基于CAN总线的AMT综合控制策略研究.pdf
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1、第22卷 第3期 2005年3月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and Transportation Research and Development Vol122 No13 Mar12005 文章编号: 10020268 (2005) 03011504 收稿日期: 20040205 作者简介:雷雨龙(1970 - ) ,男,吉林浑江人,博士,副教授,主要研究方向为车辆动力传动系统的集成与控制 1 基于CAN总线的AMT综合控制策略研究 雷雨龙1,阴晓峰2,谭晶星2 (1 1 吉林大学,吉林 长春 130025 , 21 西华大学,四川 成都 610039) 摘
2、要:为适应AMT (机械式自动变速器)车辆动力传动系统综合控制的需要,提出AMT电控系统与发动机电控系统 通过CAN总线来实现AMT起步、换档过程综合控制的构想。本文概述了CAN总线协议及其特点;在分析AMT和发动 机电控系统共用信息的基础上,定义TCU (变速器控制单元)与ECU (发动机控制单元)的通信信息,根据功能的不 同将其划分为指令信息和共享信息;并提出基于CAN总线的AMT起步、换档过程综合控制策略。通过试验证实了控 制策略的有效性。 关键词: CAN总线;机械式自动变速器;综合控制;起步;换档 中图分类号: U463 文献标识码: A Study on Integrated Co
3、ntrol Strategy for AMT Based on CAN Bus LEI Yulong1,YIN Xiaofeng2,TAN Jingxing2 (1 1Jilin University , Jilin Changchun 130025 , China ; 21Xihua University , Sichuan Chengdu 610039 , China) Abstract : T o meet the demand of the integrated control for drive line of vehicle equipped with AMT(Automated
4、Mechanical Transmis2 sion) , an integrated control concept in the start and shift processes for AMTthrough the serial communication between TCU(Transmis2 sion Control Unit) and ECU (Engine Control Unit) was put forward , which was realized by means of CAN (Controller Area Network) bus1In the paper ,
5、 the communication protocol and characteristicsof CAN bus were summarized; by analyzing the common information of TCU and ECU , the communication information between them were defined , which were divided into instructive information and shared information according to their different functions; and
6、 an integrated control strategy in the start and shift processfor AMT based on CAN bus was also put forward1The proposed integrated control strategy is proven to be practicable through the start and shift tests of an AMT prototype car1 Key words : CAN Bus; AMT; Integrated Control ; Start ; Shift 0 引
7、言 电子技术的含量已经成为衡量现代汽车技术水平 的一个重要标志。动力传动系统的自动化是汽车电子 化的一个重要内容,机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission , AMT)以传递效率高、成本 低和易于制造等优点,在自动变速器家族占有一席之 地,具有强大的竞争力和广阔的应用前景1,并成为 各大汽车厂商和研究机构竞相开发的热点。 随着汽车上电子、电器系统的增加,线束粗大、 信息冗余等现象也日渐增多。为解决现代汽车中众多 的控制与测试仪器之间的数据交换,德国BOSCH公 司20世纪80年代初提出了控制器局域网(Controller Area Network ,
8、 CAN) ,并相继为各国汽车厂商使用。 1 CAN总线协议及特点 111 CAN总线协议 1991年9月, BOSCH制定并发布了CAN技术规 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 范2102,分A、B两部分。210A给出了使用11位标 识符的标准报文格式, 210B给出了标准和扩展两种 报文格式,在扩展格式中使用29位标识符。1993年 11月, ISO正式颁布了CAN国际标准 ISO11898 , 为CAN标准化、规范化推广铺平了道路。另外基于 C
9、AN的协议还有SAE J1939 ,推荐了适合于卡车和商 用车的通信标准。 CAN协议支持4种不同的信息帧类型:数据帧, 用于传送数据;远程帧,请求发送数据;错误帧,标 识探测到的错误;超载帧,延迟下一个信息帧。 112 特点 CAN总线属于现场总线的范畴,它是一种有效 支持分布式控制或实时控制的串行通信总线,其应用 范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。CAN 总线的通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据 链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位 填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项 工作。它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、 同轴电缆或光纤,通信速率可达1Mbps3
10、。 CAN协议的一个最大特点是废除传统的站地址 编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方 法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制, 这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接 收到相同的数据,这一点在分布式控制系统中非常有 用。数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领 域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。 2 AMT的综合控制 211 AMT的基本思想 AMT是在传统固定轴式变速箱和干式离合器的 基础上,以电子控制单元(Electronically Controlled U2 nit , ECU)为核心,根据由选择手柄、加速踏板、刹 车踏板等表达的驾驶员意图和车辆运行
11、状态信息(包 括发动机转速、输入轴转速、车速、档位等 ) , 依照 预先设置的控制规律(换档规律、离合器接合规律、 发动机控制算法等 ) , 借助于相应的执行机构(离合 器执行机构、选换档执行机构及供油执行机构 ) , 对 车辆动力传动系(发动机、离合器及变速器) 进行综合控制来实现起步、换档等过程的自动化。 212 AMT综合控制系统结构 车辆动力传动系统是一个有机整体,为了提高 AMT车辆的性能和品质,其起步和换档过程控制必 须与发动机控制相协调。基于CAN总线的AMT综合 控制系统结构如图1所示,变速器控制单元(TCU) 与发动机控制单元(ECU)通过CAN总线实现信息 共享。 图1 基
12、于CAN总线的AMT综合控制系统结构 213 共享信息及指令信息定义 AMT控制所需信息包括:选择手柄、加速踏板 位置、节气门开度、发动机转速、输入轴转速、车 速、离合器位移、档位、刹车、手刹车、液压油温度 等信号。发动机电子控制用传感器包括:加速踏板位 置、节气门开度、发动机转速、曲轴位置、温度、压 力、流量、氧传感器及爆震传感器等。 共享信息用于减少传感器的数量以及在故障诊断 中提供冗余信息,包括加速踏板位置、节气门开度、 发动机转速、输入轴转速、车速、档位、离合器位 移。指令信息则用于综合控制中对相关控制对象的控 制目标的给定。在AMT的综合控制中主要是起步、 换档过程中对发动机目标转速
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- 基于 CAN 总线 AMT 综合 控制 策略 研究
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