混合动力汽车自动离合器电机控制系统研究

【摘要】：自动离合器控制系统是电控机械式自动变速器(AMT)控制系统的重要组成部分。自动离合器控制系统由离合器总成和电控系统组成，自动离合器控制系统性能的好坏直接影响着电控机械式自动变速器的换挡品质和自动离合器总成的使用寿命。针对原有自动离合器控制电机使用寿命短、效率低、维护成本高等问题，本文开展了混合动力汽车自动离合器控制电机的设计和开发的研究，主要研究内容如下： 研究和分析了混合动力汽车自动离合器系统结构，在此基础上提出了自动离合器控制电机的设计要求，建立了无刷直流电机数学计算模型，为后面的软件算法提供基础和依据。 阐述了无刷直流电机控制软件设计思路和程序设计的结构，利用C语言在TASKING嵌入式环境中初步完成了自动离合器控制电机控制器软件的编写和调试； 详细论述了无刷直流电机控制器硬件设计与工作原理，对元器件的选型和工作特性也作了一些介绍，主要包括主控芯片选型和介绍，电源模块设计，驱动模块设计，位置传感器模块设计，CAN通讯模块设计；对各个模块中涉及到的电路和主要元器件作了说明，并利用Altium Designer6.9完成了自动离合器控制电机控制器硬件的设计和开发； 进行了自动离合器控制电机的离合器台架性能试验，搭建了两种不同执行机构的试验台架，蜗轮蜗杆执行机构离合器台架和行星轮系执行机构离合器台架。在台架试验的基础上，又进行了混合动力客车整车性能试验，包括混合动力模式和常规动力模式。 【关键词】：混合动力汽车 AMT 自动离合器 无刷直流电机
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7;U463.212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 混合动力汽车的发展9-10
• 1.2 AMT 技术发展概况10-13
• 1.2.1 AMT 国内外发展研究现状10-11
• 1.2.2 AMT 执行机构的发展及分析11-13
• 1.3 离合器的自动控制技术概述13-15
• 1.3.1 离合器的自动控制原理13-14
• 1.3.2 离合器的自动控制技术14
• 1.3.3 自动离合器执行机构的发展及分析14-15
• 1.4 本文的主要内容15-17
• 第2章 自动离合器控制电机系统研究17-31
• 2.1 混合动力汽车自动离合器控制系统17-21
• 2.1.1 混合动力系统结构17-18
• 2.1.2 自动离合器控制系统结构18-21
• 2.2 自动离合器控制电机的技术要求21-23
• 2.3 无刷直流电机控制数学模型建立23-30
• 2.3.1 无刷直流电机结构和工作原理23-26
• 2.3.2 无刷直流电机控制数学模型26-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 无刷直流电机控制器硬件设计31-40
• 3.1 硬件系统总体构成31-32
• 3.2 电机控制芯片选型32-33
• 3.2.1 芯片和元器件选型原则32
• 3.2.2 主控芯片特点32-33
• 3.3 电源模块设计33-35
• 3.3.1 外部输入电压变换电路设计33-34
• 3.3.2 外部输入电压检测电路设计34-35
• 3.4 驱动模块设计35-37
• 3.4.1 预驱动模块35-36
• 3.4.2 功率驱动模块36-37
• 3.5 位置传感器模块设计37-38
• 3.6 CAN 通讯模块设计38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 无刷直流电机控制软件设计40-57
• 4.1 TASKING 嵌入式开发环境40-42
• 4.2 无刷直流电机控制软件算法42-46
• 4.2.1 自动离合器系统控制软件算法42-44
• 4.2.2 无刷直流电机控制软件算法44-46
• 4.3 软件设计思路和结构46-53
• 4.3.1 软件的设计目标46-47
• 4.3.2 软件的硬件运行环境47-48
• 4.3.3 软件设计和处理流程48-50
• 4.3.4 程序软件主要功能模块50-52
• 4.3.5 软件中的主要术语52-53
• 4.4 CAN 网络通讯协议设计53-56
• 4.4.1 CAN 网络的特性53
• 4.4.2 CCU 的通讯协议53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 自动离合器控制电机试验研究57-68
• 5.1 台架试验研究57-62
• 5.1.1 蜗轮蜗杆拉式执行机构台架试验58-60
• 5.1.2 行星轮系扭式执行机构台架试验60-62
• 5.2 整车试验研究62-66
• 5.2.1 混动模式下的整车试验63-65
• 5.2.2 常规模式下的整车试验65-66
• 5.3 本章小结66-68
• 结论68-69
• 附录69-76
• 附录 1 无刷直流电机控制程序代码69-75
• 附录 2 无刷直流电机控制电路原理图75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果79-80
• 致谢80-81
• 作者简介81

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