CN108626388B - 拨叉的物理仿真方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种拨叉的物理仿真方法及装置。所述方法包括：当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真拨叉作为当前仿真拨叉；确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息；当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，计算所述当前仿真拨叉在下一周期内的位置信息，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值；输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。应用上述方案可以提高拨叉物理仿真的准确性，以缩短TCU软件的开发周期。

Description

拨叉的物理仿真方法及装置

技术领域

本发明涉及拨叉技术领域，特别涉及一种拨叉的物理仿真方法及装置。

背景技术

双离合自动变速器是一种机械、电子、液压系统共同作用的复杂系统，在车辆升、降档过程中，通过拨叉预挂档位和离合器交互，使得发动机的动力无中断地传递至车轮，实现动力换挡。

双离合自动变速器拨叉控制，是在压力电磁阀、流量电磁阀及逻辑阀的共同作用下，推动拨叉中的同步器实现转速同步，最后完成拨叉挂挡和退档。双离合自动变速器拨叉控制是自动变速箱控制单元(Transmission ControlUnit，TCU)软件的重要组成部分。

在TCU软件的开发过程中，需要进行模型在环测试、硬件在环测试等多个测试环节，除了制定科学、合理的测试方案外，还需要搭建一个拨叉物理模型，通过该拨叉物理模型，能够模拟出拨叉的工作过程及拨叉液压系统的物理特性，以满足拨叉功能及诊断方案的测试需求。

然而，现有的拨叉物理仿真方法不能很好地模拟出拨叉的工作过程，导致在TCU软件开发阶段无法暴露出拨叉控制及诊断方案的漏洞，使得TCU软件的开发周期延长。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高拨叉物理仿真的准确性，以缩短TCU软件的开发周期。

为解决上述问题，本发明提供一种拨叉的物理仿真方法，所述方法包括：当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真拨叉作为当前仿真拨叉；确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息；当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，计算所述当前仿真拨叉在下一周期内的位置信息，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值；输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。

可选地，所述确定待仿真的拨叉及所述拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，包括：根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉。

可选地，所述确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，包括：根据所述流量阀的数据信息，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

可选地，所述计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，包括：获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息；根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力；基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力；基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

可选地，所述根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力，包括：根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容；采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

可选地，所述基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，包括：获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，作为所述有杆腔在当前周期内的压力；基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

可选地，所述当前仿真拨叉的工作阶段包括：同步阶段。

可选地，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段为同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

可选地，所述当前仿真拨叉在同步阶段各个周期所对应的拨叉移动条件包括：所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述拨叉在同步阶段的阻力值。

可选地，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段非同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值及转速差阈值。

可选地，所述当前仿真拨叉在非同步阶段的各个周期所对应的拨叉移动条件包括：所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值；所属双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。

可选地，从预设的工作参数映射表中获取所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数。

可选地，所述当前仿真拨叉的工作过程包括七个工作阶段，依次为：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。

可选地，所述方法还包括：基于所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

可选地，所述方法还包括：基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算所述当前仿真拨叉液压系统的泄漏量。

本发明实施例还提供了一种拨叉的物理仿真装置，所述装置包括：第一确定单元，适于当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真拨叉作为当前仿真拨叉；第二确定单元，适于确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；第一计算单元，适于计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息；判断单元，适于判断所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是否满足所述当前周期对应的拨叉移动条件；控制单元，适于当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，控制所述第一确定单元、第二确定单元、第一计算单元及判断单元执行相应的操作，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值；输出单元，适于输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。

可选地，所述第一确定单元适于根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉。

可选地，所述第二确定单元适于根据所述流量阀的数据信息，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

可选地，所述第一计算单元包括：获取子单元，适于获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息；第一计算子单元，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力；第二计算子单元，适于基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力；第三计算子单元，适于基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

可选地，所述第一计算子单元，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容；采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

可选地，所述第二计算子单元，适于获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，作为所述有杆腔在当前周期内的压力；基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

可选地，所述当前仿真拨叉的工作阶段包括：同步阶段。

可选地，当所述拨叉的当前工作阶段为同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

可选地，所述当前仿真拨叉在同步阶段各个周期所对应的拨叉移动条件包括：所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述拨叉在同步阶段的阻力值。

可选地，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段非同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值及转速差阈值。

可选地，所述当前仿真拨叉在非同步阶段的各个周期所对应的拨叉移动条件包括：所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值；所属双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。

可选地，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是从预设的工作参数映射表中获取的。

可选地，所述当前仿真拨叉的工作过程包括七个工作阶段，依次为：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。

可选地，所述装置还包括：第二计算单元，适于基于所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

可选地，所述装置还包括：第三计算单元，适于基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算所述当前仿真拨叉液压系统的泄漏量。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

采用上述方案，预先根据拨叉的位置信息将拨叉的工作过程划分为至少两个工作阶段，通过计算拨叉在不同工作阶段各个周期内拨叉的位置信息，相对于不区分拨叉工作阶段而进行的物理仿真，依据所述拨叉的物理仿真方法可以更准确地模拟拨叉的工作过程，也就可以在TCU软件开发阶段准确地暴露出拨叉控制及诊断方案的漏洞，从而可以避免TCU软件的反复测试，故可以缩短TCU软件的开发周期。并且，通过设置与各个周期对应的拨叉移动条件，可以更加准确地模拟拨叉的工作，使得所得到的拨叉的位置信息与实际拨叉控制中的位置信息更加接近，进一步提高拨叉物理仿真的准确性。

进一步地，由于当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息是基于液压缸中无杆腔及有杆腔的压力计算得到的，因此依据所述拨叉的物理仿真方法所进行的拨叉物理仿真，可以更好地反映拨叉液压缸压力的变化，也就可以更好地模拟当前仿真拨叉液压缸的物理特性。

进一步地，在当前仿真拨叉当前阶段为同步阶段时，设置所述拨叉移动条件包括双离合变速器的转速差小于预设的转速差阈值，可以避免在双离合变速器的转速差过大时拨叉的位移仍增大的情况，由此可以更加准确地模拟拨叉杂同步阶段的工作过程，进一步提高拨叉物理仿真的准确性。

进一步地，将所述当前仿真拨叉的工作阶段划分为同步器处于空挡位置阶段、预同步阶段、同步阶段、拨环阶段、齿套通过结合齿阶段、咬合阶段及拨叉挂档结束阶段七个工作阶段，可以更好地模拟当前仿真拨叉在不同工况下的物理特性，提高当前仿真拨叉物理仿真的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种拨叉的物理仿真方法流程图；

图2是拨叉液压系统的结构示意图；

图3是本发明实施例中一种计算拨叉在当期周期内位置信息的方法流程图；

图4是本发明实施例中另一种拨叉的物理仿真方法流程图；

图5是本发明实施例中拨叉的物理仿真装置的结构示意图。

具体实施方式

现有的拨叉物理仿真方法不能很好地模拟出拨叉的工作过程，导致在TCU软件开发阶段无法暴露出拨叉控制及诊断方案的漏洞，导致TCU软件开发过程中需要反复测试，使得TCU软件的开发周期延长。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种拨叉的物理仿真方法，预先根据拨叉的位置信息将拨叉的工作过程划分为至少两个工作阶段，通过计算拨叉在不同工作阶段各个周期内拨叉的位置信息，可以更准确地模拟拨叉的工作过程，也就可以在TCU软件开发阶段准确地暴露出拨叉控制及诊断方案的漏洞，缩短TCU软件的开发周期。并且，通过设置与各个周期对应的拨叉移动条件时，可以进一步提高拨叉物理仿真的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1，本发明实施例提供了一种拨叉的物理仿真方法，所述方法可以包括如下步骤：

步骤11，当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉。

图2为拨叉液压系统的部分结构示意图。在所述拨叉液压系统中包括两个拨叉，分别为第一拨叉及第二拨叉，其中，所述第一拨叉包括：液压缸201及液压缸201内的活塞杆202。所述第二拨叉包括：液压缸203及液压缸203内的活塞杆204。

参照图2，当逻辑阀205打开时，油液从主油路入口206输入，经过压力阀207加强油液压力后，一部分经由流量阀208及逻辑阀205传输至第一拨叉液压缸201的无杆腔201a，另一部分经逻辑阀205传输至第一拨叉液压缸201的有杆腔201b。通过流量阀208控制流入液压缸201无杆腔201a及有杆腔201b之间的油量差，可以使得液压缸201内活塞杆202由无杆腔201a向有杆腔201b运动，或者由有杆腔201b向无杆腔201a运动。

当逻辑阀205关闭时，油液从主油路入口206输入，经过压力阀207加强油液压力后，一部分经由流量阀208及逻辑阀205传输至第二拨叉液压缸203的无杆腔203a，另一部分经逻辑阀205传输至第二拨叉液压缸203的有杆腔203b。通过流量阀208控制流入液压缸203无杆腔203a及有杆腔203b之间的油量差，可以使得液压缸203内活塞杆204由无杆腔203a向有杆腔203b运动，或者由有杆腔203b向无杆腔203a运动。

由图2可以看出，在拨叉液压系统的实际工作过程中，逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息会决定待仿真的拨叉。因此，在本发明的实施例中，可以在接收到与所述拨叉耦接的逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，根据逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息，确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉。其中，所述逻辑阀的数据信息通常为所述逻辑阀为打开还是关闭状态，所述压力阀的数据信息通常指的是所述压力阀的电流，所述流量阀的数据信息通常指的是所述流量阀的电流。

在具体实施中，根据逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息，可以通过多种方式确定当前仿真拨叉，比如，可以预先对不同数据信息对应的当前仿真拨叉进行统计，进而标定所述当前仿真拨叉与数据信息之间的对应关系，当接收到逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，直接从预先标定的对应关系中，查找对应的当前仿真拨叉。

在本发明的一实施例中，可以根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉，以提高物理仿真效率。具体地，参照图2，当压力阀207的电流大于0，且逻辑阀205关闭时，所述待仿真的拨叉为所述第一拨叉。当压力阀207的电流大于0，且逻辑阀205打开时，所述待仿真的拨叉为所述第二拨叉。

步骤12，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

由图2可以看出，在拨叉液压系统的实际工作过程中，逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息会决定当前仿真拨叉液压缸内活塞杆的动作方向。因此，在本发明的实施例中，可以在接收到与所述拨叉耦接的逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，根据逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息，确定当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，也就是识别所述当前仿真拨叉的退、挂挡状态，以模拟当前仿真拨叉的实际工作过程。

在具体实施中，根据逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息，可以通过多种方式确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，比如，可以预先对所述拨叉的液压缸中活塞杆在不同数据信息下的动作方向进行统计，进而标定所述拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向与数据信息之间的对应关系，当接收到逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，直接从预先标定的对应关系中，查找与所接收到的数据信息对应的活塞杆的动作方向即可。

在本发明的一实施例中，可以根据流量阀的数据信息确定所述拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，而无需预先标定不同数据信息与拨叉及活塞杆动作方向之间的对应关系，以提高物理仿真效率。

具体地，参照图2，以所述第一拨叉对应的档位为GearA及GearB为例，当所述待仿真的拨叉为所述第一拨叉时，若流量阀208的电流由无杆腔201a流向有杆腔201b，则所述第一拨叉挂GearA挡，退GearB档。若流量阀208的电流由有杆腔201b流向无杆腔201a，则所述第一拨叉退GearA挡，挂GearB档。

以所述第二拨叉对应的档位为GearC及GearD为例，当所述待仿真的拨叉为所述第二拨叉时，若流量阀208的电流由无杆腔203a流向有杆腔203b，则所述第二拨叉挂GearC挡，退GearD档。若流量阀208的电流由有杆腔203b流向无杆腔203a，则所述第二拨叉退GearC挡，挂GearD档。

步骤13，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

在具体实施中，可以采用多种方法计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，此处不作限制。比如，可以根据压力阀207与流量阀208在液压缸产生的挂档力、拨叉当前位置的挂档阻力等因素计算当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

步骤14，当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，计算所述当前仿真拨叉在下一周期内的位置信息，直至所述当前仿真拨叉的位移达到最大位移值。

在具体实施中，对所述当前仿真拨叉进行物理仿真时，可以根据当前仿真拨叉在不同工况下的物理特性，预先将所述当前仿真拨叉的工作过程划分多个工作阶段，每个工作阶段可以划分一个或多个周期，采用周期方式对所述当前仿真拨叉进行物理仿真，可以更加准确地模拟所述当前仿真拨叉的工作过程。其中，所述工作阶段的数量以及每个工作阶段所包含的周期的数量，可以根据当前仿真拨叉的实际工作过程进行确定。相邻两周期可以处于同一工作阶段，也可以分别处于不同的工作阶段。

在具体实施中，所述拨叉的工作阶段可以包括同步阶段，即用于实现所述拨叉退、挂挡的同步器与相应齿轮的接合阶段，由此可以模拟拨叉在同步器与相应齿轮的接合工况下的物理特性。

在本发明的一实施例中，可以依次将所述拨叉的工作过程划分为以下工作阶段：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。其中，同步器处于空挡位置阶段，即所述拨叉位移为0时所处的工作阶段。所述预同步阶段，即所述拨叉发生位移后至同步器与相应齿轮的接合前所处的阶段，所述拨环阶段，即自同步环与齿轮的摩擦锥面上的惯性力矩消失，至齿套花键与同步环花键啮合前所处的阶段。所述齿套通过结合齿阶段，即齿套梅角与结合齿完全啮合的阶段，所述咬合阶段，即自齿套花键与结合齿花键完成啮合后至拨叉位移达到所允许的最大位移值前所处的阶段。所述拨叉挂档结束阶段，即拨叉位移达到所允许的最大位移值时所处的阶段。

在具体实施中，可以预先标定所述拨叉在不同工作阶段下的位移范围，以及所述拨叉在不同工作阶段下的工作参数，形成工作参数映射表。可以理解的是，所述工作参数映射表具体可以为表格的形式，也可以为其它形式，只要能够表征拨叉位移、工作阶段及工作参数之间的映射关系即可。

其中，所述拨叉在不同工作阶段下的工作参数可以仅包括所述拨叉在该工作阶段下的阻力，也可以同时包括其它工作参数。比如，在同步阶段，除所述拨叉在同步阶段的阻力外，还可以包括所述拨叉在同步阶段对应转速差阈值，以避免在双离合变速器的转速差过大时拨叉的位移仍增大的情况，进一步提高拨叉物理仿真的准确性。其中，所述转速差为双离合变速器预挂档位对应的中间轴与所述预挂档位对应的输入轴之间的转速差(简称双离合变速器的转速差)，与当前档位的速比相关。所述拨叉在同步阶段对应转速差阈值可以根据实际情况进行设置。

所述工作参数映射表具体可以参照表1进行设置：

表1

获得所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息后，可以根据所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，可以确定所述当前仿真拨叉的当前工作阶段，进而根据所述当前仿真拨叉的当前工作阶段，确定所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数。

在具体实施中，可以预先设置不同工作阶段各个周期对应的拨叉移动条件，同一工作阶段对应的拨叉移动条件可以相同，也可以不同。当所述当前仿真拨叉的位移未达到最大位移值时，若所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足当前周期对应的拨叉移动条件，则表明在当前仿真拨叉实际工作过程中有足够的动力促使当前仿真拨叉的位移增大，由此可以更加真实地模拟当前仿真拨叉的工作过程。

本发明的一实施例中，可以设置同步阶段各个周期对应的拨叉移动条件相同且均为：所述拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述拨叉在当前工作阶段的阻力值，以及所属双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。比如，在同步阶段，若某一周期内的挂挡力大于20N且双离合器变速器的转速差大于20转时，则计算拨叉在下一周期内的位置信息。

在本发明的另一实施例中，可以设置除同步阶段外的其它阶段各个周期对应的拨叉移动条件相同且均为：所述拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述拨叉在当前工作阶段的阻力值。比如，在咬合阶段，若某一周期内的挂挡力大于400N，则计算拨叉在下一周期内的位置信息。

步骤15，输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。

在具体实施中，可以采用多种方式输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，比如，可以在每得到所述当前仿真拨叉一个周期内的位置信息后即输出所述当前仿真拨叉在该周期内的位置信息，也可以在得到所述当前仿真拨叉多个周期内的位置信息后再输出所述当前仿真拨叉在多个周期内的位置信息，还可以在得到所述当前仿真拨叉所有周期内的位置信息后再输出所述当前仿真拨叉在所有周期内的位置信息。

在具体实施中，参照图3，为了进一步提高当前仿真拨叉物理仿真的准确性，可以采用如下方法计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，即执行步骤12。

步骤31，获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息。

在具体实施中，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息前，先获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息，可以避免因所述逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息发生更新而影响计算结果的准确性。换句话说，通过获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息，可以提高计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息的准确性。

步骤32，根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

在本发明的一实施例中，根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，可以先计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容，再采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

步骤33，基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

在具体实施中，获得所述无杆腔在当前周期内的压力后，可以先获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，将所述压力阀出口端在当前周期内的压力作为所述有杆腔在当前周期内的压力，忽略管路压力损失，基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

步骤34，基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

在具体实施中，可以根据当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力与当前仿真拨叉在当前周期内所移动的距离之间的关系，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，得到所述当前仿真拨叉在当前周期结束时刻所在的位置信息。

通过上述步骤31～34，在计算当前仿真拨叉位置过程中，由于还反映了拨叉液压缸压力的变化，故可以更准确地模拟拨叉的实际工作过程。

为了使本领域技术人员更清楚地了解和实现本发明实施例，下面以所述当前周期为第i个周期为例，i为正整数，对所述拨叉的物理仿真方法进行详细描述：

参照图4，所述方法可以包括如下步骤：

步骤41，当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉。

步骤42，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

步骤43，计算所述当前仿真拨叉在第i个周期内的位置信息。

关于步骤41至43，具体可以参照上述关于步骤11至13的描述，此处不再赘述。

步骤44，判断所述当前仿真的当前位移是否达到最大位移值。

在具体实施中，所述当前仿真的当前位移指的是所述当前仿真的初始位置至当前周期结束时刻所在位置之间的距离。

当所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值时，执行步骤18，否则执行步骤15。

步骤45，判断所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是否满足所述当前周期对应的当前仿真拨叉移动条件。

关于步骤45，具体可以参照上述关于步骤13的描述，此处不再赘述。

在所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，执行步骤46，否则执行步骤48。

步骤46，输出所述当前仿真拨叉在第i个周期内的位置信息。

也就是说，在所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，输出所述当前仿真拨叉在第i个周期内的位置信息。当然，也可以在获得多个周期内的位置信息后，再输出所述当前仿真拨叉在所述多个周期内的位置信息，或者在获得所有周期内的位置信息后，再输出所述当前仿真拨叉在所有周期内的位置信息。

步骤47，将下一周期作为当前周期，即i++。

在执行步骤47后，再次执行步骤43，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值。

步骤48，输出所述当前仿真拨叉在第i个周期内的位置信息。

具体可以参照上述关于步骤46的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，在具体实施中，在所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数未满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，以及在所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值时，可以执行步骤48，也可以执行其它步骤，比如，输出相应的提示信号等。

在本发明的一实施例中，除输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息外，还可输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的速度信息。还可以基于所述当前仿真拨叉在各个周期内位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

在本发明的一实施例中，除输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息外，还可输出所述拨叉液压系统的泄漏量。具体地，可以基于所述当前仿真拨叉在各个周期内位置信息，先计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，再基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算拨叉液压系统的泄漏量。

在本发明的一实施例中，除输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息外，还可以既输出当前仿真拨叉在各个周期内的速度信息，还输出所述拨叉液压系统的泄漏量。当然，还可以输出其它参数信息，以用户TCU软件的开发测试。

由上述内容可以看出，本发明实施例中拨叉的物理仿真方法，将拨叉的工作过程划分为多个阶段，每个阶段逐个周期计算拨叉的位置信息，可以更加真实地模拟拨叉的工作过程，进而可以更好地辅助TCU软件的开发测试。

为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下对上述拨叉的物理仿真方法对应的装置进行详细描述。

参照图5，本发明实施例提供了一种拨叉的物理仿真装置50，所述装置50可以包括：第一确定单元51，第二确定单元52，第一计算单元53，判断单元54，控制单元56以及输出单元55。其中：

所述第一确定单元51，适于当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真拨叉作为当前仿真拨叉；

所述第二确定单元52，适于确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；

所述第一计算单元53，适于计算所述拨叉在当前周期内的位置信息；

所述判断单元54，适于判断所述拨叉在当前工作阶段的工作参数是否满足所述当前周期对应的拨叉移动条件；

所述控制单元56，适于当所述拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，控制所述第一确定单元51、第二确定单元52、第一计算单元53及判断单元54执行相应的操作，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值。

所述输出单元55，适于输出所述拨叉在各个周期内的位置信息。

在本发明的一实施例中，所述第一确定单元51适于根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉。

在本发明的一实施例中，所述第二确定单元52适于根据所述流量阀的数据信息，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

在本发明的一实施例中，所述第一计算单元53可以包括：获取子单元531，第一计算子单元532，第二计算子单元533及第三计算子单元534。其中：

所述获取子单元531，适于获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息；

所述第一计算子单元532，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力；

所述第二计算子单元533，适于基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力；

所述第三计算子单元534，适于基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

在具体实施中，所述第一计算子单元532，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容；采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

在具体实施中，所述第二计算子单元533，适于获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，作为所述有杆腔在当前周期内的压力，并基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述拨叉在当前周期内的挂挡力。

在具体实施中，所述当前仿真拨叉的工作阶段包括：同步阶段。

在具体实施中，当所述拨叉的当前工作阶段为同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

在具体实施中，所述当前仿真拨叉在同步阶段各个周期所对应的拨叉移动条件包括：所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述拨叉在同步阶段的阻力值。

在具体实施中，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段非同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值及转速差阈值。

在具体实施中，所述当前仿真拨叉在非同步阶段的各个周期所对应的拨叉移动条件包括：

所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值；

所属双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。

在具体实施中，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是从预设的工作参数映射表中获取的。

在本发明的一实施例中，所述当前仿真拨叉的工作过程包括七个工作阶段，依次为：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。

在具体实施中，所述装置50还可以包括：

第二计算单元57，适于基于所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

在具体实施中，所述装置50还可以包括：

第三计算单元58，适于基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算所述当前仿真拨叉液压系统的泄漏量。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (30)

1.一种拨叉的物理仿真方法，其特征在于，包括：

当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉；

确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；

计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息；

当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，计算所述当前仿真拨叉在下一周期内的位置信息，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值；

输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。

2.如权利要求1所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉，包括：

根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉。

3.如权利要求1所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向，包括：

根据所述流量阀的数据信息，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

4.如权利要求1所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息，包括：

获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息；

根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力；

基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力；

基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

5.如权利要求4所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力，包括：

根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容；

采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

6.如权利要求5所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，包括：

获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，作为所述有杆腔在当前周期内的压力；

基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

7.如权利要求4所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述当前仿真拨叉的工作阶段包括：同步阶段。

8.如权利要求7所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段为同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：

所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

9.如权利要求8所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述当前仿真拨叉在同步阶段各个周期所对应的拨叉移动条件包括：

所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

10.如权利要求7所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段非同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：

所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值及转速差阈值。

11.如权利要求10所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述当前仿真拨叉在非同步阶段的各个周期所对应的拨叉移动条件包括：

所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值；

双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。

12.如权利要求8或10所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，从预设的工作参数映射表中获取所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数。

13.如权利要求7所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，所述当前仿真拨叉的工作过程包括七个工作阶段，依次为：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。

14.如权利要求4所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，还包括：

基于所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

15.如权利要求14所述的拨叉的物理仿真方法，其特征在于，还包括：

基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算所述当前仿真拨叉液压系统的泄漏量。

16.一种拨叉的物理仿真装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，适于当接收到拨叉液压系统中逻辑阀、压力阀及流量阀的数据信息时，确定待仿真的拨叉作为当前仿真拨叉；

第二确定单元，适于确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向；

第一计算单元，适于计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息；

判断单元，适于判断所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是否满足所述当前周期对应的拨叉移动条件；

控制单元，适于当所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数满足所述当前周期对应的拨叉移动条件时，控制所述第一确定单元、第二确定单元、第一计算单元及判断单元执行相应的操作，直至所述当前仿真拨叉的当前位移达到最大位移值；

输出单元，适于输出所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息。

17.如权利要求16所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述第一确定单元适于根据所述压力阀及逻辑阀的数据信息确定所述当前仿真拨叉。

18.如权利要求16所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述第二确定单元适于根据所述流量阀的数据信息，确定所述当前仿真拨叉的液压缸中活塞杆的动作方向。

19.如权利要求16所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：

获取子单元，适于获取所述逻辑阀、压力阀及流量阀在当前周期内的数据信息；

第一计算子单元，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述当前仿真拨叉的液压缸中无杆腔在当前周期内的压力；

第二计算子单元，适于基于所述无杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力；

第三计算子单元，适于基于所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的位置信息。

20.如权利要求19所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述第一计算子单元，适于根据所述逻辑阀状态、压力阀电流及流量阀在当前周期内的数据信息，计算所述液压缸无杆腔及有杆腔的液容，以及所述无杆腔及有杆腔管路的液容；采用液压缸无杆腔流量连续性方程，计算所述液压缸中无杆腔在当前周期内的压力。

21.如权利要求20所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述第二计算子单元，适于获取所述压力阀出口端在当前周期内的压力，作为所述有杆腔在当前周期内的压力；基于所述无杆腔在当前周期内的压力以及所述有杆腔在当前周期内的压力，计算所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力。

22.如权利要求19所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述当前仿真拨叉的工作阶段包括：同步阶段。

23.如权利要求22所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段为同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：

所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

24.如权利要求23所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述当前仿真拨叉在同步阶段各个周期所对应的拨叉移动条件包括：

所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在同步阶段的阻力值。

25.如权利要求22所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，当所述当前仿真拨叉的当前工作阶段非同步阶段时，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数，包括：

所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值及转速差阈值。

26.如权利要求25所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述当前仿真拨叉在非同步阶段的各个周期所对应的拨叉移动条件包括：

所述当前仿真拨叉在当前周期内的挂挡力大于所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的阻力值；

双离合变速器的转速差小于所述转速差阈值。

27.如权利要求23或25所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述当前仿真拨叉在当前工作阶段的工作参数是从预设的工作参数映射表中获取的。

28.如权利要求22所述的拨叉的物理仿真装置，其特征在于，所述当前仿真拨叉的工作过程包括七个工作阶段，依次为：同步器处于空挡位置阶段，预同步阶段，同步阶段，拨环阶段，齿套通过结合齿阶段，咬合阶段，拨叉挂档结束阶段。

29.如权利要求19所述拨叉的物理仿真装置，其特征在于，还包括：

第二计算单元，适于基于所述当前仿真拨叉在各个周期内的位置信息，计算所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息。

30.如权利要求29所述拨叉的物理仿真装置，其特征在于，还包括：

第三计算单元，适于基于所述流量阀在当前周期内的数据信息及所述当前仿真拨叉在相应周期内的速度信息，计算所述当前仿真拨叉液压系统的泄漏量。