重型商用车AMT电控单元测试与诊断技术研究

【摘要】：随着汽车工业迅速的发展,传动系统自动化程度越来越高,针对重型商用车特点采用机械式自动变速器(AMT)是理想的重型商用车自动变速解决方案。优点有:传动效率高、生产线改动小、制造成本低、投资相对少、性价比高,能较快地适应我国汽车工业的现状,发展前景广阔。国内外对AMT的研究非常广泛,研究方向已经从AMT系统的自动化升级为系统的智能化,国外的AMT产品已经非常成熟,我国汽车企业也在逐步的实现AMT的产品化。 现代汽车智能化水平越来越高,其中重要标志之一就是各种电子控制单元的使用,为了实现汽车的智能控制,愈来愈多的电子控制单元(ECU)被使用到汽车当中,ECU软硬件复杂程度日益增长,而变速器控制单元(TCU)是机械式自动变速器系统的重要组成部分,因此对TCU进行测试成了TCU研发过程中的重要一环,关系到车辆的行驶安全。对在TCU开发周期中,需要对其进行大量的测试工作。在TCU的整个软硬件测试过程当中,硬件的测试工作相对规范和简单,由于车辆本身的复杂性与特殊性,使得软件的测试过程变得相对复杂和困难。测试与诊断是相辅的,测试监控过程能够为诊断提供必要的信息,诊断的结果也可以为测试用例的设计提供依据,如何能够方便而有效地进行TCU测试并对TCU的故障进行准确的诊断判别是本文研究的主要目的。本文结合一汽集团AMT电控系统开发项目,基于重型商用车AMT系统,对其进行硬件在环仿真建模,利用硬件在环模型与负载箱等设备对AMT TCU进行底层与应用层测试。深入分析引发TCU故障的原因,研究诊断方法,为TCU设计出较为完整的测试诊断流程,方便程序设计人员在修改TCU控制策略及底层程序后进行有效的测试与相应的故障诊断。研究的内容主要包括: 1.论述了重型商用车机械式自动变速器TCU的测试与诊断技术的手段、方法,明确了本文研究的目的及意义; 2.在获取AMT系统所搭载车型主要参数的基础上,分析了重型商用车AMT系统的基本结构、系统中关键的传感器及其工作原理、AMT系统各部分的控制原理; 3.建立基于dSPACE硬件平台的MATLAB/Simulink硬件在环仿真模型,模型中的重点是车辆的传动系统、气动执行机构,为测试研究提供平台; 4.基于TCU硬件特点,研究TCU底层基本功能的测试技术,探索基于dSPACE硬件在环仿真的TCU控制策略层的测试方法; 5.分析引发TCU故障的软硬件因素,针对典型故障特点研究相应的诊断方法。 本文建立了重型商用车AMT系统的硬件在环仿真的模型,提出了TCU底层及控制层测试方法,并可根据实际需求增加相应的测试用例,为TCU程序设计人员修改控制策略等提供有效的测试、诊断方法。