电动汽车机械自动变速器控制策略优化

摘要

环境保护和能源可持续发展两大主题已然成为制约未来世界经济发展的关键所在，随着石油资源逐渐衰竭和人们对汽车尾气排放越来越严苛的要求，电动汽车再次被推向人们的视野，因而适合电动汽车使用的变速器也成为研究热点之一。机械自动变速器凭借其结构简单、可靠性好、传动效率高、维护保养成本低等优点，所以在电动汽车中得到了广泛的应用。因此，电控机械自动变速器的研究开发具有非凡的意义。本文结合电动汽车动力电机调速范围宽、能正反转的特点，开发了两档无离合器电控机械自动变速器系统。本文主要研究内容和创新点如下：
　　1、对该AMT的换档驱动电机进行选择和比较分析，根据选换档品质和经济性的设计目标进行了直流电机的选型,最终选择有刷直流电机作为换档电机。
　　2、采用32位Freescale MPC5634单片机开发了机械自动变速箱控制系统TCU（Transmission Control Unit）软硬件部分，硬件部分主要由MPC5634最小系统板、CAN通信接口电路、串口接口电路、直流电机H桥驱动电路、电源电路、模拟信号接口电路、数字信号接口电路、脉冲信号接口电路和电流检测电路等组成；软件部分主要包括不同工况下的换档控制策略、CAN报文协议的定义和CAN报文的收发流程等。
　　3、对该电动汽车AMT动力性和经济性换档策略进行了研究，并设计了动力性和经济性换档曲线，然后基于Matlab/Simulink平台对该电动汽车各模块进行建模，采用Advisor软件进行仿真分析。
　　4、将两档AMT变速器系统装载到电动试验车上，并进行搭载两档AMT变速器电动汽车进行道路试验，结果表明：设计开发的AMT能稳定可靠的完成电动汽车的挂档和摘空档动作；基于驱动电机主动调速的换档控制策略，可缩短换档过程的同步时间，达到减少换档时间，降低换档冲击和换档顿挫感，提高换档平顺性和电动汽车的乘坐舒适性的目的。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 电动汽车发展现状

1.3 电动汽车自动变速系统

1.4 论文研究的主要内容

1.5 本章小结

第2章 电控AMT控制系统总体设计

2.1 电控AMT工作目标及工作原理

2.2 电控AMT类型与选择

2.3 AMT关键部件选型

2.4 本章小结

第3章 AMT控制系统硬件设计

3.1 AMT控制器硬件总体设计

3.2 AMT硬件模块设计

3.3 印制电路板设计

3.4 本章小结

第4章 电控AMT控制器软件系统设计

4.1 电控AMT控制系统软件总体架构

4.2 电控AMT控制系统主程序设计

4.3 CAN通信设计

4.4 电流信号采集

4.5 过流保护与故障处理

4.6 本章小结

第5章 电动汽车两档AMT控制策略优化

5.1 电动汽车整车控制策略

5.2 电动汽车无离合器式两档AMT换档控制策略

5.3 搭载两档AMT变速器电动汽车仿真分析

5.4 仿真结果与分析

5.5 本章小结

第6章 AMT控制系统装车试验

6.1 整车试验目的

6.2 系统总装及测试设备准备

6.3 空载试验及整车试验结果

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果