基于CAN總線(xiàn)的客車(chē)輕便換檔系統設計與實(shí)現

1 引 言

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市交通曰益繁忙，交通安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。在車(chē)輛行駛過(guò)程中，駕駛員必須根據道路、交通條件的變化，及時(shí)對車(chē)輛行駛方向和行駛速度進(jìn)行調節，使汽車(chē)獲得良好的行駛性能和燃油經(jīng)濟性能。頻繁換檔使駕駛員容易疲勞，注意力分散，致使交通事故增加。本文介紹了一種基于CAN總線(xiàn)的客車(chē)輕便換檔系統的設計，利用機電一體化技術(shù)實(shí)現了客車(chē)換檔的轎車(chē)化。系統主要是結合客車(chē)的換擋系統進(jìn)行的開(kāi)發(fā)設計，包括前后兩個(gè)節點(diǎn)，前置節點(diǎn)為手柄控制發(fā)令節點(diǎn)，后置節點(diǎn)為執行控制節點(diǎn)，系統總體框架圖如圖1所示。

2 系統應用設計

　　2.1 系統硬件結構及控制原理

　　為使系統達到反應靈敏、可靠性高的設計要求，前后節點(diǎn)的控制單元均采用Philips公司生產(chǎn)的P87C591單片機，他成功包括了 Philips半導體 SJAl000 CAN控制器的PelICAN功能，符合系統設計要求。主控系統CAN通信部分電路圖如圖2所示[1]：

　　系統中擋位、車(chē)速和發(fā)動(dòng)機轉速信號的采集由霍爾元件A3144EU來(lái)完成，信號經(jīng)過(guò)放大后，通過(guò)光電耦合器TLP521隔離，被送到CPU中。 CPU經(jīng)過(guò)邏輯運算后，將輸出信號經(jīng)過(guò)光電耦合器隔離后，送至大功率的場(chǎng)效應管，由場(chǎng)效應管來(lái)驅動(dòng)電磁閥動(dòng)作，以控制氣缸動(dòng)作來(lái)完成相應檔位的變換。

　　系統的主要控制過(guò)程為：前置節點(diǎn)根據手柄位置的不同以及離合開(kāi)關(guān)的開(kāi)合實(shí)時(shí)采集信號并經(jīng)過(guò)邏輯判斷處理成檔位命令，通過(guò)CAN總線(xiàn)傳輸到后置節點(diǎn)，后置節點(diǎn)接到檔位命令后，結合車(chē)速、發(fā)動(dòng)機轉速及當前擋位對換檔時(shí)機進(jìn)行判斷，然后向執行器發(fā)出動(dòng)作指令。執行器按指令要求使相應的電磁閥開(kāi)始動(dòng)作，從而控制對應氣缸動(dòng)作，來(lái)實(shí)現擋位的變換。在擋位轉換完成后，還要對反饋信號處理，確定換擋動(dòng)作完成后，再做出下一步的操作。車(chē)型有5個(gè)上擋位和一個(gè)倒擋位，采用電控氣操作方式，其具體擋位與電磁閥位置如圖3所示。

　　如圖3所示，當閥1通氣、閥2斷氣時(shí)，活塞被推到氣缸右端，通過(guò)活塞桿把撥叉推到預定位置，將此位置定義為KA層；當閥1斷氣、閥2通氣時(shí)，定義為KC 層；當兩個(gè)閥都斷氣，由于變速箱內回位彈簧的作用，將會(huì )自動(dòng)定位到中間層，定義為KB層。層位選定后，再通過(guò)相應位置上兩個(gè)上檔氣閥的作用以實(shí)現不同方向的上下檔動(dòng)作，從而完成預定的選檔和換檔動(dòng)作。