一种混动汽车变速箱控制系统及其控制方法与流程

本技术涉及混合动力车辆变速箱控制，特别涉及一种混动汽车变速箱控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、在混合动力汽车上，变速箱控制系统主要由离合器直流有刷电机、冷却润滑直流有刷电机、变速箱系统控制器组成。离合器直流有刷电机用于建立离合器结合和分离所需油压；冷却润滑直流有刷电机用于驱动整车油路，为驱动电机、发电机润滑和冷却。变速箱系统控制装置用于控制离合器直流有刷电机、冷却润滑直流有刷电机运行。

2、现有技术中，变速箱控制系统可分为两种方案：

3、硬件结构设计方面

4、方案一：采用电机与控制器分离的设计方式，电机与控制器之间有u/v/w三相线束、霍尔信号线束连接，该方案便于控制器实现多模混动系统及软件集成，但是连接线束繁多，线路损耗高，系统能量转换效率；

5、方案二：采用电机与控制器集成的设计方式，只有电源与控制线束，线束数量少，减小了三相线路损耗，提高了系统能量转换效率，但由于电机与控制器集成，散热效果大打折扣；此外，控制器硬件受振动影响，可靠性降低。

6、电路控制方面

7、两种方案中离合器直流有刷电机、冷却润滑直流有刷电机两种方案均使用直流无刷电机(bldc)，其控制电路均采用6路mos管的三相全桥电路，不仅增加了设计成本，而且需专门开发bldc控制算法，且控制算法复杂。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种混动汽车变速箱控制系统及其控制方法，以解决相关技术中变速箱控制系统连接线束繁多，线路损耗高的问题

2、第一方面，提供了一种混动汽车变速箱控制系统，其包括：

3、变速箱系统控制器，其包括离合器电机控制单元和冷却润滑电机控制单元；

4、离合器直流有刷电机，其通过正负两根线束与所述离合器电机控制单元连接；

5、冷却润滑直流有刷电机，其通过正负两根线束与所述冷却润滑电机控制单元连接。

6、一些实施例中，所述变速箱系统控制器还包括需求获取单元和运行参数计算单元；

7、所述需求获取单元用于获取驱动电机和发电机的实际转速和实际温度，以及用于获取离合器油压需求；所述运行参数计算单元用于根据驱动电机和发电机的实际转速和实际温度计算出冷却润滑直流有刷电机的第一目标运行转速，以及用于根据离合器油压需求计算出离合器直流有刷电机的第二目标运行转速；

8、所述离合器电机控制单元用于根据所述第二目标运行转速控制离合器直流有刷电机；所述冷却润滑电机控制单元用于根据所述第一目标运行转速控制冷却润滑直流有刷电机。

9、一些实施例中，所述离合器电机控制单元包括h桥控制电路，h桥控制电路包括分别并联在离合器直流有刷电机一端的第一mos管和第二mos管，以及分别并联在离合器直流有刷电机另一端的第三mos管和第四mos管；第二mos管和第四mos管均连接有接地端；第一mos管和第三mos管连接有电源；

10、所述电源、第一mos管、离合器直流有刷电机、第四mos管和接地端之间形成控制离合器直流有刷电机正转的第一回路；

11、所述电源、第三mos管、离合器直流有刷电机、第二mos管和接地端之间形成控制离合器直流有刷电机反转的第二回路。

12、一些实施例中，所述第一mos管的源极与所述离合器直流有刷电机连接，漏极和电源连接；

13、所述第二mos管的源极与所述接地端连接，漏极和所述离合器直流有刷电机连接；

14、所述第三mos管的源极与所述离合器直流有刷电机连接，漏极和电源连接；

15、所述第四mos管的源极与所述接地端连接，漏极和所述离合器直流有刷电机连接。

16、一些实施例中，所述第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管均连接一个并联体二极管。

17、一些实施例中，所述冷却润滑电机控制单元包括直流斩波控制电路；直流斩波控制电路包括电源、电阻和第五mos管；

18、所述电阻的一端与电源的正极连接，另一端连接有与第五mos管的源极连接，第五mos管的漏极与冷却润滑直流有刷电机连接，冷却润滑直流有刷电机与电源的负极连接；所述电阻和冷却润滑直流有刷电机之间设有与第五mos管并联的整流二极管；整流二极管的正极与电源的正极连接；

19、所述电阻的另一端和电源的负极连接之间设有第一电容；所述直流斩波控制电路还包括与冷却润滑直流有刷电机并联的第二电容。

20、第二方面，提供了一种混动汽车变速箱控制系统的控制方法，其包括以下步骤：

21、获取目标运行参数；

22、基于所述目标运行参数，并利用离合器电机控制单元和冷却润滑电机控制单元分别控制离合器直流有刷电机和冷却润滑直流有刷电机。

23、一些实施例中，所述变速箱系统控制器还包括需求获取单元和运行参数计算单元；

24、获取目标运行参数，具体包括以下步骤：

25、利用需求获取单元获取驱动电机和发电机的实际转速和实际温度；以及获取离合器油压需求；

26、利用运行参数计算单元根据驱动电机和发电机的实际转速和实际温度计算出冷却润滑直流有刷电机的第一目标运行转速，以及根据离合器油压需求计算出离合器直流有刷电机的第二目标运行转速和转动方向；

27、将所述第一目标运行转速，以及第二目标运行转速和转动方向形成目标运行参数。

28、一些实施例中，所述离合器电机控制单元包括h桥控制电路，h桥控制电路包括分别并联在离合器直流有刷电机一端的第一mos管和第二mos管，以及分别并联在离合器直流有刷电机另一端的第三mos管和第四mos管；第二mos管和第四mos管均连接有接地端；第一mos管和第三mos管连接有电源；

29、所述电源、第一mos管、离合器直流有刷电机、第四mos管和接地端之间形成控制离合器直流有刷电机正转的第一回路；所述电源、第三mos管、离合器直流有刷电机、第二mos管和接地端之间形成控制离合器直流有刷电机反转的第二回路；

30、基于所述目标运行参数，并利用离合器电机控制单元控制离合器直流有刷电机，包括以下步骤：

31、若转动方向为离合器直流有刷电机正转，根据所述第二目标运行转速和转动方向计算出第一mos管和第四mos管的第二目标占空比，以该第二目标占空比控制第一mos管和第四mos管，以调整输出电压；

32、若转动方向为离合器直流有刷电机反转，根据所述第二目标运行转速和转动方向计算出第三mos管和第二mos管的第二目标占空比，以该第二目标占空比控制第三mos管和第二mos管，以调整输出电压。

33、一些实施例中，所述冷却润滑电机控制单元包括直流斩波控制电路；直流斩波控制电路包括电源、电阻和第五mos管；

34、所述电阻的一端与电源的正极连接，另一端连接有与第五mos管k的源极连接，第五mos管的漏极与冷却润滑直流有刷电机连接，冷却润滑直流有刷电机与电源的负极连接；所述电阻和冷却润滑直流有刷电机之间设有与第五mos管并联的整流二极管；整流二极管的正极与电源的正极连接；

35、所述电阻的另一端和电源的负极连接之间设有第一电容；所述直流斩波控制电路还包括与冷却润滑直流有刷电机并联的第二电容；

36、基于所述目标运行参数，并利用冷却润滑电机控制单元控制冷却润滑直流有刷电机，包括以下步骤：

37、根据所述第一目标运行转速计算出第五mos管的第一目标占空比；

38、基于所述第一目标占空比控制第五mos管，以调整输出电压。

39、本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：

40、本技术实施例提供了一种混动汽车变速箱控制系统及其控制方法，由于离合器直流有刷电机和冷却润滑直流有刷电机分别通过正负两根线束与离合器电机控制单元和冷却润滑电机控制单元连接，从而与变速箱系统控制器分离设置，避免集成设置所导致散热和振动的问题；另外，采用离合器直流有刷电机和冷却润滑直流有刷电机，并相比较原有的直流无刷电机与控制器之间有u/v/w三相线束、霍尔信号线束连接，本方案明显减少线束连接数量，节省成本，有利于降低损耗。

41、另外本技术中离合器电机控制单元通过h桥控制电路控制离合器直流有刷电机的运行；冷却润滑电机控制单元通过直流斩波控制电路控制冷却润滑直流有刷电机；从而针对离合器电机和冷却润滑电机运行方向需求不同，采用不同的控制电路，其中使得mos管使用总数减少了7个，降低设计成本；相比于传统的直流无刷电机采用三相全桥控制算法，本方案通过控制直流电压大小，实现电机转速控制更简单。