基于CAN總線(xiàn)的分布式電動(dòng)型AMT系統
加入技術(shù)交流群
電控機械式自動(dòng)變速器(AMT) ,是運用微電子技術(shù)改造傳統手動(dòng)變速器的典型機電一體化產(chǎn)品。AMT 是在干式摩擦離合器和固定軸式齒輪變速器的基礎上改造的。它結構簡(jiǎn)單,保留了干式離合器與手動(dòng)變速器的絕大部分總成部件,改變了其中手動(dòng)操縱系統的換檔部分,去掉離合器踏板,去掉加速踏板和油門(mén)之間的拉索,改為電子控制裝置自動(dòng)操縱[1 ] 。通過(guò)電子控制單元( ECU) 控制液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)執行機構,完成汽車(chē)起步、換檔的自動(dòng)操縱。
特別是對于公交車(chē)輛,大功率容量的自動(dòng)變速器主要依靠進(jìn)口,而且在實(shí)際運營(yíng)中出現了采用自動(dòng)變速器后整車(chē)油耗上升1/ 3 至1/ 2 的現象,以至于有些運營(yíng)單位買(mǎi)得起也養不起[2 ] 。與傳統自動(dòng)變速器相比,AMT 方案可以在原有的機械變速器上進(jìn)行改造,生產(chǎn)繼承性好、結構簡(jiǎn)單、制造容易、維護維修成本低適合中國國情。同時(shí)AMT 不經(jīng)過(guò)液力耦合器,減少了能耗,對整車(chē)節能有重大意義。
1 分布式全電動(dòng)型AMT 工作原理
按照不同的控制機構來(lái)區分,AMT 系統存在電2液的、電2氣的和全電動(dòng)的等3 種控制方式[3 ] 。
電2液控制方式:由電控單元發(fā)出指令控制電磁閥,通過(guò)液壓系統驅動(dòng)來(lái)自動(dòng)地完成離合器的結合、分離和變速器的選檔、換檔等動(dòng)作。
電2氣控制方式:與電2液控制方式原理基本相同,也是電控單元發(fā)出指令控制電磁閥,不同的是控制機構變?yōu)闅鈩?dòng)系統。
電動(dòng)控制方式:用電機作為執行電控單元指令的機構,來(lái)實(shí)現檔位和離合器的操縱。
由于啟動(dòng)電磁閥和氣動(dòng)作用缸構成的氣動(dòng)執行器體積大、笨重、反應慢,在A(yíng)MT 系統的應用中,已不再考慮這種方案。然而,使用電動(dòng)執行器或是液壓執行器的問(wèn)題一直存在著(zhù)爭論。在實(shí)際應用中,取舍的焦點(diǎn)是成本、體積、重量和平均功率消耗等。
液壓系統不僅需要執行器件,而且需要液壓泵系統和蓄能器硬件。通常,液壓控制系統比電動(dòng)控制系統具有更高的價(jià)格和維修保養成本。電2液型AMT 以電子控制單元ECU 為核心,通過(guò)液壓系統控制來(lái)取代原來(lái)由人工操作完成的離合器的分離與
結合、變速器的選、換檔動(dòng)作和發(fā)動(dòng)機油門(mén)的調節,以實(shí)現車(chē)輛起步、換檔的自動(dòng)操縱[4 - 5 ] 。ECU 根據駕駛員的意圖(加速踏板、選檔手柄等) ,按照設定的控制規律(換檔規律、離合器接合規律等) ,輸出換檔電信號,控制電磁閥的通斷,借助于液壓系統對車(chē)輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(發(fā)動(dòng)機、離合器和變速器) 進(jìn)行協(xié)調操縱,完成車(chē)輛的平穩起步和自動(dòng)換檔。
而對于電動(dòng)系統,它的驅動(dòng)媒介為電線(xiàn),因此所需要考慮的布置空間僅為安裝電機及其傳動(dòng)器件的空間。而且它節約能量,在不需要換擋時(shí)系統給電機斷電,只有當需要選換擋時(shí)才給電機供電,另外它結構比較簡(jiǎn)單,并隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展成本逐漸下降,所以在汽車(chē)工業(yè)中,已經(jīng)存在逐漸增多使用電動(dòng)系統的趨勢[6 ] 。但電動(dòng)系統仍有一些需要改進(jìn)的問(wèn)題,如執行動(dòng)作沒(méi)有液壓系統精確,特別是因電線(xiàn)布置過(guò)長(cháng)而導致線(xiàn)損增加及傳感器信號容易失真等。
按照如圖1 所示這種集中控制的結構來(lái)設計全電動(dòng)型AMT 系統實(shí)際上是可行的,只要把執行機構與傳動(dòng)機構更換就可以了。但考慮到驅動(dòng)電機需要較強的電流,存在增加線(xiàn)損和產(chǎn)生電磁干擾等問(wèn)題,所以控制系統采用分布式的拓撲結構將更加有利。將執行機構的控制電路從ECU 中分離出來(lái),安裝在執行機構附近,與ECU 主部分以CAN 總線(xiàn)相連接,如圖2 所示。這樣將大大縮短了強電流的運行路線(xiàn)和從執行機構到控制系統反饋線(xiàn)長(cháng),有利于減少線(xiàn)損、降低成本和防止反饋信息受干擾。
圖1 集中控制AMT 系統的結構
圖2 分布式全電動(dòng)型AMT 系統的結構
評論