[发明专利]一种基于硬件在环仿真的变速器模型校准系统及其校准方法

权利要求书

1.一种基于硬件在环仿真的变速器模型校准系统，其特征在于：包括变速器控制单元、硬件在环仿真器、实物变速器、变速器仿真模块以及实验测量标定模块，变速器控制单元分别与实物变速器和硬件在环仿真器连接，硬件在环仿真器分别与变速器仿真模块和实验测量标定模块连接，变速器控制单元控制实物变速器换挡，硬件在环仿真器接收变速器控制单元换挡指令，变速器仿真模块包括齿轮箱本体和选换挡机构，齿轮箱本体内设有同步器，选换挡机构通过将力作用在同步器上实现换挡，变速器仿真模块在硬件在环仿真器中实时运行，通过实验测量标定模块读取变速器仿真模块运行状态，同时通过实验测量标定模块更改变速器仿真模块的参数。

2.一种如权利要求1所述基于硬件在环仿真的变速器模型校准系统的校准方法，其特征在于：

步骤1，硬件在环仿真器采集变速器控制单元的控制信号、实物变速器的实时数据以及实时运行的变速器仿真模型的实时状态；

步骤2，变速器仿真模块在硬件在环仿真器中实时运行，变速器仿真模块为根据实物变速器构建的物理模型，变速器仿真模块的输入为通过接口卡采集获得的档位控制ECU的控制指令，变速器仿真模块根据实物变速器的ECU的控制指令做出响应，实时计算当前选换挡机构位置，并根据选换挡机构的机械参数转化为选换挡传感器的电压值信号；

步骤3，通过与硬件在环仿真器相连接的实验测量标定模块读取变速器仿真模块运行状态，通过实验测量标定模块的上位机读取硬件在环仿真器的数据，实时的对比分析实物变速器与变速器仿真模块的动态特性。

3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤1中，变速器控制单元为包含档位控制功能的ECU，变速器控制单元通过PWM波控制选换挡机构的电机的转速和转向，采集选换挡机构的位置传感器信号，从而实现位置闭环控制，完成换挡操作。

4.根据权利要求3所述的校准方法，其特征在于：变速器控制单元包含手动测试模式，能够根据测试需要手动设定控制指令，控制变速器控制单元的执行机构动作。

5.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤2中，硬件在环仿真器具有信号采集通道，通过接口卡采集变速器控制单元的换挡控制信号，包括选换挡机构的电机的PWM占空比、频率，同时通过接口卡采集选换挡机构的位置传感器电压值。

6.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤2中，变速器仿真模块能够标定的参数包括与变速器仿真模型特性相关的参数变量以及不能通过机械结构获取的参数，包括：选换挡机构的摩擦系数、与换挡速度相关的粘性阻力、同步器的锥面摩擦系数和同步力的正向效率及逆效率，换挡轴的弹性。

7.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤2中，变速器仿真模块校准参数包括与变速器仿真模块动态特性相关的模型参数变量，通过修改相关的模型参数变量，调整变速器仿真模块的动态特性，其中变速器仿真模块动态特性相关的模型参数变量包括输入轴惯量、摘挡力、空挡自锁力、同步器锥面摩擦系数、同步器锥角。

8.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤3中，实验测量标定模块具备与硬件在环仿真器的通讯功能，通过实验测量标定模块读取硬件在环仿真器中实时的运行数据，包括变速器仿真模块输出的虚拟选换挡位置信号、档位信号，同时读取通过接口卡采集的变速器控制单元的ECU的控制信号和变速器控制单元的选换挡传感器信号电压值。

9.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤3中，实验测量标定模块读取变速器仿真模块的标定参数，并能够在线实时修改标定参数值。

10.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于：步骤3中，变速器控制单元实物变速器和变速器仿真模块的位置动态响应，从而比较变速器仿真模块和实物变速器之间的差异，通过实验测量标定模块实时修改变速器仿真模块的参数，实时查看参数修改后的变速器仿真模块动态特性。