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毕业设计指导教师评分表学生姓名院系专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力；综合运用知识能力154研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力255文题相符程度；写作水平156写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性157科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度： 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好 较好 一般 较差 很差其他： 指导教师签字： 年 月 日毕业设计指导教师评分表学生姓名院系专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称液压操纵式离合器电子线控系统设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度： 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计评阅人评分表学生姓名专业班级指导教师姓名职称题目评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度152题目工作量；选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力；综合运用知识能力204研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力255文题相符程度；写作水平156写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性15得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好 较好 一般 较差 很差其他： 评阅人或预答辩组长签字： 年 月 日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业设计评阅人评分表学生姓名专业班级指导教师姓名职称题目液压操纵式离合器电子线控系统设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 评阅人或预答辩组长签字： 年 月 日毕业设计答辩评分表学生姓名专业班级指导教师职 称题目答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、理论意义或价值102研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力203论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性154毕业论文答辩准备情况55毕业论文自述情况206毕业论文答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好 较好 一般 较差 很差其他： 答辩组长签字： 年 月 日毕业设计答辩评分表学生姓名专业班级指导教师职 称题目液压操纵式离合器电子线控系统设计答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 答辩组长签字： 年 月 日毕业设计成绩评定表学生姓名性别院系专业班级设计题目液压操纵式离合器电子线控系统设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名职称指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 院系公章： 年 月 日注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计推荐表题 目液压操纵式离合器电子线控系统设计类别学生姓名院（系）、专业、班级指导教师职 称副教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 院、系公章： 年 月 日备 注： SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称副教授从事专业是否外聘否题目名称液压操纵式离合器电子线控系统设计一、设计（论文）目的、意义随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。目前包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾驶提供了良好的平台。汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种，轿车多用液压操纵式，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，缺点：漏油；需要维护。特点：摩擦阻力小、重量轻、布置方便、不受车身变形影响。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高，通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。本设计针对液压操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）基本参数参考骐达轿车动力系统驱动型式：发动机前横置前轮驱动总质量：1.5t驱动桥满载：0.8T;最大爬坡：30% 设计液压控制离合器设计的主要内容：（1）研究汽车离合器的组成、结构与设计；（2）分析离合器接合过程；（3）分析计算离合器的操纵力变化规律建立离合器的力学模型；（4）选择驱动装置，设计传动机构，设计布置形式。（5）设计控制系统。技术要求（研究方法）：（1）响应速度优于0.2秒；（2）动作无冲；（3）结构尺寸小，便于安装；三、设计（论文）完成后应提交的成果设计图纸（合0号图纸1张布置图及传动机构）；设计说明书（2万字左右）；相关外文翻译（1篇2千字左右）；控制系统硬件软件四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告 第2周（2）整体方案设计，完成系统示意图（手绘）第3周（3）传动机构设计计算，系统布置，4-5周（4）控制系统设计6-12周（5）编写设计说明书13周（6）毕业设计（论文）审核、修改 第14、15周（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第16周五、主要参考资料六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日本科学生毕业设计液压操纵式离合器电子线控系统设计系部名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职 称： The Graduation Thesis for Bachelors DegreeDesign of Hydraulic Clutch Control By-wire SystemCandidate：Specialty：Class：Supervisor： 目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1选题的目的意义11.2线控技术的国内外发展现状11.3 离合器控制技术发展3第2章 液压操纵式离合器线控系统总体设计52.1离合器特性分析52.1.1膜片弹簧离合器结构与工作原理52.1.2膜片弹簧非线性特性72.2 离合器液压操纵机构82.2.1离合器主缸92.2.2离合器工作缸102.2.3离合器液压式操纵机构的计算112.3离合器操纵机构线控系统设计132.3.1离合器线控系统工作过程132.3.2离合器线控系统工作原理142.4 本章小结15第3章 液压操纵式离合器线控系统的硬件设计163.1控制器的设计163.2传感器的选择203.3 执行器的选择213.3.1液压泵和电动机总成213.3.2开关阀233.3.3进油阀和回油阀233.4执行器测试253.5驱动电路253.6本章小结27第4章 液压操纵式离合器线控系统的软件设计294.1主程序流程294.2初始化流程304.3控制算法304.4本章小结31结论32参考文献33致谢35附录A外文文献36附录B外文文献翻译38附录C程序40 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 液压操纵式离合器 电子线控系统设计 院 系 名 称: 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称液压操纵式离合器电子线控系统设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状线控技术（X-by-Wire）源于飞机控制系统，飞机的新型飞行控制系统是一种线控系统（Fly-by-Wire），它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用计算机控制飞机飞行。随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。下图是线控过程。目前包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾驶提供了良好的平台。（1）线控技术的优点 a.省力，人们可以不用直接操作机械力。 b.由于操纵控制通过驾驶员的手完成，不需要转向盘、转向柱和脚踏板，这样就减少了正面碰撞时的潜在危险性，改善了汽车的安全性和舒适性，并为汽车设计提供了更大的设计空间。 c.便于实现个性化设计，由于驾驶特性如制动、转向、加速等过程都是程序设定的，设计师可设计不同的程序供用户选择。 d.比质量轻，性能高（响应快）。线控系统取消了许多机械连接装置、液压装置和气压装置，简化了结构和生产工艺，便于实现汽车轻量化。 e.维护用品可大大减小，减少维护费用。取消机械和液压连接可减少车身质量并简化维护工作，可能磨损的部件更少了，如使用线控制动无需制动液，使汽车更为环保，减少维护。 f.可以将汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中，使得汽车导航和自动驾驶成为可能，整个汽车就是一个完整的电路整体。 g.安装测试简单快捷，更稳固的电子接口（模块结构），隔板间无机械连接，简单布置就能增加电子控制功能。（2）线控技术的缺点电子设备还相当的不可靠电磁干扰、器件失效、软件程序的设计、网络攻击等等。一旦电路失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果转向失灵、油门难以控制和不能制动。所以线控技术研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。目前所有大型汽车制造商都在开发线控系统雏形及其产品。美国TRW公司开发的线控驾驶系统使得燃油经济性上升5；DELPHI汽车在电子转向系统中也作了类似改进；BOSCH、VALEO公司和其他一些设备制造商已开发或正在开发线控技术和产品；HONDA在新一代雅阁V6轿车上采用线控油门技术。德国大众也有线控的概念车。美国通用公司在2003年研制的HY-WIRE概念车和2005年研制的Sequel概念车上都采用了线控转向和线控制动技术。线控技术得以逐渐在汽车上普遍应用的技术背景是：微电子器件的成本降低、可靠性提高，如单片机，DSP等；电力电子装置的功能增强、成本降低，可靠性提高，如执行步进电机，伺服电机，传感器等等。随着汽车电子化的不断深入，线控技术将在汽车上得到普遍应用，笨重、精确度低的机械系统将被精确、敏感的电子传感器和执行元件所代替，汽车传统的操纵机构、操纵方式、执行机构也将会发生根本性的变革。当线控这一目标实现时，汽车将是一种完全的高新技术产品，发动机、变速器、传动轴、驱动桥、转向机全都不见了，汽车可以说是一台装在轮子上的计算机。2、目的、依据和意义汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种，轿车多用液压操纵式，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，缺点：漏油；需要维护。特点：摩擦阻力小、重量轻、布置方便、不受车身变形影响。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高，通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。自动离合器系统具有模拟经验丰富驾驶员的功能。以平滑、敏感、自动的方式控制汽车离合器工作，即通过操纵加速踏板、移动变速杆来控制汽车离合器，驾驶员只需挂挡后踏下加速踏板，汽车便可实现快速起步、平稳起步；行车中，移动变速杆，离合器会自动断开与结合，实现换挡；在停车时，离合器会自动地在最恰当的时候断开。该系统有信号输入部件、执行部件和自动离合器控制器ACM构成。信号输入部件包括离合器位置传感器、变速杆传感器、档位传感器、车速传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、压力开关、车门开关、制动开关等，传感器信号和开关信号输入到ACM。执行部件有液压泵电动机继电器、气动继电器、电磁阀、报警蜂鸣器等，ACM执行部件工作，实现离合器的精确控制。液压式自动离合器则是由ECU发送信号驱动电动液压系统，通过液压操纵离合器动作。 液压式自动离合器在目前通用的膜片离合器的基础上增加了电子控制单元（ECU）和液压执行系统，将踏板操纵离合器油缸活塞改为由开关装置控制电动油泵去操纵离合器油缸活塞。ECU根据油门踏板、变速器档位、变速器输入/输出轴转速、发动机转速、节气门开度等传感器反馈信息，计算出离合器最佳的接合时间与速度。 自动离合器的执行机构由电动油泵、电磁阀和离合器油缸组成，当ECU发出指令驱动电动油泵，电动油泵产生的高压油液通过电磁阀输送到离合器油缸。通过ECU控制电磁阀的电流量来控制油液流量和油液的通道变换，实现离合器油缸活塞的移动，从而完成汽车起动、换档时的离合器动作。本设计针对液压操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本参数参考骐达轿车动力系统驱动型式：发动机前横置前轮驱动总质量：1.5t驱动桥满载：0.8T;最大爬坡：30% 设计液压控制离合器1、研究的基本内容（1）研究汽车离合器的组成、结构与设计；（2）分析离合器接合过程；（3）分析计算离合器的操纵力变化规律建立离合器的力学模型；（4）选择驱动装置，设计传动机构，设计布置形式。（5）设计控制系统。2、拟解决的主要问题（1）响应速度优于0.2秒；（2）动作无冲；（3）结构尺寸小，便于安装；三、技术路线（研究方法）收集液压操纵式离合器、自动离合器、STC单片机、 线控系统执行器等相关资料分析离合器特性和液压操纵机构工作原理计算传动机构数据，对线控系统进行设计选择传感器和执行器对执行器进行合理布置选择合适的控制算法编制控制程序针对离合器进行控制整理文档，形成说明书四、进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告 第2周（2）整体方案设计，完成系统示意图（手绘）第3周（3）传动机构设计计算，系统布置，4-5周（4）控制系统设计6-12周（5）编写设计说明书13周（6）毕业设计（论文）审核、修改 第14、15周（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第16周五、参考文献1 谢先平,王旭东,余腾伟等. 自动离合器精确位置跟踪控制与起步控制研究 J. 中国公路学报, 2008, 21 (4) _5 . 2 赵永胜,任卫群,张云清等. 汽车AMT自动离合器的局部线性化模糊滑模控制 J. 农业机械学报, 2007, 38 (1) _5 . 3 何忠波,席军强,陈慧岩等. 电机驱动式自动离合器起步控制试验研究 J. 农业机械学报, 2003, 34 (6) _5 . 4 陈俐,张建武,习纲等. 自动离合器的自适应最优控制 J. 上海交通大学学报, 2000, 34 (10) _5 . 5 赵永胜,刘志峰,杨文通等. 汽车自动离合器的动态滑模控制 J. 汽车工程, 2009, 31 (6) _4 . 6 许男,崔胜民. 基于模糊技术的自动离合器起步控制研究 J. 机械设计与制造, 2010, (3) _3 . 7 莫易敏,孙欣,汤春球等. 微型汽车自动离合器用直流电机执行系统的设计 J. 机械制造, 2010, 48 (9) . 8 谢先平,王旭东,张训等. 电控自动离合器接合位置精确跟踪控制 J. 电力电子技术, 2008, 42 (10) _3 . 9 米世生. 自动离合器起步接合速度模糊控制研究 J. 机电技术, 2010, 33 (4) _3 . 10 徐旭. 自动离合器执行机构的设计与开发 D. 2006. 11 刘战芳. 自动离合器的发展现状与前景 J. 城市车辆, 2007, (3) _3 . 12 叶明,秦大同,刘振军等. 直流伺服电机驱动的自动离合器控制 J. 机械设计与研究, 2003, 19 (2) _3 . 13 朱帆. 汽车自动离合器控制系统的原理与检修 J. 汽车电器, 2008, (2) _6 . 14 赵和平,刘奋,张建武等. 变结构控制方法在电控离合器中的应用研究 J. 中国机械工程, 2002, 13 (20) _4 . 15 孙承顺. 汽车自动离合器控制系统快速开发研究 D. 2003. 16 张雄华,周雅夫,宋振寰等. 电机驱动式自动离合器控制与试验 J. 天津汽车, 2005, (1) _5 . 17 王佐政. 汽车AMT自动离合器的电机伺服系统开发与实现 D. 2000. 18 暴志平,杨爱萍. 自动离合器技术研究及应用 J. 商用汽车, 2001, (5) _3 .19 Sun Chengshun,Zhang Jianwu. OPTIMAL CONTROL APPLIED IN AUTOMATIC CLUTCH ENGAGEMENTS OF VEHICLES J. 机械工程学报(英文版), 2004, 17 (2) _4 . 20 LIU Hai-ou,CHEN Hui-yan,DING Hua-rong等. Adaptive Clutch Engaging Process Control for Automatic Mechanical Transmission J. 北京理工大学学报（英文版）, 2005, 14 (2) _5 .六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日 摘 要随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种，轿车多用液压操纵式，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。本设计通过研究汽车液压操纵式离合器的组成、结构与设计；分析离合器接合过程和计算离合器的操纵力变化规律建立离合器的力学模型，选择驱动装置，设计传动机构，布置形式和控制系统。本文研究了以单片机为核心的液压操纵式离合器线控系统的开发思路和设计方法。其中选择了线控系统的硬件并设计了线控部分压力控制单元的软件系统。软件核心是单片机，用脉宽调制（PWM）方法控制占空比对高速开关阀进行控制，实现离合器工作缸位置精确控制，软件采用PID控制算法。所设计的液压操纵式离合器线控操纵系统可与原系统的功能进行切换工作。关键词：液压操纵式离合器；线控技术；脉宽调制；高速开关阀；PID算法ABSTRACTAlong with the gradual maturity of automobile electronics and automatic control technicals and the automobile network correspondence technicals extensively applied, automobile control by-wire has also gradually received favor and it will set a trend in research of the automobile in the future.The automobile control by-wire technique is the system that the drivers operate working converted electrical signals by sensors and then directly transmitting the executing mrvhsnidm. The operate form of the automobile cluth contains hydraulic type and mechanicaltype and the passenger cars mostly use the hydraulic operate type .It includes master cylinder,slave cylinder, hose, footpedal etc. This design selects the drive device and designs gear, arrangement and control system through studying the composition of the automobile hydraulic cluth, structure and design; building the model of the cluth by analysing the starting process and calculating variation law of the operate force .This is the core of Microcontrollers hydraulic cluth development train of thought and design method,and the choice of hardware and the design of control by-wire was controller software.The core of the software is Microcontroller which high-speed on-off valves are used and controlled with pulse width modulation (PWM) in this system to control the position of the slave cylinder accurately, and the PID control algorithm designs the control program.It can be switched between the hydraulic cluth control by-wire system and the original system.Key words：Hydraulic Cluth;Control By-wire;PWM; High-speed On-off Valves;PID Control AlgorithmII 第1章 绪 论11 选题的目的、意义随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。目前包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾驶提供了良好的平台。汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种，轿车多用液压操纵式，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，缺点：漏油；需要维护。特点：摩擦阻力小、重量轻、布置方便、不受车身变形影响。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高，通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。本设计针对液压操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。12 线控技术的国内外发展现状 线控技术（X-by-Wire）源于飞机控制系统，飞机的新型飞行控制系统是一种线控系统（Fly-by-Wire），它将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用计算机控制飞机飞行。随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。如图1.1所示。人 机接 口电信号模拟或数字信号有线或无线的信号执行机构传感装置功 能装 置图1.1 线控过程目前包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾驶提供了良好的平台。（1）线控技术的优点a.省力，人们可以不用直接操作机械力。b.由于操纵控制通过驾驶员的手完成，不需要转向盘、转向柱和脚踏板，这样就减少了正面碰撞时的潜在危险性，改善了汽车的安全性和舒适性，并为汽车设计提供了更大的设计空间。c.便于实现个性化设计，由于驾驶特性如制动、转向、加速等过程都是程序设定的，设计师可设计不同的程序供用户选择。d.质量轻，性能高（响应快）。线控系统取消了许多机械连接装置、液压装置和气压装置，简化了结构和生产工艺，便于实现汽车轻量化。e.维护用品可大大减小，减少维护费用。取消机械和液压连接可减少车身质量并简化维护工作，可能磨损的部件更少了，如使用线控制动无需制动液，使汽车更为环保，减少维护。f.可以将汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中，使得汽车导航和自动驾驶成为可能，整个汽车就是一个完整的电路整体。g.安装测试简单快捷，更稳固的电子接口（模块结构），隔板间无机械连接，简单布置就能增加电子控制功能。（2）线控技术的缺点电子设备还相当的不可靠电磁干扰、器件失效、软件程序的设计、网络攻击等等。一旦电路失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果转向失灵、油门难以控制和不能制动。所以线控技术研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。目前所有大型汽车制造商都在开发线控系统雏形及其产品。美国TRW公司开发的线控驾驶系统使得燃油经济性上升5；DELPHI汽车在电子转向系统中也作了类似改进；BOSCH、VALEO公司和其他一些设备制造商已开发或正在开发线控技术和产品；HONDA在新一代雅阁V6轿车上采用线控油门技术。德国大众也有线控的概念车。美国通用公司在2003年研制的HY-WIRE概念车和2005年研制的Sequel概念车上都采用了线控转向和线控制动技术。线控技术得以逐渐在汽车上普遍应用的技术背景是：微电子器件的成本降低、可靠性提高，如单片机，DSP等；电力电子装置的功能增强、成本降低，可靠性提高，如执行步进电机，伺服电机，传感器等等。随着汽车电子化的不断深入，线控技术将在汽车上得到普遍应用，笨重、精确度低的机械系统将被精确、敏感的电子传感器和执行元件所代替，汽车传统的操纵机构、操纵方式、执行机构也将会发生根本性的变革。当线控这一目标实现时，汽车将是一种完全的高新技术产品，发动机、变速器、传动轴、驱动桥、转向机全都不见了，汽车可以说是一台装在轮子上的计算机。13离合器线控技术的发展在采用离合器的传动系统中，早期离合器的结果形式是锥形摩擦离合器。锥形摩擦离合器传递扭矩的能力，比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。但是，其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大，引起变速器换挡困难。而且这种离合器在接合时也不够柔和，容易卡住。此后，在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取代了锥形摩擦离合器。但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住（尤其是在冷天油液变浓时更容易发生），导致分离不彻底，造成换挡困难。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步。但因片数较多，从动部分的转动惯量较大，还是感到换挡不够容易。另外，中间压盘的通风散热不良，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点。而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺。因此，它得到了极为广泛的应用。如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面也相当完善：采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性；离合器中装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，减少了噪音；以及采用了摩擦较小的分离杆机构等。另外，采用了膜片弹簧作为压簧，可同时兼起到分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧和压盘的环行接触，可保证压盘上的压力均匀。由于膜片弹簧本身的特性，当摩擦片磨损时，弹簧的压力几乎没有改变，且可减轻分离离合器时所需要的踏板力。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上多采用多片干式离合器。次外，近年来由于多片湿式离合器在技术上的不段改善，在国外的某些重型牵引汽车和自卸车上又开始采用多片湿式离合器，并有不断增加的倾向。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制制冷的结果，摩擦表面的温度较低（不超过 93）。因此，允许起步时长时间地打滑或用高档起步而不致烧损摩擦片，具有良好的起步能力。据说这种离合器的使用寿命可达干式离合器的五、六倍。为了实现离合器的自动操纵，有自动离合器。采用自动离合器时可以省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵。与其他自动传动系统（如液力传动）相比，它具有结构简单，成本低廉及传动效率高的优点。因此，在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用。但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想，使用性能不尽完善。例如，汽车以高档低速上坡时，离合器往往容易打滑。因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏。这些都需要进一步改善。随着汽车运输的发展，离合器还要在原有的基础上不断改进和提高，以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来汽车的性能在向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载重汽车趋向大型化，国内也有类似的情况。此外，对离合器的使用要求也越来越高。所以，增加离合器的传扭能力，提高其使用寿命，简化操作，已经成为目前离合器的发展趋势。第2章 液压操纵式离合器线控系统总体设计21 离合器特性分析211 膜片弹簧离合器结构与工作原理离合器是汽车传动系中的一个重要组成部件。它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构，其基本功用有三：动力传递、动力切断以及过载保护。目前中小型车辆上应用的离合器均为单片干式膜片离合器，它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点。其结构示意图如图2.1所示，其中膜片弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的带有锥度的弹簧，由碟簧部分和分离指部分组成，其工作情况分为三种状态：自由状态、接合状态和分离状态，分别如图2.2所示。图2.1 膜片弹簧离合器结构示意图1)自由状态：当离合器盖总成尚未与发动机飞轮装合以前，膜片弹簧近似处于自由状态，不承载，无变形。2)接合状态：当离合器盖总成与飞轮装合时，离合器盖通过后支承环对膜片弹簧中部施加压紧力F，则膜片弹簧大端与压盘接触处作用着支承反力F，此时膜片弹簧被压紧到趋近于压平状态的预加压缩状态，从而将从动盘摩擦片压紧在飞轮与压盘之间，离合器处于接合位置。此时只有碟簧部分受载，分离指部分不受载。3)分离状态：作用于膜片弹簧小端加载半径r处的分离力F使膜片弹簧以中部支承环为支点，继续受到压缩。此时大端压紧力F逐渐减少直到消失，膜片弹簧呈反锥形的翻转状态。此时只有分离指部分受载，碟簧部分不受载。图2.2 离合器工作状态离合器接合过程中通过摩擦力矩实现动力传递，装有多级减振的离合器传动系统模型如图2.3所示。图2.3 多级减震离合器简化模型其动力学方程为： （2-1）式中：T：离合器传递的摩擦扭矩(Nm)T：离合器减振器传递扭矩(Nm)T：作用在离合器上的阻力矩(Nm)T：发动机输出扭矩(Nm)：发动机转速(rad/s)：离合器从动片角速度(rad/s)：变速箱输入轴角速度(rad/s)J： 发动机曲轴飞轮及离合器主动片的等效转动惯量(kg/m)J： 离合器从动片等效转动惯量(kg/m)J： 减振器、变速箱、差动器、轮胎、整车在变速箱输入轴轴的等效转动惯量(kg/m)发动机扭矩是周期变化的，这就使得传动系产生扭矩振动。为了改善膜片弹簧离合器的扭矩减振特性，在离合器从动片与其输出轴之间有一组弹簧，构成了扭转减振器，该减振器在结构上保证离合器具有一定的减振性能。减振器扭矩传递公式为 =C+Kdt (2-2)其中：K为减振器刚度，C为减振器阻尼，为离合器从动片与输出轴转速差。离合器实际传递扭矩T由以下的公式计算 (2-3)式中Z为摩擦副数，一般干式摩擦离合器为Z=2，为接触系数，取为06；q为摩擦副单位面积压力，R、r为摩擦片内外半径，u为摩擦系数，它随离合器主从动部分的转速差而变，其关系式为 u=E+E+E+E (2-4)其中E，E，E，E为常系数。膜片弹簧离合器的q值与膜片弹簧的特性有密切关系，下面讨论膜片弹簧的特性。212膜片弹簧非线性特性1)负荷特性 图2.4是膜片弹簧负荷特性，横坐标是弹簧大端变形X。，纵坐标是负荷F，即。曲线上B点为摩擦片磨损前离合器处于完全接合状态时的工作点，离合器完全分离点为C点。在长时间使用后，摩擦片会发生磨损，离合器完全接合时膜片弹簧的工作点向左移到D点，离合器完全分离点左移缸到E点，整个膜片弹簧工作范围将发生变化。当磨损量增大时工作点移动到A点，膜片弹簧将失效。图2.4 膜片弹簧负荷特性2)静压特性 是指离合器主从动片间的静态压力与分离叉行程之间的关系，它可用下式表示： (2-5)式中：为多项式函数，为膜片弹簧工作位置压紧力。 3)扭矩传递特性 是指离合器传递的扭矩与分离叉行程之间的关系，有： =2u (2-6)式中：u摩擦面的摩擦系数，摩擦片的平均作用半径。将的表达式代入中得到： (2-7)离合器扭矩传递特性如图2.5所示。从图中可以看出，离合器有效作用行程较短，且具有非线性特性。4)离合器磨损后扭矩传递特性 离合器摩擦片磨损后扭矩传递特性会发生改变，摩擦片磨损主要反映在弹簧压缩量的改变，同时膜片弹簧工作位置压紧力也随之改变。离合器磨损后扭矩传递特性如图2.6所示，从图中可以看出：从动片在不同的磨损程度下离合器最大扭矩传递能力不同，离合器分离叉行程不同，离合器开始接合点位置不同。从动片在不同磨损程度下离合器扭矩传递对于开始接合点具有相同规律，这是离合器磨损自适应控制的基础。在使用过程中离合器磨损到一定程度，必须调整离合器分离轴承与分离指间的间隙。图中C-c曲线表示即使离合器踏板完全释放，离合器也不能完全结合。图2.5 离合器扭矩传递特性 图2.6 离合器磨损后扭矩传递特性22 离合器液压操纵机构结构分析液压操纵机构主要由踏板1、主缸2、工作缸7、管路系统和回位弹簧等组成，如图2.7所示。液压操纵机构具有摩擦阻力小、传动效率高、质量小、布置方便、接合柔和、其工作不受车身或车架变形以及发动机振动的影响、便于远距离操纵等优点，因此在各种汽车上的应用日益广泛。图2.7离合器液压式操纵机构工作原理示意图 1踏板 2主缸 3储液室 4分离杠杆 5分离轴承 6分离叉 7工作缸 221离合器主缸 离合器主缸的构造如图2.8所示。图2.8a为北京BJ2023型汽车离合器主缸。主缸体借助补偿孔A、进油孔B与储液室连通。主缸体装有活塞3，活塞中部较细，使活塞右侧的主缸内腔形成环形的油室。活塞两端装有密封圈2与皮碗5.活塞顶有沿圆周分布的6个小孔，活塞复位弹簧6将皮碗、活塞垫片4压向活塞，盖住小孔，形成单向阀，并把活塞推向最右的位置，试验皮碗位于补偿孔A与进油孔B之间，两孔都开放。图2.8 汽车离合器主缸a)北京BJ2023型汽车离合器主缸 b)红旗CA7220型轿车离合器主缸 1推杆 2密封圈 3活塞 4活塞垫片 5皮碗 6活塞复位弹簧 7主缸体 A补偿孔 B进油孔 C出油孔222离合器工作缸离合器工作缸的构造如图2.9所示。工作缸内装有活塞4、皮碗3和活塞限位块2.为防止活塞自工作缸内脱出，在缸体右端有挡环5，缸体左端装有进油管接头9与放气螺钉8.当管路内有空气存在而影响离合器操纵时，可拧出放气螺钉进行放气。图2.9汽车离合器工作缸a)北京BJ2023型汽车离合器工作缸 b)奥迪100型轿车离合器工作缸 1工作缸体 2活塞限位块 3皮碗 4活塞 5挡环 6护罩 7分离叉推杆总成 8放气螺栓 9进油管接头 当踩下离合器踏板时，通过主缸推杆1（图2.8）使主缸活塞3向左移动，活塞复位弹簧6被压缩。当皮碗5将补偿孔A关闭后，管路中油液受压，压力升高。在油压作用下，工作缸活塞（图2.9）右移，并推动分离叉推杆，使分离叉转动，从而带动分离杠杆、分离套筒等使离合器分离。当迅速放松离合器踏板时，活塞复位弹簧6（图2.8）使主缸活塞较快地右移，而由于油液在管路中流动有一定阻力，流动较慢，使活塞左侧形成一定的真空度。在左、右侧压力差的作用下，少量油液经进油孔B推开活塞垫片4和皮碗5形成的单向阀，由皮碗间隙中流到左侧弥补真空。当原来由主缸压到工作缸的油液又重新回到主缸时，由于已有少量的补偿油液经单向阀流入，故总油量过多。这多余的油即从补偿孔A流回储液室。当液压系统中因漏油或因温度变化引起油液的容积变化时，则借助补偿孔A适时地使整个油路中的油量得到适当的增减，以保证正常的油压和液压系统工作的可靠性。223离合器液压式操纵机构的计算 图2.10 离合器操纵机构主要参数计算1.分离轴承行程的计算(1)如图2.10所示，设离合器踏板的行程为，踏板臂长为，连杆臂长为,踏板的自由行程为，主泵的工作缸半径为，活塞的行程为，主缸顶杆与主缸活塞之间的间隙为，于是有 (2-8)(2)设分泵的工作缸半径为，活塞的行程为。在踏板的作用力下，从主缸中压出的油量与达到工作缸的油量相等。在不考虑管路压力损失的情况下，因油的不可压缩性，有 (2-9)(3)设分离叉连接工作缸推杆的连杆长为，与分离轴承接触的连杆长为，杆端的位移量为()，杆端的位移量为，分离轴承的有效行程为E，分离轴承与分离指的间隙为,有 (2-10)在其它构件确定的情况下，通过公式(2-8)-(2-10)式，可以根据离合器踏板的行程算出离合器分离轴承E的行程，有 (2-11)2.离合器踏板自由行程的计算分离轴承与分离指的间隙及主缸顶杆与主缸活塞的间隙决定踏板的自由行程，即当驾驶员踏下踏板使得离合器分离轴承与离合器分离指接触时，踏板的行程就是自由行程，即，其数值可根据(2-8)-(2-10)式算出，有 (2-12)3.计算过程根据原车离合器操纵机构具体数据的计算和分析过程（单位：mm）。离合器踏板杠杆比：=278505.56；分离拨叉杠杆比： =11270.31.59；主缸、工作缸工作面积比：15.87220.6420.59；主缸自由间隙：=1.2；分离轴承与分离指的间隙：=1；踏板行程： =140-150；膜片弹簧分离指设计最大分离行程： =7.5；从动盘飞轮面到分离指距离： =29.51；从动盘飞轮面到花键毂距离：21.50.5；从动盘花键毂与分离指距离：8.51；从而算出分离轴承最大有效行程：(150/5.56-1.2)/1.590.59-1=8.57：(140/5.56-1.2)/1.590.59-1=7.90离合器踏板自由行程：=111220.642/15.872/70.3+1.25.56=21.6623 离合器操纵机构线控系统设计231离合器线控系统工作过程离合器线控系统工作过程如图2.11所示图2.11汽车离合器液压线控操纵系统工作原理示意图1储液室 2踏板 3离合器主缸 4电磁开关阀5进油阀 6液压泵和电动机总成 7油箱 8回油阀 9离合器工作缸 10分离叉 11、12传感器 汽车离合器线控操纵系统在原液压操纵系统的基础上进行了改装，首先在离合器主缸和工作缸之间安装了电磁开关阀4，即一个常开式两位两通电磁阀，相当于开关作用；其次线控部分由油箱7、液压泵和电动机总成6、进油阀5、回油阀8构成，其中进油阀5和回油阀8均为常闭式电磁阀。传感器11和12将位置信号输入给电子控制单元（ECU），ECU通过控制液压泵和电动机总成6、进油阀5、回油阀8以及电磁开关阀4的开启、关闭，实现离合器的结合、分离以及液压、线控系统工作的转换。液压部分工作时，电磁开关阀4断电，保持开启，工作原理与原系统相同。线控部分工作时，电磁开关阀4通电，在弹簧作用下，阀芯关闭；液压泵和电动机通电，此时线控系统对离合器控制过程如下：（1）离合器接合：在离合器的滑磨接合过程中，按一定的开启和关闭时间比例控制进油阀5，将回油阀8断电，就可以控制离合器以期望的速度接合；（2）离合器分离：按一定比例控制回油阀8的开启和关闭时间比例，将进油阀5断电，实现离合器分离；（3）离合器保持接合状态：离合器完全接合后，使5、8两个阀皆断电，则离合器在压紧弹簧的作用下保持接合状态232离合器线控系统工作原理高速开关阀是一种新型的数字式电液转换元件, 具有结构简单、价格低廉、阀口对油污染不敏感等优点。它只有开和关两种极限工作状况, 能将ON/OFF数字信号直接转换成流体脉冲信号, 极易实现计算机控制技术和液压技术的有机结合。鉴于上述优点, 高速开关阀的潜在的工程应用价值已受到人们的普遍关注, 在国外的建筑机械、汽车的自动变速机构中已有成功应用的实例。本设计以PWM 高速开关阀控液压缸位置控制系统为研究对象，高速开关阀采用脉宽调制（PWM）原理来控制其平均流量。所谓脉宽调制就是在一定的脉冲周期内调节开启时间的宽度 与 的比值即占空比的大小来满足控制的要求。图2.12 是占空比曲线示意图, 其中： =+ （213） =/ （214） 通过PWM高速开关阀的平均流量与占空比成比例：=CdAv （215）其中为通过高速开关阀的平均流量,Cd为流量系数,Av为阀口通流面积,为油源压力, 为负载压力,为油的密度。占空比越大, 通过高速开关阀进入油缸的平均流量越大, 油缸的运动速度越快,当液压缸的位置趋近于目标位置时, 占空比变小, 油缸减速, 从而正确地对油缸进行位置控制。 图2.12占空比示意图 图2.13脉宽调制规律液压缸位置系统的控制是通过单片机控制进行的。单片机内装有A/D、D/A 转换器, 系统的指令信号与位移传感器11、12（见图2.11）的反馈信号由A/D0 和A/D1 转换为数字信号, 控制程序由C语言编制而成的。它利用指令信号与反馈信号, 经过运算得到一个控制信号u ,D/A把u转换为模拟信号, 将其进行脉宽调制后传到PWM功率放大器, 来对两个高速开关阀实施控制,PWM功率放大器由两个驱动单元组成，驱动单元D0与阀5相连，驱动单元D1与阀8相连。D0、D1接通，高速开关阀5、8通电状态，反之亦然。所以，当u0时，D0驱动阀5和阀8来控制油缸向右运动；当u0时，D1驱动阀5和阀8，油缸向左运动；当u=0时，油缸运动停止。占空比与控制信号u成比例关系, 如图2.13所示, 如果考虑死区和饱和的影响, 当时, 高速开关阀出现死区, 当时, 高速开关阀出现饱和, 高速开关阀的脉宽调制规律可用下式描述： （216）24 本章小结本章分析了膜片离合器特性，结合离合器液压操纵机构的结构和工作原理，阐述了液压/线控系统原理及工作过程。说明了线控系统工作及液压/线控系统切换的核心是电子控制单元（ECU）。液压/线控系统主要由油箱、液压泵和电动机总成、进油阀、回油阀等组成，系统切换则是在原有液压系统基础上，在离合器主缸和工作缸之间安装一个电磁开关阀。通过将踏板位置信号和分离叉位置信号输入给ECU进行PWM调制，使通过电磁阀流量的随PWM信号占空比的变化而变化，从而控制离合器油缸的进油和回油速度，实现离合器不同速度下的结合和分离，满足汽车在起步过程中的需求，同时也可达到液压和线控系统的切换工作的目的。第3章 液压操纵式离合器线控系统的硬件设计NSRB型角位移变送器传感器线控系统硬件组成ECU执行器单片机STC12C5410AD进油阀回油阀开关阀液压泵图3.1 线控系统的硬件组成结构图3.1 控制器的设计本设计选用的中央控制器是STC12C5410AD单片机，下面对该单片机进行简单的介绍：STC12C5410AD单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，4路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。1. 增强型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统80512. 工作电压：STC12C5410AD 系列工作电压：5.5V-3.5V （5V单片机）STC12LE5410AD 系列工作电压：3.6V-2.2V （3V单片机）3. 工作频率范围：035MHz，相当于普通8051的0420MHz4. 用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/2K/1K字节5. 片上集成512字节RAM6. 通用I/O口（27/23/15个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55mA7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8. 有EEPROM功能9. 看门狗10. 内部集成MAX810专用复位（外部晶体12M以下时，可省外部复位电路）11. 时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器用户在下载用户数据时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟常温下内部R/C振荡器频率为：5.2MHz6.8MHz精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准12. 共6个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器，16位定时器T0和T1，没有定时器2，PCA模块可再实现4个16位定时器 13.2个时钟输出口，可由T0的溢出在P1.0输出时钟，可由T1的溢出在P1.1输出时钟 14.外部中断9路，下降沿中断或低电平触发中断，PCA模式可分别或同时支持上升沿中断/下降沿中断，Power Down模式可由外部中断唤醒，/P3.2，/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,PCA0/P3.7,PCA1/P3.5,PCA3/P2.4 15.PWM（4路）/PCA（可编程计数器阵列，4路） 也可用来当做4路D/A使用 也可用来再实现4个定时器 也可用来再实现4个外部中断（上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持） 16.A/D转换，10位精度ADC，共8路 17.通用全双工异步串行口（UART），由于STC12系列是高速的8051，也可再用定时器软件实现多串口 18.SPI同步通信口，主模式/从模式 19.工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）图3.2 单片机STC12C5410AD引脚结构图表3.1 STC12C5410AD系列引脚说明32传感器的选择在现代自动化测试系统中，传感器与微型计算机是必不可少的两方面。微型计算机对数据具有很强的处理能力，但它对非电量或模拟信号是无能为力的。传感器把非电量转变成电量，经过放大处理后，转换成数字量输入计算机，由计算机对信号进行分析处理，进而由计算机发出各种命令。传感器处于测量装置的输入端，其性能将直接影响到整个系统的工作质量。因此，对传感器的基本要求：n 合适的灵敏度n 较好的线性度n 动态特性优良，反映速度快n 稳定性好，工作可靠性高n 与测试系统匹配良好位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种，直线位移传感器和角位移传感器。其中直线位移传感器常用的有直线位移定位器等，具有工作原理简单、测量精度高、可靠性强的特点；角位移传感器则可选旋转式电位器，具有可靠性高、成本低的优点。角位移器还可使用光电编码器，有增量式与绝对式两种形式。其中增量式码盘在机器人控制系统中得到了广泛的应用。本设计选用的传感器是NSRB型角位移变送器（如图3.3）：图3.3 NSRB型角位移变送器NSRB型角位移变送器具有线控好、长期稳定可靠；测量角度范围广；外形小巧、便于安装等优点，广泛用于矿井、矿山、数控机床等自动控制领域。具体技术指标如表3.2，结构尺寸如图3.4。表3.2 NSRB型角位移变送器技术指标量程范围030120350或015175综合精度0.2%，0.5%，1%F.S分辨率无极限（理论）输出信号420mA、05V或05V、010V电源电压9V、12V、15V、24V工作温度-1080100温度系数0.05%FS/启动力矩小于30mNm（300gfcm）振动3kHz（110kHz）图3.4 NSRB型角位移变送器外形尺寸33 执行器的选择本设计的执行器主要包括离合器液压部分的电磁开关阀，线控部分的油箱、液压泵和压力调节器等，其中压力调节器由进油阀和回油阀构成。331 液压泵和电动机总成液压泵的类型很多。按结构形式分：常用的齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等。按泵的排量是否可以改变分：定量泵和变量泵。汽车上常用的液压泵有外啮合齿轮轮泵、内啮合齿轮泵、摆线转子泵等定量泵，也有少数车型采用变量叶片泵。典型液压泵的工作原理及主要结构特定见表3.3。本设计选用轴向柱塞泵。表3.3 典型液压泵的工作原理及主要结构特点类型结构、原理示意图工作原理结构特点外啮合齿轮泵当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量 结构最简单、价格低、径向载荷大内啮合齿轮泵 当传动轴带动外齿轮旋转时，与此相啮合的内齿轮也随着旋转。吸油腔由于轮齿脱开而吸油，经隔板后，油液进入压油腔，压油腔由于轮齿啮合而排油典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成 利用齿和齿圈形成的容积变化，完成泵的功能。在轴对称位置上布置有吸、排油口。不能变量 尺寸比外啮合式略小，价格比外啮合式略高，径向载荷大叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油和两次排油利用插入转子槽内的叶片间容积变化，完成泵的作用。在轴对称位置上布置有两组吸油口和排油口 径向载荷小，噪声较低流量脉动小柱塞泵柱塞泵由缸体与柱塞构成，柱塞在缸体内作往复运动，在工作容积增大时吸油，工作容积减小时排油。采用端面配油径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡，以限制缸体的倾斜 利用配流盘配流 传动轴只传递转矩、轴径较小。由于存在缸体的倾斜力矩，制造精度要求较高，否则易损坏配流盘电动机选用微电机，如图3.5。电动机由ECU控制，当电动机起动后，液压泵把储存在油箱中的油液输送到进油阀中。图3.5微电机实物图微电机性能参数如下表3.4所示。表3.4微电机性能参数品牌型号BIG 130额定电压（V）12额定功率（kW）1额定电流（A）0.15额定转速（rpm）3000额定转矩（Nm）1332开关阀开关阀是利用阀芯相对于阀体的运动，达到特定的工作位置，使不同的油路接通、关闭，从而变换液压油流动的方向，改变执行元件的运动方向。对开关阀的主要性能要求有：油路导通时，压力损失要小；油路切断时，泄漏要少；阀体换位时，操纵力要小等。本设计选用的为常开式两位两通电磁开关阀。断电时，离合器的操纵模式为液压控制；通电时，离合器的操纵模式为线控方式。333 进油阀和回油阀进油阀和回油阀共有三个工作状态，增压、减压和保压，对应电磁阀状态如表3.4。增压状态下，进油阀通电，回油阀断电，进油阀被打开，回油阀常闭，液压油直连离合器工作缸，工作缸压力上升；减压状态下，进油阀断电，回油阀通电，进油阀被关闭，回油阀被打开，工作缸压力降低；保压状态下，进油阀和回油阀皆断电，两电磁阀均常闭，与外界油路不相通，离合器工作缸压力保持不变通过这三个状态的切换，即可控制离合器工作缸压力，从而实现离合器的结合和分离。表3.4 电磁阀各工作状态对应离合器工作缸状态 工作状态电磁阀增压状态减压状态保压状态进油阀线圈状态/阀口状态通电/开启断电/常闭断电/常闭回油阀线圈状态/阀口状态断电/常闭通电/开启断电/常闭本设计中电磁阀选用高速电磁阀。高速电磁阀的驱动模块可分为如下三种：调压式、增压式和电容式驱动模块。其中调压式驱动模块按工作方式不同又可分为线性调压驱动和PWM（脉宽调制）调压式驱动两种。线性调压式驱动采用12V车用电瓶电压，对其进行线性调节以得到合理的电磁线圈驱动电流。PWM调压式驱动具有节约能耗、电路结构简单、体积小等优点。在相同工作条件下，PWM驱动模块消耗的能量比线性驱动模块少近1/3，因为当控制阀关闭后，PWM驱动模块可以调节电磁线圈中的维持电流，而线性调压驱动模块却只能提供定常的维持电流。所选用的高速电磁阀是由电磁铁和两位两通开关阀组成，如图3.6。该阀采用衔铁下置的圆盘式电磁铁，而阀本体结构为两位两通式。当电磁铁线圈上电流为零（未激励），电磁吸力为零，此时，由于作用在阀芯上的弹簧预压缩力大于由进口油压力形成的作用于阀芯上的油压作用力，所以阀口关闭，进油口和出油口不通。当电磁铁线圈上电流加大（激励）后，作用于衔铁（阀芯）上的电磁铁吸力亦增大，若此时电磁吸力与油压作用力的合力大于弹簧预压缩力，阀芯即迅速向上运动而阀口开启，使得进油口和出油口相通，控制腔油压力亦由进油口压力开始下降。当保持电磁铁线圈上电流为合适值时，电磁铁吸力为最大值，衔铁（阀芯）则处于最大的吸合位置，此时阀口为最大开度，而弹簧作用力也为最大。若这时迅速切断电磁铁线圈上电流，则电磁铁吸力为零，在弹簧作用下，衔铁（阀芯）即迅速向下运动而使阀口关闭，此时，进油口与出油口不通，控制腔油压力又等于进油口压力，阀又恢复到初始状态，当电磁铁线圈上的电流按上述规律变化时，就实现了电磁阀的高速通断功能。 图3.6 进油（回油）电磁阀34 执行器测试离合器执行器是能否实现离合器分离接合动作的关键，同时又是离合器控制的直接控制目标，执行器的好坏直接影响着离合器结合和分离的效果。离合器执行机构的测试目的就是验证该机构能否实现离合器的分离接合动作，并且了解该机构的基本特性，为控制算法的编写和控制策略的制定提供依据和参考。测试内容包括：离合器执行器的功能测试，能否实现离合器简单的分离和接合。离合器执行器的性能测试，包括液压泵性能的测试，执行器响应特性，执行器工作时的各部件运行参数的变化等。35 驱动电路图3.7 控制模式选择信号电路图 图3.8 踏板位置传感器电路图 图3.9 分离叉位置传感器电路图 图3.10 输出驱动电路图36本章小结本章根据要实现的功能进行了硬件系统的选择，同时对选择的硬件从经济、硬件来源等方面分析其结构功能、选择理由。首先对STC单片机功能进行研究，掌握了基本控制功能，为后续软件程序的编制做好准备；其次是对传感器的选择，考虑到踏板位移和分离叉位移数据采集的特殊性，选用了角位移形式的传感器，便于控制算法的运用，从而有利于控制程序的编写；还有就是对执行器的选择和设计，从空间尺寸、结构功能等多方面进行考虑，最终完成了控制系统的硬件设计，对软件控制程序的编写提供了方向。第4章 液压操纵式离合器线控系统软件的设计本章在液压操纵式离合器线控系统硬件系统研制基础上，对线控系统软件进行了合理的设计与开发。期间，本课题主要采用了Keil uVision3软件，编制线控系统的控制程序。41主程序流程主程序首先要通过上电初始化为单片机建立一个运行环境，这包括时钟、内存、输入输出端口、中断向量、液压执行元件等方面的初始化。之后进行是否选择线控模式控制的判断，若进行线控模式控制，则启动液压泵，电磁开关阀通电。这时通过对踏板位移与分离叉位移大小的比较，采用PID控制算法，利用PWM对进油阀和回油阀占空比的控制，实现离合器工作缸活塞位置的精确控制。实现最后再次进行模式控制的选择，进入控制循环。主程序的流程图如4.1所示。上电单片机复位初始化单片机回油阀通电，开关阀、进油阀、液压泵断电线控模式？否是启动液压泵开关阀通电踏板位移与分离叉位移差 回油阀PWM增加，进油阀断电，快接合；回油阀PWM减小，进油阀断电，慢接合进油阀PWM增加，回油阀断电，快分离；进油阀PWM减小，回油阀断电，慢分离小于0 等于0进油阀和回油阀均断电离合器工作缸处于保压状态线控模式吗？是 否图4.1主程序流程图42初始化流程在上电后，系统为了保证正常运行，需要在离合器工作前进行初始化操作。该操作括两部分： (1) 系统初始化：包括时钟初始化、内存初始化、中断初始化、I/O口设置、全局变量初始化、通信波特率设置、信号采集设置等； (2)液压执行元件初始化：接通回油阀和开关阀，切断进油阀和液压泵电源。两部分之间依照以上次序依次进行，当进入控制循环后，初始化程序即不再被执行，除非关闭电源。43控制算法本设计采用模拟PID控制原理。常规的模拟PID控制系统原理框图如图4.2所示，该系统由模拟PID控制器和被控对象组成。图中，是给定值，是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成的控制偏差= （41）作为PID控制器的输入，作为PID控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟PID控制器的控制规律为 （42）式中比例系数；积分常数；微分常数；控制常量。比例积分微分被控对象 + + + - +图4.2 模拟PID控制系统原理图本设计中踏板位置信号相当于，分离叉位置信号相当于，则-即为。由式（42）可见，只有当偏差存在时，第一项才有控制量输出。1）在PID控制系统中，被控对象的状态与设定值的误差很小，甚至可以忽略不计。2）在PID控制系统中，执行机构是一直工作的，且工作强度是可以调节的，即可以从停止工作状态调整到满负荷运行状态，执行机构接收到的控制信号是一个准模型信号。3）在PID控制系统中，执行机构的作用力总是极力平衡外界对被控对象的作用力，从而使得被控对象的状态能够稳定在设定值上。PID控制系统输出的控制信号必须根据控制对象的状态及时进行调整，以便维持控制对象状态的稳定，为此，必须及时掌握控制对象的状态信息。在PID控制系统的每个采样周期中，通过传感器采集到的当前状态信息组成了一个数据系列：从这些采集数据系列中至少可以挖掘出3中信息： （1）当前的控制效果：当前的采样数据与设定值进行比较，比较的结果就是当前的控制误差，当前的控制误差的大小和极性反映了当前的控制效果：式中，Set是设定值；是第k次采样得到的采样值；是第k磁材央视的控制误差。第k次采样时的控制效果可以控制误差来表示；当小于Set时，控制误差为正，说明控制对象的状态还没有达到设定值。当大于Set时，控制误差为负，说明控制对象的状态已经超过了设定值。 （2）投入运行以来控制效果的总体评估：在每次采样后，都进行误差计算，就可以得到一个误差数据系列：误差数据系列反应了控制系统控制效果的历史数据。系统投入运行以来控制效果的总体评估可以用个误差数据系列的总和来表示，即：从累计误差的计算方法可以看出，这里实际上采用了数值积分算法，故累计误差也就是误差的积分值。由于控制误差有正有负，误差积分的结果使用也可能为正，也可能为负。当为正时，说明到目前为止控制对象的状态总体上低于设定值，或者说大多数情况下低于设定值。当为负时，说明到目前为止控制对象的状态总体上超过设定值，或者说大多数情况下超过设定值。（3） 下一时刻的变化趋势，由于控制对象和外部作用均有一定的惯性，状态变化也有一定的惯性，即控制对象的状态不能突变，某个时刻的变化趋势将在很大程度上被延续到下一个时刻。故下一时刻的变化趋势可以从误差的变化趋势中看出来：从式中可以看出，变化趋势就是误差的数值微分。当为正时，说明误差有增加的趋势。当为负时，说明误差有减小的趋势。PID控制算法正是利用上面这3种信息来计算输出控制信号的大小。 （1）比例控制（P）：根据当前的误差信息来计算输出控制信号的大小，误差越大，输出的控制信号也越大：式中，KP称为比例常数，KP的数值越大，控制系统的灵敏度越高，对误差的反应越强烈，是控制对象能够较快达到设定值，但也容易使系统不稳定，反应过度。当控制对象的状态达到设定值时，误差消失，比例控制运算结果为零，失去控制能力。因此，比例控制只有在误差存在的情况下才有效，不能实现误差为零的控制效果。（2） 积分控制（I）：根据当前的误差积分信息来计算输出控制信号的大小，误差积分越大，输出的控制信号也越大。式中，KI称为积分常数。在误差不为零的控制调节阶段，积分控制可以协调比例控制，加强控制效果。在控制对象的状态被稳定在设定值上之后，误差为零，这是比例控制已经失效，但误差的积分值维持不变，凭借这点“历时本钱”，积分控制仍然可以产生一个稳定的输出控制信号，维持误差为零的控制效果，这就是积分控制的最大优势。（3）微分控制（D）：根据当前的误差微分信息来计算输出控制信号的大小，误差微分越大，输出的控制信号也越大：式中，KD称为微分常数、误差的微分值越大，预示着控制对象的状态将产生激烈变化。微分控制产生的控制输出就专门用来对抗这种激烈变化，产生超前的控制作用，有打“预防针”的功效。以上3种控制算法各有其特色，将它们综合起来就是PID控制算法：44小 结本章从第二章中介绍的离合器膜片弹簧负荷特性、静压特性、扭矩传递特性、离合器磨损后扭矩传递特性出发，编写了相应的软件流程图和程序，在每个控制周期开始时，读取状态寄存器中的液压执行元件状态，如果当前没有进入线控模式，则进行控制模式判断；如果当前已经进入线控模式，则读取计算得到的关键控制量，结合当前状态，利用模拟PID控制原理对两个传感器位置信号进行处理，实现PWM对占空比控制，得到控制结果：保持压力、增加压力、减少压力三者必有一。最后，更新系统的状态寄存器，退出该周期循环，准备进入下一个周期的状态。结 论 本文对汽车液压操纵式离合器电子线控系统设计做了深入的研究，得到了以下的一些结论： 1) 线控系统用PID控制原理，通过PWM控制高速开关阀占空比方法，对离合器工作缸的位置和方向进行控制，是广泛采用的控制策略，具有很好的实时性与可靠性，这对于离合器起步过程中操纵系统来说是非常合适的。 2) 本文分析了控制系统的硬件结构及性能要求，选用高性能单片机作为核心设计了中央控制器(ECU)，自行开发了软件、硬件系统，基本满足了系统需求。3) 从整体上，本文所做的各项研究为液压操纵式离合器线控系统提供了一套较为完整的设计思想，从而为现代汽车离合器操纵系统的研究、设计和升级换代提供了新的思路。参考文献1林世裕膜片弹簧离合器的设计制造M东南大学出版社，1995：220-2302房法成汽车离合器扭振减振器的工作特性J吉林工业大学学报，1995，25(4)：91953 陈家瑞.汽车构造（下册）M(第2版).北京:机械工业出版社,2005.1：32-394齐晓杰.汽车液压、液力与气压传动M(第二版).北京:化学工业出版社,2007.9.5李涵武,赵雨旸.汽车电器与电子技术M(修订版).哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.7. 6 陶润，张红，付德春等.ABS液压系统仿真与电磁阀优化J. 农业工程报，2010，26（3）：135-139.7范翔.车用ABS电磁阀测试系统的研究D.浙江:浙江大学机械工程学系,2010 8于亚杰.基于仿真技术的液压自动离合器控制策略研究D.长春:吉林大学,2003.9郭永利.汽车电控自动离合器的离合器操纵机构P.中国:2004 2 001853.6,2000谢先平.汽车自动离合器接合过程控制策略研究D.哈尔滨:哈尔滨理工大学,2008.11高建臣，李维军，武平东等.PWM高速开关阀控液压缸位置控制系统的模糊控制J. 兵工自动化，1996，1.12王晓明.电动机的单片机控制M(第3版).北京:北京航空航天大学出版社,2011.13 朱帆. 汽车自动离合器控制系统的原理与检修 J. 汽车电器, 2008, (2) _6 . 14 谢先平,王旭东,张训等. 电控自动离合器接合位置精确跟踪控制 J. 电力电子技术, 2008, 42 (10) _315刘海鸥,陈慧岩,金亚英等.液压式离合器操纵机构在AMT车辆中的控制研究J.液压与气动,2005,10.16 米世生. 自动离合器起步接合速度模糊控制研究 J. 机电技术, 2010, 33 (4) _3 . 17 徐旭. 自动离合器执行机构的设计与开发 D. 2006. 18 陈俐,张建武,习纲等. 自动离合器的自适应最优控制 J. 上海交通大学学报, 2000, 34 (10) _5 . 19 赵永胜,刘志峰,杨文通等. 汽车自动离合器的动态滑模控制 J. 汽车工程, 2009, 31 (6) _4 . 20 许男,崔胜民. 基于模糊技术的自动离合器起步控制研究 J. 机械设计与制造, 2010, (3) _3 .21姚永平.STC12C5410AD系列单片机器件手册EB/OL.www.STCMCU.com,2011/3/19.22郭旭.基于虚拟仪器技术的ABS液压力调节器测试系统的开发D.重庆:重庆大学,2006.23Sun Chengshun,Zhang Jianwu. OPTIMAL CONTROL APPLIED IN AUTOMATIC CLUTCH ENGAGEMENTS OF VEHICLES J. 机械工程学报(英文版), 2004, 17 (2) _4 . 24 LIU Hai-ou,CHEN Hui-yan,DING Hua-rong等. Adaptive Clutch Engaging Process Control for Automatic Mechanical Transmission J. 北京理工大学学报（英文版）, 2005, 14 (2) _5 .25 TANG Xia-qing,HOU Chao-zhen,CHEN Yun-chuang等. Study of Controlling Cluth Engagement for AMT Based on Fuzzy Logic J. 北京理工大学学报（英文版）, 2002, 11 (1).致 谢转眼间四年的大学生活即将结束，在老师和同学们的帮助和鼓励下，我顺利地完成了本次毕业设计，在此向大家表示诚挚的谢意。本设计工作是在崔宏耀老师的悉心指导下完成的。老师具有很强的控制设计能力，在相关领域有着丰富的经验，在设计思想、软硬件设计、算法设计、程序编制等多方面给了我具体的指导。另外，老师为我们提供了宽松的学习环境和良好的设计条件，在此致以深厚的敬意和谢意。特别是崔老师总能启发着让我学习不同领域的知识，并在学习过程中不断积累，将控制思想运用到设计中，使我收获很大。同学李程和刘平艺在我完成设计的过程中一直给予我大量的帮助，在控制系统的原理、控制策略和控制算法方面给了我很多启发性的意见，在此表示衷心的感谢！最后衷心地感谢各位老师在百忙之中来评阅我的毕业设计，期待老师给予批评指正。附录A 外文文献Study of Controlling Clutch Engagement forAMT Based on Fuzzy LogicTAN G Xia-qing , HOU Chao-zhen , CHEN Yun-chuangAbstract : The control of the clutch engagement for an automatic mechanical transmission in the process of a tracklayer getting to start is studied. The dynamic model of power transmission and automatic clutch system is developed. Using tools of Simulink , the transient characteristics during the vehicle starting , including the jerk and the clutch slip time , are provided here. Based on the analyses of the simulation results and drivers experiences , a fuzzy controller is designed to control the clutch engagement . Simulation results verify its value.Key words : clutch ; automatic transmission ; fuzzy controlThe automatic mechanical transmission (AMT) has several advantages , such as simpleness , higher efficiency and lower costs. But these benefits come from settling a series of challenging control problem. For example , it is difficult and complex for an AMT to properly control the clutch engagement while the vehicle starting , because different drivers have different intentions ( for example smooth start and fast start) , the second cause is that the control goals of lengthening the clutch life and smoothly starting vehicle are contradictory. So it is an important research field for AMT , and some researchers are studying this problem too.The focus of this paper is to study the control of clutch engagement for AMT while the tracklayer starts. In most cases , experiment methods are used to improve starting quality , however , they require much effort and time to develop a new control algorithm and to investigate the effect of this design. On the contrary , a simulation method has the merit of saving money and time , and overcomes the restrictions of experimental conditions. The fuzzy controller is designed based on the analysis of the simulation results and drivers experience.The organization of the paper is as follows. First , the system model is described , along with some simulation results. Secondly , the fuzzy control strategy of clutch engagement is developed. Finally ,conclusions from this work , as well as recommendation for future work , are also outlined.The control goal of the clutch control system is to ensure the vehicle starting according to drivers intention and make the clutch engage smoothly and the jerk as small as possible. Based on the analysis of the simulation results and drivers experience , we have the following conclusions. The accelerator pedal indicates drivers intention and his judgement on the environment and vehicles states. The larger is , the higher the engaging speed v should be. The engine rotational speed indicates its carrying capacity. The larger is , the stronger the carrying capacity is. The r is the speed ratio between the passive and the active departments of the clutch which can be expressed by r =/ . It indicates the slip state of the clutch. The larger r is , the higher the engaging speed v should be. Consequently , the control strategy is expressed as follows : Regulate the engine rotational speed es according to the signal of the accelerator pedal before engaging the clutch. The larger is , the higher es should be. While engaging the clutch , the engaging speed v is decided by the accelerator pedal , the engine rotational speed e and the speed ratio r by using fuzzy logic. Regulate the throttle opening as the driver regulates the accelerator pedal .The fuzzy logic approach is used here to control the engaging speed of the clutch .The engine rotational speed e and engaging speed of the clutch vcom are normalized. Following this method , the i-th control rule can be written as Ri : If = Aj and r = Bj and e = Ci then v = Dj . Here , A j is the fuzzy set of the accelerator pedal , Bj is the fuzzy set of the engine rotational speed e , Cj is the fuzzy set of the speed ratio r and Dj is the fuzzy set of the clutch engaging speed v. ConclusionThe key point of the vehicle start is to accomplish the drivers intention and ensure the vehicle starting smoothly. The model results can be used to study the clutch engagement . To overcome the difficulty of clutch control , a fuzzy control strategy is proposed based on the states of accelerator pedal , engine rational speed and speed ratio r. Simulation indicates it is valuable. The future work is to optimize the parameters of the membership function in experiment and test its effects.附录B 外文文献翻译基于模糊逻辑的AMT离合器结合控制研究汤霞清, 侯朝桢, 陈云窗摘要: 研究具有机械式自动变速器的履带式车辆起步时离合器结合控制问题。 通过建立车辆动力学和自动离合器的数学模型并采用Simulink 仿真工具,研究了车辆起步时离合器平滑时间和冲击度等动态特性。 基于对