)油管连接，齿轮泵(11)的出油口与所述开关阀(13)的入口油管；所述开关阀(13)的出口与液压缸(5)的右侧腔体油管连接；

所述电控组件由控制器(8)和传感器组件组成；所述控制器(8)由单片机、CAN收发器、电机驱动模块、传感器接口和电源处理模块组成；所述控制器(8)的控制端与开关阀(13)信号连接；所述电机驱动模块与直流电机(10)信号连接；所述电源处理模块与汽车蓄电池(9)电路连接；所述单片机分别与控制器(8)中的CAN收发器、电机驱动模块、传感器接口和电源处理模块信号连接；所述单片机内烧录电机控制程序。

2.如权利要求1所述电机直驱式离合器电控液压执行机构，其特征在于：

所述传感器组件中包括位移传感器(4)，所述位移传感器(4)安装在液压缸活塞(1)上，且位移传感器(4)的信号输出端通过线束(7)与控制器(8)的传感器接口相连，位移传感器(4)通过直接测量液压缸活塞(1)的位移来间接测量离合器的位移，并将所测得的位移信号从传感器接口传输至控制器(8)中。

3.如权利要求2所述电机直驱式离合器电控液压执行机构，其特征在于：

在所述位移传感器(4)信号传输端的下游安装有滤波器，检测到的位移信号经滤波器处理后输送给控制器(8)。

4.如权利要求1所述电机直驱式离合器电控液压执行机构，其特征在于：

所述单片机内烧录的电机控制程序由前馈控制和反馈控制组成，所述前馈控制利用微分平坦构成非线性控制器，并根据直流电机(10)、齿轮泵(11)和液压缸(5)的摩擦阻力，离合器膜片弹簧(3)的弹性特性以及齿轮泵(11)的特性作为前馈控制量；所述反馈控制以位移传感器(4)的测量量与跟踪控制输入的目标量之间的差值为反馈控制量，并以增量式PID控制为控制算法。

5.如权利要求4所述电机直驱式离合器电控液压执行机构，其特征在于：

所述离合器膜片(3)的弹簧特性是以图表的形式编译到电机控制程序中。

6.如权利要求1所述的电机直驱式离合器电控液压执行机构的控制方法，其特征在于：

所述控制方法包括离合器常规控制、离合器位置锁止控制以及油路泄露情况下离合器位置保持控制；

所述离合器常规控制过程如下:

控制器(8)的传感器接口通过传感器组件和CAN总线获取车辆运行信号，根据检测到的车速信号和油门踏板信号由电机控制程序计算获得预期的档位值，并根据检测到的当前的档位信号，控制器(8)向电机驱动模块输出控制信号，与此同时，控制器(8)的控制信号输出端向开关阀(13)输出控制信号，控制开关阀(13)打开，实现开关阀(13)联通，电机驱动模块驱动电机(10)，电机(10)带动齿轮泵(11)正向或反向旋转，进而控制对液压缸(5)腔体内的液油的泵入或泵出，使液压缸活塞(1)在膜片弹簧(3)分离指的弹力作用下左右移动，进而实现离合器的分离或结合。

7.如权利要求6所述的电机直驱式离合器电控液压执行机构的控制方法，其特征在于：

所述离合器位置锁止控制过程如下：

当位移传感器(4)检测液压缸活塞(1)的位移量达到预期值时，离合器位移到达预定位置，此时，控制器(8)的控制信号输出端向开关阀(13)输出控制信号，控制开关阀(13)关闭，开关阀(13)断开，直流电机(10)和齿轮泵(11)停止运行，此时整个液压系统回路处于保压状态，离合器位置锁止。

8.如权利要求6所述的电机直驱式离合器电控液压执行机构的控制方法，其特征在于：

所述油路泄露情况下离合器位置保持控制过程如下：

当油路存在漏油现象或泄压现象时，控制器(8)控制开关阀(13)打开，电机(10)带动齿轮泵(11)旋转，并向液压缸(5)的右侧腔体内泵油，使液压缸(5)内压力不变，进而实现离合器位置保持不变。