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重型商用车机械自动变速器故障诊断系统设计

作　者: 史艳辉
导　师: 秦贵和
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 故障诊断 信号处理 存储管理 总线通讯 机械自动变速器
分类号: U472
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 111次
引　用: 1次
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内容摘要


本文研究的对象是国家863项目“重型商用车AMT系统设计”中的故障诊断部分,分别讨论了在线诊断和离线诊断系统的设计和实现。首先,介绍AMT的整体结构。AMT是一种在手动变速器的基础上,利用加装的电控装置取代人工操作从而实现自动档位变换的变速器。接着,就机械式自动变速器在线故障诊断系统的软硬件设计过程进行了详细的介绍。本文所讨论的AMT控制系统在设计过程中将电控系统硬件采用模块化设计方法。系统采用双TCU结构模式,一个是用来计算整车控制策略的TMS(Transmission Management System),另外一个是用来完成换档执行控制的TCU(Transmission Control Unit)。故障诊断模块与TMS共享硬件平台,软件设计的目标是除了传感器执行器诊断功能之外,还应包括检验开环和闭环控制的功能以及处理故障存储器读/写的存储器管理功能。传感器的故障处理采用解析冗余方法,使用数学模型对故障进行检测与分析。发动机相关部件故障包含油门位置传感器故障,发动机转速传感器故障以及油门执行机构故障。利用发动机固有的油门与转速关系可以检测发动机油门传感器、转速传感器发生故障或发动机本身发生故障。变速箱传感器包括档位传感器,变速器输入轴转速、输出轴转速传感器等,其故障主要表现为控制信号与档位反馈信号不一致,档位信号与输出传动比不一致,换挡动作迟缓等异常现象。离合器部分主要包括离合器执行动作缸、控制离合器动作的比例阀及离合器行程传感器,离合器控制电磁阀的故障可采用基于逻辑关系的方法进行诊断,行程传感器的故障采用极值法进行诊断。根据故障类型、发生位置及次数、故障来源等信息编制并存储故障码以备后续诊断使用或离线诊断系统察看。故障码的编码及通信规则遵照SAE J1939协议,这是为了与整车通讯相协调。在故障码的存储过程中引入故障状态队列作为诊断程序与故障码存储器之间的缓存,其保存内容是代表故障代码存储位置和状态的故障状态字节。最后介绍了离线故障诊断系统的设计和实现。离线诊断的实质是在车辆运行结束后,使用特定装备读取故障码以便进一步计算故障产生的原因及提出修理方案。离线诊断系统与在线诊断系统之间使用CAN总线进行通讯,对读取到的故障信息,离线系统先解析得到实际的故障码,再根据故障码的内容判断故障类型及来源并进行报警。AMT故障诊断系统的总体目标就是建立合理的故障诊断方法以提高车辆的安全性,并对车辆的运行状态起到实时监控的目的。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪 论  10-24
  1.1 自动变速器与AMT  11-13
    1.1.1 自动变速器的分类  11-12
    1.1.2 AMT系统的工作原理  12-13
  1.2 汽车故障自诊断技术  13-16
    1.2.1 汽车故障自诊断的基本原理  14
    1.2.2 常用的故障诊断技术  14-16
    1.2.3 故障信息处理及应急措施  16
  1.3 目标系统的设计方法  16-17
    1.3.1 故障自诊断技术路线  17
    1.3.2 失效模式管理策略  17
  1.4 SAE J1939 协议介绍  17-24
    1.4.1 SAE J1939 协议简介  18
    1.4.2 协议数据单元PDU  18-20
    1.4.3 消息类型  20-22
    1.4.4 诊断故障代码DTC  22-24
第2章 AMT在线故障自诊断系统设计  24-41
  2.1 在线故障诊断软硬件总体结构  25-27
    2.1.1 系统要求与硬件开发  25-27
    2.1.2 故障诊断软件  27
  2.2 传感器故障诊断  27-35
    2.2.1 转速传感器故障检测  28-30
    2.2.2 换档手柄信号传感器故障检测  30-35
  2.3 与AMT运行相关的发动机信号故障诊断  35-36
  2.4 离合器相关部分的故障  36-41
第3章 AMT离线诊断及通信系统设计  41-54
  3.1 离线故障诊断系统硬件设计  42-44
    3.1.1 离线诊断接口定义  42-43
    3.1.2 离线诊断系统整体结构  43-44
  3.2 故障码的存储管理  44-47
  3.3 诊断信息通讯  47-54
    3.3.1 当前故障码传输与清除  48-49
    3.3.2 历史故障码传输与清除  49-50
    3.3.3 离线诊断实例  50-54
第4章 总结与展望  54-56
参考文献  56-58
作者简介  58-59
致谢  59

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车保养与修理
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