基于DSP的重型车辆AMT电控系统的设计VIP免费

第24卷第7期2007年7月机电工程MECHANICAL&ELECTRICALENGINEERINGMAGAZINEVol.24No.7Jul.2007收稿日期:2007-02-28基金项目:重庆市科技攻关资助项目(2005AB6020)作者简介:龚群英(1977-),男,江西上饶人,主要从事车辆动力传动及其控制方面的研究。机电一体化基于DSP的重型车辆AMT电控系统的设计3龚群英,秦大同,刘振军(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘要:现代电控机械自动变速器(AMT)控制系统中较多的控制参数、复杂的控制策略、较高的实时控制要求和恶劣的工作环境增加了其电子控制单元设计的难度。充分利用数字信号处理(DSP)芯片TMS320LF2407A高效的运算速度以及丰富的内置功能模块单元,采用模块化的软件设计方法设计AMT控制单元,提高了AMT控制系统的稳定性、实用性以及可升级换代的能力。按照装备机械式燃油系统柴油发动机的重型车辆对AMT的要求,设计开发了相应的电控单元。关键词:电控单元;重型车;离合器;数字信号处理技术中图分类号:TK323文献标识码:A文章编号:1001-4551(2007)07-0053-04DesignofelectroniccontrolsystemofAMTinheavy2dutyvehiclebasedonDSPGONGQun2ying,QINDa2tong,LIUZhen2jun(StateKeyLabofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:Inthemodernautomatedmechanicaltransmission(AMT)controlsystem,manycontrolledvariables,complexcontrolstrategies,highreal2timecontrolrequirementsandbadworkingconditionsincreasethedifficultyofelectroniccontrolunit(ECU)design.Takingadvantageofhighlyeffectiveoperatingspeedandrichembeddedfunctionmoduleunitofdigitalsignalprocessing(DSP)chipTMS320LF2407A,adoptingthemodularizeddesignmethod,theAMTelectroniccontrolunitwasdesigned.Thestability,practicabilityandabilityofupgradeoftheECUwereimproved.Accordingtothedemandofheavy2dutyvehicleequippedwithmechanicalfueloilsystemofdieselenginetotheAMT,thecorrespondingECUwasdeveloped.Keywords:electroniccontrolunit(ECU);heavy2dutyvehicle;clutch;digitalsignalprocessing(DSP)0前言在几种自动变速传动形式中,电控机械自动变速(AMT)是重型车辆自动变速的一个重要发展方向。上世纪90年代开始,美国、德国生产的重型车就开始使用AMT减轻驾驶员的操作强度。随后其应用率在国外逐步上升,并得到了用户的认同。由于目前国内重型车辆普遍装备固定轴式机械变速器,所以对重型车辆开展AMT技术改造,是提高国内重型车辆动力传动性能的有效途径之一[1]。AMT电控单元的好坏直接影响着AMT车辆的性能。本研究介绍了基于DSPTMS320LF2407A的AMT电控单元的设计。1电控单元总体方案设计由于该重型车辆装配的是机械式燃油系统的柴油发动机,先要通过加装位置传感器、直流电机以及相应的执行机构,实现柴油发动机的电子控制,为实现柴油发动机与自动变速器的综合控制提供条件[2]。ECU是AMT系统的核心,它通过实时采集发动机转速、中间轴转速、车速、油门踏板位置、油门齿杆位置、制动踏板位置、离合器位置、挡位、变速箱油温等车辆运行参数,并根据内置在电控单元中的控制程序完成柴油发动机供油量实时调节、起步和换挡时离合器分离和结合的自动控制,以及选/换档的自动操作。此外电控单元还可以通过CAN接口和其他控制单元进行数据交换,为实现整车自动化提供硬件基础。电控系统结构框图,如图1所示。它主要由主控板、采集驱动板和参数设定及监控模块组成。主控板主要完成数据采集、存贮、运算和通信功能;采集驱动板主要提供各种信号的输入/输出接口图1AMT电控系统结构框图和相应的信号调理电路;参数设定及监控模块是集监控、参数设定为一体的集成化模块。2电控单元硬件设计电控单元硬件是控制系统的基础,同时也是软件的载体,主要由微处理器(CPU)、供电电源电路、输入/输出接口电路以及相应的信号调理电路组成。2.1微处理器模块由于重型车辆AMT控制单元输入参数较多、控制算法比较复杂、控制对象多、实时性要求较高,考虑到系统的通用性和易扩展性,硬件设计选用TI公司的TMS320LF2407A作为主控芯片。它有如下特点:①高达40MPIS的...