Riassunto: mirando ai problemi di scarsa qualità e bassa economia dello spostamento degli ingranaggi del veicolo elettrico, è stato proposto il nuovo tipo di AMT di controllo elettronico. La trasmissione si basava sulla struttura e sul principio della normale AMT. Il motore a spazzola DC è stato utilizzato come motore a cambio selezionato e che controlla elettronicamente AMT. Pertanto, il microcontrollore MPC5634 da Freescale è stato selezionato per progettare il circuito hardware del controller di trasmissione e il programma principale e vari programmi sub-noduli del controller sono stati progettati da Renerrinto la modalità di controllo di base del controllo elettronico nominale e il modulo di comunicazione e Sono stati aggiunti modulesori di comunicazione seriale che raggiunge la traduzione dei dati Belyeen ECU e il controllore della AMT di controllo elettronicamente. I test da banco di geashifting del controller indicano che la progettazione del controller può essere un'operazione di mutevole efficiente e una prestazione stabile.
Parole chiave: veicolo elettrico: trasmissione meccanica automatica (AMT): CAN COMUNICAZIONE: MOTORE SHIFT
Al momento, le trasmissioni adatte ai veicoli elettrici sono diventate anche uno dei punti caldi nella ricerca sui veicoli elettrici. La trasmissione automatica meccanica elettrica controllata elettronicamente è stata ampiamente utilizzata nei veicoli elettrici a causa dei suoi vantaggi di struttura semplice e buona affidabilità. Allo stato attuale, la ricerca internazionale sulla tecnologia di controllo del turno AMT dei veicoli elettrici si concentra principalmente su due aspetti: controllo del processo a cambio di marcia e ricerca sulla giurisprudenza. La tecnologia di controllo del processo a spostamento del cambio determina la qualità del cambio e la levigatura della guida dei veicoli elettrici durante la guida ed è una delle importanti direzioni di ricerca del controllo meccanico di trasmissione automatica e il motore a turni è la fonte di energia di esecuzione del turno B che influisce sulle prestazioni di Controller AMT. In questo studio, viene proposta una trasmissione automatica meccanica a due velocità meccanica elettronicamente.
Come funziona il controller AMT
AMT è un tipico sistema di controllo a circuito chiuso, che consiste in tre parti: sensore, attuatore e controller. Il controller AMT è responsabile della ricezione del segnale del sensore e dell'invio delle istruzioni all'attuatore, mentre si raccoglie la corrente del motore di spostamento come segnale di feedback per controllare la coppia di uscita del motore di spostamento. Il sistema AMT funziona come mostrato nella Figura 1.
Secondo il comportamento di guida del conducente, il controller AMT esegue le operazioni di spostamento degli ingranaggi corrispondenti secondo la strategia di controllo del cambio quando riceve il segnale dell'acceleratore, il segnale di velocità del motore, il segnale del pedale del freno, il segnale di velocità del veicolo e il segnale di marcia. Il segnale di posizione degli ingranaggi è fornito dal sensore interno della sala del sistema AMT, il segnale di velocità del veicolo e il segnale di velocità del motore sono ottenuti attraverso la lattina per ridurre l'occupazione delle risorse elettriche dell'intero veicolo e il segnale di feedback corrente è ottenuto da il modulo di campionamento corrente.
2 Implementazione hardware del controller AMT
2.1 Caratteristiche MPC5634
MPC5634 è un chip a microprocessore a 32 bit di livello automobilistico prodotto da Freescale negli Stati Uniti, con spazio di archiviazione EEPROM FLASH 1,5 MB e memoria di RAM da 94 kb per soddisfare i requisiti di archiviazione e funzionamento dei programmi di controllo AMT; Modulo hardware ad anello bloccato in fase incorporato, con funzione di overclocking interno, velocità di corsa del software accelerato, ridurre l'interferenza elettromagnetica ad altri dispositivi e il funzionamento complessivo è più stabile.
2.2 Architettura hardware
Il modulo di alimentazione del controller AMT converte la tensione 12V a bordo a 5 V e 3,3 V per l'MCU e vari sensori. L'MCU riceve segnali digitali, segnali analogici, segnali di impulso, segnali di velocità del veicolo da reti di bus CAN, segnali di velocità del motore, ecc. Raccolti da vari sensori per realizzare il chip del driver MOSFET Output due segnali PWM per controllare la conduzione del chip di controllo. Il chip del conducente amplifica il segnale elettrico debole dall'MCU per soddisfare la corrente che guida il tubo MOSFET. La regolazione della rettifica e della tensione è costituita da un circuito di ponte H costituito da due MOSFET di tipo P a quattro P per guidare due motori DC spazzolati per lo spostamento degli ingranaggi. La modalità di rilevamento di corrente viene utilizzata per feedback dell'entità della corrente del motore a spostamento e il segnale di feedback viene fornito al chip del driver per la protezione dell'hardware e l'altro all'MCU per la protezione del software, in modo da soddisfare i requisiti statici e dinamici del intero sistema allo stesso tempo.
A partire dai requisiti funzionali del controller AMT, l'architettura hardware del controller progettata in questo articolo è mostrata nella Figura 2.
2.3 Design del modulo hardware AMT
I controller AMT includono principalmente il modulo di alimentazione, il modulo del controller principale, il modulo del circuito di azionamento, il modulo di comunicazione CAN, il modulo di comunicazione SCI, il modulo di campionamento corrente, il modulo di debug JTAC e il modulo di protezione da sovracorrente. 2.3.1 Circuito di comunicazione
Il microcontrollore MPC5634 ha un modulo MSCAN integrato e supporta il protocollo CAN20A/B. Lo schema del circuito di comunicazione CAN del controller AMT è mostrato nella Figura 3.
2.3.2 Design del circuito di trasmissione del motore
Il sistema AMT elettrico controllato elettronicamente utilizza il motore a spazzola DC come fonte di alimentazione dell'attuatore di cambio e il MOSFET viene utilizzato come interruttore elettronico, qui l'autore sceglie il MOSFET AUIRFS8403 del raddrizzatore internazionale IR Company soddisfare completamente le esigenze di azionamento del motore della colonna opzionale AMT controllata elettronicamente. Inoltre, considerando che l'uscita del segnale elettrico all'estremità del pin del microcomputer a chip singolo non può guidare direttamente il chip al funzionamento, l'autore propone di utilizzare il driver speciale del motore DC DC di IR per amplificare la corrente di guida e quindi guidare il corrente di guida e quindi guidare il corrente di guida e quindi guidare il corrente commutazione on-off dell'interruttore elettronico. Qui vengono utilizzati due chip di driver Auirs2004S per layout del circuito di azionamento, inviare due onde PWM attraverso il chip di controllo principale, realizzare la commutazione di quattro mosfet del circuito di azionamento del ponte H del motore DC, realizzare la rotazione in avanti e inversa del motore e ha anche funzioni di protezione da sovratensione, sottotensione e sovracorrente. "Inoltre, il chip di controllo principale può realizzare il monitoraggio della condizione di lavoro del chip del driver. Lo schema del circuito di trasmissione del motore è mostrato nella Figura 4.
2.3.3 Design del circuito di campionamento corrente
Il motore a spostamento del sistema AMT ha una potenza nominale di 60 W, una tensione nominale di 12V, un resistore di campionamento di 0,005Ω, una goccia di tensione di resistenza di campionamento di 0,025 V, un fattore di ingrandimento di 100 volte e un segnale di tensione corrispondente al La corrente massima viene convertita nell'intervallo di conversione A/D del microcomputer a chip singolo entro 5 V. LM358 è selezionato come amplificatore operativo, il segnale di tensione viene amplificato e ingresso nella porta AN16 e la porta AN17 del microcomputer a chip singolo e il circuito di campionamento e rilascio di corrente è un circuito analogico e la terra analogica è isolata con una resistenza da 0Ω per migliorare l'accuratezza del campionamento ed evitare l'interferenza di fase. Il diagramma schematico del circuito di campionamento di corrente può essere visto nella Figura 5, l'amplificazione della tensione dipende dal rapporto tra resistori R51 e R50 e i condensatori C48 ~ C50 vengono utilizzati per filtrare i segnali di rumore ad alta frequenza e migliorare l'accuratezza del campionamento.
2.3.4 Circuito della scheda di sistema centrale
La scheda di sistema centrale è una scheda PCB relativamente indipendente, che è principalmente composta da parte dell'alimentazione, circuito di oscillatore di cristalli, circuito di reset, circuito JTAG e altre parti. Il circuito della scheda di sistema centrale è mostrato nella Figura 6.
Implementazione del software del controller AMT
In combinazione con gli obiettivi di controllo del controller AMT, determinare la modalità di controllo del controller AMT.
3.1 Progettazione complessiva della parte del software AMT
La parte software del sistema di controllo AMT elettrico controllato elettronicamente adotta la programmazione modulare e il programma principale del sistema di controllo AMT controllato elettronicamente è mostrato nella Figura 7.
Viene inserito il tasto EV, l'interruttore su ingranaggi viene attivato e il sistema di controllo è attivato. Innanzitutto, l'interrupt è chiuso e la porta I/0 del chip di controllo principale, il modulo A/D, il modulo bus CAN, il modulo PWM, il modulo di clock EEPROM e il modulo di comunicazione seriale sono inizializzati e l'interrupt viene acceso dopo il completamento. L'unità di controllo della trasmissione automatica si esegue per rilevare se il sottosistema di ciascun modulo è nella posizione del flag normale, segnalare un messaggio di errore se il sistema è anormale e attendere il segnale di avvio dell'interruttore di accensione se è normale.
Dopo che il conducente accende l'interruttore di accensione, il TCU legge innanzitutto il segnale di posizione della leva del cambio, secondo il quale viene giudicata l'intenzione operativa del conducente, quindi ottiene la velocità, la velocità del veicolo, il segnale di apertura dell'acceleratore, ecc. Can Bus e esegue il controllo del cambio in base alla legge mutevole pre-formulata. Dopo aver completato la modifica degli ingranaggi e aver soddisfatto le condizioni per l'invio di messaggi CAN, il segnale di marcia corrente viene inviato al raschietto di controllo del veicolo attraverso la comunicazione CAN.
3.2 Design dell'algoritmo di controllo
Il sistema adotta un attuatore di spostamento elettrico controllato elettronicamente come modalità di trasmissione del cambio, quindi c'è una situazione in cui l'accuratezza del posizionamento è bassa. Al fine di garantire l'accurata realizzazione delle azioni dello spostamento degli ingranaggi e della selezione degli ingranaggi, è stato adottato il cambio di marcia morbido e veloce, viene adottato l'algoritmo di controllo proporzionale-differenziale proporzionale (PD) per realizzare il motore a circuito chiuso del sensore di posizione del cambio e la corrente del segnale di feedback del sensore di posizione
Il controllo dell'attuatore AMT basato sull'algoritmo PD è mostrato nella Figura 8.
4. Analisi dei risultati sperimentali
In questo documento, il controller AMT auto-progettato viene testato su una panchina e il funzionamento del motore di spostamento in condizioni di lavoro effettive è mostrato in Figura (9 ~ 11).
Infine, quando il ciclo di lavoro PWM è del 90%, la condizione di funzionamento del motore a turno selezionato è la più ideale e la velocità corrente viene misurata dal tester di velocità del motore in 22rad/min. Dalla curva caratteristica della corrente del motore nella figura, si può scoprire che esiste un leggero fenomeno di glitch causato dall'EMF posteriore del motore nella parte superiore della forma d'onda del segnale di azionamento.
Dopo il test da banco sopra menzionato, l'autore ha successivamente condotto un test su strada del veicolo. A causa dei limiti delle condizioni del test, il giudizio soggettivo viene utilizzato qui per confermare la levigatezza e il comfort del processo di spostamento.
Attraverso il test su strada del veicolo, si ottengono i risultati del test del sistema di controllo AMT, come mostrato nella Tabella 1.
In caso di carico, questo studio verifica che il sistema di controllo AMT possa guidare l'attuatore a turni per eseguire l'operazione di cambio in base alle istruzioni emesse. La morbidezza mutevole è migliore e l'impatto del turno è relativamente piccolo.
5. conclusione
In questo studio, un controller di trasmissione automatico meccanico a due velocità per veicoli elettrici è stato progettato in base al chip di controllo principale MPC5634 di Freescale ed è stata aggiunta la funzione di comunicazione CAN. Dopo che il test del banco verifica, i risultati mostrano che il software e hardware del controller funzionano normalmente, il motore a turni funziona in avanti e invertito e può eseguire il funzionamento del cambio per il segnale di ingresso in tempo reale. Nel test del veicolo, il veicolo elettrico può realizzare rapidamente e accuratamente l'azione mutevole durante la guida, che riduce efficacemente l'impatto del cambio della trasmissione AMT e migliora il comfort di guida del veicolo elettrico. I risultati di questa ricerca possono realizzare il funzionamento più efficiente del sistema di trasmissione del veicolo elettrico, che ha un certo valore pratico ingegneristico.
