(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110579908.2 (22)申请日 2021.05.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113434952 A (43)申请公布日 2021.09.24 (73)专利权人 中汽研汽车检验中心 （天津） 有限 公司 地址 300300 天津市东 丽区先锋 东路68号 主楼526室 专利权人 中国汽车技 术研究中心有限公司 (72)发明人 王伟　李赞峰　张晓辉　曲辅凡　 李文博　 (74)专利代理 机构 天津企兴智财知识产权代理 有限公司 12 226 专利代理师 马倩倩(51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01) (56)对比文件 CN 110716536 A,2020.01.21 CN 1080895 01 A,2018.0 5.29 审查员 严凯丽 (54)发明名称 一种基于Simulink的汽车部件系统仿真建 模方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于Simulink的汽车部 件系统仿真建模 方法， 包括汽车部件系统模型和 信号传递层。 本发明所述的一种基于Simu link的 汽车部件系统仿真建模 方法， 通过建立一套规范 化的汽车部件系统模型结构， 充分利用信号分 层、 模型分层建模思想， 从系统控制域和物理域 出发信号逐层分解， 部件逐层分解， 为汽车各部 件系统建模的规范性、 可靠性提供参考， 并针对 汽车部件系统的控制部分引入高级算法模块， 保 证了控制模型信号处理、 精度的准确性。 同时， 结 合汽车实测数据对仿真模型进行修正， 保证仿真 输出结果的准确性， 保证建模的准确性和可靠 性， 缩短汽车研发周期。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 113434952 B 2022.06.24 CN 113434952 B 1.一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在于： 包括汽车部件系 统 模型和信号传递层， 汽车部件系统模型包括控制域和物理域， 信号传递层分别将输入信号 传送给控制域和物理域， 控制域接 收到信号传递层传递信号进行控制域仿真建模操作， 经 控制域仿真建模操作处理后得到控制输出信号， 并将控制输出信号通过信号传递层传送 给 物理域， 同时物理域对信号传递层传递信号进行物理域仿真建模操作， 经物理域仿真建模 操作处理后得到物理输出信号， 汽车部件系统模型还设有总线模块和端口自动连接模块， 物理域再分别将物理输出信号、 控制 输出信号传送给总线模块， 总线模块接 收到物理输出 信号、 控制输出信号并对二者进 行汇总， 再将汇总后的输出信号传送给端口自动连接模块， 端口自动连接模块对汇总后的输出信号处理后得到处理信号， 并将处理信号通过信号传递 层传送给控制域， 完成一个周期仿真； 所述控制域仿真建模操作和物理域仿真建模操作同步进行， 控制域仿真建模操作包括 以下步骤： S1、 信号流传递层将输入信号传递给控制域的输入模块， 输入模块对输入信号进行命 名规范化处 理后， 传递给控制域的高级算法模块； S2、 控制域的高级算法模块接收到输入信号， 先通过聚类分析算法对输入信号进行分 类操作后得到分类信号， 高级算法模块内部对再分类信号进行计算处理操作， 最后对计算 处理后的分类信号统一进 行滤波和平滑处理得到高级算法信号， 并将高级算法信号传送 给 控制域的约束模块； S3、 控制域的约束模块接收到高级算法信号后， 对高级算法信号经处理操作后得到约 束信号， 并将约束信号传送给控制域的指令模块； S4、 控制域的指令模块接收到约束信号后， 对约束信号处理后得到指令信号， 并将指令 信号传送给控制域的修 正模块； S5、 控制域的修正模块接收到指令信号后， 对指令信号通过修正处理操作后得到修正 信号， 并将修 正信号传送给控制域的输出模块； S6、 控制域的输出模块接收到修正信号后， 经处理后得到控制输出信号， 并将控制输出 信号通过信号传递层 传送给总线模块； 所述物理域仿真 建模操作包括以下步骤： A1、 信号流传递层将输入信号传递给物理域的输入模块， 并通过输入模块信号传递给 物理域的本体模块； A2、 物理域的本体模块接收输入信号， 通过经验查表方式或者实际部件测试数据得到 该部件系统本体模块输出信号的最大值和最小值， 通过控制输出信号作为指令信号将最大 值和最小值与指令信号相乘后输出， 作为本体模块的物理输出信号传送给总线模块； A3、 总线模块接收到物理输出信号、 控制输出信号并对二者进行汇总， 再将汇总后的输 出信号传送给端口自动连接模块； A4、 端口自动连接模块对汇总后的输出信号处理后得到处理信号， 并将处理信号传送 给控制域的输入 模块即可。 2.根据权利要求1所述的一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在 于： 在步骤S2中的所述分类信号包括机械信号、 电信号、 热力学信号和液压信号， 机械信号、 电信号、 热力学信号和液压信号均传送至高级算法模块。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113434952 B 23.根据权利要求2所述的一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在 于： 所述高级算法模块包括滤波平滑处理子模块及均与其信号连接的机械信号计算子模 块、 电信号计算子模块、 热力学信号计算子模块和液压信号计算子模块， 机械信号计算子模 块用于接收机械信号， 并对机械信号进行响应延时处理后 将结果发送给滤波平滑处理子模 块， 电信号计算子模块用于接 收电信号； 并对电信号处理后将结果发送给滤波平滑处理子 模块， 热力学信号计算子模块用于接 收热力学信号， 并对热力学信号处理后将结果发送给 滤波平滑处理子模块， 液压信号计算子模块用于接 收液压信号， 并对液压信号处理后将结 果发送给滤波平滑处理子模块， 滤波平滑处理子模块接收分类信号进 行滤波和平滑处理得 到高级算法信号， 将高级算法信号传送给控制域的约束模块。 4.根据权利要求1所述的一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在 于： 在步骤S3中的所述约束模块的处 理操作包括以下步骤： B1、 约束模块内部设有输入子模块， 输入子模块接收高级算法信号， 并将高级算法信号 传送约束模块的最大值子模块、 最小值子模块和寻优子模块； B2、 最大值子模块对高级算法信号进行处理， 并判断高级算法信号是否满足最大值子 模块参数设置要求， 若是则进行 下一步， 否则切换 下一个高级算法信号； B3、 最小值子模块对高级算法信号进行处理， 并判断高级算法信号是否满足最小值子 模块参数设置要求， 若是则进行 下一步， 否则切换 下一个高级算法信号； B4、 寻优子模块对步骤B3输出的高级算法信号进行处理， 把最大值子模块、 最小值子模 块输出信号进 行汇总， 输入到寻优子模块， 寻优子模块根据不同部件的特性， 计算物理域部 件所需的最优数值； 计算完成后， 输出约束信号； B5、 约束模块的输出子模块接收到约束信号， 经处 理后将约束信号传送到指令模块。 5.根据权利要求1所述的一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在 于： 在步骤S5中的所述 修正处理操作包括以下步骤： C1、 控制域的修正模块接收到指令信号后， 以部件系统的多组实测试验数据作为修正 参考数据； C2、 修正模块对输入参数和修 正参考数据之间的均方差进行求 解， 得到均方差解； C3、 修正模块将均方差范围分为< ‑1，‑1—0.5，‑0.5—0， 0—0.5， 0.5—1， >1六个区间范 围， 计算出每 个区间范围的加权系数； C4、 修正模块判断均方差解是否满足均方差范围区间设置要求操作， 若是则进行下一 步， 否则切换 下一个均方差解； C5、 修正模块将均方差解与其相应区间的加权系数相乘后得到修正信号， 并将修正信 号传送给控制域的输出模块。 6.根据权利要求5所述的一种基于Simulink的汽车部件系 统仿真建模方法， 其特征在 于： 在步骤C4中的所述判断均方差解是否满足均方差范围区间设置要求操作包括以下步 骤： C41、 判断均方差解是否 <‑1， 若是则直接进入步骤C 5， 否则进行 下一步； C42、 判断均方差解是否处于 ‑1—0.5范围内， 若是则直接进入步骤C5， 否则进行下一 步； C43、 判断均方差解是否处于 ‑0.5—0范围内， 若是则直接进入步骤C5， 否则进行下一权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113434952 B 3