CN106168285A - 用于电动车辆的换挡控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电动车辆的换挡控制方法包括：运行区域确定步骤，当开始在第一变速齿轮和第二变速齿轮之间的换挡时，由控制器确定电动机的当前每分钟转速(RPM)是否落于恒定扭矩区域内或恒定功率区域内。如果在运行区域确定步骤中确定出电动机的RPM落于恒定扭矩区域内，则可变控制步骤通过调节操作倾角来控制锥形离合器的运行功率。如果在运行区域确定步骤中确定出电动机的RPM落于恒定功率区域内，则恒定控制步骤控制锥形离合器的运行功率恒定。

Description

用于电动车辆的换挡控制方法

技术领域

本公开一般涉及用于电动车辆的换挡控制方法，以及更具体地，涉及用于具有锥形离合器的电动车辆的变速器的换挡控制方法。

背景技术

图1示出本公开可以应用的电动车辆的一般换挡，其中电动机M连接到用于提供功率的输入轴IN，并且输出轴OUT平行于输入轴IN。第一驱动齿轮1D和第一从动齿轮1P被安装在输入轴IN和输出轴OUT上并且互锁。第二驱动齿轮2D和第二从动齿轮2P也安装在输入轴和输出轴上并且互锁。

同步器被安装到在第一从动齿轮1P和第二从动齿轮2P之间的输出轴OUT，以使第一从动齿轮1P和第二从动齿轮2P于输出轴OUT连接或断开。锥形离合器CC被设置在第二从动齿轮2P和输出轴OUT之间，以通过摩擦力使功率传输可行。

电动机M、同步器和锥形离合器CC由控制器C控制。

另外，同步器和锥形离合器CC可以被安装在输入轴IN上，以形成换档，并且本公开也可适用于换挡。

这样，换档装置可使用在换档中的锥形离合器CC以防止扭矩中断，其在换档时阻止扭矩从输入轴IN传递到输出轴OUT。在这种情况下，换档质量取决于锥形离合器CC如何被控制，以使得控制锥形离合器CC以最大化换档质量的需要存在。

例如，当从第一齿轮到第二齿轮换档时，同步器将第一从动齿轮1P从连接到输出轴OUT的状态变成空档状态，且然后将第二从动齿轮2P变成连接到输出轴OUT的状态，并且在其间，使用摩擦力来驱动锥形离合器不断地从输入轴IN传递扭矩给输出轴OUT。在这种情况下，如图2所示随着第一齿轮换挡到第二齿轮，在输出轴OUT处的扭矩需要从状态A'变成状态B'，并且在该变化期间，有利的是，当扭矩如图2所示线性地变化时，确保换档质量。

上述信息作为背景信息呈现仅用于帮助理解本公开。对于任何上述是否可能适用于关于本公开的现有技术，没有做出确定，并且没有做出断言。

发明内容

本公开已牢记现有技术中出现的上述问题。本发明构思的一方面提供用于采用具有锥形离合器的换挡装置的电动车辆的换挡控制方法，以通过控制锥形离合器来改进换挡质量，以使得在输出轴处的输出扭矩在换挡期间线性变化。

一种用于电动车辆的换挡控制方法包括：运行区域确定步骤，当开始在第一变速齿轮和第二变速齿轮之间的换挡时，由控制器确定电动机的当前每分钟转速(RPM)是否落于恒定扭矩区域或恒定功率区域内。可变控制步骤，用于如果在运行区域确定步骤中确定出电动机的RPM落于恒定扭矩区域内，则由控制器通过调节操作倾角来控制锥形离合器的运行功率。恒定控制步骤，用于如果在运行区域确定步骤中确定出电动机的RPM落于恒定功率区域内，则由控制器控制锥形离合器的运行功率恒定。

在恒定控制步骤期间当电动机的RPM进入恒定扭矩区域时，控制器可执行可变控制步骤。

执行可变控制步骤和恒定控制步骤，直到同步器与第二变速齿轮互锁。锥形离合器可在同步器与第二变速齿轮互锁之后被释放。

用当可变控制步骤启动时的输出轴的当前扭矩与当可变控制步骤终止时的输出轴的目标扭矩之间的差值，除以用于执行可变控制步骤所需的目标时间，获得在可变控制步骤中的操作倾角。

附图说明

从与附图结合的以下详细描述中将更清楚地理解本公开的上述和其它目的、特征和优点。

图1是根据本公开适用的现有技术，用于具有锥形离合器的电动车辆的2速换挡装置的示例性配置图。

图2示出当图1的2速换挡装置从第一齿轮换挡到第二齿轮时在输出轴处的扭矩变化的曲线图。

图3是示出根据本发明构思的实施例的用于电动车辆换挡控制方法的流程图。

图4是在电动机每分钟转速(RPM)上的扭矩变化的特性曲线。

具体实施方式

以下，参照附图详细描述本发明构思的实施例。

现在应参考附图，其中贯穿在不同的附图中，相同的附图标记用于指代相同或类似的组件。

参考图3，根据本发明构思的实施例的用于电动车辆的换挡控制方法，在步骤S10(运行区域确定步骤)中，当开始在第一变速齿轮和第二变速齿轮之间的换挡时，控制器C确定电动机M的每分钟转速(RPM)是否落于恒定扭矩区域内或恒定功率区域内。在步骤S20(可变控制步骤)中，如果确定出电动机M的RPM落于恒定扭矩区域内，则通过调节预定的操作倾角来控制锥形离合器CC的运行功率。在步骤S30(恒定控制步骤)中，如果确定出电动机M的RPM落于恒定功率区域内，则锥形离合器CC的运行功率被保持。

即，如果控制器C确定从驱动状态中的第一齿轮换挡到第二齿轮是必需的，则控制器C确定电动机M的当前RPM是否落入恒定扭矩区域内或恒定功率区域内，并且基于该确定结果执行可变控制步骤或恒定控制步骤。

此外，在执行恒定控制步骤S30期间，当电动机的RPM进入恒定扭矩区域时，控制器C改变到可变控制步骤S20。

图4是示出在电动机的RPM上的扭矩变化的特性曲线的曲线图，其中在低于临界RPM的区域中，扭矩特性是恒定的而不管RPM是否变化，以及在等于或高于临界RPM的区域中，功率特性是恒定的，但是扭矩随着RPM增加而降低。在本公开中，使用在电动机的RPM上的扭矩特性来控制锥形离合器，从而在换挡期间容易实现在输出轴处扭矩的线性变化。

即，当在恒定扭矩区域中开始换挡时，其中扭矩在电动机的RPM的变化上是恒定的，电动机的RPM保持在恒定扭矩区域中，直到换档完成。因此，如图1中所示，当随着从第一齿轮换挡到第二齿轮使得电动机的RPM降低时，操作锥形离合器产生摩擦力的运行功率需要在一定的倾角处(即在预定的操作倾角处)被控制，以便线性减少在输出轴处的扭矩。

此外，当在电动机的RPM落于其内的恒定功率区域中进行换档时，用于锥形离合器的运行功率被控制为恒定，这是因为基于恒定功率区域本身的性质，在输出轴处的扭矩线性变化，而无需单独改变用于锥形离合器的运行功率。

此外，甚至在执行恒定控制步骤时，由于当电动机的RPM落入恒定功率区域内时换档开始，所以电动机的RPM可能会下降，并进入恒定扭矩区域，在这种情况下相对于该条件再次执行可变控制步骤能线性改变在输出轴处的扭矩。

在根据本公开的换档期间，当扭矩由锥形离合器发送时，扭矩仅由锥形离合器发送，这是因为第一齿轮被释放，但第二齿轮尚未由同步器系统互锁。

执行可变控制步骤和恒定控制步骤，直到同步器与第二变速齿轮互锁，并且在同步器与第二变速齿轮互锁之后，锥形离合器被释放以完成换挡。

如本文所使用的术语“第二变速齿轮”指的是第二驱动齿轮2D和第二从动齿轮2P的统称。这里，在图1的实施例中，同步器被实施为与第二变速齿轮互锁，因为在第二从动齿轮2P中配备的第二离合器齿轮2C与同步器的套筒互锁。

当同步器安装在输入轴上，并且第二离合器齿轮安装在第二驱动齿轮中时，同步器的套筒与第二离合器齿轮互锁，并且与第二驱动齿轮集成，其中同步器与第二变速齿轮互锁。

在可变控制步骤中的预定操作倾角可以通过如下获得，即用当可变控制步骤启动时的输出轴的当前扭矩和当可变控制步骤终止时的输出轴的目标扭矩之间的差值，除以用于执行可变控制步骤所需的目标时间。

即，在图2示例中的操作倾角对应于(B'-A')/Δt。

为了参考，在图1中示出的换挡装置在第一齿轮和第二齿轮之间换挡的情况下，扭矩方程式可表示如下：

B*Tm-Iα＝Tcl，

其中B为2速齿轮比，Tm为电动机扭矩，I为2速齿轮反射惯量，α是角加速度，并且Tcl是离合器传递扭矩。

在换档期间当同步器被释放并且扭矩仅通过锥形离合器被传递时，在输出轴处的扭矩可被认为与离合器传递扭矩相同，其表示如下：

Tcl＝μ*F*R/sinΘ，

其中μ是锥形离合器的摩擦构件的摩擦系数，F为用于锥形离合器的运行功率，R是锥形离合器的摩擦构件的有效滚动半径，并且Θ是在锥形离合器上的摩擦锥角。

当在表达式Tcl＝μ*F*R/sinΘ中除了F以外的所有因素都处理为常数k时，Tcl＝μ*F*R/sinΘ＝k*F∝B*Tm，其中因为在恒定扭矩区域中的电动机扭矩Tm在换挡之前和之后保持恒定，所以如图2所示，用于锥形离合器的运行功率F需要在操作倾角(B'-A')/Δt处进行控制，以改变在输出轴处的扭矩Tcl使其倾斜。

这样，根据本公开的换挡控制方法可以便于在输出轴处的扭矩线性地变化，并且因此在由于驾驶者的操纵使得1-2通电升档发生的情况下，通过控制运行功率来改进换挡质量，以根据电动机的运行区域来恰当地操作锥形离合器。

根据本发明构思的实施例的用于采用具有锥形离合器的换档装置的电动车辆的换挡控制方法，换档质量可以通过控制锥形离合器得到改善，使得在换挡期间在输出轴处的输出扭矩线性的变化。

虽然本发明构思的实施例已被公开用于说明的目的，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求公开的本发明的区域和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。

Claims (5)

1.一种用于电动车辆的换挡控制方法，所述方法包括以下步骤：

运行区域确定步骤，当开始在第一变速齿轮和第二变速齿轮之间的换挡时，由控制器确定电动机的当前每分钟转速(RPM)是否落于恒定扭矩区域内或恒定功率区域内；

可变控制步骤，如果在所述运行区域确定步骤中确定出所述电动机的RPM落于所述恒定扭矩区域内，则由所述控制器通过调节操作倾角来控制锥形离合器的运行功率；以及

恒定控制步骤，如果在所述运行区域确定步骤中确定出所述电动机的RPM落于所述恒定功率区域内时，则由所述控制器控制所述锥形离合器的运行功率恒定。

2.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中：

当在所述恒定控制步骤期间所述电动机的RPM进入所述恒定扭矩区域时，所述控制器开始执行所述可变控制步骤。

3.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中：

执行所述可变控制步骤和所述恒定控制步骤，直到同步器与所述第二变速齿轮互锁，以及

在所述同步器与所述第二变速齿轮互锁之后，所述锥形离合器被释放。

4.根据权利要求2所述的换挡控制方法，其中：

用所述可变控制步骤启动时的输出轴的当前扭矩与所述可变控制步骤终止时的所述输出轴的目标扭矩之间的差值，除以执行所述可变控制步骤所需的目标时间，获得在所述可变控制步骤中的所述操作倾角。

5.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中：

所述电动机连接到用于提供功率的输入轴，并且输出轴平行于所述输入轴，

第一驱动齿轮和第一从动齿轮连接到所述输入轴和所述输出轴，

第二驱动齿轮和第二从动齿轮也连接到所述输入轴和所述输出轴，以及

同步器安装到在所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间的所述输出轴，以使所述第一从动齿轮和第二从动齿轮与所述输出轴连接或断开。