本发明专利技术涉及一种活塞缸系统及控制方法、AMT换挡系统及控制方法，涉及AMT变速箱控制技术领域。本发明专利技术的活塞缸系统、AMT换挡系统，采用两侧受力面不对称的活塞结构，通过第三活塞的灵活运动与第二活塞的离合配合，使得活塞杆无论是在由左位向中位还由右位向中位移动时，活塞杆上游侧腔体中的活塞的总的受力面积总是大于下游侧腔体中的活塞的受力面积，从而能够更好的形成压力差，从而减少卡滞的发生。本发明专利技术的方法在摘挡(活塞杆向中位移动)过程中能够根据活塞杆位移量识别活塞卡住导致摘挡困难的工况，通过控制进入腔体中流体流量控制摘挡力，能够在摘挡力不足时及时提高摘挡力，解决摘挡失败的问题。解决摘挡失败的问题。解决摘挡失败的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种活塞缸系统及控制方法、AMT换挡系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及活塞缸系统及控制方法、AMT换挡系统及控制方法，尤其涉及AMT变速箱控制
技术介绍
[0002]随着纯电技术的发展，电驱动系统越来越多的采用变速箱来满足动力性的需求。纯电矿车的运营负载大，尤其需要采用变速箱来实现高速工况和重载工况的适应，而矿区的行驶路况和工作环境恶劣，采用电动换挡时换挡电机的寿命很短。
[0003]AMT变速箱采用的气动换挡系统具有可靠性高、寿命长、成本低等优点，目前换挡控制阀一般选用开关阀，在收到换挡指令时打开，在气缸内建立气压，推动气缸活塞带动换挡执行机构动作，在换挡动作过程中，为保证换挡到位，开关阀始终打开，持续向气缸中充入高压气体，导致活塞受力几乎不变甚至更大，在整个换挡动作中活塞推动换挡执行机构处于加速运动。导致气动AMT存在换挡冲击大、噪音大、换挡齿结合齿冲击磨损严重等问题，影响气动AMT的可靠性。
[0004]目前矿车上驱动AMT变速箱换挡执行机构的气动缸一般具有3个活塞工位，分别对应矿车AMT变速箱的3个挡位，高速挡、空挡和爬坡挡，空挡对应气缸的中间的活塞工位，矿车摘空挡依靠活塞两侧的受力不同0产生摘档力，但最终由于要让活塞位于中位，所以在摘挡时活塞两侧都要受力，例如左右两个气室都建立气压，或者是在活塞的两侧都由弹簧施加弹性力，由于活塞两侧的作用力相互抵消，这样就导致摘挡力相对进挡力较小(进挡时仅对应气室建立气压，另一个气室泄压)，加之矿车运行工况恶劣，运用于矿车的AMT变速箱的气缸随时间推移由于磨损、润滑性能及气密性能的改变，另外还有沙尘的影响，气缸活塞极易出现卡住的情况，在气压不足换档力较小的情况下，导致矿车后期频繁出现难以摘挡的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种活塞缸系统及其控制方法，用以解决活塞卡住导致控制失败的问题；还提供了AMT换挡系统及其控制方法，解决活塞难以向中位移动易卡死以及AMT换挡系统易发生摘挡失败的问题。
[0006]本专利技术的活塞缸系统的技术方案，包括活塞缸、活塞缸驱动单元以及连接所述活塞缸驱动单元的控制器；
[0007]所述活塞缸包括：活塞杆、缸体，第一活塞、第二活塞、第三活塞；所述活塞杆沿设定的轴线左右移动而具有设定的左、中、右三个位置；第一活塞、第二活塞与活塞杆固定；所述缸体包括左右分布的第一腔体、第二腔体；所述第一活塞包括第一受力面，用于被第一腔体中的介质施加向右的压力，第一活塞滑动装配于第一腔体中；所述第二活塞包括第二受力面，用于被第二腔体中的介质施加向左的压力；所述第三活塞包括第三受力面，用于被第二腔体中的介质施加向左的压力；所述第三活塞上设有限位结构，所述缸体中设有阻挡结
构，限位结构用于与缸体中的阻挡结构配合，以使第三活塞被阻挡不能向左移动；第三活塞左右移动，具有左极限位和右极限位；所述第三活塞为套筒结构，所述活塞杆及第二活塞向右插入套孔中，第二活塞与套孔密封滑动配合；第三活塞包括左侧的插套和右侧的环台，所述插套向左插入第一腔室中，插套上设有顶推结构，用于向左与第一活塞顶推配合，顶推结构用于顶推第一活塞向左移动或者用于被第一活塞向右顶推而带动第三活塞移动至右极限位；所述环台的外周面与第二腔室滑动密封配合；所述限位结构与阻挡结构配合时第三活塞处于左极限位并对应活塞杆的中位或左位；活塞杆处于右位时对应第三活塞的右极限位；所述第一受力面的面积大于第二受力面，第一受力面的面积小于第二受力面和第三受力面的面积之和；
[0008]所述活塞缸驱动单元包括：压力源、阀；阀受所述控制器控制，用于控制第一、二腔体进入流体的流量；活塞缸系统还包括与控制器采样连接的第一压力传感器、第二压力传感器、位置传感器；第一压力传感器用于检测第一腔室中的压力，第二压力传感器用于检测第二腔室中的压力；位置传感器用于检测活塞杆的位置；所述控制器执行指令以如下控制方法实现活塞杆从左位或右位到达中位：
[0009]1)按照设定流量向第一腔室和第二腔室通入流体；实时检测活塞杆位置，将活塞杆的初始位置定义为原位置，将第一、二腔室中位于活塞杆移动方向的下游的腔体定义为下游腔体，另一个为上游腔体；
[0010]2)根据活塞杆的当前位置与活塞杆的原位置，判断活塞杆的位移量，位移量是活塞杆的当前位置与原位置之间的距离；若位移量大于设定值，进入步骤4)，否则进入步骤3)；
[0011]3)增大设定流量，回到步骤2)；
[0012]4)判断活塞杆是否到达中位，若达到，结束；若未达到，然后将活塞杆当前位置更新为新的原位置，回到步骤2)。
[0013]进一步的，所述控制方法的步骤3)中，在增大设定流量前判断设定流量是否超限，若未超限，则继续增大设定流量。
[0014]进一步的，若增大设定流量后导致设定流量超过设定值，则启动防卡死动作；防卡死动作是通过控制下游腔体所对应的阀门向下游腔体中供应流体和/或通过下游腔体所设的泄压阀来控制下游腔体泄压；防卡死动作启动之后，再根据活塞杆的当前位置与原位置，判断活塞杆的位移量，若位移量大于设定值，则停止防卡死动作，通过控制下游腔体所对应的阀门向下游腔体中恢复供应流体，进入步骤4)；否则停机；或者所述防卡死动作启动之后，通过第一、二压力传感器采集的压力值，判断两个腔体的压力差是否超过设定压力值，若是，停止防卡死动作，通过控制下游腔体所对应的阀门向下游腔体中恢复供应气体，进入步骤4)；否则停机。
[0015]进一步的，所述第三活塞的环台的右侧具有环形端面，用于被第二腔体中的介质施加向左的压力，形成所述第三受力面。
[0016]进一步的，所述第一腔室的截面积小于第二腔室，第一腔室与第二腔室之间形成第一台阶；插套外径小于环台的外径，插套与环台两者之间形成第二台阶，第二台阶的左端面用于与所述第一台阶的右端面挡止配合；第二台阶形成了第三活塞的限位结构，第一台阶形成了缸体中的阻挡结构。
[0017]进一步的，所述的阀包括控制第一腔体进入流体的第一阀门、控制第一腔体进入流体的第二阀门；第一阀门和第二阀门受所述活塞缸控制器控制；所述阀还包括受所述活塞缸控制器控制的流量控制阀，用于控制流入第一腔体和第二腔体中流体的流量大小，或者所述第一阀和第二阀能够调节开度以控制流入第一腔体和第二腔体中流体的流量大小。
[0018]进一步的，所述第一腔室、第二腔室设有泄压阀，或者所述第一阀门、第二阀门不仅用于进入流体还用于泄压。
[0019]本专利技术的活塞缸系统的控制方法的技术方案，采用如上述活塞缸系统的技术方案中的控制方法实现活塞杆从左位或右位到达中位。
[0020]本专利技术的AMT换挡系统的技术方案，包括换挡执行机构、驱动连接换档执行机构的活塞缸系统，其特征在于，所述活塞缸系统采用如上述活塞缸系统的技术方案中的活塞缸系统；所述活塞杆的左、中、右位对应AMT的1挡、空挡、2挡。
[0021]本专利技术的AMT换挡系统的控制方法的技术方案，采用如上述活塞缸系统的技术方案中的控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种活塞缸系统，包括活塞缸、活塞缸驱动单元以及连接所述活塞缸驱动单元的控制器；其特征在于，所述活塞缸包括：活塞杆、缸体，第一活塞、第二活塞、第三活塞；所述活塞杆沿设定的轴线左右移动而具有设定的左、中、右三个位置；第一活塞、第二活塞与活塞杆固定；所述缸体包括左右分布的第一腔体、第二腔体；所述第一活塞包括第一受力面，用于被第一腔体中的介质施加向右的压力，第一活塞滑动装配于第一腔体中；所述第二活塞包括第二受力面，用于被第二腔体中的介质施加向左的压力；所述第三活塞包括第三受力面，用于被第二腔体中的介质施加向左的压力；所述第三活塞上设有限位结构，所述缸体中设有阻挡结构，限位结构用于与缸体中的阻挡结构配合，以使第三活塞被阻挡不能向左移动；第三活塞左右移动，具有左极限位和右极限位；所述第三活塞为套筒结构，所述活塞杆及第二活塞向右插入套孔中，第二活塞与套孔密封滑动配合；第三活塞包括左侧的插套和右侧的环台，所述插套向左插入第一腔室中，插套上设有顶推结构，用于向左与第一活塞顶推配合，顶推结构用于顶推第一活塞向左移动或者用于被第一活塞向右顶推而带动第三活塞移动至右极限位；所述环台的外周面与第二腔室滑动密封配合；所述限位结构与阻挡结构配合时第三活塞处于左极限位并对应活塞杆的中位或左位；活塞杆处于右位时对应第三活塞的右极限位；所述第一受力面的面积大于第二受力面，第一受力面的面积小于第二受力面和第三受力面的面积之和；所述活塞缸驱动单元包括：压力源、阀；阀受所述控制器控制，用于控制第一、二腔体进入流体的流量；活塞缸系统还包括与控制器采样连接的第一压力传感器、第二压力传感器、位置传感器；第一压力传感器用于检测第一腔室中的压力，第二压力传感器用于检测第二腔室中的压力；位置传感器用于检测活塞杆的位置；所述控制器执行指令以如下控制方法实现活塞杆从左位或右位到达中位：1)按照设定流量向第一腔室和第二腔室通入流体；实时检测活塞杆位置，将活塞杆的初始位置定义为原位置，将第一、二腔室中位于活塞杆移动方向的下游的腔体定义为下游腔体，另一个为上游腔体；2)根据活塞杆的当前位置与活塞杆的原位置，判断活塞杆的位移量，位移量是活塞杆的当前位置与原位置之间的距离；若位移量大于设定值，进入步骤4)，否则进入步骤3)；3)增大设定流量，回到步骤2)；4)判断活塞杆是否到达中位，若达到，结束；若未达到，然后将活塞杆当前位置更新为新的原位置，回到步骤2)。2.根据权利要求1所述的活塞缸系统，其特征在于：所述控制方法的步骤3)中，在增大设定流量前判...
【专利技术属性】
技术研发人员：王纪福，陈慧勇，刘新猛，邓伟，张晓伟，刘小伟，惠杰，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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