CN115238384A - 用于at车型动力性能仿真的整车模型及构建方法 - Google Patents

用于at车型动力性能仿真的整车模型及构建方法 Download PDF

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CN115238384A
CN115238384A CN202210852799.1A CN202210852799A CN115238384A CN 115238384 A CN115238384 A CN 115238384A CN 202210852799 A CN202210852799 A CN 202210852799A CN 115238384 A CN115238384 A CN 115238384A
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gear
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刘小燕
王玉海
曹晓雨
毕高鑫
李迎浩
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Dongfeng Motor Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型及构建方法。该整车模型包括：发动机实时扭矩模块，将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块；液力变矩器模块，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩并发送至液力自动变速器模块；液力自动变速器模块，根据第一扭矩得到第三扭矩并发送至传动轴模块；传动轴模块，根据第三扭矩得到第四扭矩并发送至车轮模块；车轮模块，根据第四扭矩得到车轮纵向力并发送至车身模块；车身模块，根据车轮纵向力得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速并发送至液力变矩器模块。本发明提供的整车模型可以用于对整车的换挡过程进行动态分析。

Description

用于AT车型动力性能仿真的整车模型及构建方法
技术领域
本发明涉及车辆仿真技术领域，尤其涉及一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型及构建方法。
背景技术
当前，用于车辆动力性能仿真的整车模型多为稳态仿真模型，即变速箱处于某个固定的挡位，离合装置处于结合或者分离状态。稳态仿真模型简单有效，能够满足大部分车辆动力性能仿真测试的需求；但缺点也很明显，在稳态仿真模型中，假定整车模型的自动变速箱处于某一个固定挡位，离合器与制动器的结合和分离能够瞬间完成，且假定换挡过程中车辆的速度状态不发生变化。显而易见，稳态仿真模型的仿真过程与车辆实际运行状况并不相符，该稳态仿真模型无法用于对整车的换挡过程进行动态分析。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型及构建方法，旨在解决现有技术中稳态仿真模型无法用于对整车的换挡过程进行动态分析的技术问题。
第一方面，本发明提供一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型包括：
发动机实时扭矩模块，用于将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块；
液力变矩器模块，用于接收发动机实时扭矩模块发送的发动机实时扭矩以及车身模块发送的输入端转速以及输出端转速，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块；
液力自动变速器模块，用于接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力，根据主从动盘转速差确定动摩擦因数，根据挡位数据、主从动盘转速差、离合器压力、动摩擦系数和静摩擦系数，结合离合器扭矩传递公式，确定离合器的结合和断开状态，基于离合器的结合和断开状态，使行星排的太阳轮、行星架和齿圈固定或运动，进而实现不同挡位的切换，并确定对应挡位下的传动比，将第一扭矩与传动比相乘，得到第二扭矩，将第二扭矩与传动比对应的变速器效率相乘，得到第三扭矩，将第三扭矩发送至传动轴模块；
传动轴模块，用于接收液力自动变速器模块发送的第三扭矩，对所述第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块；
车轮模块，用于接收传动轴模块发送的第四扭矩，并基于第四扭矩得到车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块；
车身模块，用于接收车轮模块发送的车轮纵向力，并根据车轮纵向力确定加速度，对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块。
可选的，所述发动机实时扭矩模块具体用于：
接收车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速；
基于车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速从油门踏板map表中查找对应的第一子扭矩；
从第一子扭矩、第二子扭矩以及第三子扭矩中选取最小值，作为第四子扭矩，其中，第二子扭矩基于发动机外特性确定，第三子扭矩为发动机当前工况对应的最大扭矩；
对所述第四子扭矩通过预设扭矩滤波方式进行处理，得到处理后的扭矩，从过零扭矩保持值以及处理后的扭矩中选取最小值，作为第五子扭矩；
从制动踏板松开且油门踏板未被踩踏时对应的扭矩和发动机当前工况对应的最小扭矩中选取最大值，作为爬行扭矩；
根据爬行扭矩以及第五子扭矩，得到第六子扭矩；
基于发动机扭矩响应特性确定第七子扭矩；
从第六子扭矩和第七子扭矩中选取最小值，作为发动机实时扭矩；
将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块。
可选的，基于变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速器结构、变速器工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建得到液力自动变速器模块。
可选的，所述基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量的步骤包括：
根据单行星排齿圈与太阳轮齿速比、复合行星排齿圈与大太阳轮齿速比以及复合行星排齿圈与小太阳轮齿速比，得到变速箱处于各个档位下的速比；
从变速箱规格参数表中获取变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量；
将变速箱处于各个档位下的速比以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量代入变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量。
可选的，获取T/C特性参数，所述T/C特性参数包括转速比、泵轮扭矩系数、扭矩系数和传动效率；获控液力变矩器转动惯量；获取液力变矩器阻尼特性曲线；基于所述T/C特性参数、液力变矩器转动惯量和液力变矩器阻尼特性曲线，利用可视化仿真工具构建液力变矩器模型。
可选的，所述车身模块具体用于：
接收测试数据输入模块发送的车辆运动影响因子以及接收车轮模块发送的车轮纵向力；
基于所述车辆运动影响因子以及车轮纵向力确定加速度。
可选的，车辆运动影响因子包括：
车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率。
可选的，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
测试数据输入模块，用于发送车速、变速箱档位以及发动机转速至发动机实时扭矩模块，发送车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率至车身模块。
可选的，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
仿真输出检测模块，用于将仿真结果与实车测试结果进行对比以及分析。
第二方面，本发明还提供一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法包括：
构建发动机实时扭矩模块；
构建液力变矩器模块；
构建液力自动变速器模块，包括：
基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；
基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速箱结构、变速箱工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建液力自动变速器模块；
构建传动轴模块；
构建车轮模块；
构建车身模块。
本发明中，用于AT车型动力性能仿真的整车模型包括：发动机实时扭矩模块，用于将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块；液力变矩器模块，用于接收发动机实时扭矩模块发送的发动机实时扭矩以及车身模块发送的输入端转速以及输出端转速，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块；液力自动变速器模块，用于接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力，根据主从动盘转速差确定动摩擦因数，根据挡位数据、主从动盘转速差、离合器压力、动摩擦系数和静摩擦系数，结合离合器扭矩传递公式，确定离合器的结合和断开状态，基于离合器的结合和断开状态，使行星排的太阳轮、行星架和齿圈固定或运动，进而实现不同挡位的切换，并确定对应挡位下的传动比，将第一扭矩与传动比相乘，得到第二扭矩，将第二扭矩与传动比对应的变速器效率相乘，得到第三扭矩，将第三扭矩发送至传动轴模块；传动轴模块，用于接收液力自动变速器模块发送的第三扭矩，对所述第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块；车轮模块，用于接收传动轴模块发送的第四扭矩，并基于第四扭矩得到车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块；车身模块，用于接收车轮模块发送的车轮纵向力，并根据车轮纵向力确定加速度，对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块。本发明提供的整车模型可以用于对整车的换挡过程进行动态分析。
附图说明
图1为本发明用于AT车型动力性能仿真的整车模型一实施例的架构示意图；
图2为一实施例中6AT变速器的结构示意图；
图3为本发明用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型。参照图1，图1为本发明用于AT车型动力性能仿真的整车模型一实施例的架构示意图。如图1所示，用于AT车型动力性能仿真的整车模型包括：
发动机实时扭矩模块10，用于将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块20；
本实施例中，在仿真过程中，发动机实时扭矩模块10通过车辆工况计算得到发动机实时扭矩，并将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块20。
进一步地，一实施例中，发动机实时扭矩模块10具体用于：
接收车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速；基于车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速从油门踏板map表中查找对应的第一子扭矩；从第一子扭矩、第二子扭矩以及第三子扭矩中选取最小值，作为第四子扭矩，其中，第二子扭矩基于发动机外特性确定，第三子扭矩为发动机当前工况对应的最大扭矩；对所述第四子扭矩通过预设扭矩滤波方式进行处理，得到处理后的扭矩，从过零扭矩保持值以及处理后的扭矩中选取最小值，作为第五子扭矩；从制动踏板松开且油门踏板未被踩踏时对应的扭矩和发动机当前工况对应的最小扭矩中选取最大值，作为爬行扭矩；根据爬行扭矩以及第五子扭矩，得到第六子扭矩；基于发动机扭矩响应特性确定第七子扭矩；从第六子扭矩和第七子扭矩中选取最小值，作为发动机实时扭矩；将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块。
本实施例中，油门踏板开度是工况数据设定的，车速、变速箱档位以及发动机转速是后端模块反馈的；基于车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速从油门踏板map表中查找对应的第一子扭矩。其中，油门踏板map表中记录有车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速与扭矩的对应关系。
基于发动机外特性可确定第二子扭矩，根据发动机当前工况可确定当前工况允许的最大扭矩，记作第三子扭矩。此处基于第二子扭矩和第三子扭矩对第一子扭矩进行限制，即基于发动机特性对第一子扭矩进行限制。具体的，从第一子扭矩、第二子扭矩以及第三子扭矩中选取最小值，作为第四子扭矩。
本实施例中，考虑到驾驶员可能激进驾驶，为了提高驾驶安全性，需要对第四子扭矩进行扭矩滤波限制，得到第五子扭矩。具体的，对第四子扭矩通过预设扭矩滤波方式进行处理，从而得到处理后的扭矩。然后，从过零扭矩保持值以及处理后的扭矩中选取最小值，作为第五子扭矩。其中，过零扭矩保持值为预设值。
进一步地，一实施例中，预设扭矩滤波方式为：
扭矩低通滤波、扭矩速率限制滤波。
本实施例中，扭矩低通滤波(Low-pass Filter)对应的计算公式为：
Figure BDA0003754063020000061
其中y为扭矩低通滤波处理后的输出扭矩，t为控制软件设定的计算步长，通常为0.01，T为标定量(根据油门踏板开度和车速确定)，u为当前扭矩需求，y0为第四子扭矩。
扭矩速率限制滤波(Ratelimit)对应的计算公式为：
y＝min[(u-y0),Lu]+y0或y＝max[(u-y0),Ld]+y0
其中y为扭矩速率限制滤波处理后的输出扭矩，u为当前扭矩需求，Lu为需求扭矩上升的标定量，Ld为需求扭矩上升的标定量，y0为第四子扭矩。
制动踏板松开且油门踏板未被踩踏时对应的扭矩即油门踏板以及制动踏板开度均为零时，由自动变速箱调节系统确定的扭矩；或制动踏板开度为零，油门踏板开度小于预设开度时，由自动变速箱调节系统确定的扭矩。将该扭矩与发动机当前工况对应的最小扭矩进行比较，以两者中的最大值作为爬行扭矩。
可以是将爬行扭矩与第五子扭矩进行叠加，得到第六子扭矩；还可以是将爬行扭矩与第五子扭矩进行比较，以较大的作为第六子扭矩。
通过台架试验确定发动机扭矩响应特性，发动机扭矩响应特性标定了油门踏板开度以及油门踏板开度对应的保持时长与扭矩的对应关系，基于此，即可根据油门踏板开度以及油门踏板开度对应的保持时长确定第七子扭矩。
确定第六子扭矩和第七子扭矩后，从第六子扭矩和第七子扭矩中选取最小值，作为发动机实时扭矩。
液力变矩器模块20，用于接收发动机实时扭矩模块10发送的发动机实时扭矩以及车身模块60发送的输入端转速以及输出端转速，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块；
本实施例中，液力变矩器模块20接收来自发动机实时扭矩模块10发送的发动机实时扭矩以及车身模块60发送的输入端转速以及输出端转速，并通过查表的方式，确定发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块。
液力自动变速器模块30，用于接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力，根据主从动盘转速差确定动摩擦因数，根据挡位数据、主从动盘转速差、离合器压力、动摩擦系数和静摩擦系数，结合离合器扭矩传递公式，确定离合器的结合和断开状态，基于离合器的结合和断开状态，使行星排的太阳轮、行星架和齿圈固定或运动，进而实现不同挡位的切换，并确定对应挡位下的传动比，将第一扭矩与传动比相乘，得到第二扭矩，将第二扭矩与传动比对应的变速器效率相乘，得到第三扭矩，将第三扭矩发送至传动轴模块；
本实施例中，液力自动变速器模块30接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力。其中，挡位选择模块根据时间发送对应的挡位数据至液力自动变速器模块30。传动比与变速器效率的对应关系通过试验标定。即在本实施例中，变速箱挡位是可变换的，而非固定的。
传动轴模块40，用于接收液力自动变速器模块发送的第三扭矩，对所述第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块；
本实施例中，传动轴模块40用于对液力自动变速器模块发送的第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，从而得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块50。
车轮模块50，用于接收传动轴模块发送的第四扭矩，并基于第四扭矩得到车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块；
本实施例中，车轮模块50基于预先标定的扭矩与车轮纵向力的对应关系，确定第四扭矩对应的车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块60。其中，对应关系可以是函数形式(函数输入为扭矩，输出为车轮纵向力)，也可以是键值对形式(key为扭矩，value为车轮纵向力)。
车身模块60，用于接收车轮模块发送的车轮纵向力，并根据车轮纵向力确定加速度，对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块。
本实施例中，车身模块60根据车轮模块发送的车轮纵向力确定加速度，再对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块20。即当前的输出(车速)可以影响下一次的输出(车速)，使得仿真过程与实际车辆测试过程更加接近。
进一步地，一实施例中，车身模块60具体用于：
接收测试数据输入模块发送的车辆运动影响因子以及接收车轮模块发送的车轮纵向力；基于所述车辆运动影响因子以及车轮纵向力确定加速度。
本实施例中，车辆运动影响因子包括：车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率。车身模块60根据车轮纵向力并综合考虑车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率，得到加速度。其中，可预先设置相关函数，函数的输入为车轮纵向力、车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率，输出为加速度。
本实施例中，用于AT车型动力性能仿真的整车模型包括：发动机实时扭矩模块，用于将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块；液力变矩器模块，用于接收发动机实时扭矩模块发送的发动机实时扭矩以及车身模块发送的输入端转速以及输出端转速，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块；液力自动变速器模块，用于接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力，根据主从动盘转速差确定动摩擦因数，根据挡位数据、主从动盘转速差、离合器压力、动摩擦系数和静摩擦系数，结合离合器扭矩传递公式，确定离合器的结合和断开状态，基于离合器的结合和断开状态，使行星排的太阳轮、行星架和齿圈固定或运动，进而实现不同挡位的切换，并确定对应挡位下的传动比，将第一扭矩与传动比相乘，得到第二扭矩，将第二扭矩与传动比对应的变速器效率相乘，得到第三扭矩，将第三扭矩发送至传动轴模块；传动轴模块，用于接收液力自动变速器模块发送的第三扭矩，对所述第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块；车轮模块，用于接收传动轴模块发送的第四扭矩，并基于第四扭矩得到车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块；车身模块，用于接收车轮模块发送的车轮纵向力，并根据车轮纵向力确定加速度，对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块。本实施例提供的整车模型可以用于对整车的换挡过程进行动态分析。
进一步地，一实施例中，用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
测试数据输入模块，用于发送车速、变速箱档位以及发动机转速至发动机实时扭矩模块，发送车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率至车身模块。
进一步地，一实施例中，用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
仿真输出检测模块，用于将仿真结果与实车测试结果进行对比以及分析。
进一步地，一实施例中，基于变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速器结构、变速器工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建得到液力自动变速器模块。
进一步地，一实施例中，基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量的步骤包括：
根据单行星排齿圈与太阳轮齿速比、复合行星排齿圈与大太阳轮齿速比以及复合行星排齿圈与小太阳轮齿速比，得到变速箱处于各个档位下的速比；从变速箱规格参数表中获取变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量；将变速箱处于各个档位下的速比以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量代入变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量。
本实施例中，参照图2，图2为一实施例中6AT变速器的结构示意图。以图2所示的6AT变速器为基础构建液力自动变速器模块。参照图2，输入轴转动惯量为离合器C2与单行星排之间的轴齿部分惯量，记为JC21；轴齿部分的转动惯量包括离合器C1与单行星排之间的轴齿部分惯量(记为JC11C31)、离合器C2与拉维娜复合行星排之间的轴齿部分惯量(记为JC22B2)、离合器C1与拉维娜复合行星排之间的轴齿部分惯量(记为JC12)以及离合器C3与拉维娜复合行星排之间的轴齿部分惯量(记为JC32B1)；输出轴转动惯量为主减速器与拉维娜复合行星排之间的轴齿部分惯量，记为Jout。
令单行星排齿圈与太阳轮齿速比为K1，拉维娜复合行星排齿圈与大太阳轮齿数比为K21，拉维娜复合行星排齿圈与小太阳轮齿数比为K22；将6AT的速比分别记做i1、i2、i3、i4、i5、i6，则各挡速比为：
Figure BDA0003754063020000101
Figure BDA0003754063020000102
Figure BDA0003754063020000103
Figure BDA0003754063020000104
Figure BDA0003754063020000105
Figure BDA0003754063020000111
基于上述内容，列出各挡等效到输入轴上的等效转动惯量计算公式：
齿轮副的惯量等效方式为：等效到输入轴的惯量＝输出轴惯量*(输出轴与输入轴的速比)2。
则各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式：
Figure BDA0003754063020000112
Figure BDA0003754063020000113
Figure BDA0003754063020000114
Figure BDA0003754063020000115
Figure BDA0003754063020000116
Figure BDA0003754063020000117
Figure BDA0003754063020000118
从变速箱规格参数表中获取变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，即得到J1、J2、J3、J4、J5、J6、JR的具体数值，代入上述公式，即可求得JC21、JC11C31、JC22B2、JC12、JC32B1以及Jout的具体值。
至此，即可基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速器结构、变速器工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建得到液力自动变速器模块。具体的，基于变速器结构、变速器工作原理，利用可视化仿真工具构建模型结构，再将输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量以及变速器效率映射表置于模型结构的对应位置，从而得到液力自动变速器模块。其中，变速器效率映射表记录有传动比(变速箱档位)与变速器效率的对应关系。
进一步地，一实施例中，获取T/C特性参数，所述T/C特性参数包括转速比、泵轮扭矩系数、扭矩系数和传动效率；获控液力变矩器转动惯量；获取液力变矩器阻尼特性曲线；基于所述T/C特性参数、液力变矩器转动惯量和液力变矩器阻尼特性曲线，利用可视化仿真工具构建液力变矩器模型。
对于换挡机构模块，主要是获取轴系挡位变化指令及挡位信号来进行建模，属于本领域技术人员悉知的内容，本发明实施例在此不做赘述。此后，综合液力变矩器模块、轴系模块和换挡机构模块，即可完成AT变速箱的建模。
第二方面，本发明还提供一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法。参照图3，图3为本发明用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法一实施例的流程示意图。如图3所示，用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法包括：
步骤S10，构建发动机实时扭矩模块；
本实施例中，基于预置的计算程序结合数据接口构建发动机实时扭矩模块。其中数据接口用于接收测试数据输入模块发送的车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速，计算程序用于执行上述发动机实时扭矩模块执行的步骤。
步骤S20，构建液力变矩器模块；
步骤S30，构建液力自动变速器模块，包括：
基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；
基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速箱结构、变速箱工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建液力自动变速器模块；
本实施例中，构建液力变矩器模块以及构建液力自动变速器模块的具体实施例与上述实施例基本类似，在此不做赘述。
步骤S40，构建传动轴模块；
本实施例中，按照传动特性构建传动轴模块，使得传动轴模块可以用于对液力自动变速器模块发送的扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟。
步骤S50，构建车轮模块；
步骤S60，构建车身模块。
本实施例中，按照车辆运动特性构建车轮模块以及车身模块，使得车轮模块以及车身模块可实现上述实施例中所述的车轮模块以及车身模块的执行动作。
将上述构建的各个模块按照数据的处理流向进行组合，即可得到用于AT车型动力性能仿真的整车模型。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型包括：
发动机实时扭矩模块，用于将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块；
液力变矩器模块，用于接收发动机实时扭矩模块发送的发动机实时扭矩以及车身模块发送的输入端转速以及输出端转速，根据发动机实时扭矩、输入端转速以及输出端转速得到第一扭矩，并将第一扭矩发送至液力自动变速器模块；
液力自动变速器模块，用于接收挡位数据、主从动盘转速差、第一扭矩以及离合器压力，根据主从动盘转速差确定动摩擦因数，根据挡位数据、主从动盘转速差、离合器压力、动摩擦系数和静摩擦系数，结合离合器扭矩传递公式，确定离合器的结合和断开状态，基于离合器的结合和断开状态，使行星排的太阳轮、行星架和齿圈固定或运动，进而实现不同挡位的切换，并确定对应挡位下的传动比，将第一扭矩与传动比相乘，得到第二扭矩，将第二扭矩与传动比对应的变速器效率相乘，得到第三扭矩，将第三扭矩发送至传动轴模块；
传动轴模块，用于接收液力自动变速器模块发送的第三扭矩，对所述第三扭矩进行传动轴扭转特性模拟以及花键间隙模拟，得到第四扭矩，将第四扭矩发送至车轮模块；
车轮模块，用于接收传动轴模块发送的第四扭矩，并基于第四扭矩得到车轮纵向力，并将车轮纵向力发送至车身模块；
车身模块，用于接收车轮模块发送的车轮纵向力，并根据车轮纵向力确定加速度，对加速度进行积分得到车速，基于车速得到输入端转速以及输出端转速，并将输入端转速以及输出端转速发送至液力变矩器模块。
2.如权利要求1所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述发动机实时扭矩模块具体用于：
接收车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速；
基于车速、油门踏板开度、变速箱档位以及发动机转速从油门踏板map表中查找对应的第一子扭矩；
从第一子扭矩、第二子扭矩以及第三子扭矩中选取最小值，作为第四子扭矩，其中，第二子扭矩基于发动机外特性确定，第三子扭矩为发动机当前工况对应的最大扭矩；
对所述第四子扭矩通过预设扭矩滤波方式进行处理，得到处理后的扭矩，从过零扭矩保持值以及处理后的扭矩中选取最小值，作为第五子扭矩；
从制动踏板松开且油门踏板未被踩踏时对应的扭矩和发动机当前工况对应的最小扭矩中选取最大值，作为爬行扭矩；
根据爬行扭矩以及第五子扭矩，得到第六子扭矩；
基于发动机扭矩响应特性确定第七子扭矩；
从第六子扭矩和第七子扭矩中选取最小值，作为发动机实时扭矩；
将发动机实时扭矩发送至液力变矩器模块。
3.如权利要求1所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，基于变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速器处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速器结构、变速器工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建得到液力自动变速器模块。
4.如权利要求3所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量的步骤包括：
根据单行星排齿圈与太阳轮齿速比、复合行星排齿圈与大太阳轮齿速比以及复合行星排齿圈与小太阳轮齿速比，得到变速箱处于各个档位下的速比；
从变速箱规格参数表中获取变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量；
将变速箱处于各个档位下的速比以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量代入变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量。
5.如权利要求1所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，获取T/C特性参数，所述T/C特性参数包括转速比、泵轮扭矩系数、扭矩系数和传动效率；获控液力变矩器转动惯量；获取液力变矩器阻尼特性曲线；基于所述T/C特性参数、液力变矩器转动惯量和液力变矩器阻尼特性曲线，利用可视化仿真工具构建液力变矩器模型。
6.如权利要求2所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述车身模块具体用于：
接收测试数据输入模块发送的车辆运动影响因子以及接收车轮模块发送的车轮纵向力；
基于所述车辆运动影响因子以及车轮纵向力确定加速度。
7.如权利要求6所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，车辆运动影响因子包括：
车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率。
8.如权利要求7所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
测试数据输入模块，用于发送车速、变速箱档位以及发动机转速至发动机实时扭矩模块，发送车重、风速、道路坡度以及轮胎滑移率至车身模块。
9.如权利要求8所述的用于AT车型动力性能仿真的整车模型，其特征在于，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型还包括：
仿真输出检测模块，用于将仿真结果与实车测试结果进行对比以及分析。
10.一种用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法，其特征在于，所述用于AT车型动力性能仿真的整车模型构建方法包括：
构建发动机实时扭矩模块；
构建液力变矩器模块；
构建液力自动变速器模块，包括：
基于变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量的计算公式以及变速箱处于各个档位下等效到输入轴上的转动惯量，计算得到输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量以及输出轴转动惯量；
基于输入轴转动惯量、轴齿部分的转动惯量、输出轴转动惯量、变速箱结构、变速箱工作原理以及变速器效率映射表，利用可视化仿真工具构建液力自动变速器模块；
构建传动轴模块；
构建车轮模块；
构建车身模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024016852A1 (zh) * 2022-07-19 2024-01-25 东风汽车集团股份有限公司 发动机实时扭矩计算方法、装置、设备及可读存储介质

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