CN100465826C - 汽车自动变速器电控单元仿真试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软件和硬件混合的汽车自动变速器电控单元仿真试验台，电控单元通过其接口电路与转换接口电路连接，转换接口电路与工控机开关量输入输出卡连接，电控单元还通过其接口电路与模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路连接，模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路与工控机模拟量输入输出卡连接；工控机控制仿真过程。本发明在仿真精度和模型上与实际模型比较接近；对车辆模型采用实时仿真，仿真精度较高，对车辆模型参数可调节，可对任何车型进行仿真，通用性好；采用数据实时采集，对实际工况进行全方位的仿真，是一种快速、高效的开发平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种电控单元仿真试验台，特别是涉及一种汽车自动变速器电控单元的仿真试验台。
背景技术
目前国内装有自动变速器的汽车的比例相当的低，自动变速器电控单元的开发处于一个起步阶段。自动变速器电控单元的仿真实验台对汽车自动变速器电控单元的各种外围信号和汽车的各种行驶环境进行了混合仿真，给自动变速器电控单元的开发提供了一个通用、经济、有效的开发平台。目前已经开发的仿真实验台有很多采用纯计算机软件仿真，很少有软件和硬件混合仿真的仿真实验台，纯软件仿真往往在仿真精度和模型上与实际模型有较大的偏差。
发明内容
为达上述目的，本发明提供了一种软件和硬件混合的汽车自动变速器电控单元的仿真试验台。自动变速器电控单元通过其接口电路与转换接口电路连接，转换接口电路与工控机开关量输入输出卡连接，电控单元还通过其接口电路与模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路连接，模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路与工控机模拟量输入输出卡连接。
节气门信号、油压信号和油温信号通过电压信号滤波处理电路与自动变速器电控单元连接，自动变速器电控单元控制PWM脉冲调制信号与输出信号处理电路连接，另有发动机转速信号、输入轴转速信号和输出轴转速信号通过频率信号处理电路与自动变速器电控单元连接，自动变速器电控单元控制开关量信号与输出信号处理电路连接。
一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其仿真过程是：
1)输入仿真参数；
2)开始仿真；
3)启动仿真试验台主控制程序；
4)启动软件和硬件接口程序；
5)启动车辆模型程序；
6)启动软件和硬件接口程序；
7)启动仿真结果记录程序；
8)仿真结束；
9)否，则返回第3)步；
10)启动仿真结果显示分析程序。
所述的输入仿真参数，包括输入整车参数、发动机参数、初始化参数、变矩器参数和行驶环境参数。
所述的仿真试验台主控制程序，其工作步骤是：
1)变量初始化；
2)从板卡判断换档杆位置并在界面显示；
3)是否缺省节气门开度一时间与车速一位移历程；
4)否，输入对话框；
5)判断仿真时间和杆位是否正确；
6)否，提示数值范围；
7)设置界面上的控件状态以免误操作；
8)停止外围设备扫描；
9)是否采用缺省整车发动机变矩器参数；
10)否，参数输入；
11)定义数组存放仿真过程中状态参数并赋值；
12)仿真到时或人为停止仿真函数；
13)返回到第2)步。
所述的软件和硬件接口程序，其工作步骤是：
1)第一次打开设备获得数字量驱动板卡的句柄；
2)根据电控单元的输出得到当前电控单元的档位；
3)在界面上显示电磁阀的状态；
4)由模拟量输入得到主油道和闭锁油压阀占空比并显示；
5)根据占空比决定输出油压；
6)采集来自外围电路的信号显示(雪地、运动、普通、制动)；
7)将计算得到的节气门开度和油温转化为电压值。
所述的车辆模型程序，其工作步骤是：
1)设置车辆参数；
2)是否采用缺省的整车、发动机及变矩；
3)否，人工输入；
4)是否采用缺省初始参数和行驶环境参数及加阻紧急制动；
5)否，人工输入；
6)模型建立。
所述的仿真结果记录程序，其工作步骤是：
1)定义数组存放仿真参量并初始化；
2)仿真过程；
3)仿真状态动态参量记录；
4)是否显示图形；
5)否，记录显示；
6)依据记录绘图。
所述的仿真结果显示分析程序，其工作步骤是：
1)仿真结果的显示：换档杆位置显示、电磁阀状态显示、闭锁制动状态显示和仿真动态过程显示；
2)仿真是否到时或人为停止；
3)否，返回到第1)步；
4)显示仿真图形和结果。
本发明的功效在于：
1)采用软件和硬件混合仿真在仿真精度和模型上与实际模型比较接近；
2)在软件方面，对车辆模型采用实时仿真，仿真精度比较高，同时和汽车的实际情况也很接近；软件中车辆模型参数可调节，可针对任何车型的自动变速器进行仿真，通用性好；通过在控制软件中设置参数可仿真很多实验做不到的极限和临界工况，可以很全面的反映汽车的各种工况，是一种快速、高效的开发平台，可以达到缩短开发周期、节约开发经费的目的。
3)采用数据实时采集，对实际工况进行全方位的仿真，经测试表明，在仿真实验台上进行的仿真结果真实可靠，与实际工况有很好的一致性。
附图说明
图1是本发明的硬件结构方框图；
图2是自动变速器电控单元的输入输出信号处理电路的方框图；
图3是本发明仿真方法的工作流程示意图；
图4是图3的仿真试验台主控制程序的工作流程示意图；
图5是图3的软件和硬件接口程序的工作流程示意图；
图6是图3的车辆模型程序的工作流程示意图；
图7是图3的仿真结果记录程序的工作流程示意图；
图8是图3的仿真结果显示分析程序的工作流程示意图。
具体实施方式
请参阅附图1、2所示进一步说明本发明的硬件系统，本发明的自动变速器电控单元1通过其接口电路2与转换接口电路3连接，转换接口电路3与工控机开关量输入输出卡6连接，电控单元1还通过其接口电路2与模拟量转换电路4和V/F电压频率转换电路5连接，模拟量转换电路4和V/F电压频率转换电路5与工控机模拟量输入输出卡7连接；节气门信号10、油压信号11和油温信号12通过电压信号滤波处理电路8与自动变速器电控单元1连接，自动变速器电控单元1控制PWM脉冲调制信号16与输出信号处理电路18连接，另有发动机转速信号13、输入轴转速信号14和输出轴转速信号15通过频率信号处理电路9与自动变速器电控单元1连接，自动变速器电控单元1控制开关量信号17与输出信号处理电路18连接。
请参阅附图3、4、5、6、7、8所示进一步说明本发明的软件系统，本发明的仿真过程是：
1)输入仿真参数1；
2)开始仿真2；
3)启动仿真试验台主控制程序3；
4)启动软件和硬件接口程序4；
5)启动车辆模型程序5；
6)启动软件和硬件接口程序3；
7)启动仿真结果记录程序6；
8)仿真结束7；
9)否，则返回第3)步8；
10)启动仿真结果显示分析程序9。
所述的输入仿真参数1，包括输入整车参数、发动机参数、初始化参数、变矩器参数和行驶环境参数。
所述的仿真试验台主控制程序3，其工作步骤是：
1)变量初始化311；
2)从板卡判断换档杆位置并在界面显示312；
3)是否缺省节气门开度一时间与车速一位移历程313；
4)否，输入对话框314；
5)判断仿真时间和杆位是否正确315；
6)否，提示数值范围316；
7)设置界面上的控件状态以免误操作317；
8)停止外围设备扫描318；
9)是否采用缺省整车发动机变矩器参数319；
10)否，参数输入320；
11)定义数组存放仿真过程中状态参数并赋值321；
12)仿真到时或人为停止仿真函数322；
13)返回到第2)步312。
所述的软件和硬件接口程序4，其工作步骤是：
1)第一次打开设备获得数字量驱动板卡的句柄41；
2)根据电控单元的输出得到当前电控单元的档位42；
3)在界面上显示电磁阀的状态43；
4)由模拟量输入得到主油道和闭锁油压阀占空比并显示44；
5)根据占空比决定输出油压45；
6)采集来自外围电路的信号显示(雪地、运动、普通、制动)46；
7)将计算得到的节气门开度和油温转化为电压值47。
所述的车辆模型程序5，其工作步骤是：
1)设置车辆参数51；
2)是否采用缺省的整车、发动机及变矩52；
3)否，人工输入53；
4)是否采用缺省初始参数和行驶环境参数及加阻紧急制动54；
5)否，人工输入55；
6)模型建立56。
所述的仿真结果记录程序6，其工作步骤是：
1)定义数组存放仿真参量并初始化61；
2)仿真过程62；
3)仿真状态动态参量记录63；
4)是否显示图形64；
5)否，记录显示65；
6)依据记录绘图66。
所述的仿真结果显示分析程序9，其工作步骤是：
1)仿真结果的显示：换档杆位置显示91、电磁阀状态显示92、闭锁制动状态显示93和仿真动态过程显示94；
2)仿真是否到时或人为停止95；
3)否，返回到第1)步96；
4)显示仿真图形和结果97。
Claims (7)
1、一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台，包括工控机、电控单元、接口电路和信号转换电路，自动变速器电控单元通过其接口电路与转换接口电路连接，转换接口电路与工控机开关量输入输出卡连接，电控单元还通过其接口电路与模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路连接，模拟量转换电路和V/F电压频率转换电路与工控机模拟量输入输出卡连接，其特征在于：发动机转速信号、输入轴转速信号和输出轴转速信号通过频率信号处理电路与自动变速器电控单元连接，自动变速器电控单元控制开关量信号与输出信号处理电路连接；节气门信号、油压信号和油温信号通过电压信号滤波处理电路与自动变速器电控单元连接，自动变速器电控单元控制PWM脉冲调制信号与输出信号处理电路连接。
2、根据权利要求1所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：该仿真方法的步骤是：
1)输入仿真参数；
2)开始仿真；
3)启动仿真试验台主控制程序；
4)启动软件和硬件接口程序；
5)启动车辆模型程序；
6)启动软件和硬件接口程序；
7)启动仿真结果记录程序；
8)判断仿真是否结束；否，则返回第3)步；
9)启动仿真结果显示分析程序。
3、根据权利要求2所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：所述的仿真试验台主控制程序，其工作步骤是：
1)变量初始化；
2)从板卡判断换档杆位置并在界面显示；
3)是否采用缺省节气门开度—时间与车速—位移历程；
4)否，输入对话框；
5)判断仿真时间和杆位是否正确；
6)否，提示正确数值范围；
7)设置界面上的控件状态以免误操作；
8)停止外围设备扫描；
9)是否采用缺省整车、发动机与变矩器参数；
10)否，参数输入；
11)定义数组存放仿真过程中状态参数并赋值；
12)仿真到时或人为停止仿真函数；
13)返回到第2)步。
4、根据权利要求2所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：所述的软件和硬件接口程序，其工作步骤是：
1)第一次打开设备获得数字量驱动板卡的句柄；
2)根据电控单元的输出信号得到当前电控单元的档位；
3)在界面上显示电磁阀的状态；
4)由模拟量输入得到主油道和闭锁油压阀占空比并显示；
5)根据占空比决定输出油压；
6)采集来自外围电路的信号，并显示；
7)将计算得到的节气门开度和油温转化为电压值。
5、根据权利要求2所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：所述的车辆模型程序，其工作步骤是：
1)设置车辆参数；
2)是否采用缺省的整车、发动机及变矩器；
3)否，人工输入；
4)是否采用缺省初始参数和行驶环境参数及加阻紧急制动；
5)否，人工输入；
6)模型建立。
6、根据权利要求2所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：所述的仿真结果记录程序，其工作步骤是：
1)定义数组存放仿真参量并初始化；
2)仿真过程；
3)仿真状态动态参量记录；
4)是否显示图形；
5)否，记录显示；
6)依据记录绘图。
7、根据权利要求2所述的一种汽车自动变速器电控单元仿真试验台的仿真方法，其特征在于：所述的仿真结果显示分析程序，其工作步骤是：
1)仿真结果的显示：换档杆位置显示、电磁阀状态显示、闭锁制动状态显示和仿真动态过程显示；
2)仿真是否到时或人为停止；
3)否，返回到第1)步；
4)显示仿真图形和结果。
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1866141A CN1866141A (zh) | 2006-11-22 |
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| 自动变速器电控系统测试仿真台的研究与开发. 苏永清等.系统仿真学报，第16卷第2期. 2004 |
| 自动变速器电控系统测试仿真台的研究与开发. 苏永清等.系统仿真学报，第16卷第2期. 2004 * |
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