一种驱动电机换挡过程的控制策略的制作方法

本发明属于汽车电机技术领域，具体涉及一种驱动电机换挡过程的控制策略。

背景技术：

电机(英文：electricmachinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置；电机在电路中是用字母m(旧标准用d)表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母g表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能；导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩(例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩)，电枢就能按逆时针方向旋转起来。

随着汽车技术的迅速发展，车辆的自动换挡控制技术得到广泛的应用，采用计算机和电机电子驱动技术实现车辆自动换挡，避免人为操作换挡的繁琐与失误，能更好的控制能量的损耗，提高行车安全性，提高车辆的舒适性和经济性。但现有的自动换挡技术存在换挡过程不平顺，冲击较大，能量转换使用较小等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种驱动电机换挡过程的控制策略，目的在于针对现有技术的缺陷和不足(换挡顿挫，能量损耗较大)，编写出一种结构简单，设计合理、操作方便可靠的驱动电机换挡控制策略，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种驱动电机换挡过程的控制策略，包括以下步骤：

s1：获取目标档位，目标档位是通过获取模块和ecu协调配合获取；

s2：降低扭矩阶段，获取的目标档位与实际档位不相同时，电机扭矩开始清零，此时为降扭阶段；

s3：摘挡阶段，当电机不再输出扭矩时开始摘空档，此时当摘空挡成功，则进入s4阶段，如果摘挡不成功则重复摘挡阶段；

s4：调速阶段，降扭状态指令完成，电机目标转速、电机速度控制指令完成，此时电机响应调速指令；进入调速阶段；

s5:再降钮阶段，换挡过程状态值置位相应的值与降扭状态置位值相应的值，发送给电机进行速度控制，电机进入速度模式开始响应降扭，降扭完成则进入s6阶段；

s6:挂挡阶段：换挡过程状态值置位相应的值，后驱直接挂挡，如果超时则退回s3再次摘挡重挂，如果挂上则进入s7；

s7:结束，进入初始阶段，退出速度模式，开始增扭。

优选的，所述s1中ecu(electroniccontrolunit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器；它和普通的电脑一样,由微处理器(mcu)、存储器(rom、ram)、输入/输出接口(i/o)、模数转换器(a/d)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ecu就是汽车的大脑”。

优选的，所述s3空挡，通常指机动车变速杆不放入任何前进或后退挡位，变速箱与驱动轮完全分离的状态；手动挡的空挡在中间的位置，而自动挡的空挡则为"n"标识处；

对于手动档，放在空档可以启动，或是脚踩着离合器启动后，你脚放开离合器，车子不会动，就是空档，则摘空挡成功；

对于自动档，放在空档或者p档才可以启动，同时方向盘后的显示器显示为“n”或“p”时为空档，发动机启动后，你脚放开刹车踏板，车子不向前开，就是空档，则摘空挡成功。

优选的，所述s6中如果过挂挡时间超过5秒为挂挡失败，然后从新返回s3进行可以进行第二次摘挡，如果2次摘挡均失败，就停止摘挡。

优选的，所述s2扭矩如何计算的：

分析：功率＝力*速度即p＝f*v(3)

转矩(t)＝扭力(f)作用半径(r)推出f＝t/r(4)

线速度(v)＝2πr*每秒转速(n秒)＝2πr*每分转速(n分)/60＝πr*n/30(5)

将公司(4)、(5)代入公式(3)得：

p＝f*v＝t/rπr*n分/30＝π/30*t*n分

p＝功率单位w

t＝转矩单位n.m

n分＝每分钟转速单位转/分钟

如果将p的单位换成kw，那么就是如下公式：

p*1000＝π/30*t*n。

优选的，所述获取模块是通过python编写而成。

优选的，所述ecu的接线处与电源模块电性连接。

优选的，所述电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(fpga)及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点(pol)电源供应系统或使用点电源供应系统(pups)。由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种驱动电机换挡过程的控制策略，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本驱动电机换挡控制策略适应大多数驱动电机换挡实际情况，通过二次降扭，能有效避免换挡过程中产生的冲击感，给驾驶员以最佳的驾驶感受，并且通过细分换挡过程，能尽量减少传动换挡过程中产生的能量损耗，从而使能源利用最大化。

附图说明

图1为本发明的一种驱动电机换挡过程的控制策略的流程图。

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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

请参阅图1，本发明提供了一种驱动电机换挡过程的控制策略，包括以下步骤：

s1：获取目标档位，目标档位是通过获取模块和ecu协调配合获取；

s2：降低扭矩阶段，获取的目标档位与实际档位不相同时，电机扭矩开始清零，此时为降扭阶段；

s3：摘挡阶段，当电机不再输出扭矩时开始摘空档，此时当摘空挡成功，则进入s4阶段，如果摘挡不成功则重复摘挡阶段；

s4：调速阶段，降扭状态指令完成，电机目标转速、电机速度控制指令完成，此时电机响应调速指令；进入调速阶段；

s5:再降钮阶段，换挡过程状态值置位相应的值与降扭状态置位值相应的值，发送给电机进行速度控制，电机进入速度模式开始响应降扭，降扭完成则进入s6阶段；

s6:挂挡阶段：换挡过程状态值置位相应的值，后驱直接挂挡，如果超时则退回s3再次摘挡重挂，如果挂上则进入s7；

s7:结束，进入初始阶段，退出速度模式，开始增扭。

具体的，所述s1中ecu(electroniccontrolunit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器；

ecu的电压工作范围一般在6.5-16v(内部关键处有稳压装置)、工作电流在0.015-0.1a、工作温度在-40℃～80℃。能承受1000hz以下的振动，因此ecu损坏的概率非常小，在ecu中cpu是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对存储器(rom/flash/eeprom、ram)、输入/输出接口(i/o)和其它外部电路的控制；存储器rom中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用来对发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。

具体的，所述s3空挡，通常指机动车变速杆不放入任何前进或后退挡位，变速箱与驱动轮完全分离的状态；手动挡的空挡在中间的位置，而自动挡的空挡则为"n"标识处；

对于手动档，放在空档可以启动，或是脚踩着离合器启动后，你脚放开离合器，车子不会动，就是空档，则摘空挡成功；

对于自动档，放在空档或者p档才可以启动，同时方向盘后的显示器显示为“n”或“p”时为空档，发动机启动后，你脚放开刹车踏板，车子不向前开，就是空档，则摘空挡成功。

具体的，所述s6中如果过挂挡时间超过5秒为挂挡失败，然后从新返回s3进行可以进行第二次摘挡，如果2次摘挡均失败，就停止摘挡。

具体的，所述s2扭矩如何计算的：

分析：功率＝力*速度即p＝f*v(3)

转矩(t)＝扭力(f)作用半径(r)推出f＝t/r(4)

线速度(v)＝2πr*每秒转速(n秒)＝2πr*每分转速(n分)/60＝πr*n/30(5)

将公司(4)、(5)代入公式(3)得：

p＝f*v＝t/rπr*n分/30＝π/30*t*n分

p＝功率单位w

t＝转矩单位n.m

n分＝每分钟转速单位转/分钟

如果将p的单位换成kw，那么就是如下公式：

p*1000＝π/30*t*n。

具体的，所述获取模块是通过python编写而成；

python是一种计算机程序设计语言。是一种动态的、面向对象的脚本语言，最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越来越多被用于独立的、大型项目的开发。

具体的，所述ecu的接线处与电源模块电性连接。

具体的，所述电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(fpga)及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点(pol)电源供应系统或使用点电源供应系统(pups)。由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。

综上所述：本发明对驱动电机换挡控制策略，通过二次降扭，能有效避免换挡过程中产生的冲击感，给驾驶员以最佳的驾驶感受，并且通过细分换挡过程，能尽量减少传动换挡过程中产生的能量损耗，从而使能源利用最大化，这样操作简单方便，使用方便安全，节约油耗，同时大大的提高了驾驶汽车的舒适性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。