【摘要】：機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated Manual Transmission,AMT)是以傳統(tǒng)機(jī)械式變速器為原型開(kāi)發(fā)的一種自動(dòng)變速器。AMT具有傳動(dòng)效率高、成本低且易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),適用于我國(guó)自動(dòng)變速技術(shù)發(fā)展的基本國(guó)情。在高效節(jié)能己成為科技發(fā)展主要趨勢(shì)的今天,AMT已成為自動(dòng)變速技術(shù)發(fā)展的方向之一。研發(fā)AMT需要突破許多關(guān)鍵技術(shù),其中關(guān)鍵技術(shù)之一在于換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制策略研究。因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是AMT系統(tǒng)能否正常工作的前提,以電機(jī)作為AMT換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源,其電機(jī)的位置控制變得尤為關(guān)鍵。針對(duì)提高AMT換擋品質(zhì)這一目的,結(jié)合換擋過(guò)程的性能要求,設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選用合適選換擋電機(jī),研究制定合適的控制策略,對(duì)提高AMT車輛換擋平順性和乘坐舒適性具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以某款車型的AMT為研究對(duì)象,對(duì)不同階段換擋品質(zhì)的影響因素進(jìn)行了分析,確定了換擋過(guò)程同步階段為換擋品質(zhì)控制的關(guān)鍵階段;根據(jù)手動(dòng)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,對(duì)撥叉軸自鎖、互鎖阻力進(jìn)行了受力分析。根據(jù)受力分析結(jié)果對(duì)選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),確定采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為減速機(jī)構(gòu)。綜合考慮換擋時(shí)間、位置精度及空間布置限制等因素,完成了電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)方式的選擇,在此基礎(chǔ)上建立了換擋過(guò)程執(zhí)行電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,與AMT上原有選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比整體結(jié)構(gòu)體積較小,可靠性較好。根據(jù)選換擋控制要求,制定選換擋控制目標(biāo),根據(jù)控制目標(biāo)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、布谷鳥(niǎo)搜索算法等方法制定選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制策略,以實(shí)現(xiàn)對(duì)選換擋電機(jī)的準(zhǔn)確定位和轉(zhuǎn)矩控制。這樣可以對(duì)選換擋電機(jī)進(jìn)行精確定位,相比傳統(tǒng)控制,能夠有效減小控制誤差。根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理,對(duì)選換擋電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并根據(jù)控制策略應(yīng)用MATLAB/SIMULINK對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的位置和轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行仿真分析,研究分析所制定的控制策略在位置和轉(zhuǎn)矩的實(shí)時(shí)控制、抗負(fù)載擾動(dòng)和魯棒性性能及有效性。最后通過(guò)AMT實(shí)驗(yàn)臺(tái)架對(duì)模型和控制策略進(jìn)行分析驗(yàn)證。通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn),與傳統(tǒng)控制策略相比,本文制定的控制策略響應(yīng)速度快、魯棒性好、控制精度高,能夠達(dá)到初期制定的目標(biāo),表明該控制方法的有效性。這對(duì)提高AMT車輛換擋平順性和乘坐舒適性具有重要的實(shí)踐意義和較高的實(shí)用價(jià)值及應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U463.212
【圖文】：

入嚙合而掛上擋。若兩輪齒不同步就強(qiáng)行掛擋，則會(huì)因存在轉(zhuǎn)速差而發(fā)生沖逡逑擊。這樣既不利于掛擋，又會(huì)影響齒輪的壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)折斷輪齒。本文研逡逑究的ＡＭＴ選用的同步器為鎖環(huán)式慣性同步器，其機(jī)構(gòu)如圖２．１所示。它在結(jié)構(gòu)逡逑上保證了接合套與接合齒圈在沒(méi)有達(dá)到同步前不能接觸，避免了齒間沖擊。逡逑１－第一軸齒輪；２－滑塊；３－撥叉；４－第二軸齒輪；５－鎖環(huán)；６－彈尰：７－花鍵軸；逡逑８－結(jié)合套：９－鎖環(huán)：１０－環(huán)槽；１１－三個(gè)軸向槽；１２－缺口逡逑圖２．１鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｌｏｃｋ邋ｒｉｎｇ邋ｉｎｅｒｔｉａｌ邋ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒ逡逑（ｌ）撥叉軸自鎖阻力逡逑撥叉軸自鎖裝置一般由自鎖鋼球、自鎖彈簧和撥叉軸上的凹槽共同組成，逡逑其作用是保證換擋到位后，防止自廳掛擋或脫擋。每根撥叉軸的上表面共有二逡逑個(gè)凹槽，當(dāng)撥叉軸連同撥叉做軸向移動(dòng)到達(dá)空擋或某一工作擋位時(shí)，必有一個(gè)逡逑凹槽對(duì)準(zhǔn)自鎖鋼球。于是在自鎖彈簧壓力作用下，自鎖鋼球嵌入該凹槽內(nèi)，因逡逑９逡逑

Ｆｉｇ２．４邋Ｆｏｒｃｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｌｏｃｋ邋ｒｉｎｇ逡逑對(duì)同步過(guò)程進(jìn)行理論分析，可得從，和￣之間的關(guān)系。根據(jù)《變速器》［４７］中逡逑的有關(guān)同步器分析，同步器系統(tǒng)可簡(jiǎn)化成圖２．５所示的形式。逡逑Ａ／ｔ邋0ｃ邐ｅｖ邋Ｋ逡逑＿＿邋ｊｒ邐NB，＿邋＿逡逑人－變速器輸入軸和離器從動(dòng)盤等的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量齒圈一鎖環(huán)摩擦力矩逡逑Ｍｃ－離合器阻力矩邋輸入端角速度久－輸出端角速度－形式阻力矩？／，－汽車慣量逡逑圖２．５同步器系統(tǒng)簡(jiǎn)圖逡逑Ｆｉｇ２．５邋Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑對(duì)同步器系統(tǒng)進(jìn)行分析，由牛頓第二定理可知逡逑系統(tǒng)的輸入端：Ｊ太＝不＜－逡逑系統(tǒng)的輸出端：人武＝ＴＭ，－Ｍｖ逡逑其中負(fù)號(hào)用于低擋換高擋（升擋），正號(hào)用于高擋換低擋（降擋）。逡逑假設(shè)在換擋過(guò)程中，摩擦力矩Ａ＾、離合器阻力矩７１＾，行駛阻力矩Ｍｖ，都不逡逑隨時(shí)間而變化。同步時(shí)間為同步器傳動(dòng)比〃＝叫？／？。？，，其中叫？為同步器輸逡逑入端初始角速度

隨著接合套與同步環(huán)接合后繼續(xù)向前移動(dòng)，接合套齒端與齒圈齒端相抵逡逑觸，產(chǎn)生了齒圈抵觸阻力。而作用在接合套上的換擋力需要克服齒圈抵觸阻逡逑力，齒圈抵觸阻力分析如圖２．６所示。逡逑ｒ邋ｋ邋一逡逑Ｍｒ：逡逑‘ｄ邋－邐接；套觸逡逑擊圈花鍵擊／逡逑圖２．６齒圈抵觸阻力分析圖逡逑Ｆｉｇ２．６邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｉｎｇ邋ｇｅａｒ逡逑齒圈的抵觸阻力／ｄ是因齒圈和與之相連的齒輪慣性力矩而產(chǎn)生的。若待掛逡逑擋（ｎ＋ｌ擋）齒圈的齒端平均直徑為ｃ，齒圈及與之相連零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為逡逑？／一，則：邐．逡逑ｆｄ邋＝邐（２．１６）逡逑ｄｃ逡逑若ｘ軸正方向?yàn)榻雍咸纵S向移動(dòng)的方向，少軸正方向?yàn)殡S齒圈旋轉(zhuǎn)的切線逡逑方向則有：逡逑ｙ邋＝邋ｘｔａｎｐ０邐（２．１７）逡逑又逡逑１３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2786264