一種混合動力汽車的離合器位置檢測系統及方法
2023-09-09 16:17:00 1
專利名稱：一種混合動力汽車的離合器位置檢測系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力汽車的離合器位置檢測技術，具體是指整車控制系統通
過採集離合器位置相關傳感器信號，判斷離合器所處位置，為整車控制提供必要的計算條 件。
背景技術：
與傳統汽車相比，混合動力汽車增加了驅動電機、動力電池等部件，增加了電機助 力、電機充電、能量回收等功能。其離合器所處的位置對這些功能的實現有很大的影響，如 果對離合器的位置檢測不準，將會導致混合動力系統功能異常，從而影響整車正常的行駛， 嚴重的還將會導致混合動力系統零部件出現嚴重故障如動力電池壽命等。因此，準確地獲 取離合器踏板位置使成為混合動力控制系統中必不可少的環節。 中國專利號為200720123426. 1的專利文獻中所描述的具有位置感知結構的汽車 離合器踏板主要是通過觸髮式開關來感知離合器位置。比如駕駛員輕踩離合器，此時如果 通過上述專利所用方式判斷，判定為半離合狀態，事實卻還處理接合狀態。在混合動力系統 應用中很容易由於離合器位置的判斷不準確引起整車饋電，甚至嚴重影響動力電池壽命。 而此發明中還採用了壓力傳感器，以做到更準確的獲取離合器位置信息，以求精確的控制 混合動力系統。
發明內容
本發明的目的在於提供一種高可靠性、可作業系統強的中度混合動力汽車的離合 器位置檢測系統及方法。 為實現上述目的，本發明採用如下技術方案 —種中度混合動力汽車的離合器位置檢測系統，其包括一個高位開關、一個低位 開關、一個離合器管路壓力傳感器以及整車控制系統。所述高位開關與低位開關均屬於常 開式開關，所述低位開關安裝在車上，並位於離合器踏板被踩下時，踏板臂正好壓縮其頂針 的位置；而高位開關安裝在車上，並位於離合器踏板被鬆開時，踏板臂正好壓縮其頂針的位 置；在離合器踏板被踩下時，高位開關斷開，低位開關接通，在離合器踏板被鬆開時，高位開 關接通，低位開關斷開； 所述離合器管路壓力傳感器安裝在離合器主缸液壓輸出管路中； 所述整車控制系統一方面為高位開關及低位開關接入5V輸入電源，並為離合器
管路壓力傳感器提供參考電壓，同時整車控制系統還通過數位訊號採集埠採集高位開關
及低位開關的輸出電壓，它們的輸出信號值為l，反之為O ;整車控制系統還通過AD採樣端
口採集離合器管路壓力傳感器的輸出電壓，通過查傳感器特性圖計算出離合器管路中對應
的壓力。 本發明進一步還提出利用上述中度混合動力汽車的離合器位置檢測系統進行位 置檢測的方法，其過程如下
當整車控制系統採集到離合器踏板高位開關的信號為l，低位開關的信號也為l
時，則判定離合器位置檢測系統出現故障； 當整車控制系統採集到高位開關的信號為l，低位開關的信號為O，而離合器管路
壓力傳感器的壓力大於等於一定值A時，判定離合器位置檢測系統出現故障； 當整車控制系統檢測到高位開關的信號為O，低位開關的信號為l，而離合器管路
壓力傳感器採集到的壓力小於等於一定值B(A < B)時，判定離合器位置檢測系統出現故
障； 在判定離合器位置檢測系統出現故障後，系統將離合器位置信號設置為替代值O， 即離合器處於分離狀態，此時整車控制系統會禁止車輛進入能量回收、加速助力和行車充 電狀態，但允許車輛進入怠速充電狀態； 當離合器踏板被完全鬆開時，高位開關接通，信號為1，低位開關斷開，信號為0，
離合器管路壓力絕對值為零，即小於A，此時可判定離合器工作狀態為接合； 當離合器踏板處於中間位置時，即高位開關頂針恢復初始位置，低位開關未被壓
縮，此時高、低位開關同時斷開，信號都為o，此時離合器工作狀態可以是接合、半離合、分離
三種狀態，則根據離合器管路壓力傳感器檢測值判定離合器工作狀態即小於A，判定為離 合器接合；大於等於A且小於等於B，判定為離合器半離合；大於B則判定離合器狀態為分 離； 當離合器踏板被完全踩下時，低位開關接通，信號為l，高位開關斷開，高位開關信 號為O，離合器管路壓力大於B，此時可判定離合器工作狀態為分離。 其中A、B值根據具體車型而定，一般在系統匹配前進行標定。A值表示離合器分 離軸承開始運動時的離合器管路壓力值，它等於系統克服內阻所需的啟動壓力。B值表示離 合器分離完全時所對應的壓力，它等於系統克服內阻及膜片彈簧在一定行程下作用在離合 器分缸上的阻力之和。 通過採用上述結構和方法，可以給中度混合動力汽車帶來如下優點 1.混合動力控制系統不會因為離合器位置的判斷不準確而影響正常功能，如行車
充電，能量回收，加速助力等。 2.增加混合動力系統動力電池的使用壽命。
圖1是離合器檢測系統示意圖 圖2是離合器位置檢測及故障判斷控制流程圖
具體實施例方式以下結合附圖進一步說明本
發明內容
中度混合動力離合器位置檢測機構包括一個高位開關、一個低位開關和一個壓力 傳感器，以及整車控制系統。整車控制器採集離合器踏板高低位開關信號及離合器管路壓 力信號，並根據採集到的信號進行離合器位置檢測及診斷。 高位開關與低位開關在車上的安裝位置如圖l所示低位開關2安裝在車上，並位 於離合器踏板被踩到位置4時，踏板臂正好壓縮其頂針的位置；而高位開關1安裝在車上，
4並位於離合器踏板鬆開至位置3時，踏板臂正好壓縮其頂針的位置。高位開關與低位開關 均屬於常開式開關，由於它們的頂針直接與離合器踏板臂接觸，當踏板臂壓縮頂針，則其接 通，當踏板臂離開頂針，則其內置彈簧將頂針回彈至初始位置，則其斷開。
離合器管路壓力傳感器是安裝在離合器主缸液壓輸出管路中的，它可以實時監控 離合器管路中的液壓值，並將其傳輸給整車控制系統。 整車控制系統為高位及低位開關提供5V輸入電源，為離合器管路壓力傳感器提 供參考電壓，同時整車控制利用數位訊號採集埠採集高位及低位開關的輸出電壓，利用 AD採樣埠採集離合器管路壓力傳感器的輸出電壓。 參見圖l，通過調整離合器踏板附近的高位開關1和低位開關2的安裝位置等，在 離合器踏板被踩到位置4時，高位開關1斷開，低位開關2接通，在離合器踏板鬆開至位置3 時，高位開關1接通，低位開關2斷開。在開關接通時，其輸出信號經整車控制器數位訊號 採集埠採集後值為l，反之為O。而離合器管路壓力傳感器輸出電壓大小可經過AD採樣 確定，查傳感器特性圖可以計算出離合器管路中對應的壓力。 以下以某款混合動力汽車為例，詳細說明檢測方法經過精確測量，當該車的離合 器處於結合狀態時，其離合器管路壓力小於20bar，當離合器處於分離狀態時，離合器管路 壓力大於30bar，結合上述檢測值，進行以下判斷過程 當檢測到離合器踏板高位開關信號為l，低位開關信號也為1時，判定離合器位置 檢測系統出現故障。 當檢測到高位開關信號為l，低位開關信號為O，而離合器管路壓力傳感器採集到 的壓力大於等於20bar時，判定離合器位置檢測系統出現故障。 當檢測到高位開關信號為O，低位開關信號為l，而離合器管路壓力傳感器採集到 的壓力小於等於30bar時，判定離合器位置檢測系統出現故障。 在判定離合器位置檢測系統出現故障後，系統會將離合器位置信號設置為替代值 0即離合器處於分離狀態，此時整車控制系統會禁止車輛進入能量回收，加速助力，行車充 電狀態，但允許車輛進入怠速充電狀態。 當離合器踏板被完全鬆開時，高位開關接通，信號為l，低位開關斷開，信號為0， 離合器管路壓力絕對值為零，即小於20bar。此時可判定離合器工作狀態為接合。
當離合器踏板處於中間位置時，即高位開關頂針恢復初始位置，低位開關未被壓 縮，此時高、低位開關同時斷開，信號都為0。此時離合器工作狀態可以是接合、半離合、分 離三種狀態。我們可以根據離合器管路壓力傳感器檢測值判定離合器工作狀態。即小於 20bar，判定為離合器接合；大於等於20bar且小於等於30bar，判定為離合器半離合；大於 30bar則判定離合器狀態為分離。 當離合器踏板被完全踩下時，低位開關接通，信號為l，高位開關斷開，高位開關信 號為0 ;離合器管路壓力大於30bar。此時可判定離合器工作狀態為分離。
權利要求
一種中度混合動力汽車的離合器位置檢測系統，其包括一個高位開關、一個低位開關、一個離合器管路壓力傳感器以及整車控制系統；所述高位開關與低位開關均屬於常開式開關，所述低位開關安裝在車上，並位於離合器踏板被踩下時，踏板臂正好壓縮其頂針的位置；而高位開關安裝在車上，並位於離合器踏板被鬆開時，踏板臂正好壓縮其頂針的位置；在離合器踏板被踩下時，高位開關斷開，低位開關接通，在離合器踏板被鬆開時，高位開關接通，低位開關斷開；所述離合器管路壓力傳感器安裝在離合器主缸液壓輸出管路中；所述整車控制系統一方面為高位開關及低位開關接入5V輸入電源，並為離合器管路壓力傳感器提供參考電壓，同時整車控制系統還通過數位訊號採集埠採集高位開關及低位開關的輸出電壓，它們的輸出信號值為1，反之為0；整車控制系統還通過AD採樣埠採集離合器管路壓力傳感器的輸出電壓，通過查傳感器特性圖計算出離合器管路中對應的壓力。
2. 利用權利要求1所述的中度混合動力汽車的離合器位置檢測系統進行位置檢測的 方法，其過程如下當整車控制系統採集到離合器踏板高位開關的信號為l，低位開關的信號也為1時，則 判定離合器位置檢測系統出現故障；當整車控制系統採集到高位開關的信號為l，低位開關的信號為O，而離合器管路壓力 傳感器的壓力大於等於一定值A時，判定離合器位置檢測系統出現故障；當整車控制系統檢測到高位開關的信號為O，低位開關的信號為l，而離合器管路壓力 傳感器採集到的壓力小於等於一定值B時，其中A < B，判定離合器位置檢測系統出現故 障；在判定離合器位置檢測系統出現故障後，系統將離合器位置信號設置為替代值0，即離 合器處於分離狀態，此時整車控制系統會禁止車輛進入能量回收、加速助力和行車充電狀 態，但允許車輛進入怠速充電狀態；當離合器踏板被完全鬆開時，高位開關接通，信號為1，低位開關斷開，信號為0，離合 器管路壓力絕對值為零，即小於A，此時可判定離合器工作狀態為接合；當離合器踏板處於中間位置時，即高位開關頂針恢復初始位置，低位開關未被壓縮，此時高、低位開關同時斷開，信號都為o，此時離合器工作狀態可以是接合、半離合、分離三種狀態，則根據離合器管路壓力傳感器檢測值判定離合器工作狀態即小於A，判定為離合器 接合；大於等於A且小於等於B，判定為離合器半離合；大於B則判定離合器狀態為分離；當離合器踏板被完全踩下時，低位開關接通，信號為l，高位開關斷開，高位開關信號為 O，離合器管路壓力大於B，此時可判定離合器工作狀態為分離；其中A值表示離合器分離軸承開始運動時的離合器管路壓力值，它等於系統克服內阻 所需的啟動壓力；B值表示離合器分離完全時所對應的壓力，它等於系統克服內阻及膜片 彈簧在一定行程下作用在離合器分缸上的阻力之和。
全文摘要
本發明涉及一種中度混合動力汽車的離合器位置檢測系統和方法，所述系統包括一個高位開關、一個低位開關、一個離合器管路壓力傳感器以及整車控制系統。整車控制系統一方面為高位開關及低位開關接入5V輸入電源，並為離合器管路壓力傳感器提供參考電壓，同時還通過數位訊號採集埠採集高位開關及低位開關的輸出電壓，它們的輸出信號值為1，反之為0；同時還通過AD採樣埠採集離合器管路壓力傳感器的輸出電壓，通過查傳感器特性圖計算出離合器管路中對應的壓力。整車控制系統根據採集到的信號進行離合器位置檢測及診斷，使混合動力控制系統不會因為離合器位置的判斷不準確而影響正常功能，如行車充電，能量回收，加速助力等。本系統可以增加混合動力系統動力電池的使用壽命。
文檔編號B60K23/02GK101791949SQ201010125419
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者嚴欽山, 劉小俊, 李宗華, 蘇嶺 申請人:重慶長安汽車股份有限公司