书籍详情
自动变速器电控系统及其应用软件开发技术
作者：徐向阳 著
出版社：机械工业出版社
出版时间：2018-10-01
ISBN：9787111605201
定价：¥199.00
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内容简介
电控系统是汽车自动变速器的三大系统之一，电控系统及其应用软件开发技术是实现自动变速器机、电、液精准控制的关键。本书系统介绍了电控系统及其软件正向开发技术和方法，提出了自动变速器换档控制参数和换档规律、佳动力性及佳经济性MAP图生成方法；提出了修正转动惯量的概念，推导出了修正转动惯量的计算公式；提出了动力传动系统仿真分析模型的架构和发动机、变速器、离合器、液力变矩器和路面阻力模型的搭建方法；研究了离合器对离合器式换档过程控制方法，提出了换档聚类识别和感知驾驶意图的换档控制基本原理、方法和策略，以及自适应控制理论和自适应学习策略；提出了自动变速器下线测试方法、试验验证和换档品质评价方法。 本书提出的理论与方法，也可应用于混合动力机电耦合系统、多档位自动电驱动总成电控系统及其应用软件开发。 本书对从事汽车自动变速器、混合动力机电耦合系统和多档位自动电驱动系统开发的工程技术人员具有非常重要的指导意义。本书也可以作为高等院校车辆工程专业大学生和研究生的参考用书。
作者简介
徐向阳，北京航空航天大学交通科学与工程学院教授，博士研究生导师，中国汽车工程学会会士。徐向阳教授长期从事车辆传动与控制领域的教学和科研工作，先后主持完成了国际科技合作重点研究计划“8档自动变速器（8AT）联合研发”、国家科技支撑计划“AT自动变速器电控系统（TCU）应用软件关键技术研究”、国家重大科技成果转化项目“可动力换档多档自动变速器产业化”等多项国家重点项目；发表SCI/EI高水平学术论文50余篇；获得发明专利16项；出版多部图书。徐向阳教授主持完成的“前置前驱8档自动变速器（8AT）研发及产业化”项目获得2016年国家科技进步一等奖，“前置前驱8档自动变速器”项目获得2015年中国汽车工业科学技术奖一等奖，“可动力换档多档变速器”2014年获得山东省技术发明二等奖等。
目录
序
序二
前言
第1 章 绪论 1
1.1 背景和意义 1
1.2 自动变速器电控系统及其应用软件研究现状 3
1.2.1 国外研究现状 3
1.2.2 国内研究现状 5
1.3 本书主要内容 8
第2 章 前置前驱8 档自动变速器基本结构原理 9
2.1 8AT 机械系统基本结构 9
2.2 8AT 液压系统功能原理 12
2.2.1 供油调压与流量控制系统 14
2.2.2 换档操控系统 14
2.2.3 变矩器供油闭锁控制及冷却润滑系统 14
2.3 8AT 电控系统组成与工作原理 15
2.4 本章小结 16
第3 章 电子控制系统及其应用软件开发 17
3.1 电子控制系统的硬件构成 17
3.1.1 通用性原型控制器平台 17
3.1.2 TCU 硬件系统设计 18
3.2 电控系统软硬件开发流程和开发工具 21
3.2.1 电控系统软件正向开发流程 21
3.2.2 电控系统硬件开发流程 26
3.2.3 电控系统应用软件开发工具 28
3.3 电子控制系统应用软件标准化模块化设计方法 29
3.3.1 ASPICE 模型的应用 30
3.3.2 CMMI 模型的应用 31
3.3.3 TCU 应用软件的集成性和继承性及标准化管理方法 34
3.3.4 应用软件与底层软件交互层功能设计 35
3.4 电子控制系统应用软件模块功能设计 37
3.5 本章小结 43
第4 章 自动变速器换档MAP 图生成方法 44
4.1 自动变速器换档图开发流程 44
4.2 自动变速器换档控制规律 45
4.2.1 自动变速器动力性换档MAP 图生成方法 45
4.2.2 自动变速器经济性换档MAP 图生成方法 47
4.2.3 不同工况条件下的模拟仿真计算 48
4.2.4 基于不同驾驶模式的动力性和燃油经济性优化 52
4.3 本章小结 55
第5 章 行星排修正转动惯量及动力传动系统建模 56
5.1 简单负号行星排修正转动惯量 56
5.1.1 三坐标简单负号行星排动力学建模 56
5.1.2 四坐标简单负号行星排动力学建模 61
5.1.3 简单负号行星排修正转动惯量推导 63
5.2 简单正号行星排修正转动惯量 65
5.2.1 三坐标简单正号行星排动力学建模 65
5.2.2 五坐标简单正号行星排动力学建模 66
5.2.3 简单正号行星排修正转动惯量推导 67
5.3 拉维娜式行星排修正转动惯量 69
5.3.1 四坐标拉维娜式行星排动力学建模 69
5.3.2 六坐标拉维娜式行星排动力学建模 71
5.3.3 拉维娜式行星排修正转动惯量推导 71
5.4 动力传动系统建模 74
5.4.1 动力传动系统模型架构 74
5.4.2 8AT 机械结构动力学建模 74
5.4.3 其他部分动力学建模 78
5.5 本章小结 79
第6 章 离合器到离合器换档过程控制原理 80
6.1 离合器对离合器式换档过程 80
6.1.1 离合器结合过程数学模型的建立 80
6.1.2 离合器结合过程关键参数分析 81
6.1.3 基于不同工况的离合器结合控制方法 82
6.1.4 离合器PID 适应性滑差控制方法 87
6.1.5 离合器控制效果分析 91
6.2 换档过程机械变速系统的动力学建模与仿真 94
6.2.1 离合器的动力学分析模型 94
6.2.2 充油阶段的离合器动力学分析 95
6.2.3 转矩交换阶段的离合器动力学分析 99
6.2.4 转速同步阶段的离合器动力学分析 102
6.2.5 完全分离状态的离合器带排转矩计算 104
6.3 有动力升档控制原理分析 107
6.3.1 有动力升档控制基本原理 107
6.3.2 有动力升档不同控制方法原理 111
6.3.3 8AT 中有动力升档仿真分析 112
6.4 有动力降档控制原理分析 118
6.4.1 有动力降档控制基本原理 118
6.4.2 有动力降档不同控制方法原理 120
6.4.3 8AT 有动力降档仿真分析 121
6.5 无动力升档控制原理分析 123
6.5.1 无动力升档控制基本原理 123
6.5.2 无动力升档不同控制方法原理 125
6.5.3 8AT 无动力升档仿真分析 126
6.6 无动力降档控制原理分析 127
6.6.1 无动力降档控制基本原理 127
6.6.2 无动力降档不同控制方法原理 129
6.6.3 8AT 无动力降档仿真分析 130
6.7 本章小结 132
第7 章 离合器到离合器换档过程基本控制策略 133
7.1 有动力升档控制策略 133
7.1.1 换档准备阶段控制策略 133
7.1.2 转矩相阶段控制策略 136
7.1.3 速度相阶段控制策略 137
7.1.4 换档结束阶段控制策略 137
7.1.5 有动力升档控制策略实车测试 138
7.2 有动力降档控制策略 140
7.2.1 换档准备阶段控制策略 141
7.2.2 速度相阶段控制策略 141
7.2.3 转矩相阶段控制策略 141
7.2.4 有动力降档控制策略实车测试 142
7.3 无动力升档控制策略 145
7.3.1 换档准备阶段控制策略 145
7.3.2 速度相阶段控制策略 145
7.3.3 转矩相阶段控制策略 146
7.3.4 无动力升档控制策略实车测试 146
7.4 无动力降档控制策略 149
7.4.1 换档准备阶段控制策略 150
7.4.2 转矩相阶段控制策略 150
7.4.3 速度相阶段控制策略 150
7.4.4 换档结束阶段控制策略 151
7.4.5 无动力降档控制策略实车测试 151
7.5 本章小结 153
第8 章 换档过程中改变驾驶意图控制策略 154
8.1 改变驾驶意图控制策略总述 154
8.1.1 改变驾驶意图控制架构 154
8.1.2 Tip-in 及Tip-out 识别方法 155
8.2 有动力升档改变驾驶意图控制策略 156
8.2.1 变速之前Tip-in 控制策略 156
8.2.2 变速之前Tip-out 控制策略 159
8.2.3 变速过程中Tip-in 控制策略 161
8.2.4 变速过程中Tip-out 控制策略 162
8.3 有动力降档改变驾驶意图控制策略 163
8.3.1 变速之前Tip-out 控制策略 163
8.3.2 变速过程中Tip-out 控制策略 165
8.4 无动力升档改变驾驶意图控制策略 167
8.4.1 变速之前Tip-in 控制策略 167
8.4.2 变速过程中Tip-in 控制策略 170
8.5 无动力降档改变驾驶意图控制策略 171
8.5.1 变速之前Tip-in 控制策略 171
8.5.2 变速过程中Tip-in 控制策略 173
8.6 本章小结 175
第9 章 自动变速器自适应控制 176
9.1 自适应控制理论 177
9.1.1 自适应系统控制目标 177
9.1.2 自适应系统控制参数 178
9.1.3 自适应系统控制方法 179
9.2 自适应控制策略 180
9.2.1 有动力升档自适应策略 180
9.2.2 有动力降档自适应策略 184
9.3 自适应控制软件设计与测试 187
9.3.1 自适应控制软件实现原理 187
9.3.2 离合器过充油自适应 189
9.3.3 转矩交换时间自适应 192
9.3.4 输入轴转速飞车自适应 195
9.3.5 静态换档自适应 197
9.4 本章小结 200
第10 章 自动变速器应用软件终端下线标定 201
10.1 EOL 台架的软硬件构架 202
10.1.1 机械设备构架 202
10.1.2 电器设备构架 203
10.1.3 测试软件构架 204
10.2 变速器测试规范定义 204
10.2.1 机械部分测试 205
10.2.2 液压部分测试 205
10.2.3 电控部分测试 205
10.2.4 变速器特性参数测试 206
10.3 变速器特性参数测试方法及优化 206
10.3.1 离合器电流压力特性测试试验优化 207
10.3.2 离合器转矩压力特性测试试验优化 210
10.3.3 离合器充油时间特性测试试验优化 213
10.3.4 液力变矩器闭锁离合器的接合点测试 215
10.4 整车充油时间自动标定测试方法 216
10.4.1 自动标定测试系统的硬件结构 216
10.4.2 车载数据采集系统的硬件结构 217
10.4.3 整车自动标定测试系统的软件结构 217
10.4.4 变速器充油时间自动测试方法 218
10.5 本章小结 220
第11 章 自动变速器应用软件测试与量产发布 221
11.1 软件在环仿真SiL 221
11.1.1 软件在环仿真系统原理 221
11.1.2 软件在环仿真系统测试 221
11.2 硬件在环仿真HiL 225
11.2.1 单闭环硬件在环仿真平台设计 225
11.2.2 硬件在环仿真测试 228
11.3 软件评估 235
11.3.1 软件功能及匹配性能主观评估 235
11.3.2 软件功能及匹配性能客观评价 235
11.3.3 软件运行效率评估 239
11.3.4 软件可靠性评估 240
11.4 软件批量刷新 241
11.4.1 刷新准备过程 241
11.4.2 刷新过程 243
11.4.3 刷新后处理 244
11.5 本章小结 244
参考文献 245
序二
前言
第1 章 绪论 1
1.1 背景和意义 1
1.2 自动变速器电控系统及其应用软件研究现状 3
1.2.1 国外研究现状 3
1.2.2 国内研究现状 5
1.3 本书主要内容 8
第2 章 前置前驱8 档自动变速器基本结构原理 9
2.1 8AT 机械系统基本结构 9
2.2 8AT 液压系统功能原理 12
2.2.1 供油调压与流量控制系统 14
2.2.2 换档操控系统 14
2.2.3 变矩器供油闭锁控制及冷却润滑系统 14
2.3 8AT 电控系统组成与工作原理 15
2.4 本章小结 16
第3 章 电子控制系统及其应用软件开发 17
3.1 电子控制系统的硬件构成 17
3.1.1 通用性原型控制器平台 17
3.1.2 TCU 硬件系统设计 18
3.2 电控系统软硬件开发流程和开发工具 21
3.2.1 电控系统软件正向开发流程 21
3.2.2 电控系统硬件开发流程 26
3.2.3 电控系统应用软件开发工具 28
3.3 电子控制系统应用软件标准化模块化设计方法 29
3.3.1 ASPICE 模型的应用 30
3.3.2 CMMI 模型的应用 31
3.3.3 TCU 应用软件的集成性和继承性及标准化管理方法 34
3.3.4 应用软件与底层软件交互层功能设计 35
3.4 电子控制系统应用软件模块功能设计 37
3.5 本章小结 43
第4 章 自动变速器换档MAP 图生成方法 44
4.1 自动变速器换档图开发流程 44
4.2 自动变速器换档控制规律 45
4.2.1 自动变速器动力性换档MAP 图生成方法 45
4.2.2 自动变速器经济性换档MAP 图生成方法 47
4.2.3 不同工况条件下的模拟仿真计算 48
4.2.4 基于不同驾驶模式的动力性和燃油经济性优化 52
4.3 本章小结 55
第5 章 行星排修正转动惯量及动力传动系统建模 56
5.1 简单负号行星排修正转动惯量 56
5.1.1 三坐标简单负号行星排动力学建模 56
5.1.2 四坐标简单负号行星排动力学建模 61
5.1.3 简单负号行星排修正转动惯量推导 63
5.2 简单正号行星排修正转动惯量 65
5.2.1 三坐标简单正号行星排动力学建模 65
5.2.2 五坐标简单正号行星排动力学建模 66
5.2.3 简单正号行星排修正转动惯量推导 67
5.3 拉维娜式行星排修正转动惯量 69
5.3.1 四坐标拉维娜式行星排动力学建模 69
5.3.2 六坐标拉维娜式行星排动力学建模 71
5.3.3 拉维娜式行星排修正转动惯量推导 71
5.4 动力传动系统建模 74
5.4.1 动力传动系统模型架构 74
5.4.2 8AT 机械结构动力学建模 74
5.4.3 其他部分动力学建模 78
5.5 本章小结 79
第6 章 离合器到离合器换档过程控制原理 80
6.1 离合器对离合器式换档过程 80
6.1.1 离合器结合过程数学模型的建立 80
6.1.2 离合器结合过程关键参数分析 81
6.1.3 基于不同工况的离合器结合控制方法 82
6.1.4 离合器PID 适应性滑差控制方法 87
6.1.5 离合器控制效果分析 91
6.2 换档过程机械变速系统的动力学建模与仿真 94
6.2.1 离合器的动力学分析模型 94
6.2.2 充油阶段的离合器动力学分析 95
6.2.3 转矩交换阶段的离合器动力学分析 99
6.2.4 转速同步阶段的离合器动力学分析 102
6.2.5 完全分离状态的离合器带排转矩计算 104
6.3 有动力升档控制原理分析 107
6.3.1 有动力升档控制基本原理 107
6.3.2 有动力升档不同控制方法原理 111
6.3.3 8AT 中有动力升档仿真分析 112
6.4 有动力降档控制原理分析 118
6.4.1 有动力降档控制基本原理 118
6.4.2 有动力降档不同控制方法原理 120
6.4.3 8AT 有动力降档仿真分析 121
6.5 无动力升档控制原理分析 123
6.5.1 无动力升档控制基本原理 123
6.5.2 无动力升档不同控制方法原理 125
6.5.3 8AT 无动力升档仿真分析 126
6.6 无动力降档控制原理分析 127
6.6.1 无动力降档控制基本原理 127
6.6.2 无动力降档不同控制方法原理 129
6.6.3 8AT 无动力降档仿真分析 130
6.7 本章小结 132
第7 章 离合器到离合器换档过程基本控制策略 133
7.1 有动力升档控制策略 133
7.1.1 换档准备阶段控制策略 133
7.1.2 转矩相阶段控制策略 136
7.1.3 速度相阶段控制策略 137
7.1.4 换档结束阶段控制策略 137
7.1.5 有动力升档控制策略实车测试 138
7.2 有动力降档控制策略 140
7.2.1 换档准备阶段控制策略 141
7.2.2 速度相阶段控制策略 141
7.2.3 转矩相阶段控制策略 141
7.2.4 有动力降档控制策略实车测试 142
7.3 无动力升档控制策略 145
7.3.1 换档准备阶段控制策略 145
7.3.2 速度相阶段控制策略 145
7.3.3 转矩相阶段控制策略 146
7.3.4 无动力升档控制策略实车测试 146
7.4 无动力降档控制策略 149
7.4.1 换档准备阶段控制策略 150
7.4.2 转矩相阶段控制策略 150
7.4.3 速度相阶段控制策略 150
7.4.4 换档结束阶段控制策略 151
7.4.5 无动力降档控制策略实车测试 151
7.5 本章小结 153
第8 章 换档过程中改变驾驶意图控制策略 154
8.1 改变驾驶意图控制策略总述 154
8.1.1 改变驾驶意图控制架构 154
8.1.2 Tip-in 及Tip-out 识别方法 155
8.2 有动力升档改变驾驶意图控制策略 156
8.2.1 变速之前Tip-in 控制策略 156
8.2.2 变速之前Tip-out 控制策略 159
8.2.3 变速过程中Tip-in 控制策略 161
8.2.4 变速过程中Tip-out 控制策略 162
8.3 有动力降档改变驾驶意图控制策略 163
8.3.1 变速之前Tip-out 控制策略 163
8.3.2 变速过程中Tip-out 控制策略 165
8.4 无动力升档改变驾驶意图控制策略 167
8.4.1 变速之前Tip-in 控制策略 167
8.4.2 变速过程中Tip-in 控制策略 170
8.5 无动力降档改变驾驶意图控制策略 171
8.5.1 变速之前Tip-in 控制策略 171
8.5.2 变速过程中Tip-in 控制策略 173
8.6 本章小结 175
第9 章 自动变速器自适应控制 176
9.1 自适应控制理论 177
9.1.1 自适应系统控制目标 177
9.1.2 自适应系统控制参数 178
9.1.3 自适应系统控制方法 179
9.2 自适应控制策略 180
9.2.1 有动力升档自适应策略 180
9.2.2 有动力降档自适应策略 184
9.3 自适应控制软件设计与测试 187
9.3.1 自适应控制软件实现原理 187
9.3.2 离合器过充油自适应 189
9.3.3 转矩交换时间自适应 192
9.3.4 输入轴转速飞车自适应 195
9.3.5 静态换档自适应 197
9.4 本章小结 200
第10 章 自动变速器应用软件终端下线标定 201
10.1 EOL 台架的软硬件构架 202
10.1.1 机械设备构架 202
10.1.2 电器设备构架 203
10.1.3 测试软件构架 204
10.2 变速器测试规范定义 204
10.2.1 机械部分测试 205
10.2.2 液压部分测试 205
10.2.3 电控部分测试 205
10.2.4 变速器特性参数测试 206
10.3 变速器特性参数测试方法及优化 206
10.3.1 离合器电流压力特性测试试验优化 207
10.3.2 离合器转矩压力特性测试试验优化 210
10.3.3 离合器充油时间特性测试试验优化 213
10.3.4 液力变矩器闭锁离合器的接合点测试 215
10.4 整车充油时间自动标定测试方法 216
10.4.1 自动标定测试系统的硬件结构 216
10.4.2 车载数据采集系统的硬件结构 217
10.4.3 整车自动标定测试系统的软件结构 217
10.4.4 变速器充油时间自动测试方法 218
10.5 本章小结 220
第11 章 自动变速器应用软件测试与量产发布 221
11.1 软件在环仿真SiL 221
11.1.1 软件在环仿真系统原理 221
11.1.2 软件在环仿真系统测试 221
11.2 硬件在环仿真HiL 225
11.2.1 单闭环硬件在环仿真平台设计 225
11.2.2 硬件在环仿真测试 228
11.3 软件评估 235
11.3.1 软件功能及匹配性能主观评估 235
11.3.2 软件功能及匹配性能客观评价 235
11.3.3 软件运行效率评估 239
11.3.4 软件可靠性评估 240
11.4 软件批量刷新 241
11.4.1 刷新准备过程 241
11.4.2 刷新过程 243
11.4.3 刷新后处理 244
11.5 本章小结 244
参考文献 245
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