[发明专利]汽车双离合器式自动变速器硬件在环仿真试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真试验台，特别涉及一种汽车双离合器式自动变速器硬件在环仿真试验台。

背景技术

装备双离合器式自动变速器(Dual Clutch Transmission，简称DCT)车辆的传动系由发动机、DCT、DCT的电子控制单元(Transmissioncontrol unit，简称TCU)、同步器和双离合器的执行电机组成，硬件在环试验台中将不易建立准确数学模型的各执行电机及TCU实现硬件在环，基于xPC目标工作环境，实现执行电机与发动机的数学模型、DCT的各种运行工况数字仿真模型及TCU的实时通讯，发动机、DCT及各执行电机的运行状态由TCU进行控制，预测车辆在不同工况下的行驶性能，优化车辆的控制策略。与纯数字仿真相比，由于实现了TCU及作动器的硬件在环，对各种控制策略的预测结果更加准确。在DCT电子控制系统研发的前期，采用硬件在环仿真试验台，可以对各种控制策略特别是极端危险状况的控制策略进行优化，可以减少实车试验次数，缩短DCT电子控制系统研发的周期。目前未有DCT硬件在环仿真试验台。

发明内容

本发明的技术问题是要提供一种基于xPC目标工作环境，实现执行电机与发动机的数学模型、DCT的各种运行工况数字仿真模型及TCU的实时通讯，发动机、DCT及各执行电机的运行状态由TCU进行控制的汽车双离合器式自动变速器硬件在环仿真试验台。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种汽车双离合器式自动变速器硬件在环仿真试验台，包括宿主机、目标机、电控单元，宿主机建立汽车起步工况、起步完成后的稳定行驶工况、以某一挡位稳定行驶同时下一挡位同步器开始接合的工况、以某一挡位稳定行驶同时下一挡位同步器完成接合的工况以及双离合器换挡的动态过渡工况的数字仿真数学模型，转化为C代码格式，经以太网由目标机接收下载到其CPU内，电控单元控制二个离合器的执行电机和同步器的执行电机，并通过PCL板卡接收离合器的位移量，控制目标机内存储的汽车各种工况数字仿真模型运行及其反馈的信息。

在宿主机上建立数字仿真模型，为了使所建的动力学模型具有代表，以图4所示的5挡DCT传动系统的结构示意图为分析对象，进行建模分析，DCT车辆的传动系主要由发动机和DCT组成。而DCT的包括两个离合器(离合器1和离合器2)，两个离合器的从动轴(C₁轴和C₂轴)，两个中间轴(m₁轴和m₂轴)，输出轴(s轴)，各挡位的主、被动齿轮及同步器，同步器1为1、3挡的同步器，同步器2为2、4挡的同步器，同步器3为5挡的同步器，同步器4为倒挡的同步器。

依据DCT的工作原理，车辆行驶过程中，DCT的运行状况包括驻车工况、起步工况、起步完成后的稳定行驶工况、以某一挡位稳定行驶同时下一挡位同步器开始接合的工况、以某一挡位稳定行驶同时下一挡位同步器完成接合的工况及DCT换挡的动态过程工况。

以下公式为稳定行驶工况的动力学微分方程，基于动力学微分方程，利用Matlab/Simulink软件，可在宿主机上建立整车的数字仿真模型，所述的多种工况数字仿真数学模型如下：

1)汽车起步工况

车辆首先处于驻车工况，当驾驶员打开点火钥匙后，开始进入起步工况。在起步工况中，离合器1的主、从动部分开始接合，动力学微分方程如下所示：