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AMT标定系统上位机的开发与研究

陈黎平  
【摘要】:对现代汽车而言,舒适、效率及安全性相当依赖于各类电子电控系统的应用,而电控系统的开发包括电控系统的硬件开发、软件开发和电控系统与被控设备的匹配标定三个阶段。电控系统软件包括程序和标定参数两部分,标定则是根据不同的性能要求,调整和优化确定电控系统软件中的标定参数的过程。标定系统是标定员的工具,是直接的人机交互手段。功能完善且灵活方便的标定软件对整个电控系统的开发起到事半功倍的效果。 电控机械式自动变速器 (AMT)由于具有传动效率高、机构紧凑、工作可靠,制造成本低等优点 , 具有较强的可靠性和适应性,已越来越多地受到国内外学者和企业重视 , AMT电控系统的开发是电控机械式自动变速器开发中不可缺少的环节,而对AMT电控系统的参数标定对电控系统的性能至关重要,开发研制一套AMT标定测试系统无疑具有很高的实用价值。 整个标定系统的开发可以分为标定平台和通信模块两部分,其组成如下图所示: 标定平台可以划分为4个功能模块,包括设备管理模块,页面管理模块,标定模块和监测模块。 设备管理模块主要是对系统所要操控的设备进行统一的管理,包括对设备的属性进行配置,对设备所对应的数据库进行编辑,对数据库中变量的数据进行管理。 页面管理模块主要是对标定和监测环境进行管理,包括新建页面,监测配置,创建监测和标定窗口,在标定窗口中显示和编辑标定变量的数据,装载页面以及保存当前页面。其中每个页面包括监测配置属性和所有窗口的属性(窗口大小位置,窗口所包含的变量)两部分的信息。 标定模块主要是负责标定任务的管理,建立或断开与ECU电控单元的连接,上传和下载标定变量数据以及将标定变量数据保存到磁盘数据文件,或从数据文件读取标定变量数据到内存。 监测模块主要是负责监测任务的管理,启动或停止监测量数据的传输,在监测窗口显示或者暂停显示接收到的监测量数据,对监测量历史数据进行离线分析以及将监测量数据保存到磁盘监测量数据文件。 整个标定平台采用一个主窗口下多个标定或监测子窗口的格式,其中标定 WP=64 和监测子窗口的类型有监测量图形窗口、监测量数显窗口、标定参量表格窗口、曲线表格窗口、曲线图形窗口、MAP图表格窗口、MAP图图形窗口7种。在各个变量的标定窗口中完成该变量数据的显示和编辑功能。通过曲线图形窗口和MAP图图形窗口,可以对二维修正曲线数据和三维MAP图数据进行图形显示,并且通过鼠标的拖拉操作完成对变量数据的编辑。要实现对曲线或MAP图数据的图形显示,必须对离散的数据点,通过插值算法,得到插值曲线或曲面。本系统中,我们采用嵌入MATLAB动态连接库的方式,然后调用MATLAB的曲线或曲面插值函数,得到插值曲线或曲面。 通用性和灵活性是评价电控系统标定平台的两个重要指标。对于一个正在开发中的电控系统 ,开发人员不断改进控制策略。所谓标定平台的灵活性是指标定平台的内容要随着控制策略的修改而发生变化。所谓标定平台的通用性是指标定平台作相应改变之后要能适用于多个电控系统。本系统通过引入数据库编辑工具和ECU标定变量描述文件(数据库文件),实现了标定平台的灵活性和通用性。 整个通信模块的开发分为硬件开发和软件开发。其硬件总体结构图如下: PC机 ECU USB CAN总线 接口 USB2CAN CAN(Controller Area Network)控制器局域网 ,属于现场总线的范畴。它使用一种非破坏性位冲突检测技术 ,高优先级的信息在冲突中不受破坏 ,从而改善了系统的冲突检测性能 ,提高了信息传输的实时性 ,具有很高的可靠性。本标定系统中,PC机通过USB接口,经过USB2CAN接口电路与CAN总线相连,ECU通过SJA1000接口电路与CAN总线相连,这样实现了PC机通过CAN总线与ECU的通信。 本系统采用CCP作为通信模块软件部分的通信协议,它是专为通过CAN总线标定而开发的。CCP是用来标定和数据获取的一个协议,它是一种主从类型的通信。一个主设备可以和一个或多个从设备通过CAN相连。主设备是一个标定工具或者是诊断/管理工具或者是测量系统,通过发送命令到从设备来进行CAN上的数据传输初始化。 根据CAN的定义,所有要传输的消息和数据必须打包成消息对象,必须达到8个字节。一个消息对象从一个CAN节点发送到其他的CAN节点。CCP包括命令接收对象CRO数据传输对象DTO两种消息对象,每一个有不同的用法。 顶层通信模块的开发以实用的CAN接口VCI作为接口软件。VCI是为IXXAT-PC/CAN接口提供的一个功能强大的软件包,该软件包专为那些想要在PC机上开发与硬件无关的高质量CAN应用程序的开发者开发设计的。 本文标定平台具有以下特点: WP=65 (1) 在用户界面上以数表和图形两种方式对标定数据进行显示和编辑 ,为电控发动机的标定提供了可视化的调节手段 ,极大地提高了开发效率。 (2) 引入数据库文件和数据库编辑工具 ,满足了电控系统开发过程中控制策略不断修改的需要 ,大大加强了标定平台的灵活性。 (3) 通过引入ECU存储器中标定变量的MAP文件,实现标定数据的准确传递 ,保证标定工作的顺利进行


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