電控機(jī)械式自動(dòng)變速器amt電控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-09-29 08:32本頁面
【導(dǎo)讀】的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此，行車的安全性得以提高。了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)零件的動(dòng)載荷。車平穩(wěn)起步、加速性能和平均車速提高。車的油耗有了明顯的下降。有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主要改變手動(dòng)換擋操縱部分。即在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不變。的離合器分離與結(jié)合摘擋與掛檔等操作。AMT實(shí)際上是一個(gè)由電腦來控制。因此，AMT的核心技術(shù)是微機(jī)控。系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的意圖（操縱桿、制。目前日本、美國、歐洲地區(qū)汽車公司生產(chǎn)的轎。電信號的方式傳遞給電控單元ECU。ECU采集輸入信號后，經(jīng)過運(yùn)算、判。車輛參數(shù)，再根據(jù)自動(dòng)換擋規(guī)律判斷車輛應(yīng)處的最佳檔位。檔或者保持原檔位不變，從而達(dá)到增速或減速的目的。AMT系統(tǒng)的主要功能是車輛起步過程和換檔過程的自動(dòng)控制。遞給ECU，ECU發(fā)出控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作。從動(dòng)盤已同步三個(gè)階段，以快一慢一快的控制規(guī)律進(jìn)行控制。節(jié)氣門控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，保證車輛按駕駛員的要求平穩(wěn)起步。
【正文】 2. 以 C164 為中心的控制方案的實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如下所示： 電控單元 ECU 車 速發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速輸 入 軸 轉(zhuǎn) 速操 縱 桿 位 置離 合 器 位 置加 速 踏 板節(jié) 氣 門 開 度溫 度檔 位 信 號剎 車 信 號手 制 動(dòng) 信 號脈 沖 量 輸 入電 路模 擬 量 輸 入電 路開 關(guān) 量 輸 入電 路微 控 制 器C 1 6 4 C I發(fā) 動(dòng) 機(jī)驅(qū) 動(dòng) 電路電 磁 閥驅(qū) 動(dòng) 電路顯 示 驅(qū)動(dòng) 電 路節(jié) 氣 門執(zhí) 行 機(jī)構(gòu)液 壓 執(zhí)行 機(jī) 構(gòu)顯 示 器電 源存 儲 器傳 感 器傳 感 器開 關(guān) 圖 15 硬件結(jié)構(gòu)圖 1） 輸入信號的采集 控制系統(tǒng)要采集的模擬量主要有加速踏板位置、離合器行程、節(jié)氣門位置、溫度、壓力信號。 C164 提供了 10 位精度的帶有采樣保持電路的 A/D轉(zhuǎn)換器，可以選擇 8 個(gè)輸入通道，多通道采集可以用軟件定義或用自動(dòng)掃描模式，采樣時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)間是可編程的。模擬信號在進(jìn)入 A/D 口之前，先經(jīng)過 π 型電路進(jìn)行濾波。 圖 16 模擬量采集電路 加速踏板位置信號對應(yīng)管腳 和管腳 、離合器行程信號對應(yīng)管腳 、節(jié)氣門位置信號（油門位置信號）對應(yīng)管腳 、 冷卻水溫度傳感器 信號對應(yīng)管腳 、 變速器油溫傳感器 信號對應(yīng)管腳 。 控制系統(tǒng)要處理的脈沖信號主要有車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸入軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器選用霍爾效應(yīng)集成電路傳感器。這種傳感器體積小，內(nèi) 部包含了放大、整形、集電極開路輸出單元，輸出的轉(zhuǎn)速脈沖方波波形好，使用方便。脈沖信號經(jīng)過光電隔離抗干擾處理電路后送入單片機(jī)的捕捉／比較單元 (CAPCOM2)。 其脈沖信號輸入電路設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 17 脈沖量的采集 電路圖 車速信號對應(yīng)管腳 、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號對應(yīng)管腳 、輸入軸轉(zhuǎn)速對應(yīng)管腳 。 對于檔位信號、手剎車信號、腳剎車信號等開關(guān)量信號，也要經(jīng)過光電隔離后再送入 C164 的 I/O 口。 圖 18 開關(guān)量 采集電路圖 2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng) C164 對采集來的信號進(jìn)行分析處理后，按照制定的控制規(guī)律，發(fā)出控制信號，作用在和 ECU 相連的電磁閥和步進(jìn)電機(jī)上。 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路主要用于驅(qū)動(dòng)電磁閥開閉，以控制選、換檔及離合器動(dòng)作。 本系統(tǒng)選用的電磁閥為高速開關(guān)閥，電磁閥 供電電壓為 24V，功率為10W。信號的放大采用達(dá)林頓管 TIP142，通過控制 TIP142 的開關(guān)狀態(tài)控制電磁閥的開閉。為防止電路斷電時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)反向高電壓將達(dá)林頓管擊穿，在線路中接入了續(xù)流二級管， 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如 下 圖 所示： 圖 19 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路 本系統(tǒng)選用的步進(jìn)電機(jī)為 GBM 三相混合式步進(jìn)電機(jī) 85BYGH450，其驅(qū)動(dòng)器使用 SHAPHON 公司的三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 SH2H057M。驅(qū)動(dòng)器的 A、 ???、 B、 ???口連接電機(jī)。 DC 口接直流電源。驅(qū)動(dòng)器的 CP、 DIR、FREE 接收 C164 發(fā)出的控制信號，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 CP 口為脈沖信號輸入口，可以通過改變脈沖信號的占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 DIR 口為步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制口，可以通過輸入高電平或低電平來選擇旋轉(zhuǎn)方向。 FREE 口為脫機(jī)信號口， FREE 口輸入低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電流被切斷，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（脫機(jī)狀態(tài)）。 3） 電源部分 圖 20 電源模塊 4） 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 時(shí)鐘頻率是單片機(jī)各個(gè)部分運(yùn)行的基準(zhǔn)，它使各部分有條不紊的按節(jié)奏工作。時(shí)鐘電路直接影響單片機(jī)運(yùn)行的速率，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 時(shí)鐘電路如下圖所示： 圖 21 時(shí)鐘電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，在復(fù)位引腳 RST 加上大于 2 個(gè)機(jī)器周期的低電平就可使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位有 3 種情況：上電復(fù)位，定時(shí)器溢出和執(zhí)行復(fù)位信號。 復(fù)位 電路如下圖所示： 圖 22 復(fù)位電路 5） 下載口 3. AMT 系統(tǒng)硬件抗干擾措施 由于車載環(huán)境較為惡劣，為了提高系統(tǒng)的可靠性，對于系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)要引入的抗干擾措施，下面主要從以下幾個(gè)方面說明： 1） 電源和接地系統(tǒng)的抗干擾措施 汽車蓄電池的內(nèi)阻很小，是個(gè)比較理想的電源，但由于汽車電源還用于點(diǎn)火和對車內(nèi)電子設(shè)備的供電，可能引起電源電壓的波動(dòng)，為了將其與數(shù)字電路分開，本系統(tǒng)采用 DCDC 電源，將 12V 直流電逆變?yōu)榻涣麟?，?jīng)變壓器和隔離，再經(jīng)整形、濾波和穩(wěn)壓，輸出 5V 直流電壓。由于變壓器將前后級電源和地隔離開，使前級電壓波動(dòng)不會影響到后級，保證了 TCU單元的正常工作。通過分開供電減少了公共電源的相互耦合，提高了系統(tǒng)供電的可靠性。為了消除電源中的電壓峰值。在元器件的電源相地之間通常加去耦電容。對于接地來說，在設(shè)計(jì)線路板時(shí)盡量將地線加粗和大面積敷地，提高系統(tǒng)的抗干擾性。 2） 通道的抗干擾措施 系統(tǒng)的開關(guān)量輸入電路和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出信號采用光電隔離技術(shù)。這樣可以切斷單片機(jī)與 I/O 通道及外部電路的電聯(lián)系。干擾源一般有較大的電壓幅值，但能量較小，只能形成微弱電流。而光耦輸入端的發(fā)光二極 管在電流條件下工作，干擾源會因?yàn)闊o法提供足夠的電流而被抑制。所以光電隔離可以抑制尖峰脈沖和各種噪音。同時(shí)由于輸出信號直接連接到驅(qū)動(dòng)芯片，而驅(qū)動(dòng)電路中存在較大的驅(qū)動(dòng)電壓，通過隔離防止單片機(jī)被燒毀?？箍臻g干擾措施 系統(tǒng)對于空間干擾的抗干擾措施主要采取電磁屏蔽，具體做法是信號線采用屏蔽線將 TCU 置于金屬機(jī)殼內(nèi)對外部磁場屏蔽，同時(shí)其保護(hù)作用。 3） PCB 板的抗干擾設(shè)計(jì) 印刷電路板的抗干擾要求遵循以下原則：數(shù)字電路與模擬電路分開，高頻和低頻信號分開，電源線和地線盡量加粗等。同時(shí)我們將主控制電路與驅(qū)動(dòng)電路分置在兩個(gè)電路板上， 提高其工作可靠性。
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