專利名稱：一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛自動離合器操縱系統(tǒng)。更具體的，本發(fā)明涉及一種電機驅(qū)動的車輛離合器的自動操縱機構(gòu)及其控制電路。采用電機-滾珠絲杠傳動構(gòu)成自動操縱機構(gòu)，基于CAN總線構(gòu)成操縱機構(gòu)的控制電路。
背景技術(shù)：
將手動變速箱離合器的操作自動化，便構(gòu)成了自動離合器系統(tǒng)ACS (automaticclutch system),亦稱為 EKM (Electronic Clutch Management)。自動離合器系統(tǒng)也被稱為半自動變速器，它將車輛離合器的操縱自動化，但換檔操作仍為駕駛員手動換檔。自動離合器系統(tǒng)省卻了駕駛員左腳的頻繁工作，是一個最基本的車輛傳動自動操縱系統(tǒng)。在自動離合器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)成電控機械式自動變速器AMT (Automated ManualTransmission)、干式雙離合器變速器DCT (Dual Clutch Transmission)?；旌蟿恿囕v也 廣泛采用離合器來實現(xiàn)車輛換擋和模式切換等功能。自動離合器的執(zhí)行機構(gòu)主要分液壓和電動兩種。液壓驅(qū)動的自動離合器系統(tǒng)，需要電機泵、油箱、閥體等一套液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜。例如寶馬公司在1996年生產(chǎn)的M3車型就應(yīng)用了這種離合器執(zhí)行機構(gòu)。國產(chǎn)奇瑞汽車也是通過增加一套電控液壓裝置實現(xiàn)離合器自動控制。盡管當(dāng)前批量生產(chǎn)的離合器執(zhí)行機構(gòu)多數(shù)為液壓驅(qū)動，隨著電機及其驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，已不斷涌現(xiàn)出各種電動的離合器執(zhí)行機構(gòu)。電機驅(qū)動的離合器執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，常采用直流電機作為動力源，常用的機械減速機構(gòu)包括蝸輪蝸桿傳動和絲杠螺母。如南京奧聯(lián)汽車電子電器有限公司申請的AMT執(zhí)行機構(gòu)的專利[CN 201827268U]就應(yīng)用了蝸輪蝸桿。哈爾濱宏泰公司的離合器執(zhí)行機構(gòu)[CN2686905Y]采用的是絲杠螺母的結(jié)構(gòu)。這兩種傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。然而他們共有的缺點是傳動效率低，甚至不足50%。效率低影響離合器的響應(yīng)速度，整車動態(tài)性能也因此受到限制。也就是說，雖然自動離合器系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)品化，但仍然有一些問題需要解決，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)響應(yīng)速度較慢，例如當(dāng)前AMT車輛大油門起步和換擋的性能仍然與熟練駕駛員的操作有很大差距。隨著機械傳動技術(shù)的發(fā)展，滾珠絲杠逐漸成為一種高效率、可用于高速重載場合的傳動機構(gòu)[CN 100427802C]，并且噪音水平降到很低。另一方面，汽車電子控制技術(shù)發(fā)展迅速，新的車型大多采用CAN(Controller Area Network)總線實現(xiàn)車輛內(nèi)部控制器之間的通信。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的背景之下，本發(fā)明提供了一種新的汽車離合器的自動操縱系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用傳動效率高的滾珠絲杠作為減速機構(gòu)，能夠提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度；基于CAN總線的控制電路實現(xiàn)發(fā)動機和驅(qū)動輪的數(shù)據(jù)的共享，降低了系統(tǒng)成本。本發(fā)明的第一方面涉及一種用于車輛自動離合器的離合器操縱機構(gòu)。與目前廣泛采用的蝸輪蝸桿和絲杠螺母的機構(gòu)不同，本操縱機構(gòu)采用電機-滾珠絲杠傳動機構(gòu)。滾珠絲杠機械傳動效率高，達到95%以上，這使電機功率充分發(fā)揮，可以提高離合器動作的響應(yīng)速度。該操縱機構(gòu)包含直流電動機，滾珠絲杠，推拉桿，位移傳感器等零部件。直流電動機的旋轉(zhuǎn)運動通過滾珠絲杠轉(zhuǎn)換為直線運動,通過推拉桿推動或拉動離合器，促使其分離或結(jié)合。推拉桿的行程由位移傳感器檢測出來，位移傳感器可以采用霍爾式或者導(dǎo)電塑料的種類，保證位移傳感器的精度和使用壽命。由于這個機械系統(tǒng)采用的滾珠絲杠機械傳動效率高，因此響應(yīng)很快，并且可以省去當(dāng)前普遍采用的助力彈簧等復(fù)雜機構(gòu)。本發(fā)明的第二方面涉及一種基于CAN總線的離合器控制電路。離合器控制電路包含一個主控制器芯片MCU、H橋驅(qū)動電路、電流檢測電路、5V電源穩(wěn)壓電路以及復(fù)位模塊。離合器控制電路與車輛CAN總線、電動機、離合器位移傳感器、換檔桿位移傳感器相連接。 離合器控制電路中的MCU通過CAN節(jié)點與車輛CAN總線聯(lián)接，可以周期性地讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)動機力矩信號、油門踏板位置信號、以及制動信號、車輪輪速信號。MCU還通過換檔桿位移傳感器讀取換檔桿的位移信號，并以此判斷駕駛員的換檔意圖和當(dāng)前的檔位信號。此外，離合器位移信號和電動機電流信號也分別通過離合器位移傳感器和電流檢測電路檢測出來，并被返回送至MCU，從而為實現(xiàn)離合器控制提供必要信息。為了滿足高響應(yīng)速度和高精度的需要，MCU采用低頻(例如IOms周期)和高頻(例如Ims周期)兩種不同采樣頻率。在低頻采樣時刻，采集換檔桿的位移信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)動機力矩信號、油門踏板位置信號、以及制動信號、車輪輪速信號，并在此基礎(chǔ)上進行運算，計算出離合器的期望位置。同時在高頻采樣時刻，采集離合器位移信號和電動機電流信號，并計算出為了快速跟蹤離合器期望位置所需要的PWM(Pulse Width Modulation脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制，脈寬調(diào)制是電動機的一種常用驅(qū)動方式，通過改變一個周期內(nèi)電流導(dǎo)通時間和斷開時間的比例達到控制輸出電壓的目的)占空比和旋轉(zhuǎn)方向，然后給電動機H橋驅(qū)動電路發(fā)出PWM占空比和旋轉(zhuǎn)方向的指令。H橋驅(qū)動電路給電動機提供驅(qū)動電壓，并形成電樞內(nèi)的電流，最終促使操縱機構(gòu)盡快達到期望的位置。換檔桿位移傳感器由兩個互相垂直布置的位移傳感器構(gòu)成，位移傳感器可以采用霍爾式或者導(dǎo)電塑料的種類，保證位移傳感器的精度和使用壽命。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明圖I是總的結(jié)構(gòu)圖，給出了本發(fā)明在車輛傳動系中所處的位置以及各部分之間的號流向。圖2是機械圖，給出了離合器操縱機構(gòu)的機械裝配圖。圖3是方框圖，給出了離合器控制電路的構(gòu)成。圖4是電路圖，給出了離合器控制電路中主芯片MCU、5V電源穩(wěn)壓電路、復(fù)位模塊的實施例。其中圖4 (a)是5V電源穩(wěn)壓電路。圖4(b)是復(fù)位模塊。圖4(c)是離合器控制電路中主芯片MCU。
圖5是電路圖，給出了離合器控制電路中CAN節(jié)點、SCI串口、AD轉(zhuǎn)換器的實施例。其中圖5(a)是圖5(b)是圖5 (C)是圖6是電路圖，給出了 H橋驅(qū)動電路(由H橋驅(qū)動器和功率模塊構(gòu)成)和電流檢測電路的實施例。其中圖6 (a)是電流檢測電路。圖6(b)是功率模塊。 圖6 (C)是H橋驅(qū)動電路。圖7是流程圖，給出了車輛起步工況系統(tǒng)控制流程。圖8是流程圖，給出了車輛換檔工況系統(tǒng)控制流程。圖9是流程圖，給出了車輛制動工況系統(tǒng)控制流程。圖中1-1發(fā)動機；1-2離合器；1_3變速器；1_4同步器；1_5換檔桿位移傳感器；1_6差速器；1_7驅(qū)動半軸；1_8車輪；1-9CAN總線；1_10離合器操縱機構(gòu)；1_11離合器控制電路；2-1直流電動機'2-2軸承套；2-3軸承I ;2-4滾珠絲杠軸；2_5滾珠絲杠螺母；2_6延長套；2-7推拉桿；2-8軸承II ；2-9殼體；2_10連接件；2_11連接片；2_12位移傳感器。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的實施方式作出詳細描述。圖I是自動離合器車輛總的結(jié)構(gòu)示意圖，給出了整個系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)及其在車輛傳動系中的位置關(guān)系。圖I也給出了系統(tǒng)各部分之間的信號流向。車輛傳動系各部件總成包括發(fā)動機1-1、離合器1-2、變速器1-3、差速器1-6、驅(qū)動半軸1-7、車輪1_8、CAN總線
1-9。變速器內(nèi)含有用于換檔的同步器1-4和換檔桿位移傳感器1-5。離合器1-2由本發(fā)明的離合器自動操縱系統(tǒng)驅(qū)動。自動操縱系統(tǒng)由離合器操縱機構(gòu)1-10和離合器控制電路ι-ll兩部分構(gòu)成。離合器控制電路1-11與車輛傳動系CAN總線1-9相聯(lián)，周期性地讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號ne、發(fā)動機力矩信號te、油門踏板位置信號th、以及制動信號br、車輪輪速信號nw。離合器控制電路1-11還通過換檔桿位移傳感器1_5讀取換檔桿的位移信號sh，并以此判斷駕駛員的換檔意圖和當(dāng)前的檔位信號。離合器控制電路1-11還通過離合器位移傳感器(見圖2)和電流檢測電路(見圖3)分別讀取離合器當(dāng)前位移信號Cl和電動機電流i，從而為實現(xiàn)離合器控制提供必要信肩、O離合器控制電路1-11的輸出是給電動機提供的驅(qū)動電壓V。驅(qū)動電壓V加到電動機電樞上之后形成電流i，電流使電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并最終促使操縱機構(gòu)1-10盡快達到期望的位置，使離合器能夠傳遞駕駛員期望的扭矩。參考圖2，操縱機構(gòu)1-10包含直流電動機2-1、軸承套2_2、軸承12_3、滾珠絲杠軸
2-4、滾珠絲杠螺母2-5、延長套2-6、推拉桿2-7、軸承112-8、殼體2_9、連接件2_10、連接片2-11、位移傳感器2-12。直流電動機2-1的旋轉(zhuǎn)運動通過滾珠絲杠軸2-4和滾珠絲杠螺母2-5轉(zhuǎn)換為直線運動。滾珠絲杠螺母2-5與延長套2-6固定連接，延長套的作用是延長轉(zhuǎn)動到直動轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的摩擦力矩的力臂長度，從而減小推拉桿2-7和殼體2-9之間的摩擦力。延長套2-6與推拉桿2-7相連，推拉桿有兩根，頂端由連接件2-10連接為一體。為了使直線運動順暢并保證機構(gòu)使用壽命，推拉桿2-7和殼體2-19之間構(gòu)成高精度微量間隙配合，殼體2-19對推拉桿2-7的直線運動起到導(dǎo)軌的作用。直流電動機2-1正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，推拉桿2-7和連接件2-10將前進或后退，從而通過推桿或拉絲帶動離合器1-2分離或結(jié)合。滾珠絲杠軸2-4的前端(靠近電機一側(cè))通過軸承12-3安裝在軸承套2_2上。軸承12-3采用角接觸軸承從而提高承載軸向負載的能力。滾珠絲杠軸2-4的后端(遠離電機一側(cè))通過軸承II2-8安裝 在殼體2-9上。軸承套2-2的軸向尺寸需要精密加工，起到裝配后軸向間隙調(diào)整的作用，從而實現(xiàn)裝配后角接觸軸承12-3和軸承II2-8所需的軸向預(yù)緊力。離合器動作的行程由位移傳感器2-12檢測出來。位移傳感器2-12固定到殼體
2-9上。位移傳感器的移動桿通過連接片2-11與滾珠絲杠螺母2-5相連。位移傳感器的移動桿上裝有球鉸結(jié)構(gòu)，保證位移傳感器的直線運動與滾珠絲杠螺母2-5的直線運動不發(fā)生干涉，從而保證位移傳感器的良好工作狀態(tài)和使用壽命。殼體2-9的材料采用鋁合金，從而減輕系統(tǒng)重量。所有零件安裝完成后，需用蓋板將其密封，防止粉塵進入，從而保證滾珠絲杠和軸承的良好潤滑狀態(tài)。參考圖3，離合器控制電路1-11包含一個主控制器芯片MCU、H橋驅(qū)動電路、電流檢測電路、5V電源穩(wěn)壓電路以及復(fù)位模塊。離合器控制電路1-11與車輛CAN總線1-9、電動機、離合器位移傳感器2-12、換檔桿位移傳感器1-5相連接。離合器控制電路1-11由車載電池12V(或24V)供電。離合器的位置跟蹤控制是通過H橋驅(qū)動電路的PWM控制實現(xiàn)的。PWM脈寬調(diào)制是電動機的一種常用驅(qū)動方式，通過改變一個周期內(nèi)電流導(dǎo)通時間和斷開時間的比例達到控制輸出電壓的目的。主控制器芯片MCU由5V電源穩(wěn)壓電路供電。主控制器芯片MCU與復(fù)位模塊相連接。復(fù)位模塊可以在系統(tǒng)電源電壓過低時以及主控制器MCU程序運行不正常時將MCU復(fù)位以保證MCU工作穩(wěn)定性。主控制器芯片MCU的控制程序通過MCU中的SCI串口由外部PC機寫入到MCU的內(nèi)存中。主控制器芯片MCU通過CAN節(jié)點與車輛CAN總線(1_9)聯(lián)接，可以周期性地讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號ne、發(fā)動機力矩信號te、油門踏板位置信號th、以及制動信號br、車輪輪速信號歷。MCU還通過換檔桿位移傳感器1-5讀取換檔桿的位移信號sh，并以此判斷駕駛員的換檔意圖和當(dāng)前的檔位信號。此外，離合器位移信號Cl和電動機電流信號i也分別通過離合器位移傳感器和電流檢測電路檢測出來，并被返回送至MCU，從而為實現(xiàn)離合器控制提供必要信息。換檔桿位移信號sh、離合器位移信號cl和電動機電流信號i通過MCU中的AD轉(zhuǎn)換器被MCU讀取。讀取以上信號的基礎(chǔ)上，MCU通過運算后給電動機H橋驅(qū)動電路發(fā)出PWM占空比和旋轉(zhuǎn)方向的指令。H橋驅(qū)動電路實施指令，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，盡快達到期望的離合器位移。為了滿足高響應(yīng)速度和高精度的需要，MCU采用低頻(例如IOms周期)和高頻(例如Ims周期)兩種不同采樣頻率。在低頻采樣時刻，采集換檔桿的位移信號sh、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號ne、發(fā)動機力矩信號te、油門踏板位置信號th、以及制動信號br、車輪輪速信號nw，并在此基礎(chǔ)上進行運算，計算出離合器的期望位置。同時在高頻采樣時刻，采集離合器位移信號Cl和電動機電流信號i，并計算出為了快速跟蹤離合器期望位置所需要的PWM占空比和旋轉(zhuǎn)方向，然后給電動機H橋驅(qū)動電路發(fā)出PWM占空比和旋轉(zhuǎn)方向的指令。離合器分離過程中，MCU的運算考慮到同時兼顧快速分離和小的行駛沖擊度的要求。離合器結(jié)合過程中，MCU的運算考慮到同時兼顧快速結(jié)合、小的離合器滑摩損失和小的行駛沖擊度的要求。參考圖4，MCU采用針對汽車開發(fā)的處理器，例如MC9S12DG128。5V電源穩(wěn)壓電路 可以采用LM2576S5. O芯片。復(fù)位模塊可以采用MP813L芯片。參考圖5，CAN節(jié)點可以采用TJA1041芯片，SCI串口可以采用MAX232ACSE芯片。參考圖6，H橋驅(qū)動電路由H橋驅(qū)動器和功率模塊構(gòu)成。H橋驅(qū)動器可以選用芯片TD340。功率模塊由4個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)構(gòu)成。MOSFET管選用N溝道大功率型號可保證H橋可為電機提供足夠電流。MCU和H橋驅(qū)動器之間有兩個光耦器件(可用芯片TLP521)，保證MCU可靠工作。H橋驅(qū)動電路給電動機提供驅(qū)動電壓V，并形成電樞內(nèi)的電流i，最終促使操縱機構(gòu)盡快達到期望的位置。H橋驅(qū)動電路PWM控制的頻率可以很大，例如ΙΟΚΗζ，因此可以實現(xiàn)很小的電流波動。電流檢測電路與電動機串接，用來檢測電動機電樞的電流。電流檢測電路可以采用ACS712ELCTR20A芯片。下面結(jié)合裝有自動離合器的車輛(半自動變速車輛)的行駛工況，介紹本發(fā)明的實施方式。車輛起步工況參考圖7、圖I以及圖3，離合器控制電路1-11首先將離合器位移調(diào)整至壓盤和摩擦片即將結(jié)合的位置，也就是離合器結(jié)合和分離的臨界點。然后不斷檢測駕駛員油門踏板位移信號th，當(dāng)油門踏板位移信號th超過一定閾值時，認為駕駛員有起步意圖，隨即結(jié)合離合器。在結(jié)合離合器的過程中，離合器控制電路1-11根據(jù)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號He、發(fā)動機力矩信號te、油門踏板位置信號th、車輪輪速信號nw、離合器當(dāng)前位移信號Cl和電動機電流信號i，計算出離合器的期望位置以及為了快速跟蹤離合器期望位置所需要的PWM占空比和旋轉(zhuǎn)方向。然后H橋驅(qū)動電路驅(qū)動電動機并最終促使離合器操縱機構(gòu)，使離合器盡快達到期望的位置。結(jié)合過程時要考慮的控制目標(biāo)包括小的離合器磨損、小的起步?jīng)_擊以及短的起步時間。在離合器結(jié)合過程中，通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速ne和車輪輪速nw計算得到離合器當(dāng)前相對打滑轉(zhuǎn)速。當(dāng)離合器相對打滑轉(zhuǎn)速低于一定閾值時，認為離合器已經(jīng)同步閉鎖，然后繼續(xù)結(jié)合操作，直至膜片彈簧小指端完全放開，使摩擦片可靠壓住壓盤。車輛換檔工況參考圖8、圖I以及圖3，離合器控制電路1-11通過換檔桿位移傳感器1-5檢測到駕駛員有換檔意圖時，離合器執(zhí)行分離動作，分離過程仍然是由離合器控制電路1-11和離合器操縱機構(gòu)ι- ο完成的。分離過程的控制目標(biāo)是同時兼顧快速分離和小的沖擊度的要求。分離之后，離合器的位移被調(diào)整到稍微大于壓盤和摩擦片即將結(jié)合的位置(結(jié)合分離臨界點)，為結(jié)合離合器做好準(zhǔn)備，以便縮短動力中斷的時間。離合器控制電路1-11通過換檔桿位移傳感器1-5檢測到已經(jīng)掛入新檔時，離合器執(zhí)行結(jié)合動作，結(jié)合過程的控制目標(biāo)是同時兼顧快速結(jié)合和小的沖擊度的要求。在離合器結(jié)合過程中，通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速ne和車輪輪速nw計算得到離合器當(dāng)前相對打滑轉(zhuǎn)速。當(dāng)離合器相對打滑轉(zhuǎn)速低于一定閾值時，認為離合器已經(jīng)同步閉鎖，然后繼續(xù)結(jié)合操作，直至膜片彈簧小指端完全放開，使摩擦片可靠壓住壓盤。在本實施例，換檔過程中的油門踏板和換檔桿的操作是由駕駛員完成的。制動工況，參考圖9、圖I以及圖3，離合器控制電路1-11通過制動信號br檢測到駕駛員執(zhí)行制動操作時，離合器進入分離準(zhǔn)備動作，首先將離合器的位移調(diào)整到剛剛不發(fā)生打滑的位置，這個位置是通過發(fā)動機力矩信號te計算得到的。然后離合器控制電路1-11檢測當(dāng)前檔位信號sh，并據(jù)此計算出允許最低車速。離合器控制電路1-11還不斷檢測車輪輪速信號nw，如果當(dāng)前車速(由車輪輪速信號得到)高于允許最低車速，則保持離合器剛好不發(fā)生打滑的位置；如果當(dāng)前車速低于允許最低車速，則快速分離離合器。需要指出，本發(fā)明的自動離合器系統(tǒng)還可經(jīng)過擴展適用于其他傳動形式的車輛，例如機械式自動變速器AMT、干式雙離合器自動變速器DCT和一些形式的電動混 合動力汽車 HEV。
權(quán)利要求
1.一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，主要由離合器自動操縱機構(gòu)和基于CAN總線的離合器控制電路兩部分組成，其特征在于，離合器(1-2)由所述離合器操縱機構(gòu)(1-10)和離合器控制電路(1-11)驅(qū)動，所述離合器自動操縱機構(gòu)(ι- ο)包括機械部分和電路部分，其中的機械部分包含直流電動機(2-1)、滾珠絲杠、推拉桿(2-7)和位移傳感器(2-12)，其中的電路部分包含單片機運算電路和H橋驅(qū)動電路兩部分，所述單片機運算電路的輸入信號是實際檢測到的推拉桿位置和期望的推拉桿位置，輸出信號是直流電動機(2-1)的旋轉(zhuǎn)方向和PWM控制的占空比，所述H橋驅(qū)動電路(3-4)接收到旋轉(zhuǎn)方向和占空比的指令，輸出相應(yīng)的電流給直流電動機(2-1)； 所述基于CAN總線的離合器控制電路(1-11)與車輛CAN總線聯(lián)接，周期性地讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、力矩信號、油門踏板位置信號以及制動信號和車輪輪速信號，離合器控制電路(1-11)還通過換檔桿位移傳感器(1-5)讀取換檔桿的位移信號，并以此判斷駕駛員的換檔意圖和當(dāng)前的檔位信號，離合器(1-2)位移信號也被返回送至離合器控制電路(1-11)，所述離合器控制電路(1-11)在每個采樣時刻，采集以上各個信號，并在此基礎(chǔ)上進行運算，然后給出離合器膜片彈簧分離指的期望位移，這個期望信號被發(fā)送到所述的離合器自動操縱機構(gòu)(ι- ο)，并加以實現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，其特征在于，所述離合器控制電路(1-11)還包括優(yōu)化運算部分和自適應(yīng)運算部分，所述優(yōu)化運算部分采用優(yōu)化控制算法，得到最優(yōu)的離合器(1-2)操作指令，減小傳動系力矩的波動，即起步換檔的沖擊，同時減小離合器摩擦片的磨損量；所述自適應(yīng)運算部分判斷離合器摩擦片的磨損程度，辨識出摩擦片的磨損程度后，修正離合器(1-2)的操作指令，即離合器(1-2)分離指的期望位移，通過自適應(yīng)運算部分以軟件的方式實現(xiàn)離合器(1-2)的自調(diào)整，降低了系統(tǒng)成本。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，其特征在于，所述自動操縱機構(gòu)(1-12)中機械部分(1-10)的直流電動機(2-1)的旋轉(zhuǎn)運動通過滾珠絲杠軸(2-4)和滾珠絲杠螺母(2-5)轉(zhuǎn)換為直線運動，滾珠絲杠螺母(2-5)與延長套(2-6)固定連接，延長套(2-6)的作用是延長轉(zhuǎn)動到直動轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的摩擦力矩的力臂長度，從而減小推拉桿(2-7)和殼體(2-19)之間的摩擦力，延長套(2-6)與推拉桿(2-7)相連，推拉桿(2-7)有兩根，頂端由連接件(2-10)連接為一體，推拉桿(2-7)與殼體(2-19)之間構(gòu)成高精度微量間隙配合，以使直線運動順暢并保證機構(gòu)使用壽命，殼體(2-19)對推拉桿(2-7)的直線運動起到導(dǎo)軌的作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電動機(2-1)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，推拉桿(2-7)和連接件(2-10)將前進或后退，從而通過推桿或拉絲帶動離合器(1-2)分離或結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，其特征在于，所述滾珠絲杠軸(2-4)的前端即靠近電機一側(cè)通過軸承I (2-3)安裝在軸承套(2-2)上；軸承I (2-3)采用角接觸軸承，以提高承載軸向負載的能力，滾珠絲杠軸(2-4)的后端即遠離電機一側(cè)通過軸承11(2-8)安裝在殼體(2-9)上； 所述軸承套(2-2)的軸向尺寸需要精密加工，起到裝配后軸向間隙調(diào)整的作用，以實現(xiàn)裝配后軸承1(2-3)和軸承11(2-8)所需的軸向預(yù)緊力。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)，其特征在于，所述離合器(1-2)動作的行程由位移傳感器(2-12)檢測，位移傳 感器(2-12)固定到殼體(2-9)上，位移傳感器(2-12)的移動桿通過連接片(2-11)與滾珠絲杠螺母(2-5)相連，位移傳感器(2-12)的移動桿上裝有球鉸結(jié)構(gòu)，保證位移傳感器(2-12)的直線運動與滾珠絲杠螺母(2-5)的直線運動不發(fā)生干涉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機驅(qū)動的車輛自動離合器系統(tǒng)。主要由離合器自動操縱機構(gòu)和基于CAN總線的離合器控制電路兩部分組成，離合器由所述離合器操縱機構(gòu)和離合器控制電路驅(qū)動。離合器自動操縱機構(gòu)中的機械部分包含直流電動機、滾珠絲杠、推拉桿和位移傳感器；電路部分包含單片機運算電路和H橋驅(qū)動電路兩部分。單片機運算電路的輸入信號是實際檢測到的推拉桿位置和期望的推拉桿位置，輸出信號是直流電動機的旋轉(zhuǎn)方向和PWM控制的占空比；H橋驅(qū)動電路接收到旋轉(zhuǎn)方向和占空比的指令，輸出相應(yīng)的電流給直流電動機。該系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度，降低了系統(tǒng)成本。
文檔編號F16D23/12GK102678779SQ201210072569
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者張振威, 陳虹, 高炳釗 申請人:吉林大學(xué)