[发明专利]一种中央式气动离合器执行机构模拟装置及模拟方法

说明书

一种中央式气动离合器执行机构模拟装置及模拟方法，电磁阀组件和供压装置，供压装置的输出端连接电磁阀组件；电磁阀组件为四个两位两通电磁阀，分别为快开阀、慢开阀、快关阀和慢关阀，供压装置连接快开阀和慢开阀的进气口，快开阀和慢开阀的出气口分别连接快关阀和慢关阀，快关阀和慢关阀的排气口连接排气管道。本发明对离合器执行机构进气和排气过程中的气压和位移进行计算，可以更准确反应其工作过程，有利于软件对离合器相关功能进行测试；本发明空气质量流量作为输入条件可以更好的模拟实际气缸工作情况，让软件测试更接近实际情况。

技术领域

离合器执行机构技术领域，特别涉及一种中央式气动离合器执行机构模拟装置及模拟方法。

背景技术

目前在商用车领域，国内外各大主机厂和独立供应商对电控机械式自动变速器AMT(Automatic Mechanical Transmission)都进行了详细的研究。各主流产品已经发展到了第二代甚至第三代。主要表现为高度集成式，控制器、电磁阀、传感器、控制线束和气管等高度集成，离合器执行机构多采用中央式布局结构。对于AMT控制策略和电控软件开发等核心技术的研究最为重要。目前行业已经形成了一套完整的汽车电控软件开发流程。常见的汽车电控软件开发方法是快速应用开发模型，其中模型在环MIL(Model in the loop)是非常重要的一步。

目前AMT的模型在环测试关注点一般是整体软件功能是否完善，逻辑是否正确。很少有对离合器部分进行详细模拟的，导致离合器相关部分的逻辑很难被充分验证，问题很难提前发现。也有对离合器部分进行模拟的，但大多数是结合试验数据，给软件一个输入值进行模拟。没有对离合器执行机构工作过程进行模拟的。其实离合器执行机构的工作过程对AMT的性能有很大影响，有必要在模型在环测试阶段就对其进行详细模拟。

模型在环是较为节省成本的一种嵌入式系统测试方法。可以对整个控制系统进行建模，也可以对自己关心的部件进行详细建模，通过合理的数学模型来描述真实物理模型。这种方法在电控软件开发初期发挥了重要作用，可以通过模拟来验证软件的功能和逻辑。因此，搭建一种专门的模型来用于AMT电控软件开发十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中央式气动离合器执行机构模拟装置及模拟方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种中央式气动离合器执行机构模拟装置，电磁阀组件和供压装置，供压装置的输出端连接电磁阀组件；电磁阀组件为四个两位两通电磁阀，分别为快开阀、慢开阀、快关阀和慢关阀，供压装置连接快开阀和慢开阀的进气口，快开阀和慢开阀的出气口分别连接快关阀和慢关阀，快关阀和慢关阀的排气口连接排气管道。

进一步的，供压装置包括气缸和活塞，活塞设置在气缸内，气缸通过管路连接电磁阀组件。

进一步的，活塞上设置有位移传感器。

进一步的，活塞外部连接有回位弹簧。

进一步的，一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，包括以下步骤：

将活塞的位移x和气缸内的压力p作为变量，对活塞进行受力分析，得到气压产生的压力F_p，回位弹簧产生的弹簧力F_sp，摩擦力F_f；

将弹簧力F_sp简化为和位移成线性关系的力：摩擦力简化为和速度成正比的力；

在Simulink仿真平台里搭建的模型，求出变量x和p。

进一步的，压力p的变化由两部分组成，一个是气缸内体积的变化引起的压力变化，一个是流入或流出气缸的空气质量流量变化引起的压力变化。

进一步的，质量流量q_m根据流体力学相关公式得到，分为空气流入气缸和流出气缸两种情况，如公式所示：