AMT变速箱控制系统硬件和软件的研究及开发

发布时间：2017-10-08 02:14

  本文关键词：AMT变速箱控制系统硬件和软件的研究及开发

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【摘要】：电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission--AMT)是汽车变速器开发中的一个重要代表产物,它通过在传统手动变速器的基础上外加了离合器助力缸、换挡执行机构和电子控制装置,使得其能够通过主控制器完成电控自动换挡。它即保留了手动变速器结构简单、造价便宜、使用效率高、维修寿命长等优点,又有了传统变速器没有的低燃油消耗率、高行驶安全性、换挡省力和方便等特性。随着科技的发展和能源的紧张,AMT作为当下汽车自动变速器中的一大热门,非常适应我国汽车行业的需求,具有极高的研究意义。本文首先对整个AMT试验台进行了总体结构分析,具体介绍了控制器、动力源及电源、离合器、选换挡执行机构和传感器的特性和工作原理,然后根据所要达到的目标,设计出了硬件系统的整体框架。之后开发出一套用于实现AMT试验台电控自动换挡的硬件方案,围绕着XC2287芯片为核心设计出了六大模块：主控制器最小系统、传感器信号处理模块、电磁阀驱动模块、通信模块、电源模块和预留模块,并详细地阐述了电路的设计思路和具体功能。接着针对以上硬件电路分层设计了三部分软件程序：传感器信号处理程序不仅能够采集电路信号,还可以进行软件滤波；执行机构控制程序包含了对离合器的分离、接合控制,和选换挡机构控制程序；串口通信程序包括全双工通信和半双工通信分别用以单片机与不同设备间的通信；CAN通信程序用以单片机与PC间的通信来动态显示试验台参数,每部分都具体介绍了程序的目标功能和控制流程图。最后需要将方案行成实物用以试验,因此就需要先将硬件电路制成印刷电路板(PCB),使用Altium Designer软件对PCB进行布局布线时要注意一些抗干扰技巧,利用开发本硬件系统所必备的软件环境,依据开发流程将设计的程序导入到PCB中,接下来配合软件程序在AMT试验台上进行相应试验,以验证硬件电路的可靠性和整体方案的可行性。
【关键词】：AMT XC2287 控制系统 传感器 CAN通信
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 绪论14-21
• 1.1 选题背景14-15
• 1.2 自动变速器概述15-16
• 1.3 AMT的研究现状16-19
• 1.3.1 自动变速器的发展16-17
• 1.3.2 国外研究现状17-18
• 1.3.3 国内研究现状18-19
• 1.4 AMT关键技术19-20
• 1.5 本文的主要内容20-21
• 第2章 试验台组成及硬件总体设计21-32
• 2.1 控制器21-22
• 2.2 动力源与电源22
• 2.3 变速器22-24
• 2.4 离合器24
• 2.5 选换挡执行机构24-25
• 2.6 传感器25-29
• 2.6.1 霍尔转速传感器25-26
• 2.6.2 磁电转速传感器26-27
• 2.6.3 电感位移传感器27-28
• 2.6.4 拉绳位移传感器28-29
• 2.7 硬件总体设计29-31
• 2.8 本章小结31-32
• 第3章 控制系统硬件组成32-52
• 3.1 主控制器性能及所用模块32-36
• 3.1.1 XC2287性能介绍32-34
• 3.1.2 利用模块分析34-36
• 3.2 传感器信号处理36-43
• 3.2.1 霍尔转速传感器36-37
• 3.2.2 磁电转速传感器37-39
• 3.2.3 电感位移传感器39-41
• 3.2.4 拉绳位移传感器41-43
• 3.3 电磁阀驱动43-44
• 3.4 串口通信44-46
• 3.5 CAN通信46-49
• 3.6 供给电源49
• 3.7 预留功能49-50
• 3.8 本章小结50-52
• 第4章 控制系统程序设计52-63
• 4.1 传感器信号处理部分52-55
• 4.1.1 信号采集52-54
• 4.1.2 信号滤波54-55
• 4.2 执行机构控制程序55-58
• 4.2.1 离合器控制55-57
• 4.2.2 挡位切换57-58
• 4.3 串口通信程序58-59
• 4.4 CAN通信程序59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 控制系统软件开发及性能测试63-75
• 5.1 主芯片开发流程63-67
• 5.1.1 配置DAvE63-65
• 5.1.2 编写代码65-66
• 5.1.3 程序烧写66
• 5.1.4 系统仿真66-67
• 5.2 PCB的绘制67-68
• 5.3 系统工作性能分析68-73
• 5.3.1 输出轴信号采集69
• 5.3.2 输入轴信号采集69-70
• 5.3.3 挡位信号采集70-71
• 5.3.4 离合器位移信号采集和串口通信试验71-72
• 5.3.5 电控换挡和CAN通信试验72-73
• 5.4 离合器接合测试73-74
• 5.5 本章小结74-75
• 总结与展望75-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士期间所获成果及荣誉80-82
• 致谢82-83
• 学位论文评阅及答辩情况表83

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本文编号：991405