[发明专利]基于同步轨迹优化的纯电动两挡AMT换挡控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于电动汽车领域。

背景技术

目前，由于人们对环境保护以及能源有效合理利用的日益重视，具有高效、节能、环保车型的纯电动汽车，已成为汽车行业的发展趋势。

纯电动汽车的主要性能包括经济性和动力性两部分，为了提高车辆经济性、动力性及换挡舒适性，就必须对纯电动汽车两挡AMT换挡控制策略进行设计。现目前，传统燃油汽车的换挡控制策略已经趋近成熟、完善，且主要是对发动机和离合器的协调控制，然而，无离合器式纯电动汽车取消了离合器，且动力源为驱动电机，所以不能简单地将传统汽车换挡控制移植到纯电动汽车换挡过程中。因此，开展纯电动汽车两挡AMT的综合换挡控制研究对提高整车性能有着重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明提出了基于同步轨迹优化的纯电动两挡AMT换挡控制方法。

基于同步轨迹优化的纯电动两挡AMT换挡控制方法，其特征在于：包括一个安装在车辆上的两挡AMT纯电动动力传动系统；所述两挡AMT纯电动动力传动系统中包括永磁同步电机、两挡AMT、主减速器、差速器以及两输出半轴；所述AMT拥有两套啮合齿轮以组成自动变速器的两个挡位，并配有一个由小功率直流电机控制的换挡执行机构，控制换挡电机的旋转使同步器结合套左右移动，迫使同步器与1挡或2挡被动齿轮接合以达到挂上1挡或2挡的目的。

所述换挡执行机构由换挡电机、蜗轮蜗杆传动机构、带有凹槽的凸轮轴、换挡拨叉与同步器共同组成。当开始换挡时，蜗轮蜗杆传动机构将电机输出转矩减速增扭后传递到换挡凸轮轴上，换挡销位于凸轮螺旋凹槽内，将凸轮轴的旋转运动转化成轴向移动，进而拨动同步器结合套，使其完成摘挡和挂挡过程。

所述同步轨迹优化为以提高AMT换挡品质为目的，计算出换挡电机输出转矩的最优控制轨迹。

其换挡过程由驱动电机与换挡电机共同协调完成。其换挡过程可以分为5个阶段：驱动电机转矩清零阶段、摘挡阶段、驱动电机调速阶段、挂挡阶段和驱动电机转矩恢复阶段。

当车速达到换挡点车速时开始换挡。首先，换挡电机预摘挡与驱动电机转矩清零进行第一次并行控制；接着，换挡电机单独工作完成当前挡位至目标挡位的过渡；当摘至空挡区域时，换挡电机减速与驱动电机调速进行第二次并行控制，一旦驱动电机调速完成，换挡电机转矩快速清零，使凸轮轴在惯性的作用下运动至空挡后部；然后，换挡电机控制接合套完成空挡至目标挡位的过渡；最后，当接合套运行至目标挡位区域时，与驱动电机转矩恢复进行第三次并行控制，换挡凸轮轴旋转至凸轮凹槽行程末端时换挡结束。

其换挡控制策略分别是驱动电机控制策略、换挡电机控制策略、挂挡过程控制策略。

本发明的技术效果是毋庸置疑的。使用本发明的两挡AMT换挡过程控制策略，保证了良好的换挡品质，能够实现纯电动汽车两挡AMT的快速性、平顺性换挡。

附图说明

图1为本发明提供的两挡AMT纯电动汽车动力传动系统的结构图；

图2为本发明提供的两挡AMT纯电动汽车换挡执行机构三维图；

图3为本发明提供的两挡AMT纯电动汽车换挡过程控制策略流程图。

图4为本发明提供的挂挡过程同步器工作过程示意图。

图5为本发明提供的挂挡同步过程控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例：

本实施例以1挡升2挡为例，分别对换挡过程的驱动电机、换挡电机、挂挡过程的控制策略进行详细的阐述。

对于驱动电机来说，其工作模式分为三种：力矩模式、自由模式以及调速模式。换挡过程中驱动电机在清零阶段和转矩恢复阶段处于力矩模式，在调速阶段处于调速模式，其余阶段都处于自由模式。

以换挡冲击度为限制，确定驱动电机转矩清零过程和驱动电机转矩恢复过程的驱动电机转矩变化率；在驱动电机调速过程中，以将同步器主、从动端的转速差快速调节到较小范围为目的，确定驱动电机调速的目标转速。

对于换挡电机来说，在预摘挡过程中，换挡电机与驱动电机进行第一次协调控制，应控制换挡电机使拨叉销在驱动电机转矩清零完成前不得脱离当前挡位。一旦驱动电机完成转矩清零，换挡电机控制凸轮轴迅速进入1挡至空挡过渡区域以进入摘挡过程；