CN112498331B - 一种车辆换挡调速的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆换挡调速的控制方法及装置，所述控制方法包括：获取电机的目标转速；依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作。该控制方法解决了现有技术中电机换档调速的噪音问题，实现了快速、准确和无噪声的电机换档，满足车辆动力性能和舒适性能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车控制技术领域，更具体地说，涉及一种车辆换挡调速的控制方法及装置。
背景技术
油电混合动力汽车为发动机和电机双动力驱动，为了降低成本，很多油电混合动力汽车电机不配备离合器，为了增大电机的输出扭矩和提高电机效率，电机与发动机一样也需要通过变速器实现减速增扭。
在油电混合动力汽车中，通过同步器进档和退档实现电机与输出轴的结合和分离，该结构下的换档包含电机卸扭、电机退空档、电机调速、电机进档和电机加扭五个阶段。
在电机调速阶段中，为了缩短换档时间，减少动力中断感受，电机扭矩或转速会跃迁至目标值。但是，对于传动系惯量较大的系统，传动系齿轮会由松弛状态突然变化到完全结合状态，由于没有齿面接合预紧阶段，会造成齿面撞击，产生明显的换档调速噪声。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种车辆换挡调速的控制方法及装置，解决了现有技术中在电机调速阶段产生换档调速噪声的问题。技术方案如下：
一种车辆换挡调速的控制方法，所述控制方法包括：
获取电机的目标转速；
依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作。
优选的，所述获取电机的目标转速包括：
获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
优选的，所述依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩包括：
获取电机的实际转速；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID控制，计算所述第一目标扭矩。
优选的，所述依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值包括：
获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
本发明还提供了一种车辆换挡调速的控制装置，所述控制装置包括：
目标转速获取模块，用于获取电机的目标转速；
第一目标扭矩获取模块，用于依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
扭矩变化率限制值获取模块，用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
第二目标扭矩获取模块，用于依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
控制模块，用于依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作。
优选的，所述目标转速获取模块用于获取电机的目标转速的具体方法包括：
获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
优选的，所述第一目标扭矩获取模块用于依据所述目标转速获取所述电机的第一目标扭矩的具体方法包括：
获取电机的实际转速；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID控制，计算所述第一目标扭矩。
优选的，所述扭矩变化率限制值获取模块用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩获取所述电机的扭矩变化率限制值的具体方法包括：
获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
以上本发明提供的一种车辆换档调速的控制方法，在获取到所述第一目标扭矩之后，不会直接控制电机进行工作，而是再获取电机的扭矩变化率限制值，将所述第一目标扭矩通过所述扭矩变化率限制值加以控制进行修订，得到最终的第二目标扭矩，依据所述第二目标扭矩控制电机控制器以控制电机工作。
该控制方法解决了现有技术中电机换档调速的噪音问题，实现了快速、准确和无噪声的电机换档，满足车辆动力性能和舒适性能的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的车辆换挡调速的控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的车辆换挡调速的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的车辆换挡调速的控制方法的流程示意图，所述控制方法包括：
S10：获取电机的目标转速；
在该步骤中，获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比等参数；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
S11：依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
在该步骤中，在得到所述目标转速的情况下，还需要获取电机的实际转速等参数；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID(Proportion比例-Integral微分-Derivative控制器)控制，计算所述第一目标扭矩。
其中，所述第一目标扭矩为驱动电机的初始目标扭矩，当采用所述第一目标扭矩驱动电机进行工作时，传动系齿轮会由松弛状态突然变化到完全结合状态，由于没有齿面接合预紧阶段，会造成齿面撞击，产生明显的换档调速噪声。因此，在后续步骤中，还需对所述第一目标扭矩进行修订。
S12：依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
在该步骤中，获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩等参数；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
S13：依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
在该步骤中，将所述第一目标扭矩通过所述扭矩变化率限制值加以控制进行修订，得到最终的第二目标扭矩，依据所述第二目标扭矩控制电机控制器以控制电机工作。
S14：依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作。
在该实施例中，当电机处于升档状态时，电机转速需要下调，此时，判断电机惯性扭矩是否小于负的齿面预紧扭矩；
若是，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若否，则判断电机实际扭矩是否小于负的齿面预紧扭矩；
若电机实际扭矩小于负的齿面预紧扭矩，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若电机实际扭矩不小于负的齿面预紧扭矩，判断当前电机的第一目标扭矩是否大于上一时刻的第一目标扭矩；
若当前电机的第一目标扭矩大于上一时刻的第一目标扭矩，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若当前电机的第一目标扭矩不大于上一时刻的第一目标扭矩，则电机扭矩变化率需要限制，此时输出齿面预紧所需的扭矩变化率限制值，依据第一目标扭矩和扭矩变化率限制值获得第二目标扭矩，依据第二目标扭矩对电机进行控制。
当电机处于降档状态时，电机转速需要上调，此时，判断电机惯性扭矩是否大于齿面预紧扭矩；
若是，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若否，则判断电机实际扭矩是否大于齿面预紧扭矩；
若电机实际扭矩大于齿面预紧扭矩，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若电机实际扭矩不大于齿面预紧扭矩，判断当前电机的第一目标扭矩是否小于上一时刻的第一目标扭矩；
若当前电机的第一目标扭矩小于上一时刻的第一目标扭矩，电机扭矩变化率不需要限制，则不需要输出所述扭矩变化率限制值，依据所述第一目标扭矩对所述电机进行控制；
若当前电机的第一目标扭矩不小于上一时刻的第一目标扭矩，则电机扭矩变化率需要限制，此时输出齿面预紧所需的扭矩变化率限制值，依据第一目标扭矩和扭矩变化率限制值获得第二目标扭矩，依据第二目标扭矩对电机进行控制。
需要说明的是，所述电机惯性扭矩表示电机惯性产生的扭矩，即电机惯量乘以电机角加速度。
通过上述描述可知，本发明提供的一种车辆换档调速的控制方法，在获取到所述第一目标扭矩之后，不会直接控制电机进行工作，而是再获取电机的扭矩变化率限制值，将所述第一目标扭矩通过所述扭矩变化率限制值加以控制进行修订，得到最终的第二目标扭矩，依据所述第二目标扭矩控制电机控制器以控制电机工作。
该控制方法解决了现有技术中电机换档调速的噪音问题，实现了快速、准确和无噪声的电机换档，满足车辆动力性能和舒适性能的要求。
基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种车辆换挡调速的控制装置，参考图2，图2为本发明实施例提供的车辆换挡调速的控制装置的结构示意图，所述控制装置包括：
目标转速获取模块21，用于获取电机的目标转速；
第一目标扭矩获取模块22，用于依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
扭矩变化率限制值获取模块23，用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
第二目标扭矩获取模块24，用于依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
控制模块25，用于依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作。
进一步的，所述目标转速获取模块21用于获取电机的目标转速的具体方法包括：
获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
进一步的，所述第一目标扭矩获取模块22用于依据所述目标转速获取所述电机的第一目标扭矩的具体方法包括：
获取电机的实际转速；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID控制，计算所述第一目标扭矩。
进一步的，所述扭矩变化率限制值获取模块23用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩获取所述电机的扭矩变化率限制值的具体方法包括：
获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
需要说明的是，所述控制装置的原理和所述控制方法的原理相同，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种车辆换档调速的控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种车辆换挡调速的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取电机的目标转速；
依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作；
其中，所述依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值包括：
获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取电机的目标转速包括：
获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩包括：
获取电机的实际转速；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID控制，计算所述第一目标扭矩。
4.一种车辆换挡调速的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
目标转速获取模块，用于获取电机的目标转速；
第一目标扭矩获取模块，用于依据所述目标转速，获取所述电机的第一目标扭矩；
扭矩变化率限制值获取模块，用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩，获取所述电机的扭矩变化率限制值；
第二目标扭矩获取模块，用于依据所述第一目标扭矩和所述扭矩变化率限制值，获取所述电机的第二目标扭矩；
控制模块，用于依据所述第二目标扭矩，控制所述电机进行工作；
其中，所述扭矩变化率限制值获取模块用于依据所述目标转速和所述第一目标扭矩获取所述电机的扭矩变化率限制值的具体方法包括：
获取电机的实际转速、实际转速变化率和实际扭矩；
依据所述实际转速、所述实际转速变化率、所述目标转速、所述实际扭矩和所述第一目标扭矩，计算所述扭矩变化率限制值。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述目标转速获取模块用于获取电机的目标转速的具体方法包括：
获取车辆的油门踏板位置、油门踏板变化率、输出轴转速、输出轴转速变化率和目标档位速比；
依据所述油门踏板位置、所述油门踏板变化率、所述输出轴转速、所述输出轴转速变化率和所述目标档位速比，计算所述目标转速。
6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第一目标扭矩获取模块用于依据所述目标转速获取所述电机的第一目标扭矩的具体方法包括：
获取电机的实际转速；
依据所述实际转速和所述目标转速，进行PID控制，计算所述第一目标扭矩。
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