Resumo: Com o objetivo dos problemas de baixa qualidade e baixa economia de mudança de engrenagem de veículo elétrico, foi proposto o novo tipo de AMT de controle eletronicamente. A transmissão foi baseada na estrutura e princípio da AMT normal. O motor da escova CC foi usado como um motor de engrenagem de mudança de setand e AMT controlando eletronicamente. Portanto, o microcontrolador MPC5634 da FreeScale foi selecionado para projetar o circuito de hardware do controlador de transmissão, e o programa principal e vários programas sub-noduleos do controlador foram projetados por RELERRINTO O Modo de Controle Básico de Controle Eletronicamente Nomal no Módulo de Comunicação de Can CAN e CAN e Foram adicionados o ModuSor de Comunicação em série que atingiu os dados Belyeen ECU e o controlador da AMT controladora eletronicamente. Os testes de bancada de geashifting do controlador indica que o design do controlador pode ser uma operação de mudança eficiente e um desempenho estável.
Palavras -chave: Veículo elétrico: Transmissão mecânica automática (AMT): Comunicação pode: Motor de mudança
Atualmente, as transmissões adequadas para veículos elétricos também se tornaram um dos pontos quentes da pesquisa de veículos elétricos. A transmissão automática elétrica controlada eletronicamente foi amplamente utilizada em veículos elétricos devido às suas vantagens de estrutura simples e boa confiabilidade. Atualmente, a pesquisa internacional sobre a tecnologia de controle de mudança de AMT de veículos elétricos se concentra principalmente em dois aspectos: controle de processos de mudança de marchas e pesquisa de direito de mudança de mudança. A tecnologia de controle de processos de mudança de marcha determina a qualidade da mudança e a suavidade de condução dos veículos elétricos durante a direção, e é uma das importantes direções de pesquisa do controle de transmissão automática mecânica, e o motor de mudança é a fonte de energia de execução do turno B do AMT que afeta o desempenho do desempenho de Controlador AMT. Neste estudo, é proposta uma transmissão automática mecânica de duas velocidades controlada eletronicamente.
Como o controlador AMT funciona
A AMT é um sistema típico de controle de circuito fechado, que consiste em três partes: sensor, atuador e controlador. O controlador AMT é responsável por receber o sinal do sensor e enviar instruções ao atuador, enquanto coleta a corrente do motor de mudança como um sinal de feedback para controlar o torque de saída do motor de mudança. O sistema AMT funciona como mostrado na Figura 1.
De acordo com o comportamento de condução do motorista, o controlador AMT executa operações de mudança de engrenagem correspondentes de acordo com a estratégia de controle de mudança quando recebe o sinal do acelerador, sinal de velocidade do motor, sinal do pedal do freio, sinal de velocidade do veículo e sinal de engrenagem. O sinal da posição da engrenagem é fornecido pelo sensor de salão interno do sistema AMT, o sinal de velocidade do veículo e o sinal de velocidade do motor são obtidos através da lata para reduzir a ocupação dos recursos elétricos de todo o veículo, e o sinal de feedback atual é obtido por o módulo de amostragem atual.
Implementação de hardware do controlador AMT
2.1 Recursos MPC5634
O MPC5634 é um chip de microprocessador de 32 bits de grau automotivo produzido pela Freescale nos Estados Unidos, com espaço de armazenamento EEPROM de 1,5 MB de Flash e 94 KB de RAM executando memória para atender aos requisitos de armazenamento e operação dos programas de controle AMT; Módulo de hardware de loop bloqueado de fase embutido, com função interna de overclock, acelerar a velocidade de execução do software, reduzir a interferência eletromagnética em outros dispositivos e a operação geral é mais estável.
2.2 Arquitetura de hardware
O módulo de potência do controlador AMT converte a tensão de 12V a bordo em 5V e 3,3V para o MCU e vários sensores. O MCU recebe sinais digitais, sinais analógicos, sinais de pulso, sinais de velocidade do veículo das redes de barramento CAN, sinais de velocidade do motor etc. coletados de vários sensores para realizar a saída do chip de driver MOSFET dois sinais PWM para controlar a condução do chip de controle. O chip do motorista amplifica o sinal elétrico fraco do MCU para atender à corrente que dirige o tubo MOSFET. A regulação da retificação e da tensão consiste em um circuito de ponte H, consistindo em dois quatro MOSFETs do tipo P para acionar dois motores CC escovados para mudança de engrenagem. O modo de detecção atual é usado para feedir a magnitude da corrente do motor de mudança, e o sinal de feedback é fornecido ao chip de driver para proteção de hardware e o outro ao MCU para proteção de software, de modo a atender aos requisitos estáticos e dinâmicos do sistema inteiro ao mesmo tempo.
A partir dos requisitos funcionais do controlador AMT, a arquitetura de hardware do controlador projetada neste artigo é mostrada na Figura 2.
2.3 AMT Hardware Module Design
Os controladores AMT incluem principalmente módulo de fonte de alimentação, módulo do controlador principal, módulo de circuito de unidade, módulo de comunicação da lata, módulo de comunicação SCI, módulo de amostragem de corrente, módulo de depuração JTAC e módulo de proteção de sobrecorrente. 2.3.1 Circuito de comunicação pode
O microcontrolador MPC5634 possui um módulo MSCAN embutido e suporta o protocolo CAN20A/B. O esquema do circuito de comunicação CAN do controlador AMT é mostrado na Figura 3.
2.3.2 Projeto de circuito de acionamento do motor
O sistema AMT elétrico controlado eletronicamente usa o motor da escova DC como a fonte de energia do atuador de mudança, e o MOSFET é usado como interruptor eletrônico, aqui o autor escolhe o Mosfet AUIRFS8403 da empresa internacional de retificador de retificador como o interruptor eletrônico, que pode atenda totalmente às necessidades da unidade do motor da coluna AMT controlado eletronicamente. Além disso, considerando que a saída do sinal elétrico na extremidade do pino do microcomputador de chip único não pode dirigir diretamente o chip a funcionar, o autor propõe usar o motorista especial do motor HC da Bridge do IR AWIRS2004S para amplificar a corrente de direção e depois dirigir o Comutação on-off do interruptor eletrônico. Dois chips de driver Auirs2004s são usados aqui para fazer o layout do circuito de acionamento, envie duas ondas PWM através do chip de controle principal, perceba a troca de quatro MOSFETs do circuito de acionamento da ponte H do motor DC, perceba a rotação direta e reversa e a tração nas costas do motor, e também têm funções de sobretensão, subtensão e proteção de sobrecorrente. "Além disso, o principal chip de controle pode realizar o monitoramento da condição de trabalho do chip do driver. O esquema do circuito de acionamento do motor é mostrado na Figura 4.
2.3.3 Projeto de circuito de amostragem atual
O motor de mudança do sistema AMT possui uma potência nominal de 60W, uma tensão nominal de 12V, um resistor de amostragem de 0,005Ω, uma queda de tensão de resistência à amostragem de 0,025V, um fator de ampliação de 100 vezes e um sinal de tensão correspondente ao o sinal A corrente máxima é convertida na faixa de conversão A/D do microcomputador de chip único dentro de 5V. O LM358 é selecionado como um amplificador operacional, o sinal de tensão é amplificado e a entrada na porta AN16 e a porta AN17 do microcomputador de chip único, e o circuito de amostragem e liberação atual é um circuito analógico, e o solo analógico e o solo digital são isolados com um resistor de 0Ω para melhorar a precisão da amostragem e evitar interferências de fase. O diagrama esquemático do circuito de amostragem atual pode ser visto na Figura 5, a amplificação da tensão depende da proporção dos resistores R51 e R50 e os capacitores C48 ~ C50 são usados para filtrar sinais de ruído de alta frequência e melhorar a precisão da amostragem.
2.3.4 Circuito da placa do sistema central
A placa do sistema principal é uma placa de PCB relativamente independente, que é composta principalmente por parte da fonte de alimentação, circuito de oscilador de cristal, circuito de redefinição, circuito JTAG e outras peças. O circuito da placa do sistema principal é mostrado na Figura 6.
Implementação de software do controlador AMT
Combinado com os objetivos de controle do controlador AMT, determine o modo de controle do controlador AMT.
3.1 Design geral da parte do software AMT
A parte do software do sistema de controle AMT elétrico controlado eletronicamente adota programação modular e o principal programa do sistema de controle AMT controlado eletronicamente é mostrado na Figura 7.
A tecla EV é inserida, o interruptor ON de engrenagem é ativado e o sistema de controle é ativado. Primeiro, a interrupção é fechada e a porta I/0 de chip de controle, módulo A/D, módulo CAN, módulo PWM, módulo de relógio EEPROM e módulo de comunicação serial são inicializados e a interrupção é ativada após a conclusão. A unidade de controle de transmissão automática executa para detectar se o subsistema de cada módulo está na posição normal do sinalizador, relate uma mensagem de erro se o sistema for anormal e aguarde o sinal de partida do comutador de ignição, se for normal.
Depois que o motorista liga o interruptor de ignição, o TCU primeiro lê o sinal de posição da alavanca de mudança, segundo o qual a intenção de operação do motorista é julgada e, em seguida, obtém a velocidade, a velocidade do veículo, o sinal de abertura do acelerador etc. do motor de energia através do motor através do Can Bus e realiza o controle de mudança de marcha de acordo com a lei de mudança pré-formulada. Depois de concluir a mudança de engrenagem e atender às condições para enviar mensagens de lata, o sinal de engrenagem atual é enviado ao raspador de controle do veículo através da comunicação CAN.
3.2 Design de algoritmo de controle
O sistema adota um atuador de mudança elétrica controlado eletronicamente como o modo de acionamento de mudança, portanto, há uma situação em que a precisão do posicionamento é baixa. Para garantir a percepção precisa das ações de mudança de marcha e seleção de equipamentos, mudança de engrenagem suave e rápida, o algoritmo clássico de controle proporcional-diferencial (PD) é adotado para o motor de mudança para realizar o gabinete de controle de circuito fechado do sensor de posição de mudança e a corrente do sinal de feedback do sensor de posição
O controle do atuador AMT com base no algoritmo PD é mostrado na Figura 8.
4. Análise dos resultados experimentais
Neste artigo, o controlador AMT auto-projetado é testado em um banco e a operação do motor de mudança em condições reais de trabalho é mostrada na Figura (9 ~ 11).
Finalmente, quando o ciclo de trabalho da PWM é de 90%, a condição de trabalho do motor de mudança selecionada é o mais ideal e a velocidade de corrente é medida pelo testador de velocidade do motor em 22RAD/min. A partir da curva característica da corrente do motor na figura, pode -se descobrir que há um leve fenômeno de falha causado pelo Motor Back EMF na parte superior da forma de onda do sinal de acionamento.
Após o teste de bancada acima mencionado, o autor conduziu um teste de rodovia de veículo. Devido às limitações das condições do teste, o julgamento subjetivo é usado aqui para confirmar a suavidade e o conforto do processo de mudança.
Através do teste da estrada do veículo, os resultados do teste do sistema de controle AMT são obtidos, conforme mostrado na Tabela 1.
No caso de nenhuma carga, este estudo verifica se o sistema de controle da AMT pode conduzir o atuador de mudança para executar a operação de mudança de acordo com as instruções emitidas. A suavidade de mudança é melhor e o impacto da mudança é relativamente pequeno.
5. Conclusão
Neste estudo, um controlador de transmissão mecânica de duas velocidades para veículos elétricos foi projetado com base no chip de controle principal MPC5634 da Freescale, e foi adicionada função de comunicação. Depois que o teste de bancada verifica, os resultados mostram que o software e o hardware do controlador funcionam normalmente, o motor de mudança é para frente e reverso e pode executar a operação de mudança para o sinal de entrada em tempo real. No teste do veículo, o veículo elétrico pode perceber com rapidez e precisão a ação de mudança durante a condução, o que reduz efetivamente o impacto de mudança da transmissão da AMT e melhora o conforto de pilotagem do veículo elétrico. Os resultados desta pesquisa podem realizar a operação mais eficiente do sistema de acionamento de veículos elétricos, que possui um valor prático de engenharia.
