[发明专利]一种内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统，包括依次连接的内燃发动机、离合器、输入轴、与输入轴同速旋转的电机、变速箱、输出轴和轮轴，以及油门开度传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、选换挡执行器和控制单元；其中油门开度传感器提供油门开度信息，输入轴转速传感器和输出轴转速传感器分别提供输入轴的转速信息和输出轴的转速信息，选挡位置传感器和换挡位置传感器分别提供当前选挡位置信息和当前换挡位置信息，选换挡执行器与变速箱相连接，电机通过电驱动器与储能装置相电连接，该电机具有电动机模式和发动机模式。本发明具有换挡速度快、减小冲击和损耗、提高换挡舒适性等优点。

技术领域

本发明涉及车辆换挡系统及其控制方法，尤其涉及一种内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统。

背景技术

由内燃发动机驱动的传统车辆大多在内燃发动机气缸和变速箱之间装有一个离合器来切断动力便于换挡，而变速箱中常设有同步器，以便在换挡过程中使不同转速的齿轮达到同等转速时再进行啮合。

上述换挡机制存在的问题是，同步器和离合器均依靠摩擦系统实现同步，换挡时离合器主从盘转速不同、变速箱主从动齿轮间存在转速差，导致离合器和同步器磨损过快，产生换挡冲击，严重影响换挡舒适性和驾驶体验。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统，旨在克服现有技术的缺陷，换挡速度快、换挡过程平滑、减小换挡冲击和摩擦损耗、提高换挡舒适性且延长变速箱的使用寿命。

本发明的第二目的是提供基于该内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统的控制方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统，其特征在于：包括依次连接的内燃发动机、离合器、输入轴、与输入轴同速旋转的电机、变速箱、输出轴和轮轴，以及油门开度传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、选换挡执行器和控制单元；所述控制单元分别与油门开度传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、选换挡执行器和电机相电连接，其中所述油门开度传感器为控制单元提供油门开度信息，所述输入轴转速传感器和输出轴转速传感器分别为控制单元提供输入轴的转速信息和输出轴的转速信息，所述选挡位置传感器和换挡位置传感器分别为控制单元提供当前选挡位置信息和当前换挡位置信息，所述选换挡执行器与变速箱相连接并根据控制单元的指令完成变速箱的选、换挡动作，所述电机通过电驱动器与储能装置相电连接，该电机具有电动机模式和发动机模式。

其中，所述变速箱包括相互机械啮合的2N对主副齿轮，其中N为除零之外的自然数，每对主副齿轮包括与输入轴同轴旋转的主齿轮和以空转形式与输出轴同轴设置的副齿轮，每对主副齿轮具有固定速比。

进一步，所述变速箱内还设有N个同步器，每一同步器同轴设置在输出轴上且位于相邻的第(2k-1)个副齿轮和第2k个副齿轮之间，k＝1、2、……、N；每一同步器可沿输出轴轴向位移，可分别与左右副齿轮接合，使被接合副齿轮与输出轴同步旋转实现不同挡位间的切换。

再者，所述变速箱内还设有N个同步器，每一同步器同轴设置在输入轴上且位于相邻的第(2k-1)个主齿轮和第2k个主齿轮之间，k＝1、2、……、N；每一同步器可沿输入轴轴向位移，可分别与左右主齿轮接合，使被接合主齿轮与输入轴同步旋转实现不同挡位间的切换。

优选的，所述控制单元包括与电机相电连接的电机控制单元和通过选换挡执行器与变速箱相连接的变速箱控制单元，所述电机控制单元实现对电机的运行模式控制和转速控制，所述选换挡执行器根据变速箱控制单元的指令完成变速箱的选、换挡动作。

本发明一种基于内燃发动机车辆用电机辅助换挡系统的控制方法，包括如下步骤：