基于车载网络的汽车自动变速器电控系统设计

论文摘要

汽车传动系统的自动化是汽车电子控制技术的核心内容之一。随着非熟练驾驶员人数大量增加,汽车传动系的自动变速成为改善汽车结构的重要研究方向之一。AMT(Automatic Mechanical Transmission)—电控机械式自动变速器,是在传统的手动齿轮式变速器基础上,融合电子技术、微机控制技术和自动变速理论的机电一体化的高技术产品,是当今自动变速器研究的热点与发展趋势。AMT由TCU(Transmission Control Unit)—电子控制系统、电动执行机构、汽车传动装置三个部分组成。电子控制系统是其开发和控制的关键部件,决定了AMT换档性能,也是AMT设计与开发的难点。本文在对AMT控制原理进行详细分析的基础上,对其电子控制系统的硬件和软件进行了设计。在电控系统的硬件设计中,由于电控系统要采集的换档传感器信号众多,本文在设计时,首先对传感信号的种类进行了分类,分为开关量、脉冲量、模拟量,针对不同类型的传感信号,设计独立的数据采集电路,可以减小传感器之间的相互干扰,提高传感信号采集精度;在设计离合器伺服电机和选换档步进电机的驱动电路时,采用了集成电机驱动芯片MC33486和SAA1042,直接用TCU主控芯片的PWM功能口控制,控制电路简单,控制精度高:电控系统中设计了CAN控制器和收发器,使变速器可以接入汽车内的CAN网络,成为车载网络的一个节点,与车载网络上的汽车状态信息显示节点通信。在软件设计方面,在信号采集程序中,设计了软件数字滤波程序,可以降低信号采集时的误差;软件系统按汽车的换档流程分模块设计,模块程序可以共用,缩短了软件开发周期,降低了代码冗余度。AMT具有开发成本低、传动效率较高、控制简单的优势,研究其电子控制系统的开发与应用,具有重要的学术与实际应用价值,为AMT的推广与应用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究水平和发展趋势
• 1.3 研究内容和关键点
• 1.4 论文结构
• 第2章 TCU总体设计
• 2.1 AMT总体结构
• 2.2 AMT系统的工作原理
• 2.3 TCU功能设计
• 2.3.1 TCU主控芯片选型
• 2.3.2 MC9S12DG128单片机简介
• 第3章 TCU硬件设计
• 3.1 传感器选型
• 3.2 输入信号的采集
• 3.2.1 开关量的采集
• 3.2.2 脉冲量的采集
• 3.2.3 模拟量的采集
• 3.3 选档步进电机驱动电路设计
• 3.3.1 电机控制过程分析
• 3.3.2 电机驱动电路图
• 3.4 离合器伺服直流电机驱动电路设计
• 3.4.1 电机控制过程分析
• 3.4.2 电机驱动电路图
• 3.5 CAN网络节点设计
• 3.5.1 CAN总线的工作特性
• 3.5.2 MC9S12DG128的MSCAN应用
• 第4章 变速器换档规律研究及软件设计
• 4.1 换档规律分类
• 4.2 换档特性
• 4.2.1 最佳动力性换档特性
• 4.2.2 最佳燃油经济性换档特性
• 4.3 两参数换档规律的改进
• 4.4 换档模块程序
• 4.4.1 程序数据结构及存储方式
• 4.4.2 升档和降档程序
• 第5章 AMT控制系统软件开发
• 5.1 数据采集与处理模块程序
• 5.1.1 A/D转换的运算处理
• 5.1.2 脉冲测速的运算处理
• 5.1.3 数字滤波程序
• 5.2 起步模块程序
• 5.2.1 离合器接合量控制程序
• 5.2.2 离合器接合速度控制程序
• 5.3 倒车模块程序
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在攻读研究生期间发表的学术论文