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1、纯电动客车自动变速(AMT)换档控制技术王雷席军强(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:分析纯电动客车动力传动系统特点和纯电动客车自动变速(AMT)的控制难点。提出AMT选位、换档电机和换档过程调速的控制方式。实车实验表明，PID和预测控制缩短换档过程的时间，提高纯电动客车平顺性。关键词：纯电动客车、AMT、控制技术中国分类号:U463.212文献标识码:AControltechnologyonautomatictransmission(AMT)ofpureelectricvehicleWANGLeiXIJun-qiang(SchoolofMechanica
2、landVehicularEngineering,BeiJingInstituteofTechnology,BeiJing100081,China)Abstract:Analysisonthepowertrainfeaturesofpureelectricvehiclesandcontroldifficultiesofautomatictransmission(AMT)onpureelectricvehicles.Proposecontrolmodeonselectingpositionmotor,shiftinggearsmotorandadjustingspeeddurin
3、gtheprocessofshiftinggears.RealvehicleexperimentsshowthatPIDcontrolandpredictioncontrolcanshortenthetimeoftheprocessofshiftinggears.Keywords:pureelectricvehicle,AMT,controltechnology1前言随着现在的能源的短缺和石油的价格上涨,汽车作为石油的主要消耗者,为了解决这个问题世界各国都在寻找一种可再生的清洁能源作为一种替代能源。由于电动机的工作范围非常宽（0——4500r/min）,电机的特性是在低速时恒扭
4、矩,高速时恒功率,非常适合车辆运行的需求。虽然电机特性对车辆很好，但车辆起步和爬坡时需要很大的扭矩，而且要保证车辆对高速的需求和提高电机的效率，所以电动客车都必须选配变速器。然而自动变速在提高车辆的安全性和舒适性方面有许多的优点，是车辆变速的发展趋势。现在自动变速主要有CVT、DCT、AT、AMT等等，因为自动变速（AMT）是一种很有发展前景的技术，具有成本低，效率高，体积小，安装方便等优点。由于AMT是在原有的变速箱加上电子控制装置，非常适合我国的国情；纯电动客车是采用底地板空间有限；再者必须保证纯电动客车的续驶里程。所以自动变速（AMT）是非常适合纯电电动客车，它与电动机组
5、成动力传动系统更能发挥纯电动客车的性能。2纯电动客车动力传动系统纯电动客车电机与变速箱通过花键相连，中间没有安装传统汽车的离合器。装上自动变速AMT系统，变速箱为三档变速箱，各档的传动比为4.466、2.47、1.49，相邻两个档位转动比相差较大，这就引起换档过程调速控制的困难。自动变速AMT系统执行机构为了和车上低压供电系统相匹配，同时减少成本，采用24无刷直流电机。通过分析计算换档和选位时力矩，采用行星齿轮作为减速增扭机构，减小了执行机构的体积，这就引起换档过程对执行控制的困难。纯电动客车的动力传动系统的工作原理如图1。由于换档对车辆的平顺性有很大影响[1]，所以只有自动变
6、速系统AMT换档过程控制准确，才能保证整车的舒适性和平顺性。图13纯电动客车AMT换档控制纯电动客车动力传动系统无离合器，为了充分发挥电机的效率,换档点都设在电机的高效区,电机的高效率区转速都比较高,所以自动变速系统AMT换档过程控制必须准确，否则将会对动力系统造成损伤，影响自动变速系统各机构的寿命和车辆的舒适性、平顺性。纯电动客车换档控制过程如图2。图23．1换档和选位电机的控制电机驱动式AMT执行机构与气动和液压式AMT的执行机构不同,因为气动和液压可以通过设计换档执行机构保证需要的位置,而纯电动客车电机驱动式AMT对执行机构驱动电机控制是通过给电机PWM来控制电机的力矩,
7、如果电机的力矩在需要的位置过大,因为电机有惯性就超出需要位置,过小则不能克服阻力所产生的力矩,不能到达需要的位置,特别是摘空档和选位，当摘空档位置不准确时,就进行选位就会使系统的机构受到损伤；当选位不准就会造成挂不上档和挂错档;在挂档时,在接近同步器时如果力矩过大,就会强行的挂档,使换档过程恶化,换档不柔和。所以保证换档和选位的位置的准确，换档过程柔和，利用换档和选位位移传感器的反馈作闭环控制[2],运用经典PID控制算法PD输入位移e(t)与输出控制电机力矩的PWM的U(t)关系为:U(t
