双离合自动变速器电控系统硬件设计

摘要

双离合器自动变速器(DCT)自问世以来一直备受关注,凭借其在换挡平顺性和动力性的出色表现获得广泛好评。DCT也被认为将成为汽车变速器的主流。然而目前来看,除了大众车系以外,大多数自动变速汽车装配的仍然是基于液力变矩器的自动变速器, DCT并未在所有车型中得到广泛应用,这种现象主要由两个原因所导致:　　第一,技术封锁。双离合器自动变速器在控制两个离合器分离和结合时对其控制策略及控制系统硬件要求极高。DCT不仅可以将整个换挡过程的时间控制在0.8秒以内,还能在换挡过程中保持动力不中断,尤其是当两个离合器都处于滑磨状态时(持续时间大约在0.1~0.3s),控制不当则会出现换挡冲击和动力中断。目前DCT的控制技术仅掌握在美国博格华纳(Borgwarner)和德国卢克(LUK)公司手中,这对DCT的广泛应用带来了极大的局限性。　　第二,技术不成熟,自DCT车型投入市场以来便问题不断。从2007年大众的DSG问世到2009年大众因温度问题大规模召回装配DSG的汽车,变速器高温这一问题一直未能得到很好的解决。因此,大众也在迈腾的说明书注明当汽车由长期低速或怠速行驶导致变速器温度升高时,需停车待其冷却后才能继续行驶,否则变速箱将拒绝传输动力。此外,装配DCT的汽车普遍还有低速换挡动力滞后,顿挫感明显,使用一两年后换挡抖动等问题。　　对双离合自动变速器的研究对该技术的逐步完善有着重要的工程意义。目前,国内的汽车仍以小排量轿车(排量1.6L以下)为主,在这一前提下,本文以可应用于小排量汽车的干式双离合器自动变速器为对象,研究并完成其电控单元的硬件设计。　　论文以双离合器自动变速器的机械结构和工作原理为基础,明确了控制相关的输入、输出信号及控制流程图,确定了控制方式、特点和步骤;设计了单片机资源分配表,控制系统的电路原理图,包括最小系统电路(晶振回路、复位电路和电源电路等),输入信号(温度、电流、电压、数字信号和开关信号等)处理电路,输出信号(电机驱动和电磁阀驱动信号等)驱动电路,CAN驱动等电路,并逐一检测了相关电路的正确性,以Protel99SE为软件平台绘制了PCB图,最后将其实物化。本系统特点在于,与产品化的干式或湿式DCT不同,在离合器驱动环节采用了直流电机驱动而非传统的液压驱动,不仅能节省成本,还能简化DCT设计。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 电子技术在汽车的应用和发展

1.2 汽车变速器及其电子控制系统

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容及意义

2 双离合自动变速器控制结构及工作原理

2.1双离合自动变速器的分类

2.2 双离合自动变速器的结构及工作原理

2.3 双离合自动变速器控制策略

2.4 电机控制离合器

3 双离合自动变速器控制系统设计

3.1双离合自动变速器控制系统整体设计

3.2电路原理图

3.3 本章总结

4 PCB设计及电磁干扰(EMC)处理

4.1电磁兼容性优化设计

4.2 PCB设计

4.3本章总结

5 电路检测结果

5.1 面包板及其使用

5.2 电路检测波形图

5.3 本章总结

6 总结与展望

致谢

参考文献