汽车AMT电控单元虚拟试验系统的研究
机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,简称AMT)的开发对于减轻驾驶员劳动强度、提高车辆的动力性和经济性有重要意义.虚拟试验技术作为一种先进的计算机仿真技术,它可以迅速完成试验,缩减开发时间和费用.利用虚拟试验技术,可以开发出能够进行AMT电控单元ECU(Electronic Control Unit)调试、检测及性能评估的虚拟环境,这对于高效、低成本地进行AMT电控单元的开发和研制起到相当重要的作用.该文首先在系统分析和方案设计的基础上,提出了利用硬件在环仿真HILS(Hardware In the Loop Simulation)技术来构建AMT电控单元虚拟试验系统的方法,将数据采集卡、计算机、AMT电控单元等硬件和发动机、底盘的仿真模型相结合构成硬件在环仿真系统.其次,建立了发动机的部分速度特性模型和万有特性模型;为了更好的反映发动机的实际工作特性,将油门开度作为一个重要参数参与建模,并对发动机变油门的情况进行了研究;结合转矩曲面和整车动力学方程,采用微区间逼近法确定了发动机变油门过程仿真方法;开发了发动机试验测控软件,利用该软件进行了发动机空载响应试验、发动机不同油门开放试验和油门阶跃变化试验,并对实际试验数据和数学模型计算数据进行对比;在VC++平台上开发了发动机特性仿真模块,在系统中用软件实现了变油门控制发动机特性的功能.第三,对最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律进行了分析,探讨了AMT理想工作过程模型.对动力性和经济性评价参数的计算模型进行了推导,编制了这两种参数的计算程序.第四,建立了离合器的接合过程模型,对离合器接合过程中的冲击度和滑磨功进行了研究.编制了离合器接合过程中冲击度和滑磨功求解的仿真程序.对不同挡位离合器接合的冲击度进行了研究,并根据试验结果提出了不同挡位离合器接合过程的优化控制准则,该准则对实现离合器的优化控制具有指导意义.最后,在上述理论的基础上开发出了具有Windows界面网络的图形用户界面的AMT电控单元虚拟试验系统.通过与电控单元联合调试表明,开发出的AMTVTS可以产生AMT电控单元调试时所需要的发动机转速和车速信号,同时获取电控单元的动态变化信号,实现信号的产生、采集、分析、处理、显示和存储功能,可以对现有电控单元的工作过程进行跟踪,动态反映AMT电控单元中的控制规则对车辆的动力性和经济性的影响.所开发的虚拟试验系统可以辅助AMT电控单元ECU的调试和开发,对于改进AMT电控单元的设计有重要意义.
汽车AMT;虚拟试验系统;电控单元;换挡控制
中国农业大学
博士
车辆工程
曹正清
2003
中文
U467.13
99
2004-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）