Active Differential

Шпора или планетарный активный дифференциал

  • Библиотека:
  • Vehicle Dynamics Blockset / Трансмиссия / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем

  • Active Differential block

Описание

Блок Active Differential реализует активный дифференциал с учетом передачи степени от передачи до осей. Блок моделирует активный дифференциал как открытый дифференциал, связанный или с цилиндрическим или с планетарным набором дифференциала. Блок использует внешние сигналы давления отрегулировать давление муфты, чтобы или убыстриться или замедлить каждое вращение оси.

Используйте блок в оборудовании в цикле (HIL) и рабочих процессах оптимизации, чтобы динамически связать карданный вал с осями колеса, когда это необходимо, чтобы направить крутящий момент передачи к определенной оси. Для подробных передних исследований управления колеса используйте блок, чтобы связать карданный вал с универсальными соединениями. Блок подходит, чтобы использовать в уровне системы исследования управления с обратной связью, например, устойчивость рыскания и векторизацию крутящего момента. Все параметры являются настраиваемыми.

Чтобы задать активный дифференциал, откройте параметры Active Differential и задайте Active differential type.

Установка

Блокируйте реализацию
Spur gears, superposition clutches

Муфты находятся в суперпозиции через систему механизма с тремя бандами и дифференциальный случай

Double planetary gears, stationary clutches

Муфты фиксируются несущей и осям через двойные планетарные наборы механизма

Используйте параметр Open Differential Crown wheel (ring gear) located, чтобы задать открывать дифференциальное отделение, любого налево или направо от средней линии.

В зависимости от доступных данных, чтобы задать метод, чтобы связать различные крутящие моменты применился к осям, используйте параметр Slip Coupling Coupling type.

Установка

Блокируйте реализацию
Pre-loaded ideal clutch

Крутящий момент, смоделированный как сухая муфта с постоянными коэффициентами трения

Slip speed dependent torque data

Крутящий момент определил из интерполяционной таблицы, которая является функцией давления муфты и скорости скольжения

Блок Active Differential не включает контроллер или внешнюю динамику привода муфты. Используйте эту информацию, чтобы контролировать входное давление муфты. Информационная шина содержит скорости скольжения в муфте 1, Δωcl1 и муфта 2, Δωcl2.

Введите крутящий момент оси

Δωcl1

Δωcl2

Введите давление муфты

Положительная ось 1 крутящий момент

> 0

N/A

Увеличьте муфту 1 давление

Положительная ось 1 крутящий момент

< 0

N/A

Расцепите муфту 1 и 2

Положительная ось 2 крутящих момента

N/A

> 0

Увеличьте муфту 1 давление

Положительная ось 2 крутящих момента

N/A

< 0

Расцепите муфту 1 и 2

Дифференциалы

Блок Active Differential реализует эти уравнения, чтобы представлять механический динамический ответ для суперпозиции и стационарных настроек муфты. Чтобы определить передаточные отношения, блок использует скорость муфты и количество зубов для каждой пары механизма. Допустимое различие в скорости колеса (AWSD) ограничивает различие в скорости колеса для положительного крутящего момента.

Механический динамический ответ

Уравнения

Муфты суперпозиции и цилиндрический левередж

Стационарные муфты и планетарный левередж

Коронуйте механизм

ω˙d(Jd+Jgs)=TdωdbdTi

ω˙d( Jd+Js1+Js2)=TdωdbdTi

Ось 1

ω˙1J1=ηT1-ω1b1-Ti1

ω˙1(J1+Jr1)=T1ω1b1Ti1

Ось 2

ω˙2J2=ηT2-ω2b2-Ti2

ω˙2(Jaxle2+Jr1)=T2ω2b2Ti2

Передаточные отношения

ωcl1ωd=Ns1=z1z6z4z3ωcl2ωd=Ns2=z1z5z4z2

ωcl1ωd=Np1=z1z6z4z3ωcl2ωd=Np2=z1z5z4z2

Ограничения жесткого соединения

T1= NTi2Ns22Tcl2+Ns12Tcl1T2= NTi2+(1Ns22)Tcl2(1Ns12)Tcl1ωd==N2(ω1+ω2)

T1= NTi2Np2(Np21)2Tcl2+(2Np1)(Np11)2Tcl1T2= NTi2+(2Np2)(Np21)2Tcl2Np1(Np11)2Tcl1ωd==N2(ω1+ω2)

Допустимое различие в скорости колеса (AWSD)

Δω¯max=(Ns2Ns1)100%

Δω¯max=(Np1,21)100%

Муфты суперпозиции и цилиндрический левередж

Эти рисунки муфты суперпозиции показывают, что настройка муфты и схематичный для крутящего момента передает левому колесу.

Detailed illustration of torque transfer to the left wheel

Schematic of clutch torque transfer to the left wheel

Стационарные муфты и планетарный левередж

Рисунки показывают стационарную настройку муфты и схематичный.

Detailed illustration of a stationary clutch

Schematic of stationary clutch

Подсуньте связь

И для идеальной муфты и для настроек скорости скольжения, связь промаха является функцией давления муфты и скорости скольжения. Скорость скольжения зависит от скорости промаха в каждом из интерфейсов муфты.

ϖ=[Δωc1,Δωc2]

Идеальная муфта

Идеальная модель связи муфты использует скорость скольжения оси, давление муфты и трение, чтобы вычислить крутящий момент муфты. Коэффициент трения является функцией скорости скольжения.

TC=FTNdμ(|ω¯|)Refftanh(4ω¯)

Чтобы вычислить общую силу муфты, блок использует эффективный радиус, давление муфты и усилие предварительной нагрузки муфты.

FT= FC+P1,2Aeff, FT0

Радиусы диска определяют эффективный радиус муфты, по которому действует сила муфты.

Reff=2(Ro3-Ri3)3(Ro2-Ri2)

Скорость скольжения

Чтобы вычислить крутящий момент муфты, модель связи скорости скольжения использует данные о крутящем моменте, которые являются функцией давления муфты и скорости скольжения. Скорости вращения осей определяют скорость скольжения.

TC=TC(ϖ, P1,2)

Уравнения используют эти переменные.

AeffЭффективная область давления муфты
bd

Коронуйте механизм линейное вязкое затухание

b1, b2

Ось 1 и 2 линейных вязких затухания, соответственно

Fc, FT

Сожмите усилие предварительной нагрузки и общую силу, соответственно

Jd

Несущая вращательная инерция

Jgc

Механизм с тремя бандами вращательная инерция

Jc1, Jc2

Планетарная несущая 1 и 2 вращательной инерции, соответственно

Jr1, Jr2

Планетарный кольцевой механизм 1 и 2 вращательной инерции, соответственно

Js1, Js2

Планетарный механизм солнца 1 и 2 вращательной инерции, соответственно

J1, J2

Ось 1 и 2 вращательной инерции, соответственно

N

Передаточное отношение несущей к карданному валу

Nd

Количество дисков

Ns1, Ns2

Сожмите 1 и 2 передаточных отношения несущей к шпоре, соответственно

Np1, Np2

Планетарное 1 и 2 передаточных отношения несущей к оси, соответственно

P1, P2

Сожмите 1 и 2 давления, соответственно

Reff

Эффективный радиус муфты

Ri, Ro

Кольцевой диск внутренний и внешний радиус, соответственно

Tc

Сожмите крутящий момент

Tcl1, Tcl2

Сожмите 1 и 2 связывающихся крутящих момента, соответственно

Td

Крутящий момент карданного вала

T1, T2

Ось 1 и 2 крутящих момента, соответственно

Ti

Ось внутренний крутящий момент сопротивления

Ti1, Ti2

Ось 1 и 2 внутренних крутящих момента сопротивления

ωd

Скорость вращения карданного вала

ϖ

Скорость скольжения

ω1, ω2

Ось 1 и 2 скорости вращения, соответственно

Δωcl1, Δωcl2

Сожмите 1 и 2 скорости скольжения в интерфейсе, соответственно

ωcl1, ωcl2

Сожмите 1 и 2 скорости вращения, соответственно

μ

Сожмите коэффициент трения

zi

Количество зубов на механизме i

Порты

Входные параметры

развернуть все

Сожмите 1 давление, P1, в Па.

Сожмите 2 давления, P2, в Па.

Примененный входной крутящий момент, Td, обычно от карданного вала механизма, в N · m.

Ось 1 крутящий момент, T1, в N · m.

Ось 2 крутящих момента, T2, в N · m.

Вывод

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

СигналОписаниеМодули

Driveshft

DriveshftTrq

Крутящий момент карданного вала

DriveshftSpd

Скорость вращения карданного вала

рад/с

Axl1

Axl1Trq

Ось 1 крутящий момент

Axl1Spd

Ось 1 скорость вращения

рад/с

Axl2

Axl2Trq

Ось 2 крутящих момента

Axl2Spd

Ось 2 скорости вращения

рад/с

Cplng

CplngTrq1

Сожмите 1 связывающийся крутящий момент

CplngTrq2

Сожмите 2 связывающихся крутящих момента
CplngSlipSpd1

Сожмите 1 скорость скольжения

рад/с
CplngSlipSpd2Сожмите 2 скорости скольжениярад/с
CplngPrs1

Сожмите 1 входное давление

Па
CplngPrs2Сожмите 2 входных давленияПа

Скорость вращения карданного вала, ωd, в rad/s.

Ось 1 скорость вращения, ω1, в rad/s.

Ось 2 скорости вращения, ω2, в rad/s.

Параметры

развернуть все

Активный дифференциал

Задайте тип активного дифференциала.

Установка

Блокируйте реализацию
Spur gears, superposition clutches

Муфты находятся в суперпозиции через систему механизма с тремя бандами и дифференциальный случай

Double planetary gears, stationary clutches

Муфты фиксируются несущей и осям через двойные планетарные наборы механизма

Сожмите 1 несущей цилиндрическое передаточное отношение, Ns1, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить цилиндрические параметры механизма, выберите Spur gears, superposition clutches для параметра Active differential type.

Сожмите 2 несущей цилиндрических передаточных отношения, Ns2, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить цилиндрические параметры механизма, выберите Spur gears, superposition clutches для параметра Active differential type.

Механизм с тремя бандами вращательная инерция, Jgc, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить цилиндрические параметры механизма, выберите Spur gears, superposition clutches для параметра Active differential type.

Планетарное 1 передаточное отношение несущей к оси, Np1, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарная 1 инерция механизма солнца, Js1, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарная 1 инерция несущей, Jc1, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарная 1 кольцевая инерция механизма, Jr1, kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарные 2 передаточных отношения несущей к оси, Np2, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарные 2 инерции механизма солнца, Js2, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарные 2 инерции несущей, Jc2, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Планетарные 2 кольцевой инерции механизма, Jr2, в kg · м^2.

Зависимости

Чтобы включить планетарные параметры механизма, выберите Double planetary gears, stationary clutches для параметра Active differential type.

Открытый дифференциал

Задайте связь колеса короны с карданным валом.

Передаточное отношение несущей к карданному валу, N.

Вращательная инерция блока механизма короны, Jd, в kg · м^2. Можно включать инерцию карданного вала.

Коронуйте механизм линейное вязкое затухание, bd, в N · m·.

Ось 1 вращательная инерция, J1, в kg · м^2.

Ось 1 линейное вязкое затухание, b1, в N · m·.

Ось 2 вращательной инерции, J2, в kg · м^2.

Ось 2 линейных вязких затухания, b2, в N · m·.

Ось 1 начальная скорость, ωo1, в rad/s.

Ось 2 начальных скорости, ωo2, в rad/s.

Подсуньте связь

Задайте тип связи крутящего момента.

Установка

Блокируйте реализацию
Pre-loaded ideal clutch

Крутящий момент, смоделированный как влажная муфта с постоянной скоростью

Slip speed dependent torque data

Крутящий момент определил из интерполяционной таблицы, которая является функцией давления муфты и скорости скольжения

Эффективная прикладная область давления, в N/m^2.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Количество дисков.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Эффективный радиус, Reff, используемый с прикладывавшей силой трения муфты, чтобы определить силу трения. Эффективный радиус задан как:

Reff=2(Ro3-Ri3)3(Ro2-Ri2)

Уравнение использует эти переменные.

Ro

Кольцевой диск внешний радиус

Ri

Кольцевой диск внутренний радиус

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Номинальное усилие предварительной нагрузки, в N.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Вектор коэффициентов трения.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Вектор скорости скольжения, в rad/s.

Чтобы включить параметры муфты, выберите Ideal pre-loaded clutch для параметра Coupling type.

Матрица крутящего момента, Tc, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости скольжения, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Coupling type.

Сожмите вектор точек останова давления, P1,2, в Па.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости скольжения, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Coupling type.

Скорость скольжения устанавливает точки останова вектор, ω, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости скольжения, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Coupling type.

Связь постоянной времени, в s.

Ссылки

[1] Deur, J., Ivanović, V., Хэнкок, M. и Assadian, F. "Моделирование Активной Дифференциальной Динамики". В продолжениях ASME. Системы транспортировки. Издание 17, стр: 427-436.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

|

Введенный в R2018b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте