CN1974262A - 电机驱动汽车无离合器变速系统 - Google Patents

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万钢
余卓平
熊璐
张立军
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Abstract

本发明公开了一种电机驱动汽车无离合器变速系统，包括驱动电机，机械多挡位变速器，驱动电机控制器，变速器控制器。该系统的动力传递路径为：从驱动电机到机械多挡变速器，然后驱动车轮；该系统的控制路径为：变速器控制器发出的变速控制信号到驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机的转矩和转速，实现平顺换档。本发明省略了离合器，与现有的变速系统相比在结构上大为简化，具有明显的成本优势。适用于采用电机驱动的各种车辆，包括纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。

Description

电机驱动汽车无离合器变速系统
                        技术领域
本发明公开了一种电机驱动汽车的变速系统，尤其是一种无离合器的变速系统。
                        技术背景
由于能源和环保的压力，汽车工业正处于从传统内燃机汽车向电动汽车过渡的转型时期。电机驱动是汽车驱动系统未来的发展方向。传统汽车中的传动系统通常包括离合器和变速箱，由此而发展出来的自动变速系统有：机械式自动变速系统(AMT)，或者是采用液力变矩器的自动变速系统(AT)和双离合器自动变速系统(DCT)等。上述传统的手动、自动变速系统都需要离合器实现从动力源到车轮的动力切换控制，自动变速系统(AT)中还附加了液力变矩器来缓冲动力切换的冲击。电机驱动汽车中的动力源为驱动电机，驱动电机的良好可控性为汽车变速系统的简化提供了可能。
                        发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电机驱动汽车无离合器变速系统，该变速系统省略了离合器，通过对驱动电机的输出扭矩进行控制实现换档过程中的动力切换控制，实现换档过程的动力切换控制，达到平顺换档的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电机驱动汽车无离合器变速系统，包括手动变速系统和自动变速系统，其特点是，它包括：驱动电机，机械多档位变速器，驱动电机控制器，变速器控制器。
该系统的动力传递路径为：从驱动电机到机械多档变速器，然后驱动车轮；
该系统的控制路径为：变速器控制器发出的变速控制信号到驱动电机控制器，驱动电机控制器控制驱动电机的转矩和转速，实现平顺换档。
所述的手动变速系统，变速器控制器接收换档手柄动作信号后，给驱动电机控制器以指令信号，用于控制驱动电机的转矩和转速。
所述的自动变速系统，变速器控制器根据汽车车速、油门信号以及汽车状态信息判断换档时机；换档时，控制器给驱动电机控制器以指令信号，用于控制驱动电机的转矩和转速，随后给换档伺服执行器指令实现平顺换档操作。
本发明的有益效果是：
本发明省略了离合器，与现有的变速系统相比在结构上大为简化，具有明显的成本优势。在驾驶员要进行手动换档时，或者是根据汽车行驶时传感器的关键信息判断要进行自动换档时，变速器控制器给驱动电机控制器以指令，在换档的过程中控制驱动电机的输出转矩和转速，能达到平顺换档的效果。本发明适用于采用电机驱动的各种车辆，包括纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。
                        附图说明
图1是本发明的系统结构原理框图。
                        具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种电机驱动汽车无离合器变速系统，包括驱动电机1，机械多档位变速器2，驱动电机控制器4，变速器控制器5。其中，机械式多档位变速器2为齿轮传动的有级式变速器，有一个以上的档位；驱动电机控制器4为与驱动电机相匹配的、对电机转矩和转速进行控制的功率电子控制器；变速器控制器5为该无离合器变速系统的核心控制器，含有换档过程的控制策略。下面详细说明系统的控制方法与实施步骤。
该系统的动力传递路径为：从驱动电机1到机械多档变速器2，然后驱动车轮3；
该系统的控制路径为：变速器控制器5发出的变速控制信号到驱动电机控制器4，驱动电机控制器4控制驱动电机1的转矩和转速，实现平顺换档。
本发明的具体实施过程有如下几个步骤：
第一步：汽车行驶过程中，变速器控制器5根据驾驶员换档手柄的传感器信息判断要进行手动换档时，或者根据当前的车速、坡度等关键信息判断要进行自动换档时，给驱动电机控制器4提出换档请求，发出换档过程动力切换控制的指令。
第二步：驱动电机控制器4控制驱动电机1，降低驱动电机1的输出转矩，等待当前档位脱开。档位脱开后，根据当前的车速可计算得到目标档位下电机输出端所对应的目标转速值。然后驱动电机控制器4控制驱动电机1的转速，使其接近目标档位下的目标转速值，即使目标档位下机械式多档变速器2中的主动齿轮与从动齿轮的转速趋于同步。
第三步：随后在主动齿轮和从动齿轮转速差较小的情况下，在机械式多档变速器2的同步器的作用下，齿轮啮合，进入目标档位。从当前档位换入目标档位后，驱动电机1恢复驾驶员指令所需求的驱动转矩，实现平顺的换档过程。

Claims (3)

1.一种电机驱动汽车无离合器变速系统，包括手动变速系统和自动变速系统，其特征在于，它包括：驱动电机(1)，机械多档位变速器(2)，驱动电机控制器(4)，变速器控制器(5)，
该系统的动力传递路径为：从驱动电机(1)到机械多档变速器(2)，然后驱动车轮(3)；
该系统的控制路径为：变速器控制器(5)发出变速控制信号到驱动电机控制器(4)，驱动电机控制器(4)控制驱动电机(1)的转矩和转速，实现平顺换档。
2.根据权利要求1所述的电机驱动汽车无离合器变速系统，其特征在于，所述的手动变速系统，变速器控制器(5)接收换档手柄动作信号后，给驱动电机控制器(4)以指令信号，用于控制驱动电机的转矩和转速。
3.根据权利要求1所述的电机驱动汽车无离合器变速系统，其特征在于，所述的自动变速系统，变速器控制器(5)根据汽车车速、油门信号以及汽车状态信息判断换档时机；换档时，控制器(5)给驱动电机控制器(4)以指令信号，用于控制驱动电机的转矩和转速，随后给换档伺服执行器指令实现平顺换档操作。
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