一种EMT换挡电机分段电流限制控制方法及系统与流程

本发明涉及汽车电子机械变速器控制，具体涉及一种emt换挡电机分段电流限制控制方法及系统。

背景技术：

1、电子机械变速器（emt）凭借结构紧凑、传动效率高、制造成本低的优势，在汽车动力系统中得到广泛应用，其换挡动作通常由换挡电机直接驱动实现，无需人工干预，可有效提升驾驶便利性。为简化结构、降低成本，部分emt取消了同步器，采用电机直驱换挡的方式，但无同步器设计也带来了相应的技术痛点。

2、在无同步器的emt换挡过程中，由于接合套与接合齿圈之间无同步器进行转速和转角协调，容易出现对齿偏差，导致偶发不能进档的情况。此时若换挡电机持续输出较大电流，会使换挡力过大，长期作用下会造成换挡拨块磨损、变形甚至失效，影响变速器的使用寿命和换挡可靠性。

3、另一方面，换挡电机在启动时刻，需克服拨叉、齿轮等机械结构的静摩擦力和初始阻力，机械阻力较大，通常需要输出较大的启动电流才能带动换挡机构开始动作。而这种启动所需的大电流，与对齿不能进档时所需的限流值存在明显冲突；若采用统一的限流标准，要么无法满足启动阶段的动力需求，导致换挡电机启动失败、换挡卡滞；要么无法在对齿异常时有效限制电流，造成换挡拨块磨损失效。

4、现有技术中，针对emt换挡电机的电流控制多采用单一限流策略，或仅通过时间判断启动阶段与换挡阶段，难以精准匹配不同阶段的电流需求。例如，部分方案采用固定电流阈值限制，无法兼顾启动阶段的大电流需求和换挡阶段的限流保护；部分方案通过设定固定时间阈值区分启动与换挡阶段，但机械阻力受温度、磨损程度等因素影响较大，固定时间判断易出现偏差，导致限流时机不准确，仍无法彻底解决电流冲突问题，也无法有效避免换挡拨块磨损。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种emt换挡电机分段电流限制控制方法及系统，解决上述背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种emt换挡电机分段电流限制控制方法，包括以下步骤：

3、s1、对参考参数的判断阈值和控制电流上下限在标准工况下的标准值进行标定并确定判断阈值的自适应校准规则；

4、s2、当emt控制器接收换挡指令时，控制换挡电机启动，同时实时采集多源数据并进行预处理操作；

5、s3、根据参考参数的实时值进行状态判断；

6、s4、根据换挡电机状态执行相应的换挡电机电流控制及预警策略；

7、s5、根据换挡结果采取相应处理措施。

8、进一步地，参考参数包括：转角、电流变化率和转速；控制电流上下限包括：启动阶段电流上下限、换挡阶段电流上下限和卡滞阶段电流上下限；

9、判断阈值包括：转角阈值、启动阶段转速阈值、换挡阶段转速阈值、卡滞阶段转速阈值、启动阶段电流变化率阈值和换挡阶段电流变化率阈值。

10、进一步地，参考参数判断阈值和控制电流上下限的标准值根据emt测试平台的自身参数并结合测试平台在标准工况下测试得到的运行数据计算标定。

11、进一步地，自适应校准规则的校准依据为以下校准因素：环境温度、电机累计工作时长和累计换挡次数；

12、自适应校准规则为：

13、环境温度对转角阈值、换挡阶段转速阈值和卡滞阶段电流变化率阈值产生影响，具体为：环境温度降低时，上调转角阈值，下调换挡阶段转速阈值和卡滞阶段电流变化率阈值；环境温度上升时，下调转角阈值，上调换挡阶段转速阈值和卡滞阶段电流变化率阈值；

14、累计换挡次数对转角阈值和卡滞阶段电流变化率阈值产生影响，具体为：累计换挡次数增加时，上调转角阈值，下调卡滞阶段电流变化率阈值；

15、电机累计工作时长对启动阶段电流变化率阈值和启动阶段转速阈值产生影响，具体为：电机累计工作时长增加时，下调启动阶段电流变化率阈值，上调启动阶段转速阈值。

16、进一步地，步骤s2中，多源数据包括：换挡电机的实时转角、换挡电机的实时转速、换挡电机的实时输出电流、结合齿圈实时转速、环境温度值、换挡电机累计工作时长和累计换挡次数；

17、预处理操作包括：滤波去噪和数据处理；

18、滤波去噪用于除去数据噪声；

19、数据处理用于计算出电流变化率。

20、进一步地，步骤s3的详细过程如下：

21、s301、根据校准因素实时值对判断阈值进行校准；

22、s302、根据状态判断规则进行换挡电机状态判断。

23、进一步地，步骤s302中，换挡电机状态包括：启动阶段、换挡阶段和卡滞阶段；

24、状态判断规则具体为：

25、启动阶段的判断规则为：转角小于等于转角阈值，且转速小于启动阶段转速阈值，且电流变化率大于启动阶段电流变化率阈值；

26、换挡阶段的判断规则为：转角大于转角阈值，且转速大于等于启动阶段转速阈值小于等于换挡阶段转速阈值，且电流变换率的绝对值小于等于换挡阶段电流变化率阈值；

27、卡滞阶段的判断规则为：转角大于转角阈值，且转速结合齿圈实时转速之差的绝对值小于卡滞阶段转速阈值，且电流变化率小于换挡阶段电流变化率阈值的负值。

28、进一步地，步骤s4中，启动阶段的电流控制及预警策略为：设定启动阶段电流目标值，控制电流稳定在启动阶段电流目标值，且电流受到启动阶段电流上下限的约束，当电流超过约束范围时进行预警；

29、换挡阶段的电流控制及预警策略为：设定换挡阶段电流目标值，控制电流稳定在换挡阶段电流目标值，且电流受到换挡阶段电流上下限的约束，当电流超过约束范围时进行预警；

30、卡滞阶段的电流控制及预警策略为：设定卡滞阶段电流目标值，控制电流稳定在卡滞阶段电流目标值，且电流受到卡滞阶段电流上下限的约束；当进入卡滞阶段时，立刻预警。

31、进一步地，步骤s5中，换挡结果包括：换挡完成和换挡失败；

32、换挡完成的标志为：emt控制器接收到换挡完成信号；

33、换挡失败的标志为：换挡电机处于卡滞阶段，且持续时间超过预设的换挡失败时长；

34、换挡完成对应的处理措施为：换挡电机停止工作并存储本次换挡数据；

35、换挡失败对应的处理措施为：换挡电机停止工作并存储卡滞阶段的换挡数据。

36、本发明还提供了一种emt换挡电机分段电流限制控制系统，用以实现上述方法中的步骤，包括：

37、数据存储模块，用于存储换挡电机累计工作时长和累计换挡次数数据，还存储换挡数据和卡滞阶段数据；

38、多源数据采集模块，用于实时采集多源数据；

39、emt控制器，用于实现逻辑判断和判断阈值自适应校准功能，并根据判断结果下发控制指令和预警信号；

40、emt控制器包括：

41、数据预处理单元，用于对多源数据进行滤波去噪，并计算出电流变化率；

42、自适应校准单元，用于根据校准因素，依据预设的自适应校准规则和公式，对判断阈值进行实时修正；

43、状态判断单元，用于判断换挡电机状态；

44、电流控制单元，用于根据判定的换挡电机状态，设定对应阶段的电流目标值，并控制实际电流稳定在目标值且受到该阶段电流上下限的约束；

45、换挡结果确定单元，用于根据换挡信号和卡滞阶段数据确定换挡结果；

46、指令下发单元，用于下发控制指令和预警信号；

47、系统还包括：

48、故障提示模块，用于接收emt控制器发出的预警信号并向工作人员反馈；

49、整车控制模块，用于向emt控制器发送换挡指令和换挡完成信号。

50、有益效果为：

51、（1）换挡电机的状态判断依据不再选用时间，也不是单一依据，而是采用转角、转速、电流变化率三参数协同判断，不仅解决了启动大电流与换挡限流的核心矛盾，还能精准预判对齿卡滞风险，避免单一参数判断的局限性；

52、（2）对不同阶段采取不同的电流控制及预警策略，可以克服不同阶段的电流需求存在冲突的问题，还可以延长机械部件的使用寿命；

53、（3）自适应校准模型可补偿温度、机械磨损带来的偏差，解决了现有技术中参数固定导致的判断精度不足问题，还可以提高方法的适用性。