无离合两档纯电动汽车的自动换档控制策略.pdf

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1、无离合两档纯电动汽车的自动换档控制策略叶先军邱国茂(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】介绍了一种用于纯电动汽车的无离合自动变速器结构，分析了换档过程中影响换档品质的因素。针对无离合自动变速器的结构特点，设计了自动换档控制策略，并进行了实车试验验证其可行性。【Abstract】Theconfigurationofautomatictransmissionwithoutclutchforelectricvehicleisintroduced，andthefactorsaffectingthesh

2、iftqualityareanalyzed．TheAutomaticshiftcontrolstrategyisproposed，andtheexperimentshowstheproposedAutomaticshiftcontrolstrategyisfeasible．【关键词】纯电动汽车自动换档换档品质doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2014．07．020引言1自动换档系统结构及影响因素分析纯电动汽车已成为当今汽车发展的趋势之1．1系统结构一。纯电动汽车若采用单级减速器，只能满足低无离

3、合两档纯电动汽车自动换档系统的结构速或高速时的性能要求，若满足低速行驶性能，则如图1所示。自动换档系统由两档齿轮系和换档高速耗电；若满足高速行驶性能，则低速爬坡能力执行装置构成。换档执行装置包括换档电机及其不足。因此，多传动比是纯电动汽车的一种发展控制器、涡轮蜗杆机构和换档拨叉。蜗轮蜗杆机趋势。采用两个或两个以上的传动比，在起步时，构将换档电机的旋转运动转变为换档拨叉的直线采用较大的传动比，只需要较小的电机输出扭矩，运动，将换档电机的换档力传递至拨叉，拨叉推动而高速时，采用较小的传动比，使得电机速度能控变速器的同步器

4、移动并与同步器配合，实现换档。制在额定的范围内，既节约能量又能使各部件在较低的速度运行。与发动机配合自动机械式变速器(AMT)的动力传动系统相比，电机控制更容易、响应更快。电机与AMT匹配，在换档时，可以不需要离合器断开动力源，通过直接控制电机工作在零转矩而达到目的，因此离合器分离轴承、飞轮和压板等硬件机构，以及进行离合器控制的相关软硬件等可以省略。因此，开发一款用于纯电动汽车的无离合器的自动换档系统，不仅能简化汽车结构便于整车布置，而且节省成本。图1无离合两档纯电动汽车自动换档系统结构收稿日期：2014—04—29

5、上海汽车2014．07·7·1．2影响换档品质的因素分析换档控制的目标是换档过程平稳而无冲击，但动力传动系统是一个转动惯量系统，对于AMT的换档控制，属于动力中断式换档，在换档过程中存在着不同程度的冲击。与AMT相比，虽然无离合两档纯电动汽车自动换档系统不能利用离合器滑摩控制，实现较好的换档品质，但电机的控制响应快，而且精确，因此影响该系统换档品质主要因素为TM(驱动电机)调速性能和换档电机的换档力。可以采用动力中断时间和换档冲量来评价换档品质。(1)动力中断时间。动力中断时间的主要发生阶段是换档过程中同步器在空档，

6、TM进行调速图2自动换档控制过程的信号流实现转速主动同步的时间。电机的调速性能不仅图3所示。为了减小换档冲击，各阶段所施加的要求实现很大的调速速率，而且要求避免电机啸换档力不同。叫、转速超调等问题。(2)换档冲量。换档冲量是指某个换档阶段或者整个换档过程，换档力对于换档时间的积分。为了实现较小的换档冲量，不仅需要换档力较小，同时要求同步时间很短，所反映出的换档过程也一档端点空档二档端点平顺。图3同步器位置控制主要阶段2自动换档控制策略(1)退空档：同步器由档位啮合状态挪人空档。在开始挪动阶段，为了实现最快的挪动速度，

7、2．1自动换档控制流程要求换档电机发出较大的换档力，而在位置接近无离合两档纯电动汽车的自动换档控制是通控制目标的过程中，结合套已经有较大的运动速过合理安排换档时序，实现驱动电机的转矩转速度，为了避免出现较大的超调，则应降低换档力。控制与换档电机换档力实现的同步器位置控制协因此，这一阶段的换档力F(t)与拨叉位置L(t)及调配合，实现档位的切换。自动换档控制过程的拨叉运动速率L(t)有关。信号流如图2所示。控制器主要的输人信号有：F(￡)=L()，L(t))换档拨叉位置、驱动电机的转矩转速及输出轴转(2)空档：定位销上

8、的压片弹簧将定位销顶速，输出信号是对驱动电机的转矩转速控制和换在结合套的凹槽内，起到空档定位的作用。档电机的力控制。基本换档过程如下：(1)TM卸(3)预同步控制：换档拨叉首先需要推动结扭至零转矩；(2)挪动同步器至空档；如果目标档合套克服弹簧压力的锁止定位，再向锁环靠近，直位为空档，则换档结束；如果目标档位不是空档，到结合套的齿端倒角与锁环相