[发明专利]线控离合器系统及其控制系统和控制方法

权利要求书

1.线控离合器系统，其特征在于，包括离合器总成、电控执行机构和离合器控制单元即CCU；

所述离合器总成包括：飞轮(4)、摩擦片(5)、压盘(3)、异形板弹簧(6)、离合器壳体(2)、分离轴承(7)、输出轴(8)；

所述电控执行机构包括：拨叉(9)、执行器(1)、位置传感器(14)、离合器电机(10)和制动器(11)；

所述离合器控制单元CCU(12)上装有电流传感器(13)，离合器控制单元(12)控制离合器电机(10)运转、制动器(11)开关，以及通过电流传感器(13)采集离合器电机电流信息，通过位置传感器(14)采集分离轴承位置信息；

飞轮(4)与离合器壳体(2)通过螺栓连接；所述摩擦片(5)与输出轴(8)通过花键连接，二者不能发生相对转动，在轴向实现一定范围的滑动；所述摩擦片(5)处于飞轮(4)和压盘(3)之间；所述压盘(3)安装在输出轴(8)上，且相对输出轴(8)可发生相对转动和轴向滑动；所述的异形板弹簧(6)外端与离合器壳体(2)连接，异形板弹簧(6)带有异形凸起，异形凸起位置可与压盘(3)接触，异形板弹簧(6)的内端与分离轴承(7)接触；所述分离轴承(7)安装在输出轴(8)上；

所述分离轴承(7)还与拨叉(9)配合，且可在拨叉(9)的控制下在输出轴(8)上轴向滑动；所述拨叉(9)与执行器(1)连接，且在执行器(1)的控制下可沿着执行器(1)输出轴(8)轴线转动；所述位置传感器(14)用于直接测量或间接测量分离轴承(7)位置，并将位置信号传递至离合器控制单元(12)；所述位置传感器(14)用于测量执行器(1)位置；所述离合器电机(10)为执行器(1)的动力源，在离合器控制单元(12)的控制下满足转矩转速供应需求；

所述制动器(11)实现开关功能，用以锁死执行器(1)，达到固定分离轴承(7)位置的目的；所述离合器控制单元(12)通过电流传感器(13)监控离合器电机(10)的电流信息。

2.根据权利要求1所述的线控离合器系统，其特征在于，所述异形板弹簧(6)有多个，外端与离合器壳体(2)连接，并按照圆周方式均布在离合器壳体(2)内。

3.根据权利要求1或2所述的线控离合器系统的控制系统，其特征在于，包括离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表、控制器、被控对象、位置传感器(14)、电流传感器(13)、状态观测器和位置修正模块；

所述离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表、控制器、状态观测器和位置修正模块在离合器控制单元(12)中实现；

所述离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表的输入为需求摩擦转矩，输出为分离轴承的参考位置，并且映射表接收位置修正指令，实现在线修改表格值；表格的初始值来自实验数据；

所述控制器为一种闭环控制器，输入为分离轴承的位置偏差信号，输出为被控对象可识别的控制指令；

所述被控对象为所述的离合器总成和电控执行机构，响应控制器的控制指令需求；

所述位置传感器(14)安装在所述的电控执行机构上采集分离轴承位置信息，并将信息转换成电信号；

所述电流传感器(13)安装在所述的离合器控制单元上，采集离合器电机电流信息，并将信息转换成电信号；

所述状态观测器的输入为控制器的控制指令和电流信号，输出为离合器电机(10)的阻力矩的观测值；所述状态观测器可根据输入实时计算出输出结果；

所述位置修正模块输入为离合器电机(10)阻力矩观测值，输出为位置修正指令；所述位置修正模块内置离合器电机(10)阻力矩和分离轴承(7)位置映射关系，根据离合器电机(10)阻力矩获得离合器位置观测值，生成修改离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表的位置修正指令。

4.根据权利要求3所述的线控离合器系统的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，获取需求转矩和位置修正指令；

第二步，根据位置修正指令修正离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表格；

第三步，以需求转矩为输入计算参考位置信号x_{b_ref}；

第四步，采集位置传感器(14)信号x_b；

第五步，利用公式e_xb＝x_{b_ref}-x_b计算位置偏差；

第六步，判断偏差e_xb是否满足精度ε，如果满足，则维持制动器(11)闭合状态，程序结束；如果不满足，则打开制动器(11)，保证离合器电机(10)可以自由转动；

第七步，控制器计算控制指令；被控对象将接收到控制器的控制指令，并执行相应动作；

第八步采集离合器电机(10)的电流i，状态观测器根据控制器指令和电流状态估计离合器电机(10)阻力矩；

第九步位置修正模块根据离合器电机(10)阻力矩识别离合器结合点位置；

第十步，生成位置修正指令，刷新离合器摩擦转矩-分离轴承位置映射表格，进入下一个控制循环。