CN104590264A - 电动汽车的换挡控制方法、***及电动汽车 - Google Patents

电动汽车的换挡控制方法、***及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电动汽车的换挡控制方法，电动汽车包括：电机和变速器，电机的输出端与变速器的输入端相连，包括步骤：获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值；根据变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速；计算电机输出端转速的检测值和变速器输入端转速之间的误差；在电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机根据电机输出端目标转速进行调速。本发明可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮。本发明还提出了一种电动汽车的换挡控制***和一种电动汽车。

Description

电动汽车的换挡控制方法、***及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车换挡控制技术领域，特别涉及一种电动汽车的换挡控制方法、***及电动汽车。
背景技术
目前在电机搭载多档位自动变速器的动力总成中，若不搭载离合器，需要采用在摘档后启动电机同步转速的方法，达到后续换挡时电机输出端目标转速的要求，在同步转速过程中需要将变速器输入端转速与换挡时电机输出端目标转速进行比较，当两转速间的误差小于一定数值时，来判定换挡时刻，在这里参阅图1所示的电机的各个转速的换挡关系图。
由于电机与变速器输入轴在换档前后始终为硬性连接，所以变速器输入端转速与电机输出端转速是完全相等的，当控制电机输出端转速达到换挡时电机输出端目标转速的一定范围以内时，则进行换挡操作。而换挡时电机输出端目标转速由换档时变速器输入端目标转速所决定，换档时变速器输入端目标转速是由变速器输出端转速换算得到的。若在没有换档操作时，由于变速器输出轴与输入轴间为硬性连接，所以变速器输出端与输入端的转速之间在数值上为一定的换算关系，又由于电机与变速器输入轴在换档前后始终为硬性连接，那么电机输出端转速与变速器输入端转速应相等，电机输出端转速与变速器输出端转速经过换算后在数值上应是相等的，在这里所描述的转速可视为实际转速。
但在没有换档操作时，电机的速度传感器采集到的电机输出端转速与实际转速存在误差，该误差会导致电机输出端转速存在误差。另外，变速器的速度传感器采集到的变速器输出端转速与实际转速间也存在误差，该误差会导致电机输出端目标转速存在误差。当控制电机输出端转速达到电机输出端目标转速时，上述两种误差有可能导致变速器输入端转速与电机输出端目标转速相差较大，由此，可能导致在后续的换挡操作中出现严重的顿挫感，甚至损坏变速器齿轮。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的换挡控制方法，该方法可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高换档品质，从而有效的保护变速器齿轮。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的换挡控制***。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。
为了实现上述目的，本发明第一个方面的实施例提供了一种电动汽车的换挡控制方法，所述电动汽车包括：电机和变速器，所述电机的输出端与所述变速器的输入端相连，所述方法包括以下步骤：获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值；根据所述变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速；计算所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差；在所述电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和所述误差得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制方法，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机进行调速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮。
在一些示例中，所述变速器输入端目标转速通过如下方式得到：根据目标档位得到所述变速器输出端目标转速；根据所述变速器输出端目标转速得到所述变速器输入端目标转速。
在一些示例中，通过电机旋转变压器或速度传感器获得所述电机输出端转速的检测值，通过变速器转速传感器获得所述变速器输出端转速的检测值。
在一些示例中，在所述获取所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差之后，还包括：将所述变速器输入端转速与所述误差保存在映射表中，以便在所述电动汽车进行换挡时，查找所述映射表以得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
本发明第二个方面的实施例提供了一种电动汽车的换挡控制***，所述电动汽车包括：电机和变速器，所述电机的输出端与所述变速器的输入端相连，所述***包括：检测模块，用于获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值；转换模块，用于根据所述变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速；计算模块，用于计算所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差；以及控制器，用于在所述电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和所述误差得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制***，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机进行调速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮。
在一些示例中，所述转换模块用于根据目标档位得到所述变速器输出端目标转速，并根据所述变速器输出端目标转速得到所述变速器输入端目标转速。
在一些示例中，所述检测模块包括用于检测所述电机输出端转速的检测值的电机旋转变压器或速度传感器，以及用于检测所述变速器输出端转速的检测值的变速器转速传感器。
在一些示例中，还包括：存储模块，用于将所述变速器输入端转速与所述误差保存在映射表中，以便在所述电动汽车进行换挡时，所述控制器查找所述映射表以得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
本发明第三个方面的实施例提供了一种电动汽车，包括本发明第二个目的提出的电动汽车的换挡控制***。
根据本发明实施例的电动汽车，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机进行调速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是电机的各个转速的换挡关系图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的映射表建立流程图；
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的换挡时刻误差消除流程图；
图5是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制***的结构图；以及
图6是根据本发明一个实施例的电动汽车的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制方法、***及电动汽车。
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的流程图。如图2所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的流程图，其中，电动汽车包括：电机和变速器，电机的输出端与变速器的输入端相连，该方法包括以下步骤：
步骤S101：获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值。
其中，可通过电机旋转变压器或速度传感器获得电机输出端转速的检测值，由电机旋转变压器或速度传感器读取并经过采集芯片的软件和硬件滤波后即得到电机输出端转速的检测值，可通过变速器速度传感器获得变速器输出端转速的检测值，由变速器速度传感器直接读取到并经过采集芯片软件和硬件滤波后即得到变速器输出端转速的检测值。
步骤S102：根据变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速。
由于实际转速为一个理想数值，实际中无法准确测量，那么在此假设电机输出端转速的检测值与实际转速存在误差A，同时变速器输出端转速的检测值换算到变速器输入端转速后，变速器输入端转速与实际转速之间的误差为B，则：
实际转速+A=电机输出端转速的检测值    ①
实际转速+B=变速器输入端转速          ②
步骤S103：计算电机输出端转速的检测值和变速器输入端转速之间的误差。
在不同的转速下，A与B的数值均为变化的数值，得到较为困难，那么使用①式减去②式，得到：
A-B=电机输出端转速的检测值-变速器输入端转速
假设A-B=C，误差C表示的意义为，将变速器输入端转速所描述的实际转速转换为电机输出端转速的检测值所描述的实际转速时，需要加上的数值。即无需得到实际转速则可消除换挡时电机输出端目标转速中存在的由速度传感器准确度引起的误差。因此，只需要实时采集电机输出端转速的检测值，以及得到变速器输入端转速，就可以得到上述中的C，在换挡时刻得到的换挡时电机输出端目标转速包含了上述中的C，这样就可消除由于速度传感器准确度引起的误差。
步骤S104：在电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机根据电机输出端目标转速进行调速。
其中，变速器输入端目标转速通过如下方式得到：
根据目标档位得到变速器输出端目标转速，根据变速器输出端目标转速得到变速器输入端目标转速。
而电机输出端目标转速通过如下方式得到：
将变速器输入端转速与误差保存在映射表中，以便在电动汽车进行换挡时，查找映射表以得到电机输出端目标转速。
由于变速器齿轮传动摩擦等因素的影响，变速器输入端转速正向增大和反向减小时，其对应的误差C并不相同，下面在增大和减小这两种情况下分别记录误差C，并分别建立变速器输入端转速正向增大和反向减小时对应的映射表，图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的映射表建立流程图，图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的换挡时刻误差消除流程图，具体的，包括以下步骤：
步骤S201：获取电机输出端转速与变速器输出端转速的检测值。
步骤S202：根据变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速。
步骤S203：计算电机输出端转速的检测值和变速器输入端转速间的误差。
步骤S204：判断变速器输入端转速的变化趋势，如果反向减小则执行步骤S205，如果正向增大则执行步骤S206。
步骤S205：以变速器输入端转速为X坐标，误差为Y坐标，存储入反向减小对应的映射表。
步骤S206：以变速器输入端转速为X坐标，误差为Y坐标，存储入正向增大对应的映射表。
步骤S207：变速器输入端转速正向增大和反向减小时对应的映射表建立完毕。
步骤S301：换档时电机调速，根据目标档位得到变速器输出端目标转速，根据变速器输出端目标转速得到变速器输入端目标转速。
步骤S302：判断变速器输入端转速的变化趋势，如果反向减小则执行步骤S303，如果正向增大则执行步骤S304。
步骤S303：换档时变速器输入端目标转速为X坐标，在反向减小的映射表中找到对应的误差。
步骤S304：换档时变速器输入端目标转速为X坐标，在正向增大的映射表中找到对应的误差。
步骤S305：将得到的误差与换档时变速器输入端目标转速相加，得到的数值即为电机输出端目标转速。
步骤S306：电机依据电机目标转速进行调速。
根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制方法，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮，通过本发明实施例的电动汽车的换挡控制方法，可将变速器输入端转速与误差保存在映射表中，以便在电动汽车进行换挡时，方便的查找映射表以得到电机输出端目标转速。
图5是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制***的结构图，电动汽车包括：电机100和变速器200，电机100的输出端与变速器200的输入端相连，***包括：检测模块300、转换模块400、计算模块500和控制器600。
检测模块300用于获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值，包括用于检测电机输出端转速的检测值的电机旋转变压器或速度传感器，其由电机旋转变压器或速度传感器读取并经过采集芯片的软件和硬件滤波后即得到电机输出端转速的检测值，以及用于检测变速器输出端转速的检测值的变速器速度传感器，其由变速器速度传感器直接读取到并经过采集芯片软件和硬件滤波后即得到变速器输出端转速的检测值。
转换模块400用于根据变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速。由于实际转速为一个理想数值，实际中无法准确测量，那么在此假设电机输出端转速的检测值与实际转速存在误差A，同时变速器输出端转速的检测值换算到变速器输入端转速后，变速器输入端转速与实际转速之间的误差为B，则：
实际转速+A=电机输出端转速的检测值    ①
实际转速+B=变速器输入端转速          ②
在不同的转速下，A与B的数值均为变化的数值，得到较为困难，那么使用①式减去②式，得到：
A-B=电机输出端转速的检测值-变速器输入端转速
计算模块500用于计算电机输出端转速的检测值和变速器输入端转速之间的误差。
假设A-B=C，误差C表示的意义为，将变速器输入端转速所描述的实际转速转换为电机输出端转速的检测值所描述的实际转速时，需要加上的数值。即无需得到实际转速则可消除换挡时电机输出端目标转速中存在的由速度传感器准确度引起的误差。因此，只需要实时采集电机输出端转速的检测值，以及得到变速器输入端转速，就可以得到上述中的C，在换挡时刻得到的换挡时电机输出端目标转速包含了上述中的C，这样就可消除由于速度传感器准确度引起的误差。
控制器600用于在电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，并控制电机100根据电机输出端目标转速进行调速。
因此，在这里，转换模块400还用于根据目标档位得到变速器输出端目标转速，并根据变速器输出端目标转速得到变速器输入端目标转速。
根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制***，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮。
结合图5所示，在本发明的一些实施例中还包括存储模块700。
存储模块700用于将变速器输入端转速与误差保存在映射表中，以便在电动汽车进行换挡时，控制器600查找映射表以得到电机输出端目标转速，并控制电机100根据电机输出端目标转速进行调速。
由于变速器200齿轮传动摩擦等因素的影响，变速器输入端转速正向增大和反向减小时，其对应的误差C并不相同，下面在增大和减小这两种情况下分别记录误差C，并分别建立变速器输入端转速正向增大和反向减小时对应的映射表，图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的映射表建立流程图，图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的换挡控制方法的换挡时刻误差消除流程图，具体的，包括以下步骤：
步骤S201：检测模块300获取电机输出端转速与变速器输出端转速的检测值。
步骤S202：转换模块400根据变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速。
步骤S203：计算模块500计算电机输出端转速的检测值和变速器输入端转速间的误差。
步骤S204：判断变速器输入端转速的变化趋势，如果反向减小则执行步骤S205，如果正向增大则执行步骤S206。
步骤S205：以变速器输入端转速为X坐标，误差为Y坐标，存储入存储模块700的反向减小对应的映射表。
步骤S206：以变速器输入端转速为X坐标，误差为Y坐标，存储入存储模块700的正向增大对应的映射表。
步骤S207：变速器输入端转速正向增大和反向减小时存储模块700对应的映射表建立完毕。
步骤S301：换档时电机100调速，根据目标档位得到变速器输出端目标转速，根据变速器输出端目标转速得到变速器输入端目标转速。
步骤S302：判断变速器输入端转速的变化趋势，如果反向减小则执行步骤303，如果正向增大则执行步骤S304。
步骤S303：换档时变速器输入端目标转速为X坐标，在反向减小的存储模块700的映射表中找到对应的误差。
步骤S304：换档时变速器输入端目标转速为X坐标，在正向增大的存储模块700的映射表中找到对应的误差。
步骤S305：将得到的误差与换档时变速器输入端目标转速相加，得到的数值即为电机输出端目标转速。
步骤S306：电机100的控制器600依据电机目标转速进行调速。
根据本发明实施例的电动汽车的换挡控制***，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮，其次，通过本发明实施例的存储模块，可将变速器输入端转速与误差保存在映射表中，以便在电动汽车进行换挡时，方便的查找映射表以得到电机输出端目标转速。
图6是根据本发明一个实施例的电动汽车的结构图，电动汽车1000包括：电机100、变速器200、检测模块300、转换模块400、计算模块500、控制器600和存储模块700，其功能如上述电动汽车的换挡控制***。
根据本发明实施例的电动汽车，通过变速器输入端目标转速和误差得到电机输出端目标转速，可以消除换挡操作中可能出现的严重顿挫感，提高电机输出端转速的控制精度，消除两个速度传感器的误差，提高换档品质，并有效的保护变速器齿轮，通过本发明实施例的电动汽车的存储模块，可将变速器输入端转速与误差保存在映射表中，以便在电动汽车进行换挡时，方便的查找映射表以得到电机输出端目标转速。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种电动汽车的换挡控制方法，其特征在于，所述电动汽车包括：电机和变速器，所述电机的输出端与所述变速器的输入端相连，所述方法包括以下步骤：
获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值；
根据所述变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速；
计算所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差；
在所述电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和所述误差得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的换挡控制方法，其特征在于，所述变速器输入端目标转速通过如下方式得到：
根据目标档位得到所述变速器输出端目标转速；
根据所述变速器输出端目标转速得到所述变速器输入端目标转速。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的换挡控制方法，其特征在于，通过电机旋转变压器或速度传感器获得所述电机输出端转速的检测值，通过变速器速度传感器获得所述变速器输出端转速的检测值。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的换挡控制方法，其特征在于，在所述获取所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差之后，还包括：
将所述变速器输入端转速与所述误差保存在映射表中，以便在所述电动汽车进行换挡时，查找所述映射表以得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
5.一种电动汽车的换挡控制***，其特征在于，所述电动汽车包括：电机和变速器，所述电机的输出端与所述变速器的输入端相连，所述***包括：
检测模块，用于获取电机输出端转速和变速器输出端转速的检测值；
转换模块，用于根据所述变速器输出端转速的检测值得到变速器输入端转速；
计算模块，用于计算所述电机输出端转速的检测值和所述变速器输入端转速之间的误差；以及
控制器，用于在所述电动汽车进行换挡时，根据变速器输入端目标转速和所述误差得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
6.根据权利要求5所述的电动汽车的换挡控制***，其特征在于，所述转换模块用于根据目标档位得到所述变速器输出端目标转速，并根据所述变速器输出端目标转速得到所述变速器输入端目标转速。
7.根据权利要求5所述的电动汽车的换挡控制***，其特征在于，所述检测模块包括用于检测所述电机输出端转速的检测值的电机旋转变压器或速度传感器，以及用于检测所述变速器输出端转速的检测值的变速器速度传感器。
8.根据权利要求5所述的电动汽车的换挡控制***，其特征在于，还包括：
存储模块，用于将所述变速器输入端转速与所述误差保存在映射表中，以便在所述电动汽车进行换挡时，所述控制器查找所述映射表以得到所述电机输出端目标转速，并控制所述电机根据所述电机输出端目标转速进行调速。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括：
如权利要求5-8任一项所述的电动汽车的换挡控制***。
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