时能够保障定的安全，即系统有好的可靠性。目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化集成化的发展需要，线控技术发展迅速，作为种汽车高新电子技术，线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化，机械系统的损坏通常都是有过程的，而线控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那刻汽车的速度行驶过高，造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。.研究内容和解决的主要问题本设计需对离合器的分离过程和分离力进行研究计算，对分离和接合的过程进行分析，建立相应的力学模型，从而确定脉冲输出的频率和电机输出的转矩。还有需要有正确的程序，来控制电机的转动。还需设计传动机构传动比齿轮支架和传感器支架等。同时，需保证此机构动作的响应性要足够快，而且动作不能有缓冲，最后就是把各机械部件可靠连接保证工作的可靠性，最重要的是需要写出正确的程序来驱动整个装置，并可以实际应用。线控技术研究的难点在于高性能控制器的研制，要求在整个系统中有精确高速的通讯协议网络，使控制中心和执行器之间能完全协调匹配工作而且需要高效的容错技术，使得系统出现故障时能够保障定的安全，即系统有好的可靠性。目前线控技术在汽车中的应用还不成熟。但随着汽车各系统的电子化集成化的发展需要，线控技术发展迅速，作为种汽车高新电子技术，线控技术必将得到广泛的应用。但电子化不可能完全取代机械化，机械系统的损坏通常都是有过程的，而线控制系统的失效是瞬间的。如果线控制系统失效那刻汽车的速度行驶过高，造成的后果就可能非常严重。电子控制要完全取代机械操作还需要时间。第章线控离合器系统.线控离合器控制系统随着汽车电子技术的日益发展和对汽车性能要求的提高，越来越多的电子设备出现在汽车上，上世纪年代中后期拉线,操纵,离合器,电子线,系统,设计,毕业设计,全套,图纸选题的目的和意义.线控技术现状分析.线控技术发展前景.研究内容和需解决的主要问题第章线控离合器系统.线控离合器控制系统.线控离合器控制系统结构机械式离合器结构原理线控离合器结构原理.线控离合器系统存在主要问题线控离合器的优点系统存在的主要问题.本章小结第章线控离合器数学模型和控制策略.系统建模线控离合器机构工作过程分析齿轮传动及齿隙影响.控制策略分析.本章小结第章控制系统硬件设计.控制系统结构.控制系统电路设计单片机的选择飞思卡尔单片机的简介及优点信号处理电路设计.驱动电路设计桥驱动电路模块及工作原理使能控制和方向逻辑.直流电机控制原理直流电机控制原理直流电机的可逆控制电路控制原理.本章小结第章控制系统软件设计.软件系统总体分析.控制功能软件设计功能子程序设计控制功能程序编写.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.选题的目的和意义目的随着汽车电子技术自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用，汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究是汽车未来的发展趋势。汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号，通过电缆直接传输到执行机构的种系统。目前包括线控换档系统线控制动系统线控悬架系统线控增压系统线控油门系统及线控转向系统。其中线控转向系统在高级轿车跑车及概念车上有广泛的应用，它为自动驾驶提供了良好的平台。汽车离合器操纵形式有液压和拉线式两种。其中拉线式布置方便，摩擦损失大机械式受车架车身变形影响大两种机械式操纵机构的比较杆系传动优点结构简单成本低寿命长可靠性高缺点关节点多，摩擦损失大，不适合远距离操纵，受车身或车架的变形影响。拉线传动优点结构简单成本低克服了杆系传动的不适合远距离操纵，受车身或车架的变形影响缺点可采用吊挂式的踏板缺点绳索的寿命短，拉伸刚度小拉伸变形导致增加踏板行程。本设计针对拉线操纵式离合器设计线控操纵系统，可与原系统的功能进行切换工作。意义由于操纵控制通过驾驶员的手完成，不需要转向盘转向柱和脚踏板，这样就减少了正面碰撞时的潜在危险性，改善了汽车的安全性和舒适性，并为汽车设计提供了更大的设计空间，便于实现个性化设计。由于驾驶特性如制动转向加速等过程都是程序设定的，设计师可设计不同的程序供用户选择。化数字信号，控制算法计算出控制量后通过口输出控制信号，控制直流电机驱动器。直流电机驱动器输出功率驱动信号控制直流电机的转动，从而实现离合器接合与分离的控制，图.为硬件结构图。图.线控离合器控制系统硬件结构简图.控制系统电路设计单片机的选择单片机是控制系统的核心，它主要完成信号的采集转换和处理，控制量的计算，控制信号的输出以及与计算机的通信。为了实现上述功能，本文选用单片机飞思卡尔型号单片机为主芯片，设计了直流电机驱动电路，开发了线控离合器控制系统的硬件电路。系列单片机也称为系列，简称系列是基于速度更快的内核的单片机系列，具备片上纠错能力，并与和结构编码兼容，便于移植。与相比，系列采用第三代，容量为，具有在线编程能力和保密机制，无需外加编程电压，最短整体擦除时间仅，字节页擦除时间仅。典型的总线速率是，而内部总线速率最高可达，即的最小指令周期。系列和容量总体上高于系列，且串行接口丰富，时钟发生器模块内设，内部时钟可软件调节。此外具有灵活的定制模式，背景调试模式以及对进行完全优化的压缩代码的优点。图.为最小系统的电路图。飞思卡尔单片机的简介及优点.飞思卡尔单片机简介飞思卡尔处理器远非只是单片机。飞思卡尔半导体公司，就是原来的公司半导体产品部。于年从分离出来，更名为！系列单片机采用哈佛结构和流水线指令结构，在许多领域内都表现出低成本，高性能的的特点，它的体系结构为产品的开发节省了大量时间。此外提供了多种集成模块和总线接口，可以在不同的系统中更灵活的发挥作用！.单片机的特有的特点如下全系列从低端到高端，从位到位全系列应有尽有，最近还新推出位位管脚兼容的，可以从位直接移植到位,弥补单片机业界位兼容架构中缺失的环。多种系统时钟模块三种模块，七种工作模式多种时钟源输入选项，不同的具有不同的时钟产生机制，可以是以更好的实现汽车的性能和些其他的功能。系统存在的主要问题主要表现在以下两个问题非线性问题和可靠性问题。.非线性问题在线控离合器总成内，传动机构存在无法消除的非线性问题，主要是分离指运动过程中的粘性摩擦和滑动摩擦离合器复位弹簧的非线性特性电机减速机构中的轮齿间隙。粘性摩擦和滑动摩擦线控离合器在工作过程中拉杆和分离指的运动会同时受到粘性摩擦和滑动摩擦的作用，在动态过程中造成摩擦力的变化的非线性。复位弹簧非线性离合器复位弹簧采用螺旋弹簧或膜片弹簧，随着离合器分离位置的不同，其施加在离合器中心轴上的扭转力矩呈非线性变化。轮齿间隙由于电机的转速较高而扭矩较小，因此在电机输出轴与离合器中心轴与心轴间采用了套齿轮减速机构。齿轮啮合间隙的存在对节离合器的工作产生了定的非线性影响。.可靠性问题由于取消了机械连接方式，采用电子控制的方式，使得线控离合器的可靠性相对降低，如果控制软件或者系统部分出现故障，就不能保证整个系统工作的可靠性。为了保证系统的可靠性，在线控离合器设计时采取冗余设计思想，离合器位置传感器采用两个传感器来保证系统旦其中个传感器失效的情况下另个传感器仍可以采集离合器信号。另个保证系统可靠性的方法是保留个简化的机械连接。保证电子系统出现故障时依靠简化的机械连接可以正常行驶段距离，保证车辆安全到达目的地。.本章小结本章介绍了线控离合器的控制系统结构，介绍了线控离合器的功能和原理，分析了线控离合存在的主要问题。主要结论如下.传统的离合器是机械式连接，线控离合器系统取消了机械式的刚性连接，采用种柔性控制方式。.在线控离合器总成内，传动机构存在无法消除的非线性问题，包括分离指运动过程中的粘性摩擦和滑动摩擦复位弹簧的非线性特性减速齿轮装置中的轮齿间隙。同时采用电子控制的方式，使得线控离合器长时间用的可靠性相对降低。第章线控离合器数学模型和控制策略.系统建模线控离合器机构系统建模部分主要是针对线控离合器总体结构建立相应数学模型。线控离合器的基本结构主要组成为直流电机减速齿轮位置传感器回位弹簧。，出现了第台电子节气门汽车，应用在德国宝马公司生产的顶级轿车上。今天人们开始热切关注又个新兴技术线控离合。由于线控离合控制系统的技术和成本要求都比较传统机械式高的原因，现在在量产车上还没有实现，只是在些概念车上得以展示，或些电动概念车上才应用到线控离合器技术。如在通用可驾驶燃料电池汽车上的应用就获得了成功。线控汽车改传统机械连杆的传动方式，采用电子信号来操纵油门制动，离合器和转向机构。取消了传统的转向盘油门离合器踏板制动踏板，所有的操作都集中在个手柄上，驾驶员可以用只手完成所有的操作。当驾驶员要加速或减速时，可以向左或者向右推动手柄制动按钮也安装在这个手柄上，要制动时按下制动按钮当转弯时，驾驶员只需向上或者向下推动手柄。线控离合技术非常相似于线控节气门，线控转向等技术，现如今线控节气门几乎已经完全取代了传统的拉线式节气门，这也是大势所趋。电动助力转向也越来越广泛地应用到汽车上。在这些技术都已日趋完善的同时，目前国外各大汽车生产厂商和零部件生产商都开始着手从事线控离合器技术的开发研究，其中美国通用和韩国公司在该研究上处于领先地位，其产品已经开始市场化系列化。现代科技的不断发展，线控离合器可实现的功能会越来越强大，如根据发动机负荷情况来自动选择切开与分离的速度，若是高性能赛车，可提高其加速性能，可以满足不同工况下发动机的控制要求。我相信线控离合器装置在不久的将来会成为汽车上个不可或缺的电子控制系统。.线控离合器控制系统结构机械离合器结构，原理如图.所示，摩擦离合器般是有主动部分从动部分组成压紧机构和操纵机构四部分组成。离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮和压盘借摩擦作用传给从动盘，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆活拉线带动分离叉分离套筒和分离轴承，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。同时汽车比质量变轻，性能高响应快。线控系统取消了许多机械连接装置液压装置和气压装置，简化了结构和生产工艺并简化维护工作，可能磨损的部件更少了，维护用品也可大大减小，减少维护费用。若使用线控制动无需制动液，使汽车更为环保，减少维护。汽车的车内娱乐装置也集成到网络之中，使得汽车导航和自动驾驶成为可能，整个汽车就是个完整的电路整体。安装测试简单快捷，更稳固的电子接口模块结构，隔板间无机械连接，简单布置就能增加电子控制功能。线控技术将会给汽车产业的发展带来了划时代的飞跃。当然，目前线控技术还有很多的不足，如电子设备还相当的不可靠电磁干扰器件失效软件程序的设计网络攻击等等。旦电路失效而没有机械冗余就会导致灾难性的后果转向失灵油门难以控制和不能制动!所以线控技术研究的重点应该是系统的可靠性和安全性。.线控技术现状分析目前，线控技术已经被广泛用于航空业，用线控制系统来取代传统的液压和机械系统已经成为技术发展的趋势，采用线控技术的制动系统转向系统传动系统有望在未来汽车上率先获得应用，不久的将来线控离合器也将会出现在汽车上。国外等公司已运用线控技术开发了概念车。汽车的各种操纵系统正向电子化自动化方向发展，在未来十年内，传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能相连的电气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶如线控制动线控转向线控油门线控悬架