一种提高电机-变速耦合装置换挡可靠性的控制方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高电机

【技术实现步骤摘要】
一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电动车辆传动
，具体涉及一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电动汽车工业的发展，电机
‑
变速装置耦合驱动构型被广泛应用于电动汽车，特别是电动商用车。但是变速装置在低挡位大速比换挡过程的摘挡/挂挡阶段中需要超过其他挡位换挡过程的换挡力，这是由于输出轴转速变化较大而产生的绕输出轴轴向的惯性力矩在施加到被同步端时产生的较大的额外换挡力导致的，因此换挡执行机构在不提供额外换挡力的情况下无法顺利完成摘挡/挂挡操作，出现摘挡/挂挡卡滞甚至失败的问题。现有技术多采用增大换挡电机输出的换挡力以应对上述问题，该方法会造成换挡执行机构磨损甚至损坏，并造成换挡电机寿命衰减等问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法及系统。
[0004]本专利技术公开了一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法，包括根据换挡位移传感器采集的换挡位移信号，判断换挡过程是否开始；
[0005]若所述换挡位移信号等于0，则根据换挡电机的PWM信号判断所述换挡电机是否已经输出换挡力阈值；
[0006]若所述PWM信号＞所述换挡电机的占空比阈值，则采用扩展卡尔曼滤波算法计算得到当前电机
‑
变速装置的输出轴转速以及在该换挡周期内所述输出轴转速变化率；
[0007]若所述换挡位移信号不等于0或所述PWM信号≤所述换挡电机的占空比阈值，则判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，若不成立则重新开始；
[0008]根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值；
[0009]将所述补偿扭矩值传输给所述驱动电机，所述驱动电机提供补偿扭矩以抵消所述输出轴的惯性力矩；
[0010]判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，否则令k
n+1
＝k
n
+Δk，重新计算所述输出轴转速以及所述输出轴转速变化率；
[0011]其中，n为次数；k为正整数且初始＝1；Δk为固定值。
[0012]优选的是，所述电机
‑
变速装置包括第一驱动电机、第二驱动电机、输出轴、行星排式机构和变速机构；
[0013]其中，所述行星排式机构包括齿圈、行星轮、行星架和太阳轮，所述太阳轮与所述第一驱动电机的驱动轴连接，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合传动，所述行星架的两端分别与所述行星轮和所述输出轴连接，所述输出轴另一端与所述第二驱动电机
连接；
[0014]所述变速机构套设于所述输出轴上且包括一挡接合齿圈、一挡同步器锁环、接合套、二挡接合齿圈和二挡同步器锁环，所述一挡同步器锁环和所述二挡同步器锁环分别位于所述接合套的两侧且所述接合套可套设于所述一挡同步器锁环或所述二挡同步器锁环并沿所述输出轴可滑动，所述接合套可滑动至与所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈卡持，以使所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈与所述输出轴同步转动。
[0015]优选的是，根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值包括：
[0016]根据公式计算等效到所述行星架上的转动惯量，公式为：
[0017][0018]式中：为等效到所述行星架上的转动惯量，J
S
为所述行星排式机构输入端转动惯量，J
R
为所述齿圈转动惯量，J
P
为所述行星轮转动惯量，n
P
为所述行星轮数量，k
q
为所述齿圈与所述行星轮的齿数比：
[0019]根据惯性力矩公式计算得到补偿扭矩值k
n T
comp
，惯性力矩公式为：
[0020][0021]式中：Δw
out
为所述输出轴转速变化率；k1＝1。
[0022]优选的是，所述补偿扭矩方向与所述惯性力矩方向相同。
[0023]本专利技术还公开了一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制系统，包括：
[0024]换挡模块，用于根据换挡位移传感器采集的换挡位移信号，判断换挡过程是否开始；
[0025]输出换挡力模块，用于若所述换挡位移信号等于0，则根据换挡电机的PWM信号判断所述换挡电机是否已经输出换挡力阈值；
[0026]第一计算模块，用于若所述PWM信号＞所述换挡电机的占空比阈值，则采用扩展卡尔曼滤波算法计算得到当前电机
‑
变速装置的输出轴转速以及在该换挡周期内所述输出轴转速变化率；
[0027]重复模块，用于若所述换挡位移信号不等于0或所述PWM信号≤所述换挡电机的占空比阈值，则判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，若不成立则重新开始；
[0028]第二计算模块，用于根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值；
[0029]补偿模块，用于将所述补偿扭矩值传输给所述驱动电机，所述驱动电机提供补偿扭矩以抵消所述输出轴的惯性力矩；
[0030]判断模块模块，用于判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，否则令k
n+1
＝k
n
+Δk，重新计算所述输出轴转速以及所述输出轴转速变化率；
[0031]其中，n为次数；k为正整数且初始＝1；Δk为固定值。
[0032]优选的是，所述电机
‑
变速装置包括第一驱动电机、第二驱动电机、输出轴、行星排式机构和变速机构；
[0033]其中，所述行星排式机构包括齿圈、行星轮、行星架和太阳轮，所述太阳轮与所述
第一驱动电机的驱动轴连接，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合传动，所述行星架的两端分别与所述行星轮和所述输出轴连接，所述输出轴另一端与所述第二驱动电机连接；
[0034]所述变速机构套设于所述输出轴上且包括一挡接合齿圈、一挡同步器锁环、接合套、二挡接合齿圈和二挡同步器锁环，所述一挡同步器锁环和所述二挡同步器锁环分别位于所述接合套的两侧且所述接合套可套设于所述一挡同步器锁环或所述二挡同步器锁环并沿所述输出轴可滑动，所述接合套可滑动至与所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈卡持，以使所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈与所述输出轴同步转动。
[0035]优选的是，根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值包括：
[0036]根据公式计算等效到所述行星架上的转动惯量，公式为：
[0037][0038]式中：为等效到所述行星架上的转动惯量，J
S
为所述行星排式机构输入端转动惯量，J
R
为所述齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法，其特征在于，包括：根据换挡位移传感器采集的换挡位移信号，判断换挡过程是否开始；若所述换挡位移信号等于0，则根据换挡电机的PWM信号判断所述换挡电机是否已经输出换挡力阈值；若所述PWM信号＞所述换挡电机的占空比阈值，则采用扩展卡尔曼滤波算法计算得到当前电机
‑
变速装置的输出轴转速以及在该换挡周期内所述输出轴转速变化率；若所述换挡位移信号不等于0或所述PWM信号≤所述换挡电机的占空比阈值，则判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，若不成立则重新开始；根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值；将所述补偿扭矩值传输给所述驱动电机，所述驱动电机提供补偿扭矩以抵消所述输出轴的惯性力矩；判断换挡完成标志位F＝1是否成立，若成立则结束，否则令k
n+1
＝k
n
+Δk，重新计算所述输出轴转速以及所述输出轴转速变化率；其中，n为次数；k为正整数且初始＝1；Δk为固定值。2.如权利要求1所述的提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法，其特征在于，所述电机
‑
变速装置包括第一驱动电机、第二驱动电机、输出轴、行星排式机构和变速机构；其中，所述行星排式机构包括齿圈、行星轮、行星架和太阳轮，所述太阳轮与所述第一驱动电机的驱动轴连接，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈啮合传动，所述行星架的两端分别与所述行星轮和所述输出轴连接，所述输出轴另一端与所述第二驱动电机连接；所述变速机构套设于所述输出轴上且包括一挡接合齿圈、一挡同步器锁环、接合套、二挡接合齿圈和二挡同步器锁环，所述一挡同步器锁环和所述二挡同步器锁环分别位于所述接合套的两侧且所述接合套可套设于所述一挡同步器锁环或所述二挡同步器锁环并沿所述输出轴可滑动，所述接合套可滑动至与所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈卡持，以使所述一挡接合齿圈或所述二挡接合齿圈与所述输出轴同步转动。3.如权利要求2所述的提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法，其特征在于，根据所述输出轴转速变化的方向确定驱动电机的扭矩补偿方向，并计算补偿扭矩值包括：根据公式计算等效到所述行星架上的转动惯量，公式为：式中：为等效到所述行星架上的转动惯量，J
S
为所述行星排式机构输入端转动惯量，J
R
为所述齿圈转动惯量，J
P
为所述行星轮转动惯量，n
P
为所述行星轮数量，k
q
为所述齿圈与所述行星轮的齿数比：根据惯性力矩公式计算得到补偿扭矩值k
n T
comp
，惯性力矩公式为：式中：Δw
out
为所述输出轴转速变化率；k1＝1。4.如权利要求3所述的提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性的控制方法，其特征在于，所述补偿扭矩方向与所述惯性力矩方向相同。
5.一种提高电机
‑
变速耦合装置换挡可靠性...

【专利技术属性】
技术研发人员：易江，林程，董爱道，刘慧敏，于潇，
申请(专利权)人：北理华创佛山新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：