本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种变速器、变速方法和车辆。
背景技术：
目前的手动变速器都带有同步器，在车辆换挡过程中，依靠同步器来使被同步的档位齿轮的转速达到同步转速，因此，换挡的平顺性受同步端惯量和同步器容量的影响，尤其是对于重型变速器而言，其需要的同步惯量大，单方面增加同步器容量，受到空间的限制而且成本也会增加，另外，一些产品即使增加同步器容量也难以达到要求。
技术实现要素：
本公开的目的是提供一种变速器、变速方法和车辆，能够解决上述技术问题。
根据本公开的第一实施例，提供一种变速器，该变速器包括输入轴和输出轴，所述变速器包括：电机控制单元，用于接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向电机发送所述驱动指令；所述电机，用于基于所述驱动指令来驱动所述输入轴，以使所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致。
可选地，所述变速器还包括挡位齿轮和齿套，其中：在所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致时，所述挡位齿轮的结合齿与所述齿套相结合来实现换挡。
可选地，所述电机控制单元利用以下公式来基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成所述驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0
ωc＝ωv
其中，jc是位于所述变速器的输入端处的零件的转动惯量，ωc是输入轴角速度，mf是同步环摩擦力矩，ωv是输出轴角速度。
可选地，所述变速器是手动变速器。
根据本公开的第二实施例，提供一种变速方法，该变速方法应用于车辆的变速器，所述变速器包括输入轴和输出轴，所述方法包括：所述变速器的电机控制单元接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向所述变速器的电机发送所述驱动指令；以及所述电机基于所述驱动指令来驱动所述输入轴，以使所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致。
可选地，所述变速器还包括挡位齿轮和齿套，所述方法还包括：在所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致时，将所述挡位齿轮的结合齿与所述齿套相结合来实现换挡。
可选地，所述电机控制单元利用以下公式来基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成所述驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0
ωc＝ωv
其中，jc是位于所述变速器的输入端处的零件的转动惯量，ωc是输入轴角速度，mf是同步环摩擦力矩，ωv是输出轴角速度。
可选地，所述方法还包括：所述齿套向所述挡位齿轮的方向移动，带动所述变速器的滑块与所述变速器的同步环接触；所述齿套向所述同步环施加压力，使得在摩擦的作用下所述输入轴达到与所述输出轴一致的转速。
根据本公开的第三实施例，提供一种车辆，该车辆包括根据本公开第一实施例所述的变速器。
通过采用所述技术方案，由于电机能够在电机控制单元的控制下驱动输入轴，来使得输入轴以与所述输出轴一致的转速进行旋转，因此根据本公开实施例的变速器不仅省掉了现有技术中的同步器，而且避免了同步端惯量和同步器容量对换挡平顺性的影响，确保了换挡的平顺性，而且还能够实现智能启停。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施例的变速器的示意框图。
图2示出了根据本公开实施例的变速器的换挡原理图。
图3示出了根据本公开一种实施例的变速器的示意结构图。
图4以挡位齿轮是6挡接合齿轮为例示出了根据本公开实施例的变速器的又一示意结构图。
图5是根据本公开一种实施例的变速方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据本公开一种实施例的变速器的示意框图，如图1所示，该变速器1包括输入轴11和输出轴(未示出)，所述变速器还包括：电机控制单元13，用于接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向电机14发送所述驱动指令；所述电机14，用于基于所述驱动指令来驱动所述输入轴11，以使所述输入轴11的转速达到与所述输出轴的转速一致。
通过采用所述技术方案，由于电机14能够在电机控制单元13的控制下驱动输入轴11，来使得输入轴11以与所述输出轴一致的转速进行旋转，因此根据本公开实施例的变速器1不仅省掉了现有技术中的同步器，而且避免了同步端惯量和同步器容量对换挡平顺性的影响，确保了换挡的平顺性，而且还能够实现智能启停。
图2示出了根据本公开实施例的变速器1的换挡原理图。换档时，首先要脱离原来的挡位，在处于空挡的瞬间，变速器1的输入轴和输出轴的转速在理论上均应有所改变，同步时的转速则是一个新的转速。但是，实际上，由于输出轴所连的是整车，因而具有相当大的转动惯量。在通常行驶条件下，可以假定输出轴的转速在换档瞬间是不变的。而输入轴的转速则需靠同步摩擦力矩的作用来达到与输出轴的转速同步。根据这一假定，从图2中可以得出，输出轴角速度ωv不变，同步环摩擦力矩mf需克服变速器1的输入端处的零件的惯性力矩jc×dωc/dt，才能使得输入轴角速度ωc改变，直到输入轴与输出轴转速同步，其中，jc是变速器输入端处的零件的转动惯量。因此，所述电机控制单元13需要利用以下公式来基于所述换挡信号和输出轴的转速生成驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0(1)
ωc＝ωv(2)
图3示出了根据本公开一种实施例的变速器1的示意结构图。其中，标号1表示飞轮，标号2表示摩擦片，标号3表示压盘，标号11表示输入轴，标号14表示电机，标号6表示离合器壳，标号7表示一轴常啮合齿轮，标号8表示齿套，标号12表示输出轴，标号13表示电机控制单元。
图3所示的变速器1的换挡工作原理是：当驾驶员踩下离合踏板时，摩擦片2(其通过花键(未示出)安装在输入轴11上)与飞轮1断开动力，输入轴11的转速下降。电机控制单元13接收到换挡信号和输出轴12的转速后，基于换挡信号和输出轴12的转速来判断输入轴11应该达到什么样的转速并基于此来生成驱动指令，然后电机控制单元13将所生成的驱动指令发送给电机14，进而电机14基于接收到的驱动指令来驱动输入轴11，以使输入轴11的转速达到与输出轴12的转速一致，然后当输入轴11和输出轴12的转速达到一致之后通过齿套8迅速挂档。这样，就实现了平顺换挡。
图4以挡位齿轮是6挡接合齿轮为例来说明根据本公开实施例的变速器1的换挡工作原理。也即，在换挡过程中，齿套41向6挡接合齿轮42的方向移动，带动滑块43与同步环44接触；然后，齿套41向同步环44施加压力(例如向同步环44的锥面施加压力)，则由于摩擦的作用，使得变速器1的输入轴11与输出轴的转速变成一致，达到同步；同步之后，齿套41与6挡接合齿轮42的结合齿结合，最后达到限位位置，完成了换挡。
可选地，所述变速器1可以是手动变速器，当然，也可以是自动变速器。
图5是根据本公开一种实施例的变速方法的流程图，该变速方法应用于车辆的变速器，所述变速器包括输入轴和输出轴，如图5所示，所述方法包括以下步骤：
在步骤s51中，所述变速器的电机控制单元接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向所述变速器的电机发送所述驱动指令；以及
在步骤s52中，所述电机基于所述驱动指令来驱动所述输入轴，以使所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致。
通过采用所述技术方案，由于电机能够在电机控制单元的控制下驱动输入轴，来使得输入轴以与所述输出轴一致的转速进行旋转，因此根据本公开实施例的变速器不仅省掉了现有技术中的同步器，而且避免了同步端惯量和同步器容量对换挡平顺性的影响，确保了换挡的平顺性，而且还能够实现智能启停。
可选地，所述变速器还包括挡位齿轮和齿套，所述方法还包括：在所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致时，将所述挡位齿轮的结合齿与所述齿套相结合来实现换挡。
可选地，所述电机控制单元利用以下公式来基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成所述驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0
ωc＝ωv
其中，jc是位于所述变速器的输入端处的零件的转动惯量，ωc是输入轴角速度，mf是同步环摩擦力矩，ωv是输出轴角速度。
可选地，所述方法还包括：所述齿套向所述挡位齿轮的方向移动，带动所述变速器的滑块与所述变速器的同步环接触；所述齿套向所述同步环施加压力，使得在摩擦的作用下所述输入轴达到与所述输出轴一致的转速。
根据本公开实施例的变速方法中各个步骤的具体实现方式已经在根据本公开实施例的变速器中进行了详细描述，此处不再赘述。
根据本公开的又一实施例，提供一种车辆，该车辆包括根据本公开实施例的变速器。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
1.一种变速器，该变速器包括输入轴和输出轴，其特征在于，所述变速器包括：
电机控制单元，用于接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向电机发送所述驱动指令；
所述电机，用于基于所述驱动指令来驱动所述输入轴，以使所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述变速器还包括挡位齿轮和齿套，其中：
在所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致时，所述挡位齿轮的结合齿与所述齿套相结合来实现换挡。
3.根据权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，所述电机控制单元利用以下公式来基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成所述驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0
ωc＝ωv
其中，jc是位于所述变速器的输入端处的零件的转动惯量，ωc是输入轴角速度，mf是同步环摩擦力矩，ωv是输出轴角速度。
4.根据权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，所述变速器是手动变速器。
5.一种变速方法，该变速方法应用于车辆的变速器，所述变速器包括输入轴和输出轴，其特征在于，所述方法包括：
所述变速器的电机控制单元接收换挡信号和所述输出轴的转速，基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成驱动指令，并向所述变速器的电机发送所述驱动指令；以及
所述电机基于所述驱动指令来驱动所述输入轴，以使所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变速器还包括挡位齿轮和齿套，所述方法还包括：
在所述输入轴的转速达到与所述输出轴的转速一致时，将所述挡位齿轮的结合齿与所述齿套相结合来实现换挡。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电机控制单元利用以下公式来基于所述换挡信号和所述输出轴的转速生成所述驱动指令：
jc×dωc/dt–mf＝0
ωc＝ωv
其中，jc是位于所述变速器的输入端处的零件的转动惯量，ωc是输入轴角速度，mf是同步环摩擦力矩，ωv是输出轴角速度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述齿套向所述挡位齿轮的方向移动，带动所述变速器的滑块与所述变速器的同步环接触；
所述齿套向所述同步环施加压力，使得在摩擦的作用下所述输入轴达到与所述输出轴一致的转速。
9.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求1至4中任一权利要求所述的变速器。
技术总结