總線技術在自動變速器換擋控制中應用的試驗研究

何剛

摘要：隨著經濟的發展，人們開始越來越多地追求人力的替代性。自動化產品的種類越來越多，質量也越來越好。有人說是懶人促進了科技的發展，因為懶惰，所以追求簡單，于是出現了許多操作簡單的人工智能產品。不能否認的是，網絡信息服務進行的自動化操作給我們帶來了很大的便利。在汽車駕駛行業，原來的手動調檔逐漸被自動調檔所慢慢代替，總線技術在其中起著非常重要的作用，本文主要論述的就是總線技術在自動變速器換擋控制中應用的試驗研究。

關鍵詞：自動變速器；換擋過程；CAN 總線技術；換擋品質

總線技術又稱為CAN總線，他具有結構簡單、應用靈活方便、可靠性強、價格低廉等優點， 因而越來越受到工業界的青睞，CAN 總線技術也越來越多地應用于車輛。到目前為止，CAN總線已經成為了眾多汽車廠商選擇的協議類型。

科技在不斷地進步和更新，人們的生活也變得越來越簡單，輕松。變速器的主要作用是調整行車的速度，但是在進行速度的調整過程中，調整的過程是比較復雜的，人們在行車的過程中本來就要注意路上的行人還有來往的車輛的狀態，換擋也大大加大了開車的難度，增加了駕駛員的疲勞度。這時候解放駕駛員的一個新的科技出現了，通過網絡信息技術，我們可以實現換擋的自動化。讓開車的過程更加得簡單，輕便。也能有效地減少因為換擋對離合器產生的消耗。

一、 試驗臺基本原理和結構

（一）選擇原因

在進行自動變速器的選擇過程中，因為實驗的需要，我們需要選擇具有代表性的自動變速器。為了實現更好的數據收集，在進行實驗的過程中，要選擇能夠有效輸出數據自動變速器。在目前看來，對于這些變速器的數值的收集和處理主要依靠網絡，因此在選擇自動變速器的過程中，我們選擇了Allison 公司生產的 HD4070PR 自動變速器進行臺架試驗研究。它由先進的電子控制單元控制，采用脈寬調制液壓操縱機構。它自帶CAN接口，換擋高速平穩，因此選擇這款變速器進行實驗。

（二）控制部分

通過 ECU 及采集系統進行試驗數據實時采集并記錄。數據的傳輸通過CAN的節點進行，CAN能夠給數據傳輸提供協議。通過數據的采集和記錄進行整個儀器的操作。

二、控制系統

（一）CPU 介紹

CPU使整個系統的控制系統，在選擇上需要非常的慎重，一個機器的好壞在很大的程度上取決于使用的CPU的性能的好壞。優秀的CPU系統能夠快速地識別指令，然后發出信號，能夠使整個設備的使用效率明顯提高。

（二）總線收發器介紹

CAN 控制器82PC250與CAN總線的連接82PC250為CAN總線收發器，在CAN控制器和CAN總線直接是通過接口連接的。CAN總線并不是只存在一根線，而是通過很多的節點將許多的線路連接到了一起，這些連接的節點就是信號的中轉站，在控制器與總線的連接節點處就是總線收發器，相當于是一個非常重要的信號轉折點，也是信號的輸入和輸出的轉折點。

（三）發送數據程序流程

整個數據處理和發送的流程都是通過編寫好的程序決定的，在數據處理的過程中，所有的數據都需要信息發射緩沖器的準備階段，選擇出需要輸出的信息，然后將信息進行輸出。

三、試驗分析

上述選擇的自動變速器帶有數據的輸出功能，可以將試驗時接收到的發動機數據包括燃油消耗率、機油壓力和溫度、冷卻液溫度等； 接收變速器發送的數據包括渦輪軸轉速、輸出軸轉速、變速器油底殼油溫、緩速器溫度、換擋過程中所選擋位位置、實際達到的擋位位置、當前擋位傳動比、發動機轉矩儀發送轉矩值 （符合 CAN Open協議） 等； 其它信號等等。通過這些數據，我們對這些數據進行性能的分析，同時也對這些數據進行一些解讀。

（一）升擋過程理論分析

具體的升檔過程其實是一個非常復雜的過程，是通過內部一系列的變化，物理行為造成了整個升檔的過程。為了實驗分析的簡便性，我們將升擋過程簡化為一個離合器接合而一個制動器分離的過程。nT 為太陽輪轉速；nJ 為行星架轉速；nQ 為齒圈轉速；MJ 為行星架轉矩；MB為制動器傳遞轉矩；MC為離合器轉矩；PB為制動器油壓；PC為離合器油壓。在工作區域內存在一個A點，這個A點將整個轉輪分為高速工作區和低速工作區。A點之后開始充、放油過程，進入低擋轉矩階段； 離合器轉矩MC不斷增加，制動器傳遞轉矩MB逐漸下降，直到B點時制動器開始出現打滑，低擋轉矩階段結束。在實驗的整個過程中要注意控制無關的變量保持不變，因此所有的小的轉輪的轉速要保持不變。

（二）升擋過程試驗

在實驗的過程中，我們要進行換擋的模擬行為，模擬整個換擋的過程，來研究換擋的具體的原理和流程。在進行模擬的過程中，我們可以十分清楚地看出總線技術在自動變速器中的應用和應用機理。在升檔的過程中，轉輪是不停地轉動的，轉動的過程是有一定的速度的規律的。在汽車的內部有一個轉輪，這個轉輪牽引著汽車的轉動。擋位的調節主要依靠的就是這個轉輪的轉速的調節，當渦輪轉速與6 擋速比的比值等于輸出軸轉速時，離合器油壓迅速升高，值得注意的是，在進行換擋的過程中，轉輪是有一個極值點的，在這個點附近的值都是最大值，除了這個范圍以后，轉輪的速度慢慢降低。整個調擋的過程其實比這個模型復雜很多的，但是基本的原因這個模型已經反映出來了。在這個模型之下，我們可以很清晰地看到整個升擋的過程。

四、結語

自動化技術大大地便捷了我們的工作內容，在自動化技術中，主要依托的就是目前的網絡信息技術，網絡信息技術能夠為整個自動化的過程提供指導，同時也能夠提供大量的數據的支持。總線技術就是網絡協議的一種重要內容，在總線技術之下，信息可以進行安全、穩定地輸送工作。自動變速器方便了我們的日常駕駛工作，總線技術為自動變速提供了技術支持。我相信在新的科技的運用之下，我們的生活一定能夠越來越好，越來越便捷。

參考文獻：

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