CN112009400B - 一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，该方法包括以下步骤：1)获取整车控制器的CAN网络报文定义和变速箱控制器的CAN网络报文定义；2)设计CAN网络矩阵定义整车控制器的CAN网络报文和变速箱控制器的CAN网络报文的转换关系；3)通过CAN网络矩阵获得变速箱匹配后的CAN网络报文定义，确定空余地址段；4)在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号；5)对因空余地址段不足或CAN网络矩阵信号定义不完善导致的控制信号不足，通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展。本发明提出了一种通过CAN网络矩阵定义调整实现整车搭载自动变速箱方式，不需要更改自动变速箱控制器底层硬件，降低了变速箱搭载开发成本和时间周期。

Description

一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法

技术领域

本发明涉及自动变速箱搭载应用技术，尤其涉及一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法。

背景技术

自动变速箱控制器单元匹配设计是自动变速箱搭载匹配整车最重要的环节，主要目的是为实现其控制器与整车相关控制器的CAN网络匹配设计。整车搭载全新开发的自动变速箱时，往往能够通过正向设计解决网络匹配设计问题。现市场上自动变速箱厂家较多，面向的主机厂也较多。当主机厂搭载已有成熟款的自动变速箱时，自动变速箱控制器单元的匹配设计成为难点。

现有技术条件下，大多数是通过重新匹配开发自动变速箱控制器硬件单元或控制器底层软件满足自动变速箱控制器的CAN网络与整车的匹配设计。这样做的优点：可按部就班地，按照设计输入，详细地按照整车设定开发的条件开发；不足之处：软硬件开发周期长，成本高，后期验证时间长。如遇到设计变更或功能拓展，不利于自动变速箱的搭载及整车功能开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，包括以下步骤：

1)获取整车控制器的CAN网络报文定义和变速箱控制器的CAN网络报文定义；

2)设计CAN网络矩阵定义整车控制器的CAN网络报文和变速箱控制器的CAN网络报文的转换关系，具体如下：

2.1)根据变速箱控制器的CAN网络报文信号的地址确定整车控制器的CAN网络报文的对应信号的地址转换目标；

2.2)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的精度要求，根据精度要求缩短信号长度；

2.3)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的周期要求，根据周期要求确定信号的可调整地址段；

2.4)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的信号必要性，减少不必要信号；

3)通过CAN网络矩阵获得变速箱匹配后的CAN网络报文定义，在选取必要信号，位置精度调整以及周期调整后，确定空余地址段；

4)在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号，并根据扩充的控制信号调整变速箱端底层软件对这些地址段信号的定义；

5)对因空余地址段不足或CAN网络矩阵信号定义不完善导致的控制信号不足，通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展。

按上述方案，所述步骤4)中在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号时，同地址段扩充功能相关的控制信号。

按上述方案，所述步骤5)通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展，具体如下：

通过车载网络中在不同网络间充当着桥接的汽车网关将不同通信参数的子网络并接成一个大的网络；

将已有控制信号根据控制功能进行转换为待扩展的控制信号；

汽车网关内部存在每一个子网络的映射虚拟节点，通过网关程序辅助控制信号转发，将一个子网络的已有控制信号转换的待扩展的控制信号赋予另一个网络对应的控制信号，实现两个网络间的信号转发。

本发明产生的有益效果是：

本发明通过自动变速箱CAN网络矩阵匹配设计，提出了一种通过CAN网络矩阵定义调整实现整车搭载自动变速箱方式，不需要更改自动变速箱控制器底层硬件，降低了变速箱搭载开发成本和时间周期。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的CAN矩阵接口匹配示意图；

图3是本发明实施例的ACC工况网关发送程序示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，包括以下步骤：

1)获取整车控制器的CAN网络报文定义和变速箱控制器的CAN网络报文定义；

2)设计CAN网络矩阵定义整车控制器的CAN网络报文和变速箱控制器的CAN网络报文的转换关系，具体如下：

2.1)根据变速箱控制器的CAN网络报文信号的地址确定整车控制器的CAN网络报文的对应信号的地址转换目标；

2.2)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的精度要求，根据精度要求缩短信号长度；

2.3)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的周期要求，根据周期要求确定信号的可调整地址段；

2.4)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的信号必要性，减少不必要信号；

例1：某车型开发中涉及的系统开发工作主要是变速箱的匹配开发，需要由原有变速箱改为某市场成熟应用的变速箱，为了降低开发成本、减少周期，选择了避免底层硬件开发、减少底层软件开发量、调整通讯矩阵的实现方式。CAN网络接口开发是实现变速箱控制的重要方式。在现有车型、成熟款变速箱基础上进行开发，如表1、表2、表3所示，新变速箱控制器报文的CAN网络报文定义、原变速箱控制器报文的CAN网络报文定义可能存在一定差异。有些情况下，存在部分相同地址的报文，这些地址定义的信号有差异，对于每个信号而言，在信号周期、精度、地址均可能不相同。

报文中信号数位按Intel/Motorola规则排列，在表征同一物理量时，物理值＝信号十进制值/信号精度+偏移。在表征的物理值取值范围相同情况下，精度越高(精度值的小数位越低)信号长度越长。如图2所示，signal 6表征的是表1中的发动机发出的驾驶员需求扭矩，最小值0x0121EB3D，最大值0x0124E860(十六位,十进制为：19196000)对应的物理值为196Nm，精度值为1/1000，偏移值为0x0121EB3D(一般厂家出于对网络信号的加密要求，对信号精度和偏移都有特别的设置)。但在匹配设计时，变速箱控制器软件实际计算分析中，在考虑偏移为0情况下，若变速箱对发动机扭矩信号的值没有较高精度要求，精度1/50能够满足软件计算分析情况下，0x02648十位长足够实现该信号的表征。在图2中，信号1至信号10，除信号5、信号7、信号9、信号10外，均按这种方式进行调整，这样可以缩短信号长。

根据CAN总线CSMA信号处理机制，报文地址ID值越小，优先级越高。信号的重要度体现在这一机制，且短地址报文一般周期也较短。根据整车开发及CAN网络Benchmark经验，在处理信号匹配时，通常优先将扭矩、转速、档位等用于控制和重要的诊断需求信号分配在小ID值地址报文地址单元报文中。在考虑到控制需求下，可以适当对这些信号调整至大ID地址或长周期报文。并通过HIL、调试等方法模拟验证实现控制的可行性。

在充分整车信号需求、变速箱信号需求，分析这些信号必要性和降低精度的大小、周期对软件控制无影响后，可以对这些报文在相同的地址段报文上进行分配和调整(如图2，报文周期大小0x2A＜0x108＜0x208，如信号1所示，在适配前后，位数由30降为15，位数越少精度越低，同时分周期也有降低)，选取必要的信号，适度降低信号精度或调整周期，可以在同地址段扩充相关功能实现软件控制所需其他信号(信号11,13,14,15，16)，使其满足信号应用需求。避免重新开发自动变速箱的硬件底层，减少软件底层的开发量，在此之上实现对自动变速箱控制单元的搭载使用。有利于拓展自动变速箱的搭载应用能力。

表1整车网络端部分地址报文定义(原理说明，未引用实际数据)

表2变速箱段同地址报文原定义(原理说明，未引用实际数据)

表3变速箱同地址匹配后报文定义(原理说明，未引用实际数据)

3)通过CAN网络矩阵获得变速箱匹配后的CAN网络报文定义，在选取必要信号，位置精度调整以及周期调整后，确定空余地址段；

4)在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号，并根据扩充的控制信号调整变速箱端底层软件对这些地址段信号的定义；

5)对因空余地址段不足或CAN网络矩阵信号定义不完善导致的控制信号不足，通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展。

步骤5)通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展，具体如下：

通过车载网络中在不同网络间充当着桥接的汽车网关将不同通信参数的子网络并接成一个大的网络；

将已有控制信号根据控制功能进行转换为待扩展的控制信号；

汽车网关内部存在每一个子网络的映射虚拟节点，通过网关程序辅助控制信号转发，将一个子网络的已有控制信号转换的待扩展的控制信号赋予另一个网络对应的控制信号，实现两个网络间的信号转发。

图3是通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展的一个场景示例。某车型在搭载自动变速箱开发过程中，ADAS系统ACC功能开发初期，未能完善ESC与TCU关于制动压力信号的定义，制动压力来自制动主缸信号。但ACC系统设计时，ACC通过发送轮缸制动压力信号请求车辆减速，而在制动过程中主缸压力值为0，这样就不可避免的导致动力系统驱动扭矩与制动扭矩发生干涉(特别是在低速工况)，在车辆减速至停车时传动系统振动，车辆抖动。同样，在起步时也会因干涉导致车辆抖动，带来驾驶性问题。最佳的解决方法就是通过CAPL编写网关程序，在问题工况下，将轮缸压力信号按一定策略赋予主缸压力信号，通过网关转发给TCU。在项目开发后期阶段，避免了更改网络通讯矩阵及TCU底层软件开发导致的成本、周期的增加和带给项目的风险。如图3，通过网关程序设计，可以按一定策略赋予制动主缸压力值来解决上述问题。网关需要对车速、制动压力、减速度、ACC状态信号进行判断。发送策略1：ACC未被激活，将ESC网段的制动主缸压力TCU网段的；策略2：ACC功能其作用，且车速小于10km/h、车辆减速度＞0，将ESC网段主缸压力与轮缸压力按取最大值方式赋予TCU网段的制动压力信号，能够解决减速中的抖动问题；策略3：ACC功能其作用，且车速接近0km/h、车辆减速度＞0，车速接近0时因制动压力为1.5MPa，TCU不会因制动压力突然变小而请求发动机增扭产生扭矩干涉，解决这种情况下的抖动问题；策略4：ACC功能其作用，且车速接近0km/h、车辆减速度＜0，车辆即将起步的时候，需要适度的减小制动压力来保证起步。策略1-4是一个完整的基于网关程序来实现辅助信号定义的方式，在实践中已对发明进行大量验证。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取整车控制器的CAN网络报文定义和变速箱控制器的CAN网络报文定义；

2)设计CAN网络矩阵定义整车控制器的CAN网络报文和变速箱控制器的CAN网络报文的转换关系，具体如下：

2.1)根据变速箱控制器的CAN网络报文信号的地址确定整车控制器的CAN网络报文的对应信号的地址转换目标；

2.2)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的精度要求，根据精度要求缩短信号长度；

2.3)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的周期要求，根据周期要求确定信号的可调整地址段；

2.4)对整车控制器的CAN网络报文根据变速箱控制器的需求分析，确定变速箱控制器的CAN网络报文的信号必要性，减少不必要信号；

3)通过CAN网络矩阵获得变速箱匹配后的CAN网络报文定义，在选取必要信号，位置精度调整以及周期调整后，确定空余地址段；

4)在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号，并根据扩充的控制信号调整变速箱端底层软件对这些地址段信号的定义；

5)对因空余地址段不足或CAN网络矩阵信号定义不完善导致的控制信号不足，通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展。

2.根据权利要求1所述的自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，其特征在于，所述步骤4)中在空余地址段中扩充满足应用需求的控制信号时，同地址段扩充功能相关的控制信号。

3.根据权利要求1所述的自动变速箱控制单元应用接口扩展匹配方法，其特征在于，所述步骤5)通过网关程序辅助控制实现信号定义扩展，具体如下：

通过车载网络中在不同网络间充当着桥接的汽车网关将不同通信参数的子网络并接成一个大的网络；

将已有控制信号根据控制功能进行转换为待扩展的控制信号；

汽车网关内部存在每一个子网络的映射虚拟节点，通过网关程序辅助控制信号转发，将一个子网络的已有控制信号转换的待扩展的控制信号赋予另一个网络对应的控制信号，实现两个网络间的信号转发。

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