本文的中心内容和最终目的是建立一种机械自动变速器电动选换挡执行机构正向设计方法及设计流程。从实际换挡力的需求出发,以国家标准28工况为依据,根据试验所测得的原型车性能参数制定动力性和燃油经济性换挡规律,通过对换挡过程受到的阻力进行逐项分析,以及对电动选换挡执行机构作用过程的运动学和动力学研究,计算出换挡所需的最大同步力,并在此基础上进行换挡执行机构的参数设计,最后对设计的选换挡执行机构的动态响应特性进行分析,主要包括选换挡力、选换挡电机转速、转矩响应、选换挡位移及速度响应。通过以上分析设计为机械自动变速器电动换挡执行机构设计以及AMT控制算法的制定提供依据,为机械式自动变速器的全电化做理论准备。为此,本文以长安某原型车为基础,针对AMT系统的电动换挡执行机构,从以下几个方面展开分析研究:①介绍机械式自动变速系统自动换挡原理,总结国内外机械自动变速器的发展趋势以及电动换挡执行机构的研究现状。②通过详细分析机械变速器换挡过程的受力特性,得到换挡时各项阻力与影响因素之间的关系,即各项阻力的计算式,包括拨叉轴互锁阻力、自锁阻力、摘挡惯性阻力、同步力、齿圈抵触阻力,并建立同步过程的数学模型。③在原型车发动机台架性能试验的基础上,得到动力性和经济性换挡规律。以国家标准28工况为依据,通过建立整车动力学模型仿真分析的方法,对换挡规律的控制效果进行验证。同时,得到按不同换挡规律换挡时,在相邻挡位间切换的同步力变化曲线,并得到同步力的最大值。对选挡过程进行分析,得到选挡过程最大阻力值。④以同步力最大值及选挡最大阻力为依据,对选换挡执行机构进行参数化设计,并确定合适的选换挡电机型号及其技术参数。⑤分析选换挡控制系统要求,制定选换挡系统的控制策略。由位置环、速度环、电流环组成的三闭环控制器与电机拖动的选换挡执行机构共同构成换挡位置伺服控制系统。为达到精确定位、换挡无冲击控制系统设置位置调节器;为做到对转速的抗扰调节控制系统设置转速调节器;电流调节器则可以实现电流跟随,过流自动保护,并抑制电压扰动。⑥通过对选换挡电机及其传动机构进行动力学分析,选择PWM作为电机的驱动方式,建立电动换挡执行机构系统模型,并调定模型中的PID控制参数。利用模型对不同挡位切换时选挡、摘挡、挂挡等换挡过程进行仿真,得到电动换挡执行机构的动态响应,包括选换挡力、选换挡电机转速、转矩响应、选换挡位移及速度响应。通过对仿真结果的分析验证控制策略的可行性,进而验证设计方法的可行性。