气动机械式变速器自动离合系统开发

摘要

城市公交车通常装备手动变速器，而其运行路况复杂，换档频繁，司机劳动强度高。为减轻司机的劳动强度，使其有更多时间注意到道路工况和车况，提高行驶安全性，同时又能保留手动变速器传动效率高、成本低、维护容易等优点，本文对现有的公交车手动变速系统进行半自动化(SAMT)改造，使其具有如下功能： 1．系统具有自动离合功能，离合器由ECU自动控制，司机无需踩离合器踏板，可以集中精力注意路况； 2．系统对档位切换机构进行改造，使其由机械刚性连接变为电控柔性连接。由ECU控制相应的选换档电磁阀，再由电磁阀控制选换档气缸，气缸操控变速器的档位切换，减轻司机的劳动强度。 本文进行了如下工作： 1．对气动AMT系统进行了深入的分析探讨，设计气动选换档及离合器控制系统； 2．对档位切换等过程控制规律进行了理论分析，并进行了SAMT系统控制单元ECU软硬件设计。 城市公交车往往自带气源，对其略加改造，作为选换档和离合器动作的动力来源，既降低成本又易于控制，还有利环保。 控制单元ECU基于PHILIPS公司的P89C51RD2单片机，实现对选换档过程中档位切换、离合器接合、节气门等的自动控制。 本课题电控机械式自动变速器(AMT)控制原理为，应用电子技术、驾驶和控制理论，以电子控制单元(ECU)为核心，根据驾驶员的操纵(油门踏板、制动踏板、选换档杆的操纵等)和车辆的运行状态(档位状态、车速、发动机转速、变速器输入轴转速等)综合判断，确定驾驶员的意图以及路面情况，采用相应的控制规律，发出控制指令，借助于电磁阀等相应的执行机构，对车辆的动力传动系统进行联合控制，实现车辆的起步和换档自动操作。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1汽车变速器的现状和发展方向

1.2汽车变速器的分类

1.2.1手动变速器(Manual Transmission 简称MT)

1.2.2液力传动自动变速器(Auto Transmission 简称AT)

1.2.3电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission 简称AMT)

1.2.4双离合器式变速器和混和动力汽车

1.2.5电力传动

1.2.6摩擦传动的无级变速器(Continuously Variable Transmission 简称CVT)

1.3 AMT的发展历程

1.4本文研究内容及课题意义

第二章气动AMT执行机构设计

2.1气动AMT的系统组成

2.1.1系统能源

2.1.2司机意图输入装置

2.1.3参数信号发生器

2.1.4执行机构

2.1.5电子控制单元及线束

2.2离合器和选换档执行机构

2.2.1离合器操纵机构

2.2.2选换档操纵机构

2.2.3离合器及选换档执行机构工作原理

2.3发动机节气门执行机构

2.4本章小结

第三章离合器接合规律分析

3.1 AMT的离合器自动控制系统机构分析

3.2离合器控制原理

3.3 AMT离合器起步和换档过程的接合规律分析

3.3.1汽车起步过程离合器的控制

3.3.2 AMT换档过程离合器接合规律的分析

3.4离合器控制方法

3.5本章小结

第四章变速系统信号输入输出设计

4.1输入部分

4.1.1脉冲数字量信号

4.1.2开关量信号

4.2输出部分

4.2.1电磁阀驱动电路

4.2.2步进电机驱动电路

4.2.3其他基本电路

4.3微处理器的选择

4.4本章小结

第五章控制单元ECU的软硬件设计

5.1程序开发软硬件环境

5.1.1硬件环境

5.1.2软件环境

5.2处理器硬件资源的安排

5.3主程序设计

5.4档位切换程序

5.5离合器控制程序

5.6其它子程序

5.6.1档位信号读取程序

5.6.2转速读取程序

5.6.2步进电机控制程序

5.6.3刹车处理子程序

5.6.4高速开关电磁阀控制程序

5.6.5看门狗程序设计

5.6.6延时子程序

5.7本章小结

第六章电控系统可靠性设计

6.1硬件可靠性技术

6.1.1接地技术

6.1.2电源和线束

6.1.3屏蔽技术

6.1.4隔离技术

6.1.5滤波技术

6.1.6反电势干扰抑制技术

6.1.7温度、湿度及腐蚀性介质对可靠性的影响

6.2软件可靠性技术

6.3本章小结

总结及展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见