電動機的控制制造技術

用于在第一和第二軸(11，111；12，152，153)的同步過程期間控制電機(EM)的方法，藉此所述第一軸(10，110)與所述電機(EM)的輸出軸(11，111)傳動連接并且所述第一和第二軸(11，111；12，152，153)能連接于同步機構(13)上，所述方法包括如下步驟：?通過連續地使用速度控制將輸出軸(10，110)的速度(na)控制為接近所述第二軸(12，152，153)的目標速度(nt)，?控制所述電機(EM)的電轉矩以使所述電機(EM)的輸出轉矩(Tout)基本上變得等于零，控制所述同步機構(13，113)從而令第一和第二軸(11，111；12，152，153)的所述速度同步。

【技術實現步驟摘要】
電動機的控制
本專利技術涉及在第一軸和第二軸的同步過程期間控制電機的方法，藉此電機連接于第一軸。
技術介紹
當將第一軸同步地連接于具有第二軸的電機時，由于電動機(electricmotor)的慣性，在同步機構上具有極高的負載。當在換擋步驟期間電機連接于第一軸時，這尤其是個問題，其增加了從電機至第一軸的轉矩，即也增加了慣性對第一軸的影響。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對如何實現第一軸與第二軸的同步提出解決方案，其中第一軸連接于電機而無同步機構上任何損壞的風險。通過本專利技術的方法在第一軸和第二軸的同步過程期間控制電機來實現該目的。第一軸與電機的輸出軸傳動連接并且第一和第二軸能連接于同步機構上。為了控制電機，執行以下步驟：通過使用速度控制并連續地將電機的輸出軸控制為基本對應于第二軸目標速度的速度；-控制電機的電轉矩(electricaltorque)，使得來自電機的輸出轉矩變得基本上等于零；-控制同步機構以使第一和第二軸的速度同步。使用電機的速度控制通過首先將電機的輸出軸速度控制為基本上對應于第二軸的目標速度，從而獲得第一軸的接近第二軸的同步速度的速度。因為速度控制基于調整誤差，因此由于使用速度控制，因此不能獲得第一軸與第二軸之間完全同步的速度。然而，速度控制緊跟著是電機的轉矩控制。通過在同步機構的同步過程期間將電機的輸出轉矩連續地控制為零，在第一軸和第二軸的同步期間將基本上沒有來自電機的慣性的轉矩負載。無關地，如果電機的輸出軸上具有負或正轉矩，則控制機構將控制電機以使來自電機的轉矩貢獻為零。平衡轉矩能被描述為T＝I*w_dot*Rt^2，其中T是平衡轉矩，I是電機的慣性，w_dot是在與第二軸的同步期間由同步機構導致的第一軸的速度變化，并且Rt^2是電機與第一輸入軸之間的傳動比。通過應用上述方法，在同步機構上來自電機的負載貢獻可被減少為基本上為零，藉此將減少同步機構的磨損從而增加其使用壽命。在所述方法的一個方面中，其進一步包括：-連續地測量第一軸的實際速度，藉此根據所述第一軸的所述實際速度的任何變化執行對所述電機的輸出轉矩的控制。通過連續地測量第一軸的實際速度，第一軸的任何速度變化的信號能被送至電機控制器，藉此能利用第一軸的實際速度變化的反饋控制來控制電機的電轉矩，從而由于速度變化導致的電機轉子的慣性被抵消，因此實現了電機的輸出轉矩變得基本為零。在所述方法的另一方面中，其進一步包括：-連續地測量所述同步機構的位置、第一軸的實際速度和第二軸的實際速度，以及當同步機構到達預定位置時首先執行對電機輸出轉矩的控制，藉此電機的輸出轉矩取決于第一軸實際速度與第二軸實際速度之間的差異。在所述方法的該方面，轉矩控制能被無任何延遲地執行。連續地測量同步機構位置確保了與第一軸和第二軸開始同步同時地開始轉矩控制。預定位置優選是其中第一轉矩能在第一軸與第二軸之間傳遞的同步機構位置。能根據同步機構的任何移動部件測量位置，并且優選根據控制叉測量。通過第一軸與第二軸之間的速度差能確定電機慣性產生的轉矩。平衡轉矩(counteractingtorque)能被描述為T(w)＝I_EM*(w1-w2)/dt*Rt^2，其中T(n)是平衡轉矩，I_EM是電機轉子的慣性，w1是在同步之前第一軸的角速度并且w2是在同步之后第一軸的目標角速度，dt是同步時間并且Rt^2是電機與第一輸入軸之間的傳動比。如果第一軸與電動機之間具有任何傳動比，或者電動機直接作用在第一軸上或以1：1的傳動比作用在第一軸上，則所述方法和上述算法能被獨立地使用，僅僅將轉矩乘以傳動比即可。通過對第一軸和第二軸的實際速度以及同步器的位置施加連續的測量，能夠以前饋控制來控制電機，藉此能無任何延遲地獲得來自電機的真零點轉矩貢獻。所述方法能應用于連接于將與第二軸同步的第一軸的任何電機。有利地，該方法被應用在設置有電機的變速裝置中，所述電機的輸出軸連接于變速裝置的輸入軸。至少一個齒輪分配給所述輸入軸并且該齒輪能與同步機構同步。特別有利地是當所述方法應用于一種雙離合多速變速裝置時，該雙離合多速變速裝置設置有連接于其輸入軸之一的電機。本專利技術還涉及一種載有計算機程序的計算機可讀介質，其包括當在計算機上運行所述程序產品時執行所述方法的一個或所有方面的程序代碼工具。此外，用于控制設置有變速裝置和如上所述電機的混合動力車輛的電機的控制單元優選被構造為執行所述方法的所述方面。附圖說明附圖中的所有繪圖是示意性的。圖1公開了一種車輛。圖2公開了設置有電機的雙離合變速裝置。圖3a和3b公開了本專利技術的兩個實施例。圖4a-b公開了示出換擋過程(shiftingprocedure)中分叉位置、電機速度和軸轉矩的示圖。圖4c公開了電機的輸出軸上的轉矩。圖5公開了本專利技術方法的流程圖。具體實施方式圖1公開了車輛V，其中可設有圖2公開的變速裝置100并且變速裝置100可受益于用于控制電機EM的所述方法。現在圖3公開了具有連接于第一軸11的輸出軸10的電機EM。第一軸能經由同步機構13連接于第二軸12。第一速度傳感器14連續地測量第一軸11的速度。第二速度傳感器16連續地測量第二軸12的速度。位置傳感器15測量同步機構13的位置。同步機構13的位置優選作為控制叉(controlfork)的位置(未公開)被測量，但是，指示同步機構13接合狀態的可移動部件的任何位置能夠被測量。來自傳感器14、15、16的信號被發送至電子控制單元(electroniccontrolunit，簡稱ECU)ECU，其能基于來自傳感器14、15、16的輸入控制電機EM。在所述方法的一個實施例中，僅使用來自第一速度傳感器14的信號，藉此ECU以反饋控制控制電機，使得第一軸11的速度的變化(以及由此電機的輸出軸10的速度的變化)符合電機EM的轉矩控制從而平衡來自速度變化導致的電機EM的轉子的慣性的轉矩。在所述方法的另一實施例中，ECU使用來自所有三個傳感器14、15、16的信號控制電機EM。當使用來自所有三個傳感器14、15、16的信號時，可實現電機EM的輸出轉矩的前饋控制。通過ECU能計算第一軸11的速度與第二軸12的速度之間的差異。此外，由于速度差連同同步機構13位置的連續監控，當第一軸與第二軸12的速度同步時ECU能預測第一軸11的速度變化，藉此電機EM的輸出轉矩能被基本無延遲地控制為0。當同步機構13經過預定位置(例如同步機構13開始傳遞轉矩的位置)時，ECU能開始控制電機，使得能平衡在輸出軸10速度變化時轉子慣性導致的轉矩。來自電機EM的輸出轉矩因此能在整個同步過程期間繼續為0。在圖3b中，公開了電機EM如何連接于第一軸11的可選設計。輸出軸10在換擋步驟(gearstep)17、18期間連接于第一軸11，藉此能獲得不同于1:1的傳動比。當傳動比使得電機EM的輸出轉矩在換擋步驟期間增加時，所述方法的好處甚至更大，因為同步機構13上轉矩負載減少的更多。但是所述方法被相應地應用，變化僅是考慮換擋步驟17、18期間輸出軸10與第一軸11之間的傳動比，輸出軸10的速度必須由第一軸11的速度導出。在電動機與同步機構13之間可設置進一步的換擋步驟或其它傳動比變換裝置(例如鏈條，CVT)而不影響本專利技術的范圍。在圖2中公開的雙離合變速裝置100中，電機E本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在第一和第二軸(11，111；12，152，153)的同步過程期間控制電機(EM)的方法，藉此所述第一軸(11，111)與所述電機(EM)的輸出軸(10，110)傳動連接并且所述第一和第二軸(11，111；12，152，153)能連接于同步機構(13)上，所述方法包括如下步驟：?通過連續地使用速度控制將輸出軸(10，110)的速度(na)控制為接近所述第二軸(12，152，153)的目標速度(nt)，?控制所述電機(EM)的電轉矩以使所述電機(EM)的輸出轉矩(Tout)變得基本上等于零，控制所述同步機構(13，113)以令第一和第二軸(11，111；12，152，153)的速度同步。

【技術特征摘要】
2015.12.23 EP 15202309.91.一種用于在第一和第二軸(11，111；12，152，153)的同步過程期間控制電機(EM)的方法，藉此所述第一軸(11，111)與所述電機(EM)的輸出軸(10，110)傳動連接并且所述第一和第二軸(11，111；12，152，153)能連接于同步機構(13)上，所述方法包括如下步驟：-通過連續地使用速度控制將輸出軸(10，110)的速度(na)控制為接近所述第二軸(12，152，153)的目標速度(nt)，-控制所述電機(EM)的電轉矩以使所述電機(EM)的輸出轉矩(Tout)變得基本上等于零，控制所述同步機構(13，113)以令第一和第二軸(11，111；12，152，153)的速度同步。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法進一步包括如下步驟：-連續地測量第一軸(11)的實際速度(na)，藉此根據所述第一軸(11)的所述實際速度(na)的任何變化執行控制所述電機(EM)的輸出轉矩(Tout)的方法步驟。3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法進一步包括如下步驟：-連續地測量所述同步機構(113)的位置、所述第一軸(111)的實際速度(na)和所述第二軸(152，153)的實際速度，以及當所述同步機構到達預定位置時首先執行控制所述電機(EM)的輸出轉矩(Tout)的所述步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·阿維德松，
申請(專利權)人：沃爾沃汽車公司，
類型：發明
國別省市：瑞典,SE