【摘要】：機械式自動變速器(Automated Manual Transmission,AMT)是以傳統(tǒng)機械式變速器為原型開發(fā)的一種自動變速器。AMT具有傳動效率高、成本低且易于實現(xiàn)等優(yōu)點,適用于我國自動變速技術(shù)發(fā)展的基本國情。在高效節(jié)能己成為科技發(fā)展主要趨勢的今天,AMT已成為自動變速技術(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)行機構(gòu)設(shè)計和控制策略研究。因此執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計是AMT系統(tǒng)能否正常工作的前提,以電機作為AMT換擋執(zhí)行機構(gòu)的動力源,其電機的位置控制變得尤為關(guān)鍵。針對提高AMT換擋品質(zhì)這一目的,結(jié)合換擋過程的性能要求,設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的換擋執(zhí)行機構(gòu)、選用合適選換擋電機,研究制定合適的控制策略,對提高AMT車輛換擋平順性和乘坐舒適性具有現(xiàn)實意義。本文以某款車型的AMT為研究對象,對不同階段換擋品質(zhì)的影響因素進行了分析,確定了換擋過程同步階段為換擋品質(zhì)控制的關(guān)鍵階段;根據(jù)手動換擋執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,對撥叉軸自鎖、互鎖阻力進行了受力分析。根據(jù)受力分析結(jié)果對選換擋執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,確定采用齒輪傳動機構(gòu)作為減速機構(gòu)。綜合考慮換擋時間、位置精度及空間布置限制等因素,完成了電動機類型、結(jié)構(gòu)及驅(qū)動方式的選擇,在此基礎(chǔ)上建立了換擋過程執(zhí)行電機的數(shù)學模型,與AMT上原有選換擋執(zhí)行機構(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,根據(jù)控制目標以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、布谷鳥搜索算法等方法制定選換擋執(zhí)行機構(gòu)的控制策略,以實現(xiàn)對選換擋電機的準確定位和轉(zhuǎn)矩控制。這樣可以對選換擋電機進行精確定位,相比傳統(tǒng)控制,能夠有效減小控制誤差。根據(jù)電機結(jié)構(gòu)和工作原理,對選換擋電機控制系統(tǒng)進行數(shù)學建模,并根據(jù)控制策略應用MATLAB/SIMULINK對執(zhí)行機構(gòu)電機的位置和轉(zhuǎn)矩控制進行仿真分析,研究分析所制定的控制策略在位置和轉(zhuǎn)矩的實時控制、抗負載擾動和魯棒性性能及有效性。最后通過AMT實驗臺架對模型和控制策略進行分析驗證。通過仿真與實驗,與傳統(tǒng)控制策略相比,本文制定的控制策略響應速度快、魯棒性好、控制精度高,能夠達到初期制定的目標,表明該控制方法的有效性。這對提高AMT車輛換擋平順性和乘坐舒適性具有重要的實踐意義和較高的實用價值及應用前景。
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U463.212
【圖文】：

入嚙合而掛上擋。若兩輪齒不同步就強行掛擋，則會因存在轉(zhuǎn)速差而發(fā)生沖逡逑擊。這樣既不利于掛擋，又會影響齒輪的壽命，嚴重時還會折斷輪齒。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有達到同步前不能接觸，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凹槽，當撥叉軸連同撥叉做軸向移動到達空擋或某一工作擋位時，必有一個逡逑凹槽對準自鎖鋼球。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逡逑對同步過程進行理論分析，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盤等的當量轉(zhuǎn)動慣量齒圈一鎖環(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)簡圖逡逑Ｆｉｇ２．５邋Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑對同步器系統(tǒng)進行分析，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逡逑其中負號用于低擋換高擋（升擋），正號用于高擋換低擋（降擋）。逡逑假設(shè)在換擋過程中，摩擦力矩Ａ＾、離合器阻力矩７１＾，行駛阻力矩Ｍｖ，都不逡逑隨時間而變化。同步時間為同步器傳動比〃＝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，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軸正方向為接合套軸向移動的方向，少軸正方向為隨齒圈旋轉(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】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李波;常思勤;林樹森;葛文慶;;基于2自由度電磁執(zhí)行器的AMT換擋機構(gòu)設(shè)計[J];汽車工程;2015年03期

2 趙德祥;秦睿;;中國汽車變速器的使用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];公路與汽運;2015年01期

3 王興野;李國強;彭志召;黃大山;張東升;;AMT關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];四川兵工學報;2014年09期

4 申業(yè);吳光強;羅先銀;;AMT換擋電機精確跟蹤控制[J];汽車技術(shù);2014年01期

5 徐秀華;陳勇;羅大國;劉文忠;張俊祥;;全電式AMT選換擋位置自識別方法和換擋策略研究[J];汽車技術(shù);2013年10期

6 高智;鐘再敏;孫澤昌;;電動AMT選換擋電機執(zhí)行機構(gòu)位置最優(yōu)控制[J];汽車工程;2011年02期

7 趙強;謝峰;余天明;;汽車自動變速箱的發(fā)展現(xiàn)狀及其技術(shù)趨勢[J];機械;2010年12期

8 百川;;我國自動變速器發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(下)[J];現(xiàn)代零部件;2010年12期

9 李勇;常思勤;魏英俊;;AMT選換擋機構(gòu)自學習控制策略研究[J];汽車工程;2010年10期

10 陰曉峰;李磊;廖志明;王文平;;汽車自動變速技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];機械傳動;2010年08期

相關(guān)會議論文 前1條

1 秦江洪;;AMT變速器無刷換擋電機控制[A];"現(xiàn)代汽車電子開發(fā)技術(shù)及能力突破"高級研修班論文集[C];2014年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 林樹森;基于直接驅(qū)動的機械式自動變速器換擋控制技術(shù)研究[D];南京理工大學;2014年

2 李波;基于直驅(qū)技術(shù)的AMT換擋系統(tǒng)設(shè)計與性能研究[D];南京理工大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 黃輝;無刷直流電機控制關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學;2017年

2 吳林軒;AMT電動選換擋控制系統(tǒng)的研究[D];上海工程技術(shù)大學;2016年

3 趙玉才;純電動汽車AMT換擋執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計及控制方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2015年

4 李小龍;AMT換擋執(zhí)行機構(gòu)控制策略及標定研究[D];南京理工大學;2014年

5 黃繼達;布谷鳥算法的改進及其應用研究[D];華中科技大學;2014年

6 劉家發(fā);基于dSPACE的AMT選換擋電機控制研究[D];上海工程技術(shù)大學;2014年

7 陳鎮(zhèn)升;電動車AMT選換擋機構(gòu)的設(shè)計、控制及試驗研究[D];廣東工業(yè)大學;2013年

8 張寬;AMT電動換擋控制策略研究[D];上海工程技術(shù)大學;2013年

9 黃旭;基于SPWM的AMT選換擋電機控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學;2011年

10 余盼霞;機械自動變速器電動換擋執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)特性分析[D];重慶大學;2010年

本文編號：2786264