总线技术在自动变速器换挡控制中应用的试验研究

何刚

摘要：随着经济的发展，人们开始越来越多地追求人力的替代性。自动化产品的种类越来越多，质量也越来越好。有人说是懒人促进了科技的发展，因为懒惰，所以追求简单，于是出现了许多操作简单的人工智能产品。不能否认的是，网络信息服务进行的自动化操作给我们带来了很大的便利。在汽车驾驶行业，原来的手动调档逐渐被自动调档所慢慢代替，总线技术在其中起着非常重要的作用，本文主要论述的就是总线技术在自动变速器换挡控制中应用的试验研究。

关键词：自动变速器；换挡过程；CAN 总线技术；换挡品质

总线技术又称为CAN总线，他具有结构简单、应用灵活方便、可靠性强、价格低廉等优点， 因而越来越受到工业界的青睐，CAN 总线技术也越来越多地应用于车辆。到目前为止，CAN总线已经成为了众多汽车厂商选择的协议类型。

科技在不斷地进步和更新，人们的生活也变得越来越简单，轻松。变速器的主要作用是调整行车的速度，但是在进行速度的调整过程中，调整的过程是比较复杂的，人们在行车的过程中本来就要注意路上的行人还有来往的车辆的状态，换挡也大大加大了开车的难度，增加了驾驶员的疲劳度。这时候解放驾驶员的一个新的科技出现了，通过网络信息技术，我们可以实现换挡的自动化。让开车的过程更加得简单，轻便。也能有效地减少因为换挡对离合器产生的消耗。

一、 试验台基本原理和结构

（一）选择原因

在进行自动变速器的选择过程中，因为实验的需要，我们需要选择具有代表性的自动变速器。为了实现更好的数据收集，在进行实验的过程中，要选择能够有效输出数据自动变速器。在目前看来，对于这些变速器的数值的收集和处理主要依靠网络，因此在选择自动变速器的过程中，我们选择了Allison 公司生产的 HD4070PR 自动变速器进行台架试验研究。它由先进的电子控制单元控制，采用脉宽调制液压操纵机构。它自带CAN接口，换挡高速平稳，因此选择这款变速器进行实验。

（二）控制部分

通过 ECU 及采集系统进行试验数据实时采集并记录。数据的传输通过CAN的节点进行，CAN能够给数据传输提供协议。通过数据的采集和记录进行整个仪器的操作。

二、控制系统

（一）CPU 介绍

CPU使整个系统的控制系统，在选择上需要非常的慎重，一个机器的好坏在很大的程度上取决于使用的CPU的性能的好坏。优秀的CPU系统能够快速地识别指令，然后发出信号，能够使整个设备的使用效率明显提高。

（二）总线收发器介绍

CAN 控制器82PC250与CAN总线的连接82PC250为CAN总线收发器，在CAN控制器和CAN总线直接是通过接口连接的。CAN总线并不是只存在一根线，而是通过很多的节点将许多的线路连接到了一起，这些连接的节点就是信号的中转站，在控制器与总线的连接节点处就是总线收发器，相当于是一个非常重要的信号转折点，也是信号的输入和输出的转折点。

（三）发送数据程序流程

整个数据处理和发送的流程都是通过编写好的程序决定的，在数据处理的过程中，所有的数据都需要信息发射缓冲器的准备阶段，选择出需要输出的信息，然后将信息进行输出。

三、试验分析

上述选择的自动变速器带有数据的输出功能，可以将试验时接收到的发动机数据包括燃油消耗率、机油压力和温度、冷却液温度等； 接收变速器发送的数据包括涡轮轴转速、输出轴转速、变速器油底壳油温、缓速器温度、换挡过程中所选挡位位置、实际达到的挡位位置、当前挡位传动比、发动机转矩仪发送转矩值 （符合 CAN Open协议） 等； 其它信号等等。通过这些数据，我们对这些数据进行性能的分析，同时也对这些数据进行一些解读。

（一）升挡过程理论分析

具体的升档过程其实是一个非常复杂的过程，是通过内部一系列的变化，物理行为造成了整个升档的过程。为了实验分析的简便性，我们将升挡过程简化为一个离合器接合而一个制动器分离的过程。nT 为太阳轮转速；nJ 为行星架转速；nQ 为齿圈转速；MJ 为行星架转矩；MB为制动器传递转矩；MC为离合器转矩；PB为制动器油压；PC为离合器油压。在工作区域内存在一个A点，这个A点将整个转轮分为高速工作区和低速工作区。A点之后开始充、放油过程，进入低挡转矩阶段； 离合器转矩MC不断增加，制动器传递转矩MB逐渐下降，直到B点时制动器开始出现打滑，低挡转矩阶段结束。在实验的整个过程中要注意控制无关的变量保持不变，因此所有的小的转轮的转速要保持不变。

（二）升挡过程试验

在实验的过程中，我们要进行换挡的模拟行为，模拟整个换挡的过程，来研究换挡的具体的原理和流程。在进行模拟的过程中，我们可以十分清楚地看出总线技术在自动变速器中的应用和应用机理。在升档的过程中，转轮是不停地转动的，转动的过程是有一定的速度的规律的。在汽车的内部有一个转轮，这个转轮牵引着汽车的转动。挡位的调节主要依靠的就是这个转轮的转速的调节，当涡轮转速与6 挡速比的比值等于输出轴转速时，离合器油压迅速升高，值得注意的是，在进行换挡的过程中，转轮是有一个极值点的，在这个点附近的值都是最大值，除了这个范围以后，转轮的速度慢慢降低。整個调挡的过程其实比这个模型复杂很多的，但是基本的原因这个模型已经反映出来了。在这个模型之下，我们可以很清晰地看到整个升挡的过程。

四、结语

自动化技术大大地便捷了我们的工作内容，在自动化技术中，主要依托的就是目前的网络信息技术，网络信息技术能够为整个自动化的过程提供指导，同时也能够提供大量的数据的支持。总线技术就是网络协议的一种重要内容，在总线技术之下，信息可以进行安全、稳定地输送工作。自动变速器方便了我们的日常驾驶工作，总线技术为自动变速提供了技术支持。我相信在新的科技的运用之下，我们的生活一定能够越来越好，越来越便捷。

参考文献：

[1]徐灏.疲劳强度[M].北京：高等教育出版社，1988.

[2]张林波，柳杨，黄鹏程，等.有限元疲劳分析法在汽车工程上的应用[J].计算机辅助工程，2006（15）：7680.