一种换挡控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及车辆变速器，具体涉及一种换挡控制方法、装置、电子设备及存储介质，尤其涉及一种用于新能源汽车变速的换挡控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、变速器（英文：transmission）是一种用以改变发动机的转速和转矩的机构，是车辆的重要组成部分。传统的变速器通常利用同步器来保证接合套与接合齿圈的机械同步，以避免齿间冲击带来的换挡冲击问题，然而，同步器的使用会导致车辆成本增加，且同步器易磨损，会进一步增加维护成本。

2、为解决上述问题，近年来提出了一种无同步器的变速器，该类变速器具有结构简单、成本低、系统效率高、体积小和重量轻等综合优势，得到了业界的广泛重视，并在纯电动汽车和混合动力汽车中得到越来越多的应用。

3、然而，在该类变速器中，由于接合套和接合齿圈缺少了机械同步过程，容易出现接合套的花键齿与接合齿圈的齿槽无法对准的现象，从而导致车辆出现换挡冲击或换挡顿挫的问题。目前的换挡控制方法中，虽然也提及了通过控制转速转角同步来实现挡位切换的相关内容，但是并未公开实现转速转角同步的具体控制方式，且目前的换挡控制方法的控制精度通常较低，使得在换挡过程中依旧会存在部分换挡冲击，因此，亟需一种高精度的无冲击换挡控制方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种换挡控制方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决目前的换挡控制方法的控制精度低的问题，以实现高精度的无冲击换挡控制。

2、第一方面，本发明实施例提供一种换挡控制方法，包括：

3、确定第一接合齿圈与第一接合套之间的第一转速差值和第一转角差值，其中，所述第一接合齿圈和所述第一接合套为与待切换挡位对应的接合齿圈和接合套；

4、判断所述第一转速差值与预设的第一阈值范围的大小关系，根据判断结果，并基于所述第一转速差值和所述第一阈值范围的门限值，生成第一转矩，以使所述驱动电机组件根据所述第一转矩调节所述第一转速差值至所述第一阈值范围内，其中，所述门限值为上限值或下限值；

5、判断所述第一转角差值与第二阈值范围的大小关系，根据判断结果，并基于所述第一转角差值和所述第二阈值范围的门限值，生成第二转矩，以使所述驱动电机组件根据所述第二转矩调节所述第一转角差值至所述第二阈值范围内，其中，所述第二阈值范围是根据所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度确定的；

6、控制所述第一接合套与所述第一接合齿圈接合。

7、本发明实施例提供的换挡控制方法中，在挡位切换的过程中，变速器首先确定第一转速差值和第一转角差值；然后，判断第一转速差值与第一阈值范围的大小关系，并根据判断结果，基于第一转速差值和第一阈值范围的门限值生成第一转矩，以控制驱动电机组件根据第一转矩调节第一接合齿圈的转速，直至将第一转速差值调节至第一阈值范围内，实现第一接合齿圈和第一接合套的转速同步；接着，判断第一转角差值与第二阈值范围的大小关系，并根据判断结果，基于第一转角差值和第二阈值范围的门限值生成第二转矩，以控制驱动电机组件根据第二转矩调节第一接合齿圈的转角，直至将第一转角差值调节至第二阈值范围内，实现第一接合齿圈和第一接合套的转角同步，完成换挡。本发明提供的换挡控制方法中，在对发送至驱动电机组件的转矩进行主动精准调节的过程中，需要根据转速差值与第一阈值范围间的大小关系，以及转角差值与第二阈值范围间的大小关系，并参考转速差值、转角差值以及阈值范围的门限值等数据，生成对应的转矩，以对驱动电机组件带动第一接合齿圈运动的转速和转角进行精准控制，相比于现有的换挡控制方法，不但具体限定了用于调节转速转角同步的转矩的具体确定方式，且利用上述方式确定的转矩对于转速差值和转角差值的调节也更为精确，实现转速同步和转角同步的双闭环高精度控制，从而可以消除换挡冲击，实现高精度的无冲击换挡，提高用户的驾驶体验感。

8、在一种可选的实施方式中，所述根据判断结果，并基于所述第一转速差值和所述第一阈值范围的门限值，生成第一转矩，包括：

9、当所述第一转速差值大于所述第一阈值范围的上限值时，根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的上限值的差值，确定所述第一转矩，其中，所述第一转矩为负值，且所述第一转矩大于或等于第一转矩阈值，所述第一转矩阈值用于表征所述驱动电机组件允许的转矩最小值；

10、当所述第一转速差值小于所述第一阈值范围的下限值时，根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的下限值的差值，确定所述第一转矩，其中，所述第一转矩为正值，且所述第一转矩小于或等于第二转矩阈值，所述第二转矩阈值用于表征所述驱动电机组件允许的转矩最大值。

11、上述方法，当变速器识别到第一转速差值大于第一阈值范围的上限值时，说明此时第一接合齿圈的转速超过第一接合套的转速较多，根据第一转速差值和第一阈值范围的上限值，确定用于调节转速的第一转矩，且该第一转矩为负值，通过控制驱动电机组件输出负的第一转矩，可以降低第一接合齿圈的转速，从而使得第一接合齿圈的转速与第一接合套的转速近乎同步，实现转速同步的闭环控制，有利于实现无冲击换挡。当变速器识别到第一转速差值小于第一阈值范围的下限值时，说明此时第一接合齿圈的转速低于第一接合套的转速较多，根据第一转速差值和第一阈值范围的下限值，确定用于调节转速的第一转矩，且该第一转矩为正值，通过控制驱动电机组件输出正的第一转矩，可以提高第一接合齿圈的转速，从而使得第一接合齿圈的转速与第一接合套的转速近乎同步，实现转速同步的闭环控制，有利于实现高精度的无冲击换挡。

12、在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的上限值的差值，确定所述第一转矩，包括：

13、根据第一差值与第一数值的比值，确定第一系数，其中，所述第一差值为所述第一转速差值与所述第一阈值范围的上限值的差值，所述第一数值为第一时间与第二时间的和值，所述第一时间用于表征信息采集周期，所述第二时间用于表征通信延迟时长；

14、将第一转动惯量与所述第一系数的乘积，和第一挡位速比的比值的负值，作为所述第一转矩，其中，所述第一转动惯量用于表征所述变速器的输入轴端的转动惯量，所述第一挡位速比为与待切换挡位对应的挡位速比。

15、在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的下限值的差值，确定所述第一转矩，包括：

16、根据第二差值与所述第一数值的比值，确定第二系数，其中，所述第二差值为所述第一转速差值与所述第一阈值范围的下限值的差值；

17、将所述第一转动惯量与所述第二系数的乘积，和所述第一挡位速比的比值的负值，作为所述第一转矩。

18、在一种可选的实施方式中，所述根据判断结果，并所述第一转角差值和所述第二阈值范围的门限值，生成第二转矩，包括：

19、当所述第一转角差值大于所述第二阈值范围的上限值时，根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的上限值的差值，确定所述第二转矩，其中，所述第二转矩为负值，且所述第二转矩大于或等于所述第一转矩阈值；

20、当所述第一转角差值小于所述第二阈值范围的下限值时，根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的下限值的差值，确定所述第二转矩，其中，所述第二转矩为正值，且所述第二转矩小于或等于所述第二转矩阈值。

21、上述方法，当变速器识别到第一转角差值大于第二阈值范围的上限值时，说明此时第一接合齿圈的转角大于第一接合套的转角，根据第一转角差值和第二阈值范围的上限值，确定用于调节转角的第二转矩，且该第二转矩为负值，通过控制驱动电机组件输出负的第二转矩，可以减小第一接合齿圈的转角，从而使得第一接合齿圈的转角与第一接合套的转角近乎同步，实现转角同步的闭环控制，有利于实现无冲击换挡。当变速器识别到第一转角差值小于第二阈值范围的下限值时，说明此时第一接合齿圈的转角小于第一接合套的转角，根据第一转角差值和第二阈值范围的下限值，确定用于调节转角的第二转矩，且该第二转矩为正值，通过控制驱动电机组件输出正的第二转矩，可以增大第一接合齿圈的转角，从而使得第一接合齿圈的转角与第一接合套的转角近乎同步，实现转角同步的闭环控制，有利于实现高精度的无冲击换挡。

22、在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的上限值的差值，确定所述第二转矩，包括：

23、根据第三差值与第二数值的比值，确定第三系数，其中，所述第三差值为所述第一转角差值与所述第二阈值范围的上限值的差值，所述第二数值为第一时间与第二时间的和值的平方，所述第一时间用于表征信息采集周期，所述第二时间用于表征通信延迟时长；

24、将第一常数、第一转动惯量与所述第三系数的乘积，和第一挡位速比的比值的负值，作为所述第二转矩，其中，所述第一转动惯量用于表征所述变速器的输入轴端的转动惯量，所述第一挡位速比为与待切换挡位对应的挡位速比。

25、在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的下限值的差值，确定所述第二转矩，包括：

26、根据第四差值与所述第二数值的比值，确定第四系数，其中，所述第四差值为所述第一转角差值与所述第二阈值范围的下限值的差值；

27、将所述第一常数、所述第一转动惯量与所述第四系数的乘积，和所述第一挡位速比的比值的负值，作为所述第二转矩。

28、在一种可选的实施方式中，所述第二阈值范围通过以下方式确定：

29、将所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度，与第二常数的比值，作为所述第二阈值范围的上限值；

30、将所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度，与第二常数的比值的负值，作为所述第二阈值范围的下限值。

31、上述方法，根据第一接合齿圈与第一接合套的齿侧间隙的弧度确定第二阈值范围的上限值和下限值，从而使得将第一转角差值调节至第二阈值范围内时，第一接合齿圈的转角与第一接合套的转角是同步的，避免了第一接合齿圈的齿槽与第一接合套的花键齿无法对准的现象的发生，消除了换挡过程中的“打齿”问题，有利于实现无冲击换挡。

32、在一种可选的实施方式中，所述确定第一接合齿圈与第一接合套之间的第一转速差值和第一转角差值，包括：

33、根据所述第一接合齿圈的第一转速信息与所述第一接合套的第二转速信息的差值，确定所述第一转速差值；

34、根据所述第一接合齿圈的第一转角信息与所述第一接合套的第二转角信息的差值，确定所述第一转角差值。

35、第二方面，本发明实施例提供一种换挡控制装置，包括：

36、差值确定模块，用于确定第一接合齿圈与第一接合套之间的第一转速差值和第一转角差值，其中，所述第一接合齿圈和所述第一接合套为与待切换挡位对应的接合齿圈和接合套；

37、转速调节模块，用于判断所述第一转速差值与预设的第一阈值范围的大小关系，根据判断结果，并基于所述第一转速差值和所述第一阈值范围的门限值，生成第一转矩，以使所述驱动电机组件根据所述第一转矩调节所述第一转速差值至所述第一阈值范围内，其中，所述门限值为上限值或下限值；

38、转角调节模块，用于判断所述第一转角差值与第二阈值范围的大小关系，根据判断结果，并基于所述第一转角差值和所述第二阈值范围的门限值，生成第二转矩，以使所述驱动电机组件根据所述第二转矩调节所述第一转角差值至所述第二阈值范围内，其中，所述第二阈值范围是根据所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度确定的；

39、换挡执行模块，用于控制所述第一接合套与所述第一接合齿圈接合。

40、在一种可选的实施方式中，所述转速调节模块具体用于：

41、当所述第一转速差值大于所述第一阈值范围的上限值时，根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的上限值的差值，确定所述第一转矩，其中，所述第一转矩为负值，且所述第一转矩大于或等于第一转矩阈值，所述第一转矩阈值用于表征所述驱动电机组件允许的转矩最小值；

42、当所述第一转速差值小于所述第一阈值范围的下限值时，根据所述第一转速差值与所述第一阈值范围的下限值的差值，确定所述第一转矩，其中，所述第一转矩为正值，且所述第一转矩小于或等于第二转矩阈值，所述第二转矩阈值用于表征所述驱动电机组件允许的转矩最大值。

43、在一种可选的实施方式中，所述转速调节模块具体用于：

44、根据第一差值与第一数值的比值，确定第一系数，其中，所述第一差值为所述第一转速差值与所述第一阈值范围的上限值的差值，所述第一数值为第一时间与第二时间的和值，所述第一时间用于表征信息采集周期，所述第二时间用于表征通信延迟时长；

45、将第一转动惯量与所述第一系数的乘积，和第一挡位速比的比值的负值，作为所述第一转矩，其中，所述第一转动惯量用于表征所述变速器的输入轴端的转动惯量，所述第一挡位速比为与待切换挡位对应的挡位速比。

46、在一种可选的实施方式中，所述转速调节模块具体用于：

47、根据第二差值与所述第一数值的比值，确定第二系数，其中，所述第二差值为所述第一转速差值与所述第一阈值范围的下限值的差值；

48、将所述第一转动惯量与所述第二系数的乘积，和所述第一挡位速比的比值的负值，作为所述第一转矩。

49、在一种可选的实施方式中，所述转角调节模块具体用于：

50、当所述第一转角差值大于所述第二阈值范围的上限值时，根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的上限值的差值，确定所述第二转矩，其中，所述第二转矩为负值，且所述第二转矩大于或等于所述第一转矩阈值；

51、当所述第一转角差值小于所述第二阈值范围的下限值时，根据所述第一转角差值与所述第二阈值范围的下限值的差值，确定所述第二转矩，其中，所述第二转矩为正值，且所述第二转矩小于或等于所述第二转矩阈值。

52、在一种可选的实施方式中，所述转角调节模块具体用于：

53、根据第三差值与第二数值的比值，确定第三系数，其中，所述第三差值为所述第一转角差值与所述第二阈值范围的上限值的差值，所述第二数值为第一时间与第二时间的和值的平方，所述第一时间用于表征信息采集周期，所述第二时间用于表征通信延迟时长；

54、将第一常数、第一转动惯量与所述第三系数的乘积，和第一挡位速比的比值的负值，作为所述第二转矩，其中，所述第一转动惯量用于表征所述变速器的输入轴端的转动惯量，所述第一挡位速比为与待切换挡位对应的挡位速比。

55、在一种可选的实施方式中，所述转角调节模块具体用于：

56、根据第四差值与所述第二数值的比值，确定第四系数，其中，所述第四差值为所述第一转角差值与所述第二阈值范围的下限值的差值；

57、将所述第一常数、所述第一转动惯量与所述第四系数的乘积，和所述第一挡位速比的比值的负值，作为所述第二转矩。

58、在一种可选的实施方式中，所述第二阈值范围通过以下方式确定：

59、将所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度，与第二常数的比值，作为所述第二阈值范围的上限值；

60、将所述第一接合齿圈与所述第一接合套的齿侧间隙的弧度，与第二常数的比值的负值，作为所述第二阈值范围的下限值。

61、在一种可选的实施方式中，所述差值确定模块具体用于：

62、根据所述第一接合齿圈的第一转速信息与所述第一接合套的第二转速信息的差值，确定所述第一转速差值；

63、根据所述第一接合齿圈的第一转角信息与所述第一接合套的第二转角信息的差值，确定所述第一转角差值。

64、第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

65、存储器，用于存储可执行指令；

66、处理器，用于读取并执行所述存储器中存储的可执行指令，以实现如上述第一方面中任一项实施例所述的换挡控制方法的步骤。

67、第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面中任一项实施例所述的换挡控制方法的步骤。

68、上述第二方面公开的换挡控制装置、第三方面公开的电子设备以及第四方面公开的计算机可读存储介质可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面或第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。