電控機械式自動變速器amt電控系統(tǒng)硬件設(shè)計-資料下載頁
2024-10-08 08:32本頁面
【導讀】的勞動強度，因此，行車的安全性得以提高。了發(fā)動機和傳動系統(tǒng)零件的動載荷。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)上進行改造，主要改變手動換擋操縱部分。即在總體傳動結(jié)構(gòu)不變。的離合器分離與結(jié)合摘擋與掛檔等操作。AMT實際上是一個由電腦來控制。因此，AMT的核心技術(shù)是微機控。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)過運算、判。車輛參數(shù)，再根據(jù)自動換擋規(guī)律判斷車輛應處的最佳檔位。檔或者保持原檔位不變，從而達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控制。遞給ECU，ECU發(fā)出控制指令給執(zhí)行機構(gòu)完成相應的動作。從動盤已同步三個階段，以快一慢一快的控制規(guī)律進行控制。節(jié)氣門控制發(fā)動機的輸出扭矩和轉(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 機 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 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 機驅(qū) 動 電路電 磁 閥驅(qū) 動 電路顯 示 驅(qū)動 電 路節(jié) 氣 門執(zhí) 行 機構(gòu)液 壓 執(zhí)行 機 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 個輸入通道，多通道采集可以用軟件定義或用自動掃描模式，采樣時間和轉(zhuǎn)換時間是可編程的。模擬信號在進入 A/D 口之前，先經(jīng)過 π 型電路進行濾波。 圖 16 模擬量采集電路 加速踏板位置信號對應管腳 和管腳 、離合器行程信號對應管腳 、節(jié)氣門位置信號（油門位置信號）對應管腳 、 冷卻水溫度傳感器 信號對應管腳 、 變速器油溫傳感器 信號對應管腳 。 控制系統(tǒng)要處理的脈沖信號主要有車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸入軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器選用霍爾效應集成電路傳感器。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的捕捉／比較單元 (CAPCOM2)。 其脈沖信號輸入電路設(shè)計如下圖所示： 圖 17 脈沖量的采集 電路圖 車速信號對應管腳 、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號對應管腳 、輸入軸轉(zhuǎn)速對應管腳 。 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)行機構(gòu)的驅(qū)動 C164 對采集來的信號進行分析處理后，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電機上。 電磁閥驅(qū)動電路主要用于驅(qū)動電磁閥開閉，以控制選、換檔及離合器動作。 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。為防止電路斷電時產(chǎn)生的瞬時反向高電壓將達林頓管擊穿，在線路中接入了續(xù)流二級管， 驅(qū)動電路設(shè)計如 下 圖 所示： 圖 19 電磁閥驅(qū)動電路 本系統(tǒng)選用的步進電機為 GBM 三相混合式步進電機 85BYGH450，其驅(qū)動器使用 SHAPHON 公司的三相混合式步進電機驅(qū)動器 SH2H057M。驅(qū)動器的 A、 ???、 B、 ???口連接電機。 DC 口接直流電源。驅(qū)動器的 CP、 DIR、FREE 接收 C164 發(fā)出的控制信號，控制電機的運轉(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轉(zhuǎn)速。 DIR 口為步進電機旋轉(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 口為脫機信號口， FREE 口輸入低電平時，驅(qū)動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。 3） 電源部分 圖 20 電源模塊 4） 時鐘電路和復位電路 時鐘頻率是單片機各個部分運行的基準，它使各部分有條不紊的按節(jié)奏工作。時鐘電路直接影響單片機運行的速率，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 時鐘電路如下圖所示： 圖 21 時鐘電路 復位是單片機的初始化操作，在復位引腳 RST 加上大于 2 個機器周期的低電平就可使單片機復位。單片機復位有 3 種情況：上電復位，定時器溢出和執(zhí)行復位信號。 復位 電路如下圖所示： 圖 22 復位電路 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)計要引入的抗干擾措施，下面主要從以下幾個方面說明： 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，是個比較理想的電源，但由于汽車電源還用于點火和對車內(nèi)電子設(shè)備的供電，可能引起電源電壓的波動，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)計線路板時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)動電機的輸出信號采用光電隔離技術(shù)。這樣可以切斷單片機與 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，干擾源會因為無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。同時由于輸出信號直接連接到驅(qū)動芯片，而驅(qū)動電路中存在較大的驅(qū)動電壓，通過隔離防止單片機被燒毀?？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 置于金屬機殼內(nèi)對外部磁場屏蔽，同時其保護作用。 3） PCB 板的抗干擾設(shè)計 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。同時我們將主控制電路與驅(qū)動電路分置在兩個電路板上， 提高其工作可靠性。
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