一种无同步器的变速器、控制器、换档方法及电动汽车技术

本发明专利技术属于新能源汽车变速器领域，尤其涉及一种无同步器的变速器、控制器、换档方法及电动汽车，控制器包括驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块、行程位置采集模块、控制单元模块，该控制器具有转速转角位置采集和行程位置采集功能，通过主动控制驱动电机的扭矩，实现驱动端和负载端的转速转角同步，并能协同控制换档电机实现动力的快速、无冲击、无顿挫切换，避免以往多个控制器控制带来的通讯传输延迟和信号延迟，能减少在换档过程中产生的动力中断，提高换档的舒适性，同时减少了控制器安装空间和线束，使整体结构和布局紧凑，维护方便，并有效降低了控制器的综合成本。器的综合成本。器的综合成本。

【技术实现步骤摘要】
一种无同步器的变速器、控制器、换档方法及电动汽车


[0001]本申请涉及新能源汽车变速器领域，尤其涉及一种无同步器的变速器、控制器、换档方法及电动汽车。

技术介绍

[0002]机械式电机
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变速箱直连系统由于传动效率高、结构紧凑易于布置、制造成本低等诸多优点，在电动汽车中得到越来越多的应用。机械式电机
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变速箱直连系统一般采用主动同步控制技术，通过对电机转速进行主动调节来实现变速器换档。传统的换档驱动控制器(TCU)设计相对复杂，往往需要多个分立的控制器，并且通常要求这些分立的控制器在短时间内控制变速器达到指定的转角位置并进行换档操作，需要进行大量的控制和信号传递，频繁的进行档位变换容易出现温度过高，处理器反应变慢的问题，另外，多个控制器控制带来的通讯传输延迟和信号延迟会降低变速器的反应能力，从而不能很好的应对频繁的档位切换，容易使换档过程中产生动力中断，容易造成换档的顿挫，换档平顺性差，同时多个分立的控制器需要占用较多的安装空间和线束资源，使整体的结构和布局体积大、重量大，并且维护难度大，换档驱动控制器的综合成本较高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提供了一种无同步器的变速器、控制器、换档方法及电动汽车，以解决
技术介绍
中的问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种无同步器的变速器的控制器，包括驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块、行程位置采集模块、控制单元模块，所述控制单元模块信号连接所述驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块和行程位置采集模块；所述控制单元模块能够接收转速转角采集模块采集的驱动端转速转角信息和负载端转速转角信息以及行程位置采集模块采集的换档电机的行程位置信息，并发送第一信号给驱动电机驱动控制模块，调节驱动电机的扭矩实现目标档位接合齿圈和接合齿套的转速转角同步，发送第二信号给换档电机驱动控制模块，控制所述目标档位的动力传递路径的切换。
[0005]在一些实施例中，所述换档电机驱动控制模块包括第一换档电机驱动控制模块和第二换档电机驱动控制模块：所述第一换档电机驱动控制模块和第二换档电机驱动控制模块分别用于控制第一换档电机、第二换档电机配合完成档位的切换。
[0006]在一些实施例中，所述无同步器的变速器的控制器还包括驱动电机温度采集模块，所述驱动电机温度采集模块信号连接所述控制单元模块，所述驱动电机温度采集模块用于采集所述驱动电机的温度，并发送给所述控制单元模块。
[0007]在一些实施例中，所述无同步器的变速器的控制器还包括电流采集模块，所述电流采集模块信号连接所述控制单元模块，用于采集驱动电机和换档电机的电流并发送给所述控制单元模块。
[0008]在一些实施例中，所述无同步器的变速器的控制器还包括故障诊断和保护模块，所述故障诊断和保护模块信号连接所述控制单元模块，用于所述控制器的故障诊断和过压过流和过温保护。
[0009]在一些实施例中，所述无同步器的变速器的控制器还包括电源模块，所述电源模块为所述控制器的各个模块提供相应的电源。
[0010]第二方面，本申请的实施例中提供了一种无同步器的变速器，包括换档电机、行程位置传感器、两个以上速比的动力传递组件、接合齿圈转速转角传感器、接合齿套转速转角传感器，所述动力传递组件包括接合齿套、花键毂、接合齿圈和档位齿轮；还包括如上述任一实施例中所述的一种无同步器的变速器的控制器；所述转速转角采集模块信号连接所述接合齿圈转速转角传感器和接合齿套转速转角传感器；所述行程位置采集模块信号连接所述行程位置传感器；换档电机驱动控制模块信号连接所述换档电机；所述驱动电机驱动控制模块信号连接驱动端的驱动电机。
[0011]第三方面本申请实施例中提供了一种变速器的换档方法，应用于上述任一实施例中所述的一种无同步器的变速器中，包括如下步骤：控制驱动电机减小向动力传递组件输入的扭矩；控制换档电机将当前接合齿套和当前接合齿圈分离，并获取当前接合齿套的移动速度和位移；获取目标接合齿套和目标接合齿圈的转速差和转角差，并控制驱动电机输入的扭矩调整目标接合齿套和目标接合齿圈的转速差和转角差，使目标接合齿套和目标接合齿圈的转速同步和转角同步；控制换档电机将目标接合齿套推向目标接合齿圈，完成目标接合齿套与目标接合齿圈的接合；恢复驱动电机向动力传递组件输入的扭矩。
[0012]第四方面本申请实施例中提供了另一种变速器的换档方法，应用于上述任一实施例中所述的一种无同步器的变速器中，包括如下步骤：步骤1：控制驱动电机减小向动力传递组件输入的扭矩；步骤2：控制接合齿套和接合齿圈分离；步骤3：获取当前接合齿套移动速度和位移；步骤4：获取目标接合齿对转速差和转角差，调整目标接合齿对转速差，调整目标接合齿对转角差，使目标接合齿对转速和转角同步；步骤5：控制执行机构将接合齿套贴近目标接合齿圈运动；步骤6：获取当前接合齿套移动速度和位移，判断接合齿套是否与接合齿圈开始接合；接合齿套与接合齿圈开始接合，则进入步骤7；接合齿套与接合齿圈没有开始接合，则进入步骤3；步骤7：控制接合齿套完成与接合齿圈的接合；步骤8：恢复驱动电机向动力传递组件输入的扭矩。
[0013]第五方面，本申请实施例中提供了一种电动汽车，采用上述任一实施例中所述的一种无同步器的变速器的控制器，或采用上述任一实施例中所述的一种无同步器的变速器，或者采用上述任一实施例中所述的一种变速器的换档方法。
[0014]与现有技术相比本申请的有益效果如下：
[0015]本申请所提供的一种无同步器的变速器的控制器包括驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块、行程位置采集模块、控制单元模块，该控制器具有转速转角位置采集和行程位置采集功能，通过主动控制驱动电机的扭矩，实现驱动端和负载端的转速转角同步，并能协同控制换档电机实现动力的快速、无冲击、无顿挫切换，通过切换驱动电机的动力传递路径，可拓宽电机传输到负载上的扭矩输出范围，提高驱动电机高效运行的工作范围，避免以往多个控制器控制带来的通讯传输延迟和信号延迟，能减少在换档过程中产生的动力中断，提高换档的舒适性，同时减少了控制器安装空间和线束，
使整体结构和布局紧凑，维护方便，并有效降低了控制器的综合成本。
[0016]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1是本申请一种无同步器的变速器的控制器的电路原理示意图；
[0019]图2是本申请一种无同步器的变速器的控制器的控制单元模块的电路原理示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，包括驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块、行程位置采集模块、控制单元模块，所述控制单元模块信号连接所述驱动电机驱动控制模块、换档电机驱动控制模块、转速转角采集模块和行程位置采集模块；所述控制单元模块能够接收转速转角采集模块采集的驱动端转速转角信息和负载端转速转角信息以及行程位置采集模块采集的换档电机的行程位置信息，并发送第一信号给驱动电机驱动控制模块，调节驱动电机的扭矩实现目标档位接合齿圈和接合齿套的转速转角同步，发送第二信号给换档电机驱动控制模块，控制所述目标档位的动力传递路径的切换。2.根据权利要求1中所述的一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，所述换档电机驱动控制模块包括第一换档电机驱动控制模块和第二换档电机驱动控制模块；所述第一换档电机驱动控制模块和第二换档电机驱动控制模块分别用于控制第一换档电机、第二换档电机配合完成档位的切换。3.根据权利要求1中所述的一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，还包括驱动电机温度采集模块，所述驱动电机温度采集模块信号连接所述控制单元模块，所述驱动电机温度采集模块用于采集所述驱动电机的温度，并发送给所述控制单元模块。4.根据权利要求1中所述的一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，还包括电流采集模块，所述电流采集模块信号连接所述控制单元模块，用于采集驱动电机和换档电机的电流并发送给所述控制单元模块。5.根据权利要求1中所述的一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，还包括故障诊断和保护模块，所述故障诊断和保护模块信号连接所述控制单元模块，用于所述控制器的故障诊断和保护。6.根据权利要求1
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5中任一项中所述的一种无同步器的变速器的控制器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块为所述控制器的各个模块提供相应的电源。7.一种无同步器的变速器，其特征在于，包括换档电机、行程位置传感器、两个以上速比的动力传递组件、接合齿圈转速转角传感器、接合齿套转速转角传感器，所述动力传递组件包括接合齿套、花键毂、接合...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丰，王立军，隋立起，陈红旭，樊刚，
申请(专利权)人：宜宾丰川动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：