电动轿车自动变速器控制策略仿真研究

张玉, 朱德霞

北京汽车股份有限公司汽车研究院

【摘要】 基于DSPACE MicroAutobox 的AMT (机械式自动变速器) 搭建了系统半实物仿真台架, 实现了关键部件实物与控制模型的连接｡ 仿真围绕电动车辆AMT 系统换档特性等问题开展, 进行了AMT 系统的换档过程及换档控制研究｡ 通过半实物仿真研究, 充分研究换档控制策略, 优化了AMT 系统的换档过程｡ AMT 系统半实物仿真提高了系统开发效率, 积累了丰富的系统研发参数, 为后期实车试验提供参考｡

【关键词】 电动轿车, 机械式自动变速器, 半实物仿真

引 言
AMT 系统为电动汽车的重要部件, 我国在20 世纪80年代中期开始AMT 的研究工作, 跨越了半自动变速器阶段,直接进行全自动AMT 的研制｡ 目前开展此方面研究的有北京理工大学､西北工业大学､重庆欧阳抗美等单位｡ 北京理工大学已研制出了三轮样机, 分别装在不同车辆上进行了试验｡ 2008 年, 为满足北京奥运会的需要, 北京理工大学研制了适用于纯电动客车的电控电动AMT 系统, 很好地实现了无离合器换档控制, 应用了CAN 总线技术, 实现了AMT与电动客车交流驱动电机的协调控制, 提出了电动客车换档控制策略, 改善了换档品质｡ 该套AMT 系统为国内首次进行小批量生产的AMT 产品｡ 传统AMT 的换档控制开发采用实物样件结合实车试验进行开发, 开发成本高, 研发周期长, 而完全依靠电脑仿真又存在建模误差大, 仿真与实物差异大等问题｡

针对AMT 系统研发需求, 特搭建半实物仿真台架对AMT 系统的换档过程及换档控制进行研究, 能够大大提高AMT 控制系统开发效率, 将关键部件实物与控制模型的连接, 可以在台架试验阶段充分地研究换档控制, 优化换档过程｡研究开发AMT 系统的换档控制和换档过程, 在前期动力学仿真的基础上, 最终要实现试验验证和调试｡ 试验方法分为两种, 一种为实车试验方法, 这种方法可以直接获得最为直接的试验数据, 但是在试验验证阶段, 换档控制不成熟的情况下, 此种方法较易因为控制逻辑错误导致车辆部件受损, 甚至发生危险, 此外, 难以全面监控程序走向和效率低下也是实车试验的弊端｡ 另一种为半实物仿真试验, 将部分硬件与计算机仿真系统相结合, 由于实际部件的机械特性､电气特性等都能在仿真中体现, 仿真结果更加接近真实的情况, 在半实物仿真阶段即可充分验证和优化换档控制, 研究换档过程, 并且控制参数和控制算法能够方便地进行调整,大大提高了开发效率, 并且能够对试验过程的各参数状态进行全面的监控和分析, 为后期实车试验打下坚实的基础｡

【正文内容】: