学习目标：

simulink官方案例之自动变速器

1、发动机模块：

输入量：Ti、Throttle，输出量：发动机转速Ne

通过Throttle和Ne查表（发动机扭矩图）得到发动机扭矩Te，(发动机扭矩Te-叶轮扭矩Ti)/转动惯量Iei，并积分得到发动机转速Ne。计算公式：

图1 发动机

2、变速箱模块

输入量：Ne、档位速比、Nout，输出量：叶轮扭矩Ti、Tout

图2 变速箱

变速箱输入速度Nin和发动机转速Ne之比乘以系数得到K因子。Ne和K之比的平方得到叶轮扭矩Ti（发动机的输入）。Nin和Ne之比乘以系数得到转矩比，涡轮转矩Tt（传输比模块的输入）由叶轮扭矩Ti和转矩比相乘得到。

图3 扭矩转换器

图4 传输比模块

在得到涡轮传递扭矩Tt后，通过查询当前档位下的速比，进行变速箱输出扭矩和输入转速的计算

3、换挡逻辑模块

输入量：车速、节流阀开度，输出量：档位

Model Explore：Data中升档转速和降档转速、Event中升档事件和降档事件

两个state：selection_state发出升降档命令、gear_state执行升降档

Function：基于节气门开度和档位的升降档进行转速计算

标有ShiftLogic 的 Stateflow 块为变速箱提供齿轮选择。双击模型窗口中的 ShiftLogic 以打开状态流图。模型资源管理器用于将输入定义为油门和车速，将输出定义为所需的档位号。两个虚线为状态跟踪齿轮状态和齿轮选择过程的状态。

图5 换挡逻辑模块

通过执行其功能中指示的计算开始。该模型根据齿轮和油门的瞬时值来计算升档和降档速度阈值。在稳定状态下，模型会将这些值与当前车速进行比较，以确定是否需要换档。

如果车速不再满足换档条件，则在确认状态下，模型将忽略该换档，然后转换回去。这样可以防止由于噪声情况而产生不必要的移位。如果换档条件在刻度持续时间内仍然有效，则模型将过渡通过下部交汇点，并且根据当前档位，它传播其中一个换档事件。随后，模型在通过一个中央交汇点的过渡后再次激活。传播到状态的换档事件将激活向相应新档位的过渡。

图6 升降档阈值查表模块

查询表函数[down_th, up_th] = ComputeThreshold(Gear,Throttle)根据换挡map图查询对应车速下的升降档情况。换挡时，根据换挡map图查询对应车速下的升降档情况。当换挡车速满足条件时，在等待TAWIT的debounce(防反跳)时间后，进行升档或降档。

4、整车模块

输入量：brake、Tout，输出量：变速箱输出转速Nout、车速

图7 整车模块

轮端扭矩=变速箱输出扭矩x主减速比

整车扭矩总和=轮端扭矩-总阻力矩

整车轮端角加速度=整车扭矩总和/转动惯量

整车轮端转速=角加速度积分

负载扭矩包括道路负载和制动器扭矩，道路载荷是摩擦和空气动力学损耗的总和

车线速度(m/s) =2*PI*车轮半径*车速转速

行驶阻力矩=行驶阻力*车轮半径

总阻力矩=行驶阻力矩+刹车扭矩，同时通过速度求导判断力矩方向性

仿真分析：

图8 换挡图

图9 超车情况变速仿真图

车速从零开始，发动机从1000rpm开始。当驾驶员踩到60%的油门时，发动机立即响应速度增加一倍以上。这带来了变矩器之间的低速比，因此扭矩比很大。车辆加速快速，发动机和车辆都获得速度，直到大约2秒，这时发生1-2升档。发动机转速特征突然下降，然后恢复加速。2-3和3-4 的升档时间分别约为4秒和8秒。

但在15s时，通过加大油门开度至100%时，车速依然上升，但变速器通过查换挡图判定为：在100%油门开度、75mph车速下，需要进行4降3的换挡操作，然后车速到达3升4的换挡点后，再进行3升4的动作。

汽车升/降档时，发动机转速会降/升，这是由于换档时变速箱速比发生变化，而汽车由于惯性，速度不会立即变化，发动机转速*变速箱速比=车速，所以换档时发动机转速也会变化。

改进：

这些看懂了之后可以改为更多档位的变速箱，我这里在matlab2017b中改成了5个档位的变速箱，链接：https://pan.baidu.com/s/1QSdjyWiiAWVM2U7FgYP3YQ
提取码：ymc6

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学习目标：

1、发动机模块：

图1 发动机

2、变速箱模块

图2 变速箱

图3 扭矩转换器

图4 传输比模块

3、换挡逻辑模块

图5 换挡逻辑模块

4、整车模块

仿真分析：

改进：

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