新型电控机械式自动变速器方案分析与性能仿真研究

摘要

电控机械式自动变速器（Automatic manual transmission，简称AMT）相较于其他形式的自动变速器，传动效率高、燃油经济性好，而且结构简单、技术门槛低、成本低。但AMT换挡过程中存在动力中断的固有缺陷，且由于频繁起步换挡导致离合器易烧蚀，均严重制约了其发展及产业化空间。近年来，众多学者针对以上问题进行了研究，大多是在现有AMT传动系统的基础上，以不改变AMT的结构本质为原则，开发设计新的传动结构。本文基于一种将单排行星齿轮机构安装在AMT输入端，构成新型电控机械式自动变速器（Novel AMT，简称N-AMT）的专利方案，对其进行了整车性能分析。
　　本研究主要内容包括：①阐述了新型电控机械式自动变速器的结构，并采用模拟杠杆法分析了行星齿轮机构的转速和转矩特性。在分析N-AMT的工作原理及结构特点的基础上，对八挡N-AMT各种工作模式进行了分析。②制定了六挡N-AMT和十挡N-AMT的参数匹配方案。在忽略行星齿轮机构惯量的基础上，对三种N-AMT方案和原AMT进行了动力学分析与建模。通过在MATLAB/Simulink和MATLAB/Stateflow平台上的动力性和经济性仿真分析对本文提出的八挡N-AMT集成方案进行了初步验证。③分析了八挡N-AMT的起步换挡过程和各工作模式之间的切换，并将各模式切换进行分类。针对不同类型的模式切换，进行了包括行星齿轮机构惯量的动力学分析，并提出了离合器/制动器和发动机的模糊控制。④利用MATLAB/Simulink软件搭建八挡N-AMT动力学仿真模型，通过动力性、经济性、离合器/制动器滑摩功和同步器性能仿真分析验证了八挡 N-AMT整车性能相较于原AMT是否提高，以及与台架试验结果是否吻合。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 自动变速器的分类

1.3 AMT与DCT关键技术及其研究现状

1.4 AMT应用现状

1.5 DCT应用现状

1.6 课题研究内容

2 新型电控机械式自动变速器结构特性分析

2.1 引言

2.2 N-AMT总体结构及工作原理

2.3 N-AMT的特点

2.4 主要组成部件参数

2.5 八挡N-AMT方案

2.6 N-AMT工作模式分析

2.7 本章小结

3 新型电控机械式自动变速器集成方案仿真分析

3.1 引言

3.2 参数方案

3.3 性能评价指标

3.4 动力学分析与控制

3.5 仿真模型

3.6 仿真分析

3.7 参数方案对比分析

3.8 本章小结

4 新型电控机械式自动变速器动力学分析与控制

4.1 引言

4.2 性能评价指标

4.3 起步换挡过程与模式切换分析

4.4 动力学模型与分析

4.5 起步换挡控制

4.6 本章小结

5 新型电控机械式自动变速器建模与仿真分析

5.1 引言

5.2 仿真模型

5.3 仿真结果与分析

5.4 性能对比分析

5.5 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

A．作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

B．作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

C．作者在攻读学位期间取得的科研成果目录