CN102980768B - Amt离合器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离合器执行机构动态传动效率测量试验方法，步骤为：1）将AMT离合器执行机构按照实车安装；2）采用伺服电机代替驱动电机；3）在伺服电机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扭矩传感器；4）在分离轴承处分别安装位移传感器和力传感器；5）计算出伺服电机输出到蜗杆输入端的理论转矩；6）计算得到蜗杆输入端的理论角位移；7）计算离合器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。该方法测得的AMT离合器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离合器执行机构的工作性能，且测得的传动效率数据可以为AMT离合器控制制定更为精确的控制策略。

Description

AMT离合器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离合器技术领域，尤其涉及一种AMT离合器执行机构动态传动效率测量试验方法。

背景技术

随着自动变速器技术的发展，电控机械式自动变速器(AMT)由于其结构简单、传动效率高、成本低等特点，已经成为自动变速器的一个重要发展方向，并且搭载AMT的汽车保有量逐年稳步上升。研发AMT自动变速器的关键技术在于其本身离合器的自动控制，AMT离合器的控制精度和性能直接影响AMT自动变速器工作性能乃至整车的起步、换挡品质。然而，AMT离合器控制精度和性能好坏不仅取决于其控制策略的优劣，更决定于离合器执行机构传递特性。AMT离合器执行机构包括驱动电机、中间传动机构和分离拨叉。在AMT离合器分离/结合时，通过控制驱动电机带动中间传动机构，并经过分离拨叉将动力传递至分离轴承处，其中中间传动机构是由蜗轮蜗杆和齿轮齿条构成的两级传动机构。在AMT离合器执行机构工作过程中，由于其执行机构的各传动副存在摩擦、滑动和弹性变形等影响，从而使传递至分离轴承处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离合器执行机构的传动效率。

目前，国内外关于AMT离合器执行机构动态传动效率的测量和试验方法没有标准供参考。因此，如果能够利用试验方法测得AMT离合器执行机构动态传动效率，不仅可以定量评价AMT离合器执行机构性能，而且对于优化AMT离合器控制策略具有重要意义。

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离合器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离合器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离合器执行机构的工作性能，而且基于测得的传动效率数据可以为AMT离合器控制制定更为精确的控制策略。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

AMT离合器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离合器执行机构按照实车安装方式进行安装；

2）将AMT离合器执行机构中驱动电机采用伺服电机代替；

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扭矩传感器，测得伺服电机输出扭矩；

4）在分离轴承处分别安装位移传感器和力传感器，测得AMT离合器执行机构工作时分离轴承位移和分离轴承压力；

5）依据分离轴承处力传感器测得分离轴承压力，结合AMT离合器执行机构传递路径和受力分析，由如下公式计算出伺服电机输出到蜗杆输入端的理论转矩；

                       

式中，—蜗杆的分度圆半径；

        —蜗轮的分度圆半径；

        —齿轮轴齿轮的分度圆半径；

        —蜗杆导程角；

    —分离拨叉靠近拉索端到分离拨叉支点之间的距离；

—分离拨叉支点到分离轴承支撑处之间的距离；

6）依据位移传感器测得分离轴承处位移，结合AMT离合器执行机构传递路径和蜗轮蜗杆转动副旋转的角度关系，由如下公式计算得到蜗杆输入端的理论角位移；

              

式中，—蜗轮的齿数；

7）由计算得到的理论转矩和理论角位移，并结合实测的伺服电机输出转矩和角位移，通过如下公式计算得到离合器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AMT离合器执行机构动态传动效率测量试验方法具有如下优点：

1、该测量试验方法简单、工作原理可靠、理论意义明确，可以快速、实时地测出离合器执行机构动态转矩传动效率和动态位移传动效率。

2、依据本发明的测量试验方法得到的AMT离合器执行机构动态传动效率，可以直观准确的判断AMT离合器执行机构的工作性能优劣，为优化AMT离合器执行机构提供参考依据，并且基于测得的传动效率数据可以为AMT离合器控制制定更为精确的控制策略。

附图说明

图1为AMT离合器执行机构的结构示意图；

图2为AMT离合器执行机构动态传动效率测量试验原理框图。

附图中：1—伺服电机；2—蜗杆；3—蜗轮；4—齿轮；5—齿条；6—拉索；7—回位弹簧；8—分离拨叉；9—分离轴承；10—离合器总成。

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离合器执行机构包括伺服电机1、蜗杆2、蜗轮3、齿轮4、齿条5、拉索6、回位弹簧7、分离拨叉8、分离轴承9和离合器总成10。

根据AMT离合器实车布置位置，在台架上安装好AMT自动变速器，依据AMT离合器设计参数选择相应的力传感器、位移传感器、扭矩传感器、编码器及数据采集卡，测量试验原理框图如图2所示，具体步骤如下：

1）在伺服电机1输出端和蜗杆2输入端之间安装扭矩传感器和编码器，同时还在分离轴承7处安装力传感器和位移传感器。

2）利用数据采集卡分别将AMT离合器执行机构工作过程中的分离轴承力、 位移和伺服电机输出的扭矩、角位移采集进入计算机，分别得到分离轴承压力、分离轴承位移、实测转矩及实测角位移。

3）根据测得的分离轴承压力和分离轴承位移，结合AMT离合器执行机构结构参数，利用如下公式计算得到伺服电机输出端的理论转矩、理论角位移，

           

式中，—蜗杆的分度圆半径；

        —蜗轮的分度圆半径；

        —齿轮轴齿轮的分度圆半径；

        —蜗杆导程角；

    —分离拨叉靠近拉索端到分离拨叉支点之间的距离；

—分离拨叉支点到分离轴承支撑处之间的距离；

4）由计算得到的伺服电机输出端理论转矩和理论角位移，根据如下公式计算得到AMT离合器执行机构动态转矩传动效率和动态位移传动效率，

            

             。               

根据本发明中的测量试验方法得到的AMT离合器执行机构动态传动效率物理意义明确，数据准确可靠，并且可以实时反映AMT离合器执行机构工作过程中转矩和位移的效率变化特点，本发明的测量结果对优化AMT离合器控制策略具有重要意义。

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.AMT离合器执行机构动态传动效率测量试验方法，其特征在于，AMT离合器执行机构包括伺服电机、蜗杆、蜗轮、齿轮、齿条、拉索、回位弹簧、分离拨叉、分离轴承和离合器总成；该方法包括如下步骤：

1）将AMT离合器执行机构按照实车安装方式进行安装；

2）将AMT离合器执行机构中驱动电机采用伺服电机代替；

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扭矩传感器，测得伺服电机输出扭矩；

4）在分离轴承处分别安装位移传感器和力传感器，测得AMT离合器执行机构工作时分离轴承位移和分离轴承压力；

5）依据分离轴承处力传感器测得分离轴承压力，结合AMT离合器执行机构传递路径和受力分析，由如下公式计算出伺服电机输出到蜗杆输入端的理论转矩；

                  

式中，—蜗杆的分度圆半径；

         —蜗轮的分度圆半径；

         —齿轮轴齿轮的分度圆半径；

         —蜗杆导程角；

     —分离拨叉靠近拉索端到分离拨叉支点之间的距离；

—分离拨叉支点到分离轴承支撑处之间的距离；

6）依据位移传感器测得分离轴承处位移，结合AMT离合器执行机构传递路径和蜗轮蜗杆转动副旋转的角度关系，由如下公式计算得到蜗杆输入端的理论角位移；

                

式中，—蜗轮的齿数；

7）由计算得到的理论转矩和理论角位移，并结合实测的伺服电机输出转矩和角位移，通过如下公式计算得到离合器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，

            

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