AMT电子控制部分

AMT电子控制部分 北京理工大学翟涌 MT 手动传动 自动变速操纵系统 ASCS 自动机械传动 AMT AMT组成原理 AMT传动系统是在原有有级固定轴式机械变速传动系统础上增加自动变速操纵系统ASCS组成的 自动机械变速箱AMT AMT控制系统执行流程 分离离合器摘档选位挂档结合离合器 当前车速 油门开度 选档手柄 油门踏板传感器 发动机转速传感器 输入轴转速传感器 车速传感器 制动踏板传感器 方向盘传感器 显示器 起动机 发动机 主离合器 变速箱 油门伺服机构 离合机构 选位机构 换挡机构 反馈信号 ECU AMT控制系统组成 液压油源 AMT电子控制系统 AMT电子控制系统 嵌入 电脑换档控制器 ECU 军用和民用AMTECU 电动汽车上的AMTECU 电动汽车采用了电机作为动力 相比发动机而言 可以做到0转速起步 可以做到0扭矩输出 针对以上2点 AMT系统可以先挂档 电机再启动 动力总成中可以没有离合器 ECU也就可以做相应的改变 软件简化 取消离合器相关的传感器 驱动元件 AMT系统的试验 环境考核试验EMC试验性能试验整车考核 高低温 湿热试验 振动冲击试验 盐雾试验 AMT控制系统的环境试验考核 AMT控制系统的EMC 自动变速操纵系统控制ECU 自动变速操纵系统种类 ATAMTDCTCVT AMTECU需要改进的几个方面 壳体形式安装方式 独立安装 与变速箱一体集成安装转速传感器 传感器及处理电路ECU电源 隔离单片机选型 MC68376 MC9S12DP512 MPC555驱动电路 隔离 封装参数标定 自标定ECU验收 验收工装的设计 控制阀块 Eatonautoshift变速箱 国外ECU的安装 谢谢 ECU的结构 ECU通过二级减振机构后固定在车体上 安装固定时要在减震器上下两端加装接地片 确保导电性良好 与车体连接 ECU的结构 与车体的连接 ECU的结构 ECU的壳体采用铝质材料 分为上下两部分 两部分之间采用磁屏蔽材料进行密封 ECU与电源 外部传感器 执行元件 总线等的连接通过航空插头 航空插头与壳体之间采用导电材料进行密封 壳体 ECU的结构 壳体 ECU的结构 电路板 采用模块化设计原则 全部控制电路布置在三块电路板上 分别是CPU电路板 电源电路板和驱动电路板 每块板都有各自不同的功能 电路板 ECU的结构 CPU电路板包括 CPU程序存储器复位电路晶振电路手柄信号检测电路模拟信号检测电路转速信号检测电路串行口接口电路等 CPU电路板 ECU的结构 CPU电路板 ECU的结构 电源电路板 包括 滤波器24V转5V电路24V转 12V电路CAN总线电源隔离电路CAN总线收发器和隔离电路等 电源电路板 ECU的结构 电源电路板 ECU的结构 驱动电路板包括 电磁阀驱动电路24开关检测电路 驱动电路板的驱动器件通过一散热块和壳体连接 使得驱动器件的热量可以传导到整个ECU壳体上 增加了导热性 驱动电路板 ECU的结构 驱动电路板 ECU的结构 三块电路板通过一总线接口板将彼此的电源信号 接口信号等联系起来 总线接口板固定在固定支架上 固定支架可以绕一固定轴转动 这样 三块电路板也就可以同时绕轴转动 拆卸和维修调试都很方便 总线接口板与航空插头的连接 外部传感器 执行机构的信号通过航空插头与ECU内部连接 航空插头与总线接口板之间完全通过导线连接 采用焊接方式 总线接口电路板 ECU的工作原理 ECU的供电电源采用车上现有的24V电瓶 24V电源经过滤波器后为ECU的电源模块供电 电源模块允许的输入电压范围为9V 36V 因此车上电瓶电压的波动不会影响ECU的正常工作 根据ECU中各功能模块对电源的要求 将24V直流电压分别转换为 5V和 12V电压 5V和 12V电源共地 但是不得与电瓶地连接 同时 总体要求CAN总线通信采用隔离电源 因此 又将 5V电源隔离变换为 5V电源 5V电源的地不得与电瓶地连接 电源 ECU的工作原理 这部分电路主要包括 CPU 采用的是MC68376BAMFT20 单独布置在一块MCU板上 通过接插件和CPU板连接 程序存储器 型号是AT49F1024 系统时钟 采用16M有源晶振 外壳与电源地相连 复位电路 即是上电复位 串行口接口电路 用于系统调试 参数标定以及必要时的行车数据采集等 通过PC中的采集系统软件与AMT控制系统通信 实现以上任务 参数存储器 由于AMT系统中的执行机构在各个车上的安装不可能做到完全一致 因此行车前需要对执行机构的反馈传感器进行参数标定 标定好的参数存在参数存储器中 参数存储器的型号是X5045 CPU及其外围 ECU的工作原理 传感器按其信号型式 可以分为4类 模拟信号 离合器位移传感器 选位位移传感器 换档位移传感器和油源油压传感器输出的信号为模拟信号 频率信号 变速箱输入轴转速和输出轴转速传感器的输出信号为频率信号 低电压开关信号 多功能手柄式选档器输出的信号为5V开关信号 高电压开关信号 制动信号 手刹信号 高低档信号 诊断信号 传感器输入信号 ECU的工作原理 AMT系统的所有操纵机构的执行元件都是电磁阀 控制指令由CPU给出 电磁阀的驱动电压是24V 因此需要将CPU输出的控制信号经过隔离后变换为电磁阀的驱动信号 电磁阀驱动 ECU的工作原理 作为整车CAN网络的一个节点 AMT系统CAN总线接口电路的设计遵循系统总体的要求 采用了信号隔离 CAN总线接口 ECU的验收 ECU加工完成后 应对其进行功能验证 以确定ECU的加工制造的合格性 验收应安装 制造与验收规范 进行 具体步骤如下 连接将ECU和检测装置连接好 将ECU的串行口电缆和PC机连接好 将直流稳压电源的输出电压调整到24V后 关闭电源 将ECU的电源接线端接到直流稳压电源的输出端 ECU的验收 打开稳压电源的开关 CPU板的电源指示灯应点亮 如果没有亮 可能有下述问题出现 指示灯坏 24V电源未连接好 滤波器坏 电源模块24S51000N坏 5V电源和地短路等 确定上电正常后 关闭稳压电源开关 ECU的验收 运行PC机的采集程序 点击采集界面的 MONITOR 按钮 界面上端应出现 I MWAITINGDATAFROMECU 的提示 此提示说明串行口的通信未建立 打开稳压电源的开关 采集界面的上述提示应消失 下面即可以进行功能检查 主要分为以下几个方面进行 ECU验收 功能 手柄信号检测 将手柄扳到各个位置 采集界面的手柄信号显示界面对应位置的文字应变为红色 如果没有相应变化 则可能存在以下问题 手柄有故障 电缆故障或ECU故障 ECU验收 功能 行程传感器检测 分别转动离合器 选位和换档位移传感器 位移信号采集界面的对应值应相应地发生变化 其中LC对应离合器位移 TX对应换档位移 TY对应选位位移 ECU验收 功能 转速传感器检测 调整信号发生器的输出信号为正弦波 信号幅值不大于1V 不小于100mV 信号频率在100Hz 20KHz 将信号发生器的输出分别连接到转速信号N1和N2的输入端 改变信号发生器输出信号频率 转速信号采集界面的相应值应跟随一起变化 ECU验收 功能 高电压开关信号检测 分别将各开关置于 ON 和 OFF 的位置 电磁阀及开关信号采集界面的对应位置应显示相应的开关状态 ON 位置时 文字为红色 OFF 位置时文字为黑色 ECU验收 功能 油源状态检测 调整油源油压信号的输出 油源油压信号采集界面跟随变化 当油压低于2 8时 电磁阀及开关信号 位置处的 OIL 应变为红色 同时检测装置对应油源的指示灯应点亮 当调整油源油压信号的输出到大于3 8时 电磁阀及开关信号 位置处的 OIL 应变为黑色 同时检测装置对应油源的指示灯应熄灭 如果检测装置对应油源的指示灯点亮时间超过20秒 则不论油源油压信号如何 指示灯都会熄灭 OIL 变为黑色 ECU验收 功能 电磁阀驱动信号检测 该部分的检测借助检测装置进行 具体步骤如下 关闭ECU电源 将鼠标放置在采集界面的 键盘输入 部分 连续按下 P 键 同时打开ECU电源 顺序按下 4 2 I 接下来的按键与电磁阀的关闭有对应关系 每当按下一次相应键 检测装置相应指示灯状态就进行一次反转 即在 点亮 和 熄灭 之间切换 同时 采集界面 电磁阀及开关信号 部分文字颜色也在 红 和 黑 之间切换 按键与阀的对应关系如下表所示 ECU验收 功能 按键与阀的对应关系如下表所示 ECU验收 功能 CAN总线通信检测 步骤如下 将CAN卡和PC机以及ECU的CAN接口连接好 运行PC机的CAN通信程序 将通信速率设为250KHz 发送方式 为 正常方式 帧类型 为 扩展帧 帧格式 为 数据帧 点击 启动CAN 按钮 接收界面应能接收到数据 将界面 帧ID 设置为 04f0d000 数据为 02 发送次数 为 10000 发送间隔时间 10 点击 发送 按钮 采集界面的 LPD 值应与数据的第二个字节一致 将界面 帧ID 设置为 04f0d100 数据为 发送次数 为 10000 发送间隔时间 10 点击 发送 按钮 采集界面转速部分的 NE 值与发送数据的第一和第二个字节的数据有关 具体关系为 NE 第二个字节数据 256 第一个字节数据 标定参数的写入和读出 意义 由于加工精度的限制 每套系统 每辆车的机构都不可能做到完全一致 因此 在每套系统装车前 应该对各执行机构传感器进行标定 并将标定后的参数写在参数存储器中 以利于执行机构的准确操作 标定参数的写入 参数的写入步骤如下 将ECU和采集系统 直流稳压电源连接好 运行PC机的采集程序 点击采集界面的 MONITOR 按钮 将鼠标放置在采集界面的 键盘输入 部分 连续按下 P 键 同时打开ECU电源 顺序按下 1 7 I 进入参数写入 顺序按下 A U 地址 I U 数据 I 其中的 地址 和 数据 是要写入参数的地址和相应参数值 重复执行步骤6 可写入多个参数 如果中间少按或错按了键 可关闭ECU电源 从步骤4重新执行即可 写过的数据不必重新写 标定参数的读出 读出的步骤如下 将ECU和采集系统 直流稳压电源连接好 运行PC机的采集程序 点击采集界面的 MONITOR 按钮 将鼠标放置在采集界面的 键盘输入 部分 连续按下 P 键 同时打开ECU电源 顺序按下 1 7 I 进入参数写入 顺序按下 B U 地址 I 其中的 地址 是要读出参数的地址 在采集界面 行程信号 处的 HCD 值就是对应