[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

说明书

技术领域

本发明属于汽车传动技术领域，具体涉及电机直驱式离合器电控液压执行机构及其控制方法。

背景技术

在汽车行驶过程中，驾驶员频繁踩踏离合器踏板进行车辆的起停、换挡操作，会造成驾驶员疲劳。安装自动离合器执行机构是解决这一问题的有效途径，其主要分为电控电动、电控液动和电控气动，其中液动执行机构以其能容量大、控制精度高的优点而广泛应用于汽车离合器。

中国专利申请“液压式自动离合器装置”(专利申请号201510372510.6)和“一种汽车电控自动离合器”(专利申请号201410553564.8)在机构中安装相关阀体，结构相对复杂、生产困难、成本较高，其可靠性存在一定的安全隐患。同时，集成式液压离合器因高速电磁阀和油路面板等的应用，导致在中低端汽车上应用受到限制。油路接头中漏油现象的存在，需要在离合器操作时进行泄露补偿；基于位移控制的离合器控制，由于摩擦片的磨损，需要在位移控制时进行位移补偿。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种结构简单，空间占用体积小，成本低廉，可靠性良好的电机直驱式离合器电控液压执行机构及其控制方法来减轻驾驶员的驾驶强度，使离合器平稳、快速且准确的结合或分离。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

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，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。

进一步地，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。

更进一步地，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。

进一步地，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。

更进一步地，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。

电机直驱式离合器电控液压执行机构的控制方法，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。

所述离合器位置锁止控制过程如下：