六档双离合车辆的实时仿真系统及其建立方法技术方案

本发明专利技术涉及实时仿真技术领域，公开了一种六档双离合车辆的实时仿真系统及其建立方法。系统由实时目标机与开发主机构成，实时目标机运行六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型，根据开发主机下发的控制命令，对六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型进行实时高速解算，并将仿真结果传至开发主机进行显示；在此基础上又进行了硬件在环仿真的开发，将档位及离合器控制部分放到外部硬件中去执行，整车模型在目标机中实时运行，并通过实时目标机配备的高速IO口与控制器的IO口对接，将模型的运算结果输出，实现交互运行。本发明专利技术的六档双离合车辆的实时仿真系统，使得仿真的精度与准确性大幅提高，加快了开发进度。

【技术实现步骤摘要】
六档双离合车辆的实时仿真系统及其建立方法
本专利技术涉及实时仿真
，特别涉及一种六档双离合车辆的实时仿真系统及其建立方法。
技术介绍
双离合传动机构，既能传递动力，又能切断动力，其作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换档时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。而一般汽车上，换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。换档规律是指各档位间的自动换挡时刻随换档参数变化的规律。根据换档参数的不同换档规律一般分为单参数换档、两参数换档及多参数换档。目前应用最多的基本换档规律是两参数换档，即油门和车速。但常规的换档过程非常复杂，需要发动机，离合器，扭矩控制器等联合完成，中间操作要求特别高，再加上控制信号的延时等，控制上存在很大的困难。因此，换档规律并不能仅依靠油门和车速来进行描述。在系统实时仿真领域，现有的对变速器的模拟仿真方案主要有两种，一种是全实物的系统开发，一种是纯数字的模拟仿真。全实物系统的开发成本高，特别不灵活，研发周期长；而纯数字模拟仿真，手段灵活，但与现实系统的差异可能较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种六档双离合车辆的实时仿真系统及其建立方法，使得仿真的精度与准确性得到大幅提高，加快开发的进度。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种六档双离合车辆的实时仿真系统，包含：主SM_Computation子系统和操控界面SC_Console子系统；所述SC_Console子系统运行于开发主机，用于将控制命令下发到SM_Computation子系统，并显示车辆的仿真结果；所述SM_Computation子系统运行于实时目标机，用于运行六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型，根据SC_Console子系统下发的控制命令，对六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型进行实时高速解算，并将仿真结果传送至所述SC_Console子系统；所述目标机与所述开发主机之间进行信息交互，实现SM_Computation子系统和SC_Console子系统之间信号的传递。本专利技术的实施方式还提供了一种上述六档双离合车辆的实时仿真系统的建立方法，包含以下步骤：在高级工程系统仿真建模AMESIM环境中建立双离合车辆的传动系统及整车模型；在AMESIM环境中添加Simulink接口模块，生成所述双离合车辆的传动系统及整车模型对应的系统函数C-Sfunction；在矩阵实验室软件中的动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境MATLAB/Simulink中建立双离合车辆的传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型；在实时仿真平台RT-LAB中调用RTW，生成所述在MATLAB/Simulink中建立的双离合车辆的传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型的C代码，进而将C代码编译成实时目标平台的可执行代码。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过SM_Computation子系统运行六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型，根据操控界面子系统下发的控制命令，对六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型进行实时高速解算，并将仿真结果传送至操控界面子系统；由操控界面子系统对仿真结果进行显示。主子系统放到实时目标机中去执行，操控界面子系统放在开发主机上位机中运行，目标机与开发主机之间进行信息交互。另外，所述SC_Console子系统包含第一通讯模块、显示模块以及指令下发模块；所述第一通讯模块用于接收SM_Computation子系统传来的仿真结果,并传送至Display模块；所述显示模块用于显示车辆运行状态；其中，所述车辆运行状态包含：车速、偶数齿轮档位、奇数齿轮档位和发动机转速；所述指令下发模块用于下发控制命令至所述SM_Computation子系统；其中，所述控制命令包含：启动指令、加速指令和刹车指令。另外，所述SM_Computation子系统包含：齿轮选择模块、离合器指令模块、压力调节模块、车辆模型、第二通讯模块、传感器与执行器；所述第二通讯模块用于接收来自SC_Console子系统的控制指令；传感器与执行器用于对加速踏板信号和刹车踏板信号进行采样，并进行数据的处理，将选择信号(selector)传送给齿轮选择模块，加速踏板信号(Acc_pedal)传送给齿轮选择模块和车辆模型，刹车踏板信号传送给车辆模型；所述齿轮选择模块用于根据传感器与执行器传送的选择信号(selector)和加速踏板信号(Acc_pedal)，以及车辆模型反馈的车速(Velocity)，进行档位选择，并将换档需求信号输出至离合器指令模块；其中，所述换档需求信号包含：档位信号、预选的偶数档位和预选的奇数档位；所述离合器指令模块用于根据所述齿轮选择模块输出的换档需求信号，考虑驾驶的平顺性和驾驶需求，来对离合器的状态进行调节，产生离合器的控制信号；所述压力调节模块用于进行液压管理，包含：液压离合器的稳压；所述车辆模型用于根据使能信号、奇数档位连接的离合器的控制信号、保证离合器能够正常工作的液压压力、偶数档位连接的离合器的控制信号、制动踏板信号、驾驶踏板信号、偶数变速箱目标需求档位以及奇数变速箱目标需求档位，考虑到扭矩的耦合和解耦过程，对汽车传动系统的动态进行实时计算，产生车速、制动扭矩、驱动扭曲以及发动机转速，并输出至所述SC_Console子系统。另外，所述SC_Console子系统下发到SM_Computation子系统的控制命令包含：驾驶循环指令、加速指令、刹车指令；所述SM_Computation子系统传送至SC_Console子系统的仿真结果包含：车速、偶数档、奇数档以及发动机转速。另外，所述六档双离合车辆传动系统及整车模型集成了准静态模型和动态模型；其中，准静态模型用于系统的解析，动态模型用于描述离合器和变速箱的运行信息和动态行为。采用准静态模型主要用于系统的解析和匹配，它可以从整体的构成和运行来评价每个元件的性能，辨识各元件的边界特性；而动态模型一般是由物理模型组成，反映系统的动态运行特性和各个元件之间的相互作用。另外，在所述准静态模型和动态模型的建立和运行过程中，采用多种步长并行计算，这样的设置可以在相同的时间内获得更多需要的信息，进一步提高仿真精度和准确性。另外，所述档位及离合器控制模型根据发动机万有特性，先计算出当前车速和整车需求扭矩的情况下，可允许的档位对应的燃油消耗，通过与当前档位的对比，规划出基本的升档线和降档线。所述档位及离合器控制模型还根据换档过程带来的额外消耗，在升档和降档之间设置区间；所述区间的下线为降档线，上线为升档线；在计算驾驶员的扭矩需求时，通过延时和滤波对扭矩需求进行判断，当高于升档线时，选择升档，当低于降档线时选择将档。另外，所述六档双离合车辆传动系统及整车模型在高级工程系统仿真建模AMESIM环境中搭建；所述换档规律模型在矩阵实验室软件中的动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境MATLAB/SIMULINK中建立。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的六档双离合车辆的实时仿真系统的顶层结构框图；图2是根据本专利技术第一实施方式的六档双离合车辆的实时仿真系统中操控界面子系统的示意图；图3是根据本专利技术第一实施方式的六档双离合车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六档双离合车辆的实时仿真系统，其特征在于，包含：主SM_Computation子系统和操控界面SC_Console子系统；所述SC_Console子系统运行于开发主机，用于将控制命令下发到SM_Computation子系统，并显示车辆的仿真结果；所述SM_Computation子系统运行于实时目标机，用于运行六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型，根据SC_Console子系统下发的控制命令，对六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型进行实时高速解算，并将仿真结果传送至所述SC_Console子系统；所述目标机与所述开发主机之间进行信息交互，实现SM_Computation子系统和SC_Console子系统之间信号的传递。

【技术特征摘要】
1.一种六档双离合车辆的实时仿真系统，其特征在于，包含：主SM_Computation子系统和操控界面SC_Console子系统；所述SC_Console子系统运行于开发主机，用于将控制命令下发到SM_Computation子系统，并显示车辆的仿真结果；所述SM_Computation子系统运行于实时目标机，用于运行六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型，根据SC_Console子系统下发的控制命令，对六档双离合车辆传动系统及整车模型、档位及离合器控制模型进行实时高速解算，并将仿真结果传送至所述SC_Console子系统；所述目标机与所述开发主机之间进行信息交互，实现SM_Computation子系统和SC_Console子系统之间信号的传递；所述SM_Computation子系统包含：齿轮选择模块、离合器指令模块、压力调节模块、车辆模型、第二通讯模块、传感器与执行器；所述第二通讯模块用于接收来自所述SC_Console子系统的控制指令；所述传感器与执行器用于对加速踏板信号和刹车踏板信号进行采样，并进行处理，将选择信号传送给齿轮选择模块，加速踏板信号传送给齿轮选择模块和车辆模型，刹车踏板信号传送给车辆模型；所述齿轮选择模块用于根据所述传感器与执行器传送的选择信号和加速踏板信号，以及车辆模型反馈的车速，进行档位选择，并将换档需求信号输出至离合器指令模块；其中，所述换档需求信号包含：档位信号、预选的偶数档位和预选的奇数档位；所述离合器指令模块用于根据所述齿轮选择模块输出的换档需求信号，考虑驾驶的平顺性和驾驶需求，来对离合器的状态进行调节，产生离合器的控制信号；所述压力调节模块用于进行液压管理，包含：液压离合器的稳压；所述车辆模型用于根据使能信号、奇数档位连接的离合器的控制信号、保证离合器能够正常工作的液压压力、偶数档位连接的离合器的控制信号、制动踏板信号、驾驶踏板信号、偶数变速箱目标需求档位以及奇数变速箱目标需求档位，考虑到扭矩的耦合和解耦过程，对汽车传动系统的动态进行实时计算，产生车速、制动扭矩、驱动扭曲以及发动机转速，并输出至所述SC_Console子系统。2.根据权利要求1所述的六档双离合车辆的实时仿真系统，其特征在于，所述SC_Console子系统包含第一通讯模块、显示模块以及指令下发模块；所述第一通讯模块用于接收所述SM_Computation子系统传送的仿真结果，并传送至Display模块；所述显示模块用于将所述第一通讯模块接收的仿真结果作为车辆运行状态显示，供查看；所述指令下发模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭茂派，魏明洋，姜政，
申请(专利权)人：上海科梁信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31