[發明專利]消除動力傳動系統齒隙的控制系統

有效

• 申請號: 202010021068.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111439265B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: J-P.高蒂爾
• 申請（專利權）人: 源捷公司
• 主分類號: B60W30/20
• 分類號: B60W30/20;B60W10/08;B60W10/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 高巍

本公開提供了一種用于電動車輛(EV)的動力傳動系統齒隙控制系統，其中，EV使用至少一個動力傳動系統來提供向前的車輛移動，并且使用至少一個附加的動力傳動系統來提供向后的車輛移動。控制系統通過在車輛處于入檔位時在每個動力傳動系統內保持正的電動機扭矩來消除齒隙，從而將最小的前向扭矩需求施加于專用于向前移動的動力傳動系統，并將最小的反向扭矩需求施加于專用于向后移動的動力傳動系統。

技術領域

本發明總體上涉及電動車輛，并且更具體地，涉及配置成消除電動車輛的動力傳動系統中的機械齒隙的控制系統。

背景技術

車輛的動力傳動系統中的部件將由車輛的電動機或發動機產生的輸出傳遞至車輪。這些部件中的許多部件(例如變速器、驅動軸和差速器)都利用齒輪的布置來完成此動力傳遞。由于制造工藝的限制，以及需要一定的間隙程度以允許在各種溫度下運行，齒輪之間存在一定程度的自由活動，這通常稱為齒隙(backlash)。圖1示出了兩個齒輪103和104之間的齒隙101。由于典型電動機的重量以及電動機與車輪之間通常較高的傳動比(例如10∶1)，電動車輛加劇了這樣的問題。另外，考慮到電動車輛使用再生制動，正扭矩和負扭矩之間的過渡更加頻繁和激烈。

車輛的動力傳動系統中的齒隙主要涉及的是振動和噪聲，這些噪聲是在各種齒輪聯動裝置中的齒隙在橫向切換時產生的，例如，當汽車在加速和制動之間轉換時，反之亦然。每次齒隙橫向切換時，車輛的駕駛員和乘客都會感覺到汽車的停頓或顛簸，這種感覺通常伴隨著齒輪齒相互撞擊的噪音。

汽車設計者采用不同的技術來克服這個問題，從而為他們的乘客提供更平穩、更少顛簸的乘坐。通常，這些技術采用將一種機械過濾器插入在動力傳動系統各元件之間。例如，可以在車輛的傳動軸和差速器之間插入撓性橡膠聯軸器，該橡膠聯軸器吸收了動力傳動系統齒隙引起的大部分振動。除了機械過濾之外，汽車設計人員還利用各種發動機控制系統執行該相同的功能，其中控制系統會估算齒隙，然后使用反饋系統將其影響降至最低。不幸的是，盡管濾波技術確實減輕了動力傳動系統齒隙的影響，但它們也降低了動力傳動系統的響應能力。因此，需要一種在不降低車輛響應性的情況下最小化(即使不是全部一起消除)動力傳動系統齒隙的影響的系統。本發明提供了這樣的控制系統。

發明內容

本發明提供了一種用于電動車輛(EV)的動力傳動系統齒隙控制系統，該控制系統包括(i)第一動力傳動系統，該第一動力傳動系統包括一個或多個電動機并且被配置為沿向前方向推進EV；(ii)第二動力傳動系統，該第二動力傳動系統包括一個或多個電動機，并且被配置成在向后方向上推進EV；以及(iii)車輛控制器，其耦合至第一和第二動力傳動系統，該車輛控制器配置成將多個前向扭矩需求傳輸至第一動力傳動系統，并將多個反向扭矩需求傳輸至第二動力傳動系統，其中掛上擋位(in-gear)的EV操作期間，車輛控制器在第一動力傳動系統上至少保持最小前向扭矩需求，并且在第二動力傳動系統上至少保持最小反向扭矩需求，其中最小前向扭矩需求大于零且最小反向扭矩需求大于零。在掛上擋位的EV操作期間，當EV停止時，最小前向扭矩需求被最小反向扭矩需求抵消，從而阻止了EV在向前或向后的方向上移動。

一方面，控制系統可以進一步包括耦接至車輛控制器的油門組件。油門組件被配置成從EV的駕駛員接收扭矩請求并將扭矩請求發送至車輛控制器，其中扭矩請求從可能的扭矩請求的范圍內選擇，該扭矩請求的范圍包括前向扭矩請求的范圍和反向扭矩請求的范圍。在接收到扭矩請求之后，車輛控制器將對應的扭矩需求發送到第一和第二動力傳動系統中的至少一個，其中對應的扭矩需求從多個前向扭矩需求和多個反向扭矩需求中選擇。