本申请涉及车辆,尤其涉及一种电动汽车的变速箱的换挡控制方法、系统、车辆及设备。
背景技术:
1、纯电动重卡动力系统驱动型式包括中心电机驱动、中央电机驱动桥、轮边电机驱动桥以及轮毂电机等。考虑到整车重量和续航能力,目前商用车市场上应用较多的是中央电机驱动桥和轮边电机驱动桥型式。不同于传统燃油车驱动构型,中央电机驱动桥将电机、变速器、减速器、差速锁和驱动桥集成于一体,这样就形成了驱动电机-变速器直连的系统,由于没有离合器隔断动力链,无同步器换挡对tcu换挡执行控制策略以及mcu扭矩/转速控制都提出较高的技术要求。
2、amt无同步器静态换挡的难点是兼顾换挡的快速性与平顺性。就快速性来讲,保持接合齿同步侧与被同步侧一定的转速差或利用角位移传感器监控两侧相位差,可以保证一次进挡成功率,继而缩短换挡时间;就平顺性来讲,驱动电机自身的转动惯量、目标挡位的速比、接合齿转速差、换挡力以及挂挡作业时的电机输出扭矩均对换挡平顺性产生重要影响,是比较难于调控的性能指标。
3、专利《一种纯电车辆的amt静态换挡控制方法》(cn202210144633.4)提出了一种旨在缩短换挡时间和换挡冲击的无同步器静态换挡方法,与现用的技术方案类似,都是采用驱动电机主动控制扭矩调相,都考虑了变速器油温对拖曳扭矩的影响,这种方法的优点是换挡时间短,缺点是调相完毕与挂挡进齿的时间间隔很短(<30ms),驱动电机扭矩不能在这么短的时间内迅速降低到0,也即动力链结合时驱动电机扭矩仍有7nm~15nm,由于重卡amt起步挡的速比较大,可达12~15,所以轮边扭矩偏大,导致静态换挡时换挡冲击相当严重。对于气动执行机构,由于气动控制的滞后性,目前采用onoff控制方式,导致在对齿阶段,气缸进气腔流量增大,换挡力增大,挂挡时还存在严重的机械限位冲击问题。
4、论文《电动汽车无同步器变速器换挡过程主动对齿控制》中提出了一种电机扭矩主动控制方法,实现接合套与接合齿圈之间相对转速和相对转角的“零转速差”和“零转角差”双目标跟踪控制。其需要获取电机和变速器输出轴的角位移,不适用于不装配角位移传感器的行星排齿轮传动机构。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种电动汽车的变速箱的换挡控制方法、系统、车辆及设备,解决amt气动执行机构静态换挡冲击过大问题,可提升换挡平顺性、降低静态换挡噪声。
2、第一方面,提供一种电动汽车的变速箱的换挡控制方法,包括:
3、在换挡时,判断是否一次进挡成功;
4、如果不是一次进挡成功,则控制换挡气缸回中位,并判断换挡状态时间是否小于预设的最大允许换挡时间;
5、如果换挡状态时间小于所述最大允许换挡时间,则根据变速箱油温和驱动电机转速,使用前馈+pi控制方法向电机控制器发送请求扭矩,并控制驱动电机转速升到目标转速;
6、控制所述请求扭矩为零,并判断所述电机实际扭矩是否小于预定阈值;
7、如果是,则执行换挡,并判断换挡是否成功,以及在换挡成功时结束换挡控制。
8、在一些示例中,所述在换挡时,判断是否一次进挡成功,包括:
9、获得目标挡位和当前挡位;
10、根据所述目标挡位和当前挡位判断是否执行换挡;
11、如果是,则根据所述目标挡位执行换挡,并判断是否一次进挡成功,否则,保持当前挡位。
12、在一些示例中,所述控制所述请求扭矩为零,并判断所述电机实际扭矩是否小于预定阈值,包括:
13、控制所述请求扭矩为零,并判断所述电机实际扭矩是否小于预定阈值;
14、如果否,则保持清扭状态。
15、在一些示例中,还包括:
16、在判断换挡未成功时,返回至控制换挡气缸回中位,并判断换挡状态时间是否小于预设的最大允许换挡时间的步骤。
17、在一些示例中,还包括:
18、在判断换挡状态时间大于所述预设的最大允许换挡时间时,上报换挡失败故障。
19、在一些示例中,所述判断是否一次进挡成功以及判断换挡是否成功的条件,包括:
20、判断换挡位置是否到达目标挡位位置范围内、换挡时序是否为换挡完成状态、一次进挡时间是否小于一次进挡时间阈值;
21、如果换挡位置到达目标挡位位置范围内、换挡时序为换挡完成状态且一次进挡时间小于一次进挡时间阈值,则判定为换挡成功,否则,判定为换挡失败。
22、在一些示例中,所述根据变速箱油温和驱动电机转速,使用前馈+pi控制方法向电机控制器发送请求扭矩,包括:
23、获取变速器油温、驱动电机转速、目标挡位速比;
24、根据变速器油温、驱动电机转速、目标挡位速比,以电机转速为控制量,按照前馈+pi反馈控制方法向所述电机控制器发送请求扭矩。
25、第二方面,提供了一种电动汽车的变速箱的换挡控制系统,包括:
26、判断模块,用于在换挡时,判断是否一次进挡成功;
27、控制模块,用于在不是一次进挡成功时,控制换挡气缸回中位,并判断换挡状态时间是否小于预设的最大允许换挡时间,如果换挡状态时间小于所述最大允许换挡时间,则根据变速箱油温和驱动电机转速,使用前馈+pi控制方法向电机控制器发送请求扭矩,并控制驱动电机转速升到目标转速,控制所述请求扭矩为零,并判断所述电机实际扭矩是否小于预定阈值,如果是,则执行换挡,并判断换挡是否成功,以及在换挡成功时结束换挡控制。
28、第三方面,提供了一种车辆,包括:根据上述的第二方面所述的电动汽车的变速箱的换挡控制系统。
29、第四方面,提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时,实现上述第一方面以及第一方面任意一种可能的实现方式的电动汽车的变速箱的换挡控制方法的步骤。
30、第五方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现上述第一方面以及第一方面任意一种可能的实现方式的电动汽车的变速箱的换挡控制方法的步骤。
31、第六方面,提供一种计算机程序产品,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现上述第一方面以及第一方面任意一种可能的实现方式的电动汽车的变速箱的换挡控制方法的步骤。
32、采用本申请的实施例,解决amt气动执行机构静态换挡冲击过大问题,可提升换挡平顺性、降低静态换挡噪声。优点如下:电机清扭状态下执行换挡动作,并预估清扭后结合齿套自由降速补偿量,保证换挡对齿时有足够且合适的转速差换挡,可以大大减轻电机扭矩作用下挂挡所引起的换挡冲击;以电机转速为控制量,按照前馈+pi反馈控制方法发送电机请求扭矩,可以使转速更快和更稳定地达到目标附近;采用从空挡位置开始补挂的方式,气缸进气腔压力比对齿状态下要小,可以缓解换挡机械限位冲击和噪声,进而,有效地提升了换挡平顺性。
1.一种电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,所述在换挡时,判断是否一次进挡成功,包括:
3.根据权利要求1所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,所述控制所述请求扭矩为零,并判断所述电机实际扭矩是否小于预定阈值,包括:
4.根据权利要求1所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,还包括:
5.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,还包括:
6.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,所述判断是否一次进挡成功以及判断换挡是否成功的条件,包括:
7.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法,其特征在于,所述根据变速箱油温和驱动电机转速,使用前馈+pi控制方法向电机控制器发送请求扭矩,包括:
8.一种电动汽车的变速箱的换挡控制系统,其特征在于,包括:
9.一种车辆,其特征在于,包括:根据权利要求8所述的电动汽车的变速箱的换挡控制系统。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时,实现根据权利要求1-7任一项所述的电动汽车的变速箱的换挡控制方法。