基于两挡变速的电驱动系统及其协调换挡控制方法

摘要

本发明提供一种基于两挡变速的电驱动系统及其协调换挡控制方法，包括供电单元、电机控制器、电机、车辆控制器、换挡控制器和两挡行星变速器。其中两挡行星变速器中采用行星传动两挡自动变速箱并配备湿式离合器换挡，换挡方便，且体积和重量大幅减小；换挡过程中车辆控制器采用总线通讯控制电机控制器和换挡控制器，使电机控制器控制电机输出转矩跟踪电机转矩最优轨迹，换挡控制器控制换挡油压跟踪换挡油压最优轨迹，从而实现对电机转矩和换挡油压的同步调节，以减少离合器、制动器结合或者分离时主从部件转速差以及换挡冲击，实现平顺换挡。

主权项

基于两挡变速电驱动系统的协调换挡控制方法，其特征在于，所述两挡变速的电驱动系统包括：供电单元、电机控制器、电机、车辆控制器、换挡控制器和两挡行星变速器；所述两挡行星变速器包括：变速器箱体、单行星排、组合式液压离合器/制动器、和换挡液压系统；所述组合式液压离合器/制动器包括离合器、制动器和液压油缸；所述离合器活塞和制动器活塞通过弹簧立柱刚性连接，弹簧立柱上套装有复位弹簧，制动器活塞与液压油缸活塞一体；所述组合式液压离合器/制动器中，制动器的主动件与变速器箱体相连，从动件与单行星排的齿圈相连；离合器的主动件与电机输出轴相连，从动件与单行星排的齿圈相连；所述单行星排的行星架输出动力；通过换挡液压系统控制组合式液压离合器/制动器中制动器和离合器的结合和分离完成换挡；当换挡油压在液压油缸活塞上的作用力能够克服复位弹簧的恢复力时，液压油缸活塞在换挡油压的作用下移动至其最大位移，此时制动器结合，离合器分离，两挡行星变速器处于低挡；当换挡油压不足以克服复位弹簧的恢复力时，在复位弹簧的作用下，液压油缸活塞回到其初始位置，此时制动器分离，离合器结合，两挡行星变速器处于高挡；该系统的整体连接关系为：所述供电单元与电机控制器相连，所述电机控制器分别与电机和换挡控制器相连；所述电机的动力输出轴与单行星排的太阳轮相连；所述车辆控制器与供电单元、电机控制器以及换挡控制器之间通过总线相连；所述车辆控制器用于向换挡控制器发送换挡指令；所述换挡控制器接收到换挡指令后，控制换挡液压系统以实现换挡；同时调节换挡油压，跟踪换挡时换挡油压控制轨迹；所述电机控制器控制电机的输出转矩，同时跟踪换挡时的电机转矩控制轨迹；所述车辆控制器内预存有电机转矩最优轨迹和换挡油压最优轨迹，所述电机转矩最优轨迹和换挡油压最优轨迹的确定，以车辆的冲击度和滑摩功为综合控制指标，运用线性二次最优控制理论获得；在换挡过程中，车辆控制器依据换挡时的油门开度和车速对电机转矩最优轨迹和换挡油压最优轨迹进行插值计算；然后将插值计算后的换挡油压最优轨迹发送给换挡控制器，将插值计算后的电机转矩最优轨迹发送给电机控制器；所述换挡控制器控制换挡油压跟踪换挡油压最优轨迹，所述电机控制器控制电机输出转矩跟踪电机转矩最优轨迹。