电动机的控制制造技术

用于在第一和第二轴(11，111；12，152，153)的同步过程期间控制电机(EM)的方法，藉此所述第一轴(10，110)与所述电机(EM)的输出轴(11，111)传动连接并且所述第一和第二轴(11，111；12，152，153)能连接于同步机构(13)上，所述方法包括如下步骤：‑通过连续地使用速度控制将输出轴(10，110)的速度(na)控制为接近所述第二轴(12，152，153)的目标速度(nt)，‑控制所述电机(EM)的电转矩以使所述电机(EM)的输出转矩(Tout)基本上变得等于零，控制所述同步机构(13，113)从而令第一和第二轴(11，111；12，152，153)的所述速度同步。

【技术实现步骤摘要】
电动机的控制
本专利技术涉及在第一轴和第二轴的同步过程期间控制电机的方法，藉此电机连接于第一轴。
技术介绍
当将第一轴同步地连接于具有第二轴的电机时，由于电动机(electricmotor)的惯性，在同步机构上具有极高的负载。当在换挡步骤期间电机连接于第一轴时，这尤其是个问题，其增加了从电机至第一轴的转矩，即也增加了惯性对第一轴的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对如何实现第一轴与第二轴的同步提出解决方案，其中第一轴连接于电机而无同步机构上任何损坏的风险。通过本专利技术的方法在第一轴和第二轴的同步过程期间控制电机来实现该目的。第一轴与电机的输出轴传动连接并且第一和第二轴能连接于同步机构上。为了控制电机，执行以下步骤：通过使用速度控制并连续地将电机的输出轴控制为基本对应于第二轴目标速度的速度；-控制电机的电转矩(electricaltorque)，使得来自电机的输出转矩变得基本上等于零；-控制同步机构以使第一和第二轴的速度同步。使用电机的速度控制通过首先将电机的输出轴速度控制为基本上对应于第二轴的目标速度，从而获得第一轴的接近第二轴的同步速度的速度。因为速度控制基于调整误差，因此由于使用速度控制，因此不能获得第一轴与第二轴之间完全同步的速度。然而，速度控制紧跟着是电机的转矩控制。通过在同步机构的同步过程期间将电机的输出转矩连续地控制为零，在第一轴和第二轴的同步期间将基本上没有来自电机的惯性的转矩负载。无关地，如果电机的输出轴上具有负或正转矩，则控制机构将控制电机以使来自电机的转矩贡献为零。平衡转矩能被描述为T＝I*w_dot*Rt^2，其中T是平衡转矩，I是电机的惯性，w_dot是在与第二轴的同步期间由同步机构导致的第一轴的速度变化，并且Rt^2是电机与第一输入轴之间的传动比。通过应用上述方法，在同步机构上来自电机的负载贡献可被减少为基本上为零，藉此将减少同步机构的磨损从而增加其使用寿命。在所述方法的一个方面中，其进一步包括：-连续地测量第一轴的实际速度，藉此根据所述第一轴的所述实际速度的任何变化执行对所述电机的输出转矩的控制。通过连续地测量第一轴的实际速度，第一轴的任何速度变化的信号能被送至电机控制器，藉此能利用第一轴的实际速度变化的反馈控制来控制电机的电转矩，从而由于速度变化导致的电机转子的惯性被抵消，因此实现了电机的输出转矩变得基本为零。在所述方法的另一方面中，其进一步包括：-连续地测量所述同步机构的位置、第一轴的实际速度和第二轴的实际速度，以及当同步机构到达预定位置时首先执行对电机输出转矩的控制，藉此电机的输出转矩取决于第一轴实际速度与第二轴实际速度之间的差异。在所述方法的该方面，转矩控制能被无任何延迟地执行。连续地测量同步机构位置确保了与第一轴和第二轴开始同步同时地开始转矩控制。预定位置优选是其中第一转矩能在第一轴与第二轴之间传递的同步机构位置。能根据同步机构的任何移动部件测量位置，并且优选根据控制叉测量。通过第一轴与第二轴之间的速度差能确定电机惯性产生的转矩。平衡转矩(counteractingtorque)能被描述为T(w)＝I_EM*(w1-w2)/dt*Rt^2，其中T(n)是平衡转矩，I_EM是电机转子的惯性，w1是在同步之前第一轴的角速度并且w2是在同步之后第一轴的目标角速度，dt是同步时间并且Rt^2是电机与第一输入轴之间的传动比。如果第一轴与电动机之间具有任何传动比，或者电动机直接作用在第一轴上或以1：1的传动比作用在第一轴上，则所述方法和上述算法能被独立地使用，仅仅将转矩乘以传动比即可。通过对第一轴和第二轴的实际速度以及同步器的位置施加连续的测量，能够以前馈控制来控制电机，藉此能无任何延迟地获得来自电机的真零点转矩贡献。所述方法能应用于连接于将与第二轴同步的第一轴的任何电机。有利地，该方法被应用在设置有电机的变速装置中，所述电机的输出轴连接于变速装置的输入轴。至少一个齿轮分配给所述输入轴并且该齿轮能与同步机构同步。特别有利地是当所述方法应用于一种双离合多速变速装置时，该双离合多速变速装置设置有连接于其输入轴之一的电机。本专利技术还涉及一种载有计算机程序的计算机可读介质，其包括当在计算机上运行所述程序产品时执行所述方法的一个或所有方面的程序代码工具。此外，用于控制设置有变速装置和如上所述电机的混合动力车辆的电机的控制单元优选被构造为执行所述方法的所述方面。附图说明附图中的所有绘图是示意性的。图1公开了一种车辆。图2公开了设置有电机的双离合变速装置。图3a和3b公开了本专利技术的两个实施例。图4a-b公开了示出换挡过程(shiftingprocedure)中分叉位置、电机速度和轴转矩的示图。图4c公开了电机的输出轴上的转矩。图5公开了本专利技术方法的流程图。具体实施方式图1公开了车辆V，其中可设有图2公开的变速装置100并且变速装置100可受益于用于控制电机EM的所述方法。现在图3公开了具有连接于第一轴11的输出轴10的电机EM。第一轴能经由同步机构13连接于第二轴12。第一速度传感器14连续地测量第一轴11的速度。第二速度传感器16连续地测量第二轴12的速度。位置传感器15测量同步机构13的位置。同步机构13的位置优选作为控制叉(controlfork)的位置(未公开)被测量，但是，指示同步机构13接合状态的可移动部件的任何位置能够被测量。来自传感器14、15、16的信号被发送至电子控制单元(electroniccontrolunit，简称ECU)ECU，其能基于来自传感器14、15、16的输入控制电机EM。在所述方法的一个实施例中，仅使用来自第一速度传感器14的信号，藉此ECU以反馈控制控制电机，使得第一轴11的速度的变化(以及由此电机的输出轴10的速度的变化)符合电机EM的转矩控制从而平衡来自速度变化导致的电机EM的转子的惯性的转矩。在所述方法的另一实施例中，ECU使用来自所有三个传感器14、15、16的信号控制电机EM。当使用来自所有三个传感器14、15、16的信号时，可实现电机EM的输出转矩的前馈控制。通过ECU能计算第一轴11的速度与第二轴12的速度之间的差异。此外，由于速度差连同同步机构13位置的连续监控，当第一轴与第二轴12的速度同步时ECU能预测第一轴11的速度变化，藉此电机EM的输出转矩能被基本无延迟地控制为0。当同步机构13经过预定位置(例如同步机构13开始传递转矩的位置)时，ECU能开始控制电机，使得能平衡在输出轴10速度变化时转子惯性导致的转矩。来自电机EM的输出转矩因此能在整个同步过程期间继续为0。在图3b中，公开了电机EM如何连接于第一轴11的可选设计。输出轴10在换挡步骤(gearstep)17、18期间连接于第一轴11，藉此能获得不同于1:1的传动比。当传动比使得电机EM的输出转矩在换挡步骤期间增加时，所述方法的好处甚至更大，因为同步机构13上转矩负载减少的更多。但是所述方法被相应地应用，变化仅是考虑换挡步骤17、18期间输出轴10与第一轴11之间的传动比，输出轴10的速度必须由第一轴11的速度导出。在电动机与同步机构13之间可设置进一步的换挡步骤或其它传动比变换装置(例如链条，CVT)而不影响本专利技术的范围。在图2中公开的双离合变速装置100中，电机E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在第一和第二轴(11，111；12，152，153)的同步过程期间控制电机(EM)的方法，藉此所述第一轴(11，111)与所述电机(EM)的输出轴(10，110)传动连接并且所述第一和第二轴(11，111；12，152，153)能连接于同步机构(13)上，所述方法包括如下步骤：‑通过连续地使用速度控制将输出轴(10，110)的速度(na)控制为接近所述第二轴(12，152，153)的目标速度(nt)，‑控制所述电机(EM)的电转矩以使所述电机(EM)的输出转矩(Tout)变得基本上等于零，控制所述同步机构(13，113)以令第一和第二轴(11，111；12，152，153)的速度同步。

【技术特征摘要】
2015.12.23 EP 15202309.91.一种用于在第一和第二轴(11，111；12，152，153)的同步过程期间控制电机(EM)的方法，藉此所述第一轴(11，111)与所述电机(EM)的输出轴(10，110)传动连接并且所述第一和第二轴(11，111；12，152，153)能连接于同步机构(13)上，所述方法包括如下步骤：-通过连续地使用速度控制将输出轴(10，110)的速度(na)控制为接近所述第二轴(12，152，153)的目标速度(nt)，-控制所述电机(EM)的电转矩以使所述电机(EM)的输出转矩(Tout)变得基本上等于零，控制所述同步机构(13，113)以令第一和第二轴(11，111；12，152，153)的速度同步。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括如下步骤：-连续地测量第一轴(11)的实际速度(na)，藉此根据所述第一轴(11)的所述实际速度(na)的任何变化执行控制所述电机(EM)的输出转矩(Tout)的方法步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括如下步骤：-连续地测量所述同步机构(113)的位置、所述第一轴(111)的实际速度(na)和所述第二轴(152，153)的实际速度，以及当所述同步机构到达预定位置时首先执行控制所述电机(EM)的输出转矩(Tout)的所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿维德松，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE