【摘 要】
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为了应对全球变暖等全球性危机,新能源浪潮席卷全球,汽车产业发生重大变革,取代燃油车全面电动化势在必行。我国的新能源汽车朝着电动化、智能化、网联化的方向迅猛发展,预计到2035年,纯电动汽车将成为新销车辆的主流。电驱动系统是电动车的核心部件之一,电动车搭载两挡变速箱,可以使驱动电机始终运行在较高的效率区间,整车动力性和经济性能得到改善。本文以一款基于牙嵌式离合器的新型无动力中断两挡自动变速器（I-A
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为了应对全球变暖等全球性危机,新能源浪潮席卷全球,汽车产业发生重大变革,取代燃油车全面电动化势在必行。我国的新能源汽车朝着电动化、智能化、网联化的方向迅猛发展,预计到2035年,纯电动汽车将成为新销车辆的主流。电驱动系统是电动车的核心部件之一,电动车搭载两挡变速箱,可以使驱动电机始终运行在较高的效率区间,整车动力性和经济性能得到改善。本文以一款基于牙嵌式离合器的新型无动力中断两挡自动变速器（I-AMT）为研究对象,分析牙嵌式离合器在新型两挡变速箱中起到的关键作用。牙嵌式离合器切换是指结合状态和分离状态之间的切换,以协同控制驱动电机和倒挡执行机构电机使牙嵌式离合器平稳快速结合和分离为主要工作,通过倒挡执行机构Catia建模、运动受力分析、Simulink整车建模仿真以及台架、实车实验对电机协同控制策略和史密斯预估器算法进行研究,仿真及实验结果表明本文制定的控制策略和算法有效地降低牙嵌式离合器切换时的冲击,保证整个变速箱在各个挡位之间顺利切换而且切换时间处于合理区间内,本文的具体工作如下:1.介绍了两挡变速器的总体结构布置以及一、二挡和倒挡动力传递路线,并解释了升降挡无动力中断的原因。通过工作原理、机构运动以及受力分析,详细介绍了基于牙嵌式离合器的倒挡机构,本文将牙嵌式离合器切换过程分为两部分,分别是挂入倒挡后,牙嵌式离合器主从动部分结合过程和挂入前进挡后,在变速箱升入二挡之前,牙嵌式离合器主、从动部分分离过程。本文制定了详细的牙嵌式离合器切换过程电机协同控制策略并且给出了牙嵌式离合器切换过程的品质评价指标。2.介绍了本文控制的问题以及难点,针对驱动电机系统响应延时问题,使用史密斯预估器算法对控制系统进行预估补偿,在Simulink中仿真分析史密斯预估器的存在对PID控制效果的影响,得出史密斯预估器对延时系统的有效性。由于史密斯预估器对控制系统数学模型的精确性要求高,为此使用系统辨识得出系统传递函数模型。3.使用Simulink/SimDriveline搭建控制器、整车、驱动电机模型。对车辆前进行驶状态下,在升挡之前牙嵌式离合器分离、摩擦片式离合器结合过程和挡位切换至倒挡,牙嵌式离合器结合过程进行了仿真,分析了电机协同控制策略以及史密斯预估器算法对牙嵌式离合器结合过程的控制效果。4.搭建了台架和实车实验平台,使用基于模型的设计（MBD）技术对TCU应用层控制算法建模,利用自动代码生成技术将生成的代码刷写到单片机进行试验,试验结果表明牙嵌式离合器切换过程电机协同控制策略和史密斯预估器算法的正确性和可行性。
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