[发明专利]一种非接触式车用变速器及其调速控制算法

说明书

技术领域

本发明是一种非接触式车用变速器及其调速控制算法，属于非接触式车用变速器及其调速控制算法的改造技术。

背景技术

目前永磁联轴器还暂未用于汽车，而现有的永磁联轴器一般通过机械调节从动轴而调节输出扭矩，不能实时控制输出转速，导致输出转速与目标转速不同步，影响系统的实时性。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计巧妙，结构简单，能调节转速的非接触式车用变速器。本发明通过控制直线电机调节永磁联轴器输出转速，借助转速传感器反馈控制直线电机，从而直接调节输出转速和扭矩，具有实时性好，反应快，灵敏度高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种非接触式车用变速器的调速控制算法。本发明可广泛适用于轿车、货车、各类客车、摩托车、电动车、电动汽车等的动力传输变速装置中。

本发明的技术方案是：本发明的非接触式车用变速器，包括有动力源、非接触式变速器、车轮及其控制系统,其中非接触式变速器包括主动轴、从动轴、拨动轮、拨动片、直线电机，控制系统包括有A/D转换器、整车控制器、电机驱动模块、电机控制器，DC-DC变换器，蓄电池，非接触式变速器直接连接在动力源和车轮之间，非接触式变速器的主动轴与动力源连接，非接触式变速器的主动轴通过永磁联轴器与从动轴连接，从动轴上设有拨动轮，拨动轮上装有拨动片，拨动轮随从动轴一起转动，且拨动片能轴向推动拨动轮，使从动轴轴向移动；直线电机的输出轴连接拨动片，控制拨动片能沿从动轴轴向移动；车轮上装设有轮速传感器，轮速传感器的信号输出端通过A/D转换器与整车控制器的信号输入端连接，整车控制器的信号输出端与电机控制器的信号输入端连接，电机控制器的信号输出端通过电机驱动模块与直线电机电连接；蓄电池为电机控制器供电，同时通过DC-DC变换器为整车控制器供电。

上述永磁联轴器包括有主动轴座、键、筒形转子套、永磁体、从动轴端盖、从动轴座、筒形转子，主动轴通过键与主动轴座连接，主动轴座与筒形转子套连接，从动轴支承在从动轴座上，且通过键与筒形转子连接，永磁体装设在筒形转子的外圆面上及装设在筒形转子套的内圆面上，筒形转子套的外侧装设有从动轴端盖。

上述整车控制器为中央处理单元CPU。

上述轮速传感器的信号输出端与联轴器控制器连接，转速传感器将检测到转速数据通过AD转换送到联轴器控制器，联轴器控制器将控制信号送至中央处理单元CPU，中央处理单元CPU反馈控制调节直线电机的速度，从而改变车轮的速度。

本发明非接触式车用变速器的调速控制算法，整车控制器的调速控制方法采用模糊PID控制，模糊PID控制的方法如下：

模糊自适应PID控制是以误差e和误差变化ec作为输入，并找出PID三参数与e和ec之间的模糊关系图，根据模糊控制原理对三参数进行在线修改，从而使被控对象有良好的动、静态性能，具体如下：

1）模糊语言变量

以误差e以及误差变化率ec作为输入，而输出分别为PID的三参数。

2）模糊整定控制表:

根据实际操作经验，建立合适的模糊规则表，得到K_p、K_i和K_d三参数分别整定的模糊控制表;

3）计算当前KpKiKd值

将e和ec的变化范围定义为模糊集上的论域,

e={-5，-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}

ec={-5，-4，-3，-2，-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}

其模糊子集为：

e={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，ec={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}

式中：NB代表负大，NM代表负中，NS代表负小，ZE代表扩充零，PS代表正小，PM代表正中，PB代表正大;并均选取高斯分布作为隶属函数分布，由此可得各模糊子集的隶属度;然后根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计PID参数的模糊矩阵，查出修正参数代入下列各式计算：