电控气动式离合器控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离合器，尤其涉及一种电控气动式离合器控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，在商用车市场上所用的最主要的离合器执行机构为液控气助力执行机构，其主要由离合器踏板、离合器主缸及离合器助力缸组成，当司机踩下离合器踏板时，离合器主缸处的制动液压力建立，制动液沿着管路流向离合器助力缸，当油压达到一定值后，离合器助力缸的控制阀打开，气压进入离合器助力缸，助力缸的活塞在油压力和气压力的共同作用下推动推杆前进，离合器助力缸液压腔容纳从主缸转移过来的等量制动液，推动离合器分离拨叉，从而实现离合器的结合和分离中位移的控制。这样的离合器执行机构大多存在以下问题:(I)、在每一个车型的配置中，都需要进行踏板、离合器主缸和离合器助力缸三者的匹配设计和校对，增加了设计人员的工作量；(2)、由于采用液压控制气助力实现离合器的分离和结合，因此，液压传递时系统的响应时间成为影响离合器控制的主要因素，若液压管路偏长，例如在客车上，离合器踏板在车体的前面，但是离合器及助力缸在车体的后面，则会导致系统的响应时间拉长，离合器控制的随动性效果不好，当司机连续快踩时，还会导致司机产生离合器踏板越踩越高的错觉；(3)、每一台车都需要对系统进行加注和排气操作，如果系统排气不良，会导致离合器的分离不彻底；(4)、汽车液控气助力执行机构的使用必然会用到制动液，使用过程中，制动液若发生泄露，会对操作人员的皮肤和环境造成一定的破坏；(5)、使用液控气助力执行机构的汽车离合器控制系统需要定期检查并及时补充制动液，且每隔两年更换一次制动液，这不仅费时费力，而且还增加了维护成本。
[0003]由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提尚。
【发明内容】
[0004]本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种可实现离合器控制快速响应且无需加注制动液的电控气动式离合器控制系统及控制方法。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
[0006]电控气动式离合器控制系统，包括电子离合器踏板、电子控制单元ECU及气动离合器执行机构，电子离合器踏板上设置有位置传感器，位置传感器与电子控制单元ECU通信连接；气动离合器执行机构包括离合器助力缸，离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀，离合器助力缸上还设置有用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器，快放、快进、慢放、慢进电磁阀以及第一位移传感器均与上述电子控制单元ECU通信连接；所述电子控制单元ECU用于接收电子离合器踏板和缸内活塞杆的位置信息，并根据两者的位置信息通过控制快放、快进、慢放、慢进电磁阀的开与闭来控制离合器助力缸内的活塞杆行程。
[0007]所述快放电磁阀的通径大于慢放电磁阀的通径，快进电磁阀的通径大于慢进电磁阀的通径。
[0008]所述快放、快进、慢放、慢进电磁阀均为常闭电磁阀。
[0009]所述离合器助力缸上还设置有安全阀。
[0010]所述快进电磁阀和慢进电磁阀为常闭电磁阀，快放电磁阀和慢放电磁阀为常开电磁阀。
[0011]所述位置传感器为第二位移传感器或角度传感器。
[0012]所述气动离合器执行机构还包括储气筒，离合器助力缸上设置有进气口和排气口，储气筒通过气管与离合器助力缸的进气口相连。
[0013]本发明还公开了一种电控气动式离合器的控制方法，该控制方法包括如下步骤:
[0014](I)、设置电子控制单元E⑶、电子离合器踏板及离合器助力缸；
[0015](2)、在电子离合器踏板上设置有位置传感器，并使该位置传感器与电子控制单元E⑶通信连接；
[0016](3)、在离合器助力缸上设置用于检测缸内活塞杆位移的第一位移传感器，并使该第一位移传感器与电子控制单元ECU通信连接；
[0017](4)、对电子控制单元ECU进行系统参数输入操作，该操作过程中输入的参数包括电子离合器踏板的最大行程Spmax、电子离合器踏板的杠杆比Rp、离合器的分离行程Scr、离合器的磨损行程Scw以及离合器的拨叉杠杆比Re，同时电子控制单元ECU记录并保存离合器助力缸内活塞杆的初始位置LO ;
[0018](5)、电子控制单元ECU根据输入的参数进行系统初始化操作，计算出系统的匹配因子K，K = (ScrXRcXRp)/Spmax，同时，在电子控制单元中设置第一标准值A和第二标准值B，第一标准值A和第二标准值B均用于评判离合器助力缸内活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值的大小，且第一标准值A大于第二标准值B ;
[0019](6)、电子控制单元ECU接收位置传感器传来的电子离合器踏板的踏板实际行程Sp的信息，并根据踏板实际行程Sp计算出活塞杆的目标行程，活塞杆的目标行程=(Sp/Rp) XK ；
[0020](7)、电子控制单元E⑶接收第一位移传感器传来的活塞杆的实际行程Spca信息，通过活塞杆实际行程Spca与活塞杆目标行程的差值与上述第一、第二标准值的比较，电子控制单元ECU通过控制离合器助力缸进行出进气或放气来实现离合器的分离或结合。
[0021]所述步骤(5)中的系统初始化操作过程还需对第一标准值A和第二标准值B进行预设，其中，A = 50% XScrXRc1B = 20% X Scr XRe。
[0022]所述离合器助力缸上至少设置有快放电磁阀、快进电磁阀、慢放电磁阀和慢进电磁阀。
[0023]所述离合器的分离操作包括如下的控制过程:
[0024]当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A时，电子控制单元ECU控制同时开启快进电磁阀和慢进电磁阀、并关闭快放电磁阀和慢放电磁阀，压缩空气进入离合器助力缸，推动离合器助力缸内的活塞杆快速前进，进而推动离合器的分离拨叉，实现离合器的分离；当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第一标准值A且大于第二标准值B时，电子控制单元E⑶控制开启快进电磁阀，关闭慢进电磁阀、快放电磁阀及慢放电磁阀，压缩空气进入离合器助力缸，此时，离合器的分离速度变缓；当活塞杆的目标行程与活塞杆的实际行程的差值小于第二标准值B且大于零时，电子控制单元ECU控制开启慢进电磁阀，关闭快进电磁阀、快放电磁阀和慢放电磁阀，压缩空气进入离合器助力缸，此时，离合器的分离速度最慢；当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时，电子控制单元ECU控制关闭快进电磁阀和慢进电磁阀，活塞杆的实际行程及离合器的行程达到要求值；当司机将离合器踏板踩到底时，在电子控制单元ECU的控制下，活塞杆的行程达到离合器最大分离行程要求值，此时，离合器完全分离。
[0025]所述离合器的结合操作包括如下的控制过程:
[0026]当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第一标准值A时，电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀和慢放电磁阀，关闭快进电磁阀和慢进电磁阀，离合器助力缸开始排气，离合器助力缸内的活塞杆在离合器压盘的作用下快速回位，离合器开始结合；当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于第二标准值B且小于第一标准值A时，电子控制单元ECU控制开启快放电磁阀，关闭慢放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀，离合器助力缸内活塞杆的回位速度变缓，此时，离合器的结合速度也变缓；当活塞杆的实际行程与活塞杆的目标行程的差值大于零且小于第二设定值B时，电子控制单元ECU控制开启慢放电磁阀，关闭快放电磁阀、快进电磁阀和慢进电磁阀，此时，离合器的结合速度最慢；当活塞杆的目标行程等于活塞杆的实际行程时，电子控制