一种同步器同步方法和装置与流程

本申请涉及新能源汽车自动变速箱控制技术领域，特别是涉及一种同步器同步方法和装置。

背景技术：

常规的新能源汽车在换挡过程中，一般利用离合器切断动力源，待主驱动电机完成调速后，通过施加同步力矩使得同步器在滑磨过程中消除两端残余的转速差，从而使得同步器两端达到同步并耦合。

在双电机耦合的结构中，同步器的输出端是与车轮直连的主驱动机，同步器输出端的转速与车轮的轮端转速相耦合。同步器在同步的过程中，同步器输出端直接驱动输出动力，利用同步器同步力以及辅助电机补偿扭矩控制，以使同步器中结合套与对应的结合齿圈的转速达到一致，即实现同步。最终完成进档，使得辅助电机也对车轮输出动力。

在中小油门的情况下，由于在换挡过程中辅助电机需要卸载扭矩，然后再完成同步器同步以实现换挡，因此，轮端可能出现扭矩缺失，而双电机耦合结合可以通过主驱动电机补偿辅助电机在卸载扭矩过程中在轮端缺失的扭矩，进而避免出现动力丢失的感觉。但是在大油门的情况下，即在激烈的工况下，车轮轮端的转速变化率较大，即同步器输出端的转速的变化率较大，这将导致同步器滑磨时间延长，且造成进档困难。

相比于传统燃油车的齿轴的组成结构，在双电机耦合的结构中同步器一端连接的电机的转动惯量相比于传统燃油车的齿轴的转动惯量更大，这也将增加同步器滑磨过程的时间，并增加同步器的磨损，影响大油门情况下的驾驶感受。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种同步器同步方法和装置。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种同步器同步方法，应用于双电机耦合的结构，所述方法包括：

在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以及所述同步器输出端的转速变化率；

利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差；

根据所述同步器两端的转速差以及所述同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，以通过所述同步器滑磨消除所述同步器两端的转速差，完成同步。

可选的，所述根据所述同步器两端的转速差以及所述同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，包括：

在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机施加负值补偿扭矩；

在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机施加正值补偿扭矩。

可选的，所述同步器输出端的转速变化率是根据整车加速度计算得到的。

可选的，所述负值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的；

所述正值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的。

可选的，所述方法还包括：

判断动力源转速与目标转速之间的转速差是否小于转速差阈值；

若是，则确定完成调速。

第二方面，本申请实施例提供了一种同步器同步装置，应用于双电机耦合的结构，所述装置包括：

获取模块，用于在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以及所述同步器输出端的转速变化率；

计算模块，利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差；控制模块，用于根据所述同步器两端的转速差以及所述同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，以通过所述同步器滑磨消除所述同步器两端的转速差，完成同步。

可选的，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

第二控制单元，用于在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

第三控制单元，用于在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机施加负值补偿扭矩；

第四控制单元，用于在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机施加正值补偿扭矩。

可选的，所述同步器输出端的转速变化率是根据整车加速度计算得到的。

可选的，所述负值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的；

所述正值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的。

可选的，所述装置还包括：

判断模块，用于判断动力源转速与目标转速之间的转速差是否小于转速差阈值；

确定模块，用于若是，则确定完成调速。

由上述技术方案可以看出，本申请实施例提供的同步器同步方法，应用于双电机耦合的结构，在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以及所述同步器输出端的转速变化率；利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差；进而，根据计算获得的同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行相应地扭矩控制，以通过同步器滑磨消除同步器两端的转速差，进而完成同步。在上述同步器同步方法中，根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，相应地对辅助电机进行扭矩控制，即针对不同的工况，对辅助电机采取与当前工况对应的扭矩控制方法，由此能够加快同步器同步滑磨的过程，并减少同步磨损，即使在激烈的工况下，也能够保证驾驶的平顺性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的双电机耦合结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的同步器同步方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的获取同步器输出端的转速变化率方法的架构示意图；

图4为本申请实施例提供的同步器同步装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请提供了一种同步器同步方法，能够使同步器同步过程更好地适应各种激烈的驾驶工况，并且减少同步过程的滑磨时间以及磨损，提升激烈工况下驾驶的平顺性。

下面对本申请提供的同步器同步方法的核心技术思路进行介绍：

本申请提供的同步器同步方法，应用于双电机耦合的结构，在完成调速的情况下，获取同步器两端输入端转速、所述同步器输出端转速以及同步器输出端的转速变化率；然后利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差；进而，根据计算获得的同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行相应地扭矩控制，以通过同步器滑磨消除同步器两端的转速差，进而完成同步。

在上述同步器同步方法中，根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，相应地对辅助电机进行扭矩控制，即针对不同的工况，对辅助电机采取与当前工况对应的扭矩控制方法，由此能够加快同步器同步滑磨的过程，并减少同步磨损，即使在激烈的工况下，也能够保证驾驶的平顺性。

本申请实施例提供的同步器同步方法应用于双电机耦合的结构，为了更好地理解本申请实施例提供的同步器同步方法的应用场景，下面先结合图1，对双电机耦合的结构进行介绍。

参见图1，图1为双电机耦合结构的结构示意图。如图1所示，在该双电机耦合的结构中包括电机a、电机b和同步器，其中，电机a作为主驱动电机通过gr2挡齿轮直连输出轴驱动车轮，电机b作为辅助驱动电机，通过控制同步器位置在空挡、一挡或二挡来选择是否介入整车驱动。

下面以实施例的方式对本申请提供的同步器同步方法进行介绍：

参见图2，图2为本申请实施例提供的同步器同步方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201：在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以及所述同步器输出端的转速变化率。

在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以同步器输出端的转速变化率。同步器的输入端为结合套端，输出端为待结合齿端，相应地，获取同步器两端的转速时，分别采集同步器结合套端的转速以及同步器待结合齿端的转速。

在同步器同步的过程中，由于同步器输出端转速与轮端转速相耦合，即同步器输出端与轮端的机械连接具有一定的速比关系，因此可以通过整车加速度计算同步器输出端的转速以及同步器输出端转速变化率。如图3所示，具体计算同步器输出端转速变化率时，可以采集轮端转速即车速，将该轮端转速输入至转速处理模块当中，经转速处理模块处理后可以获得同步器输出端的转速，进而将该同步器输出端的转速输入至转速微分模块中，即可获得同步器输出端转速变化率以及整车加速度。

假设车轮的轮端转速为n1，车轮的半径为r，轮端与同步器输出端的速比为k，相应地，计算可以获得同步器输出端的转速为n1/k，而整车速度v＝2πr*n1/60，整车加转速a＝dv/dt，同步器输出端转速变化率α＝dn1/dt，由此即可获得整车加转速与同步器输出端转速变化率之间的关系，进而，在计算同步器输出端转速变化率时，可以根据整车加转速计算。

需要说明的是，在获取同步器两端的转速以及同步器输出端的转速变化率之前，还需要在同步器挪动过程中，同步器未达到同步点阶段时，通过动力源进行调速，进而判断动力源是否完成调速，只有在完成调速的情况下才能够获取同步器两端的转速以及同步器输出端的转速变化率，进而执行本申请实施例提供的同步器同步方法。

具体判断是否完成调速时，需要采集动力源转速，判断该动力源转速与目标转速之间的转速差是否小于转速差阈值，若小于，则说明完成调速，可以获取同步器两端的转速以及同步器输出端的转速变化率，开始执行同步器同步方法；反之，若大于，则说明未完成调速，需要动力源继续调整转速。

步骤202：利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差。

获取到同步器输入端转速、所述同步器输出端转速后，利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差。

步骤203：根据所述同步器两端的转速差以及所述同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，以通过所述同步器滑磨消除所述同步器两端的转速差，完成同步。

获取到同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率后，即可根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，即根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，采用与之对应扭矩控制方法，对辅助电机进行扭矩控制，以通过同步器滑磨消除同步器两端的转速差，完成同步。

具体根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制时，可以分为如下四种情况：

第一种情况，同步器两端的转速差大于零，且同步器输出端的转速变化率为正，在这种情况下，需要对辅助电机进行零扭矩控制，利用整车加速度消除同步器两端转速差，由于整车加速度为正，与车轮直连的同步器输出端有消除同步器两端转速差的趋势，因此可以利用整车加速度消除同步器两端的速差，以加快同步器同步过程。

第二种情况，同步器两端的转速差小于零，且同步器输出端的转速变化率为负，这情况与上述第一种情况相类似，在这种情况下，同样对辅助电机进行零扭矩控制，利用整车加速度消除同步器两端转速差，以加快同步器同步过程。

需要说明的是，上述第一种情况和第二种情况中的零扭矩控制实际上指的是给辅助电机施加零扭矩。

第三种情况，同步器两端的转速差大于零，且同步器输出端的转速变化率为负，在这种情况下，对所述辅助电机施加负值补偿扭矩。在这种同步器两端的转速差大于零且同步器输出端的转速变化率为负情况下，与车轮直连的同步器输出端存在增大同步器两端转速差的趋势，此时，滑磨过程中摩擦产生的摩擦力矩除了需要消除同步器两端的误差外，还需要克服辅助电机自身的转动惯量，由此将延长同步过程；为了加快同步，需要给辅助电机施加负值补偿扭矩，该负值补偿扭矩能够使得辅助电机在同步滑磨的过程中克服摩擦以及自身惯量的影响，使之能够快速地跟随同步器输出端转速的变化，以加快同步过程。

第四种情况，同步器两端的转速差小于零，且同步器输出端的转速变化率为正，这情况与上述第三种情况相类似，在这种情况下，对辅助电机施加正值补偿扭矩。在这种同步器两端的转速差小于零且同步器输出端的转速变化率为正情况下，与车轮直连的同步器输出端有增大同步器两端转速差的趋势，此时，滑磨过程中摩擦产生的摩擦力矩除了需要消除同步器两端的误差外，还需要克服辅助电机自身的转动惯量，由此将延长同步过程；为了加快同步，需要给辅助电机施加负值补偿扭矩，该负值补偿扭矩能够使得辅助电机在同步滑磨的过程中克服摩擦以及自身惯量的影响，使之能够快速地跟随同步器输出端转速的变化，以加快同步过程。

需要说明的是，在上述第三种情况和第四种情况中，对辅助电机施加的负值扭矩和正值扭矩均是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的。

本申请实施例提供的同步器同步方法，应用于双电机耦合的结构，在完成调速的情况下，获取同步器两端的转速以及同步器输出端的转速变化率；然后根据同步器两端的转速，计算该同步器两端的转速差；进而，根据计算获得的同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行相应地扭矩控制，以通过同步器滑磨消除同步器两端的转速差，进而完成同步。在上述同步器同步方法中，根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，相应地对辅助电机进行扭矩控制，即针对不同的工况，对辅助电机采取与当前工况对应的扭矩控制方法，由此能够加快同步器同步滑磨的过程，并减少同步磨损，即使在激烈的工况下，也能够保证驾驶的平顺性。

此外，本申请还提供了一种同步器同步装置，参见图4，图4为同步器同步装置400的结构示意图，该同步器同步装置400包括：

获取模块401，用于在完成调速的情况下，获取同步器输入端转速、所述同步器输出端转速以及所述同步器输出端的转速变化率；

计算模块402，用于利用所述同步器输入端转速减去所述同步器输出端转速，获得所述同步器两端的转速差；

控制模块403，用于根据所述同步器两端的转速差以及所述同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行扭矩控制，以通过所述同步器滑磨消除所述同步器两端的转速差，完成同步。

可选的，所述控制模块403包括：

第一控制单元，用于在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

第二控制单元，用于在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机进行零扭矩控制；

第三控制单元，用于在所述同步器两端的转速差大于零，且所述同步器输出端的转速变化率为负的情况下，对所述辅助电机施加负值补偿扭矩；

第四控制单元，用于在所述同步器两端的转速差小于零，且所述同步器输出端的转速变化率为正的情况下，对所述辅助电机施加正值补偿扭矩。

可选的，所述同步器输出端的转速变化率是根据整车加速度计算得到的。

可选的，所述负值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的；

所述正值补偿扭矩是根据所述辅助电机的电机惯量以及所述同步器输出端的转速变化率计算得到的。

可选的，所述装置还包括：

判断模块，用于判断动力源转速与目标转速之间的转速差是否小于转速差阈值；

确定模块，用于若是，则确定完成调速。

本申请实施例提供的同步器同步装置，应用于双电机耦合的结构，在完成调速的情况下，获取同步器两端的转速以及同步器输出端的转速变化率；然后根据同步器两端的转速，计算该同步器两端的转速差；进而，根据计算获得的同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，对辅助电机进行相应地扭矩控制，以通过同步器滑磨消除同步器两端的转速差，进而完成同步。在上述同步器同步装置中，根据同步器两端的转速差以及同步器输出端的转速变化率，相应地对辅助电机进行扭矩控制，即针对不同的工况，对辅助电机采取与当前工况对应的扭矩控制方法，由此能够加快同步器同步滑磨的过程，并减少同步磨损，即使在激烈的工况下，也能够保证驾驶的平顺性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。