CN201251505Y - 基于matlab/simulink的amt电控单元功能测试系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及了一种车辆换挡模型基于MATLAB/SIMULINK的AMT电控单元功能测试系统，它至少由PCI式I/O板卡PC机(1)、接线端子板(2)、AMT电控单元(3)、USB－CAN转换模块(4)、标定用PC机(5)组成；输出信号线通过接线端子板(2)把内置有PCI式I/O板卡PC机(1)与AMT电控单元(3)的输入相连；标定用PC机(5)通过USB－CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连；车辆换挡模型运行在Matlab/Simulink环境中的Real－TimeWindows Target模式下，对AMT电控单元在各种常用工况下对离合器的控制算法、换挡控制算法进行功能测试，并可以进行控制算法优化的半实物仿真实验，在此基础上再进行台架实验和实车实验，可以降低实验的盲目性，提高开发效率。

Description

基于MATLAB/SIMULINK的AMT电控单元功能测试系统
技术领域
本实用新型涉及一种AMT自动变速器电控单元功能测试系统，属于汽车电子控制领域。
背景技术
电控机械式自动变速器(AMT)可以模拟熟练驾驶员操纵汽车的整个换档过程，操纵方式简单可靠，既可改进整车驾驶性能，还能降低油耗及废气排放，目前国内许多汽车生产企业正致力于AMT的开发工作，争取该项技术在我国的早日产业化；电子控制单元ECU是AMT的重要组成部分，其中的控制算法是判断换档时机的依据，为优化出最佳的换档规律，可以采用实车标定及计算机仿真的方法；采用实车标定的方法需要具备一定的经验、完善试验条件及大量的人力物力；而辅以基于模型的计算机仿真技术相比之下可以节省大量的人力物力，同时还可以得到一些在实车测试时不能得到的一些性能参数；目前国内在AMT的开发过程中，计算机仿真和实车标定基本是脱节的，换档规律主要靠实车标定的实验数据确定，由于影响换档规律的因素较多，这种方式具有开发周期长、耗资多的缺点，正面临着车辆型式的多样化、系统复杂程度大幅增加、开发周期要求不断缩短的多重压力。
基于Matlab/Simulink软件的汽车电控系统开发是目前国外工业发达国家最为流行的方式，如Wootaik Lee等在2004年的“Control Engineering Practice”学术期刊上发表的题为“Towards a seamless development process for automotiveengine-control system”的文章中应用了Matlab/Simulink开发了发动机的电子控制系统。dSPACE为目前国际上最为通用的汽车电子控制系统开发平台，它借助于Matlab/Simulink模型，用RTW自动生成控制代码，并将其自动下载到其硬件系统中，以完成快速控制原型及硬件半实物仿真的功能，可以在很短的时间内验证控制原型的准确性和有效性，而通过硬件半实物仿真技术实现先期的虚拟标定，可以大大减少试验台标定工作量，缩短台架标定时间，如重庆大学的余荣辉，在硕士学位论文“基于dSPACE的电控机械自动变速传动系统控制软件及实验研究”中采用了dSPACE在很短的时间之内实现了对AMT自动变速器的电子控制。但由于过高的价格使得国内的许多中小型企业望而却步，因此国内许企业在AMT电控单元开发方面，还只能依赖于实车标定方式，产品的开发周期长、投资大，产品开发单一，不易随市场变化进行产品转型。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种运行在Matlab/Simulink环境下的、低成本的AMT自动变速器电控单元功能测试系统，实现在半实物仿真的环境下对AMT电控单元3对离合器的控制算法、换挡控制算法进行功能测试、优化控制算法的目标，以缩短产品的开发周期、降低产品开发的投资费用，为后续的台架实验和实车实验奠定基础，降低实验的盲目性，提高开发效率。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种基于MATLAB/SIMULINK的AMT电控单元功能测试系统，它至少由PCI式I/O板卡PC机(1)、接线端子板(2)、AMT电控单元(3)、USB-CAN转换模块(4)、标定用PC机(5)组成；输出信号线通过接线端子板(2)把内置有PCI式I/O板卡PC机(1)与AMT电控单元(3)的输入相连；标定用PC机(5)通过USB-CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连；接线端子板(2)的输入信号分别来自AMT电控单元(3)的离合器控制信号引脚、选档阀控制信号引脚、换挡阀控制信号引脚；接线端子板(2)输出信号分别被送至AMT电控单元(3)的发动机转速信号引脚、变速器输入轴转速信号引脚、变速器输出轴转速信号引脚、离合器位置信号引脚、发动机油门位置信号引脚、制动踏板开关信号引脚；在内置有PCI式I/O板卡PC机(1)上的Matlab/Simulink环境下建立能反应实车换挡性能的动力传动模型，主要包括发动机、离合器及变速器；然后在Matlab/Simulink环境下采用自适应控制方法对离合器、选档电磁阀、换挡电磁阀的动作进行仿真控制，并将算法写入到AMT电控单元(3)中。然后将AMT电控单元(3)的相关引脚与PCI式I/O板卡的接口端子(2)连接，并应用Matlab/Simul ink环境下的Real-Time Windows Target功能模块将动力模型运行在外部模式，在PC机(5)的环境下对AMT电控单元(3)的基本功能进行检测，反复优化控制算法；测试系统工作时，还可以进行虚拟标定实验；另一台运行有AMT电控单元监控程序的PC机(5)通过USB-CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连，可以根据车辆换挡模型的工作状态，实时对AMT电控单元(3)内部的电控参数进行修改，以对车辆换挡模型的工作状态进行调试。
本实用新型与现有的开发方式相比，具有如下优点：能够在没有实车的环境下进行基于车辆换挡模型的控制算法开发，对AMT电控单元的控制算法进行功能测试，并可以进行控制算法的优化；在此基础上再进行台架实验和实车实验，可以降低实验的盲目性，提高开发效率；能够进行虚拟标定实验，以验证标定系统的功能。
附图说明
附图1为本实用新型的工作原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的说明：
一种基于MATLAB/SIMULINK的AMT电控单元功能测试系统，它至少由PCI式I/O板卡PC机(1)、接线端子板(2)、AMT电控单元(3)、USB-CAN转换模块(4)、标定用PC机(5)组成；输出信号线通过接线端子板(2)把内置有PCI式I/O板卡PC机(1)与AMT电控单元(3)的输入相连；标定用PC机(5)通过USB-CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连；接线端子板(2)的输入信号分别来自AMT电控单元(3)的离合器控制信号引脚、选档阀控制信号引脚、换挡阀控制信号引脚；接线端子板(2)输出信号分别被送至AMT电控单元(3)的发动机转速信号引脚、变速器输入轴转速信号引脚、变速器输出轴转速信号引脚、离合器位置信号引脚、发动机油门位置信号引脚、制动踏板开关信号引脚；测试系统工作时，将车辆换挡模型以Matlab/Simulink环境下的Real-Time Windows Target功能模块的模式运行，模型运行输出的发动机转速信号、变速器输入轴转速信号、变速器输出轴转速信号、离合器位置信号、发动机油门位置信号、制动踏板开关信号接线端子板(2)传至AMT电控单元(3)的相应端口，AMT电控单元(3)对这些信号采集后，根据内部的控制算法确定对离合器、换挡阀、选档阀的控制方式并输出控制信号，经接线端子板(3)传至车辆换挡模型，对模型的工作状态进行干预；由此可以对电控单元进行半实物仿真实验，以验证其基本功能，并可以优化控制算法。
测试系统工作时，还可以进行虚拟标定实验；另一台运行有AMT电控单元监控程序的PC机(5)通过USB-CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连，可以根据车辆换挡模型的工作状态，实时对AMT电控单元(3)内部的电控参数进行修改，以对车辆换挡模型的工作状态进行调试。
使用本实用新型通过能够在没有实车的环境下进行基于车辆换挡模型的控制算法开发，对AMT电控单元的控制算法进行功能测试，并可以进行控制算法的优化；本实施例在BFC6120高档旅游车型上装车后验证了标定系统的功能，降低了实验的盲目性，提高开发效率。
至此达到本实用新型的目的，实施完成。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。参照较佳实施例对本实用新型进行详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (1)

1、一种基于MATLAB/SIMULINK的AMT电控单元功能测试系统，它至少由PCI式I/O板卡PC机(1)、接线端子板(2)、AMT电控单元(3)、USB-CAN转换模块(4)、标定用PC机(5)组成；其特征在于：输出信号线通过接线端子板(2)把内置有PCI式I/O板卡PC机(1)与AMT电控单元(3)的输入相连；标定用PC机(5)通过USB-CAN转换模块(4)与AMT电控单元(3)的CAN通讯口相连；接线端子板(2)的输入信号分别来自AMT电控单元(3)的离合器控制信号引脚、选档阀控制信号引脚、换挡阀控制信号引脚；接线端子板(2)输出信号分别被送至AMT电控单元(3)的发动机转速信号引脚、变速器输入轴转速信号引脚、变速器输出轴转速信号引脚、离合器位置信号引脚、发动机油门位置信号引脚、制动踏板开关信号引脚。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Beijing Gear Co., Ltd.

Assignor: Beijing Gear Works

Contract record no.: 2011990000867

Denomination of utility model: Function test system of AMT electronic control unit based on MATLAB/SIMULINK

Granted publication date: 20090603

License type: Exclusive License

Record date: 20110906

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090603

Termination date: 20110916