CN101590852A - 电机驱动的两档变速器换档控制方法 - Google Patents

电机驱动的两档变速器换档控制方法 Download PDF

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张华平
王立工
李铁牛
周建
罗华
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Abstract

本发明公开了一种电机驱动的两档变速器换档控制方法。其换档控制过程为：档位传感器检测换档杆位置信息及换档杆位置变化信息，转速传感器获取当前电机转速和当前车速，变速器控制模块计算出电机目标转速，并发出指令给电机控制器，使电机转速快速接近目标转速，变速器控制模块检测换档到位，变速器控制模块按照油门信息驱动电机。本发明换档过程平滑，降低了冲击，提高了舒适性。

Description

电机驱动的两档变速器换档控制方法
技术领域
本发明涉及一种机动车电机驱动的两档变速器换档控制方法。
背景技术
当前机动车多采用五档变速器，其目的是提高车辆的动力性能，但五档变速器结构复杂，且需要有离合器与其配合，整个***成本很高，故障率高。但对于电动车，由于电机低速性能很好，不需要太多档位，一般采用一个档，最多只需两个档位，两个档位的变速器在成本上增加不多，在高低速性能上有较大提高。
现有电动汽车的电机和变速箱之间一般装有一个离合器来切断动力便于换档，换档时无论采用人力推动或电驱动换档，都存在齿轮进入啮合和脱离啮合时相啮合齿轮速度同步问题，如果二者齿轮啮合处线速度不相等，就会产生齿面撞击噪音，严重时会损坏齿轮。
发明内容
为了解决现有电动汽车变速控制存在的上述技术问题，本发明提供一种换档过程平滑的两档变速控制方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
由空档到一档或二档的控制步骤如下：
档位传感器检测当前档位由空档向一档或者二档转换时，转速传感器获取当前电机转速和当前车速，变速器控制模块计算出电机目标转速，并发出指令给电机控制器，使电机转速快速接近目标转速；
变速器控制模块检测换档到位，变速器控制模块按照油门信息驱动电机；
由空档到R档的控制步骤如下：
当倒档位置传感器被触发，换档杆位置信息将被传给变速器控制模块，变速器控制模块判断出当前档位由空档向R档方向移动，变速器控制模块发出指令给电机控制器，使电机反转，并使电机转速快速接近一档转速；
变速器控制模块检测换档到位，变速器控制模块按照油门信息驱动电机。
本发明的技术效果在于：本发明采用电机辅助同步换档，使得换档过程平滑，降低了冲击，提高了舒适性；取消了传动***的离合器装置，降低了***重量和成本。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明中的换档杆位置布置图。
图3本发明中电机驱动的两档变速器***构成图。
具体实施方式
参见图2，本发明中的整车分位4个档位，即：1档，2档，空档，R档，其中1，2档为前进档，空档即N档，R档为倒档，在变速箱内部传动方式和一档一样，传动比与一档相等，不同的仅仅是换档杆的位置不同，当变速器控制模块检测倒档传感器被触发后，使电机反转。
参见图3，图3为电机驱动的两档变速器***构成图。图中1为输入轴速度传感器，2为驱动电机，3为两档变速器，4为输出轴速度传感器，5为变速器换档拨叉轴，6为换档杆，7为档位传感器，8为倒档传感器，9变速器控制模块。倒档传感器8是一个行程开关，安装在换档杆旁边的支架上，当换档杆在空档通道移到箭头位置时(参考图2)，压缩并接通行程开关，***便知道驾驶员将往倒档换。换档杆档位传感器直接与换档杆相连，它将换档杆的位置变化信息转换成连续变化的电信号输入到变速器控制模块。
变速器控制模块通过档位传感器7和倒档传感器8来判断换档杆位置，获取当前档位的信息；同时通过检测传感器电阻的变化，推断换档杆6的运动方向，即驾驶员的换档意图。变速器控制模块同时还通过检测输入轴速度传感器1和输出轴速度传感器4的信号，获取当前变速器输入轴转速和输出轴转速的信息，并以此决定换档同步控制策略。
换档拨叉轴5通过换档软轴或者其它连杆机构与换档杆6相连。由于连接装置存在间隙，所以换档时，换档杆档位传感器7将会比换档拨叉轴先动作，所以它可以在换档拨叉轴动作前将换档杆6的运动信息或者驾驶员的换档意图传给变速器控制模块，以便变速器控制模块利用这个时间差调整或者控制电机速度。
换档前主动啮合套和从动啮合套必须同步，由于电机轴和主动啮合套相连，车轮从动啮合套相连，根据传动比，可将车轮转速换算成从动啮合套的转速，只要控制电机(或者主动啮合套)转速与车轮速度(从动啮合套)相等，就可以保证主从动啮合套的同步，从而实现安静平稳的换档。
本发明的流程图如图1所示。其具体过程如下：
1、空档
变速器控制模块通过检测档位传感器的值，判断当前档位为空档，变速器控制模块发出指令给电机控制器，使电机控制器不发出任何转矩命令，电机状态为无负载空转或停机。
2、由空档到一档(或者二档)
变速器控制模块档位传感器的值判断当前档位为空档。
驾驶员推动换档杆，档位传感器把换档杆位置变化信息传给变速器控制模块。变速器控制模块判断出档位由空档向一档(或者二档)方向移动时，同时通过转速传感器获取当前电机转速信息和当前车速信息，计算出电机目标转速，并发出指令给电机控制器，使电机转速快速接近目标转速。
例如，当前车速为V(km/h)，主减速比为i0，一档(或者二档)速比为i，车轮半径为R，变速器控制模块采集到车速信息，通过计算得出电机对应转速，n＝V*i0*i/(2*pi*3.6*R)，单位为rpm，并发出指令给电机控制器，使电机转速快速达到或接近n，此时主动啮合套和从动啮合套同步转动。
驾驶员继续推动换档杆，便可实现平稳啮合，保证车辆行驶的平顺性。
一旦变速器控制模块检测到换档到位，经过短暂的延时，便可按照驾驶员油门踏板的信息给电机适当的驱动指令。
3、由空档到R档
变速器控制模块档位传感器的值判断当前档位为空档。
驾驶员向左边推动换档杆，当倒档位置传感器被触发，换档杆位置信息将被传给变速器控制模块。变速器控制模块判断出档位由空档向R档方向移动时，变速器控制模块发出指令给电机控制器，使电机反转。由于倒档实际上是一档，不同的仅仅是电机反转，所以其它控制过程和由空档到一档一样。驾驶员继续向前推动换档杆，档位传感器把换档杆位置变化信息传给变速器控制模块，变速器控制模块判断出档位由空档向一档方向移动，发出指令给电机控制器，使电机转速快速接近一档转速，进一步推动换档杆，便可实现平稳啮合，保证车辆行驶的平顺性。
4、由一档(或者二档、R档)到空档
变速器控制模块检测档位传感器的值，判断当前档位为一档(或者二档)。
驾驶员推动换档杆，档位传感器把换档杆位置变化信息传给变速器控制模块。变速器控制模块判断出档位由一档(或者二档)向空档方向移动时，变速器控制模块给电机控制器发出指令，使电机空转。此时驾驶员便可轻易推动换档杆，使啮合套脱离，变速器进入空档。

Claims (1)

1.一种电机驱动的两档变速器换档控制方法，包括以下步骤：
由空档到一档或二档的控制步骤如下：
档位传感器检测当前档位由空档向一档或者二档转换时，转速传感器获取当前电机转速和当前车速，变速器控制模块计算出电机目标转速，并发出指令给电机控制器，使电机转速快速接近目标转速；
变速器控制模块检测换档到位，变速器控制模块按照油门信息驱动电机；
由空档到R档的控制步骤如下：
当倒档位置传感器被触发，换档杆位置信息将被传给变速器控制模块，变速器控制模块判断出当前档位由空档向R档方向移动，变速器控制模块发出指令给电机控制器，使电机反转，并使电机转速快速接近一档转速；
变速器控制模块检测换档到位，变速器控制模块按照油门信息驱动电机。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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