双侧独立电驱动履带车辆自动机械变速器线控换挡控制方法

为应用自动机械变速器(AMT)实现双侧独立电驱动履带车辆的换挡,降低换挡控制难度,设计非道路行驶时的换挡控制方法。基于无离合器、有同步器的两挡行星AMT,通过线控系统及纯电动换挡机构进行换挡操纵;对驱动电机调速以实现主动同步,接近同步后开始挂挡,由同步器辅助精确同步;使两侧变速器同时开始换挡,但不要求两侧精确同时完成。在软土路面进行实车正向行驶试验,连续换挡多次均成功,换挡过程稳定流畅。试验结果表明:同步器未明显发生锁止与磨损;升挡及减挡时间均会随换挡起始车速的增高而增加;换挡起始车速不变时,升挡时间常大于减挡时间;两侧换挡用时差异性较小,基本同时完成;换挡期间,外界影响主要表现为行驶阻力,导致车辆减速,车辆未因路面的随机差异性而出现两侧明显差速现象。

两挡变速器纯电动汽车传动系统扭转振动特性分析

针对纯电动汽车的扭转振动问题,以某款具有两挡自动变速器的纯电动汽车传动系统为研究对象,根据传动系各部件的动力学方程,建立动力传动系的扭转振动模型,计算并分析传动系的固有特性和模态振型,并通过SIMPACK建立传动系的多体动力学模型进行强迫扭振计算,分析了部分参数对传动系扭振响应的影响,为纯电动汽车降低传动系扭振提供参考。

基于NSGA-Ⅱ算法的两挡AMT换挡规律多目标优化

两挡变速器通过合理的挡位切换改善纯电动汽车的性能。以纯电动汽车两挡电控机械式自动变速器(AMT)为研究对象,兼顾整车的动力性和经济性,提出一种综合换挡规律。建立两挡变速系统的动力性和经济性换挡规律数学模型,以百公里加速时间和单位里程能耗作为优化目标,通过NSGA-Ⅱ算法优化求解得到换挡规律的Pareto最优解,将电机效率作为最优解的选取条件,得到综合性能最优的换挡规律。在MATLAB/Simulink中搭建换挡规律仿真评价模型,对比评价最佳动力性、最佳经济性和综合性能最优换挡规律。结果表明:所提出的对换挡规律多目标优化的方法是有效的,综合性能最优换挡规律能够同时兼顾动力性和经济性。

电驱动两挡AMT换挡执行机构设计及优化

本文以提升电动车用两挡AMT(Automated Mechanical Transmission)换挡性能为目标,通过对执行机构的优化设计实现快速、平顺及准确换挡,确定了换挡时间、拨叉移动加速度、接合套位移误差作为换挡性能评价的量化指标。电动换挡执行机构由无刷直流电机驱动,由蜗轮蜗杆、凸轮及拨叉同步器组成。机构设计的创新点在于根据换挡要求将分段的凸轮凹槽轮廓设计成了高阶可导的光滑曲线,可显著提升换挡过程的平顺性。为验证设计的执行机构的性能,本文根据建立的动力学模型在MATLAB/Simulink软件下进行了换挡过程仿真,仿真结果表明优化后的执行机构拨叉轴向速度光滑可导,完成换挡(包含摘挡与挂挡)总时间约1.5s,理论上换挡完成接合套位移误差为零,而未优化的机构会产生换挡冲击。

两挡AMT斜齿轮弯扭轴耦合非线性振动特性分析

纯电动汽车两挡机械式自动变速器(automated mechanical transmission,AMT)中,斜齿轮传动系统的非线性振动会引起变速器的振动和噪声。为研究两挡AMT斜齿轮系统的非线性振动特性,结合实际变速器结构,考虑齿轮系统的时变啮合刚度、齿侧间隙、静态传递误差以及轴承支撑刚度等因素,建立两挡AMT斜齿轮系统“弯-扭-轴”耦合动力学模型,分析了耦合振动特性的分岔图及其相图特性。结果表明:变速器工作在一挡时,随着转速增加,啮合频率不断增大,系统出现周期运动和混沌等现象;当承载齿轮副为单倍周期运动时,空载齿轮副扭转振动剧烈程度随着转速升高而增大;适当增大齿轮啮合阻尼比和啮合刚度,有利于减小承载齿轮最大扭振点的振幅。研究结果对纯电动汽车两挡AMT结构设计、动力学分析和换挡应用提供了技术支撑。

纯电动汽车两挡AMT电子控制单元的设计与实现

为适应纯电动汽车多挡化需求,提出一种用于纯电动汽车的两挡机械式自动变速器(2-speed Automated Mechanical Transmission,2AMT)结构及其电子控制单元(Transmission Control Unit,TCU)的软硬件设计。该2AMT为无离合器式结构,TCU软硬件均采用模块化方法进行设计。同时,基于无霍尔传感器直流无刷电机原理,提出了实现换挡电机驱动和控制的端电压硬件检测法,并制定了TCU集成换挡控制策略等。经台架试验验证,该2AMT及其TCU能够实现自动换挡,系统集成度高、实时性强,换挡时间约为2 s。试验结果表明,该2AMT系统为纯电动汽车的降本增效提供了一种有效途径,同时可为后续的换挡优化研究等提供基础和依据。

两挡AMT同步器的参数优化及仿真

针对两挡机械式自动变速器(AMT)换挡时间过长这一现象,提出了一种能有效提高机械同步性能的同步器结构参数优化方法。首先对同步器机械同步过程进行数学建模,推导出同步时间的表达式,将同步时间的表达式作为待优化的目标函数,并选取与同步时间相关的6个参数作为设计变量,确定设计变量实际的约束条件;其次基于Fmincon优化函数对目标函数进行优化计算,并根据优化后的参数进行模型重构;最后在ADAMS中对优化前后的模型进行仿真对比,结果表明同步时间得以缩短,说明该优化设计方法能有效缩短同步器机械同步时间。

电驱动2AMT换挡机构ADAMS仿真及优化

针对某款纯电动汽车用两挡机械式自动变速器,设计了由无刷直流电机驱动,蜗轮蜗杆及凸轮转毂改变动力传递的方向,并通过拨叉带动同步器运动的换挡执行机构,建立了同步器及换挡执行机构ADAMS多体动力学模型,以模拟同步器同步的各个阶段,以及换挡机构的升挡及降挡过程。通过仿真,评价换挡电机功率,蜗轮蜗杆传动比、接合套与待接合齿圈转速差、以及待接合部分转动惯量等参数对换挡过程的影响,从而对换挡执行机构参数进行优化。

纯电动汽车传动系统扭转振动特性分析

重点研究某匹配两挡机械自动变速器(2AMT)的小型纯电动车电驱动传动系存在的扭转振动问题。传动系统包括驱动电机、双速变速器总成、主减速器差速器总成、半轴和车轮,根据其传动链建立了完整的扭转振动力学模型。为了详细讨论驱动电机的电磁转矩激励对整个传动系的影响,驱动电机采用空间矢量模型。在MATLAB/Simulink中,将传动系统振动模型转换成系统仿真模型,并分别研究了驱动电机的电磁转矩控制参数和轮胎刚度对整个传动系统振动的影响。通过匹配分析,该小型纯电动汽车传动系的扭转振动得到了优化。