CN114321326B

CN114321326B - 多挡自动变速器传动结构及其确定方法、装置和介质

Info

Publication number: CN114321326B
Application number: CN202111649111.1A
Authority: CN
Inventors: 樊晓磊; 陈晓峰; 杜柳絮; 郑立朋; 武红超; 李洪伟; 宋杰
Original assignee: Honeycomb Transmission Technology Hebei Co Ltd
Current assignee: Honeycomb Transmission Technology Hebei Co Ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-12-30
Also published as: CN114321326A

Abstract

本发明提供了一种多挡自动变速器传动结构及其确定方法、装置和介质。该多挡自动变速器传动结构确定方法，包括预设参数步骤，预设行星排结构参数、控制元件的数量以及所述行星排结构的连接条件；方案获取步骤，依据预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案；筛选步骤，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；确定步骤，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案。通过方案获取步骤，依据基于预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案，并通过筛选步骤以及确认步骤，缩小筛选范围，提高目标组合方案的获取确认效率。

Description

多挡自动变速器传动结构及其确定方法、装置和介质

技术领域

本发明涉及车辆自动变速器技术领域，特别涉及一种多挡自动变速器传动结构。本发明还涉及一种多挡自动变速器传动结构的确定方法和装置，同时还涉及一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着汽车行业的发展，自动变速器以其换挡平顺、便捷等特点，市场份额逐年增加，对于行星排式自动变速器(Automatic Transmission)的需求也相应增多。国外起步较早，如日本、德国等，在由于国内行星排式自动变速器发展较晚，目前产品设计能力较国际具有一定差距。

多挡自动变速器的行星排传动结构中，随着追求换挡平顺的挡位数量增多，传动结构中包含的行星排的数量也随之增多，如现有的9挡自动变速器的换挡结构中，现在技术多采用四个行星排结构，由于各个行星排结构涉及的元件、各个行星排之间的联结关系、以及增设的控制元件(如制动器、离合器)数量和设置位置等，会产生多种乃至上千种的传动结构形式，在这些传动结构形式中，还要考虑挡位速比值符合目标要求。因此，多挡自动变速器的传动结构的设计，难度较大。

现有技术中，对于多挡位行星排式自动变速器的架构筛选和优化，多采用人工经验。根据行业专业知识，进行方案设计，从而再进行速比确认，如设计不满足要求，需再进行手动修改，再次进行确认，其流程耗时较长，效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种多挡自动变速器传动结构确定方法，以提高多挡自动变速器中行星排连接结构的确认效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多挡自动变速器传动结构确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

预设参数步骤，预设行星排结构参数、控制元件的数量以及所述行星排结构的连接条件；

方案获取步骤，依据预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案；

筛选步骤，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；

确定步骤，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案；否则，调整预设参数步骤中的各参数，以修正各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案。

进一步的，所述确定步骤中，所述目标条件为各挡位的速比值。

进一步的，所述预设参数步骤中的所述行星排结构参数，包括行星排数量、行星排类型、行星排速比以及输出元件。

进一步的，所述预设参数步骤中的所述控制元件包括离合器和制动器。

进一步的，所述方案获取步骤中获取的初步挡位组合方案，包括所述多挡自动变速器不同挡位数的所述传动结构的结构形式、以及对应各所述结构形式的各挡位速比值。

进一步的，该方法基于MATLAB执行各步骤。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的多挡自动变速器传动结构确定方法，通过方案获取步骤，依据基于预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案，并通过筛选步骤以及确认步骤，缩小筛选范围，可以有效的提高目标组合方案的获取确认效率。

本发明同时提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述方法的步骤。

此外，本发明同时提供了一种多挡自动变速器传动结构确定装置，该装置包括：

预设参数存储模块，存储有预设的行星排结构参数、控制元件的数量以及所述行星排结构的连接条件；

方案获取模块，依据预设参数存储模块中存储的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案；

筛选模块，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对所述方案获取模块获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；

确定模块，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案；否则，调整预设参数存储模块中的各预设参数，以修正所述筛选模块筛选的各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案。

进一步的，该装置包括：

显示模块，所述显示模块至少用于显示所述方案获取模块获取的初步挡位组合方案，或所述筛选模块获取的所述初筛挡位组合方案，或所述确定模块输出的所述目标组合方案。

同时，本发明还提供了一种多挡自动变速器传动结构，该传动结构由如上所述的多挡自动变速器传动结构确定方法获得。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的多挡自动变速器传动结构确定方法流程图；

图2为本发明实施例一最终确定的传动结构关系示意图；

图3为本发明实施例二所述的多挡自动变速器传动结构确定装置框图；

附图标记说明：

1、预设参数存储模块；2、方案获取模块；3、筛选模块；4、确定模块；5、显示模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种多挡自动变速器传动结构确定方法，该方法在整体的设计思想上，由图1所示，主要包括以下步骤：

筛选步骤，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；其中一种形式中，该步骤获取的初步挡位组合方案，包括所述多挡自动变速器不同挡位数的所述传动结构的结构形式、以及各挡位速比值。此外，对于预设的整体速比范围，主要是指前进挡最大速比和最小速比组成的数值范围，倒挡最大速比和最小速比组成的数值范围。

确定步骤，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案；否则，调整预设参数步骤中的各参数，以修正各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案。在其中的一种可实施的形式中，本步骤中的目标条件可为各挡位的速比值，值得说明的是，该速比值可以为一个具体的数值，也可以为一个具体的数值范围。

如上的整体的多挡自动变速器传动结构确定方法，通过方案获取步骤，依据基于预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案，并通过筛选步骤以及确认步骤，逐步缩小筛选范围，可以有效的提高目标组合方案的获取确认效率。

为了提高整个方法的智能化，进一步提高确认效率，该方法可基于MATLAB执行如上各步骤。MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂，该软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件。在该方法的执行过程中，可基于该软件平台，进行具体步骤的执行操作。

具体的，在预设参数步骤中的行星排结构参数，包括行星排数量、行星排类型、行星排速比以及输出元件。

其中，行星排数量是指基础行星排数量，其常用数量范围为1个～5个。一般4-10挡的设计方案可选用行星排数量为2-8个，同时如下描述的控制元件的数量通常为3-12个。

行星排类型主要分为选用简单行星排式、拉维纳式、辛普森式或是组合式结构，通过行星排类型的确定，可以明确行星排的结构零件，如太阳轮、行星轮、行星架等具体的形式。

行星排速比是指单个行星排速比，其由行星齿圈的齿数/太阳轮齿数获得。

输出元件是在预设参数时，指定预确定的结构中哪个构件作为唯一输出元件。为了进一步提高确认效率，该输出元件的确认，可根据经验，选取可作为输出元件的行星排构件，其可设置为齿圈、太阳轮、行星架之一。为了便于区分，齿圈采用R表示，太阳轮采用S表示，行星架采用PC表示，输入轴采用I表示，壳体采用H表示；值得说明的是，由于采用速比作为参数，因此，输入轴的输入转速定义为1，此外，由于行星排数量通常为多个，则按照行星排的设置顺序，对各个行星排进行序号标记，如整个方案中，预设行星排数量参数为4个，指定第三个行星排的行星架作为唯一输出元件，则对该输出元件的标记为PC3。

控制元件通常包括离合器和制动器，在预设参数步骤中，需要依据目标结果，对需要的可行的离合器和制动器数量，进行设定。

行星排结构的连接条件，主要是指行星排之间的连接关系。为了进一步提高确认效率，该连接条件，可基于经验，去除完全不可能的连接条件，选取认为可行的连接条件，以明确各个行星排之间的连接关系。如R1 D H；PC1 DR2；……，表示的含义是第一行星排的齿圈与壳体相接连接，第一行星排的行星架与第二行星排的齿圈相连接……。其中，D不具备结构含义，仅起到分隔表达的作用。

通过连接条件的设置，定义了各个行星排中太阳轮、行星架、齿圈彼此间的连接关系，以及他们和壳体的连接关系，使得预设参数步骤后，能够生成数量足够且合理的初步挡位组合方案。

基于如上描述的整体内容，一种示例性的方法中，是对9挡自动变速器传动结构的确认，该方法具体包括如下步骤：

预设参数步骤：

预设行星排数量为4个，行星排类型为单行星轮式行星排，每个行星排的速比分别为2.1、2.2、2.3、2.5，同时，预设输出元件为PC3；控制元件数量为6个，即离合器、变速器的整体数量为6个。预设连接条件为：I D S1；I D PC1；PC1 D H；PC1 D R2；PC2 D H；R2 D S3；S3 D S4；S2 D H；R3 D H；PC3 D R4；I D PC4；S2 D S3；PC2 D R1。

方案获取步骤：

依据如上预设的参数，将各控制元件和预设连接条件进行组合，获得初步挡位组合方案。值得说明的是，由于组合方式的多样性，此步骤获得的初步挡位组合方案，可能会包含不同挡位的组合结构，也会包含没有传动比等形式的不可行的组合结构，由此可以看出，此步骤是要获得尽可能全的初步挡位组合方案。

筛选步骤：

预设的挡位数量为9挡，整体速比范围中，前进挡的速比范围为0.5～5.3，倒挡速比范围为4.3～4.6。以此为筛选条件，对获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案。

确定步骤：

依据目标条件，对初筛挡位组合方案进行再次筛选，其可采用各挡位的速比值或速比值范围。如本实施例中，将目标条件中的各挡位的目标速比值设置为：前进挡5.0，3.2，2.3，1.7，1.25，1，0.8，0.7，0.6，倒挡为4.5，在确认步骤中，依据该目标条件筛选出和目标条件较为贴近的初筛挡位组合方案，即为满足目标条件的目标组合方案。

如在本实施例中，通过确定步骤的确定，未筛选出目标组合方案，此时，以筛选步骤获得的初筛挡位组合方案为筛选范围，重新调整预设参数步骤中的各参数，如将各行星排速比修改为2.05、2.2、2.2、2.5，以对各初筛挡位组合方案的各挡位速比进行修正，最终获得符合目标条件的方案，其结果如图2所示，由图2可以看出，在最终的方案中，采用四个离合器C1、C2、C3、C4，以及两个制动器B1、B2，其操作逻辑表如下表所示：

NO

B1

C1

C2

C3

C4

B2

速比

1st

·

5.217

2nd

·

3.243

3rd

·

2.266

4th

·

1.636

5th

·

1.206

6th

·

1

7th

·

0.870

8th

·

0.717

9th

·

0.595

Rev

·

-4.578

实施例二

本实施例涉及一种多挡自动变速器传动结构确定装置，由图3所示可知，该装置包括：

预设参数存储模块1，存储有预设的行星排结构参数、控制元件的数量以及所述行星排结构的连接条件；

方案获取模块2，依据预设参数存储模块1中存储的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案；

筛选模块3，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对所述方案获取模块2获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；

确定模块4，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案；否则，调整预设参数存储模块1中的各预设参数，以修正所述筛选模块筛选的各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案；

显示模块5，所述显示模块5至少用于显示所述方案获取模块获取的初步挡位组合方案，或所述筛选模块获取的所述初筛挡位组合方案，或所述确定模块输出的所述目标组合方案。

实施例三

本实施例涉及一种计算机可读存储介质，该可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如实施例一的方法步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多挡自动变速器传动结构确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

方案获取步骤，依据预设参数步骤的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案，所述初步挡位组合方案包括所述多挡自动变速器不同挡位数的传动结构的结构形式、以及对应各所述结构形式的各挡位速比值；

筛选步骤，依据预设的挡位数量和整体速比范围，对获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案，所述整体速比范围指前进挡最大速比和最小速比组成的数值范围，倒挡最大速比和最小速比组成的数值范围；

确定步骤，若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案，所述目标条件为各挡位的速比值；否则，以筛选步骤获得的初筛挡位组合方案为筛选范围，调整预设参数步骤中的各参数，以修正各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案；

所述预设参数步骤中的所述行星排结构参数，包括行星排数量、行星排类型、行星排速比以及输出元件，所述预设参数步骤中的所述控制元件包括离合器和制动器。

2.根据权利要求1所述的多挡自动变速器传动结构确定方法，其特征在于：该方法基于MATLAB执行各步骤。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1或2所述方法的步骤。

4.一种多挡自动变速器传动结构确定装置，其特征在于：该装置基于权利要求1或2所述多挡自动变速器传动结构确定方法，且该装置包括：

预设参数存储模块（1），存储有预设的行星排结构参数、控制元件的数量以及所述行星排结构的连接条件；

方案获取模块（2），依据预设参数存储模块（1）中存储的各参数的组合形式，获取初步挡位组合方案；

筛选模块（3），依据预设的挡位数量和整体速比范围，对所述方案获取模块获取的初步挡位组合方案进行筛选，获取初筛挡位组合方案；

确定模块（4），若各所述初筛挡位组合方案中存在满足目标条件的目标组合方案，则输出该所述目标组合方案；否则，调整预设参数存储模块（1）中的各预设参数，以修正所述筛选模块筛选的各所述初筛挡位组合方案，直至获得所述目标组合方案。

5.根据权利要求4所述的多挡自动变速器传动结构确定装置，其特征在于该装置包括：

显示模块（5），所述显示模块（5）至少用于显示所述方案获取模块（2）获取的初步挡位组合方案，或所述筛选模块（3）获取的所述初筛挡位组合方案，或所述确定模块（4）输出的所述目标组合方案。

6.一种多挡自动变速器传动结构，其特征在于该传动结构由权利要求1或2所述的多挡自动变速器传动结构确定方法获得。