Controller für das automatische mechanische Getriebe mit zwei Tranchen für Elektrofahrzeuge

Zusammenfassung: Abziel auf die Probleme mit schlechter Qualität und geringer Wirtschaftlichkeit des Getriebeschiebs des Elektrofahrzeugs wurde die neue Art von elektronisch kontrollierenden AMT vorgeschlagen. Die Übertragung basierte auf der Struktur und dem Prinzip des normalen AMT. Der DC -Bürstenmotor wurde als selektrischer Schaltradmotor mit elektronisch steuerender AMT verwendet. Daher wurde MPC5634-Mikrocontroller aus Freescale ausgewählt, um den Hardwarekreis des Getriebecontrollers zu entwerfen, und das Hauptprogramm und verschiedene Sub-Nodul-Programme des Controllers wurden von relerrinto der grundlegende Steuermodus der elektronischen Nomalsteuerung an und das Can Communication Modul and entworfen Serienkommunikatierende Modulesor, das das Datenübersetzer in Belyeen ECU erreicht, und der Kontroller des elektronisch steuerenden AMT wurden hinzugefügt. Die Bank -Tests der Gegaben des Controllers geben an, dass das Design des Controllers ein effizienter Verschiebungsbetrieb und eine stabile Leistung sein kann.
Schlüsselwörter: Elektrofahrzeug: Automatisches mechanisches Getriebe (AMT): Dose Kommunikation: Schaltmotor

Gegenwärtig sind die für Elektrofahrzeuge geeigneten Übertragungen auch zu einem der Hotspots in der Forschung von Elektrofahrzeugen geworden. Elektronisch gesteuerte elektrische mechanische Automatikgetriebe wurde in Elektrofahrzeugen aufgrund seiner Vorteile einer einfachen Struktur und einer guten Zuverlässigkeit häufig eingesetzt. Gegenwärtig konzentriert sich die internationale Forschung zur AMT -Schichtsteuerungstechnologie von Elektrofahrzeugen hauptsächlich auf zwei Aspekte: die Steuerung des Verschiebungsprozesses und der Schichtrechtsforschung. Die Verschiebungsprozesssteuerungstechnologie bestimmt die Verschiebungsqualität und das Antrieb der Glätte von Elektrofahrzeugen während des Fahrens und ist eine der wichtigsten Forschungsanweisungen der mechanischen Automatikgetrieberegelung. Der Schaltmotor ist die B -Schichtausführungsstromquelle von AMT, die die Leistung von beeinflusst AMT Controller. In dieser Studie wird ein elektronisch kontrolliertes mechanisches Zweigang-Automatikgetriebe vorgeschlagen.

Wie der AMT -Controller funktioniert

AMT ist ein typisches Kontrollsystem mit geschlossenem Schleifen, das aus drei Teilen besteht: Sensor, Aktuator und Controller. Der AMT -Controller ist dafür verantwortlich, das Sensorsignal zu empfangen und Anweisungen an den Aktuator zu senden, während der Strom des Schaltmotors als Feedback -Signal zur Steuerung des Ausgangsdrehmoments des Schaltmotors gesammelt wird. Das AMT -System funktioniert wie in Abbildung 1 gezeigt.

Gemäß dem Fahrverhalten des Fahrers führt der AMT -Controller entsprechende Getriebeverschiebungsvorgänge gemäß der Schaltregelstrategie durch, wenn er das Beschleunigungssignal, das Motordrehzahlsignal, das Bremspedalsignal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und das Zahnradsignal empfängt. Das Getriebepositionssignal wird durch den internen Hallsensor des AMT -Systems bereitgestellt, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und das Motordrehzahlsignal werden durch CAN erhalten, um die Besetzung der elektrischen Ressourcen des gesamten Fahrzeugs zu verringern, und das aktuelle Rückkopplungssignal wird durch erhalten Das aktuelle Abtastmodul.

2 AMT Controller -Hardware -Implementierung
2,1 MPC5634 -Funktionen
MPC5634 ist ein 32-Bit-Mikroprozessor-Chip von Automotive-Grade, der von Freescale in den USA hergestellt wird, mit 1,5 MB Flash-EEPROM-Speicherplatz und 94-KB-RAM, das Speicher ausführt, um die Speicher- und Betriebsanforderungen der AMT-Steuerungsprogramme zu erfüllen. In eingebaute Phasenschleifschleifenhardware-Modul mit interner Übertaktungsfunktion, beschleunigen die Laufgeschwindigkeit der Software, reduzieren die elektromagnetische Interferenz auf andere Geräte, und der Gesamtbetrieb ist stabiler.
2.2 Hardwarearchitektur
Das Leistungsmodul des AMT Controllers wandelt die 12-V-Spannung in 5 V und 3,3 V für die MCU und verschiedene Sensoren um. Die MCU erhält digitale Signale, analoge Signale, Impulssignale, Fahrzeuggeschwindigkeitssignale von CAN -Busnetzwerken, Motordrehzahlsignalen usw., die von verschiedenen Sensoren gesammelt wurden, um den MOSFET -Treiberchip zu realisieren, der zwei PWM -Signale ausgibt, um die Leitung des Steuerchips zu steuern. Der Treiberchip verstärkt das schwache elektrische Signal der MCU, um den Strom zu erfüllen, der das MOSFET -Rohr antreibt. Die Korrektur- und Spannungsregelung bestehen aus einer H-Brücken-Schaltung, die aus zwei vier P-Typen besteht, um zwei gebürstete Gleichstrommotoren für die Verlagerung des Zahnrads zu fahren. Der aktuelle Erkennungsmodus wird verwendet, um die Größe des Schaltmotorstroms zu feedback, und das Rückkopplungssignal wird für den Schutz des Hardware zum Treiberchip und die andere zur MCU zum Softwareschutz geliefert, um die statischen und dynamischen Anforderungen der Ganzes System gleichzeitig.

Ausgehend von den funktionalen Anforderungen des AMT -Controllers ist die in diesem Artikel entworfene Controller -Hardwarearchitektur in Abbildung 2 dargestellt.

2.3 AMT -Hardware -Modul Design
Zu den AMT -Controllern gehören hauptsächlich das Netzteilmodul, das Hauptcontrollermodul, das Antriebsschaltungsmodul, das CAN -Kommunikationsmodul, das SCI -Kommunikationsmodul, das aktuelle Abtastmodul, das JTAC -Debug -Modul und das Überstromschutzmodul. 2.3.1 Can Communication Circuit
Der MPC5634-Mikrocontroller verfügt über ein integriertes MSCAN-Modul und unterstützt das CAN20A/B-Protokoll. Der Schema des Dose -Kommunikationskreises des AMT -Controllers ist in Abbildung 3 dargestellt.

2.3.2 Konstruktion des Motorantriebsschaltungskreislaufs
Das elektronisch gesteuerte elektrische AMT -System verwendet den DC -Bürstenmotor als Stromquelle des Schaltantriebs, und das MOSFET wird als elektronischer Schalter verwendet. Hier wählt der Autor die AUIRFS8403 -MOSFET des internationalen Gleichrichter -IR -Unternehmens als elektronischen Schalter, der kann, das kann können Erfüllen Sie die Antriebsanforderungen des elektronisch gesteuerten AMT -optionalen Säulenmotors vollständig. In Anbetracht der Tatsache, dass der elektrische Signalausgang am Pin-Ende des Single-Chip-Mikrocomputers den Chip nicht direkt zum Arbeiten fahren kann, schlägt der Autor vor, den Spezialfahrer von IRs AWIRS2004S DC Motor H-Bridge zu verwenden, um den Antriebsstrom zu verstärken und dann den Fahren zu fahren und dann den Fahren zu fahren. Einschalten des elektronischen Schalters. Hier werden zwei AUIRS2004S-Treiberchips verwendet, um die Antriebsschaltung zu lagern, zwei PWM-Wellen durch den Hauptsteuerchip zu senden und das Schalten von vier MOSFETs des H-Bridge-Antriebskreislaufs des DC-Motors zu realisieren, die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung und die Rückseite des Bremsens zu realisieren, und die Rückseite des Bremsens realisieren des Motors und auch Überspannungs-, Unterspannungs- und Überstromschutzfunktionen. "Darüber hinaus kann der Hauptsteuerchip die Überwachung des Arbeitszustands des Treiberchips realisieren. Der Schema des Motorantriebsschaltungskreises ist in Abbildung 4 dargestellt.

2.3.3 Strömungsabtastkreislaufdesign
Der Schaltmotor des AMT -Systems hat eine Nennleistung von 60 W, eine Nennspannung von 12 V, einen Probenahmungswiderstand von 0,005 quitte Der maximale Strom wird in den A/D-Umwandlungsbereich des Single-Chip-Mikrocomputers innerhalb von 5 V umgewandelt. LM358 wird als operativer Verstärker ausgewählt, das Spannungssignal wird amplifiziert und in den AN16-Anschluss und den An-17 mit einem 0ω -Widerstand zur Verbesserung der Stichprobengenauigkeit und zur Vermeidung von Phasenstörungen. Das schematische Diagramm des Stromabtastkreises ist in Abbildung 5 zu sehen, die Spannungsverstärkung hängt vom Verhältnis der Widerstände R51 und R50 ab, und Kondensatoren C48 ~ C50 werden verwendet, um Hochfrequenzrauschsignale zu filtern und die Genauigkeit der Stichproben zu verbessern.

2.3.4 Kernscheideschaltung der Kernsysteme
Die Kernsystemplatine ist eine relativ unabhängige PCB -Karte, die hauptsächlich aus Netzteil, Kristalloszillatorkreis, Reset -Schaltkreis, JTAG -Schaltkreis und anderen Teilen besteht. Die Kernsystemplatinenschaltung ist in Abbildung 6 dargestellt.

AMT Controller -Software -Implementierung
In Kombination mit den Kontrollzielen des AMT -Controllers bestimmen Sie den Steuermodus des AMT -Controllers.
3.1 Gesamtdesign des AMT -Software -Teils
Der Software -Teil des elektronisch gesteuerten elektrischen AMT -Steuerungssystems verwendet modulare Programmierung, und das Hauptprogramm des elektronisch gesteuerten AMT -Steuerungssystems ist in Abbildung 7 dargestellt.

Der EV -Schlüssel wird eingefügt, der Einschalter eingeschaltet und das Steuerungssystem aktiviert. Zunächst ist der Interrupt geschlossen und das Hauptsteuerungs -Chip -I/0 -Port, das A/D -Modul, das CAN -Busmodul, das PWM -Modul, das Taktmodul EEPROM und das serielle Kommunikationsmodul initialisiert, und der Interrupt wird nach Abschluss eingeschaltet. Die Automatikübertragungssteuereinheit führt zur Erkennung, ob sich das Subsystem jedes Moduls in der normalen Flag -Position befindet, eine Fehlermeldung melden, wenn das System abnormal ist, und warten Sie auf das Startsignal des Zündschalters, wenn es normal ist.
Nachdem der Fahrer den Zündschalter eingeschaltet hat, liest die TCU das Schalthebel -Positionssignal zuerst, nach dem die Absicht des Fahrers beurteilt wird, und erhält dann die Geschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Drosselklappenöffnungssignal usw. des Leistungsmotors durch die Can Bus und führt die Schaltregelung nach dem vorformulierten Verschiebungsgesetz durch. Nach Abschluss des Zahnradwechsels und der Erfüllung der Bedingungen für das Senden von Can -Nachrichten wird das aktuelle Zahnradsignal durch Kommunikation an den Fahrzeugsteuerungsschaber gesendet.
3.2 Kontrollalgorithmus -Design
Das System nimmt einen elektronisch gesteuerten elektrischen Schaltantrieb als Schaltantriebsmodus an, sodass die Positionierungsgenauigkeit niedrig ist. Um die genaue Realisierung von Getriebeverschiebung und Auswahlaktionen für Zahnrad zu gewährleisten, wird der klassische Proportional-Differential-Steueralgorithmus (PD) für den Schaltmotor eingerichtet und den Positionssensor -Rückkopplungssignalstrom
Die Kontrolle des AMT -Aktuators basierend auf dem PD -Algorithmus ist in Abbildung 8 dargestellt.

4. Analyse der experimentellen Ergebnisse
In diesem Artikel wird der selbstgesteuerte AMT-Controller auf einer Bank getestet, und der Betrieb des Schaltmotors unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen ist in Abbildung (9 ~ 11) dargestellt.

Wenn der PWM -Arbeitszyklus zu 90%beträgt, ist der Betriebszustand des ausgewählten Schaltmotors am idealsten und die Stromgeschwindigkeit wird vom Motordrehzahltester mit 22rad/min gemessen. Aus der motorstromcharakteristischen Kurve in der Abbildung kann festgestellt werden, dass ein leichtes Störungsphänomen auf der Rückenlehne an der Oberseite der Antriebssignalwellenform vorliegt.
Nach dem oben genannten Banktest führte der Autor als nächstes einen Fahrzeugstraßentest durch. Aufgrund der Einschränkungen der Testbedingungen wird hier subjektives Urteilsvermögen verwendet, um die Glätte und den Komfort des Verschiebungsprozesses zu bestätigen.

Durch den Fahrzeugstraßentest werden die Testergebnisse des AMT -Steuerungssystems erhalten, wie in Tabelle 1 gezeigt.

Bei keiner Belastung überprüft diese Studie, dass das AMT -Steuerungssystem den Schaltantrieb zur Durchführung des Schichtbetriebs gemäß den ausgestellten Anweisungen vorantreiben kann. Die Verschiebung der Glätte ist besser und der Verschiebungsaufprall ist relativ gering.

5. Schlussfolgerung

In dieser Studie wurde ein mechanischer Automatik-Getriebe für zwei Geschwindigkeiten für Elektrofahrzeuge auf der Grundlage des MPC5634-Hauptsteuerchips von Freescale entwickelt, und die Kommunikationsfunktion wurde hinzugefügt. Nachdem der Banktest überprüft wird, zeigen die Ergebnisse, dass die Controller -Software und die Hardware normal funktionieren, der Shift -Motor nach vorne und umgekehrt ist und den Schaltvorgang für das Eingangssignal in Echtzeit durchführen kann. Im Fahrzeugtest kann das Elektrofahrzeug die Verlagerungswirkung während des Fahrens schnell und genau erkennen, wodurch die Verschiebung des AMT -Getriebes effektiv reduziert und den Fahrkomfort des Elektrofahrzeugs verbessert wird. Die Ergebnisse dieser Forschung können den effizienteren Betrieb des Antriebssystems für Elektrofahrzeuge realisieren, der einen gewissen technischen praktischen Wert hat.