电动车变速器驻车机构试验台架设计与测控

摘 要：文章基于某款正在开发的纯电动车两挡全电控自动变速器的驻车机构，针对其特点和功能需求，设计了驻车机构性能试验台架。进行了大量驻车机构台架试验，对试验结果进行了分析评价，证明了其测控系统性能稳定，亦验证了该试验台架设计和测控的合理性与准确性。

关键词：两挡AMT;驻车机构;台架试验

中图分类号：U469.7  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）04-28-04

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

前言

我国目前正在大力发展新能源汽车，其中纯电动汽车正处在举足轻重的地位。使用两挡自动变速器可以提高现有纯电动汽车的动力性与舒适性，是市场需求和技术发展的大势所趋[1]。在两挡变速器上应用电控驻车机构代替原机械拉索式结构[2]，能直接提升电动汽车的整车安全性能。为了验证所设计的驻车机构能否满足设计性能要求，设计了一种试验台架，对其实时控制并进行了性能验证。

1 驻车机构结构方案需求分析

本研究所使用的某纯电动汽车两档自动变速器驻车机构如图1所示。

该款自动变速器的目标车型为某款自主品牌纯电动汽车，旨在将其原来的单挡两级减速器更换为带有驻车机构的两挡电控自动变速器，其车型参数如表1所示。

该驻车机构由驱动电机带动执行机构完成驻入与脱出动作，机械执行部分主要由棘轮、棘爪、滑块、推杆、导向销及压块等构成[3]。其作为一种安全装置，某些性能指标需要达到理论计算的要求。驻车机构在变速箱内的布置方式如图2所示。

1.1 坡道自锁性能分析

车辆在坡道上挂入P档驻车后要能够可靠地保持在原地，不能发生溜坡现象。驻车机构驻入后，压块与棘爪、导向销接触，棘爪将棘轮锁合。以上坡驻车为例，如图3、4所示。

3 驻车机构实验

为了验证该驻车机构的设计计算和该试验台架的设计，需通过一些试验对驻车机构和台架的性能进行验证。

3.1 临界驻车车速试验

试验时首先启动驱动电机带动惯量盘，控制其正向旋转模拟前进工况，此时开始执行棘爪注入动作，通过记录棘爪转动角度来分析从开始驻车到驻车行程结束的全过程，观察其能否顺利锁合。而后同样条件下控制启动驱动电机反向旋转重复试验步骤。

前进与倒车工况下临界驻车车速试验结果如图10所示。由图可见，棘轮转速会在驻车执行动作开始后迅速下降，在震荡2～3S后驻车成功，棘轮轴停止转动。经若干次试验发现两种工况下的临界驻车车速经换算后约为3.8km/h左右，稍高于计算结果但仍处于合理区间，故该驻车机构的临界驻车车速可以满足设计性能要求。

3.2 自锁/脱出性能试验

首先模拟车辆在坡道上驻车，验证驻车机构自锁与脱出的可靠性。首先执行注入动作，完全啮合后控制驱动电机对棘轮所在轴顺时针或逆时针加载扭矩以模拟上坡坡道和下坡坡道两种工况，所需扭矩值可通过将5%、10%、15%、20%、

25%、30%坡度代入（12）、（13）式计算得到。保持扭矩值不变，观察棘爪与棘轮能否保持自锁状态。然后执行脱出动作，观察棘爪能否顺利脱出。

对各种工况下的坡道自锁/脱出分别进行了若干次试验，试验结果如表3所示（扭矩单位为N/m）。表中可见0至30%坡度下棘爪与棘轮保持可以保持自锁状态，脱出过程较为顺利，可以满足设计要求。

4 结论

本文针对某纯电动车变速器的驻车机构，设计、搭建了以驻车完成度为评价指标的试验台架，设计了台架的测控系统并对其进行实时测控。其后进行了临界驻车车速试验、坡道自锁与脱出实验，并对实验结果进行了分析与评价，确认了驻车机构的实际性能参数满足设计要求。经过多次试验，证明该试验台架设计合理准确、测控性能可靠，实现了预期目标。

参考文献

[1] 陈勇，郭立书，高炳钊.汽车变速器理论，设计及应用[M].北京：机械工业出版社，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.纯电动汽车变速器驻车机构性能研究[D].天津：河北工业大学，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.

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