離合器控制軟件設(shè)計 - 基于CAN總線的自動離合器控制器設(shè)計

　　離合器的控制程序包括三個部分： 離合器分離控制程序、起步結(jié)合控制程序、換擋結(jié)合控制程序。其中分離控制程序比較簡單，ECU 得到分離指令后， 離合器全速分離， 并且準確地在完全分離點停止即可。離合器的控制難點在于起步結(jié)合控制。離合器的起步結(jié)合過程既要保證車輛起步的平穩(wěn)性、舒適性、起步不熄火， 又要保證起步的快速性， 減少滑摩功的產(chǎn)生， 延長離合器使用壽命。因此， 要取得較好的控制效果除了對離合器的結(jié)合量進行控制外， 還要對離合器的結(jié)合速度進行控制， 并通過與發(fā)動機的協(xié)調(diào)控制， 提高控制效果。圖4 為起步結(jié)合控制軟件流程圖。換擋過程中離合器的結(jié)合控制與起步控制在控制策略上類似， 在此不再贅述。

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　　圖4 起步結(jié)合控制軟件流程圖

　　3.2 CAN 通信協(xié)議設(shè)計

　　CAN 通信協(xié)議包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層是通過硬件實現(xiàn)的， 在使用CAN 通信時， 需要開發(fā)者自行定義應用層協(xié)議。構(gòu)造應用層協(xié)議的主要任務(wù)是ID 分配、定義消息周期、確定信號與消息的映射關(guān)系。設(shè)計要考慮的主要因素有數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求、數(shù)據(jù)的相對重要程度、與數(shù)據(jù)相關(guān)的應用控制算法對數(shù)據(jù)的時間要求等。國際上存在一些現(xiàn)有的標準， 如CANopen 、SAE J1939 等。

　　在一些利用簡單的通信協(xié)議就可以滿足要求的情況下， 采用復雜的協(xié)議會造成資源浪費， 用戶在應用時也會覺得諸多不便， 反而限制了靈活性。本文設(shè)計的CAN 總線網(wǎng)絡(luò)中僅有離合器控制器和發(fā)動機控制器兩個節(jié)點。針對僅有兩個節(jié)點的實驗平臺， 本文從協(xié)議實現(xiàn)的代碼量、目標系統(tǒng)的信息量、軟件的開發(fā)成本等角度出發(fā)， 定義一種簡單可靠的CAN 協(xié)議。具體的通信協(xié)議定義如表2 所示， 標識符用來表示信息的優(yōu)先級， 標識符越小優(yōu)先級越高。

　　表2 CAN 總線通信協(xié)議

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　　4 CAN 通信測試實驗

　　本文實驗是在自行搭建的離合器模擬實驗平臺上進行的。本實驗平臺是由離合器控制板、加速踏板、剎車踏板、相關(guān)傳感器、離合器執(zhí)行機構(gòu)及發(fā)動機模擬控制板組成。離合器控制板與發(fā)動機模擬控制板之間通過CAN 總線通信。圖5 為實驗過程中通過CAN 總線傳送的檔位變化信息， 圖6 為通過CAN 總線傳遞的加速踏板開度信號。

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　　圖5 檔位信息

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　　圖6 加速踏板開度信號

　　本文提出了一套電控自動離合器的控制器方案， 并進行了系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)， 初步實現(xiàn)了自動離合器的基本功能， 設(shè)計了CAN 總線接口。在實驗平臺上驗證了控制器方案及CAN 通信模塊的可行性和可靠性， 為實車試驗打下基礎(chǔ)。