應(yīng)用于純電動汽車的無換擋沖擊自動機械變速器換擋控制方法

應(yīng)用于純電動汽車的無換擋沖擊自動機械變速器換擋控制方法隨著世界各國對電動汽車的重視及國家政策的支持,電動汽車的市場份額逐漸增大。在電動汽車中,采用合適的變速器可以提高低速時電機的轉(zhuǎn)矩,并擴大電機轉(zhuǎn)速范圍,可以在不改變車輛性能指標的前提下,選擇功率、質(zhì)量較小的驅(qū)動電機,降低車輛自重。在電動汽車用自動變速器中,由于驅(qū)動電機具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩可控性,“驅(qū)動電機—變速器”一體化系統(tǒng)可以去除傳統(tǒng)車輛原有的離合器、同步器等部件,但這樣會導(dǎo)致?lián)Q擋過程沖擊較大的問題,影響了電動汽車的駕乘舒適性。本文改造了純電動汽車的自動機械變速器,以提高駕乘舒適性為目標,研究了換擋控制方法,完成了以下主要工作:為了減小換擋過程的沖擊,建立了傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型,對換擋過程摘擋、掛擋時嚙合齒輪處的沖擊進行了研究。得到了在換擋階段可以通過減小電機輸出轉(zhuǎn)矩來減少換擋沖擊,并提出了無沖擊換擋控制方法流程。為了保證掛擋時待嚙合齒輪組兩齒輪轉(zhuǎn)速成比例,建立了車輛運動學(xué)模型,匹配了驅(qū)動電機及變速器,研究了換擋過程中各階段中變速器輸出端轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律,得到了在實驗中可以忽略各階段中變速器輸出端轉(zhuǎn)速變化的結(jié)論,使用AVL_Cruise軟件進行了驗證。設(shè)計了一種新的無換擋沖擊自動機械變速器換擋控制方法。選擇帶齒輪齒條機構(gòu)的直流電機控制、調(diào)整變速器換擋撥叉位置,將一臺兩檔機械變速器改造為兩檔自動機械變速器。開發(fā)了相應(yīng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),并制訂了變速器換擋控制器與電機控制器之間的通訊報文,完成了變速器控制器開發(fā)。利用驅(qū)動電機、兩檔自動變速器及測功機,搭建了模擬實驗臺,在變速器表面不同方向布置了振動速度及振動加速度傳感器,開發(fā)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以實現(xiàn)振動沖擊、傳動轉(zhuǎn)矩及變速器輸入輸出端轉(zhuǎn)速的測量。在試驗臺上進行了直接將變速器當前擋換為目標檔的換擋方式,將變速器摘擋后調(diào)整電機轉(zhuǎn)速至目標轉(zhuǎn)速再掛擋的換擋方式,以及減小驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩后摘擋、調(diào)整電機轉(zhuǎn)速至目標轉(zhuǎn)速后掛擋并恢復(fù)電機轉(zhuǎn)矩的換擋方式三種換擋方法的對比實驗。為對三種換擋方式進行換擋品質(zhì)的評價,設(shè)計了由換擋時間、變速器換擋過程振動烈度、變速器換擋過程振動能量、最大換擋力4個評價指標組成的換擋品質(zhì)評價體系,對實驗結(jié)果進行了評價,并將各評價指標的評分加權(quán)求和,得到了各換擋方式的綜合評分。評價結(jié)果表明,所提出的減小驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩后摘擋、