一种整车换挡控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种整车换挡控制系统及其控制方法，所述整车换挡控制系统包括自动变速箱(1)、驱动电机(6)、输入轴(4)、输出轴(5)、换挡电机(2)、换挡轴、拨叉(10)、花键毂(20)、接合套(11)、及换挡控制部，在变速箱上内部设置位置传感器，对由换挡电机驱动的接合套的轴向位置实现闭环控制，避免接合套和离合器环在接合时对限位齿产生的撞击；当位置传感器检测到接合套和离合器环进入接合状态时，驱动电机由速差控制模式进入扭矩控制模式，保持接合套和离合器环的啮合作用力不变，换挡电机的负载力不再突变，换挡电机可以实现对位置的精确控制，有效避免了对限位齿的撞击，保证换挡可靠、降低换挡噪声、提高使用寿命。

A shift control system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种整车换挡控制系统及其控制方法
本专利技术属于新能源汽车驾驶控制的
，具体涉及一种整车换挡控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着新能源汽车行业的快速发展，纯电动控制系统在汽车工业领域具有越来越广泛的应用前景，而目前商用车中电动控制系统在换挡时往往还沿用汽油驱动车辆的换挡模式。常合式变速器通常通过接合套进行换挡，接合套通过花键配合安装到转轴上以在转轴的方向上可轴向移动并与惰齿轮并列布置。设置在接合套连接面处的接合齿(花键)连接到惰齿轮，并可与设置在惰齿轮连接面处的接合齿(犬牙离合器)接合。因此，与接合套接合的惰齿轮和转轴彼此一体转动，从而将转轴的扭矩和转速进行传递，通过接合套和不同的接合齿(犬牙离合器)接合来执行换挡操作。在机动车的动力系统中，通常通过同步设备保证犬牙离合器的可靠结合或闭合，但是当驱动侧的转速可精确调节时，则可以调整驱动侧和被驱动侧到合适的速差来实现接合套和犬牙离合器的啮合实现换挡操作。当经过速差控制后，接合套和带限位的犬牙离合器进入接合的状态，接合套和犬牙离合器的速差快速减少，接合套和犬牙离合器接合的啮合力无法预测且不受控制，甚至会突变至0，换挡电机的负载力主要来源于接合套和犬牙离合器的摩擦力，啮合力易变造成了接合套和犬牙离合器摩擦力的易变，进而引起换挡电机负载力易变，导致换挡电机精准控制困难，此时由于惯性容易造成对限位位置造成撞击，这可能导致换挡时的噪声，而且会对机械结构的可靠性造成影响。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种整车换挡控制系统及其控制方法。本专利技术所采用的技术方案如下：一种整车换挡控制系统，所述整车换挡控制系统包括：变速箱(1)；输入轴(4)，所述输入轴(4)设置于所述变速箱(1)的内部；输出轴(5)，所述输出轴(5)设置于所述变速箱(1)的内部；齿轮机构，所述齿轮机构包括设置于所述输入轴(4)上的输入齿轮和设置于所述输出轴(5)上的输出齿轮，所述输出轴(5)和所述输入轴(4)之间通过所述齿轮机构连接；驱动电机(6)，所述驱动电机(6)设置于所述变速箱(1)的一侧，所述驱动电机(6)与所述变速箱(1)的所述输入轴(4)连接；换挡执行机构，包括接合套(11)和离合器，所述接合套(11)可轴向移动地固定在所述输入轴(4)上，所述离合器设置在所述输入齿轮中；换挡电机(2)，所述换挡电机(2)设置于壳体(3)的一侧，所述换挡电机(2)通过传动机构连接到所述换挡执行机构；所述整车换挡控制系统还包括：换挡控制部，当接收到换挡指令时，所述换挡控制部控制所述驱动电机(6)进入速差控制模式，当所述接合套(11)和所述离合器的速差满足预设条件时，所述换挡控制部控制所述换挡电机(2)开始执行换挡操作，所述换挡电机(2)通过所述传动机构带动所述接合套(11)移动到接合点，所述接合套(11)与所述离合器开始接合，所述换挡控制部将所述驱动电机(6)的控制模式由速差控制模式变为扭矩控制模式。进一步地，所述驱动电机(6)处于扭矩控制模式时，所述驱动电机(6)的扭矩到达命令扭矩值Tc并保持不变。进一步地，所述离合器包括设置于所述离合器径向外周的离合器外齿圈，所述离合器外齿圈与所述接合套11的内齿圈11a相互配合。进一步地，在所述离合器外齿圈的径向外周设置有限位齿。进一步地，所述输入轴4上设置有花键毂20，所述花键毂20的外齿圈20a与所述接合套11的内齿圈11a相互配合，所述接合套11可以沿着所述花键毂20的外齿圈20a轴向移动但不会完全脱离花键毂20的外齿圈20a。进一步地，所述传动机构包括拨叉(10)，所述拨叉(10)和接合套(11)固定连接，在拨叉(10)上设置有位置传感器(7)，所述位置传感器(7)用于检测所述拨叉(10)的位置信息。进一步地，所述离合器是犬牙离合器。进一步地，还提出一种整车换挡控制系统的控制方法，包括以下步骤：1)换挡控制部根据驾驶员换挡需求所对应生成的换挡指令，控制驱动电机进入速差控制模式，控制并调节驱动电机的输出转速；2)通过输入轴转速传感器、输出轴转速传感器实时检测输入轴转速、输出轴转速，并将检测结果发送至换挡控制部；3)换挡控制部根据实时检测结果，判断输入轴与对应换挡侧离合器的转速差是否满足预设接合转速差，当满足时，控制换挡电机开启，当不满足时，不开启换挡电机并继续控制并调节驱动电机的输出转速；4)换挡电机通过驱动拨叉带动接合套向换挡对应侧轴向运动，并通过位置传感器实时检测接合套与对应轴向移动侧的间距，并将检测结果发送至换挡控制部；5)换挡控制部根据实时检测结果，判断接合套移动到接合点，接合套与离合器开始接合，换挡控制部将驱动电机的控制模式由速差控制模式变为扭矩控制模式；6)判断接合套与对应轴向移动侧的间距是否达到预设阈值，当达到时，控制换挡电机关闭，同时控制驱动电机退出扭矩控制模式。进一步地，所述驱动电机处于扭矩控制模式时，所述驱动电机的扭矩到达命令扭矩值Tc并保持不变。本专利技术相对于现有技术所取得的有益效果为：在变速箱上内部设置位置传感器，对由换挡电机驱动的接合套的轴向位置实现闭环控制，避免接合套和离合器环在接合时对限位齿产生的撞击；当位置传感器检测到接合套和离合器环进入接合状态时，驱动电机由速差控制模式进入扭矩控制模式，保持接合套和离合器环的啮合作用力不变，换挡电机的负载力不再突变，换挡电机可以实现对位置的精确控制，有效避免了对限位齿的撞击，保证换挡可靠、降低换挡噪声、提高使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例中一种整车换挡控制系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中换挡机构的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的第一输入齿轮的正视图；图4是本专利技术实施例中的花键毂的正视图；图5是本专利技术实施例中的接合套的正视图；图6是本专利技术实施例中接合套和离合器环的外齿圈啮合开始时的啮合状态示意图；图7是本专利技术实施例中接合套和离合器环的外齿圈啮合结束时的啮合状态示意图；图8是本专利技术实施例中驱动电机的控制流程图；图9是本专利技术实施例中换挡电机的控制流程图；图10是本专利技术实施例中接合套和换挡目标离合器环的实际速差时刻图；图11是本专利技术实施例中驱动电机的实际扭矩时刻图；图12是本专利技术实施例中换挡电机的实际扭矩时刻图。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。如图1所示，该自动变速系统包括自动变速箱1，驱动电机6，自动变速箱1包括壳体3、输入轴4、带第一离合器环13a的第一输入齿轮13、带第二离合器环14a的第二输入齿轮14、第一输出齿轮15、第二输出齿轮16、输出轴5、输入轴转速传感器8、输出轴转速传感器9、花键毂20、接合套11、位置传感器7、换挡电机2、蜗杆17，蜗轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整车换挡控制系统，所述整车换挡控制系统包括：/n变速箱1；/n输入轴(4)，所述输入轴(4)设置于所述变速箱(1)的内部；/n输出轴(5)，所述输出轴(5)设置于所述变速箱(1)的内部；/n齿轮机构，所述齿轮机构包括设置于所述输入轴(4)上的输入齿轮和设置于所述输出轴(5)上的输出齿轮，所述输出轴(5)和所述输入轴(4)之间通过所述齿轮机构连接；/n驱动电机(6)，所述驱动电机(6)设置于所述变速箱(1)的一侧，所述驱动电机(6)与所述变速箱(1)的所述输入轴(4)连接；/n换挡执行机构，包括接合套(11)和离合器，所述接合套(11)可轴向移动地固定在所述输入轴(4)上，所述离合器设置在所述输入齿轮中；/n换挡电机(2)，所述换挡电机(2)设置于壳体(3)的一侧，所述换挡电机(2)通过传动机构连接到所述换挡执行机构；/n其特征在于，所述整车换挡控制系统还包括：/n换挡控制部，当接收到换挡指令时，所述换挡控制部控制所述驱动电机(6)进入速差控制模式，当所述接合套(11)和所述离合器的速差满足预设条件时，所述换挡控制部控制所述换挡电机(2)开始执行换挡操作，所述换挡电机(2)通过所述传动机构带动所述接合套(11)移动到接合点，所述接合套(11)与所述离合器开始接合，所述换挡控制部将所述驱动电机(6)的控制模式由速差控制模式变为扭矩控制模式。/n...

【技术特征摘要】
1.一种整车换挡控制系统，所述整车换挡控制系统包括：
变速箱1；
输入轴(4)，所述输入轴(4)设置于所述变速箱(1)的内部；
输出轴(5)，所述输出轴(5)设置于所述变速箱(1)的内部；
齿轮机构，所述齿轮机构包括设置于所述输入轴(4)上的输入齿轮和设置于所述输出轴(5)上的输出齿轮，所述输出轴(5)和所述输入轴(4)之间通过所述齿轮机构连接；
驱动电机(6)，所述驱动电机(6)设置于所述变速箱(1)的一侧，所述驱动电机(6)与所述变速箱(1)的所述输入轴(4)连接；
换挡执行机构，包括接合套(11)和离合器，所述接合套(11)可轴向移动地固定在所述输入轴(4)上，所述离合器设置在所述输入齿轮中；
换挡电机(2)，所述换挡电机(2)设置于壳体(3)的一侧，所述换挡电机(2)通过传动机构连接到所述换挡执行机构；
其特征在于，所述整车换挡控制系统还包括：
换挡控制部，当接收到换挡指令时，所述换挡控制部控制所述驱动电机(6)进入速差控制模式，当所述接合套(11)和所述离合器的速差满足预设条件时，所述换挡控制部控制所述换挡电机(2)开始执行换挡操作，所述换挡电机(2)通过所述传动机构带动所述接合套(11)移动到接合点，所述接合套(11)与所述离合器开始接合，所述换挡控制部将所述驱动电机(6)的控制模式由速差控制模式变为扭矩控制模式。


2.根据权利要求1所述的一种整车换挡控制系统，其特征在于：所述驱动电机(6)处于扭矩控制模式时，所述驱动电机(6)的扭矩到达命令扭矩值Tc并保持不变。


3.根据权利要求1所述的一种整车换挡控制系统，其特征在于：所述离合器包括设置于所述离合器径向外周的离合器外齿圈，所述离合器外齿圈与所述接合套11的内齿圈11a相互配合。


4.根据权利要求3所述的一种整车换挡控制系统，其特征在于：在所述离合器外齿圈的径向外周设置有限位齿。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝庆军，陆中华，程一峰，耿建涛，夏天，马鹏涛，顾家鹏，
申请(专利权)人：凯博易控车辆科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32