【摘 要】
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电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)既能实现自动变速功能,又具有手动变速器传动效率高、结构简单和生产成本低的优点,在自动变速器产品中占有十
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电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)既能实现自动变速功能,又具有手动变速器传动效率高、结构简单和生产成本低的优点,在自动变速器产品中占有十分重要的地位。电动换挡执行系统是AMT的重要组成部分,其性能的优劣直接决定了变速器的总体工作性能,进而影响整车的动力性和舒适性。因此,对AMT电动换挡执行系统的研究具有重要的工程实用价值。论文主要开展了以下几个方面的理论研究与试验工作:(1)换挡过程理论研究。对AMT的换挡过程进行分析研究,明确了换挡过程中AMT所参与的动作。根据换挡执行机构在换挡过程中的受力情况,对拨叉轴自锁、互锁阻力和同步力进行重点分析,并建立了换挡阻力的数学模型。分析了换挡品质评价指标,明确了三个评价指标之间的关系。(2)电动换挡执行机构研究。分析了电动换挡执行机构的工作原理,明确其工作过程。通过分析电动换挡执行机构的两种结构形式和多种传动方式,最终采用了正交式结构形式、滚珠丝杠传动和齿轮传动方式。根据执行机构的性能要求,并结合各类型电机的特点,选用无刷直流电机作为换挡电机,选用两相混合式步进电机作为选挡电机,使电动换挡执行机构的结构合理紧凑,易于实现,成本更低。确定了执行机构各组成部分的具体参数,最终确定了电动换挡执行机构的具体方案。(3)选换挡电机控制方法研究。分析了无刷直流电机的工作原理,并建立了数学模型,采用脉宽调制驱动方式和PID控制算法对其进行控制。分析了两相混合式步进电机的结构和工作原理,并建立了数学模型,采用双极性驱动方式和闭环控制方式对其进行控制。明确了选换挡电机控制目标和控制方法,实现对电机的精确控制,以满足换挡执行系统的性能要求。(4)电动换挡执行系统仿真试验。建立基于MATLAB/Simulink的电动换挡执行系统离线模型,通过离线仿真验证了换挡电机和选挡电机控制方法的有效性。在电动换挡执行系统离线仿真模型的基础上,根据d SPACE仿真平台的具体开发流程,建立基于d SPACE的电动换挡执行系统实时仿真模型,利用d SPACE的快速原型功能进行快速控制原型试验,验证了AMT电动换挡执行系统的有效性。
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