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第5章动力传动系统仿真——SimDriveLine对动力传动系统仿真章节概览3.1部件模型3.2系统模型及仿真仿真对象和仿真内容发动机带闭锁离合器的变矩器四前一倒行星变速器主减速器+++车轮和车体+在油门和制动踏板信号下，车辆在行驶过程中的动态特性，包括车速、发动机转速和转矩、输出转矩、离合器转速、转矩、状态变化等。1.仿真对象2.仿真内容行星变速机构3.行星齿轮机构模型制动器D制动器C离合器R离合器B离合器A4前1倒变速机构输入输出输入行星排特征参数：k1=2.2258输出行星排特征参数：k2=1.844.变速箱挡位逻辑表5.车辆直驶动力学模型概览发动机模型整车模型液力变矩器模型变速机构模型换挡控制模型结果显示radius1=0.06;radius2=0.072;effTorqueRadius=2/3*(radius2^3-radius1^3)/(radius2^2-radius1^2);inPlanetRatio=2.2258;outPlanetRatio=1.84;numFricSurf=6;peakNormForce=16000;coeffFricTable=[01.31;22.71.47;30.31.5;400.01.59];staticFricPeak=1.1;clutchPressThresh=0.1;velTol=1e-3;%换挡离合器同步阈值lockupVelTol=1e-3;%闭锁离合器同步阈值clutchRise=0.04;ratioForwDrive=3.2;inertiaVehicle=125;radiusWheel=16*2.54/100;J=1e-4；%惯量rLoad0=150;rLoad2=0.13;6.模型已知参数汇总额定功率：110000W额定转速：5000r/min最大转速：8000r/min一、发动机模型一、发动机模型Tvalues:[09.510.519.520.529.530.54250]Yvalues:[0.20.60.60.80.80.90.90.10.1]Axis-changetimerange:[050]signal-new-custom:二、液力变矩器模型泵轮初始转速IC：1500r/min涡轮初始转速：600r/min泵轮和涡轮部分的惯量：0.01kgm21.模型：在SimDrivleLine的Utilities中：•ConnectionPort2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupControlPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear原始特性闭锁离合器闭锁控制2.液力变矩器原始特性二、液力变矩器模型Torqueratio：[2.23201.54621.40581.27461.15281.14121.12961.11811.10671.09551.08431.07321.06221.05131.04051.01920.99830.99830.9983]Speedratio：[00.500.600.700.800.810.820.830.840.850.860.870.880.890.900.920.940.960.97]CapacityFactor：[12.293812.858813.145213.628514.616314.774714.951615.150215.374815.630915.925316.267516.669817.149217.729819.350322.104629.998650.00]3.闭锁离合器模型二、液力变矩器模型2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupControlPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear4.闭锁控制模型本例采用1-3挡液力工况，四挡闭锁为机械工况的控制二、液力变矩器模型2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupControlPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear1P==10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear4.闭锁控制模型在simulink中LogicandBitOperation：RelationalOperator=二、液力变矩器模型1P==10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear4.闭锁控制模型在simulink中SignalAttributesConvert模块实现数据类型和输出信号的匹配二、液力变矩器模型1P==10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear1()0.041Gss液压系统模型：TransferFcn10.04s+1Simulink中Continuous•TransferFcn模块4.闭锁控制模型二、液力变矩器模型1P==10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear三、换挡控制模型Step1：初值1，在t=10s阶跃，终值为2Step2：初值0，在t=20s阶跃，终值为1Step3：初值0，在t=30s阶跃，终值为1Step4：初值0，在t=40s阶跃，终值为1GearSequence1Step4Step3Step2Step1ScopeAdd挡位gear:[12345]离合器A：[11100]离合器B：[00110]离合器C：[01010]离合器D：[10000]离合器R：[00000]三、换挡控制模型1PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutchRlookupClutchDlookupClutchClookupClutchBlookupClutchAlookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRise.s+1A1Gear5功能：根据挡位判断离合器结合情况，给出压紧力变化特性三、换挡控制模型1PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutchRlookupClutchDlookupClutchClookupClutchBlookupClutchAlookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRise.s+1A1Gear51PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutchRlookupClutchDlookupClutchClookupClutchBlookupClutchAlookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRise.s+1A1Gear51()0.041Gss液压系统模型：Simulink中1）signalRouting:•mux模块2）Continuous•TransferFcn模块三、换挡控制模型四、变速机构模型1.变速箱模型概览2In1OutOutputCarrier/InputRingInertiaOutputSunInertiaCRSOutputPlanetaryGearInputCarrier/OutputRingInertiaInputSunInertiaCRSInputPlanetaryGearModeDModeCModeAModeRModeBRDCSlipASlipCSlipRSlipBSlipDBADCBARPSMBFClutchRPSMBFClutchDPSMBFClutchCPSMBFClutchBPSMBFClutchAClutchPressures1P52.两个行星排模型输入行星排特征参数：k1=2.2258输出行星排特征参数：k2=1.84四、变速机构模型SimscapeUtilities1OutOutputCarrier/InputRingInertiaOutputSunInertiaCRSOutputPlanetaryGearInputCarrier/OutputRingInertiaInputSunInertiaCRSInputPlanetaryGear选择在子系统模块的端口位置3.换挡离合器模型Simulink中signalRouting:•From模块•Goto模块•Demux模块四、变速机构模型From模块Goto模块Demux模块1）压紧力变化规律的传递3.换挡离合器模型四、变速机构模型Goto模块1挡起步，离合器A和离合器D起步时结合Goto模块2）离合器A和离合器D3.换挡离合器模型四、变速机构模型3）离合器B、离合器C、离合器E1挡起步，离合器B、C、E起步时不结合五、整车模型输入：•驱动力矩•制动力矩输出：车速（km/h）BasedonaCR-CR4-Speedtransmission.Workspacevariablesaredefined.FullCarBrakeTorqueKPHDriveShaftVehicleLoad-Wheels-RoadThrottleThrottleSignalRoadSpeedGearSequenceProgrammedClutchControlTorqueProgrammedBrakeTorqueThrottleGasolineEngineInOutEngineScopesEnvDriveRatioScopeGearImpellerTurbineConverterwithLockupClutchClutchScopesGearPClutchHydraulicsPInOutCR-CR4-speed55•车轮旋转角速度转换为车速其中R为轮胎半径单位：m五、整车模型1.主减速器模型主减速比：3.2（ratioForwDrive）车辆当量的转动惯量：125kgm2（inertiaVehicle）不选•滚动阻力矩：150Nm（可用rLoad0表示）•迎风阻力矩：0.13u2（可用rLoad2表示）2.负载模型五、整车模型Torque1Gain10000BrakeTorqueBrakeTorque3.制动转矩模型t:[04450]value:[001]五、整车模型Simulink中sinks:Stop模块LogicandBitOperation：小于等于模块五、整车模型五、整车模型1KPH1DriveShafttorqueVehicleEffectiveInertiaTTorqueActuatorSTOPStopSimulationScopef(u)RoadLoad=vMotionSensor3.6MPStoKPH-K-LinearSpeedBFForwardGear0-111BrakeTorqueVehicleSpeedBrakeTorqueabs(loadtorque)操纵元件状态显示From模块换算成r/min六、仿真结果六、仿真结果Inventors:RaghavanGM2008，11，18练习1：搭建行星传动系统仿真模型3自由度3排6前1倒练习2：搭建定轴传动系统仿真模型Z1Z2Z3Z4Z5Z7Z6Z8Z9Z10C1C3C2CRCLCH输入端输出端输出端双离合器变速器结构简图双离合器式自动变速器（DCT）练习3：搭建双离合器自动变速器仿真模型