本發(fā)明涉及計算機(jī)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變速箱是車輛動力傳動系統(tǒng)的核心部件之一，其任務(wù)是將從發(fā)動機(jī)獲得的動力進(jìn)行變換并傳遞至驅(qū)動車輪上，從而滿足車輛行駛的要求。

由于發(fā)動機(jī)的燃?xì)獗l(fā)壓力是周期性不斷變化的，加之活塞往復(fù)運(yùn)動所產(chǎn)生的不平衡慣性力，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的輸出扭矩不穩(wěn)定，輸出轉(zhuǎn)速呈周期性波動。變速箱內(nèi)的齒輪之間存在嚙合間隙，主動齒輪的受到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速波動的影響，輕載或空載從動齒輪在慣性力作用下，齒面會出現(xiàn)脫離、接觸的重復(fù)沖擊，引起變速箱內(nèi)部產(chǎn)生“咔嗒聲”即發(fā)出齒輪相互敲擊的噪聲。齒輪間的敲擊振動，通過齒輪軸和軸承等傳至變速箱體，引起變速箱殼體的薄壁振動，經(jīng)懸置、換檔拉絲、駐車?yán)鞯冉Y(jié)構(gòu)路徑傳遞到車內(nèi)引起噪聲。

在汽車工業(yè)飛速發(fā)展的今天，汽車已不僅僅是代步工具，用戶對車輛的乘坐舒適性的要求也越來越高，汽車的噪聲、振動與聲振粗糙度(noise，vibrationandharshness，nvh)品質(zhì)越來越受到重視。變速箱的敲擊噪聲是影響整車nvh性能的重要因素之一，將nvh設(shè)計融入產(chǎn)品的正向開發(fā)設(shè)計過程，在產(chǎn)品設(shè)計之初進(jìn)行敲擊噪聲分析，并通過優(yōu)化設(shè)計來消除或降低齒輪敲擊噪聲已經(jīng)成為汽車設(shè)計廠家的必然選擇。

現(xiàn)有技術(shù)對齒輪敲擊現(xiàn)象的分析計算主要對單對齒輪副建立數(shù)學(xué)模型，如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)對單對齒輪副建立數(shù)學(xué)模型，其主要考慮齒輪嚙合剛度與阻尼，采用經(jīng)驗公式進(jìn)行得到非承載的空套齒輪一部分浸泡在潤滑油中產(chǎn)生的攪油阻力矩，通過齒輪敲擊門檻值理論分析轉(zhuǎn)速波動、齒側(cè)間隙、慣量對敲擊噪聲的影響。而實際上，齒輪敲擊不僅僅是單對齒輪副的問題，它還包含了飛輪、離合器及軸系等部件的動態(tài)剛度、齒輪滾動與滑動阻力、濕式離合器油液的拖曳扭矩、傳動系的模態(tài)與扭振等多方面非線性因素的一個系統(tǒng)問題。

由于當(dāng)前分析方法的不足，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)至試驗階段發(fā)生齒輪敲擊噪聲的現(xiàn)象也很多，使設(shè)計反復(fù)次數(shù)多，模具開發(fā)費用高，開發(fā)周期長，或通過多次試驗來調(diào)整噪聲傳遞路徑的方法來降低敲擊噪聲，但不能從根源上消除或降低敲擊噪聲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)不能從根源上消除或降低敲擊噪聲的問題。

本發(fā)明提供了一種濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法，包括：

預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型；

預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建敲擊仿真模型；

根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型；

根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型，子模型為部件的數(shù)學(xué)計算模型，是一組數(shù)學(xué)方程的集合；

將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型時，將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)為變量；

通過改變各變量的值獲取各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度；

根據(jù)所述影響程度確定齒輪敲擊影響的各主要參數(shù)；

確定最優(yōu)的各主要參數(shù)的值；

所述將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型包括：

將各部件的子模型及傳動部件的各主要參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

在對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真之后，根據(jù)各種不同工況下實際的敲擊特性獲取敲擊仿真結(jié)果的偏差度；

如果偏差度大于設(shè)定閾值，則對敲擊仿真模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實際的敲擊特性與敲擊仿真結(jié)果的偏差度小于設(shè)定閾值。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

在對動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真時，通過pid控制調(diào)整車輛負(fù)載的數(shù)值，使得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍，以對特定工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型包括：

將各部件的質(zhì)量集中等效為轉(zhuǎn)動慣量，包括：飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，濕式雙離合器的從動盤分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，軸以及與該軸一體或通過花鍵連接的齒輪、同步器的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，傳動軸及半軸分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，變速箱齒輪系中的從動齒輪及車輛的車輪作為參數(shù)直接輸入，其中，飛輪模型包括：單質(zhì)量飛輪模型和雙質(zhì)量飛輪模型，如果是單質(zhì)量飛輪，則定義單質(zhì)量飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和內(nèi)部阻尼，如果是雙質(zhì)量飛輪，則將次級飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個旋轉(zhuǎn)質(zhì)量；

各個軸的扭轉(zhuǎn)剛度及阻尼通過旋轉(zhuǎn)彈簧阻尼元件定義；

通過仿真軟件中的多片式離合器模型構(gòu)建離合器的質(zhì)量等效模型，其中，離合器的油壓為輸入的實際數(shù)值，或根據(jù)離合器的實際液壓腔的結(jié)構(gòu)來構(gòu)建壓力腔、活塞、回位彈簧及平衡腔模型進(jìn)行動態(tài)壓力控制；

添加變速箱軸系與空套齒輪的支撐軸承元件，以計算軸承在各個工況下由于摩擦而導(dǎo)致的功率與扭矩?fù)p失。

優(yōu)選地，所述傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)包括：

發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)，雙質(zhì)量飛輪的各級剛度、結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作區(qū)間角，濕式雙離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)、結(jié)合壓力、動靜態(tài)摩擦系數(shù)與拖曳扭矩數(shù)表，齒輪的嚙合剛度、幾何尺寸、浸油高度，軸承的類型、幾何尺寸及摩擦系數(shù)，各旋轉(zhuǎn)部件的等效轉(zhuǎn)動慣量及剛度值；

所述發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)通過使用仿真軟件搭建發(fā)動機(jī)模型計算得到，或使用仿真軟件根據(jù)發(fā)動機(jī)在各工況下的氣缸爆發(fā)壓力數(shù)據(jù)、曲軸連桿與活塞的設(shè)計參數(shù)計算獲??；

拖曳扭矩數(shù)表通過層流粘滯流體的剪切力計算公式或?qū)嶒灚@取。

優(yōu)選地，所述子模型包括：

濕式離合器的子模型選擇動-靜摩擦過渡的數(shù)學(xué)模型。

優(yōu)選地，所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果包括以下任意一種或多種：

各部件的轉(zhuǎn)速與角加速度，傳動系統(tǒng)的各階模態(tài)頻率值，齒輪的接觸力，齒側(cè)的相對位移，齒輪的滾動與滑動損失、攪油損失、端面摩擦損失及與同步環(huán)的摩擦損失，軸承的摩擦損失。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

根據(jù)所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果評價飛輪與濕式離合器的減振能力、各部件的轉(zhuǎn)速波動與角加速度、動力傳動系的扭振頻率，及各部件的模態(tài)貢獻(xiàn)量、空套齒輪的敲擊形式、齒輪接觸力。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真系統(tǒng)，包括：收集模塊，用于預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型；

敲擊仿真模型構(gòu)建模塊，用于預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建敲擊仿真模型；

質(zhì)量等效模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型；

子模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型，子模型為部件的數(shù)學(xué)計算模型，是一組數(shù)學(xué)方程的集合；

仿真模塊，用于將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

本發(fā)明提供的一種濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，包括：預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型，該素材中包含完整的動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，使得本發(fā)明可以預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建整個動力傳動系的敲擊仿真模型，而非僅建立單對齒輪副的敲擊仿真模型，然后根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型，接著根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型；將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，由于傳動系的扭轉(zhuǎn)振動是齒輪敲擊產(chǎn)生的重要因素，各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)能簡潔且準(zhǔn)確的反映扭轉(zhuǎn)振動，使得本發(fā)明可以對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，所述方法還包括：將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型時，將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)為變量，這樣使得本發(fā)明可以通過改變各變量的值獲取各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度，然后根據(jù)所述影響程度確定齒輪敲擊影響的各主要參數(shù)，這樣可以有效降低后續(xù)進(jìn)行仿真需要確定的參數(shù)的量，大大降低了計算量，有效提升仿真效率。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，所述方法還可以進(jìn)一步對模型的參數(shù)進(jìn)行校正，例如，通過實驗來驗證模型的仿真結(jié)果是否正確，如果不正確，則表明模型的參數(shù)不合適，通過修正參數(shù)來使得模型的仿真結(jié)果更準(zhǔn)確。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，在對動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真時，由于不同工況下，例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在不同負(fù)載時不一樣，而實際應(yīng)用中可能需計算發(fā)動機(jī)在特定工況下的齒輪敲擊情況。本發(fā)明通過pid控制調(diào)整車輛負(fù)載的數(shù)值，使得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍，因此，可以對特定工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，可以根據(jù)所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果評價飛輪與濕式離合器的減振能力、各部件的轉(zhuǎn)速波動與角加速度、動力傳動系的扭振頻率，及各部件的模態(tài)貢獻(xiàn)量、空套齒輪的敲擊形式、齒輪接觸力。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)對單對齒輪副建立數(shù)學(xué)模型；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第一種流程圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的敲擊仿真模型的一種示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種旋轉(zhuǎn)質(zhì)量元件的子模型的示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第二種流程圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第三種流程圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第四種流程圖；

圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的參數(shù)或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的目的是提出一種準(zhǔn)確、高效的對濕式雙離合器的自動變速箱進(jìn)行齒輪敲擊仿真方法，用于更好的指導(dǎo)變速箱產(chǎn)品設(shè)計，以提高開發(fā)效率，節(jié)約開發(fā)成本。本發(fā)明提供的模型包含傳動系各部件的轉(zhuǎn)動慣量、剛度、阻尼、接觸關(guān)系及各項損失，應(yīng)用商用軟件amesim，依據(jù)動力傳動系總成實際結(jié)構(gòu)，按各部件及其聯(lián)接關(guān)系建立基于濕式雙離合器自動變速箱動力傳動系的扭振的敲擊仿真模型，模型的激勵來自于發(fā)動機(jī)輸入至飛輪端的動態(tài)扭矩與轉(zhuǎn)速波動。通過仿真計算可以確定傳動系的模態(tài)與扭振、各檔齒輪的轉(zhuǎn)速波動、加速度波動、接觸力與齒側(cè)相對位移、敲擊頻率與敲擊形式等，通過對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定最優(yōu)的部件設(shè)計與匹配方案。齒輪敲擊仿真可以在產(chǎn)品開發(fā)過程中指導(dǎo)設(shè)計完成如下工作，包括單雙質(zhì)量飛輪參數(shù)匹配、濕式雙離合器拖曳扭矩優(yōu)化、齒輪側(cè)隙及空套轉(zhuǎn)動慣量的優(yōu)化等。齒輪敲擊仿真能夠進(jìn)行多種不同工況的計算，時間短、成本低，獲得比試驗更加全面的信息，能夠準(zhǔn)確、高效確定動力傳動系的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。

為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果，以下將結(jié)合流程示意圖對具體的實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第一種流程圖，該方法可以包括以下步驟：

步驟s01，預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型。

在本實施例中，所述傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)可以包括：發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)，雙質(zhì)量飛輪的各級剛度、結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作區(qū)間角，濕式雙離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)、結(jié)合壓力、動靜態(tài)摩擦系數(shù)與拖曳扭矩數(shù)表，齒輪的嚙合剛度、幾何尺寸、浸油高度，軸承的類型、幾何尺寸及摩擦系數(shù)，各旋轉(zhuǎn)部件的等效轉(zhuǎn)動慣量及剛度值。

其中，所述發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)通過使用amesim搭建發(fā)動機(jī)模型計算得到，或使用amesim根據(jù)發(fā)動機(jī)在各工況下的氣缸爆發(fā)壓力數(shù)據(jù)、曲軸連桿與活塞的設(shè)計參數(shù)計算獲??；拖曳扭矩數(shù)表通過層流粘滯流體的剪切力計算公式或?qū)嶒灚@取。

步驟s02，預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建敲擊仿真模型。

在本實施例中，如圖3所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的敲擊仿真模型的一種示意圖。具體地，在amesim軟件中搭建動力傳動系齒輪敲擊仿真模型，并對系統(tǒng)和各個部件進(jìn)行參數(shù)化。所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果包括以下任意一種或多種：各部件的轉(zhuǎn)速與角加速度，傳動系統(tǒng)的各階模態(tài)頻率值，齒輪的接觸力，齒側(cè)的相對位移，齒輪的滾動與滑動損失、攪油損失、端面摩擦損失及與同步環(huán)的摩擦損失，軸承的摩擦損失。

步驟s03，根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型。

在本實施例中，由于傳動系的扭轉(zhuǎn)振動是齒輪敲擊產(chǎn)生的重要因素，因此，將各部件的質(zhì)量集中等效為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，即轉(zhuǎn)動慣量(等效慣量)。

在一個具體實施例中，將各部件的質(zhì)量集中等效為轉(zhuǎn)動慣量，包括：飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，濕式雙離合器的從動盤分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，軸以及與該軸一體或通過花鍵連接的齒輪、同步器的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，傳動軸及半軸分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，變速箱齒輪系中的從動齒輪及車輛的車輪作為參數(shù)直接輸入，其中，飛輪模型包括：單質(zhì)量飛輪模型和雙質(zhì)量飛輪模型，如果是單質(zhì)量飛輪，則定義單質(zhì)量飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和內(nèi)部阻尼，如果是雙質(zhì)量飛輪，則將次級飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個旋轉(zhuǎn)質(zhì)量；軸系的剛度與阻尼對動力傳動系的扭轉(zhuǎn)模態(tài)與振動衰減影響較大，仿真模型中各個軸的扭轉(zhuǎn)剛度及阻尼通過旋轉(zhuǎn)彈簧阻尼元件定義；通過amesim仿真軟件中的多片式離合器模型構(gòu)建離合器的質(zhì)量等效模型，其中，離合器的油壓為輸入的實際數(shù)值，或根據(jù)離合器的實際液壓腔結(jié)構(gòu)構(gòu)建壓力腔、活塞、回位彈簧及平衡腔模型進(jìn)行動態(tài)壓力控制；添加變速箱軸系與空套齒輪的支撐軸承元件，以計算軸承在各個工況下由于摩擦而導(dǎo)致的功率與扭矩?fù)p失。

需要說明的是，由于模型中的齒輪已經(jīng)考慮了齒數(shù)，所以各部件的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量按其實際的旋轉(zhuǎn)中心計算得到輸入即可，不需要再按檔位及傳動比進(jìn)行等效計算。

步驟s04，根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型。

在本實施例中，子模型也就是部件的數(shù)學(xué)計算模型，是一組數(shù)學(xué)方程的集合。下圖為一個簡單的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量元件子模型，其輸入為扭矩，輸出為轉(zhuǎn)速，子模型內(nèi)部的數(shù)學(xué)方程就是根據(jù)兩端的扭矩差值與旋轉(zhuǎn)慣量的大小計算旋轉(zhuǎn)元件的加速度，并通過對加速度積分計算出旋轉(zhuǎn)元件的速度。一個部件可能有一個或多個子模型與它關(guān)聯(lián)。如雙質(zhì)量飛輪的子模型只有一個子模型可用。而濕式多片式離合器則依據(jù)是否考慮油液溫度、摩擦類型、拖曳扭矩的計算方法等影響因素有多個子模型可選擇。如圖4所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種旋轉(zhuǎn)質(zhì)量元件的子模型的示意圖。

本發(fā)明中濕式離合器的子模型選擇動-靜摩擦過渡的reset-integrator摩擦數(shù)學(xué)模型，用來描述離合器工作在滑動摩擦和靜摩擦之間；而離合器拖曳扭矩則可以選擇層流粘滯流體的剪切力計算公式來計算，也可以選擇直接將試驗得到的拖曳扭矩數(shù)表輸入到模型中。

步驟s05，將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

在本實施例中，如果設(shè)定的變量過多，則可以采用批處理計算與doe分析，確定關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊的敏感度和定義關(guān)鍵參數(shù)的取值范圍。敲擊仿真模型通過計算可以輸出各部件的轉(zhuǎn)速與角加速度，傳動系統(tǒng)的各階模態(tài)頻率值，齒輪的接觸力，齒側(cè)的相對位移，齒輪的滾動與滑動損失、攪油損失、端面摩擦損失及與同步環(huán)的摩擦損失，軸承的摩擦損失等數(shù)據(jù)。傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值可以根據(jù)經(jīng)驗獲取或通過實驗進(jìn)行標(biāo)定。

在一個具體實施例中，對某濕式雙離合器變速箱動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。首先收集動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件關(guān)鍵參數(shù)和變速箱齒軸系的三維數(shù)模，包括所匹配發(fā)動機(jī)的輸出扭矩、雙質(zhì)量飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與各級扭轉(zhuǎn)剛度、濕式雙離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦特性、變速箱潤滑油屬性、齒輪幾何參數(shù)與浸油高度、軸承幾何參數(shù)與摩擦系數(shù)、車輛平動質(zhì)量與驅(qū)動方式、車輪的轉(zhuǎn)動慣量與滾動半徑、變速箱齒軸系與驅(qū)動軸以及半軸的三維模型；然后依據(jù)動力傳動系結(jié)構(gòu)原理圖，結(jié)合集中質(zhì)量法合理等效相關(guān)轉(zhuǎn)動慣量，搭建敲擊仿真模型；設(shè)置各部件的子模型并輸入仿真參數(shù)。仿真計算可分為三個步驟：

(1)直接進(jìn)行當(dāng)前設(shè)計狀態(tài)下的各輸入?yún)?shù)仿真計算，分析當(dāng)前設(shè)計狀態(tài)下的飛輪與離合器的減振能力、傳動系的扭振模態(tài)與各部件的模態(tài)貢獻(xiàn)量大小、齒輪敲擊形式、敲擊力的大小。

(2)分別將雙質(zhì)量飛輪兩級飛輪間彈簧剛度、初次級飛輪轉(zhuǎn)動慣量、空套齒輪的轉(zhuǎn)動慣量、齒側(cè)間隙等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)為變量，進(jìn)行仿真，分析各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度。

(3)同步將這些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置為變量進(jìn)行仿真，通過doe方法確定最優(yōu)的參數(shù)匹配方案。

本發(fā)明提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法包括：預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型，該素材中包含完整的動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，使得本發(fā)明可以預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建整個動力傳動系的敲擊仿真模型，而非僅建立單對齒輪副的敲擊仿真模型，然后根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型，接著根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型；將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，由于傳動系的扭轉(zhuǎn)振動是齒輪敲擊產(chǎn)生的重要因素，各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)能簡潔且準(zhǔn)確的反映扭轉(zhuǎn)振動，使得本發(fā)明可以對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

如圖5所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第二種流程圖。

在本實施例中，所述方法還包括：

步驟s31，將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型時，將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)為變量。

在本實施例中，由于驗證諸多需要仿真的參數(shù)的值需要耗費大量的計算，但是部分參數(shù)并不會對仿真結(jié)果帶來大的影響，即這些參數(shù)可能需要大量的計算，但是并不會影響計算結(jié)果，因此，可以選篩選出對仿真結(jié)果影響明顯的參數(shù)，將其設(shè)為變量，以便大幅減少計算量。

步驟s32，通過改變各變量的值獲取各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度。

在本實施例中，通過改變各變量的值，來觀察仿真結(jié)果的變化程度，以此來判斷各關(guān)鍵參數(shù)對仿真結(jié)果影響的大小。

步驟s33，根據(jù)所述影響程度確定齒輪敲擊影響的各主要參數(shù)。

步驟s34，確定最優(yōu)的各主要參數(shù)的值。

具體地，將這些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置為變量進(jìn)行仿真，通過doe方法確定最優(yōu)的參數(shù)匹配方案。

進(jìn)一步地，所述方法還可以包括：根據(jù)所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果評價飛輪與濕式離合器的減振能力、各部件的轉(zhuǎn)速波動與角加速度、動力傳動系的扭振頻率，及各部件的模態(tài)貢獻(xiàn)量、空套齒輪的敲擊形式、齒輪接觸力。

在一個具體實施例中，仿真結(jié)果可結(jié)合相關(guān)試驗結(jié)果對模型中的粘滯系數(shù)、阻尼、摩擦系數(shù)這些經(jīng)驗參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。如果仿真結(jié)果不滿足評價目標(biāo)要求，則可以對子模型進(jìn)行調(diào)整，例如調(diào)整飛輪的轉(zhuǎn)動慣量、剛度和阻尼參數(shù)，空套齒輪的轉(zhuǎn)動慣量、側(cè)隙，變速箱油液的黏度參數(shù)，然后重新進(jìn)行，直至結(jié)果滿足要求。

如圖6所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第三種流程圖。

由于模型參數(shù)的初始值是根據(jù)經(jīng)驗或?qū)嶒灦?，可能存在一定誤差，此外，不同的環(huán)境下模型的準(zhǔn)確度可能受到一定的影響，因此，需要對模型的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定以確保模型的仿真結(jié)果的準(zhǔn)確度。在本實施例中，所述方法還包括：

步驟s41，在對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真之后，根據(jù)各種不同工況下實際的敲擊特性獲取敲擊仿真結(jié)果的偏差度。

步驟s42，如果偏差度大于設(shè)定閾值，則對敲擊仿真模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實際的敲擊特性與敲擊仿真結(jié)果的偏差度小于設(shè)定閾值。

其中，該設(shè)定閾值可以是根據(jù)實際需求，例如，實際不允許誤差超過3％，則該設(shè)定閾值可以據(jù)此而定。例如，若有準(zhǔn)確的雙質(zhì)量飛輪與離合器的減振性能試驗、離合器拖曳扭矩測試試驗或某一工況下的傳動系敲擊試驗等相關(guān)試驗結(jié)果數(shù)據(jù)，可在敲擊仿真完成后對模型進(jìn)行標(biāo)定，通過標(biāo)定模型中的阻尼、摩擦系數(shù)、粘滯系數(shù)來使仿真結(jié)果與試驗結(jié)果相接近。

本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法及系統(tǒng)，可以通過改變各變量的值獲取各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度，然后根據(jù)所述影響程度確定齒輪敲擊影響的各主要參數(shù)，這樣可以有效降低后續(xù)進(jìn)行仿真需要確定的參數(shù)的量，大大降低了計算量，有效提升仿真效率。

如圖7所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真方法的第四種流程圖。

在本實施例中，所述方法還包括：

步驟s51，在對動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真時，通過pid控制調(diào)整車輛負(fù)載的數(shù)值，使得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍，以對特定工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

在本實施例中，工況可以為發(fā)動機(jī)在各種轉(zhuǎn)速及油門開度下的工況，如果想計算發(fā)動機(jī)某一特定轉(zhuǎn)速下的齒輪敲擊現(xiàn)象，可以通過pid控制進(jìn)行飛輪端的轉(zhuǎn)速控制，例如，pid控制以給定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與初級飛輪旋轉(zhuǎn)慣量處轉(zhuǎn)速的差值為控制偏差，將偏差的比例(p)、積分(i)和微分(d)通過線性組合構(gòu)成控制量，控制仿真模型中的車輛負(fù)載值使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給定的轉(zhuǎn)速值。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了與上述方法對應(yīng)的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真系統(tǒng)，如圖8所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例提供的濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真系統(tǒng)的第一種結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)可以包括：

收集模塊601，用于預(yù)先收集素材，所述素材包括：動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖、傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)和各齒軸系的三維模型。

敲擊仿真模型構(gòu)建模塊602，用于預(yù)先利用動力傳動系的結(jié)構(gòu)原理圖，根據(jù)集中質(zhì)量法構(gòu)建敲擊仿真模型。

質(zhì)量等效模型構(gòu)建模塊603，用于根據(jù)所述素材構(gòu)建動力傳動系中各部件的質(zhì)量等效模型。

子模型構(gòu)建模塊604，用于根據(jù)各部件的質(zhì)量等效模型構(gòu)建各部件的子模型。

仿真模塊605，用于將各部件的子模型及傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型，對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

需要說明的是，該濕式雙離合器自動變速箱齒輪敲擊仿真系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括：

主要參數(shù)確定模塊，可以包括：變量設(shè)置單元，用于將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)的值輸入所述敲擊仿真模型時，將傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)為變量；影響程度獲取單元，用于通過改變各變量的值獲取各關(guān)鍵參數(shù)對齒輪敲擊影響的影響程度；主要參數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述影響程度確定齒輪敲擊影響的各主要參數(shù)；優(yōu)化單元，用于確定最優(yōu)的各主要參數(shù)的值。這樣可以有效地減少變量的個數(shù)，且不會遺漏主要變量導(dǎo)致仿真精度不高或不準(zhǔn)確的問題。

參數(shù)修正模塊，包括：偏差度獲取單元，用于在對各種不同工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真之后，根據(jù)各種不同工況下實際的敲擊特性獲取敲擊仿真結(jié)果的偏差度；參數(shù)修正單元，用于如果偏差度大于設(shè)定閾值，則對敲擊仿真模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實際的敲擊特性與敲擊仿真結(jié)果的偏差度小于設(shè)定閾值。

pid控制模塊，用于在對動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真時，通過pid控制調(diào)整車輛負(fù)載的數(shù)值，使得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍，以對特定工況下動力傳動系進(jìn)行齒輪敲擊仿真。

其中，質(zhì)量等效模型構(gòu)建模塊包括：質(zhì)量等效單元，用于將各部件的質(zhì)量集中等效為轉(zhuǎn)動慣量，包括：飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，濕式雙離合器的從動盤分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，軸以及與該軸一體或通過花鍵連接的齒輪、同步器的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，傳動軸及半軸分別等效為一個轉(zhuǎn)動慣量，變速箱齒輪系中的從動齒輪及車輛的車輪作為參數(shù)直接輸入，其中，飛輪模型包括：單質(zhì)量飛輪模型和雙質(zhì)量飛輪模型，如果是單質(zhì)量飛輪，則定義單質(zhì)量飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和內(nèi)部阻尼，如果是雙質(zhì)量飛輪，則將次級飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與離合器主動盤的轉(zhuǎn)動慣量等效為一個旋轉(zhuǎn)質(zhì)量；剛度及阻尼定義單元，用于將各個軸的扭轉(zhuǎn)剛度及阻尼通過旋轉(zhuǎn)彈簧阻尼元件定義，這是由于軸系的剛度與阻尼對動力傳動系的扭轉(zhuǎn)模態(tài)與振動衰減影響較大；離合器模型構(gòu)建單元，用于通過amesim仿真軟件中的多片式離合器模型構(gòu)建離合器的質(zhì)量等效模型，其中，離合器的油壓為輸入的實際數(shù)值，或根據(jù)離合器的實際液壓腔結(jié)構(gòu)構(gòu)建壓力腔、活塞、回位彈簧及平衡腔模型進(jìn)行動態(tài)壓力控制；功率與扭矩?fù)p傷單元，用于添加變速箱軸系與空套齒輪的支撐軸承元件，用來計算軸承在各個工況下由于摩擦而導(dǎo)致的功率與扭矩?fù)p失。

其中，所述傳動部件的關(guān)鍵參數(shù)包括：發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)，雙質(zhì)量飛輪的各級剛度、結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作區(qū)間角，濕式雙離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)、結(jié)合壓力、動靜態(tài)摩擦系數(shù)與拖曳扭矩數(shù)表，齒輪的嚙合剛度、幾何尺寸、浸油高度，軸承的類型、幾何尺寸及摩擦系數(shù)，各旋轉(zhuǎn)部件的等效轉(zhuǎn)動慣量及剛度值；所述發(fā)動機(jī)各工況下的扭振諧次數(shù)據(jù)通過使用amesim搭建發(fā)動機(jī)模型計算得到，或使用amesim根據(jù)發(fā)動機(jī)在各工況下的氣缸爆發(fā)壓力數(shù)據(jù)、曲軸連桿與活塞的設(shè)計參數(shù)計算獲??；拖曳扭矩數(shù)表通過層流粘滯流體的剪切力計算公式或?qū)嶒灚@取。

所述子模型構(gòu)建模塊具體用于選擇動-靜摩擦過渡的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建濕式離合器的子模型。

需要說明的是，所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果包括以下任意一種或多種：各部件的轉(zhuǎn)速與角加速度，傳動系統(tǒng)的各階模態(tài)頻率值，齒輪的接觸力，齒側(cè)的相對位移，齒輪的滾動與滑動損失、攪油損失、端面摩擦損失及與同步環(huán)的摩擦損失，軸承的摩擦損失。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：評價模塊，用于根據(jù)所述敲擊仿真模型的輸出結(jié)果評價飛輪與濕式離合器的減振能力、各部件的轉(zhuǎn)速波動與角加速度、動力傳動系的扭振頻率，及各部件的模態(tài)貢獻(xiàn)量、空套齒輪的敲擊形式、齒輪接觸力。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實施例中的裝置中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實施例不同的一個或多個設(shè)備中?？梢园褜嵤├械哪K或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運(yùn)行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(dsp)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的用于多操作端遠(yuǎn)程操控單操作對象的系統(tǒng)中的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者系統(tǒng)程序(如計算機(jī)程序和計算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網(wǎng)的網(wǎng)站上下載得到，也可以在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是，上述實施例是對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或者步驟等。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計算機(jī)來實現(xiàn)。在列舉了若干系統(tǒng)的單元權(quán)利要求中，這些系統(tǒng)中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。