基于C++ Builder的自動變速器電控單元實車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘要　本文闡述了基于Borland C++ Builder開發(fā)的自動變速器電控單元（ECU）實車試驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、軟件編制核心步驟的描述，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的開發(fā)過程。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為自動變速器電控單元的開發(fā)提供了重要的測試平臺。

關(guān)鍵詞　C++ Builder，電控單元，數(shù)據(jù)采集，液力自動變速器

　　1 引言

　　液力自動變速器是將車速和節(jié)氣門開度等車輛的狀態(tài)信號作為電控單元(ECU)的輸入信號，經(jīng)電控單元識別判斷處理后，根據(jù)換檔規(guī)律，發(fā)出信號給相應(yīng)電磁閥，利用電磁閥控制油壓回路，通過控制油路的通／斷(ON／OFF)，使各檔的變速閥動作，完成變速控制。

　　圖1為自動變速箱ECU開發(fā)的簡略技術(shù)路線圖。自動變速器半實物仿真試驗臺采用硬件在回路（hardware-in-loop）技術(shù)建立，該試驗臺可模擬自動變速器電子、液壓和與此對應(yīng)的車輛行駛狀態(tài)，可比較全面的對電控單元進(jìn)行信號分析、多工況系統(tǒng)仿真，以此進(jìn)行ECU開發(fā)并獲得初步的換檔規(guī)律和控制策略。本文論述的電控單元實車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為自動變速器車載分析試驗臺的核心部分，將采集與存儲實車運行過程中ECU各輸入輸出信號。這樣可通過采集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)自開發(fā)ECU在功能性、換檔規(guī)律和換檔品質(zhì)等方面的缺陷，通過對得到的試驗結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而提出較好的控制策略，提出改進(jìn)方案。所以，開發(fā)出性能較好的電控單元實車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是對于整個ECU開發(fā)工作是必不可少的。
 

　　2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的信號包括從自動變速器ECU引出的所有輸入、輸出信號。這些信號主要有三種形式，即模擬信號、數(shù)字信號和脈沖信號。其中模擬信號和數(shù)字信號經(jīng)過幅值轉(zhuǎn)換等簡單的調(diào)理之后就可以分別引入數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號輸入口和數(shù)字信號輸入口，而脈沖信號需經(jīng)過信號調(diào)理模塊中的F/V信號轉(zhuǎn)換電路將脈沖信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號,然后作為模擬信號輸入來采集。研華公司的數(shù)據(jù)采集卡PCL-818L可以16通道單端模擬信號輸入采集，12位A/D轉(zhuǎn)換和16通道數(shù)字信號采集，加上PCL-726數(shù)據(jù)采集卡提供的數(shù)字信號輸入采集端口，能夠滿足系統(tǒng)的要求。最后使用工控機(jī)作為控制的主體，用以運行數(shù)據(jù)采集程序。
 

　　3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件程序的編制

　　3.1數(shù)據(jù)采集程序流程圖

　　本程序采用Borland C++ Builder編寫，Borland C++ Builder以其豐富的可視化組件庫（VCL）而使程序的編寫顯得非常容易。根據(jù)要求，本系統(tǒng)采集程序的流程圖如圖3：
 

　　程序采集開始調(diào)用多媒體定時器給每次采集循環(huán)定時。由于自動變速器ECU對各管腳信號每25ms掃描一次，所以對于ECU實車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率要求并不高，因此我們把多媒體定時器定時為10ms，即每10ms采集一組信號數(shù)據(jù)，其中包括17個數(shù)字量、6個模擬量和2個經(jīng)過F/V轉(zhuǎn)換的頻率量，并完成數(shù)據(jù)存儲。