一种协同换挡方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种协同换挡方法及系统，属于机械控制技术领域，方法包括：向换挡执行机构施加初始占空比，进行换挡操作；检测接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面是否相对；判断是否换挡成功；结合换挡执行机构的结构强度、换挡受到的阻力和换挡执行机构的强度极限，更新换挡执行机构的初始占空比，得到更新后的占空比，并计算向主驱电机施加的周期震荡扭矩；以更新后的占空比和周期震荡扭矩重新进行换挡操作；判断换挡操作的执行总时长是否大于预设时长；增大换挡执行机构的执行频率，执行换挡操作，以降低换挡操作的执行总时长；判断换挡操作是否成功；将更新后的占空比重置为初始占空比，停止施加周期震荡扭矩；结束换挡。结束换挡。结束换挡。

【技术实现步骤摘要】
一种协同换挡方法及系统


[0001]本专利技术属于机械控制
，具体涉及一种协同换挡方法及系统。

技术介绍

[0002]换挡机构与主驱电机的协同换挡策略是配备有无同步环变速驱动系统的新能源汽车的核心技术之一。变速驱动装置包括平行轴式变速器和行星排式变速器，换挡机构主要包括电动式、液压式和气动式机构。传统无同步环变速器的接合套内花键齿端面和接合齿圈齿端面采用垂直端面而未设计锁止角，因此在挂挡对齿的过程中一旦出现接合套内花键端面与接合齿圈端面相对的情况，将会引起换挡卡滞的问题，此时即使增加换挡机构的换挡力也很难完成后续的换挡进挡过程，同时存在破坏换挡机构的风险。
[0003]目前针对无同步环变速驱动系统换挡过程中出现的卡滞问题，第一类传统方法为重新尝试换挡，即换挡机构退回到空挡状态，待永磁同步电机调速完成后重新挂挡，虽然重新尝试换挡在一定概率下是可以换挡成功的。但是此类方法并不能从根源解决换挡卡滞问题，甚至会增加换挡过程动力中断的时间，进而影响整车的动力性。第二类方法为在出现换挡卡滞的情况时，永磁同步电机施加周期振荡扭矩，同时换挡机构给定持续换挡力，使得本来相对的接合套内花键齿端面与接合齿圈齿端面达到“错齿”的效果，从而顺利挂挡，但是此类方法的换挡执行机构处于持续高负荷工作状态，长期使用会降低换挡执行机构的性能，此外换挡执行机构对接合套和接合齿圈持续施加的换挡力会加剧部件磨损，降低部件使用寿命。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的增加了换挡过程动力中断的时间影响整车的动力性和换挡执行机构处于持续高负荷工作状态，长期使用降低换挡执行机构的性能，此外换挡执行机构对接合套和接合齿圈持续施加的换挡力会加剧部件磨损，降低部件使用寿命的技术问题，本专利技术提供一种协同换挡方法及系统。
[0005]第一方面
[0006]本专利技术提供一种协同换挡方法，应用于协同换挡系统，包括：
[0007]S101：向换挡执行机构施加初始占空比，进行换挡操作，其中，初始占空比为换挡执行机构执行换挡操作的时间占比；
[0008]S102：检测接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面是否相对，在接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面相对的情况下，进入S104，否则，进入S103；
[0009]S103：判断是否换挡成功，在换挡成功的情况下，进入S110，否则，返回S101；
[0010]S104：结合换挡执行机构的结构强度、换挡受到的阻力和换挡执行机构的强度极限，更新换挡执行机构的初始占空比，得到更新后的占空比，并计算向主驱电机施加的周期震荡扭矩；
[0011]S105：以更新后的占空比和周期震荡扭矩重新进行换挡操作；
[0012]S106：判断换挡操作的执行总时长是否大于预设时长，在换挡操作的执行总时长大于预设时长的情况下，进入S107，否则，进入S108；
[0013]S107：增大换挡执行机构的执行频率，执行换挡操作，以降低换挡操作的执行总时长；
[0014]S108：判断换挡操作是否成功，在换挡操作成功的情况下，进入S109，否则，返回S104；
[0015]S109：将更新后的占空比重置为初始占空比，停止施加周期震荡扭矩；
[0016]S110：结束换挡。
[0017]第二方面
[0018]本专利技术提供一种协同换挡系统，包括：
[0019]第一换挡模块，用于向换挡执行机构施加初始占空比，进行换挡操作，其中，初始占空比为换挡执行机构执行换挡操作的时间占比；
[0020]检测模块，用于检测接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面是否相对，在接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面相对的情况下，进入S104，否则，进入S103；
[0021]第一判断模块，用于判断是否换挡成功，在换挡成功的情况下，进入S110，否则，返回S101；
[0022]更新模块，用于结合换挡执行机构的结构强度、换挡受到的阻力和换挡执行机构的强度极限，更新换挡执行机构的初始占空比，得到更新后的占空比，并计算向主驱电机施加的周期震荡扭矩；
[0023]第二换挡模块，用于以更新后的占空比和周期震荡扭矩重新进行换挡操作；
[0024]第二判断模块，用于判断换挡操作的执行总时长是否大于预设时长，在换挡操作的执行总时长大于预设时长的情况下，进入S107，否则，进入S108；
[0025]执行模块，用于增大换挡执行机构的执行频率，执行换挡操作，以降低换挡操作的执行总时长；
[0026]第三判断模块，用于判断换挡操作是否成功，在换挡操作成功的情况下，进入S109，否则，返回S104；
[0027]重置模块，用于将更新后的占空比重置为初始占空比，停止施加周期震荡扭矩；
[0028]结束模块，用于结束换挡。
[0029]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0030]在本专利技术中，在出现换挡卡滞的情况时，通过更新换挡执行机构占空比，同时向永磁同步电机即驱动系统的主驱电机施加周期振荡扭矩，结合更新后的占空比和周期振荡扭矩在协同控制下形成“错齿”效果，在监控到挂挡总时长超时的情况下，对换挡执行机构施加变频的脉冲换挡力，增大换挡执行机构的执行频率，在提高换挡可靠性的同时，降低换挡过程动力中断时长，有效解决由于接合套内花键端面与接合齿圈端面对齿而失败导致的换挡卡滞问题，同时降低了换挡机构的损坏及接合齿的磨损，提升整车使用寿命、动力性能和操作舒适度。
附图说明
[0031]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本专利技术的上述特性、技
术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0032]图1是本专利技术提供的一种协同换挡方法的流程示意图；
[0033]图2是本专利技术提供的一种占空比更新示意图；
[0034]图3是本专利技术提供的一种协同换挡系统的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
[0036]为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0037]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0038]在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协同换挡方法，应用于协同换挡系统，其特征在于，包括：S101：向换挡执行机构施加初始占空比，进行换挡操作，其中，所述初始占空比为所述换挡执行机构执行换挡操作的时间占比；S102：检测接合套内的花键齿端面和接合齿圈齿端面是否相对，在所述接合套内的花键齿端面和所述接合齿圈齿端面相对的情况下，进入S104，否则，进入S103；S103：判断是否换挡成功，在换挡成功的情况下，进入S110，否则，返回S101；S104：结合所述换挡执行机构的结构强度、换挡受到的阻力和所述换挡执行机构的强度极限，更新所述换挡执行机构的初始占空比，得到更新后的占空比，并计算向主驱电机施加的周期震荡扭矩；S105：以所述更新后的占空比和所述周期震荡扭矩重新进行换挡操作；S106：判断换挡操作的执行总时长是否大于预设时长，在所述换挡操作的执行总时长大于所述预设时长的情况下，进入S107，否则，进入S108；S107：增大所述换挡执行机构的执行频率，执行所述换挡操作，以降低所述换挡操作的执行总时长；S108：判断所述换挡操作是否成功，在所述换挡操作成功的情况下，进入S109，否则，返回S104；S109：将所述更新后的占空比重置为所述初始占空比，停止施加所述周期震荡扭矩；S110：结束换挡。2.根据权利要求1所述的协同换挡方法，其特征在于，所述S104具体包括：S1041：根据所述换挡执行机构的结构强度和所述换挡受到的阻力，设置最大占空比和最小占空比；S1042：所述换挡执行机构的强度极限，设置变频占空比周期限值；S1043：结合所述最大占空比、所述最小占空比和所述变频占空比周期限值，更新所述换挡执行机构的初始占空比，得到所述更新后的占空比：其中，F
p2
表示所述更新后的占空比，PWM
max
表示所述最大占空比，PWM
min
表示所述最小占空比，t表示时间，T
w
表示所述控制脉冲周期，T
fc
表示所述控制脉冲周期内由最小占空比上升至最大占空比需要的时间，T
fp2
表示T
fc
及最大占空比的稳定时间之和。3.根据权利要求1所述的协同换挡方法，其特征在于，所述S104还包括：S1044：计算所述主驱电机的振荡角度：其中，θ表示所述振荡角度，k1表示从最高挡位传动至主驱电机轴的传动比，z
n
表示最高挡位接合齿轮的齿数；S1045：设置预设振荡周期，接合所述振荡角度，生成主驱电机振荡角度曲线；
S1046：对所述主驱电机振荡角度曲线进行微分，生成主驱电机振荡基础转速w(S)曲线；S1047：根据所述主驱电机振荡基础转速曲线，生成主驱电机振荡目标转速w1的曲线：w1＝w(S)*k
i
+w(outshaft)*k
n
其中，k
i
表示目标挡位的传动比与最高挡位的传动比之间的比值，k
n
表示目标挡位的传动比，w(outshaft)表示输出轴转速，w(S)表示主驱电机振荡基础转速曲线；S1048：将所述主驱电机振荡目标转速曲线对应的目标转速信号传输到变速箱控制器TCU；S1049：根据所述目标转速信号，采用PI算法计算所述主驱电机的周期振荡扭矩。4.根据权利要求3所述的协同换挡方法，其特征在于，所述主驱电机振荡角度曲线为正弦曲线。5.一种协同换挡系统，其特征在于，包括：第一换挡模...

【专利技术属性】
技术研发人员：易江，林程，董爱道，刘慧敏，
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：