一种AT变速箱建模方法及转动惯量等效方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种AT变速箱建模方法及转动惯量等效方法和装置，涉及车辆动力性能仿真技术领域，其中AT变速箱转动惯量等效方法包括：获取AT变速箱传动结构，以及各挡离合器、制动器和单向离合器的分布情况；根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量；获取AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，并根据齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量。本发明专利技术在获取较准确的AT变速箱转动惯量的同时，还可以降低转动惯量的计算量。计算量。计算量。

【技术实现步骤摘要】
一种AT变速箱建模方法及转动惯量等效方法和装置


[0001]本专利技术涉及
，具体涉及一种AT变速箱建模方法及转动惯量等效方法和装置。

技术介绍

[0002]常规的整车极限动力性分析计算模型，通常基于商用软件搭建稳态模型，忽略变速箱换挡过程动作，即假设自动变速箱处于某一个固定的挡位，离合装置处于某一个固定分离或结合状态，采用变速箱规格参数表中提供的各个固定挡位的转动惯量。
[0003]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。
[0004]稳态建模方法简单有效,其缺点在于难以准确反映动变速箱的换挡过程。考虑到变速箱的离合器结合及换挡过程也需要一定时间，且在离合器结合及换挡过程中车辆的状态也会有变化，并不是汽车理论假设的车速保持不变，因此需对稳态模型进行动态修正，这部分计算只能依靠经验修正。
[0005]在包含变速箱的整车行驶过程中，变速箱所处的挡位不同，转动惯量也不同，变速箱的规格参数表通常会包含预设某个挡位的转动惯量。当前行业整车模型多为静态仿真模型，即变速箱处于某个固定的挡位，离合装置处于结合或者分离状态，通常采用变速箱变规格参数表提供的各个挡位的转动惯量即可满足静态仿真模型需求。
[0006]随着整车性能开发的逐步完善和仿真技术的发展，行业内逐步提出了包含变速箱换挡过程和离合装置结合分离等动态过程的仿真需求，动态仿真需充分考虑部件的转动惯量。
[0007]自动变速箱换挡过程是动态过程，各构件的转速有一定变化，也就有角加速度的存在。各构件均有着或大或小的转动惯量，因此换挡过程中伴有动载荷的产生。执行机构控制一般采用PID控制算法。在自动变速箱换挡过程中，参与动力传递的轴齿变化，将会导致等效转动惯量随之发生变化，这样使得固定参数的PID控制性能变差，进而导致模糊、智能、鲁棒控制方法的算法变得更加复杂且难于进行高速精密的运动控制。因此，转动惯量是变速箱换挡过程控制的一个重要影响因素。在对自动变速箱换挡过程进行模拟时，需要考虑不同挡位的转动惯量变化过程，对动态建模提出了新的要求。
[0008]转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体，其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量，一般通过实验的方法来进行测定。
[0009]在研究换挡过程控制仿真模型中，多根据变速箱传递路线图，在仿真平台提供的离合器、齿轮、轴、同步器等旋转部件现有模块中输入单个零件的转动惯量。
[0010]自动变速箱包含多个输入轴、输出轴、齿轮、同步器、湿式离合器等多种旋转部件，虽然大多较规则，但数量很多。由于大量的旋转部件需要计算，计算量大，且需要有较详细
的零部件图纸才能计算，通常只有变速箱生产厂商具备这样的条件，对变速箱生产商依赖较大。

技术实现思路

[0011]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供了一种AT变速箱转动惯量等效方法，其在获取较准确的AT变速箱转动惯量的同时，还可以降低转动惯量的计算量。
[0012]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0013]获取AT变速箱传动结构，以及各挡离合器、制动器和单向离合器的分布情况；
[0014]根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量；
[0015]获取AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，并根据齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量。
[0016]一些实施例中，所述根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量，包括：
[0017]将第二离合器和单行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；
[0018]将第一离合器和单行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；
[0019]将第二离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；
[0020]将第一离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；
[0021]将第三离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；
[0022]将主减速器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子。
[0023]一些实施例中，所述获取AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，并根据齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量，包括：
[0024]获取单行星排齿圈与太阳轮齿速比、拉维娜复合行星排齿圈与大太阳轮和小太阳轮齿数比和AT变速箱各挡速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量；
[0025]将AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量采用作为等效因子的各个部分的转动惯量来表示；
[0026]根据AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量大小，计算作为等效因子的各个部分的转动惯量的大小。
[0027]一些实施例中，根据等效到输入轴的惯量＝输出轴惯量*(输出轴与输入轴的速比)2，将AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量采用作为等效因子的各个部分的转动惯量来表示。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种AT变速箱转动惯量等效装置，其在获取较准确的AT变速箱转动惯量的同时，还可以降低转动惯量的计算量。
[0029]一种AT变速箱转动惯量等效装置，包括：
[0030]采集模块，其用于获取AT变速箱传动结构，各挡离合器、制动器和单向离合器的分布情况，AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量：
[0031]划分模块，其用于根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量；
[0032]计算模块，其根据AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比、AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，以及齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量。
[0033]本专利技术第三方面提供了一种能体现变速箱换挡过程的适用于车辆动力性能仿真的AT变速箱模型建模方法。
[0034]一种AT变速箱建模方法，该方法包括轴系模块建模步骤，所述轴系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AT变速箱转动惯量等效方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取AT变速箱传动结构，以及各挡离合器、制动器和单向离合器的分布情况；根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量；获取AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，并根据齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量。2.根据权利要求1所述的一种AT变速箱转动惯量等效方法，其特征在于，所述根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量，包括：将第二离合器和单行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；将第一离合器和单行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；将第二离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；将第一离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；将第三离合器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子；将主减速器和拉维娜复合行星排之间的轴齿部分视为整体，并将该整体的转动惯量作为AT变速箱转动惯量的等效因子。3.根据权利要求2所述的一种AT变速箱转动惯量等效方法，其特征在于，所述获取AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，并根据齿轮副转动惯量等效关系计算划分的各个部分的转动惯量，包括：获取单行星排齿圈与太阳轮齿速比、拉维娜复合行星排齿圈与大太阳轮和小太阳轮齿数比和AT变速箱各挡速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量；将AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量采用作为等效因子的各个部分的转动惯量来表示；根据AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量大小，计算作为等效因子的各个部分的转动惯量的大小。4.根据权利要求3所述的一种AT变速箱转动惯量等效方法，其特征在于：根据等效到输入轴的惯量＝输出轴惯量*(输出轴与输入轴的速比)2，将AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量采用作为等效因子的各个部分的转动惯量来表示。5.一种AT变速箱转动惯量等效装置，其特征在于，包括：采集模块，其用于获取AT变速箱传动结构，各挡离合器、制动器和单向离合器的分布情况，AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比，以及AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量：划分模块，其用于根据离合器、制动器和单向离合器上相关的旋转部件，以离合、制动
器或同步元件为分界点，将AT变速箱转动惯量划分为多个部分的转动惯量；计算模块，其根据AT变速箱传动结构齿数比和各挡传动路线上对应的速比、AT变速箱挂入各挡等效到输入轴上的转动惯量，以及齿轮副转动惯量等效关系计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小燕，宋健，曹晓雨，方圣楠，石昕祺，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：