专利名称：基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机电耦合传动装置同步控制方法及装置，尤其是涉及一种基于手 动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法及装置。
背景技术：
在传统的汽车传动技术领域主要的变速器种类中，轴线固定式变速器传动效率 高，制造加工方便，成本低、可靠性高，因此一直是国内车用变速器市场上的主流技术。随着 新能源汽车技术的发展，这种轴线固定式变速箱正越来越多的被运用在混合动力汽车和纯 电动汽车中，成为一种结合了驱动电机与变速箱的机电耦合传动装置。它不仅可以作为一 个发动机与驱动电机的并联式机电耦合传动装置，而且还可以作为一个优化发动机或驱动 电机动力性与经济性的调速装置。但是对于这种装置，由于驱动电机的引入，随之在车辆换 档过程中带来了一些问题，如不加以同步控制，将会影响同步器寿命和换档品质，使驾驶员 的操作负担变重。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、操 作方便的基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法及装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法，其特征在于，通过选挡 位置传感器、换挡位置传感器和换档力传感器检测驾驶员的选换档动作，传动控制单元根 据检测结果对电机进行控制，具体步骤以下1)当车辆处于行驶状态时，换档位置传感器与选档位置传感器检测车辆所处的初 始档位；2)操纵手柄进行换档操作时，带动换档传动机构和选档传动机构，换档力传感器 检测换挡力，并将其传输给传动控制单元；3)传动控制单元控制电机输出转矩为0 ；4)操纵手柄完成摘档动作并开始选档与挂挡；5)传动控制单元通过分析换档力、换档位置以及选档位置的变化，判断出目标档 位；6)传动控制单元根据所判断出的目标档位以及定轴式变速箱的各档位传动比，控 制电机的输出转速达到目标档位时所需要的转速；7)传动控制单元检测换档位置，在同步阶段时控制电机的输出转矩为0 ；8)操纵手柄完成挂档动作，换档位置传感器检测到换档完成；9)车辆在新的档位下行驶，传动控制单元恢复电机的转矩输出。一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制装置，其特征在于，包括电机、 定轴式变速箱、换档传动机构、选档传动机构、操纵手柄、换档力传感器、换档位置传感器、选档位置传感器、传动控制单元，所述的传动控制单元分别与电机、换档力传感器、换档位 置传感器、选档位置传感器连接，所述的定轴式变速箱分别与电机、换档传动机构、选档传 动机构连接，所述的换档传动机构分别与换档力传感器、换档位置传感器、操纵手柄连接， 所述的选档传动机构分别与选档位置传感器、操纵手柄连接。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、在硬件上对原装置改动较少，可靠耐用，能适应混合动力汽车或纯电动汽车所 要求的各种行驶工况；2、在功能上能够有效改善电机驱动在换挡时所带来的不良影响，在换档前后卸去 电机转矩，减轻驾驶员的换档负担，在换档过程中控制电机主动同步，减少换档时间。(1)首先在驾驶员摘档前卸去驱动电机的转矩，掐断动力源，便于摘档时同步器与 原档位结合齿的分离；(2)其次在驾驶员换档过程中，根据档位传感器与力传感器的信息，推测驾驶员的 目标档位，有利于及早对电机进行转速控制，降低对控制器的要求；(3)再次根据当前档位与目标档位的传动比，计算目标档位时所需的变速器输入 轴转速即驱动电机转速，并将电机调节至目标转速，使之后同步器与目标档位结合齿相结 合时两者转速相等，减少同步时间和同步力，并减少对同步器的磨损延长同步器寿命；(4)最后在同步阶段再次卸去驱动电机转矩，在换档完成以后将对驱动电机的转 速控制调节回转矩控制，有助于驾驶员顺利挂档，减少驾驶员的换档负担。
图1为本发明的流程图；图2为本发明的硬件结构图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法及装置。这里所述的机电耦合传动装置主要指电机在输入轴与手动变速箱通过转矩耦合 方式连接构造成的机电耦合传动装置。在实现上，对于纯电动汽车，仅有电机一个动力源， 对于并联混合动力，可能具有内燃机和电动机两个动力源经过转矩叠加后输入手动变速 箱。如图1、图2所示，一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法，该方 法包括以下步骤步骤101、当车辆处于行驶状态时，换档位置传感器8与选档位置传感器9检测车 辆所处的初始档位；步骤102、操纵手柄6进行换档操作时，带动换档传动机构4和选档传动机构5，换 档力传感器7检测换挡力，并将其传输给传动控制单元10 ；步骤103、传动控制单元10控制电机1输出转矩为0 ；步骤104、操纵手柄6完成摘档动作并开始选档与挂挡；步骤105、传动控制单元10通过分析换档力、换档位置以及选档位置的变化，判断
4出目标档位；步骤106、传动控制单元10根据所判断出的目标档位以及定轴式变速箱2的各档 位传动比，控制电机的输出转速达到目标档位时所需要的转速；步骤107、传动控制单元10检测换档位置，在同步阶段时控制电机1的输出转矩为 0 ；步骤108、操纵手柄6完成挂档动作，换档位置传感器8检测到换档完成；步骤109、车辆在新的档位下行驶，传动控制单元10恢复电机1的转矩输出。如图2所示，一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制装置，包括电机 1、定轴式变速箱2、换档传动机构4、选档传动机构5、操纵手柄6、换档力传感器7、换档位置 传感器8、选档位置传感器9、传动控制单元10，所述的传动控制单元01分别与电机1、换档 力传感器7、换档位置传感器8、选档位置传感器9连接，所述的定轴式变速箱2分别与电机 1、换档传动机构4、选档传动机构5连接，所述的换档传动机构4分别与换档力传感器7、换 档位置传感器8、操纵手柄6连接，所述的选档传动机构5分别与选档位置传感器9、操纵手 柄6连接。当该车为混合动力车时，该装置还包括发动机3，该发动机与定轴式变速箱2连 接。
权利要求
1.一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法，其特征在于，通过选挡位 置传感器、换挡位置传感器和换档力传感器检测驾驶员的选换档动作，传动控制单元根据 检测结果对电机进行控制，具体步骤以下1)当车辆处于行驶状态时，换档位置传感器与选档位置传感器检测车辆所处的初始档位；2)操纵手柄进行换档操作时，带动换档传动机构和选档传动机构，换档力传感器检测 换挡力，并将其传输给传动控制单元；3)传动控制单元控制电机输出转矩为0；4)操纵手柄完成摘档动作并开始选档与挂挡；5)传动控制单元通过分析换档力、换档位置以及选档位置的变化，判断出目标档位；6)传动控制单元根据所判断出的目标档位以及定轴式变速箱的各档位传动比，控制电 机的输出转速达到目标档位时所需要的转速；7)传动控制单元检测换档位置，在同步阶段时控制电机的输出转矩为0；8)操纵手柄完成挂档动作，换档位置传感器检测到换档完成；9)车辆在新的档位下行驶，传动控制单元恢复电机的转矩输出。
2.一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制装置，其特征在于，包括电机、定 轴式变速箱、换档传动机构、选档传动机构、操纵手柄、换档力传感器、换档位置传感器、选 档位置传感器、传动控制单元，所述的传动控制单元分别与电机、换档力传感器、换档位置 传感器、选档位置传感器连接，所述的定轴式变速箱分别与电机、换档传动机构、选档传动 机构连接，所述的换档传动机构分别与换档力传感器、换档位置传感器、操纵手柄连接，所 述的选档传动机构分别与选档位置传感器、操纵手柄连接。
全文摘要
本发明涉及一种基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制装置，包括电机、定轴式变速箱、换档传动机构、选档传动机构、操纵手柄、换档力传感器、换档位置传感器、选档位置传感器、传动控制单元，所述的传动控制单元分别与电机、换档力传感器、换档位置传感器、选档位置传感器连接，所述的定轴式变速箱分别与电机、换档传动机构、选档传动机构连接，所述的换档传动机构分别与换档力传感器、换档位置传感器、操纵手柄连接，基于手动变速器的机电耦合传动装置同步控制方法，该方法包括1)当车辆处于行驶状态时，换档位置传感器与选档位置传感器检测车辆所处的初始档位等步骤。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、操作方便等优点。
文档编号B60W30/00GK102114838SQ20091024787
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者余卓平, 王心坚, 钟再敏, 陈辛波, 马勇, 高智 申请人:同济大学