[发明专利]线控离合器系统及其控制系统和控制方法

说明书

本发明提供一种线控离合器系统及其控制系统和控制方法，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；计算参考位置信号；采集位置传感器信号；计算位置偏差；判断偏差是否满足精度，如果满足，则维持制动器闭合状态，程序结束；如果不满足，则打开制动器；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；采集离合器电机的电流，估计离合器电机阻力矩；识别离合器结合点位置；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。本发明实现了结合点位置的在线修正，避免了线性离合器摩擦片磨损后导致摩擦力矩偏移严重的问题。

技术领域

本发明属于离合器技术领域，具体涉及一种线控离合器系统及其控制系统和控制方法。

背景技术

汽车离合器是汽车传动系统中的关键零部件，主要作用是控制传动系统的动力中断和离合器主/从端的转速解耦，在车辆的平稳起步控制和挡位选择以及混合动力汽车的模式切换过程中起着至关重要的作用。近几年随着车辆智能化、自动化进程不断推进，汽车由机械、液压等控制方式逐渐被以电力为基础的线控形式所替代。其中，线控离合器作为动力系统的核心零部件，成为了各大车企和零部件厂商的研究应用对象。

目前，车辆领域应用较为广泛的式线控摩擦式离合器，根据控制形式主要分为：线控机械式、线控气压式和线控液压式等三类。气压式和液压式常需要配备单独的气压或液压组件，如气泵，液压马达，阀和压力传感器等，具有应用范围小、成本高等缺点。相比之下，线控机械式离合器尺寸小，环境适应能力强，效率高，且生产成本低，受到了广泛关注。但现有的线控机械式离合器的离合器总成是基于手动变速器膜片弹簧离合器改进而来，膜片弹簧的强非线性不利于线控机械式离合器精准控制，造成离合器结合冲击大、磨损严重，导致了车辆的舒适性差、相关零部件寿命短，降低了消费者的驾驶体验，增加了使用成本。

现有的膜片弹簧式离合器，通过分离轴承推动膜片弹簧内侧是实现离合器分离，反之离合器结合。或者还有电动膜片弹簧式离合器，以电机为动力，基于机械传动传递电机动力，输出端连接拨杆控制分离轴承滑移，分离轴承推动膜片弹簧实现离合器的结合/分离。这种方案是当前线控干式离合器的主流方案。另外还有周布弹簧离合器，在离合器压盘上按圆周方向局部螺旋弹簧和基于杠杆原理的拨杆，通过拨动拨杆实现离合器的结合/分离，螺旋弹簧起回位作用。

前两种采用膜片弹簧离合器，膜片弹簧具有强非线性。在手动变速器中，这种非线性被利用来维持摩擦力矩的恒定性。但对于线控离合器，这种非线性使控制设计变得十分困难，控制效果也很难提高，成为了线控离合器控制的难点问题。

第三种结构采用均布螺旋弹簧方案，这种方案实现了分离轴承压力和摩擦力矩的线性相关，但在离合器高速转动时，由于离心力作用，螺旋弹簧会发生形变，导致离合器压力变化，摩擦力矩不稳定。而且这种方案在离合器摩擦片发生磨损后，离合器的结合点会发生偏移(在离合器结合过程中，随着分离轴承移动，摩擦片会由自由状态转变成摩擦状态，两种状态转换临界点的分离轴承位置称为结合点)，导致摩擦力矩变化，使离合器性能下降，加速损坏。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种线控离合器系统及其控制系统和控制方法，所提线控离合器系统的离合器总成回位弹簧采用具有线性特性的异形板弹簧，保证了分离轴承推力与离合器摩擦转矩的线性关系，同时减小了离合器的轴向安装尺寸。所提线控离合器系统的离合器采用“推式”形式，即分离轴承向离合器侧运动时离合器结合，反之则离合器分离。所提线控离合器系统的执行机构由执行器、离合器电机和制动器三部分组成。当所提线控离合器系统工作时，所提制动器打开，离合器电机和执行器可自由转动；当所提离合器系统停止工作时，制动器闭合，离合器电机和执行器锁死，分离轴承的位置被固定。所提的线控离合器系统控制方法可以实现在线自修正功能，通过状态观测实时识别离合器结合点偏移情况，及时修正离合器结合点参考位置，解决了线性离合器在摩擦片磨损后摩擦力矩偏离严重问题。

具体的技术方案为：