LMS-AMESim-Auto-1D平臺發(fā)動機(jī)變速器

LMSImagine.LabAMESim1D平臺特點(diǎn)與車輛行業(yè)應(yīng)用2AgendaLMSImagine.LabAMESim平臺特點(diǎn)傳統(tǒng)車輛應(yīng)用發(fā)動機(jī)變速箱底盤新能源汽車發(fā)展趨勢:以模型為驅(qū)動的開發(fā)流程革新

基于模型的系統(tǒng)工程MBSE多領(lǐng)域、完整的、系統(tǒng)仿真實(shí)時(shí)仿真：硬件在環(huán)、半實(shí)物仿真3“Multi-physics”modelsThermal,Mechanical,Electrical…“Controls”modelsElectrical,Electronics,Software…VehicleSystemArchitectureConceptEngineeringDetailedDesignManufacturingVehicleIntegration概念設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成MBSE的必然要求ModelBasedSystemEngineering的必然要求

TheNextFrontierinSimulationIncreasingtheimpactofSystemLevelSimulationinallphaseofdevelopment概念設(shè)計(jì)BusinesscaseanalysisDefinevehiclearchitectureTargetsetting詳細(xì)設(shè)計(jì)Increaserealismandproductivityofcomponent,subsystem,systemvirtualvalidation虛擬測試、預(yù)標(biāo)定Frontloadsystemvalidation“Virtual/Physical”Testing電控開發(fā)Interconnectmechanical&controls.AllphasesofdevelopmentABCDEnabledbyModelBasedSystemEngineeringSystemarchitectureisputcentral–fromrequirementstotestMulti-disciplinarymodelsforcomponent,subsystems-SimulationandTest“ModelBased”paradigmissharedwithControlsEngineeringNeedforMoreCompleteandIntegratedMulti-PhysicalModellingAndSystemLevelSimulation完整的、多領(lǐng)域、系統(tǒng)仿真平臺5LMSImagine.LabAMESim:為MBSE量身定制

多領(lǐng)域、完整的、系統(tǒng)仿真平臺LMSImagine.LabAMESimRev10解決方案傳動車輛系統(tǒng)動力學(xué)熱管理流體系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)能源系統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)集成的仿真平臺系統(tǒng)整體建模：多領(lǐng)域機(jī)械電子、電磁、電控液壓、氣動傳熱兩相流

元件詳細(xì)結(jié)構(gòu)建模泵、閥、噴嘴變速箱、同步器發(fā)動機(jī)支持軟件在環(huán)SIL和硬件在環(huán)HIL控制器標(biāo)定半實(shí)物仿真分析和優(yōu)化前后處理分析工具設(shè)計(jì)優(yōu)化LMSImagine.LabAMESimLMSImagine.Lab

FromPhysicsBased“Authoring”toModelBasedSystemEngineeringMulti-physicsSystem“Authoring”Multi-domainApplicationsVehicleEnergyManagementVehicleSystemsDynamicsPowertrains…FlightControlsEngineEquipmentsEnvironmentControlSystems…MobileHydraulicPowerSystemsIntegrationElectricalSystems…OpenSystemIntegrationPlatform1DSystemDataManagementDept.Dept.Dept.SupplierOver3,000Multi-physicsComponentModelsRev.10AMESimCapabilitiesFunctionalDesignPlatformCapabilities7

copyrightLMSInternational-2007LMSImagine.LabAMESim–完備的物理應(yīng)用庫功率電子控制內(nèi)燃機(jī)機(jī)電系統(tǒng)電作動器熱系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)流體系統(tǒng)ControlIFP.DriveIFP.EngineEM,EMDTPF,CS,AC1D,PM,TRHCD/PCD/TCHD/H&PResistance專業(yè)庫40+應(yīng)用庫總共超過3000個(gè)物理元件HIL：控制器開發(fā) 實(shí)時(shí)雙離合器變速器模型在用戶硬件在環(huán)平臺上測試并標(biāo)定循環(huán)試驗(yàn)工況下的優(yōu)化換檔策略離線仿真硬件在環(huán)快速原型變速器標(biāo)定TCU GearboxGearboxmodelTCUGearboxmodelControlsmodelControlsmodelGearbox發(fā)動機(jī)扭矩控制DCTHIL：半實(shí)物仿真DrivingSimulatorwithPSA完整的功能模型(底盤、懸架、轉(zhuǎn)向、傳動、制動、傳感器)10AgendaLMSImagine.LabAMESim平臺特點(diǎn)傳統(tǒng)車輛應(yīng)用發(fā)動機(jī)變速箱底盤新能源汽車發(fā)動機(jī)性能分析：發(fā)動機(jī)性能部GDI渦輪增壓汽油機(jī)模型Pressure(bar)ExhaustpressureTime(s)Time(s)IntakepressurePressure(bar)發(fā)動機(jī)電控開發(fā)HIL：電控部門通過S函數(shù)的生成將AMESim模型輸入至Simulink目標(biāo)機(jī)

RT編譯器RT平臺發(fā)動機(jī)和傳動控制模型發(fā)動機(jī)/發(fā)動機(jī)和傳動物理模型燃油系統(tǒng)汽油，柴油及其可變?nèi)剂希篋ME，LPG，CNG。低壓和高壓燃油噴射系統(tǒng)。非直噴/直噴，共軌，泵噴嘴以及直列泵。電磁，壓電，電液閥以及機(jī)械驅(qū)動。發(fā)動機(jī)氣門由液壓作動器控制

(無凸輪)通過控制閥控制柱塞壓縮形成的壓力蓄壓氣緩沖壓力震蕩配氣機(jī)構(gòu)：VVA、VVT原理：通過改變氣門正時(shí)使發(fā)動機(jī)起壓縮機(jī)作用。正時(shí)非常困難。液壓剛度和機(jī)械剛度處于相同的范圍。crankshaftangle發(fā)動機(jī)壓縮制動：卡車鏈張緊裝置注:

這些結(jié)果只是采用了從CAD數(shù)據(jù)獲得的幾何參數(shù)。未經(jīng)過優(yōu)化或者修正。非常適合仿真預(yù)測1–AMESim仿真結(jié)果2–試驗(yàn)結(jié)果17

copyrightLMSInternational-2007熱管理系統(tǒng)LUBEXHETMACCABHEXCS進(jìn)/排氣管理催化轉(zhuǎn)化器消聲器進(jìn)氣排氣催化轉(zhuǎn)化器消聲器進(jìn)氣排氣流體計(jì)算：溫度計(jì)算：排放與后處理尾氣處理：HCCONOx20AgendaLMSImagine.LabAMESim平臺特點(diǎn)傳統(tǒng)車輛應(yīng)用發(fā)動機(jī)變速箱底盤新能源汽車所有變速器類型AMESim可以用以仿真任何車輛的動力傳動體系變速器部分

MT/AMT/DCT

(手動，自動及其雙離合器變速器)

AT/IVT/CVT

(變速器，無級變速)驅(qū)動鏈部分

(Cardant節(jié)，離合器扭轉(zhuǎn)減振器，DMF，底盤)發(fā)動機(jī)部分

(曲軸，凸輪軸，氣門，遙桿)完整的DCT模型：DSG起動

:發(fā)動機(jī)和奇數(shù)檔軸以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動第1階段:奇數(shù)離合器開始脫開第2階段:發(fā)動機(jī)和奇數(shù)離合器軸分離第3階段:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，奇數(shù)檔軸轉(zhuǎn)速下降第4階段:偶數(shù)檔離合器開始接合第5階段:摩擦力加速偶數(shù)檔軸并降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)束:發(fā)動機(jī)和偶數(shù)檔軸完全接合換檔分析歐數(shù)檔軸轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速奇數(shù)檔軸轉(zhuǎn)速Simulink建立的離合器控制的ECU模型發(fā)動機(jī)控制設(shè)計(jì)齒輪奇&偶檔離合器離合器控制設(shè)計(jì)接合速率/脫開速率控制換擋點(diǎn)：打滑控制離合器的粘-滑分析AMT:換檔作動器自動手動變速器液壓及電動執(zhí)行器設(shè)計(jì)自動變速器AT自動變速器CVT模型

考慮和不考慮損失無級變速：CVT模型損失取決于：

CVT傳動比CVT帶輪轉(zhuǎn)速

CVT輸出扭矩負(fù)載

當(dāng)量帶張力Pull–PushbelttypesDCTdesign變速器開發(fā)難點(diǎn)：需要多領(lǐng)域系統(tǒng)建模EngineCrankshaftCamshaftVibrationsTorqueoscillationsClutch/DMFDry/Wet,Multidisk,dampersThermalaspects,slipcontrolShiftcontrolSynchronizers,3DanimationsEpicyclicgeartrainsGearshiftcontrolActuationSwitchvalvesPressureregulationHydraulic/electricNetworksDriveline2D/3DModelingU-joints,TiresESP/ASRPilotedDifferentialTransmissionRobotized/AutomaticsDCT/HybridIVT/CVT傳動鏈振動分析:0-20Hz3D發(fā)動機(jī)殼體及橡膠懸置(非線性阻尼)

車輛總成(2D車輛模型(X,Z))，Pacejka輪胎(Jumpstart)

懸架的非線性剛度和非線性阻尼整個(gè)傳動系建模：舒適性Benefits:有助于分析加速過程中的操縱性準(zhǔn)則(Tipin-Tipout，制動，換檔…)發(fā)動機(jī)，車體，發(fā)動機(jī)懸置，傳動鏈剛度(離合器扭轉(zhuǎn)減振器，DMF，輪胎，萬向節(jié)，軸剛度…)的耦合分析

后輪和前輪懸架

低速時(shí)改進(jìn)的Pacejka輪胎模型發(fā)動機(jī)及懸置3D動力總成：NVH驅(qū)動鏈扭振分析Timeresponse發(fā)動機(jī)和卡車驅(qū)動鏈的耦合.通過模態(tài)分析工具，用戶可以確定影響各階振型的主要因素，其中有些振型對多種傳動鏈設(shè)計(jì)產(chǎn)生惡劣的扭振(2,4以及6輪驅(qū)動)29AgendaLMSImagine.LabAMESim平臺特點(diǎn)傳統(tǒng)車輛應(yīng)用發(fā)動機(jī)變速箱底盤新能源汽車Motion制動系統(tǒng),ABS,ESP阻尼器，抗側(cè)傾動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛動力學(xué)系統(tǒng)控制器數(shù)據(jù)交換車輛動力學(xué)系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向

側(cè)重在功能設(shè)計(jì)和控制的初步設(shè)計(jì)（主要是穩(wěn)定性分析）

考察電動轉(zhuǎn)向的功能及其性能以及評估技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

ECU測試

電氣，電液以及液壓系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式（HPS）電液式（EHPS）電動式（EPS）制動系統(tǒng)

ABS、ESP液壓和氣動系統(tǒng)詳細(xì)理解制動回路的動態(tài)特性，分析并比較不同液壓結(jié)構(gòu)。結(jié)合車輛模型分析制動距離和車輛的穩(wěn)定性。既可以分析液壓制動系統(tǒng)也可以分析氣動制動系統(tǒng)。

懸架、抗側(cè)傾控制壓力閥穩(wěn)定性和先導(dǎo)閥控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和側(cè)滾動桿間的耦合關(guān)系液壓缸的氣穴現(xiàn)象機(jī)車和專用車輛的傾斜系統(tǒng)實(shí)時(shí)環(huán)境下的ECU測試專著于元部件和回路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)駕駛舒適性

二維車輛模型和3D發(fā)動機(jī)模型34

copyrightLMSInternational-200920HZ的動態(tài)響應(yīng)3D發(fā)動機(jī)模型3D發(fā)動機(jī)支點(diǎn)2D車輛模型2D車身懸置模型輪胎模型傳動剛度模型輸入發(fā)動機(jī)模塊的扭矩響應(yīng)道路傾斜度和路障風(fēng)速發(fā)動機(jī)諧波響應(yīng)不同尺寸的飛輪12缸，無幾何限制軸承和活塞摩擦效應(yīng)加速帶來的力實(shí)時(shí)仿真35

copyrightLMSInternational-2009發(fā)動機(jī)懸置匹配車輛動力學(xué)：功能建模的理論考慮運(yùn)動學(xué)約束的多體系統(tǒng)(15自由度)ψ:Yawangleofcarbody:Pitchangleofcarbodyφ

:RollangleofcarbodyxG:Absolutedisplacementofcarbodycenterofgravityonx-axisyG:Absolutedisplacementofcarbodycenterofgravityony-axiszG:Absolutedisplacementofcarbodycenterofgravityonz-axiszrel11:Verticalliftoffrontleftspindle[11]rel11:Relativerotationanglewheel/spindle-frontleftwheel[11]zrel12:Verticalliftoffrontrightspindle[12]rel12:Relativerotationanglewheel/spindle-frontrightwheel[12]zrel21:Verticalliftofrearleftspindle[21]rel21:Relativerotationanglewheel/spindle-rearleftwheel[21]zrel22:Verticalliftofrearrightspindle[22]rel22:Relativerotationanglewheel/spindle-rearrightwheel[22]yn:Relativedisplacementsteeringrack/carbodyonycarbody-axisISO8855basedmodel功能建模的理論–彈性效應(yīng)AxlesystemElasticitySuspensionmechanismandbushingsElasticityMatrixAxleelasticdeformationSourceEachelasticitycoefficientisafunction:車載電氣系統(tǒng)車燈、風(fēng)扇、雨刷、電動車窗、除霜。。。UsevehiclespeedandcorrespondinggearprofiletocomputetheenginespeedQuasistaticloads:-Modelsforlamps,pump,windshieldwipers,…-Consumptiondefinedbycurrentorpowerprofile&activationsignal38

copyrightLMSInternational-2009ExampleofpowerprofileforPTCresistor整車系統(tǒng)解決方案：

發(fā)動機(jī)+傳動+動力學(xué)Acceleration-TestsAcceleration-Simulations40AgendaLMSImagine.LabAMESim平臺特點(diǎn)傳統(tǒng)車輛應(yīng)用