无离合两档纯电动汽车的自动换档控制策略及概要.pdf

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】 Theconfigurationofautomatictransmissionwithoutclutchforelectricvehicleis introduced，andthefactorsaffectingtheshiftqualityareanalyzed．TheAutomaticshiftcontrolstrategy isproposed，andtheexperimentshowstheproposedAutomaticshift controlstrateyg isfeasible． 【关键词】 纯电动汽车 自动换档 换档品质 doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2014．07．02 0 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 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 ，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 要求实现很大的调速速率，而且要求避免 电机啸 图3所示。为了减小换档冲击 ，各阶段所施加的 换档力不同。 叫、转速超调等问题。 (2)换档冲量。换