随着汽车电动化的不断发展,人们对电动汽车的性能要求越来越高。为了满足电动汽车经济性、动力性和舒适性的更高需求,同时降低电驱动系统成本,多挡变速器在纯电动汽车上的应用成为研究和开发的热点。双离合自动变速器具有成本低、传动效率高、结构紧凑等优点,是电动汽车多挡化应用较为理想的技术方案。目前纯电动汽车换挡研究主要集中于换挡规律制定、转矩估计和换挡控制等方面。本文以搭载两挡双离合自动变速器的某款乘用车为具体研究对象,在系统动力学建模和换挡规律制定基础上,展开基于Legendre伪谱法的多目标换挡轨迹优化和轨迹Pareto解集在换挡控制中的应用研究,并进行了NEDC工况下的硬件在环实验。具体研究工作内容如下。分析和阐述两挡双离合自动变速器换挡过程和工作原理,将换挡过程划分为转矩阶段、功率回流阶段和惯性阶段。分析各个阶段的功率流变化与各换挡元件的动力学特性,在考虑了各传动部件扭转动力学特性和轮胎滑移现象的基础上,建立了11自由度动力学模型。在电机模型、整车动力学模型与传动系统模型的基础上,根据加速度最大原则,制定了动力型换挡规律;根据电机效率最大原则,制定了经济型换挡规律。展开基于Legendre伪谱法的多目标换挡轨迹优化。以滑摩功、冲击度和换挡时间等换挡品质评价指标为优化目标,以电机转速、车轮端转速、电机转矩、离合器1转矩和离合器2转矩为状态变量,以电机转矩变化率、离合器1转矩变化率和离合器2转矩变化率为控制变量,综合考虑前述换挡过程各阶段的过程约束、点约束和阶段之间的连接约束,构建换挡轨迹的多目标优化问题。利用Legendre伪谱法进行多次迭代求解,获得多目标最优换挡轨迹的Pareto解集。基于Pareto解集和代表性样本点的分析,深入探讨各换挡品质评价的生成机理及指标之间的关系。轨迹Pareto解集在换挡控制中的应用研究。面向换挡轨迹多目标优化的实车应用问题,基于驾驶员意图判断,将多目标优化所得到的Pareto解集应用到实际换挡控制中,设计了一个能实现对驾驶员需求及时反馈的换挡控制策略。该策略框架主要由轨迹规模模块、前馈与反馈控制模块、状态估计模块和执行器控制模块构成。通过模糊控制器实现对驾驶员意图的识别,判断驾驶员对换挡品质的需求。选择对应工况下的Pareto解集,根据驾驶员的不同需求,选择最为符合的解及其最优换挡轨迹。以电机转矩、离合器1转矩和离合器2转矩的最优轨迹作为前馈控制,以离合器两端转速差的最优轨迹为反馈控制的目标轨迹,通过前馈与反馈控制结合的方式实现换挡控制。基于Simulink实时仿真平台搭建硬件在环实验平台,将上述换挡控制策略转化为可执行的换挡逻辑控制器,并以11自由度整车动力学模型为被控对象,进行硬件在环实验。通过将多目标优化中得到样本点的换挡轨迹与硬件在环实验轨迹的对比分析,验证硬件在环实验方案的有效性。在此基础上,将换挡控制策略应用于NEDC工况进行硬件在环实验,分别选取了动力型换挡规律与经济型换挡规律的换挡点,分析对比其换挡品质评价指标与换挡轨迹,验证换挡控制策略的可行性。