大功率AT变速器控制系统及其故障检测功能的研究

摘要

AT变速器是汽车自动变速器中应用最广泛的一种,又称液力自动变速器,它通过液力变矩器和行星齿轮箱的不同组合来实现不同的转动比。课题所研究大功率AT变速器由于其传动功率大、换挡平稳的特点,在各种军用车辆、工程机械上均得到广泛的应用。
　　变速器控制模块TCM(Transmission Control Module)是整个AT变速器的核心部件,也是其关键技术难点之一。变速器控制器通过采集变速器各个转动轴的转速和节气门开度来确定当前车况的最佳档位,并通过驱动电液比例阀来改变行星齿轮的结合方式从而得到合适的转动比。
　　课题以贵州凯星公司研制的MA5711型AT变速器为研究对象,在由哈尔滨工业大学研制的第一代控制器的基础之上展开新一代控制系统设计工作。新的控制器采用了全新的软硬件设计,并针对上一代变速器在实际运行中出现的问题加入了在线故障检测功能。本课题关于大功率AT变速器控制系统的研究工作主要分为如下几个部分:
　　(1)首先对MA5711型号自动变速器的结构和换挡原理进行了详细的剖析,介绍了其系统组成、各部分工作原理,并提出了基于模糊算法的换挡控制规律,细化了换挡过程的控制,以期提高变速器换挡品质。
　　(2)结合AT变速器自身结构特点,展开了MA5711液力变速器新一代控制系统的设计工作。主处理器XC2785通过检测车身各项参数来对当前最佳档位进行判断,并通过SPI总线控制阀驱动芯片TLE7242G。其中硬件电路部分主要包括对上层功率驱动板和下层信号处理板的设计,具体工作包括系统电源、转速测量、模拟量采集、SPI通讯、CAN通讯模等模块的设计工作。软件部分以XC2785为平台,进行了系统初始化、档位判断、换挡过程控制等模块程序的编写,成功实现了变速器各项功能,并提高了系统可靠性与换挡品质。
　　(3)在所设计的控制器平台上加入了在线故障检测功能,进一步提高了控制器的安全可靠性。文中详细介绍了汽车在线故障诊断的原理,之后针对MA5711液力变速器设计了完善的故障检测功能,并提出了与之对应的故障处理措施。经过试验表明,故障检测系统能准确检测变速器故障,提升了控制系统的稳定性。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究价值

1.2 课题相关技术领域的发展状况

1.3 本课题主要研究内容

第2章变速器系统组成及换档策略分析

2.1 液力变速器系统组成

2.2液力自动变速器的机械结构分析

2.3液力自动变速器液压控制系统

2.3 液力自动变速器的换挡策略

2.4 基于模糊推理的换挡控制策略

2.5 换挡过程控制策略

2.6本章小结

第3章变速器控制系统硬件构架

3.1变速器控制单元

3.2功率驱动板

3.3 信号处理板

3.4 CAN通讯模块

3.6本章小结

第4章变速器控制系统软件设计

4.1 变速器控制器软件总体方案

4.2 主函数

4.3数据采集模块

4.4档位决策模块

4.5通讯模块

4.6变速器台架试验

4.5本章小结

第5章变速器故障检测功能的研究

5.1引言

5.2变速器故障分类及故障诊断原理

5.3 故障检测模块的设计

5.4 故障信息的在线处理

5.5 TCM的安全功能及辅助功能

5.6 本章小结

结论与展望

参考文献

声明

致谢