[發明專利]一種自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺

有效

• 申請號: 201610262435.2
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105717805B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 李亮;張曉宏;王翔宇;何凱;李旭健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺，包括蓄電池(1)、變速箱控制器(2)、自動機械式變速箱(3)、加速踏板(4)、整車仿真器(5)、CAN數據采集卡(6)和上位機(7)，其特征在于：

蓄電池(1)分別與變速箱控制器(2)和整車仿真器(5)電氣相連；變速箱控制器(2)和整車仿真器(5)中皆設有電源轉換模塊，可將12V直流電轉變為5V，變速箱控制器(2)與加速踏板(4)電氣相連，整車仿真器(5)與自動機械式變速箱(3)電氣相連；變速箱控制器(2)和整車仿真器(5)皆設有CAN模塊，兩者通過CAN總線相連；上位機(7)通過CAN數據采集卡(6)和CAN總線相連，實現數據的采集；

所述整車仿真器(5)為TCU的開發提供整車環境，其硬件電路包括整車仿真器電源轉換模塊、整車仿真器信號發生模塊、整車仿真器信號處理模塊、整車仿真器MCU模塊、整車仿真器在線調試模塊、整車仿真器CAN模塊和報警模塊；

整車仿真器電源轉換模塊將12V直流電轉變成5V直流電；

整車仿真器(5)信號發生模塊包括船型開關、電位器和組合按鍵開關，船型開關用于產生開關量，電位器用于產生模擬信號，組合按鍵開關用于模擬多重開關量；

所述整車仿真器(5)信號處理模塊包括開關信號的消抖電路和模擬信號的一階RC濾波電路，用于去除信號中的毛刺和抖動；

所述整車仿真器(5)的CAN模塊設有CAN驅動芯片，通過CAN總線和CAN網絡實現通信；

所述整車仿真器(5)報警模塊設有發光二極管和蜂鳴器；當車門打開、駐車制動手柄未放下、選換檔電機電流過大時發出警告；

CAN數據采集卡一端連接CAN網絡，一端和上位機(7)相連，實現數據的傳遞和類型的轉換；

所述上位機(7)運行有Labview程序，實時采集并解析選檔電機電流、換檔電機電流、選檔電機位置、換檔電機位置、當前檔位和車速信號，并將結果以圖形的方式顯示和保存。

2.根據權利要求1所述的自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺，其特征在于：所述蓄電池(1)為車載12V蓄電池，為待測試變速箱控制器(2)、整車仿真器(5)和選換檔電機供電；所述蓄電池(1)電壓被整車仿真器(5)采集，可實時監測蓄電池(1)工作狀態。

3.根據權利要求1所述的自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺，其特征在于：加速踏板(4)是自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺的實車信號產生裝置，通過加速踏板(4)位置決定發動機動力輸出和TCU執行換檔；所述加速踏板(4)設有位移傳感器，所述加速踏板(4)位置信號由整車仿真器(5)采集。

4.根據權利要求1所述的自動機械式變速箱控制器的開發與測試平臺進行開發的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、當檢測到上電信號時，TCU命令AMT回空檔，同時檢測駐車制動和門開關信號，若駐車制動信號為1則指示燈閃爍，若門開關信號為1則指示燈閃爍并且起動信號無效，駕駛員需關閉車門并放下手剎；

步驟2、根據加速踏板位置和發動機轉速二維查表可得到發動機轉矩，若大于發動機最大轉矩，發動機有效轉矩取最大轉矩，否則取查表轉矩；

步驟3、若當前檔位為0或者離合器處于分離狀態，則發動機空轉，車速為0；若在檔且離合器接合則根據傳動系理想模型計算出整車加速度，進而累積得到車速；

步驟4、TCU從CAN網絡中采集車速、加速踏板位置、離合器狀態信號，并將它們作為決斷換檔的條件，同時由上層換檔控制策略計算換檔車速，若當前車速不等于換檔車速，則繼續等待；若當前車速等于換檔車速，則TCU給出目標檔位并發出越權信號請求控制發動機；

步驟5、命令離合器分離，TCU底層控制程序給出期望選檔位置和換檔位置，采用PWM控制選換檔電機依次動作；選換檔角位置傳感器將選換檔當前位置反饋到TCU中進行實時校正；

步驟6、整個運行過程的CAN信號交互通過CAN數據采集卡(6)傳到PC機中，整個過程通過Labview進行監控，若換檔未完成，通過Labview采集到的數據分析其原因，對上層換檔控制策略和底層電機控制程序進行更改；若換檔完成則將當前檔位傳遞到CAN網絡中，整車狀態得以更新；

步驟7、改變電位器的位置從而更改當前道路坡度，改變加速踏板位置可改變發動機的工作點，改變組合按鍵可決定車輛工作在前進檔或是倒檔。