CN102269975A - 自动变速器传动系统仿真模型搭建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，首先利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，然后对所搭建的自动变速器传动系统仿真模型进行实时性简化优化。采用本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法搭建的自动变速器传动系统仿真模型，能准确模拟自动变速器工作状态，并能避免出现系统震荡，能进行硬件在环实时仿真。
Description
技术领域
本发明涉及汽车开发测试技术，特别涉及一种自动变速器传动系统仿真模型搭建方法。
背景技术
目前，对各种自动变速器控制器的功能开发测试主要有道路试验和仿真分析两种方法，道路试验需耗费大量的人力、物力，加大了开发成本，并最终导致自动变速器控制器开发周期的增长。利用仿真技术可以验证控制策略的有效性并可在早期发现控制器软件存在的缺陷，改善软件开发质量，加快开发进度，利用仿真技术辅助自动变速器控制器开发建立在首先对自动变速器传动系统仿真模型准确搭建的基础上。
汽车双离合器自动变速器(DCT)具有传动效率高、换挡动力性及舒适性好等优点，是今后汽车自动变速器发展的主流方向之一。同时由于双离合器自动变速器工作工况的复杂性，也带来了自动变速器控制器(TCU，Transmission Control Unit)设计的复杂性。
目前，对自动变速器传动系统仿真模型的搭建基本采用数学描述方法，即利用数学公式构造自动变速器传动系统运动方程，但自动变速器，尤其是双离合器自动变速器本身是一个多自由度、非线性的复杂机械系统，通过数学建模实现对其机械部件本身特性(如机械部件自身的阻尼特性、刚度特性，接触部件之间的摩擦损耗特性等)及对整个机构工作过程(如换档过程各执行机构的交互配合等)的精确描述是一项极其繁琐复杂的工作。因此数学建模通常采用简化自动变速器传动系统工作过程，甚至省略实际执行机构建模而代之以简化等效信号的方法，这种方法对自动变速器传动系统实际工作过程的描述是一种理想化的简化，不能准确的描述整个自动变速器传动系统的真实运行情况，不能对自动变速器传动系统执行机构的具体工作特性进行分析研究，通过数学描述方法搭建的自动变速器传动系统仿真模型由于比较简单，往往只能单一的仿真自动变速器传动系统的工作逻辑，无法兼容自动变速器各种不同类型工作模式(如液压驱动控制工作模式、电机驱动控制工作模式)的需求，不能准确模拟自动变速器工作状态，自动变速器传动系统仿真模型基本采用离线仿真方式，极少数硬件在环实时仿真也只是简单的变速箱控制器硬件在环仿真，且一般无法与发动机模型构成完整动力系统，自动变速器控制器无法和发动机控制器(ECU，Engine Control Unit)进行实时通讯，仿真试验环境不完善，不能满足产品变速器控制器开发要求。而相对精确的数学描述建模，则会导致模型复杂性的大幅增加，采用固定步长仿真时会产生严重的误差累积放大现象，因此往往不能满足实时运行的要求。另外，通过数学描述方法搭建的自动变速器传动系统仿真模型不直观，参数之间相互依赖性较大，参数调节不便。
现有一些模块化建模工具可以用于完成自动变速器传动系统仿真模型的搭建，如AMESim(Advanced Modeling and Simulation Environment forSystems Engineering)。AMESim是世界著名的工程系统高级建模与仿真平台，它提供了一个系统级工程设计的完整平台，使得用户可以在单一的平台上建立复杂的一维多学科领域的机电液一体化系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。工程师在一个基于工程应用的AMESim友好环境下可研究任何元件或者系统的稳态和动态性能。AMESim的图形化用户界面使得用户可以在完整的应用模型库中选择需要的模块来构建复杂系统的模型。建模仿真过程分为四个步骤：构建模型模块化草图；为各个模块选择子模型；设定各模块模型参数；仿真计算分析。简便易用的操作使得用户可以迅速有效地进行产品的设计开发。大量的用户群使得AMESim已经成为世界范围内的车辆，发动机，越野设备，航天航空，船舶，轨道交通，冶金设备，海洋工程以及重型设备等工业领域内的多学科专业，包括控制、流体、机械、热分析、电、磁以及能源等复杂工程系统建模与仿真的首选平台。工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用模型库来设计一个系统或一个流体元部件，所有的这些来自不同物理领域的模型都是经过严格的测试和实验验证的。AMESim使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标：分析和优化工程师的设计，从而帮助用户降低开发的成本和缩短开发的周期。
AMESim使得用户从繁琐的数学建模中解放出来从而专注于其专业物理系统本身的设计。基本元素的概念，即从所有模型中提取出的构成工程系统的最小单元使得用户可以在模型中描述所有系统和元部件的功能，而不需要编写任何程序代码。
当前的AMESim的主要产品模块有：4个操作平台、1个三维动画前后处理工具、28个应用模型库(共有3,500个模型)、5个接口工具、1个优化设计工具包以及10个实时仿真代码生成功能。现有的应用模型库有：机械库、信号控制库、液压库(包括管道模型)、液压元件设计库、液阻库、注油库(如润滑系统)、气动库(包括管道模型)、气动元件设计库、热库、热液压库、热液压元件设计库、热气动库、冷却系统库、二相流库、空气调节库、电磁库、电机及驱动库、IFP整车性能库/驾驶库、IFP发动机库、IFP排放库、IFP C3D三维燃烧计算功能、平面机构库、动力传动库、车辆动力学库、换热器布置工具库、混合气体库、湿空气库。作为在设计过程中的一个主要工具，AMESim还具有与其它软件包丰富的接口，例如Simulink、Adams、LabVIEW、Simpac、Flux2D、RTLab、dSPACE、iSIGHT等等。
利用模块化建模工具完成的仿真模型可以进行精确的离线仿真试验(即可以进行变步长的仿真，仿真求解器会依据模型的复杂程度及运算量，智能选择合适的仿真步长进行运算求解)。但进行硬件在环实时仿真时，由于仿真硬件控制器的时钟频率是固定的，利用模块化建模工具完成的仿真模型只能进行固定步长的仿真，如果利用模块化建模工具完成的仿真模型(例如DCT传动系统仿真)过于复杂，在利用模块化建模工具完成的仿真模型运行的某些时刻，系统必定存在高频分量，从而可能出现系统震荡，仿真结果不收敛，误差累积放大的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，采用该方法搭建的自动变速器传动系统仿真模型，能准确模拟自动变速器工作状态，并能避免出现系统震荡，能进行硬件在环实时仿真。
为解决上述技术问题，本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，首先利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，然后对所搭建的自动变速器传动系统仿真模型进行实时性简化优化。
本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，包括以下步骤：
一.利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，自动变速器传动系统仿真模型包括多个模块，每个模块分别对应有相应的子模型及一个或多个模型配置参数，并且使自动变速器传动系统仿真模型中的各个模型配置参数互不相等且不等于零；
二.选择自动变速器传动系统仿真模型仿真过程中的关键时刻点，将自动变速器传动系统仿真模型进行离散线性化，得到自动变速器传动系统仿真模型的原系数等效线性微分方程组，并得到等效线性微分方程组的方程系数同模型配置参数的对应关系，值相等的模型配置参数与方程系数相互对应，无模型配置参数对应的方程系数为零；
三.使用数学工具对原系数等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值实部、虚部，及各特征值对应的模态频率，然后判断频率最高的模态频率是否满足条件式：
其中Fcpu为定步长对应频率，Fm为模态频率，Rm为Fm对应的特征值的实部；
四.如果满足所述条件式则将该原系数等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九，如果不满足则进行步骤五；
五.利用数学工具，分析统计对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的方程系数及其影响系数；使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数，使当前等效线性微分方程组为原系数等效线性微分方程组；
六.在相应模块配置参数合理的取值范围内，对当前等效线性微分方程组的当前方程系数进行调整，并使用数学工具对各经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值及其对应模态频率，如果存在一经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组，其频率最高的模态频率满足条件式：
则将该经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九；否则，进行步骤七；
七.如果对当前等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数与先前调整过的方程系数在等效线性微分方程组中的位置相同，则进行步骤八，否则使当前等效线性微分方程组为值最小的频率最高的模态频率所对应的等效线性微分方程组，使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的下一大小顺位影响系数的方程系数，进行步骤六；
八.利用模块化建模工具，重新构建当前的自动变速器传动系统仿真模型中的对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数所对应的模块配置参数所对应的模块，使该重新构建的模块较先前简化，并重新为每个模块分配模型配置参数，并且使各个模型配置参数互不相等且不等于零，得到最新的自动变速器传动系统仿真模型，然后进行步骤二；
九.利用模块化建模工具，根据实时等效线性微分方程组的方程系数，对最新的自动变速器传动系统仿真模型的相应各个模块配置参数进行对应调整，使自动变速器传动系统仿真模型的各个模块配置参数等于与其对应的方程系数，自动变速器传动系统仿真模型搭建结束。
所述关键时刻点，可以包括换档时刻两个离合器交叠时间点、同步器同步时刻点、离合器同步时刻点、电机启动时刻点。
所述模块化建模工具可以为AMESim。
所述数学工具可以为Lineal Analysis或Matlab。
特征值对应的模态频率
Fm为模态频率，Rm为Fm对应的特征值的实部，Im为Fm对应的特征值的虚部。
较佳实施例，定步长对应频率
所搭建的自动变速器传动系统仿真模型可以为双离合器自动变速器传动系统仿真模型。
所搭建的双离合器自动变速器传动系统仿真模型可以包含液压执行机构模型、电机执行机构模型，所述双离合器自动变速器传动系统仿真模型的通过模型模式参数设置，选择双离合器自动变速器传动系统仿真模型采用液压执行机构模型或者采用电机执行机构模型。
本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，利用模块化建模工具，采用模块化的建模方式搭建自动变速器传动系统仿真模型，模型简洁、直观，建模对真实物理系统的描述更加准确，模型参数调节方便；可以通过模型模式参数的设定选择液压驱动控制和电机驱动控制两种不同的工作模式，能够适应不同的仿真测试及开发需求；经过模型优化简化的自动变速器传动系统仿真模型，可以满足实时仿真要求，生成的实时仿真C代码，可以应用于各种实时目标机(RTPC)进行实时仿真；经过模型优化简化的自动变速器传动系统仿真模型，并能与Labcar系统GEVM汽油发动机模型集成，构成完整的自动变速器车辆动力总成仿真系统，以用于自动变速器控制器硬件在环功能开发及测试，缩短开发周期，降低开发成本和风险。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法示意图；
图2是本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法一实施方式示意图。
具体实施方式
本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法如图1所示，首先利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，然后对所搭建的自动变速器传动系统仿真模型进行实时性简化优化，从而能使所搭建的自动变速器传动系统仿真模型能准确模拟自动变速器工作状态，并能避免出现系统震荡，能进行硬件在环实时仿真。
一实施方式如图2所示，包括以下步骤：
一.利用模块化建模工具(如AMESim)，搭建一自动变速器传动系统仿真模型，自动变速器传动系统仿真模型包括多个模块，每个模块分别对应有相应的子模型及一个或多个模型配置参数，并且使自动变速器传动系统仿真模型中的各个模型配置参数互不相等且不等于零；
二.选择自动变速器传动系统仿真模型仿真过程中的关键时刻点(如换档时刻两个离合器交叠时间点、同步器同步时刻点、离合器同步时刻点、电机启动时刻点等)，将自动变速器传动系统仿真模型进行离散线性化，得到自动变速器传动系统仿真模型的原系数等效线性微分方程组，并得到等效线性微分方程组的方程系数同模型配置参数的对应关系，值相等的模型配置参数与方程系数相互对应，无模型配置参数对应的方程系数为零，即在指定的离散时刻点，自动变速器传动系统仿真模型与等效线性微分方程组具有对应关系，等效线性微分方程组的形式如式(1)所示：
xi为状态变量，aij、bij及ci为方程系数，n为正整数，i、j为小于等于n的正整数，线性微分方程组中的n个状态变量x1，x2，…，xn与自动变速器传动系统仿真模型中的各个模块的转速、扭矩、压力等n个计算变量一一对应，而每一个模型配置参数则分别对应于线性方程组中的方程系数aij、bij及ci中的一个；
三.使用数学工具(如Lineal Analysis、Matlab等)对原系数等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值实部及虚部，并根据特征值的实部及虚部，根据数学式：
计算得到各个特征值对应的各个模态频率，然后判断频率最高的模态频率是否满足条件式：
其中Fcpu为定步长对应频率，Fm为模态频率，Rm为Fm对应的特征值的实部，Im为Fm对应的特征值的虚部；
四.如果满足所述条件式则将该原系数等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九，如果不满足则进行步骤五；
五.利用数学工具，分析统计对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的方程系数及其影响系数；使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数，使当前等效线性微分方程组为原系数等效线性微分方程组；
六.在相应模块配置参数合理的取值范围内(即各个模块的参数配置要根据其真实物理含义，保证满足自动变速器实际运行工况条件)，对当前等效线性微分方程组的当前方程系数进行调整，并使用数学工具对各经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值及其对应模态频率，如果存在一经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组，其频率最高的模态频率满足条件式：
则将该经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九；否则，进行步骤七；
七.如果对当前等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数与先前调整过的方程系数在等效线性微分方程组中的位置相同，则进行步骤八，否则使当前等效线性微分方程组为值最小的频率最高的模态频率所对应的等效线性微分方程组，使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的下一大小顺位影响系数的方程系数，进行步骤六；
八.利用模块化建模工具，重新构建当前的自动变速器传动系统仿真模型中的对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数所对应的模块配置参数所对应的模块，使该重新构建的模块较先前简化，并重新为每个模块分配模型配置参数，并且使各个模型配置参数互不相等且不等于零，得到最新的自动变速器传动系统仿真模型，然后进行步骤二；
模块的简化，是在保证模型物理准确性的前提下，将模块中容易引起阶跃变化且对实际工作影响较小的物理过程进行省略或进行一定的等效替代处理，替换为渐变式的物理过程，例如，将容易引起系统震荡的较复杂的分段刚度弹簧模块替换为较简单的变刚度弹簧模块。
九.利用模块化建模工具，根据实时等效线性微分方程组的方程系数，对最新的自动变速器传动系统仿真模型的相应各个模块配置参数进行对应调整，使自动变速器传动系统仿真模型的各个模块配置参数等于与其对应的方程系数，自动变速器传动系统仿真模型搭建结束。
一较佳实施例，搭建双离合器自动变速器传动系统仿真模型。双离合器自动变速器的两个离合器，分别与第一输入轴(实心轴)、第二输入轴(套在第一输入轴外的空心轴)联结，其1、3、5、7档换挡主动齿轮布置在第一输入轴上，而2、4、6档及倒档换挡主动齿轮则布置在第二输入轴上。车辆在奇数档位行驶时，第一离合器接合而第二离合器分离，发动机动力经由第一离合器-第一输入轴-输出轴-减速器及差速器输出到车轮；车辆在偶数档位行驶时，第二离合器接合而第一离合器分离，此时发动机动力经由第二离合器-第二输入轴-输出轴-减速器及差速器输出到车轮。
使用模块化高级建模软件AMESim，搭建双离合器自动变速器传动系统仿真模型，所搭建的双离合器自动变速器传动系统仿真模型主要包含液压执行机构模型、电机执行机构模型、发动机扭矩接口模型、双质量飞轮模型、双离合器模型、齿轮组传动机构模型、同步器模型、减速器模型、差速器模型、车轮模型、车身模型以及模型输入信号及输出信号端口等，具有液压驱动控制和电机驱动控制两种工作模式。
所述双离合器自动变速器传动系统仿真模型的通过模型模式参数设置，选择双离合器自动变速器传动系统仿真模型采用液压执行机构模型或者电机执行机构模型。当模型中将模式参数设定为0，采用液压执行机构模型，以液压驱动控制模式工作；模式参数设定为1，则采用电机执行机构模型，以电机驱动控制模式工作。
液压执行机构模型，主要包括电液比例阀模块PV51、液压缸及活塞模块BAP10RT、离合器膜片弹簧模块SPR000RT、离合器摩擦片刚度特性模块LSTPOOA等。其中，电液比例阀模块接收控制器信号，在一定的系统压力条件下，比例控制流入液压缸模块的油液流量及压力，推动活塞模块运动，从而推动离合器膜片弹簧运动，产生离合器模块接合压力控制信号。
电机执行机构模型，主要包括直流电机模块EMDDCSE01、涡轮蜗杆机构模块WORMGR1A、刚性摇臂杆模块ARMO1A、可变刚度弹簧模块MCSPR10A等。其中，直流电机模块作为驱动源，接收控制器电压信号，可以进行正反双向驱动；涡轮蜗杆模块作为减速增扭装置，可以将直流电机模块输出扭矩放大，从而带动刚性摇臂杆运动，进而推动可变刚度弹簧模块运动，产生离合器模块接合压力控制信号；可变刚度弹簧模块可以模拟离合器膜片推动弹簧及离合器摩擦片本身刚度特性。
所述发动机扭矩接口模型，使用一个发动机扭矩模块TREN0A模拟。发动机扭矩模块，用于在双离合器自动变速器传动系统仿真模型与Labcar系统GEVM汽油发动机模型集成后，将GEVM发动机模型的计算扭矩直接接入双离合器自动变速器传动系统仿真模，起到信号连接端口作用。
双离合器模型，使用两个主动端固联的离合器模块TRDC001A模拟。离合器模块可以根据实际情况，设定相应摩擦片片数、摩擦片内/外直径、摩擦片动/静摩擦系数、等效接合刚度、等效阻尼系数、粘滞系数等参数，以满足不同的离合器类型要求；离合器模块接收液压执行机构(或电机执行机构)模型输出的离合器接合压力信号，根据自身参数设定及发动机输出扭矩，计算离合器传递扭矩，驱动后续传动机构运动。
双质量飞轮模型，使用两个旋转惯量模块RL00A和一个旋转刚度/阻尼模块RSD00模拟。旋转刚度/阻尼模块的刚度及阻尼特性按照发动机曲轴与离合器输入轴的相对角位移进行分段设置，以满足扭矩传递不同阶段需求，减少传动系统震动。
齿轮组传动系统模型，使用传动齿轮模块TRGTOOA及TRGT00E、同步器惰轮模块TRIG00A、传动轴模块RSD00A模拟。各传动齿轮模块根据传动比要求设定相应齿数、分度圆直径、齿顶/根圆直径、传动效率、啮合刚度等参数，以满足双离合器自动变速器各个工作档位的传动特性；同步器惰轮模块实现传动齿轮与档位同步器的同步；传动轴模块模拟各传动轴自身的刚度及阻尼特性。
同步器模型，通过使用两个单档位同步器模块TRSY1A模拟一个双档位同步器的方法实现。双离合器自动变速器选档机构采用双档位同步器，每个同步器负责两个传动档位(所建模型共有4个同步器，分别负责1/3档、2/4档、5/7档、6/R档的档位同步)的齿轮组同步过程，通过信号转换可以实现用两个单档位同步器模块模拟一个双档位同步器。
减速器模型，使用一组传动齿轮模块TRGT00A模拟；
差速器模型，使用差速器模块TRDI0A模拟；
车轮模型，使用车轮模块TRTY0A模拟；车身模型，使用车身模块TRVEH03模拟；车轮及车身模块根据车辆速度、路面坡度、车辆制动等信号，以及风阻系数、空气粘滞系数、车辆迎风面积、轮胎摩擦特性等参数设置，计算车辆行驶空气阻力、轮胎滚动阻力等车辆动力学数据，模拟车辆行驶动力学特性；
模型输入信号及输出信号端口，使用软件输入信号UD00和输出信号模块SSINK实现。模型输入信号端口主要有：电液阀控制信号端口、系统油压信号端口、电机驱动电压信号端口、同步器控制信号端口、发动机扭矩信号端口、制动信号端口、路面坡度信号端口等；模型输出信号端口主要有：发动机转速信号端口、离合器执行机构运动反馈信号端口、相关传动轴转速及扭矩信号端口、车速信号端口等。模型输入信号及输出信号端口提供模型仿真信号输入及模型运行结果输出的接口，若将模型输入信号及输出信号端口与信号发生/测量等硬件设备接口进行信号关联，可以实现外接控制器实时仿真，即控制器硬件在环仿真测试。
搭建双离合器自动变速器传动系统仿真模型之后，使用AMESim软件提供的仿真线性分析工具箱(Linear Analysis)，选择双离合器自动变速器传动系统仿真模型仿真过程中的关键时刻点，对所搭建模型进行离散线性化处理，并进行特征值分析(Eigenvalue analysis)、模态分析(Mode analysis)及状态统计(States stat.)，统计引起模型系统高频响应的模型模块及状态变量，然后对相应模块进行简化处理及对模块参数进行优化调试，以改善双离合器自动变速器传动系统仿真模型频率特性，使其满足步长1ms(定步长对应频率
)的实时性仿真需求。
GEVM汽油发动机模型是Labcar系统的软件组成部分，使用Matlab/Simulink环境搭建，可以模拟真实发动机的工作，与发动机控制器(ECU)构成硬件在环实时仿真系统，用于ECU功能开发和测试。
经过实时优化简化的双离合器自动变速器传动系统仿真模型，可以利用GNC及Visual C++编译环境，转化为实时仿真C代码，然后在GEVM汽油发动机模型中以S-Function形式进行调用，并将双离合器自动变速器传动系统仿真模型与GEVM汽油机模型相关信号进行关联，实现所搭建开发双离合器自动变速器传动系统仿真模型与GEVM汽油机模型的集成，构成完整双离合器自动变速器车辆动力总成系统实时仿真模型。GEVM汽油发动机模型向双离合器自动变速器传动系统仿真模型传递的信号主要包含发动机扭矩、发动机惯量和发动机粘滞转矩；而双离合器自动变速器传动系统仿真模型向GEVM汽油发动机模型传递的信号主要包含曲轴转角、发动机转速、飞轮静止判断标志和车速。完成集成的双离合器自动变速器车辆动力总成实时仿真模型，可以实现与双离合器自动变速器控制器(TCU)构成硬件在环变速器实时仿真系统，用于双离合器自动变速器控制器功能开发和测试，缩短开发周期，降低开发成本和风险。
本发明的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，利用模块化建模工具，采用模块化的建模方式搭建自动变速器传动系统仿真模型，模型简洁、直观，建模对真实物理系统的描述更加准确，模型参数调节方便；可以通过模型模式参数的设定选择液压驱动控制和电机驱动控制两种不同的工作模式，能够适应不同的仿真测试及开发需求；经过模型优化简化的自动变速器传动系统仿真模型，可以满足实时仿真要求，生成的实时仿真C代码，可以应用于各种实时目标机(RTPC)进行实时仿真；经过模型优化简化的自动变速器传动系统仿真模型，并能与Labcar系统GEVM汽油发动机模型集成，构成完整的自动变速器车辆动力总成仿真系统，以用于自动变速器控制器硬件在环功能开发及测试，缩短开发周期，降低开发成本和风险。
Claims (9)
1.一种自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，首先利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，然后对所搭建的自动变速器传动系统仿真模型进行实时性简化优化。
2.根据权利要求1所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：
一.利用模块化建模工具搭建一自动变速器传动系统仿真模型，自动变速器传动系统仿真模型包括多个模块，每个模块分别对应有相应的子模型及一个或多个模型配置参数，并且使自动变速器传动系统仿真模型中的各个模型配置参数互不相等且不等于零；
二.选择自动变速器传动系统仿真模型仿真过程中的关键时刻点，将自动变速器传动系统仿真模型进行离散线性化，得到自动变速器传动系统仿真模型的原系数等效线性微分方程组，并得到等效线性微分方程组的方程系数同模型配置参数的对应关系，值相等的模型配置参数与方程系数相互对应，无模型配置参数对应的方程系数为零；
三.使用数学工具对原系数等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值实部、虚部，及各特征值对应的模态频率，然后判断频率最高的模态频率是否满足条件式：
其中Fcpu为定步长对应频率，Fm为模态频率，Rm为Fm对应的特征值的实部；
四.如果满足所述条件式则将该原系数等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九，如果不满足则进行步骤五；
五.利用数学工具，分析统计对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的方程系数及其影响系数；使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数，使当前等效线性微分方程组为原系数等效线性微分方程组；
六.在相应模块配置参数合理的取值范围内，对当前等效线性微分方程组的当前方程系数进行调整，并使用数学工具对各经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组进行特征值提取，得到各特征值及其对应模态频率，如果存在一经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组，其频率最高的模态频率满足条件式：则将该经过方程系数调整的当前等效线性微分方程组作为实时等效线性微分方程组，进行步骤九；否则，进行步骤七；
七.如果对当前等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数与先前调整过的方程系数在等效线性微分方程组中的位置相同，则进行步骤八，否则使当前等效线性微分方程组为值最小的频率最高的模态频率所对应的等效线性微分方程组，使当前方程系数为对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的下一大小顺位影响系数的方程系数，进行步骤六；
八.利用模块化建模工具，重新构建当前的自动变速器传动系统仿真模型中的对原系数等效线性微分方程组的频率最高的模态频率所对应的特征值产生影响的影响系数最大的方程系数所对应的模块配置参数所对应的模块，使该重新构建的模块较先前简化，并重新为每个模块分配模型配置参数，并且使各个模型配置参数互不相等且不等于零，得到最新的自动变速器传动系统仿真模型，然后进行步骤二；
九.利用模块化建模工具，根据实时等效线性微分方程组的方程系数，对最新的自动变速器传动系统仿真模型的相应各个模块配置参数进行对应调整，使自动变速器传动系统仿真模型的各个模块配置参数等于与其对应的方程系数，自动变速器传动系统仿真模型搭建结束。
3.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，所述关键时刻点，包括换档时刻两个离合器交叠时间点、同步器同步时刻点、离合器同步时刻点、电机启动时刻点。
4.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，所述模块化建模工具为AMESim。
5.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，所述数学工具为Lineal Analysis或Matlab。
6.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，特征值对应的模态频率Fm为模态频率，Rm为Fm对应的特征值的实部，Im为Fm对应的特征值的虚部。
7.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，定步长对应频率
8.根据权利要求2所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，所搭建的自动变速器传动系统仿真模型为双离合器自动变速器传动系统仿真模型。
9.根据权利要求8所述的自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，其特征在于，所搭建的双离合器自动变速器传动系统仿真模型包含液压执行机构模型、电机执行机构模型，所述双离合器自动变速器传动系统仿真模型的通过模型模式参数设置，选择双离合器自动变速器传动系统仿真模型采用液压执行机构模型或者采用电机执行机构模型。
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