CN106257260B - 一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，包括定义变速机构参数；构建变速机构转速分析方程的系数矩阵；获取除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量；利用变速机构的结构描述矩阵和所述转速向量生成转速矩阵；构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵；对变速机构扭矩分析方程进行扭矩分析，获取各受力端相对于输入端的扭矩向量；生成扭矩矩阵；利用转速矩阵和扭矩矩阵生成功率矩阵；绘制变速机构功率流图。通过本发明提供的分析方法可以程序化的进行任意一种变速机构的转速分析、扭矩分析以及功率流分析，有效提高设计效率。

Description

一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法

技术领域

本发明属于混合动力车辆技术领域，具体涉及一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法。

背景技术

随着世界汽车产量和保有量的日益增长，内燃机车辆产生的环境污染和全球石油资源的供求紧迫和能源危机，致使全世界各国不得不积极寻找用新能源的交通工具。电驱动车辆由于具有无空气污染、噪声低、电能源来源广阔、能源利用率高、热辐射少、使用维护方便等优点，使得其推广和技术的开发受到普遍的重视，并取得了很大的成功，但是尚有许多难题没有解决。其中的一个重要难题就是电机的性能还不够理想，无法同时满足车辆运行所需要的转速范围和扭矩范围，因此还需要借助变速机构实现车辆高转速大扭矩输出的需求。为了高效便捷的进行变速机构的转速、扭矩及功率流分析，从中筛选出能够与车辆及电机匹配优良的变速机构，有必要提出一种通用的分析方法，以实现对任意一种变速机构程序化的转速分析、扭矩分析以及功率流分析。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，以程序化的进行任意一种变速机构的转速分析、扭矩分析以及功率流分析，从而提高设计效率。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，所述分析方法基于一个或者两个行星构成的二自由度变速机构或者仅包含一个挡位的行星变速机构来实施，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S1定义变速机构参数；

S2构建变速机构转速分析方程的系数矩阵A_nTi；

S3对变速机构转速分析方程进行转速分析，获取除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量X_nTi；

S4利用变速机构的结构描述矩阵和所述转速向量生成转速矩阵N_Ti；

S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵A_MTi；

S6对变速机构扭矩分析方程进行扭矩分析，获取各受力端相对于输入端的扭矩向量X_MTi；

S7利用变速机构的结构描述矩阵和扭矩向量生成扭矩矩阵M_Ti；

S8利用转速矩阵和扭矩矩阵生成功率矩阵P_Ti；

S9根据所述功率矩阵绘制变速机构功率流图。

优选的，所述步骤S1中，定义变速机构参数包括，行星排向量K_Ti、结构描述矩阵Q_Ti以及接合的操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti；

若接合的操纵件为离合器，则行序号向量D_Ti包含两个元素；若接合的操纵件为制动器，则行序号向量D_Ti仅包含一个元素，变速机构的行星排向量K_Ti的元素为单元中所有行星排参数；其中，变速机构的第一行星排参数为K_Ti(1)，变速机构的第二行星排参数为K_Ti(2)；

所述变速机构的结构描述矩阵Q_Ti的获取方法包括，对变速机构中的每个构件的受力端进行描述，定义受力端向量G_T；

所述受力端向量G_T，包括变速机构的第一行星排太阳轮G_T(1)；变速机构的第一行星排齿圈G_T(2)；变速机构的第一行星排行星架G_T(3)；变速机构的第二行星排太阳轮G_T(4)；变速机构的第二行星排齿圈G_T(5)；变速机构的第二行星排行星架G_T(6)；变速机构的输入端G_T(7)；变速机构的输出端G_T(8)；变速机构的操纵件1为G_T(9)；变速机构的操纵件2为G_T(10)；

利用结构描述矩阵Q_Ti的一行描述变速机构的一个构件的受力端；若Q_Ti(j,h)＝1,j＝1,2,…,J_Ti，J_Ti为构件总数，则表示G_T(h)是变速机构第j个构件的其中一个受力端；

若Q_Ti(j,h)＝0，则表示G_T(h)不是变速机构中第j个构件的受力端。

优选的，所述步骤S2中，变速机构转速分析方程的系数矩阵A_nTi的构建方法具体包括：

S201输入变速机构的参数，包括结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti和行星排向量K_Ti；

S202获得变速机构的行星排数目N_Xi，N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

S203系数矩阵A_nTi的第1行为：

S204判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S205；如果否，则进入步骤S207；

S205系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti,A_nTi(2,3)＝-(1+K_Ti),

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

S206记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝3；

S207系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti(1),A_nTi(2,3)＝-[1+K_Ti(1)],

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

S208系数矩阵A_nTi的第3行为：

A_nTi(3,4)＝1,A_nTi(3,5)＝K_Ti(2),A_nTi(3,6)＝-[1+K_Ti(2)],

A_nTi(3,r)＝0,r≠4,5,6

S209记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝4；；

S210为循环变量j赋初值，令j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值0，C＝0表示未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行，C＝1表示已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行；

S211判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，则进入步骤S241，如果否，则进入步骤S212；

S212判断构件j是否为三力构件，如果否，则进入步骤S213，如果是，则进入步骤S219；

S213判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S214，如果否，则进入步骤S216；

S214系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,Q_Ti(j,r2)＝1

S215系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S216判断j＝D_Ti且C＝0是否成立，即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行；如果是，则进入步骤S217，如果否，则进入步骤S240；

S217系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1≠9且r1≠10

S218为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1；系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S219判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S220，如果否，进入步骤S222；

S220系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝Q_Ti(j,r3)＝1,

S221系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号，即y＝y+2；

S222判断三力构件j上的受力端是否包含一个制动器和两个非操纵件，如果是，进入步骤S223，如果否，进入步骤S228；

S223判断j＝D_Ti且C＝0是否成立，即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行，如果是，则进入步骤S224，如果否，则进入步骤S226；

S224系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

S225为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S226系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

S227系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S228判断三力构件j上的受力端是否包含一个离合器和两个非操纵件，如果是，进入步骤S229，如果否，进入步骤S236；

S229判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝0；如果是，则进入步骤S230，如果否，则进入步骤S240；

S230计算q＝Q_Ti(D_Ti(1))+Q_Ti(D_Ti(2))，即离合器接合后将构件D_Ti(1)和D_Ti(2)作为一个新的构件，其受力端描述向量为q；

S231判断新的构件是否为四力构件，如果否，则进入步骤S232，如果是，则进入步骤S234；

S232系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝1,r1,r2,r3<9

S233为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S234系数矩阵A_nTi的第y至y+2行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝q(r4)＝1,r1,r2,r3,r4<9

S235为操纵件接合标识变量C赋值1，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+3；

S236判断三力构件j上的受力端是否分别为离合器、制动器和非操纵件；如果是，则进入步骤S237，如果否，则进入步骤S240；

S237判断j＝D_Ti且C＝0是否满足，如果是，则进入步骤S238，如果否，则进入步骤S229；

S238系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1<9

S239为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S240循环变量j加1，即j＝j+1；

S241为循环变量r赋初值r＝1，为变量b赋初值b＝1；

S242判断rA_nTi的总列数8，如果是，则进入步骤S247，如果否，则进入步骤S243；

S243判断是否A_nTi的第r列元素之和为0，即变速机构i是否存在受力端G_T(r)，如果是，则进入步骤S246，如果否，则进入步骤S244；

S244Temp(j,b)＝A_nTi(j,r),j＝1,2,…,J，将A_nTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

S245变量b加1，即b＝b+1；

S246循环变量r加1，即r＝r+1；

S247将临时变量Temp的值赋给A_nTi。

优选的，所述步骤S3，对变速机构转速分析方程进行转速分析，获取除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量X_nTi，其表达式为：

A_nTiX_nTi＝b_nTi，b_nTi＝[1,0,…,0]^T

X_nTi＝A_nTi ^-1b_nTi

其中，A_nTi为变速机构转速分析方程的系数矩阵。

优选的，所述步骤S4中，利用变速机构的结构描述矩阵Q_Ti和转速向量X_nTi生成转速矩阵N_Ti，其表达式为：

式中，

为操纵件的各受力端相对于输入端的转速向量；J_Ti为描述矩阵Q_Ti的总行数；

表示点乘运算；

若变速机构仅存在一个行星排，则剔除结构描述矩阵Q_Ti元素为0的列，有：

优选的，所述步骤S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵A_MTi具体方法包括：

S501输入变速机构的参数，包括结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti和行星排向量K_Ti；

S502获得变速机构的行星排数目N_Xi，所述N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

S503系数矩阵A_MTi的第1行为：

S504判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S505；如果否，则进入步骤S507；

S505：系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti,A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti,A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

S506记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号：y＝4；

S507系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti(1),A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti(1),A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

S508系数矩阵A_MTi第4和第5行分别为：

A_MTi(4,1)＝K_Ti(2),A_MTi(4,2)＝-1,A_MTi(4,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(5,1)＝1+K_Ti(2),A_MTi(5,3)＝1,A_MTi(5,r)＝0,r≠1,3

S509记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号，即y＝6；

S510为循环变量j赋初值，令j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值，C＝0表示还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行，C＝1表示已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行；

S511判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，进入步骤S546，如果否，则进入步骤S512；

S512判断构件j是否为三力构件，如果否，则进入步骤S513，如果是，则进入步骤S520；

S513系数矩阵A_MTi第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

S514系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；y表示行号

S515判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S545，如果否，则进入步骤S516；

S516判断

或C＝1是否成立，即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行；如果是，进入步骤S517，如果否，则进入步骤S519；

S517系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

S518系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S519为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1；

S520判断构件j的受力端是否无操纵件如果是，进入步骤S521，如果否，进入步骤S523；

S521系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

S522系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S523判断三力构件j上的受力端是否包含一个是制动器和两个非操纵件；如果是，进入步骤S524，如果否，进入步骤S529；

S524判断

或C＝1是否成立，即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行，如果是，进入步骤S525，如果否，则进入步骤S527；

S525系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

S526系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S527系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

S528为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S529判断三力构件j上的受力端是否包含一个离合器和非操纵件，如果是，进入步骤S530，如果否，进入步骤S536；

S530判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝0；如果是，则进入步骤S531，如果否，则进入步骤S533；

S531系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

S532为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S533判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝1；如果是，则进入步骤S545，如果否，则进入步骤S534；

S534系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S535系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S536判断三力构件j上的受力端是否分别为离合器、制动器和非操纵件；如果是，则进入步骤S537，如果否，则进入步骤S545；

S537判断是否接合操纵件为离合器,该离合器是构件j的一个受力端,且满足C＝0；如果是，则进入步骤S538，如果否，则进入步骤S540；

S538系数矩阵A_MTi第y至y+2行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

若Q_Ti(j,r4)＝1,r4>8且

S539为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行，即y＝y+3；

S540判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝1；如果是，则进入步骤S541，如果否，则进入步骤S543；

S541系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

S542系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S543系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S545循环变量j加1，j＝j+1。

S546为循环变量r赋初值r＝1，为变量b赋初值b＝1；

S547判断r否超出A_MTi的总列数10，如果是，则进入步骤S552，如果否，则进入步骤S548；

S548判断A_MTi的第r列元素之和为0，即变速机构是否存在受力端G_T(r)；如果是，则进入步骤S551，如果否，则进入步骤S549；

S549Temp(j,b)＝A_MTi(j,r),j＝1,2,…,J_Ti，将A_MTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

S550变量b加1，即b＝b+1；

S551循环变量r加1，即r＝r+1；

S552将临时变量Temp的值付给A_MTi。

优选的，所述步骤S6中，的变速机构扭矩分析方程，对变速机构扭矩分析方程b_MTi进行扭矩分析，获取各受力端相对于输入端的扭矩向量X_MTi，其表达式为：

A_MTiX_MTi＝b_MTi，b_MTi＝[1,0,…,0]^T

X_MTi＝A_MTi ^-1b_MTi；

其中，A_MTi变速机构扭矩分析方程的系数矩阵。

优选的，步骤S7中，利用变速机构的结构描述矩阵Q_Ti和扭矩向量X_MTi生成扭矩矩阵M_Ti的表达式为：

若变速机构只有一个行星排，则将结构描述矩阵Q_Ti中元素全部为0的第四至六列剔除，有：

其中，J_Ti为描述矩阵Q_Ti的总行数。

优选的，所述S8中，功率矩阵P_Ti为转速矩阵N_Ti与扭矩矩阵M_Ti的点乘运算的结果，其表达式为：

其中，P_Ti表示变速机构内构件各受力端相对于输入端的功率。

优选的，所述步骤S9中，变速机构功率流图的绘制步骤包括：

功率矩阵中的各构件，其受力点功率的数值为正代表输入功率，数值为负代表输出功率；

分析功率在行星排中的流向，数值为正代表输出功率，反之数值为负代表输入功率；

采用箭头表示功率流动的方向，则相对数值为1的功率由输入端流入变速机构，由输出端流出变速机构；

在同一构件中，箭头由功率数值为正的受力端指向功率数值为负的受力端；在同一行星排中，箭头由功率数值为负的受力端指向功率数值为正的受力端。与现有技术相比，本发明提供的方法达到以下有益效果：

本方法提供的由一个或两个行星排所构成的二自由度的变速机构或者只有一个挡位的行星变速机构的功率流分析方法；可以程序化的进行任意一种变速机构的转速分析、扭矩分析以及功率流分析，在节约成本的同时大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明技术方案的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法流程图；

图2-1为本发明技术方案的生成转速分析方程系数矩阵的方法流程图；

图2-2为本发明技术方案的生成转速分析方程系数矩阵的方法流程图；

图2-3为本发明技术方案的生成转速分析方程系数矩阵的方法流程图；

图3-1为本发明技术方案的生成扭矩分析方程系数矩阵的方法流程图；

图3-2为本发明技术方案的生成扭矩分析方程系数矩阵的方法流程图；

图3-3为本发明技术方案的生成扭矩分析方程系数矩阵的方法流程图；

图4为实施例中所分析的变速机构的结构示意图；

图5为实施例中所分析的变速机构的功率流图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法；由于电驱动车辆主要依靠电机调速能力实现车速的大范围变化，因此变速机构中的行星排数量，以及挡位相对较少。本发明专利给出一个或者两个行星排构成的二自由度变速机构，或者只有一个挡位的行星变速机构的功率流分析方法。利用本发明提出的分析方法可以高效便捷的进行任意一种变速机构实现程序化的转速分析、扭矩分析以及功率流分析。

电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法流程如图1所示。实施例中变速机构的结构简图如图4所示。

步骤S1：获得变速机构参数：结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti、行星排向量K_Ti；

对变速机构中的每个构件的受力端进行描述，获得变速机构结构描述矩阵Q_Ti，具体方法为：

定义受力端向量G_T：G_T(1)代表变速机构的第一行星排太阳轮；G_T(2)代表变速机构的第一行星排齿圈；G_T(3)代表变速机构的第一行星排行星架；G_T(4)代表变速机构的第二行星排太阳轮；G_T(5)代表变速机构的第二行星排齿圈；G_T(6)代表变速机构的第二行星排行星架；G_T(7)代表变速机构的输入端；G_T(8)代表变速机构的输出端；G_T(9)代表变速机构的操纵件1；G_T(10)代表变速机构的操纵件2。

用结构描述矩阵Q_Ti的一行描述变速机构的一个构件的受力端。若Q_Ti(j,h)＝1,j＝1,2,…,J_Ti,J_Ti为构件总数；表示G_T(h)为变速机构的第j个构件的一个受力端；若Q_Ti(j,h)＝0，表示G_T(h)不是变速机构第j个构件的受力端。

如果接合的操纵件为离合器，那么行序号向量D_Ti有两个元素，如果接合的操纵件为制动器，那么行序号向量D_Ti有一个元素。

变速机构的行星排参数向量K_Ti的元素为单元中所有行星排参数。K_Ti(1)为变速机构的第一行星排参数，K_Ti(2)为变速机构的第二行星排参数。

本实施例中变速机构的结构描述矩阵、接合操纵件的行序号向量及行星排参数向量为：

D_Ti＝3,K_Ti＝[2.8,1.9]

步骤S2：生成变速机构转速分析方程的系数矩阵A_nTi，流程如图2所示。

步骤S201：输入变速机构的参数：结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti、行星排向量K_Ti；

步骤S202：获得变速机构的行星排数目N_Xi，N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

步骤S203：系数矩阵A_nTi的第1行为：

步骤S204：判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S205；如果否，则进入步骤S207；

步骤S205：系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti,A_nTi(2,3)＝-(1+K_Ti),

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

步骤S206：记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号：y＝3；

步骤S207：系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti(1),A_nTi(2,3)＝-[1+K_Ti(1)],

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

步骤S208：系数矩阵A_nTi的第3行为：

A_nTi(3,4)＝1,A_nTi(3,5)＝K_Ti(2),A_nTi(3,6)＝-[1+K_Ti(2)],

A_nTi(3,r)＝0,r≠4,5,6

步骤S209：记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号：y＝4；

步骤S210：为循环变量j赋初值：j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值0，C＝0表示还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行，C＝1表示还已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行；

步骤S211：判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，则进入步骤S241，如果否，则进入步骤S212；

步骤S212：判断

(即构件j是否为三力构件)，如果否，则进入步骤S213，如果是，则进入步骤S219；

步骤S213：判断

(即构件j的受力端是否无操纵件)，如果是，进入步骤S214，如果否，则进入步骤S216；

步骤S214：系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,Q_Ti(j,r2)＝1

步骤S215：系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S216：判断j＝D_Ti且C＝0？(即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行)，如果是，则进入步骤S217，如果否，则进入步骤S240；

步骤S217：系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1≠9且r1≠10

步骤S218：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S219：判断

(即构件j的受力端是否无操纵件)，如果是，进入步骤S220，如果否，进入步骤S222；

步骤S220：系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝Q_Ti(j,r3)＝1,

步骤S221：系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S222：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是制动器，而其他两个受力端不是操纵件，如果是，进入步骤S223，如果否，进入步骤S228；

步骤S223：判断j＝D_Ti且C＝0(即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行)，如果是，则进入步骤S224，如果否，则进入步骤S226；

步骤S224：系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

步骤S225：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S226：系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

步骤S227：系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S228：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是离合器，而其他两个受力端不是操纵件，如果是，进入步骤S229，如果否，进入步骤S236；

步骤S229：判断(Length(D_Ti)＝2)∩(j∈D_Ti)∩(C＝0)＝1？(即判断是否接合操纵件为离合器且该离合器是构件j的一个受力端且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行)，如果是，则进入步骤S230，如果否，则进入步骤S240；

步骤S230：计算q＝Q_Ti(D_Ti(1))+Q_Ti(D_Ti(2))，即离合器接合后将构件D_Ti(1)和D_Ti(2)作为一个新的构件，其受力端描述向量为q；

步骤S231：判断

(即判断新的构件是否是四力构件)，如果否，则进入步骤S232，如果是，则进入步骤S234；

步骤S232：系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝1,r1,r2,r3<9

步骤S233：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S234：系数矩阵A_nTi的第y～y+1行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝q(r4)＝1,r1,r2,r3,r4<9

步骤S235：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加3：y＝y+3；

步骤S236：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是离合器，一个受力端是制动器，另一个受力端为非操纵件，如果是，则进入步骤S237，如果否，则进入步骤S240；

步骤S237：判断j＝D_Ti且C＝0(即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行)，如果是，则进入步骤S238，如果否，则进入步骤S229；

步骤S238：系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1<9

步骤S239：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S240：循环变量j加1：j＝j+1；

步骤S241：为循环变量r赋初值：r＝1，为变量b赋初值：b＝1；

步骤S242：判断r>8？(即是否超出A_nTi的总列数)，如果是，则进入步骤S247，如果否，则进入步骤S243；

步骤S243：判断

(即是否A_nTi的第r列元素之和为0，即变速机构i是否存在受力端G_T(r))，如果是，则进入步骤S246，如果否，则进入步骤S244；

步骤S244：Temp(j,b)＝A_nTi(j,r),j＝1,2,…,J，将A_nTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

步骤S245：变量b加1：b＝b+1；

步骤S246：循环变量r加1：r＝r+1；

步骤S247：将临时变量Temp的值赋给A_nTi。

根据变速机构转速分析方程的系数矩阵的生成流程可以得到本实施例中变速机构的系数矩阵A_nTi为：

步骤S3：利用变速机构转速分析方程进行转速分析，获得除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量X_nTi。

变速机构转速分析方程为：

A_nTiX_nTi＝b_nTi，b_nTi＝[1,0,…,0]^T

方程的解为：

X_nTi＝A_nTi ^-1b_nTi

本实施例中变速机构的转速分析方程分别为：

利用变速机构转速分析方程可以得到转速向量X_nTi为：

X_nTi＝[1,0.3448,0.5172,1,0,0.3448,1,0.5172]^T

步骤S4：利用变速机构结构描述矩阵和转速向量获得转速矩阵N_Ti。

定义点乘运算

式中，E∈R^U×W，F∈R^U×W，运算规则为将E、F中的对应元素做乘法运算，即：

S(u,w)＝E(u,w)*F(u,w),u＝1,2,…,U.w＝1,2,…,W.

变速机构转速矩阵N_Ti的计算方法为：

如果变速机构只有一个行星排，此时结构描述矩阵Q_Ti的第四、五、六列的元素全部为0，那么剔除第四、五、六列。

本实施例中变速机构的转速矩阵N_Ti为：

步骤S5：利用生成变速机构扭矩分析方程的系数矩阵A_MTi，流程如图3所示。

步骤S501：输入变速机构的参数：结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti、行星排向量K_Ti；

步骤S502：获得变速机构的行星排数目N_Xi，N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

步骤S503：系数矩阵A_MTi的第1行为：

步骤S504：判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S505；如果否，则进入步骤S507；

步骤S505：系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti,A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti,A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

步骤S506：记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号：y＝4；

步骤S507：系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti(1),A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti(1),A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

步骤S508：系数矩阵A_MTi第4和第5行分别为：

A_MTi(4,1)＝K_Ti(2),A_MTi(4,2)＝-1,A_MTi(4,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(5,1)＝1+K_Ti(2),A_MTi(5,3)＝1,A_MTi(5,r)＝0,r≠1,3

步骤S509：记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号：y＝6；

步骤S510：为循环变量j赋初值：j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值0，C＝0表示还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行，C＝1表示还已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行；

步骤S511：判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，则进入步骤S546，如果否，则进入步骤S512；

步骤S512：判断

(即构件j是否为三力构件)，如果否，则进入步骤S513，如果是，则进入步骤S520；

步骤S513：系数矩阵A_MTi第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

步骤S514：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S515：判断

(即构件j的受力端是否无操纵件)，如果是，进入步骤S545，如果否，则进入步骤S516；

步骤S516：判断

或C＝1？(即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，进入步骤S517，如果否，则进入步骤S519；

步骤S517：系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

步骤S518：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S519：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1；

步骤S520：判断

(即构件j的受力端是否无操纵件)，如果是，进入步骤S521，如果否，进入步骤S523；

步骤S521：系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

步骤S522：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S523：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是制动器，而其他两个受力端不是操纵件，如果是，进入步骤S524，如果否，进入步骤S529；

步骤S524：判断或C＝1？(即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，进入步骤S525，如果否，则进入步骤S527；

步骤S525：系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

步骤S526：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S527：系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝r＝1,2,…,10

步骤S528：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S529：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是离合器，而其他两个受力端不是操纵件，如果是，进入步骤S530，如果否，进入步骤S536；

步骤S530：判断(Length(D_Ti)＝2)∩(j∈D_Ti)∩(C＝0)＝1？(即判断是否接合操纵件为离合器且该离合器是构件j的一个受力端且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，则进入步骤S531，如果否，则进入步骤S533；

步骤S531：系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

步骤S532：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S533：判断(Length(D_Ti)＝2)∩(j∈D_Ti)∩(C＝1)＝1？(即判断是否接合操纵件为离合器且该离合器是构件j的一个受力端，且已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，则进入步骤S545，如果否，则进入步骤S534；

步骤S534：系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

步骤S535：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加2：y＝y+2；

步骤S536：判断：

即判断是否三力构件j上有一个受力端是离合器，一个受力端是制动器，另一个受力端为非操纵件，如果是，则进入步骤S537，如果否，则进入步骤S545；

步骤S537：判断(Length(D_Ti)＝2)∩(j∈D_Ti)∩(C＝0)＝1？(即判断是否接合操纵件为离合器且该离合器是构件j的一个受力端且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，则进入步骤S538，如果否，则进入步骤S540；

步骤S538：系数矩阵A_MTi第y～y+2行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

若Q_Ti(j,r4)＝1,r4>8且

步骤S539：为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1,系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加3：y＝y+3；

步骤S540：判断(Length(D_Ti)＝2)∩(j∈D_Ti)∩(C＝1)＝1？(即判断是否接合操纵件为离合器且该离合器是构件j的一个受力端且已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行)，如果是，则进入步骤S541，如果否，则进入步骤S543；

步骤S541：系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

步骤S542：系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号y加1：y＝y+1；

步骤S543：系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

步骤S545：循环变量j加1：j＝j+1。

步骤S546：为循环变量r赋初值：r＝1，为变量b赋初值：b＝1；

步骤S547：判断r>10？(即是否超出A_MTi的总列数)，如果是，则进入步骤S552，如果否，则进入步骤S548；

步骤S548：判断

(即是否A_MTi的第r列元素之和为0，即变速机构是否存在受力端G_T(r))，如果是，则进入步骤S551，如果否，则进入步骤S549；

步骤S549：Temp(j,b)＝A_MTi(j,r),j＝1,2,…,J_Ti，将A_MTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

步骤S550：变量b加1：b＝b+1；

步骤S551：循环变量r加1：r＝r+1；

步骤S552：将临时变量Temp的值付给A_MTi。

根据变速机构扭矩分析方程系数矩阵的生成流程可以得到本实施例中变速机构的系数矩阵A_MTi为：

步骤S6：利用变速机构扭矩分析方程进行扭矩分析，获得各受力端相对于输入端的扭矩向量X_MTi。

变速机构扭矩分析方程为：

A_MTiX_MTi＝b_MTi，b_MTi＝[1,0,…,0]^T

方程的解为：

X_MTi＝A_MTi ^-1b_MTi

本实施例中变速机构的扭矩分析方程为：

利用变速机构扭矩分析方程可以得到扭矩向量X_MTi为：

X_MTi＝[-0.5088,-1.4246,1.9333,-0.4912,-0.9333,1.4246,1,-1.9333,0,0.9333]^T

步骤S7：利用变速机构结构描述矩阵和扭矩向量获得扭矩矩阵M_Ti。

变速机构扭矩矩阵M_Ti的计算方法为：

如果变速机构只有一个行星排，此时结构描述矩阵Q_Ti的第四、五、六列的元素全部为0，那么剔除第四、五、六列：

本实施例中变速机构的扭矩矩阵M_Ti为：

步骤S8：利用变速机构转速矩阵及扭矩矩阵获得功率矩阵P_Ti。

P_Ti表征单元内部各构件各受力端相对于输入端的功率：

如果某构件j的受力点有一个是制动器，那么，在制动器接合的挡位下，功率矩阵第j行是一个零向量，即无功率传递。

如果某构件j1,j2有一个受力点分别是离合器的主动边和被动边，即结构描述单元的对应行满足：

(Q_Ti(j1,9)+Q_Ti(j2,9)＝2)U(Q_Ti(j1,10)+Q_Ti(j2,10)＝2)

那么，在离合器接合的挡位下，将构件j1,j2作为一个构件j来分析，该构件在功率矩阵中对应的行向量为：

P_Ti(j)＝P_Ti(j1)+P_Ti(j2)

对于每个行星排，有：

本实施例中变速机构的功率矩阵P_Ti为：

步骤S9：根据功率矩阵绘制变速机构功率流图。

功率矩阵中单元内各构件受力点功率数值为正代表输入功率，数值为负代表输出功率。与此相反，当分析功率在行星排中的流向时，数值为正代表输出功率，数值为负代表输入功率。在功率流图中，用箭头表示功率流动的方向。相对数值为1的功率由输入端流入变速机构，由输出端流出变速机构。在同一构件中，箭头由功率数值为正的受力端指向功率数值为负的受力端。在同一行星排中，箭头由功率数值为负的受力端指向功率数值为正的受力端。

本实施例中变速机构的功率流图如图5所示。相对数值为1的功率由输入端G_T(7)流入变速机构后分成两路：其中一路相对数值为0.4912的功率流入变速机构第二行星排太阳轮G_T(4)，然后经过第二行星排行星架G_T(6)以及第一行星排齿圈G_T(2)，流入第一行星排行星架G_T(3)；另外一路相对数值为0.5088的功率流入变速机构第一行星排太阳轮G_T(1)，然后流入第一行星排行星架G_T(3)。两路功率在第一行星排行星架G_T(3)汇合后由输出端G_T(8)流出变速机构。

最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述分析方法基于一个或者两个行星构成的二自由度变速机构或者仅包含一个挡位的行星变速机构来实施，其特征在于，所述分析方法包括下述步骤：

S1定义变速机构参数；

S2构建变速机构转速分析方程的系数矩阵A_nTi；

S3利用变速机构转速分析方程进行转速分析，获取除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量X_nTi；

S4利用变速机构的结构描述矩阵和所述转速向量生成转速矩阵N_Ti；

S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵A_MTi；

S6利用变速机构扭矩分析方程进行扭矩分析，获取各受力端相对于输入端的扭矩向量X_MTi；

S7利用变速机构的结构描述矩阵和扭矩向量生成扭矩矩阵M_Ti；

S8利用转速矩阵和扭矩矩阵生成功率矩阵P_Ti；

S9根据所述功率矩阵绘制变速机构功率流图。

2.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，定义变速机构参数包括，行星排向量K_Ti、结构描述矩阵Q_Ti以及接合的操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti；

若接合的操纵件为离合器，则行序号向量D_Ti包含两个元素；若接合的操纵件为制动器，则行序号向量D_Ti仅包含一个元素，变速机构的行星排向量K_Ti的元素为单元中所有行星排参数；其中，变速机构的第一行星排参数为K_Ti(1)，变速机构的第二行星排参数为K_Ti(2)；

所述变速机构的结构描述矩阵Q_Ti的获取方法包括，对变速机构中的每个构件的受力端进行描述，定义受力端向量G_T；

所述受力端向量G_T，包括变速机构的第一行星排太阳轮G_T(1)；变速机构的第一行星排齿圈G_T(2)；变速机构的第一行星排行星架G_T(3)；变速机构的第二行星排太阳轮G_T(4)；变速机构的第二行星排齿圈G_T(5)；变速机构的第二行星排行星架G_T(6)；变速机构的输入端G_T(7)；变速机构的输出端G_T(8)；变速机构的操纵件1为G_T(9)；变速机构的操纵件2为G_T(10)；

利用结构描述矩阵Q_Ti的一行描述变速机构的一个构件的受力端；若Q_Ti(j,h)＝1,j＝1,2,…,J_Ti，J_Ti为构件总数，则表示G_T(h)是变速机构第j个构件的其中一个受力端；

若Q_Ti(j,h)＝0，则表示G_T(h)不是变速机构第j个构件的受力端。

3.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，变速机构转速分析方程的系数矩阵A_nTi的构建方法具体包括：

S201输入变速机构的参数，包括结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti和行星排向量K_Ti；

S202获得变速机构的行星排数目N_Xi，N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

S203系数矩阵A_nTi的第1行为：

S204判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S205；如果否，则进入步骤S207；

S205系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti,A_nTi(2,3)＝-(1+K_Ti),

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

S206记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号，y表示行号，y＝3；

S207系数矩阵A_nTi的第2行为：

A_nTi(2,1)＝1,A_nTi(2,2)＝K_Ti(1),A_nTi(2,3)＝-[1+K_Ti(1)],

A_nTi(2,r)＝0,r≠1,2,3

S208系数矩阵A_nTi的第3行为：

A_nTi(3,4)＝1,A_nTi(3,5)＝K_Ti(2),A_nTi(3,6)＝-[1+K_Ti(2)],

A_nTi(3,r)＝0,r≠4,5,6

S209记录系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号，即y＝4；

S210为循环变量j赋初值，令j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值0，C＝0表示未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行，C＝1表示已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行；

S211判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，则进入步骤S241，如果否，则进入步骤S212；

S212判断构件j是否为三力构件，如果否，则进入步骤S213，如果是，则进入步骤S219；

S213判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S214，如果否，则进入步骤S216；

S214系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,Q_Ti(j,r2)＝1

S215系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S216判断j＝D_Ti且C＝0是否成立，即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行；如果是，则进入步骤S217，如果否，则进入步骤S240；

S217系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1≠9且r1≠10

S218为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1；系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S219判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S220，如果否，进入步骤S222；

S220系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝Q_Ti(j,r3)＝1,

S221系数矩阵A_nTi需要生成下一行的行号，即y＝y+2；

S222判断三力构件j上的受力端是否包含一个制动器和两个非操纵件，如果是，进入步骤S223，如果否，进入步骤S228；

S223判断j＝D_Ti且C＝0是否成立，即接合的操纵件是否只是构件j的受力端，而且还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_nTi的某行，如果是，则进入步骤S224，如果否，则进入步骤S226；

S224系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

S225为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S226系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝Q_Ti(j,r2)＝1且r1<9且r2<9,

S227系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S228判断三力构件j上的受力端是否包含一个离合器和两个非操纵件，如果是，进入步骤S229，如果否，进入步骤S236；

S229判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝0；如果是，则进入步骤S230，如果否，则进入步骤S240；

S230计算q＝Q_Ti(D_Ti(1))+Q_Ti(D_Ti(2))，即离合器接合后将构件D_Ti(1)和D_Ti(2)作为一个新的构件，其受力端描述向量为q；

S231判断新的构件是否为四力构件，如果否，则进入步骤S232，如果是，则进入步骤S234；

S232系数矩阵A_nTi的第y行和y+1行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝1,r1,r2,r3<9

S233为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S234系数矩阵A_nTi的第y至y+2行分别为：

若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝q(r4)＝1,r1,r2,r3,r4<9

S235为操纵件接合标识变量C赋值1，令C＝1，系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+3；

S236判断三力构件j上的受力端是否分别为离合器、制动器和非操纵件；如果是，则进入步骤S237，如果否，则进入步骤S240；

S237判断j＝D_Ti且C＝0是否满足，如果是，则进入步骤S238，如果否，则进入步骤S229；

S238系数矩阵A_nTi的第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1<9

S239为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1,系数矩阵A_nTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S240循环变量j加1，即j＝j+1；

S241为循环变量r赋初值r＝1，为变量b赋初值b＝1；

S242判断r是否超出A_nTi的总列数8，如果是，则进入步骤S247，如果否，则进入步骤S243；

S243判断是否A_nTi的第r列元素之和为0，即变速机构i是否存在受力端G_T(r)，如果是，则进入步骤S246，如果否，则进入步骤S244；

S244Temp(j,b)＝A_nTi(j,r),j＝1,2,…,J，将A_nTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

S245变量b加1，即b＝b+1；

S246循环变量r加1，即r＝r+1；

S247将临时变量Temp的值赋给A_nTi。

4.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S3，对变速机构转速分析方程进行转速分析，获取除操纵件外的各受力端相对于输入端的转速向量X_nTi，其表达式为：

A_nTiX_nTi＝b_nTi，b_nTi＝[1,0,…,0]^T

X_nTi＝A_nTi ^-1b_nTi

其中，A_nTi为变速机构转速分析方程的系数矩阵。

5.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，利用变速机构的结构描述矩阵Q_Ti和转速向量X_nTi生成转速矩阵N_Ti，其表达式为：

式中，为操纵件的各受力端相对于输入端的转速向量；J_Ti为描述矩阵Q_Ti的总行数；表示点乘运算；

若变速机构仅存在一个行星排，则剔除结构描述矩阵Q_Ti元素为0的列，有：

6.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵A_MTi具体方法包括：

S501输入变速机构的参数，包括结构描述矩阵Q_Ti、接合操纵件在结构描述矩阵Q_Ti中的行序号向量D_Ti和行星排向量K_Ti；

S502获得变速机构的行星排数目N_Xi，所述N_Xi等于行星排向量K_Ti中的元素的数量；

S503系数矩阵A_MTi的第1行为：

S504判断N_Xi是否大于1，如果是，则进入步骤S505；如果否，则进入步骤S507；

S505：系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti,A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti,A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

S506记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号：y＝4；

S507系数矩阵A_MTi第2和第3行分别为：

A_MTi(2,1)＝K_Ti(1),A_MTi(2,2)＝-1,A_MTi(2,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(3,1)＝1+K_Ti(1),A_MTi(3,3)＝1,A_MTi(3,r)＝0,r≠1,3

S508系数矩阵A_MTi第4和第5行分别为：

A_MTi(4,1)＝K_Ti(2),A_MTi(4,2)＝-1,A_MTi(4,r)＝0,r≠1,2

A_MTi(5,1)＝1+K_Ti(2),A_MTi(5,3)＝1,A_MTi(5,r)＝0,r≠1,3

S509记录系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号，即y＝6；

S510为循环变量j赋初值，令j＝1；为操纵件接合标识变量C赋初值，C＝0表示还未生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行，C＝1表示已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行；

S511判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵Q_Ti的总行数J_Ti，如果是，则进入步骤S546，如果否，则进入步骤S512；

S512判断构件j是否为三力构件，如果否，则进入步骤S513，如果是，则进入步骤S520；

S513系数矩阵A_MTi第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S514系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；y表示行号

S515判断构件j的受力端是否无操纵件，如果是，进入步骤S545，如果否，则进入步骤S516；

S516判断

或C＝1是否成立，即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行；如果是，进入步骤S517，如果否，则进入步骤S519；

S517系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

S518系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S519为操纵件接合标识变量C赋值1：C＝1；

S520判断构件j的受力端是否无操纵件如果是，进入步骤S521，如果否，进入步骤S523；

S521系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S522系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S523判断三力构件j上的受力端是否包含一个是制动器和两个非操纵件；如果是，进入步骤S524，如果否，进入步骤S529；

S524判断或C＝1是否成立，即判断是否接合操纵件不是构件j的一个受力端或已生成操纵件接合时对应的系数矩阵A_MTi的某行，如果是，进入步骤S525，如果否，则进入步骤S527；

S525系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S526系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S527系数矩阵A_MTi的第y行为：

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S528为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S529判断三力构件j上的受力端是否包含一个离合器和非操纵件，如果是，进入步骤S530，如果否，进入步骤S536；

S530判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝0；如果是，则进入步骤S531，如果否，则进入步骤S533；

S531系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

S532为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S533判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝1；如果是，则进入步骤S545，如果否，则进入步骤S534；

S534系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S535系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+2；

S536判断三力构件j上的受力端是否分别为离合器、制动器和非操纵件；如果是，则进入步骤S537，如果否，则进入步骤S545；

S537判断是否接合操纵件为离合器,该离合器是构件j的一个受力端,且满足C＝0；如果是，则进入步骤S538，如果否，则进入步骤S540；

S538系数矩阵A_MTi第y至y+2行为：

若Q_Ti(D_Ti(1),r1)＝Q_Ti(D_Ti(1),r2)＝Q_Ti(D_Ti(1),r3)＝1,

r1>8,r2<9,r3<9,r1≠r2≠r3

A_MTi(y+1,r)＝Q_Ti(D_Ti(2),r),r＝1,2,…,10

若Q_Ti(j,r4)＝1,r4>8且

S539为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵A_MTi需要生成下一行的行号，即y＝y+3；

S540判断是否接合操纵件为离合器，该离合器是构件j的一个受力端，且满足C＝1；如果是，则进入步骤S541，如果否，则进入步骤S543；

S541系数矩阵A_MTi第y行为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

S542系数矩阵A_MTi需要生成下一行，即y＝y+1；

S543系数矩阵A_MTi第y行和第y+1行分别为：

若Q_Ti(j,r1)＝1,r1>8且

A_MTi(y,r)＝Q_Ti(j,r),r＝1,2,…,10

S545循环变量j加1，j＝j+1；

S546为循环变量r赋初值r＝1，为变量b赋初值b＝1；

S547判断r否超出A_MTi的总列数10，如果是，则进入步骤S552，如果否，则进入步骤S548；

S548判断A_MTi的第r列元素之和为0，即变速机构是否存在受力端G_T(r)；如果是，则进入步骤S551，如果否，则进入步骤S549；

S549Temp(j,b)＝A_MTi(j,r),j＝1,2,…,J_Ti，将A_MTi的第r列赋给临时变量Temp的第b列；

S550变量b加1，即b＝b+1；

S551循环变量r加1，即r＝r+1；

S552将临时变量Temp的值付给A_MTi。

7.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S6中利用变速机构扭矩分析方程，对变速机构扭矩分析方程b_MTi进行扭矩分析，获取各受力端相对于输入端的扭矩向量X_MTi，其表达式为：

A_MTiX_MTi＝b_MTi，b_MTi＝[1,0,…,0]^T

X_MTi＝A_MTi ^-1b_MTi；

其中，A_MTi变速机构扭矩分析方程的系数矩阵。

8.如权利要求1或2所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，步骤S7中，利用变速机构的结构描述矩阵Q_Ti和扭矩向量X_MTi生成扭矩矩阵M_Ti的表达式为：

若变速机构只有一个行星排，则将结构描述矩阵Q_Ti中元素全部为0的第四至六列剔除，有：

其中，J_Ti为描述矩阵Q_Ti的总行数；

表示点乘运算。

9.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述S8中，功率矩阵P_Ti为转速矩阵N_Ti与扭矩矩阵M_Ti的点乘运算的结果，其表达式为：

其中，P_Ti表示变速机构内构件各受力端相对于输入端的功率；

表示点乘运算。

10.如权利要求1所述的电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法，其特征在于，所述步骤S9中，变速机构功率流图的绘制步骤包括：

功率矩阵中的各构件，其受力点功率的数值为正代表输入功率，数值为负代表输出功率；

分析功率在行星排中的流向，数值为正代表输出功率，反之数值为负代表输入功率；

采用箭头表示功率流动的方向，则相对数值为1的功率由输入端流入变速机构，由输出端流出变速机构；

在同一构件中，箭头由功率数值为正的受力端指向功率数值为负的受力端；在同一行星排中，箭头由功率数值为负的受力端指向功率数值为正的受力端。

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