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电动汽车用驱动电机-变速器一体化系统控制方法及系统

电动汽车用驱动电机-变速器一体化系统控制方法及系统

电动汽车用驱动电机-变速器一体化系统控制方法及系统属于纯电动汽车、串联式混合动力汽车以及可外接充电式混合动力汽车的换档控制技术领域。该系统包括电机、电机控制器、变速器及换挡机构、换挡控制器、系统协调控制器及车辆控制器。车辆控制器根据车辆状态信息和踏板信号决定目标挡位,向系统协调控制器发出换挡指令;系统协调控制器向电机控制器和换挡控制器发出控制指令,使电机和变速器协调配合实现换挡,系统协调控制器中集成了扭转振动控制器,实现传动系统的减振功能;电机控制器控制电机的转矩和转速输出;换挡控制器控制换挡机构动作实现变速器的挡位变换。控制方法制定合适的协调控制策略。本发明能够满足动力性好、换挡平顺等要求。

系统协调控制器(6)根据司机踏板信号计算电机输出转矩,作为转矩闭环控制的目标指令;

4)系统协调控制器(6)向电机控制器(2)发出控制状态切换命令,电机控制器(2)中的数字信号控制单元(8)从转矩闭环控制切换到转速闭环控制;

5)系统协调控制器(6)根据换挡时序向换挡控制器(5)发出指令进行选挡操作,换挡控制器(5)控制执行机构完成选挡过程;

对于纯电动汽车、串联式混合动力汽车以及可外接充电式混合动力汽车而言,电机是其唯一或主要的驱动部件,因此电驱动系统的性能至关重要。目前主要应用的电驱动型式中,电机与变速器相结合的型式具有起动转矩大、电机高效工作范围大、系统总功率损失小、技术成熟度高等优点,而且电机及系统的成本都较其他型式低,因而具有很好的产业化前景。当采用这种驱动型式实现自动换挡时,取消离合器可以降低离合器控制的设计、制造以及使用成本,因而系统的总成本也进一步降低。取消离合器以后的电机-变速器一体化系统的性能,尤其是换挡时的性能的好坏关键取决于电机的控制方式选择和系统的协调控制。另外,取消离合器以后,其从动片上的扭转减振器也不复存在,传动系统中出现的扭转振动现象需要通过系统控制的方式实现。

第七步,换挡协调控制器(11)接收到新的ia后,向电机控制器(2)发出控制状态指令Mode=3,电机⑴进入转矩恢复工作模式,电机控制器(2)接收到该指令之后,数字信号控制单元(8)的控制算法从转速闭环切换到转矩闭环。换挡协调控制器(11)将车辆控制器(7)发送的电机输出目标转矩T*乘以一个斜坡函数(该斜坡函数的值在50ms内从0增加到1),得到T1;扭转振动控制器(12)根据转矩观测器(10)给出的电机输出转矩Test,给出扭转振动抑制转矩转矩T2;系统协调控制器(6)将Ttgt=T1+T2作为目标转矩指令发送给电机控制器⑵,电机控制器(2)控制电机(1)的转矩逐步上升;电机控制器(2)中转矩观测器(10)将电机输出转矩Test发送给换挡协调控制器(11)。

3)当电机输出转矩为空载转矩时,系统协调控制器(6)向换挡控制器(5)发出指令,换挡控制器(5)控制换挡机构(4)完成摘挡操作;

4)系统协调控制器(6)向电机控制器(2)发出控制状态切换命令,电机控制器(2)中的数字信号控制单元(8)从转矩闭环控制切换到转速闭环控制;

本发明的系统取消了离合器,实现了自动换挡和扭转振动抑制。系统包括电机(1)、电机控制器(2)、变速器(3)及换挡机构(4)、换挡控制器(5)、系统协调控制器(6)以及车辆控制器(7)。其中,车辆控制器(7)根据车辆状态信息和司机踏板信号决定目标挡位,需要换挡时向系统协调控制器(6)发出换挡指令;系统协调控制器(6)控制换挡时序,向电机控制器⑵和换挡控制器(5)发出控制指令,使电机⑴和变速器(3)协调配合实现换挡,系统协调控制器(6)中还集成了扭转振动控制器,实现传动系统的减振功能;电机控制器(2)控制电机(1)的转矩和转速输出;换挡控制器(5)控制换挡机构(4)动作实现变速器(3)的挡位变换。

车辆控制器:接收车辆状态信息和司机踏板信号,判断目标挡位,向系统协调控制器发出换挡指令;

2)系统协调控制器(6)接到换挡指令后,向电机控制器(2)发出转矩下调命令;电机控制器(2)控制电机(1)的输出转矩下降到空载转矩状态;

本发明属于纯电动汽车、串联式混合动力汽车以及可外接充电式混合动力汽车的换档控制技术领域。

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