汽车无级变速传动系统的电子控制单元的研究

重庆大学硕士学位论文汽车无级变速传动系统的电子控制单元的研究姓名：查晓辉申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：刘晓明20031209汽车无级变速传动系统的电子控制单元的研究作者：查晓辉学位授予单位：重庆大学相似文献(10条)1.学位论文李亚丽金属带式无级变速器电子控制单元的开发与模拟2003电子控制单元ECU是金属带式CVT控制系统的核心,金属带式无级变速传动的电子控制是开发该系统的关键技术之一.该文采用了单片机控制系统来实现CVT的控制.单片控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分.硬件是指单片机控制系统及其外部设备,它是实现CVT控制的基础.软件则是根据控制理论的算法,利用计算机语言编写出适应控制要求的程序,利用单片机控制系统所提供的硬件环境,通过主程序和各项子程序的调用来采集参数,并对所采集的参数进行计算和处理,然后根据控制的目的输出控制指令,驱动执行机构完成对被控对象的控制.该文提出了用两个二位两通高速开关电磁阀实现速比控制的新方法.高速开关阀是一种新型的数字式电液转换元件,具有结构简单、价格低廉、阀口对油污染不敏感等优点.高速开关阀采用脉宽调制(PWM)原理来控制其平均流量,极易实现计算机控制技术和液压技术的有机结合.为了克服液压系统建模的复杂性和阀控缸的非线性对传统控制算法的影响,设计了一种模糊控制器,实现了PWM高速开关阀控液压缸位置系统的精确控制,从而实现了对金属带式无级变速器速比的控制.2.期刊论文李新城.范光强.朱伟兴.张涌.LiXincheng.FanGuangqiang.ZhuWeixing.ZhangYong无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统-农业机械学报2009,40(7)设计了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统,进行了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真试验,并且对仿真测试及优化后的电子控制单元进行了实车试验验证.结果均表明,该系统能够对车辆集成模型与电子控制单元的控制算法进行实时验证及优化控制,为无级变速器电子控制单元开发提供了一个仿真测试平台.3.学位论文李泉无级变速器电液控制系统设计2009电液控制是CVT传动系统的关键技术，直接影响到汽车变速品质、经济性以及动力性。本文围绕金属带式无级变速器的电液控制系统的设计开发等问题进行了深入的研究。首先讨论了金属带式无级变速传动的特点、开发的意义和发展趋势，分析了金属带式CVT的基本结构和变速原理。在详细分析了金属带式无级变速器的传动系统与电液控制系统之后，建立了金属带式无级变速器的动力传动系统模型和液压系统模型，阐述了CVT速比、夹紧力和起步综合控制技术，为进一步设计开发CVT的电子控制装置提供了理论基础。然后根据CVT电液控制系统的控制目标，提出了以英飞凌XE167单片机作为CVT电子控制单元处理器的总体方案，并完成了CVT电子控制单元的传感器信号处理电路和输入输出接口电路的设计。接下来以减小PCB印刷电路板尺寸和提高电子控制装置的稳定性、抗干扰能力为目标，设计了PCB板。最后编写了电子控制单元的软件。设计了夹紧力控制系统和速比控制系统的控制器。由于金属带式无级变速器特殊的传动机理，使得夹紧力和速比的控制相互影响。所以对夹紧力控制系统设计了模糊PID复合控制器，对速比控制系统设计了模糊控制器。在试验台上对设计开发的电液控制系统进行验证和改进设计后，把电控系统移植到汽车上对CVT的电控系统进行整车道路试验。典型工况的性能试验结果表明，所设计的电液控制系统能够满足无级变速器的控制要求，试验过程和控制结果基本上反映了金属带式无级变速器电液控制系统的主要特征，为进一步研究和改进打下了基础。4.期刊论文薛庆文最新自动变速器及无级变速器常见故障剖析(十四)-汽车维修技师2007(2)(6)电子控制单元的布置形式、结构组成及控制功能目前自动变速器的电子控制单元有两种布置形式:独立式和非独立式.独立式称之为TCM,非独立式即发动机控制单元和自动变速器控制单元组合在一起,一般称之为PCM(动力模块总成).控制单元内部结构组成主要包括:微处理器、软件、输入转换电路(A/D)及输出驱动电路(D/A)等.电子控制单元主要对自动变速器来完成:换挡正时控制、油压调节控制、变矩器锁止正时控制、换挡品质控制、发动机制动功能控制、信息传递(与其他控制单元)、自诊断、失效保护控制、巡航定速控制等等.5.期刊论文张飞铁.周云山.薛殿伦.蔡源春.ZhangFeitie.ZhouYunshan.XueDianlun.CaiYuanchun汽车无级变速器传动性能评价系统研究-汽车工程2007,29(12)根据无级变速器电子控制单元的控制算法,结合试验数据,建立了无级变速器(CVT)性能评价系统中的驾驶员模型、发动机模型、无级变速器模型与整车动力学模型.同时给出了各个模型在Simulink中具体的建模方法.最后,针对具体车型,建立了该车型的CVT传动性能的评价系统.6.学位论文黄东风基于嵌入式系统的自动变速器控制技术研究2008自动变速系统的应用是车辆发展的趋势，也是提高车辆使用性能，改善车辆动力性和经济性的有效措施。自动变速器电子控制单元(TCU)是自动变速系统的主要器件，是研究开发自动变速系统的关键。本课题主要从硬件设计、软件设计以及开发手段三个方面对自动变速器电子控制单元展开了研究，基于“系统功能集成化”和“功能电路模块化”的设计思路，开发了融合AMT、CVT并兼顾AT和DCT的控制要求的适应性与扩展性较强的控制单元，控制单元具体应用可根据不同被控对象要求通过硬件模块的不同组合来实现。本文所作的研究工作主要包括：1、TCU硬件电路的模块化设计，主要包括主控单元，接口和驱动电路的设计；2、电路可靠性设计，研究如何提高系统的抗干扰能力，增强系统的稳定性；3、操作系统的选取移植，选取合适的实时操作系统，并针对所选取的处理器进行操作系统的移植；4、控制软件设计，基于所选取的实时操作系统和系统的功能要求，完成控制软件的编写；5、系统开发流程的优化，研究在TCU实测之前，在试验室条件下采用硬件在环仿真技术完成对硬件电路和控制软件调试工作，以验证硬件可靠性和软件功能性；6、针对一种无级变速器的无级变速单元完成TCU的台架试验。7.期刊论文熊东.刘晓明.黄智勇.尹康.XIONGDong.LIUXiao-ming.HUANGZhi-yong.YINkang汽车无级变速器电子控制系统的设计-机械与电子2005(10)针对汽车无级变速器(CVT)的基本原理和工作特性以及对CVT电子控制单元(ECU)功能的要求,设计完成了一种基于单片机与复杂可编程逻辑器件(CPLD)配合工作,并采用模糊控制的电控系统,经测试,基本达到了预期目标.8.学位论文周美兰轿车无级变速器综合模糊控制研究2006无级变速传动(CVI)技术在汽车变速器的发展史上具有变革意义。近年来，越来越多的国家开始采用CVT作为汽车自动变速装置，CVT在未来变速器的发展中将会占据主导地位。金属带式无级变速器与其他变速器相比技术优势明显，它可以实现发动机与外界负荷的最佳匹配，可显著地改善燃油经济性，提高车辆的动力性和驾驶平稳性，是汽车理想的传动方式。但无级变速控制系统的控制策略仍然是其开发的一个难点，目前在理论和实践上还都不十分成熟。本文在国家科技攻关项目(项目编号为2003BA435C)的资助下，对金属带式无级变速传动系统的传动机理、匹配及其控制等关键技术进行了深入的理论分析、仿真和实验研究。本论文的研究具有重要的理论意义和较高的实用价值。文中论述了国内外金属带式无级变速器的发展历史和当前的技术状况。分析了金属带式无级变速器的结构及工作原理。针对金属带的特殊结构，研究了金属带的受力情况及速比与带轮工作半径的关系，给出了带轮夹紧力计算公式，由此得到了带轮油缸的压力与传递转矩的关系，建立了在不同速比及载荷下主、从动带轮油缸压力平衡数学模型。针对传动器的速比变化率在CVT、控制中的重要性，讨论了速比变化率对汽车加速性能和加速时汽车平顺性的影响。利用三次样条插值构造了发动机转矩模型。确定了发动机的最佳经济工作线和最佳动力工作线。在发动机燃油经济性模型的基础上确定了发动机的目标转速与车速的关系。针对汽车行驶过程中所受到的各种阻力得出了汽车行驶方程式和汽车功率平衡方程式，由此可计算出汽车等速百公里燃油消耗量。讨论了实现汽车最佳经济性和最佳动力性的发动机与CVT最佳匹配控制策略，得出了多种不同工况不同阶段的速比控制目标，它是进行速比控制的依据。在分析离合器接合过程的主要影响因素及起步控制规律的基础上，给出了离合器起步品质评价指标和离合器接合过程的数学模型，提出了一种基于模糊控制技术多参数控制离合器接合压力的新方法。为了对离合器接合的非线性过程进行合理控制设计了离合器模糊控制器。仿真结果表明，模糊控制策略与常规比例控制策略相比，可以降低因离合器接合而对发动机造成的冲击，同时可以有效地减小滑磨功，缩短离合器的接合时间。由于无级变速传动系统具有高阶非线性时变特征，其输入输出之间还具有强耦合关系。在汽车复杂运行工况和大量的不确定环境因素的影响下，传统的控制方法已不能满足系统的控制要求。本文提出了以加速踏板对应的目标功率为目标控制量的油门一速比综合模糊控制策略。构造了油门、速比双闭环综合模糊控制系统。设计了油门自组织模糊控制器。依据不同工况设计了速比协调器，与速比模糊控制器一起构成了参数自调整模糊控制器。通过对发动机油门和CVT的速比进行综合控制，解决了动态过程中无级变速汽车动力性和经济性相协调的问题。针对由发动机、离合器、CVT传动系统和汽车载荷构成的汽车整体模型，建立了离合器接合过程中不同阶段CVT传动系统动力学模型，在此模型基础上构建了整车动态综合仿真模型，基于该综合仿真模型对汽车多种工况进行了控制策略的仿真。仿真结果表明综合模糊控制算法对于各种工况均具有较强的鲁棒适应性，且算法容易实现。研制了无级变速器电子控制单元TCU，给出了无级变速器CVT电子控制系统的硬件结构，进行了TCU控制器局域网CAN的设计与实验，得出了无级变速箱控制器CAN通讯的实测波形。根据所提出的综合模糊控制策略及算法进行了TCU的软件设计并给出了程序流程图。根据汽车行驶的不同工况，以韩国大宇MatizⅡ轿车为试验样车进行了整车道路试验。经国家轿车质量监督检验中心检验及长时间的测试，证明应用本文提出的综合模糊控制算法的无级变速器电子控制系统工作稳定、可靠，试验车具有良好的动力性和经济性。9.期刊论文薛庆文最新自动变速器及无级变速器常见故障剖析(三十四)-汽车维修技师2008(10)目前针对奥迪轿车装用的01J型无级变速器故障大多都是通过软件升级,更换电子控制单元、液压控制单元、前进挡离合器总成、传动链轮及传动链等来解决.10.学位论文张松岩拖拉机液压机械无级变速器控制系统研究2008液压机械无级变速器由于具有无级变速，大功率高效率传动的优越性能，在工程车辆与大中型拖拉机上应用日益广泛，而变速器自动控制系统是决定其性能的关键技术。本论文以东方红1302R型拖拉机的液压机械无级变速器为控制对象，展开了对其自动控制系统的研究、设计开发工作。采用电液控制技术实现变速器无级变速。通过对液压机械无级变速器传动变速原理与不同操作模式的研究，确定了变速器控制功能。在此基础上结合控制对象的特点，确定了变速器控制系统组成原理，设计了控制系统的电子控制单元与液压控制单元。开发了变速器控制系统。控制系统包括硬件电路与控制软件两部分，其中硬件电路包括：中央处理模块、信号输入模块、信号输出模块与通讯功能模块。该电路以数字信号处理器TMS320F2812为控制核心，由于其丰富的外设资源使硬件电路使用了较少的外围芯片，简化了电路设计，提高了硬件的可靠性。控制软件包括：顺序变速程序、编程变速程序、换段驱动程序、速度检测程序、速度PID调节程序、采样程序以及基于串口通讯的上位PC机监控程序。这些控制软件采用基于C语言的模块化编程方法，提高了软件的开发效率，可移植型与可维护性。最终通过仿真验证，证明控制系统