微車自動(dòng)離合器電子控制單元研究及其應(yīng)用.pdf

1、本文在微車傳統(tǒng)干式摩擦離合器的基礎(chǔ)上，取消離合器踏板，實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)了電控自動(dòng)離合器(Automatic Clutch System，ACS)。它既保留了原手動(dòng)檔車成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，又具有全自動(dòng)檔車操縱簡(jiǎn)易的長(zhǎng)處，是一項(xiàng)非常適合于低成本的微車的產(chǎn)品，適合于我國(guó)消費(fèi)者對(duì)汽車的需求。
　　 本文主要論述了以下內(nèi)容：自動(dòng)離合器控制系統(tǒng)構(gòu)架及原理；電控單元硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與調(diào)試；電控單元軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；起步控

2、制分析。
　　 本控制系統(tǒng)采用永磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)方式將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)分離與接合。以AVR單片機(jī)為微處理器，充分利用該單片機(jī)豐富的IO口功能，完成了電控單元的設(shè)計(jì)。利用K線通信及傳感器完成信號(hào)的傳遞，以ZLG7290芯片來顯示控制單元中的各種數(shù)據(jù)，通過PWM信號(hào)來控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。PWM信號(hào)由大功率智能驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960提供，兩片BTS7960構(gòu)成一個(gè)H橋，因而可以

3、控制電機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、加減速。對(duì)電機(jī)的控制，直接反映了執(zhí)行機(jī)構(gòu)拉索的動(dòng)作，故而控制了離合器的動(dòng)作。
　　 為了便于編寫與調(diào)試，電控單元的整個(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了硬件平臺(tái)所需的各種功能。軟件模塊主要包括按鍵模塊、調(diào)速模塊、顯示模塊及信號(hào)采集模塊。信號(hào)采集又主要分為兩大類：一類為傳感器模擬信號(hào)數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換接口輸入，通過程序?qū)Σ蓸咏Y(jié)果進(jìn)行濾波處理：另一類是可以直接從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU讀取的數(shù)字信號(hào)，它們主要通過K

4、線通訊來傳遞。本文深入研究了KWP2000協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，解決在實(shí)現(xiàn)過程中的時(shí)序處理、仲裁處理等關(guān)鍵問題，完成了發(fā)動(dòng)機(jī)ECU與ACS電控單元的通訊。
　　 最后，以起步控制為例，提出了起步控制策略。由于離合器--發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)電控系統(tǒng)的控制策略提出了較高的要求。本文首先分析了離合器接合過程，提出了“快-慢-快”的接合規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，采用以節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為主要參數(shù)，提出發(fā)動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制策略。通過對(duì)模糊控制方法的研