一种含转角差估计的驻车挂档控制方法技术

本发明专利技术公开了属于电动汽车换档控制技术领域的一种含转角差估计的驻车挂档控制方法。包括步骤1：通过对换档电机的控制实现接合套到达接合位置时具有小轴向速度；步骤2：若接合套与接合齿圈转角差发生变动，则转向步骤3，若接合套已越过接合齿圈倒角，则转向步骤5，若经过时间t

【技术实现步骤摘要】
一种含转角差估计的驻车挂档控制方法


[0001]本专利技术涉及纯电动汽车、增程式电动汽车以及并联和混联式混合动力汽车的换档控制
，尤其涉及一种含转角差估计的驻车挂档控制方法。

技术介绍

[0002]电机和无同步器机械变速器直连系统取消了离合器和同步器，效率高、成本低，可有效降低电动汽车的综合成本，是一种理想的电驱动系统构型，近年来得到了业界的广泛关注，并在纯电动汽车和混合动力汽车中得到越来越多的应用。
[0003]电驱动机械变速器的控制主要可分为行车换档和驻车挂档两种情形。在驻车挂档时，若是新车初次挂档，则接合套与接合齿圈初始转角差不能确定；若车辆发生故障被拖动，同样会导致接合套与接合齿圈转角差不确定，从而无法确定驱动电机所需调整的角度，最终出现挂档过程严重打齿甚至无法成功换档的情形。为了解决这一难题，针对接合套与接合齿圈有倒角的电驱动机械变速器系统，本专利技术提出了一种含转角差估计的驻车挂档控制方法，以实现几乎零冲击驻车挂档。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种含转角差估计的驻车挂档控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]步骤1：对换档电机采用Bang
‑
bang控制以确保接合套到达接合位置时具有小轴向速度v
chm
；
[0006]步骤2：判断接合套位移s
slv
是否大于等于接合套到达接合位置的位移s
slv1
，若是，则转到步骤3；若否，则转到步骤1；
[0007]步骤3：判断接合套与接合齿圈的转角差是否发生变动，若是，则转到步骤4；若否，则转到步骤5；
[0008]步骤4：利用接合套与接合齿圈挤压时发生的周向转角差变动以及接合套当前的轴向位移估计接合套与接合齿圈的转角差再转到步骤6；
[0009]步骤5：判断是否同时满足接合套穿越倒角所需的时间t大于接合套穿越倒角所需的期望时间t
chm
，与接合套位移s
slv
小于等于接合套到达接合位置的位移s
slv1
，若是，则转到步骤6；若否，则转到步骤8；
[0010]步骤6：利用类Bang
‑
bang四阶段控制来调节接合套与接合齿圈的转角差来进行转角对齐；再转到步骤7；
[0011]步骤7：判断是否同时满足接合套与接合齿圈的转速差Δω
gr_slv
的绝对值小于等于转速差允许范围δω，与接合齿圈与接合套周期性转角差小于等于转角差允许范围δθ，若是，则转到步骤9；若否，则转到步骤6；
[0012]步骤8：判断接合套位移s
slv
是否大于等于接合套穿越倒角的位移s
chm
与接合套到达接合位置的位移s
slv1
的和，若是，则转到步骤9；若否，则转到步骤3；
[0013]步骤9：对换档电机采用Bang
‑
bang控制使接合套与接合齿圈直接接合且确保接合套与接合齿圈不发生碰撞；再转到步骤10；
[0014]步骤10：判断是否同时满足接合套速度v
slv
小于等于接合套速度允许范围δv，与接合套位移s
slv
大于等于l/2
‑
δs，其中l为接合套从原始档位至目标档位的行程，δs为接合套位移允许范围；若是，则结束；若否，则转到步骤9。
[0015]所述小轴向速度v
chm
的确定方法如下：
[0016][0017]式中，s
chm
为接合套穿越倒角所需的轴向位移，t
chm
为接合套穿越倒角所需的期望时间。
[0018]所述步骤3中接合套处于上倒角位置时的转角差为：
[0019][0020]式中，h
gr
为接合齿圈齿长，b
gr
为接合齿圈齿宽，α
gr
为接合齿圈倒角，N
gr
为接合齿圈的齿数；
[0021]接合套处于下倒角位置时的转角差为：
[0022][0023]所述步骤4中估计的接合套与接合齿圈的转角差为：
[0024][0025]式中，δθ
gr_slv
＝θ
gr
‑
θ
slv
，θ
gr
为接合齿圈的转角，θ
slv
为接合套的转角。
[0026]所述步骤1和步骤9中的Bang
‑
bang控制的控制律为
[0027][0028]式中，为换档执行机构等效惯量，为换档执行机构等效阻尼，r
a
为换档执行机构等效半径，为换档电
机最大转矩，为接合套目标位移。
[0029]所述步骤6中的类Bang
‑
bang四阶段控制的控制律为
[0030][0031]式中，为驱动电机目标转矩指令，为驱动电机最大转矩。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033]1、本专利技术驻车挂档控制方法含接合套与接合齿圈转角差估计，可以确定驻车状态时接合套与接合齿圈的转角差；
[0034]2、本专利技术驻车挂档控制方法含接合套与接合齿圈周向“转角对齐”控制，可在接合套与接合齿圈接合前实现“零转速差、零转角差”；
[0035]3、本专利技术驻车挂档控制方法可实现近乎零冲击挂档。
附图说明
[0036]图1为含转角差估计的驻车挂档控制流程图；
[0037]图2为接合套轴向位移与转角差关系示意图；
[0038]图3为接合套与接合齿圈形位图；
[0039]图4为转角差变动方向估计示意图；
[0040]图5为含转角差估计的驻车挂档控制案例图。
具体实施方式
[0041]本专利技术提出一种含转角差估计的驻车挂档控制方法，下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。
[0042]图1为含转角差估计的驻车挂档控制流程图，包括以下步骤：
[0043]步骤1：对换档电机采用Bang
‑
bang控制以确保接合套到达接合位置时具有小轴向速度v
chm
；
[0044]步骤2：判断接合套位移s
slv
是否大于等于接合套到达接合位置的位移s
slv1
，若是，则转到步骤3；若否，则转到步骤1；
[0045]步骤3：判断接合套与接合齿圈的转角差是否发生变动，若是，则转到步骤4；若否，则转到步骤5；
[0046]步骤4：利用接合套与接合齿圈挤压时发生的周向转角差变动以及接合套当前的轴向位移估计接合套与接合齿圈的转角差再转到步骤6；
[0047]步骤5：判断是否同时满足接合套穿越倒角所需的时间t大于接合套穿越倒角所需的期望时间t
chm
，与接合套位移s
slv
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含转角差估计的驻车挂档控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对换档电机采用Bang
‑
bang控制以确保接合套到达接合位置时具有小轴向速度v
chm
；步骤2：判断接合套位移s
slv
是否大于等于接合套到达接合位置的位移s
slv1
，若是，则转到步骤3；若否，则转到步骤1；步骤3：判断接合套与接合齿圈的转角差是否发生变动，若是，则转到步骤4；若否，则转到步骤5；步骤4：利用接合套与接合齿圈挤压时发生的周向转角差变动以及接合套当前的轴向位移估计接合套与接合齿圈的转角差再转到步骤6；步骤5：判断是否同时满足接合套穿越倒角所需的时间t大于接合套穿越倒角所需的期望时间t
chm
，与接合套位移s
slv
小于等于接合套到达接合位置的位移s
slv1
，若是，则转到步骤6；若否，则转到步骤8；步骤6：利用类Bang
‑
bang四阶段控制来调节接合套与接合齿圈的转角差来进行转角对齐；再转到步骤7；步骤7：判断是否同时满足接合套与接合齿圈的转速差Δω
gr_slv
的绝对值小于等于转速差允许范围δω，与接合齿圈与接合套周期性转角差小于等于转角差允许范围δθ，若是，则转到步骤9；若否，则转到步骤6；步骤8：判断接合套位移s
slv
是否大于等于接合套穿越倒角的位移s
chm
与接合套到达接合位置的位移s
slv1
的和，若是，则转到步骤9；若否，则转到步骤3；步骤9：对换档电机采用Bang
‑
bang控制使接合套与接合齿圈直接接合且确保接合套与接合齿圈不发生碰撞；再转到步骤10；步骤10：判断是否同时满足接合套速度v
slv
小于等于接合套速度允许范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢紫旺，田光宇，黄勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：