汽车无级变速控制系统中的应用.docx

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MC68HC912DG128A单片机

在汽车无级变速（CVT）控制系统中的应用

摘要

本文论述了基于MC68HC912DG128A单片机的汽车无级变速（CVT）控制系统系统的设计和研制。

1 引言

车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上还依赖于变速器及变速器与发动机的匹配。在汽车上使用的自动变速器大致有三类：液力自动变速器（AutomaticTransmission， AT）、电子控制机械自动变速器（AutomaticMechanicalTransmission，AMT）和金属带式无级变速器（ContinuouslyVariableTransmission，CVT）。前两种变速器都是有级或分段无级自动变速，无级变速器CVT避免了齿轮传动比不连续的缺点，具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便、可使汽车行驶过程中经常处于良好的性能状态、可改善汽车排放和降低燃油消耗等特点，真正实现了无级变速。 我国的汽车工业与发达有较大的差距，通过研制无级变速（CVT）控制系统对缩小差距和世新纪发展我国民族汽车工业都具有十分重要的意义。

无级变速（CVT）控制系统是现代汽车的一项关键技术，它对整车的安全高效运行是非常重要的。我们研制无级变速（CVT）控制系统由传感器、MC68HC912DG128A单片机系统、LCD显示屏、无线MODEM、CAN模块和输出模块等装置组成。该系统装备于东风汽车公司开发的轻型客车EQ6480，促进我国CVT的发展。

2 控制系统的硬件和软件设计

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图1 CVT结构图

1输入轴2行星架3倒档离合器4前进离合器5从动轮固定锥盘6从

动轮可动锥盘7从动轮齿轮

8惰轮9输出轴10金属推力带11主动轮

本课题所研究

的V型金属带传动无级变速器，其变速部分由主动轮组、V型金属带和被动轮组成（图1）。

每个带轮都由两个

带有斜面的锥盘组成，其中一个锥盘是固定的，另一个锥盘通过单片机输出模块控制液压阀使其移动达到变速的目的。

CVT控制系统原理图

倒车离合器M

倒车离合器

M

油门开度传感器

模

拟量输入

I/0

制动踏板传感器

显示驱

动1335

LCD显示屏

320＊240

A/D

离合器位置传感器

无线MODEM

SCI0

SCI0

接口

机油温度传感器

档位选择（DPRNM）

数

字

SCI1

SCI1

接口

笔记本PC

仿真和编程等

Word文档自检开关

程序模式选择开关

量

输入

I/0

CAN

CAN

接口

整车控制器

发动机转速传感器

CVT输入转速传感器

脉冲

P

捕

W

捉

脉冲

前进离合器

CVT输出转速传感器

输

入

MC68HC912GP

输

入

主动油压阀

128A

单片机系统

被动油压阀

.

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离合器，然后对输入信号采集和处理，根据控制策略计算得到相应的传动比，然后，通过PWM控制液压阀，输出相应的主从动缸油压，使CVT实现无级变速。

图2 CVT控制系统硬件原理图

CVT控制系统软硬件设计

模拟量数据采集

通过对各传感器信号进行处理，使其成为 0 至 5V 的电压量，利用MC68HC912DG128A的A/D口，定时采集和查表，将传感器信号转换成数字量，供计算、判断用。查表的目的是消除非线性误差和提高处理速度。在软件编程中，将广泛应用查表法。

车速、发动机转速、和CVT转速的测量和计算

车速、发动机转速、和 CVT 转速传感器是霍尔开关脉冲式，MC68HC912DG128A的TIM接口感应转速，其中车速的计算公式为：

V?1.2???nr

i

0

式中： V── 车速 [Km/h]

n── 传动轴转速 [r/min]

i ── 主传动比

0

r ── 车轮半径 [m]

LCD液晶屏显示

由 1335 等芯片和 LCD 液晶屏组成显示模块（图 3 所示），利用

LCD

LCD液晶屏

(320*240)

68HC912DG128A

PB0-PB2

单片机

PA0-PA7

1335LCD控制器

MC68HC912DG128A的PA和PB口，显示各种数据、曲线和无线MODEM

的状态。

图3 LCD接口电路

湿式离合器Fuzzy控制

模糊逻辑控制技术是一种设计、优化和相对易于实现较复杂系统的有效方法，是一种低成本高附加值的智能控制途径。

湿式离合器的模糊控制就是将驾驶员的经验形成语言规则，利用68HC12的Fuzzy功能，在实时工况下选择合适的语言变量和控制参数来实现对离合器的合理控制。

硬件在环仿真系统

控制器制作完成后，一般并不能直接上车使