Разработка систем управления для отечественных АКПП

1. Конфиденциально
Confidential
09.11.2015
Разработкасистемуправленияотечественных
автоматическихкоробокпередачсприменением
инструментовMATLAB
Голубев М.В.
Дата: 25апреля 2017г.
Подготовил:
Компания: ГНЦРФ ФГУП «НАМИ»

2. Конфиденциально
Confidential
2
Передача Т2 Т3 Т4 Т5 М7 М8 Uкп
1 1,841 0 -5,464 0 0 0 4,623
2 0 0 -1,642 0 1 0 2,642
3 -0,791 0 0 0 1,429 0 1,791
4 0 -0,253 0 0 1 0 1,253
5 0 0 0 0 0,379 0,621 1
6 0 0,154 0 0 0 1 0,846
7 0,285 0 0 0 0 0,845 0,715
R 1,841 0 0 3,328 0 0 -4,169
Передача Т2 Т4 ЗТ4 Т5 М6 М9 М13 X
1 3,94 -7,663 -1 0 0 0 5,723
2 0 -2,02 0 0 1 0 3,02
3 -1,41 0 0 0,358 0 1,358 0 2,05
4 -0,51 0 0 0 0 1 -0,51 1,51
5 0 0 0 -0,204 0 0,796 -0,802 1,205
6 0 0 0 0 0,67 0,33 0 1
7 0 0 0 0,145 1,145 0 0,571 0,855
8 0,253 0 0 0 1 0 0,253 0,747
9 0,455 0 0 -0,115 0,885 0 0 0,66
R 0 7,9 -1 0 0 -3,94 -5,9
Таблицывключенияэлементов управления
7-ми ступенчатаяАКП FT703 (до150 Нм) 9-ти ступенчатая АКП R932(до1000 Нм)
Объектыуправления

3. Конфиденциально
Confidential
3
АрхитектурасистемыуправленияFT703
Состав СУ 7-миступенчатой АКП:
• Пропорциональныхсоленоиды -5 шт.
• Двухпозиционныесоленоиды– 1шт.
• Датчикискорости – 3шт.
• Датчиктемпературымаслав поддоне
• Датчикположения селектора
• CAN-интерфейс
• Датчикидавления(толькодля калибровки)– 7
шт.

4. Конфиденциально
Confidential
4
АрхитектурасистемыуправленияR932
Состав СУ 9-ти ступенчатой АКП:
• Пропорциональныхсоленоиды -11 шт.
• Датчикискорости – 2шт.
• Датчиктемпературымаслав поддоне
• Датчикположения селектора
• CAN-интерфейс
• Датчикидавлениядля калибровки системы– 10 шт.

5. Конфиденциально
Confidential
5
Двигатель
АКПR932
Автомобиль
Математическаямодельобъектауправления(АКПR932)
Инструментразработки: MATLABSimScape
Математическая модель
объекта управления
(Автомобиль с АКПП)
Программное обеспечение
контроллера
(Блока управления
трансмиссией)
Управление
ФЭУ
Получение
сигналов с
датчиков
MIL-тестирование
Кинематическаясхема R932
TCU

6. Конфиденциально
Confidential
6
Тестированиенамоделиобъектауправления
Математическая модель объекта управления
• БезопасноетестированиеПО
• Быстроеобнаружениеи доработканеисправностей
• Возможность воспроизведениядорожной ситуации
• Интеграцияв единуюсредуразработки
Достоинства:
Устройство ввода (Gamepad)
Результаты симуляции
Педаль газа
Педаль тормоза
Положение селектора
Программное обеспечениеTCU
Сценарии тестирования
Записис реального объекта
Simulation Data Inspector

7. Конфиденциально
Confidential
7
Модельверхнегоуровня
• количество строчек кода: ~130000
МикроконтроллерTexas Instruments:
TMS320F28335
Texas InstrumentsC2000 Support Package:

8. Конфиденциально
Confidential
8
ИспользованиесистембыстрогопрототипированиявразработкеСУАКП
Блокуправления
трансмиссией
Блоксиловыхключей
Блокбыстрого
прототипирования
Системабыстрогопрототипирования(RapidPrototype)
Процесссозданияпрограммногокода:
*.ppc /*.hex – файл
(Программный файл)
*.a2l – файл
(база данных сигналов и
параметров)
Инструмент
калибровки
Блок
управления
Разработка ПО в MATLABSimulink
Build

9. Конфиденциально
Confidential
9
ТестированиеПОнаЭБУ
Математическая модель объекта управления
Достоинства:
• Возможность проверки работы
блока и подключения всех систем
на имитатореавтомобиля
• Возможность симуляции отказов
MatlabобеспечиваетвозможностьинтеграцииSimulinkи SimScape-моделейс системамибыстрогопрототипирования и имитаторамиобъектовуправления
Прием сигналовс
датчиков и CAN-шины
Управлениеактуаторами

10. Конфиденциально
Confidential
10
Использованиестандартоввразработке
Рекомендательныйдокументпо созданиюмоделейв среде MATLABSimulinkдля автомобильнойпромышленности
• Mathworks AutomotiveAdvisory Board (MAAB)
Свод правилпо созданиюмоделейв MATLAB,Simulinkи StateFlowпо следующимкритериям:
• Удобочитаемость
• Симуляция
• Команднаяразработка
• Верификация и Валидация
• Генерациикода
• Документирование
Аналогив аэрокосмическойотрасли:
• NASA - Orion GN&C:MATLAB and SimulinkStandards

11. Конфиденциально
Confidential
11
ИспользованиеинструментовMatlab
Разработка моделиобъектауправления
• SimDriveline
• SimFluids
Разработка алгоритмовуправления
• MATLABSimulink
• Stateflow
• MATLABfunctions
Ведениепроекта и контроль версий:
• SimulinkProject +Tortoise Git
Автоматическоетестированиеи верификация:
• SimulinkTest
• DesignVerifier
• IEC CertificationKit
Адаптациямоделипод целевой процессори кодогенерация
• Fixed Point Designer
• SimulinkCoder
• MATLABCoder
• EmbeddedCoder+ Support Package
Анализданныхи Post-Processing
• Curve FittingToolbox
• DSPSystemToolbox
• System IdentificationToolbox
Документированиепроцесса разработки:
• Report Generator
Активноиспользуютсяв настоящеевремя
Планируетсяинтегрироватьв разработкув ближайшеевремя

12. Конфиденциально
Confidential
12
КалибровкаСУАКПFT703наавтомобилеЛадаГранта
Системабыстрогопрототипирования(RapidPrototype)
АвтомобильЛадаГранта
АКПFT 703
Инструменткалибровки -VectorCANape
XCPonEthernet
7 диагностическихдатчиков
давления
Выполненные работы:
• Разработка Требованийк системеуправления
• Разработка Demo- ПОверхнего уровня
• Проведениестендовыхиспытаний
• Калибровкапроцессов трогания автомобиля
• Калибровкапроцессов переключения

13. Конфиденциально
Confidential
1313
Целевой автомобиль
АКПR 932
Инструменткалибровки -
VectorCANape
CCPonCAN
Выполненные работы:
• Разработка Требованийк системеуправления
• Разработка функциональногоПО
• Разработка ПО нижнегоуровня
• Разработка схемотехникии корпуса ЭБУ
• Проведениестендовыхиспытаний
• Калибровкапроцессов трогания и переключенияпередач
• Калибровкастратегийпереключения
КалибровкаСУАКПR932наавтомобиляхсдвигателямиV8/ V12
Электронныйблок управлениятрансмиссией
10 диагностическихдатчиков
давления

14. Конфиденциально
Confidential
14
Особенноститехнологии разработкисистемуправления, продемонстрированныхв даннойпрезентации:
• Широкое применениематематическогомоделированияна раннейстадииразработки
• Отладка функциональногоПО дотестированияна реальномобъекте
• Обеспеченавозможностьвыявленияошибокалгоритмаза счет воспроизведениялогов с реального
объектана мат.моделиобъекта
• Использованиесистембыстрогопрототипирования минимизируетнеобходимостьв программистах
нижнегоуровня на раннейстадииразработки
• Использованиесистембыстрогопрототипирования позволяет включать в одинблок системусбора
данныхи блокуправления
• Использованиеинструментовавтоматическойгенерацииминимизируетошибкипрограммированияи
позволяет проверить программныйкод дотестированияна реальномобъекте
• Использованиесовременныхинструментовкалибровки ускоряет процесс отладки и проведения
испытаний
Заключение

15. Конфиденциально
Confidential
Спасибозавнимание!