李景蒲

摘要：众所周知，电动汽车已经成为未来汽车行业的一个重要发展方向，以清洁能源为基础的电动汽车将会逐步占据更大的汽车市场，成为汽车市场中的核心角色。无论是对于燃油汽车还是电动汽车来说，无离合器AMT换挡控制操作质量都会在很大程度上对汽车的动力性能、舒适程度、动力系统寿命以及安全性能等等产生至关重要的影响作用。本文将针对电动汽车用无离合器AMT的换挡控制策略优化进行深入的分析和探究。

关键词：电动汽车;无离合器;AMT;换挡控制;优化策略

0  引言

伴随着社会经济的向前发展以及科学技术的不断创新与进步，汽车的出现以及更新换代让人类的生活变得更加方便和快速，但是，燃油汽车所产生的环境污染以及资源短缺等问题也不得不引起大众的广泛关注。在这样的大背景下，电动汽车应运而生，其所具备的零排放、零污染的优点让其更适合于当今社会的发展需求。纵观当前各大汽车公司的电动汽车研发以及推广销售工作，会分为两级减速，这样做的目的是为了更好地满足电动汽车在经济性和动力性方面的要求，电动汽车对于驱动电机的要求是非常高的，因此，这也使得电动汽车的成本也是比较高的。以下是笔者结合自己多年相关工作经验，就此相关议题提出自己的几点看法和建议。

1  关于电动汽车无离合器AMT系统的简要介绍

我们都知道，传统的燃油汽车动力是内燃机，内燃机在转速和转矩的控制方面并没有达到比较高的精度，因此，其必须要借助离合器来实现更高的精度。燃油汽车的换挡过程是：首先切断动力，然后换挡机构选定方位，最后闭合离合器恢复动力输出。而今天笔者要讲述的电动汽车无离合器AMT变速驱动系统则是借助驱动电机的快速跟踪响应，在换挡的过程中实现驱动输入轴和输出轴转速的同步，进而实现更高品质换挡过程，其对于传统燃油汽车的换挡过程而言是一个质的跨越。

2  电动汽车无离合器AMT系统存在的价值和意义分析

电动汽车中采用AMT系统拥有着非常重要的价值和意义，其不仅很好地满足了电动汽车加速以及爬坡方面的能力需求，而且其在满足最高车速需求的同时还有效提升了电驱动系统的实际运转效率，这就大大提升了电动汽车的续驶里程，电动汽车也可以跑更远的路程了。

目前，我国普遍使用的电动汽车AMT系统主要包括换挡过程和换挡规律两方面的研究工作。在之前较长的一段时间内，我国对于电动汽车AMT系统的研究工作都集中在了换挡规律方面，诸如多参数换挡或者双参数换挡，其在实际换挡过程的研究还是比较少的，而针对电动式无离合器AMT系统换挡过程更是非常少，可是在影响电动汽车换挡品质的诸多因素中，换挡过程却是其中非常重要的一项影響因素。所以，我们必须要进一步加强对AMT系统在更多方面的研究和研发力度，寻找到更优质、更高效的换挡控制策略。

3  关于AMT换挡冲击的原因分析

从目前的所发生的的诸多AMT换挡冲击问题来看，其原因是比较多方面的。但是，其可以总结为主要的几个方面：第一，电动汽车机械方面的故障;第二，电动汽车电路方面的故障;而导致上述两方面故障出现的原因则是更加复杂多样的，诸如电动汽车里面的减震器活塞卡住，不能起到减震作用;单向阀钢球漏装，换挡执行元件接合过快;电子控制单元出现故障和问题等等，这些都可能会导致电动汽车的机械或者电路出现故障问题。

4  关于换挡过程的分析与建模

电动汽车用无离合器AMT的换挡控制策略当中，需要完善和优化的一项重要内容便是的如何选择并且实现对换挡力的合理控制，有效避免换挡冲击，与此同时更要兼顾换挡时动力性，因为如果换挡力太大，其很有可能会直接导致换挡冲击的出现。关于换挡电机的控制优化，目前比较好的优化措施主要包括以下几种：第一，全电式AMT的选换挡，将模糊控制的策略引入到选换挡电机孔控制当中，明确清楚各项模糊变量，制定模糊控制规则，进而建立起模糊控制器。第二，根据结合套位移调节换挡电机PWM来实现，调节站空比实现挂挡力精确控制。这两种方式都在很大程度上缩减了换挡的时间，电动汽车的换挡品质和加速性能都得到了很大的提升。

如图1所示，该图即为无离合器AMT换挡过程简化模型：如果电动汽车进入到换挡机械同步过程时，从升档的角度来说明，变速箱的输入轴转速将会大于输出轴转速。所以，换挡电机所施加的水平驱动力F将促使输入轴转速下降，转速逐渐迫近，直到与输出轴转速相同。因为当前机械同步过程通常都控制在100ms之内，所以，在这段时间内我们可以认为车辆的转速基本上是保持不变的，所以便可以将机械同步过程简化为通过换挡电机施加的驱动力，确保输入轴转速和输出轴转速保持相等的状态。

5  关于无离合器AMT换挡控制实验结果分析

图2是电动汽车无离合器AMT换挡过程控制SIMULINK模型图，从图中可以看出：如果将初始转速设定为1000rpm，机械同步的目标转速为980rpm，转速差即20rpm。

实验中根据既定的油门踏板变化曲线，分别针对等效油门开度大和等效油门开度进行了仿真，并且将仿真结果和无优化之前的控制结果进行了对比，最终仿真结果如表1所示。

从这一组仿真对比结果来分析：在等效油门开度大的情况下，同步时间会明显缩小，但是，输入轴的冲击度和滑磨功率相应也会增加一些。在等效油门开度小的情况下，同步时间会有所增加，而且输入抽的冲击度和滑磨功率也会随之减小一些。

6  关于电动汽车无离合器AMT换挡冲击控制策略的发展分析

电动汽车无离合器AMT换挡冲击优化控制策略之一便是采用模糊——神经网络控制技术来实现对电动汽车档位的决策。采用现代模糊控制技术来进一步增强AMT对驾驶员操作意识和路况、车况的适应能力，而神经网络则帮助驾驶员们学习和掌握换挡数据以及最佳的换挡规律。

从现阶段AMT技术的发展情况来看，其在技术层面存在的主要困难还体现在运算速度、传动部件惯性以及执行机构响应速度等方面，未来AMT技术也将会将其作为攻克的主要难关和方向。未来电动汽车无离合器AMT换挡控制会将高速数字信号处理器融入其中，用来完成软件中比较负责的控制算法，也会借助电动执行器来提高电动汽车的档位速度。

7  结束语

综上所述，在社会经济飞速发展的大背景下，我国发展过程中暴露出的能源危机、环境污染问题以及温室效应等现象越来越显著，这是推动我国汽车行业向电动汽车迈进的一个重要原因。现阶段的汽车行业的研发领域面临着更高的节能减排要求，电动汽车所具备的节能、高效、零污染的独特优势让其成为了未来汽车行业的主流发展趋势，而电动汽车用无离合器AMT的换挡控制也亟待得到有效的创新和优化，相信伴随着更多更具先进性和高效性的科学技术的引进和应用，电动汽车的整体质量水平将会得到更高程度的提升。

参考文献：

[1]郭学茂，吴斌，李天琨.纯电动汽车AMT换挡时间和冲击优化控制策略[J].车辆与动力技术，2019.

[2]孙虎儿，梁晓华，武超.两挡无离合变速器换挡策略与测试分析[J].机械设计与研究，2018.

[3]张农，周石磊，朱波.双电机混合动力汽车起步与换挡过程协调控制[J].长安大学学报（自然科学版），2019.