CN102980766B - 一种amt选挡执行机构动态传动效率测量试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法，步骤为：1）将AMT选挡执行机构按照实车布置；2）采用伺服电机代替驱动电机；3）在伺服电机的输出轴上安装测量角位移的编码器，伺服电机输出轴和蜗杆输入轴之间安装测量转矩的转矩传感器；4）延长轴外端安装位移传感器和力传感器，测量位移和推力；5）计算选挡拨叉轴上的推力换算到蜗杆输入端的理论转矩；6）计算选挡拨叉轴的位移换算至蜗杆输入端的理论角位移；7）计算AMT选挡执行机构工作时的动态转矩传动效率和动态位移传动效率。该方法原理简单、实时性强、快速准确；可以判断AMT选挡执行机构的工作性能优劣，为优化AMT选挡执行机构提供参考依据。

Description

一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法

技术领域

本发明涉及一种汽车变速器技术领域，尤其涉及一种AMT自动变速器选挡执行机构动态传动效率测量试验方法。

背景技术

电控机械式自动变速器(AMT)与传统手动变速器(MT)相比，取消了变速器和选挡手柄之间的机械连接，使选挡手柄设计方案多样化。同时，变速器的手动操纵部分和离合器踏板消失，大大减轻了驾驶员的劳动强度和疲劳强度，车辆动力性、行驶安全性和舒适性得到提高。再次，系统按最佳规律控制发动机、离合器和变速器，选挡品质提高，减少零件的磨损，提高车辆的使用寿命和燃油经济性，降低了排放污染，在车辆排放法规要求日益严格的情况下这显得尤为重要。因此AMT已经成为自动变速器的一个重要研究对象。而AMT选挡执行机构作为AMT系统的重要组成部分之一，其动态传动效率与执行机构的响应速度及可靠性有着直接的关系。传动效率越高，其工作在恶劣工况下的时间越少，响应速度和可靠性必然越高。

AMT选挡执行机构由选挡驱动电机、蜗轮蜗杆和齿轮齿条两级传动组成。在AMT选挡时，通过控制驱动电机带动蜗轮蜗杆一级传动机构，再通过选挡执行机构上面的齿轮齿条二级传动机构使变速器完成选挡工作。在AMT选挡执行机构工作过程中，相啮合的齿面间有相对滑动，因此会发生摩擦和磨损，同时还存在润滑不良等因素，从而使传递至变速器选挡轴的驱动电机扭矩和角位移小于驱动电机的实际输出扭矩和角位移，即AMT选挡执行机构的传动效率。

AMT选挡执行机构传动效率的研究能精确计算出选挡执行机构实际工作时的推力，这样就能在满足推力大小的同时合理选择选挡执行机构驱动电机的型号及其工作特性，使电机工作在最佳特性曲线，从而最大限度的节约能源和延长伺服电机的使用寿命。目前，大多数的研究都停留在AMT选挡执行机构结构的优化改进方面。而通过研究AMT选挡执行机构传动效率进而对其优化设计的思想国内外很少见到。因此通过试验方法测得AMT选挡执行机构动态传动效率对提高AMT选挡控制精度具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法。该试验方法测得的AMT选挡执行机构工作时的实时动态传动效率，不仅可以定量评价AMT执行机构的工作性能，而且有助于更好的控制选挡速度，提高选挡品质。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法，该方法包括如下步骤：

1）将AMT选挡执行机构按照实车安装方式布置；

2）采用伺服电机代替AMT选挡执行机构中的驱动电机；

3）在伺服电机的输出轴上安装一个编码器，测得伺服电机工作时的角位移                                                ；同时在伺服电机的输出轴和蜗杆的输入轴之间安装一个转矩传感器，测得伺服电机输出转矩；

4）将选挡拨叉轴的一端安装延长轴，并且延长轴伸出变速器壳体，在延长轴外端安装位移传感器和力传感器，用于测量AMT选挡执行机构工作时选挡拨叉轴上的位移和推力；

5）根据延长轴处力传感器测得的推力，同时结合AMT选挡执行机构传递路径和受力分析，由如下公式计算出选挡拨叉轴上的推力换算到蜗杆输入端的理论转矩；

  

式中，—蜗杆分度圆半径；—蜗轮的分度圆半径；—齿轮的分度圆半径；—蜗杆导程角；

    6）根据延长轴处位移传感器测得选挡拨叉轴移动的位移，同时结合AMT选挡执行机构传递路径和蜗轮蜗杆啮合的角度关系，由如下公式计算出选挡拨叉轴的位移换算至蜗杆输入端的理论角位移；

                

式中，—蜗轮的齿数；

7）通过如下公式分别计算出AMT选挡执行机构工作时的动态转矩传动效率和动态位移传动效率，

                      

                。

与现有技术相比，本发明的一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法具有如下优点：

1、原理简单、实时性强、快速准确。

2、所得的选挡执行机构工作时的动态转矩传动效率和动态位移传动效率，可以直观准确的判断AMT选挡执行机构的工作性能优劣，为优化AMT选挡执行机构提供参考依据。

附图说明

图1为AMT选挡执行机构的结构示意图；

图2为AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法原理框图。

附图中：1—伺服电机；2—蜗杆；3—蜗轮；4—齿轮；5—齿条；6—选挡拨叉轴；7—延长轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，AMT选挡执行机构包括伺服电机1、蜗杆2、蜗轮3、齿轮4、齿条5、选挡拨叉轴6、延长轴7等，延长轴7安装在选挡拨叉轴6的一端上，并且延长轴7伸出变速器壳体。

根据AMT选挡机构实车布置位置，在台架上安装好AMT自动变速器，再依据AMT选挡机构设计参数选择相应的力传感器、位移传感器、转矩传感器、编码器及A/D数据采集卡， AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法原理如图2所示，具体步骤如下：

1）在伺服电机1输出端和蜗杆2输入端之间安装编码器和转矩传感器，同时在延长轴7处安装力传感器和位移传感器。

2)利用A/D数据采集卡分别将AMT选挡执行机构工作过程中选挡拨叉轴的推力、位移和伺服电机输出的转矩、角位移实时同步采集进入计算机，分别得到选挡轴推力、选挡轴位移、实际转矩及实际角位移。

3）、根据测得的选挡轴上推力和选挡轴上的位移，结合AMT选挡执行机构结构参数，由如下公式分别计算出伺服电机输出端的理论转矩、理论角位移，

                    

                   

     上式中，—蜗杆分度圆半径；—蜗轮的分度圆半径；—齿轮的分度圆半径；—蜗杆导程角；—蜗轮的齿数。

4）、由计算得到的伺服电机输出端理论转矩和理论角位移，结合如下公式便可计算得到AMT选挡执行机构动态转矩传动效率和动态位移传动效率，

                  

                  。               

通过本发明的测量试验方法得到的AMT选挡执行机构动态传动效率准确可靠，并且能够实时反映AMT选挡执行机构工作过程中转矩和位移的效率变化特征，对AMT执行机构优化具有重要的意义。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种AMT选挡执行机构动态传动效率测量试验方法，AMT选挡执行机构包括伺服电机、蜗杆、蜗轮、齿轮、齿条和选挡拨叉轴，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）在台架上安装好AMT自动变速器，将AMT选挡执行机构按照实车安装方式布置；

2）采用伺服电机代替AMT选挡执行机构中的驱动电机；

3）在伺服电机的输出轴上安装一个编码器，测得伺服电机工作时的角位移                                               ；同时在伺服电机的输出轴和蜗杆的输入轴之间安装一个转矩传感器，测得伺服电机输出转矩；

4）将选挡拨叉轴的一端安装延长轴，并且延长轴伸出变速器壳体，在延长轴外端安装位移传感器和力传感器，用于测量AMT选挡执行机构工作时选挡拨叉轴上的位移和推力；

5）根据延长轴处力传感器测得的推力，同时结合AMT选挡执行机构传递路径和受力分析，由如下公式计算出选挡拨叉轴上的推力换算到蜗杆输入端的理论转矩；

  

式中，—蜗杆分度圆半径；—蜗轮的分度圆半径；—齿轮的分度圆半径；—蜗杆导程角；

    6）根据延长轴处位移传感器测得选挡拨叉轴移动的位移，同时结合AMT选挡执行机构传递路径和蜗轮蜗杆啮合的角度关系，由如下公式计算出选挡拨叉轴的位移换算至蜗杆输入端的理论角位移；

式中，—蜗轮的齿数；

7）通过如下公式分别计算出AMT选挡执行机构工作时的动态转矩传动效率和动态位移传动效率，

                      

                。