電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法技術

本發明專利技術公開了一種電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法，該方法由變速器電控單元通過檢測D擋開關信號、變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2、電動機轉速傳感器的轉速信號n1、加速踏板位置傳感器的開度信號α判定是否需要由一擋升二擋、由二擋降一擋，并進行換擋過程電動機轉速介入控制。以一擋升二擋為例，根據一擋升二擋電動機目標轉速函數確定一擋升二擋電動機目標轉速，電動機電控單元控制電動機轉速達到一擋升二擋電動機目標轉速，進行線控自動變速器升擋過程介入控制，實現線控自動變速器平穩升擋。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種自動變速器的控制方法，更確切的說是一種電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法。
技術介紹
自動變速器被廣泛應用于汽車、電動汽車、工程機械等各種車輛。現有自動變速器主要有液力機械式自動變速器(AT)、金屬帶式無級自動變速器(CVT)、機械式自動變速器(AMT)、雙離合器式自動變速器(DCT)四大類型。上述四類自動變速器均采用電控液壓伺服裝置，實現換擋過程控制，結構復雜、成本高且增加了控制難度和復雜度。尤其是DCT的執行機構包括：由液壓泵、液壓閥及蓄能器組成的供油機構、由液壓或電機驅動的脈寬調制換擋執行機構、由液壓或電機驅動的離合器操縱機構。這些液壓控制機構使得變速器整體結構復雜、成本高且增加了控制難度和復雜度。隨著汽車電子技術、自動控制技術的逐步成熟和汽車網絡通信技術的廣泛應用，汽車線控技術已成為汽車未來的發展趨勢。汽車線控(X-By-Wire)技術就是以電線和電子控制器來代替機械和液壓系統，將駕駛員的操縱動作經過傳感器變成電信號，輸入到電控單元，由電控單元產生控制信號驅動執行機構進行所需操作。汽車線控技術可以降低部件的復雜度，減少液壓與機械傳動裝置，同時電線走向布置的靈活性擴大了汽車設計的自由空間。為實現線控自動變速器的動力換擋，即換擋過程中駕駛員無需中斷電動機與線控自動變速器之間的動力，若不對電動機采用介入控制，換擋過程中電動機轉速不能滿足換擋轉速的要求，從而造成換擋沖擊，并降低電動機和線控自動變速器的壽命。為確保電動汽車兩擋線控自動變速器的平穩換擋，避免換擋過程中電動機輸入動力的中斷和換擋沖擊，必須對電動汽車兩擋線控自動變速器的換擋過程進行控制。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種既能夠避免換擋過程中電動機輸入動力的中斷和換擋沖擊，又能夠實現電動汽車平穩換擋的兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法。一種電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法，實現該控制方法的電動汽車兩擋線控自動變速器的控制系統包括變速器電控單元、電動機電控單元、電動機、D擋開關、變速器輸出軸轉速傳感器、電動機轉速傳感器、加速踏板位置傳感器、一擋電磁離合器、二擋電磁離合器，在變速器電控單元中事先存儲有一擋升二擋規律曲線、二擋降一擋規律曲線。本專利技術的技術方案如下：電動機起動后，變速器電控單元和電動機電控單元上電，電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法開始運行，該控制方法包括以下步驟：步驟1、變速器電控單元檢測D擋開關信號、變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2、電動機轉速傳感器的轉速信號n1、加速踏板位置傳感器的開度信號α；步驟2、判斷是否掛入D擋：當變速器電控單元檢測到D擋開關信號接通時，判斷為掛入D擋，進行步驟3；否則，當變速器電控單元檢測到D擋開關信號未接通時，判斷未為掛入D擋，返回到步驟1；步驟3、判斷是否需要由一擋升二擋：當變速器電控單元檢測到變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器的開度信號α滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線上的升擋點時，判斷為需要由一擋升二擋，進行步驟4；否則，當變速器電控單元檢測到變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器的開度信號α不滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線上的升擋點時，判斷為不需要由一擋升二擋，進行步驟6；步驟4、一擋升二擋過程控制：變速器電控單元通過檢測到的變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和一擋升二擋電動機目標轉速函數f12(n2)=βn2[(Z1Z11)/(Z0Z10)-(Z2Z21)/(Z0Z20)]/[(Z1Z11)/(Z0Z10)]確定一擋升二擋電動機目標轉速，電動機電控單元控制電動機轉速達到一擋升二擋電動機目標轉速，式中：n2為變速器輸出軸的轉速；Z0為輸入齒輪的齒數；Z1為一擋輸入齒輪的齒數；Z10為一擋主動齒輪的齒數；Z11為一擋從動齒輪的齒數；Z2為二擋輸入齒輪的齒數；Z20為二擋主動齒輪的齒數；Z21為二擋從動齒輪的齒數；β為換擋目標轉速變化系數；步驟5、判斷一擋升二擋是否結束：當一擋升二擋控制過程電動機轉速n1大于等于一擋升二擋電動機目標轉速f12(n2)時，判斷為一擋升二擋控制過程尚未結束，返回到步驟4；否則，當一擋升二擋控制過程電動機轉速n1小于一擋升二擋電動機目標轉速f12(n2)時，判斷為一擋升二擋控制過程結束，返回到步驟1；步驟6、判斷是否需要由二擋降一擋：當變速器電控單元檢測到變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器的開度信號α滿足電動汽車兩擋線控自動變速器二擋降一擋規律曲線上的降擋點時，判斷為需要由二擋降一擋，進行步驟7；否則，當變速器電控單元檢測到變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器的開度信號α不滿足電動汽車兩擋線控自動變速器二擋降一擋規律曲線上的降擋點時，判斷為不需要由二擋降一擋，返回到步驟1；步驟7、二擋降一擋過程控制：變速器電控單元通過檢測到的變速器輸出軸轉速傳感器的轉速信號n2和二擋降一擋電動機目標轉速函數f21(n2)=βn2[(Z1Z11)/(Z0Z10)]/[(Z1Z11)/(Z0Z10)-(Z2Z21)/(Z0Z20)]確定二擋降一擋電動機目標轉速，電動機電控單元控制電動機轉速達到二擋降一擋電動機目標轉速，式中：n2為變速器輸出軸的轉速；Z0為輸入齒輪的齒數；Z1為一擋輸入齒輪的齒數；Z10為一擋主動齒輪的齒數；Z11為一擋從動齒輪的齒數；Z2為二擋輸入齒輪的齒數；Z20為二擋主動齒輪的齒數；Z21為二擋從動齒輪的齒數；β為換擋目標轉速變化系數；步驟8、判斷二擋降一擋是否結束：當二擋降一擋控制過程電動機轉速n1小于等于二擋降一擋電動機目標轉速f21(n2)時，判斷為二擋降一擋控制過程尚未結束，返回到步驟7；否則，當二擋降一擋控制過程電動機轉速n1大于二擋降一擋電動機目標轉速f21(n2)時，判斷為二擋降一擋控制過程結束，返回到步驟1；駕駛員關斷點火開關后，變速器電控單元和電動機電控單元斷電，電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法結束運行。在上述步驟4一擋升二擋過程、步驟7二擋降一擋過程控制中，換擋目標轉速變化系數β是設定的一個固定值，β=0.95～1.05。本專利技術與現有技術相比，其優點是：本專利技術的電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法，采用換擋介入的方式控制電動機轉速，根據電動機換擋目標轉速函數確定電動機換擋目標轉速，由變速器電控單元將控制信號輸送給電動機電控單元，電動機電控單元控制電動機轉速，在駕駛員正常操縱加速踏板的情況下實現平順換擋，避免換擋過程中的換擋沖擊和動力中斷。附圖說明圖1是本專利技術實施例的電動汽車兩擋線控自動變速器控制系統與傳動裝置的結構示意圖及其動力傳遞路線。圖2是本專利技術實施例的電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法流程圖。圖3是本專利技術實施例的電動汽車兩擋線控自動變速器換擋規律曲線示意圖。圖中：10.輸入軸11.一擋輸入軸12.二擋輸入軸30.輸入齒輪31.一擋輸入齒輪32.二擋輸入齒輪41.一擋電磁離合器411.一擋電磁離合器電磁線圈42.二擋電磁離合器421.二擋電磁離合器電磁線圈51.一擋主動齒輪52.二擋主動齒輪61.一擋輸出軸62.二擋輸出軸71.一擋本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法，實現該控制方法的電動汽車兩擋線控自動變速器的控制系統包括變速器電控單元（100）、電動機電控單元（200）、電動機(300)、D擋開關(D?SW)、變速器輸出軸轉速傳感器(OSS)、電動機轉速傳感器(ESS)、加速踏板位置傳感器(APS)、一擋電磁離合器(41)、二擋電磁離合器(42)，在變速器電控單元(100)中事先存儲有一擋升二擋規律曲線(D12)和二擋降一擋規律曲線(D21),其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：步驟1、變速器電控單元(100)檢測D擋開關(D?SW)信號、變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2、電動機轉速傳感器(ESS)的轉速信號n1、加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α；步驟2、判斷是否掛入D擋：當變速器電控單元(100)檢測到D擋開關(D?SW)信號接通時，判斷為掛入D擋，進行步驟3；否則，當變速器電控單元(100)檢測到D擋開關(D?SW)信號未接通時，判斷未為掛入D擋，返回到步驟1；步驟3、判斷是否需要由一擋升二擋：當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線(D12)上的升擋點時，判斷為需要由一擋升二擋，進行步驟4；否則，當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α不滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線(D12)上的升擋點時，判斷為不需要由一擋升二擋，進行步驟6；步驟4、一擋升二擋過程控制：變速器電控單元(100)通過檢測到的變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和一擋升二擋電動機目標轉速函數f12(n2)=βn2[(Z1Z11)/(Z0Z10)??(Z2Z21)/(Z0Z20)]/?[(Z1Z11)/(Z0Z10)]確定一擋升二擋電動機目標轉速，電動機電控單元（200）控制電動機轉速達到一擋升二擋電動機目標轉速，式中：n2為變速器輸出軸（8）的轉速；Z0為輸入齒輪（30）的齒數；Z1為一擋輸入齒輪（31）的齒數；?Z10為一擋主動齒輪（51）的齒數；Z11為一擋從動齒輪（71）的齒數；Z2為二擋輸入齒輪（32）的齒數；Z20為二擋主動齒輪（52）的齒數；Z21為二擋從動齒輪（72）的齒數；β為換擋目標轉速變化系數；步驟5、判斷一擋升二擋是否結束：當一擋升二擋控制過程電動機轉速n1大于等于一擋升二擋電動機目標轉速f12(n2)時，判斷為一擋升二擋控制過程尚未結束，返回到步驟4；否則，當一擋升二擋控制過程電動機轉速n1小于一擋升二擋電動機目標轉速f12(n2)時，判斷為一擋升二擋控制過程結束，返回到步驟1；步驟6、判斷是否需要由二擋降一擋：當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α滿足電動汽車兩擋線控自動變速器二擋降一擋規律曲線(D21)上的降擋點時，判斷為需要由二擋降一擋，進行步驟7；否則，當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α不滿足電動汽車兩擋線控自動變速器二擋降一擋規律曲線(D21)上的降擋點時，判斷為不需要由二擋降一擋，返回到步驟1；步驟7、二擋降一擋過程控制：變速器電控單元(100)通過檢測到的變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和二擋降一擋電動機目標轉速函數f21(n2)=?βn2[(Z1Z11)/(Z0Z10)]?/[(Z1Z11)/(Z0Z10)?(Z2Z21)/(Z0Z20)]確定二擋降一擋電動機目標轉速，電動機電控單元（200）控制電動機轉速達到二擋降一擋電動機目標轉速，式中：n2為變速器輸出軸（8）的轉速；Z0為輸入齒輪（30）的齒數；Z1為一擋輸入齒輪（31）的齒數；?Z10為一擋主動齒輪（51）的齒數；Z11為一擋從動齒輪（71）的齒數；Z2為二擋輸入齒輪（32）的齒數；Z20為二擋主動齒輪（52）的齒數；Z21為二擋從動齒輪（72）的齒數；β為換擋目標轉速變化系數；步驟8、判斷二擋降一擋是否結束：當二擋降一擋控制過程電動機轉速n1小于等于二擋降一擋電動機目標轉速f21(n2)時，判斷為二擋降一擋控制過程尚未結束，返回到步驟7；否則，當二擋降一擋控制過程電動機轉速n1大于二擋降一擋電動機目標轉速f21(n2)時，判斷為二擋降一擋控制過程結束，返回到步驟1。...

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車兩擋線控自動變速器換擋介入控制方法，實現該控制方法的電動汽車兩擋線控自動變速器的控制系統包括變速器電控單元（100）、電動機電控單元（200）、電動機(300)、D擋開關(D-SW)、變速器輸出軸轉速傳感器(OSS)、電動機轉速傳感器(ESS)、加速踏板位置傳感器(APS)、一擋電磁離合器(41)、二擋電磁離合器(42)，在變速器電控單元(100)中事先存儲有一擋升二擋規律曲線(D12)和二擋降一擋規律曲線(D21),其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：步驟1、變速器電控單元(100)檢測D擋開關(D-SW)信號、變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2、電動機轉速傳感器(ESS)的轉速信號n1、加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α；步驟2、判斷是否掛入D擋：當變速器電控單元(100)檢測到D擋開關(D-SW)信號接通時，判斷為掛入D擋，進行步驟3；否則，當變速器電控單元(100)檢測到D擋開關(D-SW)信號未接通時，判斷未為掛入D擋，返回到步驟1；步驟3、判斷是否需要由一擋升二擋：當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線(D12)上的升擋點時，判斷為需要由一擋升二擋，進行步驟4；否則，當變速器電控單元(100)檢測到變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和加速踏板位置傳感器(APS)的開度信號α不滿足電動汽車兩擋線控自動變速器一擋升二擋規律曲線(D12)上的升擋點時，判斷為不需要由一擋升二擋，進行步驟6；步驟4、一擋升二擋過程控制：變速器電控單元(100)通過檢測到的變速器輸出軸轉速傳感器（OSS）的轉速信號n2和一擋升二擋電動機目標轉速函數f12(n2)=βn2[(Z1Z11)/(Z0Z10)-(Z2Z21)/(Z0Z20)]/[(Z1Z11)/(Z0Z10)]確定一擋升二擋電動機目標轉速，電動機電控單元（200）控制電動機轉速達到一擋升二擋電動機目標轉速，式中：n2為變速器輸出軸（8）的轉速；Z0為輸入齒輪（30）的齒數；Z1為一擋輸入齒輪（31）的齒數；Z10為一擋主動齒輪（51）的齒數；Z11為一擋從動齒輪（71）的齒數；Z2為二擋輸入齒輪（32）的齒數；Z20為二擋主動齒輪（52）的齒數；Z21為二擋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曲金玉，呂娜娜，郭政斌，任傳波，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：山東;37