電動車變速器駐車機構試驗臺架設計與測控

李睿 陳勇 董遠 王哲

摘 要：文章基于某款正在開發的純電動車兩擋全電控自動變速器的駐車機構，針對其特點和功能需求，設計了駐車機構性能試驗臺架。進行了大量駐車機構臺架試驗，對試驗結果進行了分析評價，證明了其測控系統性能穩定，亦驗證了該試驗臺架設計和測控的合理性與準確性。

關鍵詞：兩擋AMT;駐車機構;臺架試驗

中圖分類號：U469.7? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）04-28-04

CLC NO.： U469.7? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2019）04-28-04

前言

我國目前正在大力發展新能源汽車，其中純電動汽車正處在舉足輕重的地位。使用兩擋自動變速器可以提高現有純電動汽車的動力性與舒適性，是市場需求和技術發展的大勢所趨[1]。在兩擋變速器上應用電控駐車機構代替原機械拉索式結構[2]，能直接提升電動汽車的整車安全性能。為了驗證所設計的駐車機構能否滿足設計性能要求，設計了一種試驗臺架，對其實時控制并進行了性能驗證。

1 駐車機構結構方案需求分析

本研究所使用的某純電動汽車兩檔自動變速器駐車機構如圖1所示。

該款自動變速器的目標車型為某款自主品牌純電動汽車，旨在將其原來的單擋兩級減速器更換為帶有駐車機構的兩擋電控自動變速器，其車型參數如表1所示。

該駐車機構由驅動電機帶動執行機構完成駐入與脫出動作，機械執行部分主要由棘輪、棘爪、滑塊、推桿、導向銷及壓塊等構成[3]。其作為一種安全裝置，某些性能指標需要達到理論計算的要求。駐車機構在變速箱內的布置方式如圖2所示。

1.1 坡道自鎖性能分析

車輛在坡道上掛入P檔駐車后要能夠可靠地保持在原地，不能發生溜坡現象。駐車機構駐入后，壓塊與棘爪、導向銷接觸，棘爪將棘輪鎖合。以上坡駐車為例，如圖3、4所示。

3 駐車機構實驗

為了驗證該駐車機構的設計計算和該試驗臺架的設計，需通過一些試驗對駐車機構和臺架的性能進行驗證。

3.1 臨界駐車車速試驗

試驗時首先啟動驅動電機帶動慣量盤，控制其正向旋轉模擬前進工況，此時開始執行棘爪注入動作，通過記錄棘爪轉動角度來分析從開始駐車到駐車行程結束的全過程，觀察其能否順利鎖合。而后同樣條件下控制啟動驅動電機反向旋轉重復試驗步驟。

前進與倒車工況下臨界駐車車速試驗結果如圖10所示。由圖可見，棘輪轉速會在駐車執行動作開始后迅速下降，在震蕩2～3S后駐車成功，棘輪軸停止轉動。經若干次試驗發現兩種工況下的臨界駐車車速經換算后約為3.8km/h左右，稍高于計算結果但仍處于合理區間，故該駐車機構的臨界駐車車速可以滿足設計性能要求。

3.2 自鎖/脫出性能試驗

首先模擬車輛在坡道上駐車，驗證駐車機構自鎖與脫出的可靠性。首先執行注入動作，完全嚙合后控制驅動電機對棘輪所在軸順時針或逆時針加載扭矩以模擬上坡坡道和下坡坡道兩種工況，所需扭矩值可通過將5%、10%、15%、20%、

25%、30%坡度代入（12）、（13）式計算得到。保持扭矩值不變，觀察棘爪與棘輪能否保持自鎖狀態。然后執行脫出動作，觀察棘爪能否順利脫出。

對各種工況下的坡道自鎖/脫出分別進行了若干次試驗，試驗結果如表3所示（扭矩單位為N/m）。表中可見0至30%坡度下棘爪與棘輪保持可以保持自鎖狀態，脫出過程較為順利，可以滿足設計要求。

4 結論

本文針對某純電動車變速器的駐車機構，設計、搭建了以駐車完成度為評價指標的試驗臺架，設計了臺架的測控系統并對其進行實時測控。其后進行了臨界駐車車速試驗、坡道自鎖與脫出實驗，并對實驗結果進行了分析與評價，確認了駐車機構的實際性能參數滿足設計要求。經過多次試驗，證明該試驗臺架設計合理準確、測控性能可靠，實現了預期目標。

參考文獻

[1] 陳勇，郭立書，高炳釗.汽車變速器理論，設計及應用[M].北京：機械工業出版社，2018.

[2] Yamaoka T， Kobayashi A， Nogami S， et al. Development of Parking Lock System Behavior Analysis [J]. HONDA R AND D TECHNI -CAL REVIEW， 2006， 18（1）： 114.

[3] 董遠.純電動汽車變速器駐車機構性能研究[D].天津：河北工業大學，2018.

[4] THE SAE AUTOMATIC TRANSMISSION AND TRANSAXLE TECHNICAL STANDARDS COMMITTEE. SAE J2208. Park Stan -dard For Automatic Transmissions. Warrendale PA： SAE Publi -cations， 2007.

[5] Fu L， Qiu Z， Chen Y， et al. Research on Safety Performance for Parking Mechanism on a 7-Speed Dual Clutch Transmission [M]. Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress. Sprin -ger Berlin Heidelberg， 2013： 163-173.