專利名稱：汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電控單元仿真試驗臺，特別是涉及一種汽車自動變速器電控單元的仿真試驗臺。
背景技術：
目前國內裝有自動變速器的汽車的比例相當的低，自動變速器電控單元的開發處于一個起步階段。自動變速器電控單元的仿真實驗臺對汽車自動變速器電控單元的各種外圍信號和汽車的各種行駛環境進行了混合仿真，給自動變速器電控單元的開發提供了一個通用、經濟、有效的開發平臺。目前已經開發的仿真實驗臺有很多采用純計算機軟件仿真，很少有軟件和硬件混合仿真的仿真實驗臺，純軟件仿真往往在仿真精度和模型上與實際模型有較大的偏差。
發明內容
為達上述目的，本發明提供了一種軟件和硬件混合的汽車自動變速器電控單元的仿真試驗臺。自動變速器電控單元通過其接口電路與轉換接口電路連接，轉換接口電路與工控機開關量輸入輸出卡連接，電控單元還通過其接口電路與模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路連接，模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路與工控機模擬量輸入輸出卡連接。
節氣門信號、油壓信號和油溫信號通過電壓信號濾波處理電路與自動變速器電控單元連接，自動變速器電控單元控制PWM脈沖調制信號與輸出信號處理電路連接，另有發動機轉速信號、輸入軸轉速信號和輸出軸轉速信號通過頻率信號處理電路與自動變速器電控單元連接，自動變速器電控單元控制開關量信號與輸出信號處理電路連接。
一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其仿真過程是1)輸入仿真參數；2)開始仿真；3)啟動仿真試驗臺主控制程序；4)啟動軟件和硬件接口程序；5)啟動車輛模型程序；6)啟動軟件和硬件接口程序；7)啟動仿真結果記錄程序；8)仿真結束；9)否，則返回第3)步；10)啟動仿真結果顯示分析程序。
所述的輸入仿真參數，包括輸入整車參數、發動機參數、初始化參數、變矩器參數和行駛環境參數。
所述的仿真試驗臺主控制程序，其工作步驟是1)變量初始化；2)從板卡判斷換檔桿位置并在界面顯示；3)是否缺省節氣門開度-時間與車速-位移歷程；4)否，輸入對話框；5)判斷仿真時間和桿位是否正確；6)否，提示數值范圍；7)設置界面上的控件狀態以免誤操作；
8)停止外圍設備掃描；9)是否采用缺省整車發動機變矩器參數；10)否，參數輸入；11)定義數組存放仿真過程中狀態參數并賦值；12)仿真到時或人為停止仿真函數；13)返回到第2)步。
所述的軟件和硬件接口程序，其工作步驟是1)第一次打開設備獲得數字量驅動板卡的句柄；2)根據電控單元的輸出得到當前電控單元的檔位；3)在界面上顯示電磁閥的狀態；4)由模擬量輸入得到主油道和閉鎖油壓閥占空比并顯示；5)根據占空比決定輸出油壓；6)采集來自外圍電路的信號顯示(雪地、運動、普通、制動)；7)將計算得到的節氣門開度和油溫轉化為電壓值。
所述的車輛模型程序，其工作步驟是1)設置車輛參數；2)是否采用缺省的整車、發動機及變矩；3)否，人工輸入；4)是否采用缺省初始參數和行駛環境參數及加阻緊急制動；5)否，人工輸入；6)模型建立。
所述的仿真結果記錄程序，其工作步驟是1)定義數組存放仿真參量并初始化；2)仿真過程；3)仿真狀態動態參量記錄；4)是否顯示圖形；5)否，記錄顯示；
6)依據記錄繪圖。
所述的仿真結果顯示分析程序，其工作步驟是1)仿真結果的顯示換檔桿位置顯示、電磁閥狀態顯示、閉鎖制動狀態顯示和仿真動態過程顯示；2)仿真是否到時或人為停止；3)否，返回到第1)步；4)顯示仿真圖形和結果。
本發明的功效在于1)采用軟件和硬件混合仿真在仿真精度和模型上與實際模型比較接近；2)在軟件方面，對車輛模型采用實時仿真，仿真精度比較高，同時和汽車的實際情況也很接近；軟件中車輛模型參數可調節，可針對任何車型的自動變速器進行仿真，通用性好；通過在控制軟件中設置參數可仿真很多實驗做不到的極限和臨界工況，可以很全面的反映汽車的各種工況，是一種快速、高效的開發平臺，可以達到縮短開發周期、節約開發經費的目的。
3)采用數據實時采集，對實際工況進行全方位的仿真，經測試表明，在仿真實驗臺上進行的仿真結果真實可靠，與實際工況有很好的一致性。
圖1是本發明的硬件結構方框圖；圖2是自動變速器電控單元的輸入輸出信號處理電路的方框圖；圖3是本發明仿真方法的工作流程示意圖；圖4是圖3的仿真試驗臺主控制程序的工作流程示意圖；圖5是圖3的軟件和硬件接口程序的工作流程示意圖；
圖6是圖3的車輛模型程序的工作流程示意圖；圖7是圖3的仿真結果記錄程序的工作流程示意圖；圖8是圖3的仿真結果顯示分析程序的工作流程示意圖。
具體實施例方式
請參閱附圖1、2所示進一步說明本發明的硬件系統，本發明的自動變速器電控單元1通過其接口電路2與轉換接口電路3連接，轉換接口電路3與工控機開關量輸入輸出卡6連接，電控單元1還通過其接口電路2與模擬量轉換電路4和V/F電壓頻率轉換電路5連接，模擬量轉換電路4和V/F電壓頻率轉換電路5與工控機模擬量輸入輸出卡7連接；節氣門信號10、油壓信號11和油溫信號12通過電壓信號濾波處理電路8與自動變速器電控單元1連接，自動變速器電控單元1控制PWM脈沖調制信號16與輸出信號處理電路18連接，另有發動機轉速信號13、輸入軸轉速信號14和輸出軸轉速信號15通過頻率信號處理電路9與自動變速器電控單元1連接，自動變速器電控單元1控制開關量信號17與輸出信號處理電路18連接。
請參閱附圖3、4、5、6、7、8所示進一步說明本發明的軟件系統，本發明的仿真過程是1)輸入仿真參數1；2)開始仿真2；3)啟動仿真試驗臺主控制程序3；4)啟動軟件和硬件接口程序4；5)啟動車輛模型程序5；6)啟動軟件和硬件接口程序3；7)啟動仿真結果記錄程序6；8)仿真結束7；
9)否，則返回第3)步8；10)啟動仿真結果顯示分析程序9。
所述的輸入仿真參數1，包括輸入整車參數、發動機參數、初始化參數、變矩器參數和行駛環境參數。
所述的仿真試驗臺主控制程序3，其工作步驟是1)變量初始化311；2)從板卡判斷換檔桿位置并在界面顯示312；3)是否缺省節氣門開度-時間與車速-位移歷程313；4)否，輸入對話框314；5)判斷仿真時間和桿位是否正確315；6)否，提示數值范圍316；7)設置界面上的控件狀態以免誤操作317；8)停止外圍設備掃描318；9)是否采用缺省整車發動機變矩器參數319；10)否，參數輸入320；11)定義數組存放仿真過程中狀態參數并賦值321；12)仿真到時或人為停止仿真函數322；13)返回到第2)步312。
所述的軟件和硬件接口程序4，其工作步驟是1)第一次打開設備獲得數字量驅動板卡的句柄41；2)根據電控單元的輸出得到當前電控單元的檔位42；3)在界面上顯示電磁閥的狀態43；4)由模擬量輸入得到主油道和閉鎖油壓閥占空比并顯示44；5)根據占空比決定輸出油壓45；6)采集來自外圍電路的信號顯示(雪地、運動、普通、制動)46；7)將計算得到的節氣門開度和油溫轉化為電壓值47。
所述的車輛模型程序5，其工作步驟是
1)設置車輛參數51；2)是否采用缺省的整車、發動機及變矩52；3)否，人工輸入53；4)是否采用缺省初始參數和行駛環境參數及加阻緊急制動54；5)否，人工輸入55；6)模型建立56。
所述的仿真結果記錄程序6，其工作步驟是1)定義數組存放仿真參量并初始化61；2)仿真過程62；3)仿真狀態動態參量記錄63；4)是否顯示圖形64；5)否，記錄顯示65；6)依據記錄繪圖66。
所述的仿真結果顯示分析程序9，其工作步驟是1)仿真結果的顯示換檔桿位置顯示91、電磁閥狀態顯示92、閉鎖制動狀態顯示93和仿真動態過程顯示94；2)仿真是否到時或人為停止95；3)否，返回到第1)步96；4)顯示仿真圖形和結果97。
權利要求
1.一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺，其特征在于自動變速器電控單元通過其接口電路與轉換接口電路連接，轉換接口電路與工控機開關量輸入輸出卡連接，電控單元還通過其接口電路與模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路連接，模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路與工控機模擬量輸入輸出卡連接。
2.根據權利要求1所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺，其特征在于節氣門信號、油壓信號和油溫信號通過電壓信號濾波處理電路與自動變速器電控單元連接，自動變速器電控單元控制PWM脈沖調制信號與輸出信號處理電路連接，另有發動機轉速信號、輸入軸轉速信號和輸出軸轉速信號通過頻率信號處理電路與自動變速器電控單元連接，自動變速器電控單元控制開關量信號與輸出信號處理電路連接。
3.根據權利要求1所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于該仿真過程是1)輸入仿真參數；2)開始仿真；3)啟動仿真試驗臺主控制程序；4)啟動軟件和硬件接口程序；5)啟動車輛模型程序；6)啟動軟件和硬件接口程序；7)啟動仿真結果記錄程序；8)仿真結束；9)否，則返回第3)步；10)啟動仿真結果顯示分析程序。
4.根據權利要求3所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于所述的仿真試驗臺主控制程序，其工作步驟是1)變量初始化；2)從板卡判斷換檔桿位置并在界面顯示；3)是否缺省節氣門開度—時間與車速—位移歷程；4)否，輸入對話框；5)判斷仿真時間和桿位是否正確；6)否，提示數值范圍；7)設置界面上的控件狀態以免誤操作；8)停止外圍設備掃描；9)是否采用缺省整車發動機變矩器參數；10)否，參數輸入；11)定義數組存放仿真過程中狀態參數并賦值；12)仿真到時或人為停止仿真函數；13)返回到第2)步。
5.根據權利要求3所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于所述的軟件和硬件接口程序，其工作步驟是1)第一次打開設備獲得數字量驅動板卡的句柄；2)根據電控單元的輸出得到當前電控單元的檔位；3)在界面上顯示電磁閥的狀態；4)由模擬量輸入得到主油道和閉鎖油壓閥占空比并顯示；5)根據占空比決定輸出油壓；6)采集來自外圍電路的信號顯示；7)將計算得到的節氣門開度和油溫轉化為電壓值。
6.根據權利要求3所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于所述的車輛模型程序，其工作步驟是1)設置車輛參數；2)是否采用缺省的整車、發動機及變矩；3)否，人工輸入；4)是否采用缺省初始參數和行駛環境參數及加阻緊急制動；5)否，人工輸入；6)模型建立。
7.根據權利要求3所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于所述的仿真結果記錄程序，其工作步驟是1)定義數組存放仿真參量并初始化；2)仿真過程；3)仿真狀態動態參量記錄；4)是否顯示圖形；5)否，記錄顯示；6)依據記錄繪圖。
8.根據權利要求3所述的一種汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺的仿真方法，其特征在于所述的仿真結果顯示分析程序，其工作步驟是1)仿真結果的顯示換檔桿位置顯示、電磁閥狀態顯示、閉鎖制動狀態顯示和仿真動態過程顯示；2)仿真是否到時或人為停止；3)否，返回到第1)步；4)顯示仿真圖形和結果。
全文摘要
本發明提供了一種軟件和硬件混合的汽車自動變速器電控單元仿真試驗臺，電控單元通過其接口電路與轉換接口電路連接，轉換接口電路與工控機開關量輸入輸出卡連接，電控單元還通過其接口電路與模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路連接，模擬量轉換電路和V/F電壓頻率轉換電路與工控機模擬量輸入輸出卡連接；工控機控制仿真過程。本發明在仿真精度和模型上與實際模型比較接近；對車輛模型采用實時仿真，仿真精度較高，對車輛模型參數可調節，可對任何車型進行仿真，通用性好；采用數據實時采集，對實際工況進行全方位的仿真，是一種快速、高效的開發平臺。
文檔編號G05B17/02GK1866141SQ20061002708
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月30日 優先權日2006年5月30日
發明者吳光強, 岳繼光, 蘇永清, 范睿, 周凡華, 鞠麗娟 申請人:同濟大學