一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法技术

本发明专利技术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。通过本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混合动力车辆
，具体涉及一种电驱动车辆变速机构功率流通用分析方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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AnTi；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XnTi；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NTi；S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵AMTi；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XMTi；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MT...

【技术特征摘要】
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AnTi；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XnTi；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NTi；S5构建变速机构扭矩分析方程的系数矩阵AMTi；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XMTi；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MTi；S8利用转速矩阵和扭矩矩阵生成功率矩阵PTi；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KTi、结构描述矩阵QTi以及接合的操纵件在结构描述矩阵QTi中的行序号向量DTi；若接合的操纵件为离合器，则行序号向量DTi包含两个元素；若接合的操纵件为制动器，则行序号向量DTi仅包含一个元素，变速机构的行星排向量KTi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KTi(1)，变速机构的第二行星排参数为KTi(2)；所述变速机构的结构描述矩阵QTi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GT；所述受力端向量GT，包括变速机构的第一行星排太阳轮GT(1)；变速机构的第一行星排齿圈GT(2)；变速机构的第一行星排行星架GT(3)；变速机构的第二行星排太阳轮GT(4)；变速机构的第二行星排齿圈GT(5)；变速机构的第二行星排行星架GT(6)；变速机构的输入端GT(7)；变速机构的输出端GT(8)；变速机构的操纵件1为GT(9)；变速机构的操纵件2为GT(10)；利用结构描述矩阵QTi的一行描述变速机构的一个构件的受力端；若QTi(j,h)＝1,j＝1,2,…,JTi，JTi为构件总数，则表示GT(h)是变速机构第j个构件的其中一个受力端；若QTi(j,h)＝0，则表示GT(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AnTi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QTi、接合操纵件在结构描述矩阵QTi中的行序号向量DTi和行星排向量KTi；S202获得变速机构的行星排数目NXi，NXi等于行星排向量KTi中的元素的数量；S203系数矩阵AnTi的第1行为：S204判断NXi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AnTi的第2行为：AnTi(2,1)＝1,AnTi(2,2)＝KTi,AnTi(2,3)＝-(1+KTi),AnTi(2,r)＝0,r≠1,2,3S206记录系数矩阵AnTi需要生成下一行，即y＝3；S207系数矩阵AnTi的第2行为：AnTi(2,1)＝1,AnTi(2,2)＝KTi(1),AnTi(2,3)＝-[1+KTi(1)],AnTi(2,r)＝0,r≠1,2,3S208系数矩阵AnTi的第3行为：AnTi(3,4)＝1,AnTi(3,5)＝KTi(2),AnTi(3,6)＝-[1+KTi(2)],AnTi(3,r)＝0,r≠4,5,6S209记录系数矩阵AnTi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AnTi的某行，C＝1表示已生成操纵件接合时对应的系数矩阵AnTi的某行；S211判断变量j是否大于变速机构结构描述矩阵QTi的总行数JTi，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AnTi的第y行为：若QTi(j,r1)＝1,QTi(j,r2)＝1S215系数矩阵AnTi需要生成下一行，即y＝y+1；S216判断j＝DTi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AnTi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AnTi的第y行为：若QTi(j,r1)＝1,r1≠9且r1≠10S218为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1；系数矩阵AnTi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AnTi的第y行和y+1行分别为：若QTi(j,r1)＝QTi(j,r2)＝QTi(j,r3)＝1,S221系数矩阵AnTi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＝DTi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AnTi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AnTi的第y行和y+1行分别为：若QTi(j,r1)＝QTi(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AnTi需要生成下一行，即y＝y+2；S226系数矩阵AnTi的第y行为：若QTi(j,r1)＝QTi(j,r2)＝1且r1＜9且r2＜9,S227系数矩阵AnTi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＝QTi(DTi(1))+QTi(DTi(2))，即离合器接合后将构件DTi(1)和DTi(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AnTi的第y行和y+1行分别为：若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝1,r1,r2,r3＜9S233为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1，系数矩阵AnTi需要生成下一行，即y＝y+2；S234系数矩阵AnTi的第y至y+2行分别为：若q(r1)＝q(r2)＝q(r3)＝q(r4)＝1,r1,r2,r3,r4＜9S235为操纵件接合标识变量C赋值1，令C＝1，系数矩阵AnTi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＝DTi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AnTi的第y行为：若QTi(j,r1)＝1,r1＜9S239为操纵件接合标识变量C赋值，令C＝1,系数矩阵AnTi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rAnTi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AnTi的第r列元素之和为0，即变速机构i是否存在受力端GT(r)，如果是，则进入步骤S246，如果否，则进入步骤S244；S244Temp(j,b)＝AnTi(j,r),j＝1,2,…,J，将AnTi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AnTi。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XnTi，其表达式为：AnTiXnTi＝bnTi，bnTi＝[1,0,…,0]TXnTi＝AnTi-1bnTi其中，AnTi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QTi和转速向量XnTi生成转速矩阵NTi，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁艺，盖江涛，陈泳丹，张欣，韩政达，孙占春，薛天扬，帅志斌，马长军，万帆，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11