一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，包括被測自動變速箱總成、CAN工具和上位機；所述被測自動變速箱總成至少包含一個用于控制變速箱的電子控制單元，電子控制單元的主控單元連接CAN總線；CAN總線通過CAN工具連接所述上位機；所述CAN工具為CAN轉USB工具；所述上位機用于通過CAN總線對被測自動變速箱總成及被測自動變速箱總成裝配環(huán)境進行配置、測量與控制。所述主控單元中嵌入有下位機集成實驗系統(tǒng)模塊；新實驗項目擴展開發(fā)非常簡易，在下位機集成實驗系統(tǒng)模塊各層的基礎上只要根據(jù)所進行新實驗與現(xiàn)有實驗的差異進行簡單擴張就能夠進行新的實驗，大大縮短定制試驗系統(tǒng)的開發(fā)時間。
【專利說明】一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及車輛傳動系統(tǒng)領域，特別涉及一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)。
【【背景技術】】
[0002]隨著我國經(jīng)濟與變速器技術的飛速發(fā)展，自動變速器市場份額快速增長，越來越占據(jù)重要的位置。而在其控制系統(tǒng)研發(fā)過程中，有一系列的基礎實驗研究問題，例如離合器控制算法、換擋控制策略、坡道控制策略等需要結合實驗研究進行開發(fā)。實際中一般這些實驗研究都需要編寫相應的實驗軟件，并且有臺架測試與實車測試的要求，很多情況下這些軟件的編制不成體系，靈活性、完備性及實時監(jiān)測與分析故障的能力不足，同時不能做到同一套系統(tǒng)在實車、臺架等實驗環(huán)境以及各實驗項目間的快速切換，因此需要一套集成的并且易于擴展的實驗平臺系統(tǒng)以提高自動變速器開發(fā)工作中的研發(fā)效率。
【
【發(fā)明內容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，以解決上述技術問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，包括被測自動變速箱總成、CAN工具和上位機；所述被測自動變速箱總成至少包含一個用于控制變速箱的電子控制單元，電子控制單元的主控單元連接CAN總線；CAN總線通過CAN工具連接所述上位機；所述CAN工具為CAN轉USB工具；所述上位機用于通過CAN總線對被測自動變速箱總成及被測自動變速箱總成裝配環(huán)境進行配置、測量與控制。
[0006]本發(fā)明進一步的改進在于:所述主控單元中嵌入有下位機集成實驗系統(tǒng)模塊；所述下位機集成實驗系統(tǒng)模塊作為一個獨立模塊嵌入主控單元原有軟件系統(tǒng)中，該下位機集成實驗系統(tǒng)模塊與主控單元原有軟件`系統(tǒng)共享硬件系統(tǒng)的所有輸入輸出接口、通信接口、存儲資源，同時能夠訪問及調用主控單元原有軟件系統(tǒng)的所有相關變量及功能模塊。
[0007]本發(fā)明進一步的改進在于:所述上位機中嵌入有上位機實驗模塊；上位機實驗模塊通過USB接口接收和發(fā)送CAN總線報文；上位機實驗模塊包括CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫；上位機實驗模塊通過使用CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫定義各項測量與控制報文，并根據(jù)定義好的CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫進行CAN報文解析，獲取各項測量量；同時發(fā)送CAN報文對各項下位機集成實驗系統(tǒng)模塊運行參數(shù)進行配置，包括對實驗環(huán)境、實驗模式、實驗狀態(tài)以及實驗預設條件的設定，下位機集成實驗系統(tǒng)模塊接收到配置CAN報文后根據(jù)相關設定運行實驗。
[0008]本發(fā)明進一步的改進在于:上位機實驗模塊根據(jù)CCP協(xié)議使用A2L文件對被測自動變速箱總成的相關參數(shù)進行測量、標定和參數(shù)存儲；所述上位機設有人機界面，人機界面中包括實驗環(huán)境及運行參數(shù)設定、存儲設定、各項變量的可配置圖形化顯示、實驗狀態(tài)指示、實驗啟停操作。
[0009]本發(fā)明進一步的改進在于:下位機集成實驗系統(tǒng)模塊在整體自動變速器集成實驗系統(tǒng)使用前刷寫入被測自動變速箱總成的電子控制單元的主控單元中。
[0010]本發(fā)明進一步的改進在于:下位機集成實驗系統(tǒng)模塊包括:基礎系統(tǒng)接口，定義了實驗的基礎運行環(huán)境；實驗環(huán)境接口層，該實驗環(huán)境接口層建立在基礎系統(tǒng)接口的基礎上，定義對于不同車輛以及不同實驗室環(huán)境所需接口的差異；集成實驗系統(tǒng)核心，該集成實驗系統(tǒng)核心建立在基礎系統(tǒng)接口的基礎上，用于建立核心的運行邏輯；應用層，該應用層層建立在集成實驗系統(tǒng)核心的基礎上，封裝了對應若干實驗任務的若干業(yè)務邏輯。
[0011]本發(fā)明進一步的改進在于:基礎系統(tǒng)接口用于調用主控單元所有的硬件資源，包括1/0，通信，存儲，在基礎被測系統(tǒng)發(fā)生變化時；該基礎系統(tǒng)接口能夠被操作進行擴充；應用層能夠根據(jù)具體的實驗任務進行擴展。
[0012]本發(fā)明進一步的改進在于:所述裝配環(huán)境為車輛或者實驗室臺架。
[0013]本發(fā)明一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)是一套與自動變速器電控系統(tǒng)集成的實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)作為一個子系統(tǒng)存在于自動變速器的嵌入式軟件系統(tǒng)中，可獨立或者與原有系統(tǒng)協(xié)同工作。一般該套系統(tǒng)需要上位機運行數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件，上下位機通過通用CAN工具使用CAN總線進行通信。
[0014]下位機內嵌的實驗系統(tǒng)可與自動變速器軟件系統(tǒng)無沖突地共享必要的變量、系統(tǒng)資源、事件以及異常信息，同時能完成以下功能:1)定義完整I/o以及CAN報文變量，包括需要進行測量和標定的所有輸入、輸出及中間變量；2)—個底層框架，該框架提供基礎的運行平臺，例如定義初始化及配置模塊、輸入模塊、主邏輯模塊、輸出模塊、異常處理模塊；3)實驗環(huán)境切換接口，該接口主要處理不同實驗運行環(huán)境所引起的輸入輸出變量的變化，為基礎框架提供一個統(tǒng)一的環(huán)境接口 ；4)實驗環(huán)境定義，主要用于各種實驗環(huán)境的基本運行邏輯及相關變量的定義；5)實驗項目應用層接口，該接口定義實驗項目的配置方案，為基礎框架提供一個統(tǒng)一的實驗項目接口；6)實驗項目應用層，為每一個實驗項目邏輯提供具體的實現(xiàn)模塊。對于底層運行框架，其中:1)定義初始化及配置模塊主要完成上層環(huán)境及實驗項目所定義的相關設置；2)輸入模塊完成各項實驗條件設定以及各種系統(tǒng)信號的輸入；3)主邏輯模塊主要定義實驗的外層運行邏輯，用來規(guī)定實驗是單次運行或是按某特定條件如實驗次數(shù)、自動化序列等進行實驗，具體的運行邏輯可以根據(jù)需要不斷進行擴展完善；4)輸出模塊主要是輸出各項測量量以及對臺架或者車輛的控制量；5)異常處理模塊主要是用于處理在實驗過程出現(xiàn)的各項異常狀態(tài)，并給予臺架或者車輛合適的處理方案，同時通過CAN報文將異常傳輸給上位機，從而保證實驗的安全性，異常的種類和判斷邏輯可以根據(jù)情況進行擴展。
[0015]上位機具備以下功能:1)定義完整的CAN報文數(shù)據(jù)庫；2)通過CAN總線的參數(shù)編輯實時設定下位機的實驗系統(tǒng)運行條件，在外圍硬件電器接口滿足技術條件的情況下迅速切換實驗環(huán)境設定與任務設定；3)可以在線或者離線分析實驗項目與實驗系統(tǒng)運行情況；4)可對下位機的相關變量進行標定；5)可進行數(shù)據(jù)記錄:6)可對該系統(tǒng)的異常進行實時監(jiān)控。
[0016]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]I)新實驗項目擴展開發(fā)非常簡易，在下位機集成實驗系統(tǒng)模塊各層的基礎上只要根據(jù)所進行新實驗與現(xiàn)有實驗的差異進行簡單擴張就能夠進行新的實驗，大大縮短定制試驗系統(tǒng)的開發(fā)時間；[0018]2)實驗項目間切換方便；
[0019]3)臺架、實車等實驗環(huán)境切換方便；
[0020]4)可方便進行實時或者后期數(shù)據(jù)分析；
[0021]5)可監(jiān)控各種實驗異常，保障實驗數(shù)據(jù)的有效性；
[0022]6)可通過直觀方便的人機交互界面觀察與分析實驗過程及結果數(shù)據(jù)；
[0023]7)可方便進行自動化測試序列的設置以保障實驗條件與結論的完備性。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0024]圖1為本發(fā)明一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)的硬件框架圖；
[0025]圖2為本發(fā)明一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)的模塊框架圖；
[0026]圖3為本下位機集成實驗系統(tǒng)模塊的框架圖。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0028]請參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，包括被測自動變速箱總成、CAN工具和上位機。
[0029]被測自動變速箱總成至少包含一個用于控制變速箱的電子控制單元，電子控制單元的主控單元目前基本都采用CAN接口與其他相關電控單元進行通信，如在實際車輛中主控單元與發(fā)動機E⑶以及ABS的電控單`元等通過CAN接口進行通信，在實驗室環(huán)境中主控單元與實驗室的發(fā)動機ECU或者控制設備等通過CAN接口進行通信。本發(fā)明使用的CAN工具為CAN轉USB工具，實驗用上位機(測控電腦)通過CAN轉USB工具連接CAN總線，CAN總線連接主控單元和裝配環(huán)境，以通過CAN總線獲取CAN總線信號，完成對被測自動變速箱總成及相關被測自動變速箱總成裝配環(huán)境進行相關配置、測量與控制。
[0030]請參參閱圖2所示，本發(fā)明一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，還包括嵌入上位機中的上位機實驗模塊和嵌入電子控制單元的主控單元中的下位機集成實驗系統(tǒng)模塊:
[0031]I)圖中所示下位機集成實驗系統(tǒng)模塊作為一個獨立模塊嵌入電子控制單元的主控單元原有軟件系統(tǒng)中，該下位機集成實驗系統(tǒng)模塊與主控單元原有軟件系統(tǒng)共享硬件系統(tǒng)的所有輸入輸出接口、通信接口、存儲資源，同時能夠訪問及調用主控單元原有軟件系統(tǒng)的所有相關變量及功能模塊以便進行相關實驗；為了使上、下位機可以進行交互以實施相關實驗，該下位機集成實驗系統(tǒng)模塊在整體自動變速器集成實驗系統(tǒng)使用前刷寫入被測自動變速箱總成的電子控制單元的主控單元中。
[0032]2)上位機實驗模塊通過USB接口接收和發(fā)送CAN總線報文；上位機實驗模塊包括CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫；上位機實驗模塊通過使用CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫定義各項測量與控制報文，并根據(jù)定義好的CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫進行CAN報文解析，獲取各項測量量；同時發(fā)送CAN報文對各項下位機實驗模塊運行參數(shù)進行配置，包括對實驗環(huán)境、實驗模式、實驗狀態(tài)以及各項實驗預設條件的設定，下位機實驗模塊接收到配置CAN報文后根據(jù)相關設定運行實驗；對于被測系統(tǒng)的標定任務而言，上位機實驗模塊根據(jù)CCP協(xié)議使用A2L文件對下位機的相關參數(shù)進行測量、標定和參數(shù)存儲；為了提供更好的人機交互，本發(fā)明設計了人機界面用于系統(tǒng)監(jiān)控，人機界面中包括實驗環(huán)境及運行參數(shù)設定、存儲設定、各項變量的可配置圖形化顯示、實驗狀態(tài)指示、實驗啟停操作；安全起見，上位機實時監(jiān)控整個實驗過程中預置的異常工況并在異常發(fā)生時做出相應處理。
[0033]下位機集成實驗系統(tǒng)模塊的架構如圖3所示，共分為以下幾個層次:1)基礎系統(tǒng)接口，定義了實驗的基礎運行環(huán)境；該接口用于調用主控單元所有的硬件資源，包括1/0，通信，存儲，在基礎被測系統(tǒng)發(fā)生變化時，可對該接口進行擴充。下位機實驗模塊通過該接口獲取被測自動變速箱總成的主控單元獲取的模擬量、數(shù)字量，也可控制總成執(zhí)行機構的動作；此外，能夠通過CAN總線收發(fā)各種測量變量與控制指令，如通過J1939協(xié)議獲取發(fā)動機數(shù)據(jù)、ABS數(shù)據(jù)、緩速器數(shù)據(jù)等，接收來自上位機的各項配置和控制指令，如實驗環(huán)境參數(shù)配置、實驗運行模式配置、執(zhí)行機構控制指令。2)實驗環(huán)境接口層。該接口層建立在前述基礎系統(tǒng)接口的基礎上，定義對于不同車輛以及不同實驗室環(huán)境所需接口的差異，用于配置多個環(huán)境接口實現(xiàn)系統(tǒng)對實驗環(huán)境個性化的適應。如在實車環(huán)境下的發(fā)動機轉速在實驗室環(huán)境下可能對應的是驅動電機轉速，而實車環(huán)境的發(fā)動機轉速來自CAN總線的J1939報文，實驗室環(huán)境的驅動電機轉速根據(jù)具體情況的不同可能來自CAN總線，也可能來自調速模擬量AD輸入，這里配置了對同一變量因環(huán)境不同帶來的來源差異，從而保證在上層系統(tǒng)調用這些數(shù)據(jù)時可以路由到正確的數(shù)據(jù)源。3)集成實驗系統(tǒng)核心。該核心建立在前述基礎系統(tǒng)接口的基礎上，主要用于建立核心的運行邏輯，例如自動單次運行、自動循環(huán)運行、手動運行等，可通過上位機的實驗運行參數(shù)進行配置。4)應用層。該層建立在集成實驗系統(tǒng)核心的基礎上，封裝了對應若干實驗任務的若干業(yè)務邏輯以適應不同的實驗需求，如控制算法功能及性能測試，零部件壽命實驗等，該層可以根據(jù)具體的實驗任務進行快速擴展，僅需實現(xiàn)具體的核心需求即可。
[0034]以變速箱制動器壽命試驗為例，該實驗的需求為:實驗目的是測試制動器的使用壽命及制動器的制動性能隨使用次數(shù)的關系；實驗環(huán)境為實驗室環(huán)境N，實驗模式為自動循環(huán)實驗，實驗任務為制動器壽命測試。那么具體的集成實驗系統(tǒng)的擴展方法為:1)下位機實驗模塊更新:基礎系統(tǒng)接口和集成實驗系統(tǒng)核心擴展:不需要對基礎系統(tǒng)接口和集成實驗系統(tǒng)核心進行擴展；實驗環(huán)境接口層設置:系統(tǒng)輸入為一軸轉速，因此在實驗環(huán)境接口層建立對應的環(huán)境配置，設置一軸轉速數(shù)據(jù)來源為中間軸轉速傳感器，再通過速比關系折算到一軸轉速，系統(tǒng)輸出為當前實驗次數(shù)以及制動斜率，在實驗環(huán)境接口層建立對應的相關變量；應用層擴展:在應用層封裝具體的試驗次數(shù)和制動斜率計算邏輯和對制動器電磁閥的控制邏輯。2)上位機實驗模塊擴展:CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫擴展:根據(jù)新的輸入輸出擴展CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫，使上位機可以解析對應的CAN報文變量；人機界面擴展:無需重新設計，只需添加新的實驗次數(shù)與制動斜率的相關變量監(jiān)控即可。自動變速器集成實驗系統(tǒng)使用方法為:在人機界面配置實驗運行參數(shù)，例如實驗環(huán)境、實驗運行模式，此外需要設置運行及閾值參數(shù)即可，例如目標實驗次數(shù)、制動斜率的上下限、離合器接合分離超時時限等，最后開啟實驗即可。
【權利要求】
1.一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括被測自動變速箱總成、CAN工具和上位機； 所述被測自動變速箱總成至少包含一個用于控制變速箱的電子控制單元，電子控制單元的主控單元連接CAN總線；CAN總線通過CAN工具連接所述上位機； 所述CAN工具為CAN轉USB工具； 所述上位機用于通過CAN總線對被測自動變速箱總成及被測自動變速箱總成裝配環(huán)境進行配置、測量與控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元中嵌入有下位機集成實驗系統(tǒng)模塊；所述下位機集成實驗系統(tǒng)模塊作為一個獨立模塊嵌入主控單元原有軟件系統(tǒng)中，該下位機集成實驗系統(tǒng)模塊與主控單元原有軟件系統(tǒng)共享硬件系統(tǒng)的所有輸入輸出接口、通信接口、存儲資源，同時能夠訪問及調用主控單元原有軟件系統(tǒng)的所有相關變量及功能模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機中嵌入有上位機實驗模塊；上位機實驗模塊通過USB接口接收和發(fā)送CAN總線報文；上位機實驗模塊包括CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫，上位機實驗模塊通過使用CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫定義各項測量與控制報文，并根據(jù)定義好的CAN網(wǎng)絡報文定義數(shù)據(jù)庫進行CAN報文解析，獲取各項測量量；同時發(fā)送CAN報文對各項下位機集成實驗系統(tǒng)模塊運行參數(shù)進行配置，包括對實驗環(huán)境、實驗模式、實驗狀態(tài)以及實驗預設條件的設定，下位機集成實驗系統(tǒng)模塊接收到配置CAN報文后根據(jù)相關設定運行實驗。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，上位機實驗模塊根據(jù)CCP協(xié)議使用A2L文件對被測自動變速箱總成的相關參數(shù)進行測量、標定和參數(shù)存儲；所述上位機設有人機界面，人機界面中包括實驗環(huán)境及運行參數(shù)設定、存儲設定、各項變量的可配置圖形化顯示、實驗狀態(tài)指示、`實驗啟停操作。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，下位機集成實驗系統(tǒng)模塊在整體自動變速器集成實驗系統(tǒng)使用前刷寫入被測自動變速箱總成的電子控制單元的主控單元中。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，下位機集成實驗系統(tǒng)模塊包括: 基礎系統(tǒng)接口，定義了實驗的基礎運行環(huán)境； 實驗環(huán)境接口層，該實驗環(huán)境接口層建立在基礎系統(tǒng)接口的基礎上，定義對于不同車輛以及不同實驗室環(huán)境所需接口的差異； 集成實驗系統(tǒng)核心，該集成實驗系統(tǒng)核心建立在基礎系統(tǒng)接口的基礎上，用于建立核心的運行邏輯； 應用層，該應用層層建立在集成實驗系統(tǒng)核心的基礎上，封裝了對應若干實驗任務的若干業(yè)務邏輯。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，基礎系統(tǒng)接口用于調用主控單元所有的硬件資源，包括1/0，通信，存儲，在基礎被測系統(tǒng)發(fā)生變化時；該基礎系統(tǒng)接口能夠被操作進行擴充；應用層能夠根據(jù)具體的實驗任務進行擴展。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種自動變速器集成實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述裝配環(huán)境為車輛或者實驗 室臺架。
【文檔編號】G05B23/02GK103699116SQ201310699442
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】楊子軒 申請人:陜西法士特齒輪有限責任公司