專利名稱：離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了多種形式的車輛自動變速裝置，主要有液力機械式自動變速器(AT)、機械式無級變速器(CVT)以及電控機械式自動變速器(AMT)。其中，AMT變速器結(jié)合自動變速器的自動換擋和手動變速器傳動效率高的特點，具有目前汽車工業(yè)發(fā)展所要求的高燃油經(jīng)濟性、低排放和保護現(xiàn)有手動變速器生產(chǎn)投資等優(yōu)點，正受到各汽車廠商的青睞。 圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)AMT變速器中離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)示意圖。如圖l所述，包括油箱10、定量泵11、電機12、比例溢流閥13、過濾器14、單向閥15、壓力表16、離合器油缸17、比例流量閥18、離合器位置傳感器19。其中，定量泵11用于從油箱10中抽取燃油，提供系統(tǒng)所需的流量。比例溢流閥13起調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的作用。離合器油缸17可以分成左、右二個腔室170、171，其中，右腔室171包括活塞172、活塞推桿173以及設(shè)于活塞推桿173上的負(fù)載彈簧174。比例流量閥18可以電控方式實現(xiàn)對流量的節(jié)流控制，使得流量作用于左腔室17，離合器位置傳感器19用于感測活塞172的位置，進而根據(jù)所述位置得到對應(yīng)的負(fù)載彈簧174的阻力大小。在進行仿真試驗時，通過控制比例流量閥18，使壓力油進入離合器油缸17的左腔室，壓力油克服負(fù)載彈簧174的阻力推動活塞推桿173右移，離合器位置傳感器19檢測活塞推桿173的位置，根據(jù)離合器位置傳感器19的檢測結(jié)果，仿真出對應(yīng)所述負(fù)載彈簧174的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力，實現(xiàn)離合器位置的閉環(huán)控制。
然而，上述AMT變速器中離合器的位置控制仿真系統(tǒng)存在下列的問題1、液壓系統(tǒng)試驗臺的效率低。液壓系統(tǒng)恒壓源由定量泵和比例溢流閥組成。 在進行液壓系統(tǒng)試驗時，定量泵始終處于工作狀態(tài)，有大量的壓力油通過比例溢流閥卸載流回油箱，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)試驗臺的效率低；2、彈簧的負(fù)載阻力大小不能控制。在彈簧安裝完畢之后，因為彈簧剛度和彈簧預(yù)壓縮量不變，所以彈簧的負(fù)載阻力是按照固定的斜率線性變化的。由于不同型號離合器的膜片彈簧的負(fù)載阻力是不一樣的，而且是非線性的，為了滿足AMT變速器電液仿真試驗臺的通用性，仿真出不同型號離合器的膜片彈簧的負(fù)載阻力，因此有必要使離合器的負(fù)載阻力可控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對不同類型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力進行仿真的問題。 本發(fā)明提供一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，包括電子控制單元、液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)，所述液壓控制子系統(tǒng)包括油箱、定量泵、電機；其特征在于
所述離合器控制子系統(tǒng)包括
離合器控制油缸；
設(shè)于離合器控制油缸的第一壓力傳感器，用于檢測所述離合器控制油缸內(nèi)的實際 壓力； 設(shè)于離合器控制油缸的比例壓力閥，受電子控制單元控制，用于根據(jù)離合器控制 油缸內(nèi)的實際壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值來調(diào)控離合器控制油缸內(nèi)的壓力，使得經(jīng) 調(diào)控的實際壓力達(dá)到目標(biāo)壓力；所述目標(biāo)壓力用于作為離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力。
可選地，所述液壓控制子系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的第二壓力傳感器 和比例溢流閥。 可選地，所述第一、第二壓力傳感器包括壓電傳感器。 可選地，所述調(diào)控離合器控制油缸內(nèi)的壓力是通過電子控制單元的PID算法實現(xiàn) 的。 本發(fā)明另提供一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，包括電子控制單元、液壓控制子 系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)，所述液壓控制子系統(tǒng)包括油箱、定量泵、電機；其特征在于
所述離合器控制子系統(tǒng)包括
具有左、右腔室的離合器控制油缸； 設(shè)于離合器控制油缸的右腔室的第一壓力傳感器，用于檢測所述右腔室的實際壓 力； 設(shè)于離合器控制油缸的右腔室的比例壓力閥，受電子控制單元控制，用于根據(jù)右 腔室的實際壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值來調(diào)控右腔室中的壓力，使得右腔室中的壓 力達(dá)到目標(biāo)壓力；所述目標(biāo)壓力用于作為離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力。 可選地，所述液壓控制子系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的第二壓力傳感器 和蓄能器。 可選地，所述第一、第二壓力傳感器包括壓電傳感器。
可選地，還包括設(shè)于左腔室的比例流量閥。 可選地，所述調(diào)控右腔室中的壓力是通過電子控制單元的PID算法實現(xiàn)的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所要求保護的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，通過對壓力 進行實時調(diào)整，使得實際壓力接近或等于目標(biāo)壓力，實現(xiàn)對不同類型的離合器膜片彈簧的 負(fù)載阻力的仿真。


圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)AMT變速器中離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2顯示本發(fā)明的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)在第一實施例中的框架示意圖；
圖3顯示本發(fā)明的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)中，液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制 子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4顯示本發(fā)明的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)在第二實施例中的框架示意圖；
圖5顯示本發(fā)明的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)中，液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制 子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是提供一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細(xì)說明。 請參閱圖2，顯示本發(fā)明的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)在一個實施方式中的結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖2所示，所述離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)包括電子控制單元(Electronic Control Unit, ECU) 20、受電子控制單元20控制的液壓控制子系統(tǒng)21和離合器控制子系統(tǒng) 22。 在電子控制單元20中預(yù)先存儲有可發(fā)出對應(yīng)控制指令的多個控制程序。 在實際工程中，應(yīng)用最為廣泛的控制方法為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制。
在具體實現(xiàn)時，電子控制單元20可以是可編程控制器(PLC)，其利用閉環(huán)控制技術(shù)來實現(xiàn)
PID控制。利用電子控制單元20進行PID控制會在如下具體實施例中予以描述。因電子控
制單元20及PID控制的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故在此不再贅述。 請另行參閱圖3，其顯示了本發(fā)明所提供的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)中液壓控
制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)在第一實施例中的系統(tǒng)框圖。 結(jié)合圖2和圖3，液壓控制子系統(tǒng)21起到控制供油的作用。在實際應(yīng)用中，液壓控 制子系統(tǒng)21包括油箱210、定量泵211、電機212、過濾器213、壓力傳感器214、比例溢流閥 215。 油箱210用于存儲燃油。根據(jù)機動車所配置的發(fā)動機的實際情況，所述燃油可以 包括汽油或柴油。 定量泵211相接于油箱210，用于從油箱210中抽取燃油并提供至其他組件，例如 發(fā)動機。 電機212連接于定量泵211，用于將電能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動定量泵211運作。
過濾器213設(shè)在定量泵211與油箱210之間，用于對燃油進行過濾。在本實施例 中，過濾器213可以例如為濾網(wǎng)，但并不以此為限，在其他實施例中，其也可以包括過濾袋。
壓力傳感器214用于感測油壓。 比例溢流閥215用于控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量等參數(shù)。 另外，液壓控制子系統(tǒng)21在定量泵211處還可以包括單向閥216。 由于液壓控制子系統(tǒng)21中的各組件的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故在此不
再贅述。 離合器控制子系統(tǒng)22包括離合器控制油缸220、壓力傳感器221和比例壓力閥 222。 在離合器控制油缸220的內(nèi)部設(shè)有活塞223，活塞223可以將離合器控制油缸220 分隔為左、右二個腔室224、225，其中左腔室224可以為一個密閉的真空環(huán)境，而右腔室225 中的壓力可以進行調(diào)控。壓力傳感器221和比例壓力閥222則設(shè)于右腔室225處。 壓力傳感器221用于感測離合器控制油缸220中右腔室225的壓力，并將與所述 壓力對應(yīng)信息以電信號形式傳送至電子控制單元20。 比例壓力閥222是受電子控制單元20控制，用于對油壓進行控制，將燃油提供至 右腔室225。 在具體應(yīng)用中，比例壓力閥222設(shè)于離合器控制油缸220的右腔室225，使得包括 離合器控制油缸220、壓力傳感器221和比例壓力閥222的離合器控制子系統(tǒng)22可以構(gòu)成
5閉環(huán)控制的一個壓力環(huán)境，實現(xiàn)實際壓力對目標(biāo)壓力的實時動態(tài)跟蹤。具體來說，目標(biāo)壓力 用于表示離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力，對于不同的車型，離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力都會 有所不同。因此，可以根據(jù)車型，預(yù)先設(shè)定一個與所述車型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力相 對應(yīng)的目標(biāo)壓力。在實際仿真中，壓力傳感器221可以實時感測右腔室225的實際壓力，并 將所述壓力信息以電信號形式傳送至電子控制單元20 ;電子控制單元20根據(jù)所述壓力信 息計算出實際壓力與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)壓力的偏差，通過一定的控制算法(在本實施例中可 以為PID控制算法)，發(fā)出控制指令至比例壓力閥222使其對右腔室225中的油壓進行動態(tài) 控制。所述控制指令具體包括例如當(dāng)實際壓力小于目標(biāo)壓力時，控制比例壓力閥222增加 燃油輸出量，增加右腔室225中的油壓，用于逼近所述相對較大的目標(biāo)壓力；當(dāng)實際壓力大 于目標(biāo)壓力時，控制比例壓力閥222減小燃油輸出量，減小右腔室225中的油壓，用于逼近 所述相對較小的目標(biāo)壓力；當(dāng)實際壓力接近或等于目標(biāo)壓力時，控制比例壓力閥222盡可 能保持現(xiàn)有的燃油輸出量，使得右腔室225中的油壓穩(wěn)定，用于逼近所述相對等量的目標(biāo) 壓力。通過上述方法就可實現(xiàn)離合器控制油缸220的右腔室225中的壓力對目標(biāo)壓力的動 態(tài)跟蹤，達(dá)到對所述車型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力進行仿真的目的。這樣，對于其他的 車型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力，仍可以通過上述操作步驟，進行仿真應(yīng)用，應(yīng)具有類似 的效果。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的液壓系統(tǒng)試驗臺功能單一的缺點，本發(fā)明所提供的離合器膜 片彈簧的仿真系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同類型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力進行仿真，具有很好 的通用性。 請另行參閱圖4和圖5，其顯示了本發(fā)明所提供的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)中 液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)在第二實施例中的系統(tǒng)框圖。 結(jié)合圖4和圖5，所述第二實施例與圖2和圖3所示的第一實施例大致相同。所述 第二實施例中離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)包括電子控制單元20、受電子控制單元20控制 的液壓控制子系統(tǒng)23和離合器控制子系統(tǒng)24。 液壓控制子系統(tǒng)23包括油箱230、定量泵231、電機232、過濾器233、壓力傳感器 234、蓄能器235、單向閥236。 特別地，蓄能器235用于作為輔助油源，可以存儲燃油。蓄能器235在壓力傳感器 234感測到油壓不穩(wěn)，例如油壓下降時，可以進行工作，補充油量，減少定量泵231供油，降 低電機232功率，起到調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的作用。相對現(xiàn)有技術(shù)，通過蓄能器235的運作， 在減小定量泵231的驅(qū)動功率、節(jié)約能源、降低噪聲、降低設(shè)備運行成本等方面具有明顯的 改善效果。 另外，離合器控制子系統(tǒng)24包括離合器控制油缸240、比例流量閥241、壓力傳感 器242和比例壓力閥243。 在離合器控制油缸240的內(nèi)部設(shè)有活塞244，活塞244可以將離合器控制油缸240 分隔為左、右二個腔室245、246。 比例流量閥241是設(shè)于左腔室245處，受電子控制單元20控制，用于對流量進行 節(jié)流控制，將燃油提供至左腔室245。 壓力傳感器242和比例壓力閥243則設(shè)于右腔室246處。 壓力傳感器242用于感測離合器控制油缸240中右腔室246的壓力，并將與所述 壓力對應(yīng)信息傳送至電子控制單元20。
6
比例壓力閥243是受電子控制單元20控制，用于對油壓進行控制，將燃油提供至 右腔室246。 在具體應(yīng)用中，比例流量閥241和比例壓力閥243分別設(shè)于離合器控制油缸240 的左腔室245和右腔室246，使得包括有比例流量閥241、離合器控制油缸240和比例壓力 閥243的離合器控制子系統(tǒng)24可以構(gòu)成閉環(huán)控制的一個壓力環(huán)境，實現(xiàn)實際壓力對目標(biāo) 壓力的實時動態(tài)跟蹤。其工作原理與第一實施例中的仿真過程相類似。因此，可以根據(jù)車 型，預(yù)先設(shè)定一個與所述車型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力相對應(yīng)的目標(biāo)壓力。壓力傳感 器242可以實時感測到右腔室246的實際壓力，并將所述壓力信息以電信號形式傳送至電 子控制單元20，電子控制單元20根據(jù)所述壓力信息計算出實際壓力與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)壓 力的偏差，通過一定的控制算法，發(fā)出控制指令至比例壓力閥243使其進行對燃油的油壓 進行動態(tài)控制。最終實現(xiàn)離合器控制油缸240的右腔室246中的壓力對目標(biāo)壓力的動態(tài)跟 蹤，達(dá)到對所述車型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力進行仿真的目的。 雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，包括電子控制單元、液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)，所述液壓控制子系統(tǒng)包括油箱、定量泵、電機；其特征在于所述離合器控制子系統(tǒng)包括離合器控制油缸；設(shè)于離合器控制油缸的第一壓力傳感器，用于檢測所述離合器控制油缸內(nèi)的實際壓力；設(shè)于離合器控制油缸的比例壓力閥，受電子控制單元控制，用于根據(jù)離合器控制油缸內(nèi)的實際壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值來調(diào)控離合器控制油缸內(nèi)的壓力，使得經(jīng)調(diào)控的實際壓力達(dá)到目標(biāo)壓力；所述目標(biāo)壓力用于作為離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控制子系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的第二壓力傳感器和比例溢流閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述第一、第二壓力傳感器包括壓電傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)控離合器控制油缸內(nèi)的壓力是通過電子控制單元的PID算法實現(xiàn)的。
5. —種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，包括電子控制單元、液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)，所述液壓控制子系統(tǒng)包括油箱、定量泵、電機；其特征在于所述離合器控制子系統(tǒng)包括具有左、右腔室的離合器控制油缸；設(shè)于離合器控制油缸的右腔室的第一壓力傳感器，用于檢測所述右腔室的實際壓力；設(shè)于離合器控制油缸的右腔室的比例壓力閥，受電子控制單元控制，用于根據(jù)右腔室的實際壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值來調(diào)控右腔室中的壓力，使得右腔室中的壓力達(dá)到目標(biāo)壓力；所述目標(biāo)壓力用于作為離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控制子系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)油壓和穩(wěn)定油壓的第二壓力傳感器和蓄能器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述第一、第二壓力傳感器包括壓電傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)于左腔室的比例流量閥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)控右腔室中的壓力是通過電子控制單元的PID算法實現(xiàn)的。
全文摘要
一種離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)，包括電子控制單元、液壓控制子系統(tǒng)和離合器控制子系統(tǒng)；所述液壓控制子系統(tǒng)包括油箱、定量泵、電機；所述離合器控制子系統(tǒng)包括離合器控制油缸；設(shè)于離合器控制油缸的第一壓力傳感器；設(shè)于離合器控制油缸的比例壓力閥，用于根據(jù)離合器控制油缸內(nèi)的實際壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值來調(diào)控離合器控制油缸內(nèi)的壓力，使得經(jīng)調(diào)控的實際壓力達(dá)到目標(biāo)壓力；所述目標(biāo)壓力用于作為離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的離合器膜片彈簧的仿真系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同類型的離合器膜片彈簧的負(fù)載阻力進行仿真。
文檔編號G01M13/02GK101788380SQ200910045719
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者儲愛華, 葉德金, 雷國輝, 黃智明 申請人:上海華普汽車有限公司