CN108437851A - 用于纯电动车的挡位切换防冲击方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，包括以下步骤：档位切换信号获取步骤、开环控制步骤、闭环控制步骤。本发明的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，有效的防止了挡位切换因齿轮之间的间隙产的冲击，进一步提高了变速箱换向时的平稳性，提高了变速箱齿轮的使用寿命。

Description

用于纯电动车的挡位切换防冲击方法
技术领域
本发明涉及纯电动车等领域，具体为用于纯电动车的挡位切换防冲击方法。
背景技术
纯电动车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动车。车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶， 纯电动车符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。在纯电动车控制系统中，主要包括4个节点，即主控制器ECU、电机控制ECU、电池控制ECU及CAN总线监控单元。主控制器ECU相当于纯电动车的大脑，它起到了控制全局的作用。主控制器Ecu接收汽车上传感器的信息，经过A/I)转换后计算、编码为CAN报文，发送到总线上控制其它节点的工作。同时，将一些整车相关信息(车速、电池容量、踏板位置等信息)在组合仪表上显示出来。其中最核心的就是通过传感器的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值，通过CAN总线发送到电机控制系统，指挥电机正确工作。另外，主控制器ECU还控制主继电器的开关，使得整个系统上电和断电。电机控制ECU相当于纯电动车的四肢。它的主要工作是以主控制器发送扭矩值为输入值，采用双闭环控制来调速电机，使电机工作在需要的转速下。还有，根据电机的温度变化控制电机的冷却水泵和冷却风扇，从而有效地调节电机的温度。纯电动车的电池是由几十块单体电池成组供电的，并能保证在不供电时电池不成组，每块电池的电压不超过5V。这样由于单个电池性能的差异，就需要在电池充放电过程中经常要均衡电池电压，保证电池性能。电池均衡问题由电池ECU来承担。电池ECU相当于纯电动车的血液循环系统。它提供系统需要的能量，同时，还提供给主控制器电池的信息及电池充放电能力最大值，供主控制器计算电机扭矩时用。CAN总线监控单元主要是在不干扰总线数据传输情况的下，对总线上传输的数据进行实时监控，实时记录和实时报警，还提供了离线分析功能及在纯电动车调试阶段对主控制器主要计算参数进行标定的功能。
在现有技术中，驻车挡位切换过程，由于扭矩换向和变速箱齿轮存在间隙等原因，在齿面换向时会出现冲击。纯电动物流车系统中对于如何防止驻车挡位切换引起的冲击是个新的课题，其中没有专利涉及到如何利用纯电动物流车驱动系统的开环和闭环综合方法来实现防冲击功能。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，以解决现有技术中至少一种技术问题。
实现上述目的的技术方案是：一种用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，包括以下步骤：档位切换信号获取步骤，用以获取变速杆切换信号；开环控制步骤，施加一扭矩脉冲信号至驱动电机，以使驱动电机输出对应扭矩推动齿轮转动，使齿面换向。
进一步的，所述开环控制步骤之后还包括闭环控制步骤，包括获取齿轮转动角度和转速；调整扭矩脉冲信号，根据齿轮转动角度和转速以及车辆结构特征设定扭矩脉冲信号的调整信号，并将该调整信号发送至驱动电机以推动齿轮转动。
进一步的，所述车辆结构特征包括车辆从驱动电机到车轮的各级的传动齿轮，每一级齿轮对应一次齿面换向。
进一步的，所述开环控制步骤包括扭矩脉冲信号设定步骤，设定基础扭矩脉冲信号，该基础扭矩脉冲信号为直角梯形，其中，直角梯形的上底作为脉冲信号的基础幅值，直角梯形的斜边作为脉冲信号的变化斜率；设定最小限位脉冲信号，持续保持最小限位脉冲信号使两齿面接触。
进一步的，所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法闭环控制步骤还包括标定闭环限值以及扭矩脉冲信号至所对应的车辆。
进一步的，所述闭环限值根据齿轮本身间隙以及监控齿面换向过程中齿轮转动角度和转速来调整扭矩脉冲值标定。
进一步的，分析标定后的闭环限值以及扭矩脉冲信号是否得当。
本发明的优点是：本发明的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，有效的防止了挡位切换因齿轮之间的间隙产的冲击，进一步提高了变速箱换向时的平稳性，提高了变速箱齿轮的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。
图1是本发明实施例的挡位切换防冲击方法步骤流程图。
图2是本发明实施例的扭矩脉冲信号示意图。
图3是本发明实施例的开环和闭环综合控制逻辑示意图。
具体实施方式
以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
实施例：如图1所示，一种用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，包括步骤S1）-步骤S5）。
步骤S1）档位切换信号获取步骤，用以获取变速杆切换信号；
步骤S2）开环控制步骤，施加一扭矩脉冲信号至驱动电机，以使驱动电机输出对应扭矩推动齿轮转动，使齿面换向。
步骤S3）闭环控制步骤，包括获取齿轮转动角度和转速；调整扭矩脉冲信号，根据齿轮转动角度和转速以及车辆结构特征设定扭矩脉冲信号的调整信号，并将该调整信号发送至驱动电机以推动齿轮转动。所述车辆结构特征包括车辆从驱动电机到车轮的各级的传动齿轮，每一级齿轮对应一次齿面换向，有几级齿轮则需要换向几次。
所述开环控制步骤包括扭矩脉冲信号设定步骤，设定基础扭矩脉冲信号，该基础扭矩脉冲信号为直角梯形，其中，直角梯形的上底作为脉冲信号的基础幅值，直角梯形的斜边作为脉冲信号的变化斜率；设定最小限位脉冲信号，持续保持最小限位脉冲信号使两齿面接触。具体的如图2所示，该扭矩脉冲以直角三角形为基础扭矩，梯形脉冲作为两级阶梯的的第一级平台，起到推动齿面移动的作用，其中TqPulse作为三角形的高，TqRamp作为直角三角形的斜边斜率，它们共同作用来确定脉冲的作用时间及扭矩变化率，TqMax作为梯形的高来确定脉冲扭矩的基础幅值；TqMin作为第二级平台，持续保持较小扭矩稳定两齿面以较小作用力接触，使得驱动扭矩施加之前齿面保证确定位置关系。
步骤S4）标定闭环限值以及扭矩脉冲信号至所对应的车辆。所述闭环限值根据齿轮本身间隙以及监控齿面换向过程中齿轮转动角度和转速来调整扭矩脉冲值标定。
步骤S5）分析标定后的闭环限值以及扭矩脉冲信号是否得当，分析过程中，主要看档位切换时，整车是否有抖动，以及驱动电机转速在档位切换过程中是否来回震荡，若是，则标定后的闭环限值以及扭矩脉冲信号标定不当，返回步骤S4）重新标定。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：
档位切换信号获取步骤，用以获取变速杆切换信号；
开环控制步骤，施加一扭矩脉冲信号至驱动电机，以使驱动电机输出对应扭矩推动齿轮转动，使齿面换向。
2.根据权利要求1所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，所述开环控制步骤之后还包括闭环控制步骤，包括
获取齿轮转动角度和转速；
调整扭矩脉冲信号，根据齿轮转动角度和转速以及车辆结构特征设定扭矩脉冲信号的调整信号，并将该调整信号发送至驱动电机以推动齿轮转动。
3.根据权利要求2所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，所述车辆结构特征包括车辆从驱动电机到车轮的各级的传动齿轮，每一级齿轮对应一次齿面换向。
4.根据权利要求1所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，所述开环控制步骤包括
扭矩脉冲信号设定步骤，
设定基础扭矩脉冲信号，该基础扭矩脉冲信号为直角梯形，其中，直角梯形的上底作为脉冲信号的基础幅值，直角梯形的斜边作为脉冲信号的变化斜率；
设定最小限位脉冲信号，持续保持最小限位脉冲信号使两齿面接触。
5.根据权利要求2所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，还包括标定闭环限值以及扭矩脉冲信号至所对应的车辆。
6.根据权利要求5所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，所述闭环限值根据齿轮本身间隙以及监控齿面换向过程中齿轮转动角度和转速来调整扭矩脉冲值标定。
7.根据权利要求6所述的用于纯电动车的挡位切换防冲击方法，其特征在于，
分析标定后的闭环限值以及扭矩脉冲信号是否得当。
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