總線技術(shù)在自動(dòng)變速器換擋控制中應(yīng)用的試驗(yàn)研究

何剛

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們開始越來越多地追求人力的替代性。自動(dòng)化產(chǎn)品的種類越來越多，質(zhì)量也越來越好。有人說是懶人促進(jìn)了科技的發(fā)展，因?yàn)閼卸?，所以追求?jiǎn)單，于是出現(xiàn)了許多操作簡(jiǎn)單的人工智能產(chǎn)品。不能否認(rèn)的是，網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)進(jìn)行的自動(dòng)化操作給我們帶來了很大的便利。在汽車駕駛行業(yè)，原來的手動(dòng)調(diào)檔逐漸被自動(dòng)調(diào)檔所慢慢代替，總線技術(shù)在其中起著非常重要的作用，本文主要論述的就是總線技術(shù)在自動(dòng)變速器換擋控制中應(yīng)用的試驗(yàn)研究。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器；換擋過程；CAN 總線技術(shù)；換擋品質(zhì)

總線技術(shù)又稱為CAN總線，他具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用靈活方便、可靠性強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)， 因而越來越受到工業(yè)界的青睞，CAN 總線技術(shù)也越來越多地應(yīng)用于車輛。到目前為止，CAN總線已經(jīng)成為了眾多汽車廠商選擇的協(xié)議類型。

科技在不斷地進(jìn)步和更新，人們的生活也變得越來越簡(jiǎn)單，輕松。變速器的主要作用是調(diào)整行車的速度，但是在進(jìn)行速度的調(diào)整過程中，調(diào)整的過程是比較復(fù)雜的，人們?cè)谛熊嚨倪^程中本來就要注意路上的行人還有來往的車輛的狀態(tài)，換擋也大大加大了開車的難度，增加了駕駛員的疲勞度。這時(shí)候解放駕駛員的一個(gè)新的科技出現(xiàn)了，通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)換擋的自動(dòng)化。讓開車的過程更加得簡(jiǎn)單，輕便。也能有效地減少因?yàn)閾Q擋對(duì)離合器產(chǎn)生的消耗。

一、 試驗(yàn)臺(tái)基本原理和結(jié)構(gòu)

（一）選擇原因

在進(jìn)行自動(dòng)變速器的選擇過程中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的需要，我們需要選擇具有代表性的自動(dòng)變速器。為了實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)收集，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，要選擇能夠有效輸出數(shù)據(jù)自動(dòng)變速器。在目前看來，對(duì)于這些變速器的數(shù)值的收集和處理主要依靠網(wǎng)絡(luò)，因此在選擇自動(dòng)變速器的過程中，我們選擇了Allison 公司生產(chǎn)的 HD4070PR 自動(dòng)變速器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)研究。它由先進(jìn)的電子控制單元控制，采用脈寬調(diào)制液壓操縱機(jī)構(gòu)。它自帶CAN接口，換擋高速平穩(wěn)，因此選擇這款變速器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（二）控制部分

通過 ECU 及采集系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并記錄。數(shù)據(jù)的傳輸通過CAN的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，CAN能夠給數(shù)據(jù)傳輸提供協(xié)議。通過數(shù)據(jù)的采集和記錄進(jìn)行整個(gè)儀器的操作。

二、控制系統(tǒng)

（一）CPU 介紹

CPU使整個(gè)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，在選擇上需要非常的慎重，一個(gè)機(jī)器的好壞在很大的程度上取決于使用的CPU的性能的好壞。優(yōu)秀的CPU系統(tǒng)能夠快速地識(shí)別指令，然后發(fā)出信號(hào)，能夠使整個(gè)設(shè)備的使用效率明顯提高。

（二）總線收發(fā)器介紹

CAN 控制器82PC250與CAN總線的連接82PC250為CAN總線收發(fā)器，在CAN控制器和CAN總線直接是通過接口連接的。CAN總線并不是只存在一根線，而是通過很多的節(jié)點(diǎn)將許多的線路連接到了一起，這些連接的節(jié)點(diǎn)就是信號(hào)的中轉(zhuǎn)站，在控制器與總線的連接節(jié)點(diǎn)處就是總線收發(fā)器，相當(dāng)于是一個(gè)非常重要的信號(hào)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是信號(hào)的輸入和輸出的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

（三）發(fā)送數(shù)據(jù)程序流程

整個(gè)數(shù)據(jù)處理和發(fā)送的流程都是通過編寫好的程序決定的，在數(shù)據(jù)處理的過程中，所有的數(shù)據(jù)都需要信息發(fā)射緩沖器的準(zhǔn)備階段，選擇出需要輸出的信息，然后將信息進(jìn)行輸出。

三、試驗(yàn)分析

上述選擇的自動(dòng)變速器帶有數(shù)據(jù)的輸出功能，可以將試驗(yàn)時(shí)接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)包括燃油消耗率、機(jī)油壓力和溫度、冷卻液溫度等； 接收變速器發(fā)送的數(shù)據(jù)包括渦輪軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速、變速器油底殼油溫、緩速器溫度、換擋過程中所選擋位位置、實(shí)際達(dá)到的擋位位置、當(dāng)前擋位傳動(dòng)比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩儀發(fā)送轉(zhuǎn)矩值 （符合 CAN Open協(xié)議） 等； 其它信號(hào)等等。通過這些數(shù)據(jù)，我們對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行性能的分析，同時(shí)也對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一些解讀。

（一）升擋過程理論分析

具體的升檔過程其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，是通過內(nèi)部一系列的變化，物理行為造成了整個(gè)升檔的過程。為了實(shí)驗(yàn)分析的簡(jiǎn)便性，我們將升擋過程簡(jiǎn)化為一個(gè)離合器接合而一個(gè)制動(dòng)器分離的過程。nT 為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；nJ 為行星架轉(zhuǎn)速；nQ 為齒圈轉(zhuǎn)速；MJ 為行星架轉(zhuǎn)矩；MB為制動(dòng)器傳遞轉(zhuǎn)矩；MC為離合器轉(zhuǎn)矩；PB為制動(dòng)器油壓；PC為離合器油壓。在工作區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)A點(diǎn)，這個(gè)A點(diǎn)將整個(gè)轉(zhuǎn)輪分為高速工作區(qū)和低速工作區(qū)。A點(diǎn)之后開始充、放油過程，進(jìn)入低擋轉(zhuǎn)矩階段； 離合器轉(zhuǎn)矩MC不斷增加，制動(dòng)器傳遞轉(zhuǎn)矩MB逐漸下降，直到B點(diǎn)時(shí)制動(dòng)器開始出現(xiàn)打滑，低擋轉(zhuǎn)矩階段結(jié)束。在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中要注意控制無關(guān)的變量保持不變，因此所有的小的轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速要保持不變。

（二）升擋過程試驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們要進(jìn)行換擋的模擬行為，模擬整個(gè)換擋的過程，來研究換擋的具體的原理和流程。在進(jìn)行模擬的過程中，我們可以十分清楚地看出總線技術(shù)在自動(dòng)變速器中的應(yīng)用和應(yīng)用機(jī)理。在升檔的過程中，轉(zhuǎn)輪是不停地轉(zhuǎn)動(dòng)的，轉(zhuǎn)動(dòng)的過程是有一定的速度的規(guī)律的。在汽車的內(nèi)部有一個(gè)轉(zhuǎn)輪，這個(gè)轉(zhuǎn)輪牽引著汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)。擋位的調(diào)節(jié)主要依靠的就是這個(gè)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速與6 擋速比的比值等于輸出軸轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器油壓迅速升高，值得注意的是，在進(jìn)行換擋的過程中，轉(zhuǎn)輪是有一個(gè)極值點(diǎn)的，在這個(gè)點(diǎn)附近的值都是最大值，除了這個(gè)范圍以后，轉(zhuǎn)輪的速度慢慢降低。整個(gè)調(diào)擋的過程其實(shí)比這個(gè)模型復(fù)雜很多的，但是基本的原因這個(gè)模型已經(jīng)反映出來了。在這個(gè)模型之下，我們可以很清晰地看到整個(gè)升擋的過程。

四、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)大大地便捷了我們的工作內(nèi)容，在自動(dòng)化技術(shù)中，主要依托的就是目前的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)能夠?yàn)檎麄€(gè)自動(dòng)化的過程提供指導(dǎo)，同時(shí)也能夠提供大量的數(shù)據(jù)的支持。總線技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種重要內(nèi)容，在總線技術(shù)之下，信息可以進(jìn)行安全、穩(wěn)定地輸送工作。自動(dòng)變速器方便了我們的日常駕駛工作，總線技術(shù)為自動(dòng)變速提供了技術(shù)支持。我相信在新的科技的運(yùn)用之下，我們的生活一定能夠越來越好，越來越便捷。

參考文獻(xiàn)：

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