1、4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 1/7百度首页登录 意见反馈下载客户端g3581g4EA5 g4374g41DF g3FF6g4EC1 gD2Eg2877 g2E15g4683 g1BB7g14C3 g4364gA57 g47F7g435D gD60gD2E | g8D0g795VIP百度文库专业资料工程科技机械/仪表首页 分类 精品内容 申请认证 机构合作 频道专区 百度智慧课堂 百度教育VIP 汽车无级变速箱控制器TCU的原理为了跟踪世界汽车技术，发展我国汽车工业，“九五”期间，汽车电于控制技术被列为科技攻关项目。辆自动变速是汽车电控技
2、术的一个重要组成部分。采用计算机和电力子驱动术实现车，能消除驾驶员换档差异减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，提高的力性和经济性。汽车的无级变速系统一般是由无级变速箱CVT(ontiuoslyVaribleTransmion)和箱控制器TCU(ransmionrlUt)组成。1CVT的基本结构汽车无级变速系统主要有以下几种形式：(1)液力机械ATHMT(ydroynamicMechaniclTransmion)广泛应用于轿车、公共汽车、重型辆、商用车和工程辆上。(2)机械式AMT(AutmatedMchaniclTransmion)在通常式变速器基础加上微控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目
3、前它应用于部分低档轿局部卡商用车。(3)无级ATCVT(ontiuoslyVaribleTransmion)是目前在小排气量轿车中使用最多的一种。它的主要结和工作原理如图所示。4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 2/7图1无级式ATCVT主要结构和工作原理CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在186年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机车上。但由于结构设计和选材等方面的问题，该传动机构体积过大，传动比过小，无法满足汽行驶的要求。这些缺点限制了它的应用。直到197年通结构的改进和特殊钢
4、带使用，CVT传动比明显提高，具备了在车辆上广泛应用的前提条件。从那时起福、菲亚特和日产等公司车型都曾采用过这种变速传动机构。CVT采用的V形承推钢带由安装在挠性马氏体时效钢圈上的多片楔形钢构成。它的动力从主动轮输入，经过V，从动轮输出。带轮由可以相对滑动两部分钢带位于这两部分间的凹槽内。当两部分靠紧，凹槽较窄，带位于轮外缘，此时轮的工作直径最大随着这间的相对滑越来宽逐渐靠近带中心即小地方汽车刚起动车速较低时主动轮工作直径较小变速器可得到较大传动比，使汽车获得足够力克服行驶阻力。随着车速的升高，主动轮工作直径逐渐增，从轮工作直径越来小，变器传比也相应减小由于带连续化因此这种变速器的传动比也是无
5、级、连续化的，传递动力更平稳其力性和经济远高于行星齿式自变速器。汽车在实际运行中变速箱比的控制是TCU控制直流电动机自完成的。2TCU基本结构TCU的如图2所示，它由单片机、检测电路、驱动电路、源电路以及通讯电路等部分组成。4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 3/7图2TCU的基本结构单片机是采用美国Microhip公司20年3月推出的单片PIC18F452，它在功能上可以满足TCU的要求，在性能上它具有低功耗、工作温度范围宽，并且可较低的电压下正常工作，特别适于汽车电器。检测电路分为脉冲检测开关量检测以及模拟量检测。脉冲检测又分为脉冲计数和脉
6、冲宽度如发动转速输入、输轴转速是采用计数方式。节气门开度则是采用量的方式。模拟量的测主要由滤波电路、放大电路组成A/D转换是采用单片机内自带的10位A/D转换器。变速箱比控制是直流动机驱的。在TCU中是由4支MOSFET组成的H型电路实现对电动机正反转PWM。磁离合器电流也通过MOSFET驱动。在驱动电中除主开关元件、续流二极管外还有保护和检测路。通讯接口的作用主要是观测TCU的工作状态，对传感器的故障分析以及传感器资源的共享。3TCU控制系统程序框图TCU主如3所示。程序首先对内部RAM进行分配，然后对各功能模块如Adminstrao/D转换器、定时PWM波形发生器等初始化。变速箱的比在汽车
7、每次时应处于最小变比的位置，因此在每次停车时应将变速箱归位汽车起动首先检测各参数，如档位开关、发动机速节气门开度、输入、出轴转等这些参数是控制电磁离合器电流和状态依据。当需要增加的比时，TCU控制电机正转，反之机反转。磁离合器控制采用电流量控制方式。它好坏直接影响汽车运行的平稳性经济4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 4/7图3TCU控制系统主程序框图4运行结果图4和图5为汽车实际运行时电磁离合器电流和变速箱比的关系曲线。其中图4为汽车速度从零急加速到120KM/H，到120KM/H后松开油门减到零时电磁离合器电流与发动机转速、节气门开度和输入
8、轴转速之间的曲线图。由可以看出节气门急加到最大后保持一段时间，电磁离合器电流同步紧跟着加，当到峰值时，继续保持不变，发动机转速也加到个值保持不变从图中还可看出电磁离合器电流在增加的过程中断在抖，可知在上升过程中在不断打滑在此段间内发动机转速与输入轴不成比例直到电磁离合器到一个稳定的值后才保持一定的比例关系。当节气门全松开后电磁离合器电流随之下降小变，直到车速达使变箱处于由齿轮变速为主时，电流继续减，当车速为零时电磁离合器电流随之减小到零。图4可知当车速在从零加到120KM/H电磁离合器流输入轴转也慢为在整个过程中我们可看到，节气门开度变化率代表了驾驶员的意图，磁离合器电流主要由节气门开度来决定
9、。电磁离合器的打滑程决定发动机转速和速的之间传输比例关系。4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 5/7注：深蓝输入轴转速，黄节气门开度，紫红发动机转速，浅蓝电磁离合器电流图4电机加时的电磁离合器电流关系曲线5为汽车速度从零加到120KM/H后又由120KM/H减到零时，位置传感器与输入轴转速、输出轴转和电机压之间的关系曲线。由图可知，当汽车速度在从零加到120KM/H过程中，位置传感器变比由最大开始下调直变为最小此时对应电机反转。当车速由开始下降时先保持不，此时电机不转同输入轴和输出成比例的下降，当车速达到一定的值时位置传感器速比由开始上调直到为
10、最大值，此时电机反转(因测试采用电流传感器为单方向的所以图中没有反映出向电流)。入轴速和输出轴转不成比例下降直至零。从5可看到车速在升时位置传感器比的测试值不断地减小(对应的转速比增大)反之，下降的过程中，当车速小于某一时增加。从而实现了变箱的自动调整4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 6/7注：黄位置传感器，深蓝输入轴转速，紫红输出轴转速，浅蓝电机电压图5汽车减速时的变箱比转速曲线通过运行结果可以看出所设计的TCU可以实现电磁离合器转矩和变速箱比的自动控制。从实际感觉，起动和停止及加减速过程平稳。并且具有较好经济性。4/17/2019 汽车无级变速箱控制器 TCU 的原理 - 百度文库https:/ 7/7
