单PC机湿式双离合器变速器半实物实时混合仿真平台及仿真方法技术

一种单ＰＣ机湿式双离合器变速器半实物实时混合仿真平台，该仿真平台包括虚拟控制器部分和现场系统部分，虚拟控制器部分和现场系统部分通过数据信息交换接口板卡和双离合器变速器电控单元进行信息传递和交换，双离合器变速器电控单元通过数据信息交换接口板卡获取车辆行驶信号，根据这些信号进行综合处理和判断，进而做出换档决策，控制各个电磁阀的动作；同时虚拟控制器部分从数据信息交换接口板卡获得档位信息，模拟出实际车辆行驶状态并实时显示数据处理结果。本发明专利技术的优点是只需要一台ＰＣ机或工控机，实时引入现场实际物理信号，提高了仿真系统数据精度和实验结果的可信度；低成本、实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双离合器变速器的仿真平台，特别涉及一种不同于xPC或其它硬件在环方式的单PC机湿式双离合器变速器半实物实 时混合仿真平台及仿真方法。
技术介绍
自动变速器电控系统的完善的软件程序，可靠性、稳定性的硬件系统直接影响到整个变速器系统性能好坏，因此如何找到一种可快速、可靠、实用且低成本的自动变速器控制器开发途径是非常必要的， 是事实上实际工程研发过程中经常会遇到这样的尴尬情景，例如在计算机上能够取得令人满意的软件程序和控制策略一旦到了实际应用 场合效果却非常差，让人无所适从，这是因为单纯的数字仿真由于没 有考虑到实际物理系统现场信号特征，也就必然会导致数字仿真结果 与实际应用结果差别较大，这种情况必然会延误产品研发周期，降低开发成功率，目前尚未见有采用本专利技术技术方案开发出单PC机湿式 双离合器变速器半实物实时混合仿真平台及仿真方法。
技术实现思路
本专利技术的技术问题是要提供一种引入研究对象实际工作时的实 时现场参数，设计制作变速器控制器，使得纯数字Simulink模型与 实际物理系统现场能够实时传递信号，理论研究与实际应用密切联 系，建立单PC机湿式双离合器变速器半实物实时混合仿真平台及仿 真方法，可模拟车辆各种行驶工况。为了解决以上的技术问题，将湿式双离合器自动变速器作为研究对象引入仿真回路中，以SiMilink作为仿真环境，利用实时工具箱 RTWT与RTW相结合的方法将其转换为一个实时仿真系统，建立以 PCL-818L及PCL-726板卡为信息数据交换媒介的湿式双离合器变速 器半实物实时混合仿真平台。本专利技术提供了一种单PC机湿式双离合器变速器半实物实时混合 仿真平台，该仿真平台包括虚拟控制器部分和现场系统部分，所述的 虚拟控制器部分是以工控机为载体的包括车辆动力学模型、板卡驱动 模块、显示界面模块、数据信息交换接口板卡、实时代码转换工具和 PC机的模拟实车行驶环境，所述的现场系统部分是包含双离合器变 速器电控单元、湿式双离合器自动变速器液压系统的实际物理部分， 虛拟控制器部分和现场系统部分通过数据信息交换接口板卡和双离 合器变速器电控单元进行信息传递和交换，双离合器变速器电控单元 通过数据信息交换接口板卡获取车辆行驶信号，根据这些信号进行综 合处理和判断，进而做出换档辨策，控制各个电磁阀的动作；同时虚 拟控制器部分从数据信息交换接口板卡获得档位信息，模拟出实际车 辆行驶状态并实时显示数据处理结果。所述双离合器变速器电控单元的输入是油门开度信号、制动信 号、档位信号、压力信号、发动机转速信号、第一离合器转速信号和 第二离合器转速信号经滤波处理电路处理，双离合器变速器电控单元 的输出经放大电路、光电隔离电路后与电磁阀驱动电路连接，控制主 压力阀、换向阀、压力阀A、压力阀B和4个换档阀的动作。所述湿式双离合器自动变速器液压系统包括油箱、滤油器、油泵 驱动装置、油泵、主压力阀、开关阀、换向阀、压力传感器、离合器 第二轴、离合器油腔、膜片弹簧、第二离合器压盘附件、第二离合器 从动盘支架、螺旋弹簧和离合器第一轴，油泵通过油泵驱动装置与发6动机连接，滤油器与油泵连接，主压力阀与油泵出油口油路连接、开 关阀通过换向阀与油泵连接，压力传感器与离合器油腔连接，第二离 合器压盘附件与第二离合器从动盘支架连接，第二离合器从动盘支架 与第二离合器压盘附件连接，膜片弹簧与第一离合器压盘附件连接， 螺旋弹簧与第一离合器压盘附件连接，第一离合器从动盘支架与第一 离合器压盘附件连接。RTTT是MATLAB提供和发行的一个基于RTW体系框架的附加产品， 它可将PC机转变为一个实时系统，其目的是引入一种快速原型设计 的方法，用于控制器的实时测试和开发。在这个环境里， 一台PC机 既作为宿卞机，又作为目标机存在。RTWT应用一个实时内核来保证 应用程序的实时运行，实时内核运行在CPU的最高优先级，利用PC 机的内部时钟，作为自己的时间信号源。实时仿真时，首先有上层虚拟环境将纯数字模型及接口驱动程序 转换成C代码，现场系统部分中的双离合器变速器电控单元通过数据 信息交换接口板卡获取车辆行驶信息，双离合器变速器电控单元根据 这些信号进行综合处理和判断，进而做出换档决策，控制各个电磁阀 的动作。双离合器变速器电控单元主要有数据采集处理模块，换档策 略模块，离合器控制模块，与此同时虚拟控制器部分根据从数据信息 交换接口板卡获得档位信息，从而模拟出实际车辆行驶状态并实时显 示数据处理结果。其中湿式变速器液压系统执行机构数学模型如下比例电磁铁控制线圈的端电压方程 ^-丄^+^化^ (1)式中，R—为线圈端电压； Zs——线圈电感； ——线圈内阻；&——反电动势系数； f——电流系数。 比例电磁阀衔铁组件的动力学方程 ms y+ 5S y+ b + = Ay (2) 其中，^——衔铁组件质量； y——衔铁位移； A——滑阀粘性阻尼系数； &——弹簧刚度； &——比例电磁铁电流一力增益系数； A——比例阀出口处的压力； 4——比例阀工作面积。 经线性化后，滑阀的流量方程为2力-A^ (3)式中，g——比例阀出口流量；、——滑阀流量增益；&——滑阀流量压力系数。 可压縮流体的连续性方程为 G = j2;c+M+^~^1 (4) 式中，^——液压缸工作面积；x——液压缸活塞位移；c,——液压缸总泄漏系数；K——从比例阀出口到液压缸活塞整个腔体总容积;A——油液有效弹性体积模量。 液压缸活塞动力学平衡方程w2 x+_S2 x+《x =/JX2 (5) 式中，m2——活塞质量；52——液压缸粘性阻尼系数； &——弹簧刚度。 经过以上步骤就可以建立单PC机湿式双离合器变速器半实物实 时混合仿真平台。一种单PC机湿式双离合器变速器半实物实时混合仿真平台的仿 真方法，其仿真过程是-1) 输入整车参数、仿真时间、变速器参数、行驶环境参数；2) 用实时代码转换工具对模型进行代码编译转化；3) 启动开始仿真按钮；4) 运行车辆模型；同时运行PC机或工控机与变双离合器变速器电控单元的接口程序；同时运行双离合器变速器电控单元的控制程序； 同时运行仿真实时结果显示界面模块；5) 仿真结束。所述的用实时代码转换工具对模型进行代码编译转化的工作步1) 加载实时内核；2) 选择编译语言；3) 载入仿真模型，并设置仿真步长，求解器参数；4) 添加数据信息交换接口板卡的驱动模块，配置地址；5) 调试数据信息交换接口板卡的驱动模块；6) 对模型进行编译、连接生成可执行的目标应用程序。所述的运行车辆模型的工作步骤是1) 输入车辆参数、变速器参数以及行驶环境参数；2) 调用数据信息交换接口板卡的通信程序，与双离合器变速器电控单元进行车速、档位、换档指令信息的交换；3) 根据从双离合器变速器电控单元获得的当前档位及换档指令，选 择运行不同的升、降档模型，模拟计算车辆运行参数；4) 实时显示车辆运行状态参数。所述的双离合器变速器电控单元控制程序的工作步骤是.-1、 初始化工作1/0端口初始化、PWM端口初始化、实时时钟初始化、 A/D 口初始化；2、 读取变速器传感器信息；3、 读取PC机车辆运行状态信息；4、 换档逻辑判断；5、 是否升、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单ＰＣ机湿式双离合器变速器半实物实时混合仿真平台其特征在于：　该仿真平台包括虚拟控制器部分和现场系统部分，所述的虚拟控制器部分是以工控机为载体的包括车辆动力学模型、板卡驱动模块、显示界面模块、数据信息交换接口板卡、实时代码转换工具 和ＰＣ机的模拟实车行驶环境，所述的现场系统部分是包含双离合器变速器电控单元、湿式双离合器自动变速器液压系统的实际物理部分，虚拟控制器部分和现场系统部分通过数据信息交换接口板卡和双离合器变速器电控单元进行信息传递和交换，双离合器变速器电控单元通过数据信息交换接口板卡获取车辆行驶信号，根据这些信号进行综合处理和判断，进而做出换档决策，控制各个电磁阀的动作；同时虚拟控制器部分从数据信息交换接口板卡获得档位信息，模拟出实际车辆行驶状态并实时显示数据处理结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光强，张德明，王骞，张晓明，秦娜，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]