[发明专利]乘用车起步过程的性能仿真系统及方法

说明书

本发明公开了一种乘用车起步过程的性能仿真系统及方法，包括离合器踏板操纵系统、离合器转矩传递模型、发动机控制模型、发动机模型、离合器模型、离合器滑摩功模型和整车模型；所述离合器踏板操纵系统与离合器转矩传递模型通过单向信号连接；离合器转矩传递模型与发动机控制模型通过单向信号连接；离合器转矩传递模型与离合器模型通过单向信号连接；发动机控制模型和发动机模型通过双向信号连接；发动机模型与离合器模型通过机械连接；离合器模型与离合器滑摩功模型通过双向信号连接；离合器模型与整车模型通过机械连接；离合器滑摩功模型与整车模型通过双向信号连接。本发明实现了在整车结构冻结早期对起步性能进行预测和评估。

技术领域

本发明属于乘用车性能模拟仿真技术领域，具体涉及一种乘用车起步过程的性能仿真系统及方法。

背景技术

起步性能是车辆动力性的一个重要评价指标，尤其对于手动挡车型，起步性能甚至可以作为整车性能评价的否决项。与起步过程相关的评价指标很复杂，既有是否熄火、离合器滑摩功、坡路起步能力等客观指标，也有起步过程抖动、噪声等主观指标。起步性能的影响因素也比较多，如发动机动力输出、变速器和主减速器速比、离合器的结构尺寸及转矩传递特性、起步控制逻辑、发动机怠速控制等。建立各个影响因素与评价指标之间的对应关系，从而对涉及到整车起步过程的部件进行结构方案和控制逻辑设计，是整车起步性能开发的关键。整车的起步性能不是孤立存在的，设计和调整起步过程影响因素以达到整车起步性能要求的同时，也要同时考虑各影响参数的变化对整车动力性、经济性、振动噪声等其他性能指标的影响。所以，需要建立系统性的分析方法和工具，将起步性能放在整车性能的其他评价维度中进行均衡的分析。

车辆起步过程的评价需要在样车试制出来后进行，若不满足开发目标，则需对整车最初配置进行调整，由于整车结构设计已经完成，主要部件如发动机、变速器等不可能做大幅改动，一般会通过增大主减速比、提升起步转速等手段，这会导致开发成本上涨、周期增加、其它整车性能变差如经济性和NVH性能等。所以能够在整车开发初期对起步性能进行模拟仿真，并与整车的其他性能进行综合评价，进而确定最佳的匹配方案就非常必要。

目前，行业中整车起步性能的早期评价大多采用经验公式法，用发动机台架测试的稳态转矩作为离合器输入端转矩，整车传递到离合器从动盘力矩作为阻力矩，然后根据整车起步时动力传动链的动力学模型进行估算。此方法存在一定的局限性，在离合器输入端，没有考虑到起步辅助策略和发动机怠速控制引起的转矩、转速变化；在离合器转矩传递过程中，没有建立离合器踏板释放速率与离合器传递转矩的数学模型，因此在进行起步性能评价时，往往与实际测试存在较大误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种乘用车起步过程的性能仿真系统及方法，能实现在整车结构冻结早期对起步性能进行预测和评估。

本发明所述的一种乘用车起步过程的性能仿真系统，包括离合器踏板操纵系统、离合器转矩传递模型、发动机控制模型、发动机模型、离合器模型、离合器滑摩功模型和整车模型；所述离合器踏板操纵系统与离合器转矩传递模型之间通过单向信号连接；离合器转矩传递模型与发动机控制模型之间通过单向信号连接；离合器转矩传递模型与离合器模型之间通过单向信号连接；发动机控制模型和发动机模型之间通过双向信号连接；发动机模型与离合器模型之间通过机械连接；离合器模型与离合器滑摩功模型通过双向信号连接；离合器模型与整车模型之间通过机械连接；离合器滑摩功模型与整车模型之间通过双向信号连接；

其中：所述离合器转矩传递模型用于模拟离合器踏板与离合器从动盘之间的位移传递关系，并基于离合器从动盘的轴向压缩特性，将位移转换为作用在离合器摩擦片上的压紧力；

所述发动机控制模型包括起步辅助控制模型和发动机怠速控制模型，用于整车起步时控制系统对发动机节气门开度的调节和修正，得到发动机的输出转速、转矩；

所述离合器滑摩功模型用于模拟车辆在起步过程中，离合器在结合过程中产生的滑摩功。