CN101398072B - 多档变速器换档单片机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多档变速器换档单片机控制系统，包括传感器信号、决策及优化计算模块，执行机构控制模块，显示模块，通讯模块等。传感器信号通过决策及优化计算模块将经程序处理后的信号传送给执行机构控制模块，然后将执行机构的工作状态在显示模块上实现显示。本发明的优点：安全可靠，结构简单，通用性强。

Description

多档变速器换档单片机控制系统

技术领域

本发明涉及一种液力变速器电控换档系统，特别涉及一种工程车辆用液力变速器的手动电控换档系统。

背景技术

现有液力变速器电控换档系统，可分为手动和自动两大类。在工程机械上，主要用手动电控换档，即主要根据工作条件和作业要求由司机选档、换档。传统的手动电控换档系统，主要由组合开关、二位二通电磁阀组成，这种控制系统都是通过开关直接给电磁阀提供工作电压，当该系统需要与其它系统进行通讯时，就不能实现相应的功能；还有一种是由开关、换档计算器和二位二通电磁阀控制组成，且换档计算器一般由门电路构成的逻辑电路和各种比较电路组成，这种电路的元器件较多，电路比较复杂。近年来，用微处理器控制系统进行换档的控制的也较多，但是由于液力变速器的液力控制系统中安装的二位二通电磁阀属于普通通断型电磁阀，这种结构的电磁阀无法对换档过程中离合器充放油进行控制，只能增加机械机构来满足换档过程充放油要求，因而增加整个系统的制造成本。

发明内容

要解决的技术问题

为克服现有技术中液力变速器电控换档系统存在的不足，本发明提供了一种单片机换档控制系统，此系统不仅能能与其他系统进行通讯，更能控制离合器的结合或分离，实现液力变速器换档，而且对换档过程中离合器充放油油压进行控制。

技术方案

本发明的目的是这样实现的：控制系统主要包括传感器信号、决策及优化计算模块、执行机构控制模块、显示模块、通讯模块等。传感器信号包括反映司机操作意图的选档信号，选档信号经手柄决策及优化计算模块处理后，通过通讯模块传送给控制器决策及优化计算模块，控制器决策及优化计算模块将经程序处理后的信号传送给执行机构控制模块，然后又通过通讯模块将执行机构的工作状态在显示模块上实现实时显示，即实现档位的显示。

传感器信号还可以包括涡轮转速信号和输出转速信号，控制器决策及优化计算模块根据涡轮转速信号控制液力控制系统中锁止离合器的结合和分离，输出转速信号主要用来为车辆里程表提供输入。

通讯模块主要包括CAN通讯模块，它负责手柄决策及优化计算模块和控制器决策及优化计算模块的通讯。CAN通讯模块的信号，主要有执行机构工作状态的信号、涡轮转速信号和输出转速信号。

在执行机构控制模块中为了保证执行机构工作电流不会干扰单片机，在其驱动的前端增加光电隔离器。执行机构控制模块包括可以包括一个控制锁止离合器的锁止电磁阀和六个控制档位离合器的档位电磁阀，或者只由六个控制档位离合器的档位电磁阀组成。由于离合器在工作时，油压始终作用在离合器上，而不工作时，离合器缸内压力要被释放，因此电磁阀采用二位三通的结构形式，并且每个电磁阀都选用高速响应的常闭式二位三通脉宽调制电磁阀，而电磁阀的驱动信号来自单片机。

本发明决策及优化计算模块中选用带CAN通讯的单片机，并且控制器决策及优化计算模块要选用带至少七个PWM通道的单片机。

电磁阀作为液力控制系统与电控换档系统的接口部件，目的是通过电控单元系统的脉宽指令驱动电磁阀周期性地开关，通过改变占空比实现电磁阀输出油压的变化，从而比例地控制液力控制系统中的输出压力。

换档过程要对电磁阀进行调压控制和调电流控制，即在离合器结合或脱开时通过软件产生PWM信号进行调压控制，此时的调制频率为40～70HZ，占空比为10％～50％，当离合器完全充油后需要对电磁阀保持在开启的状态进行调电流控制，此时的调制频率为4000～8000HZ，占空比在3～10％。

有益效果

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.根据手柄决策及优化计算模块和控制器决策及优化计算模块之间利用CAN通讯的连接特点，非常方便地实现与其它系统的数据通讯；

2.充分利用软件调制的方便性，能调制出所需要充放油特性；

3.通用性高，可以适应不同档位的液力变速器的控制要求。

附图说明

图为本发明系统框图。

具体实施方式

实施方式1：如图1所示，手柄决策及优化计算模块5的单片机选择MC68HC908GZ。反应司机操作意图的选档信号6有空档、倒档、升档、降档四个信号，当选档信号6将反映司机操作意图的档位信号传给手柄决策及优化计算模块5后，手柄决策及优化计算模块5处理该信号，并通过通讯模块7传给控制器决策及优化计算模块2，控制器决策及优化模块2的单片机选用MC9S12DP256单片机，利用MC9S12DP256中PP通道的脉冲宽度调制功能，将调制后的信号作为执行机构控制模块3的输入信号以驱动锁止电磁阀8和档位电磁阀9，其中锁止电磁阀8为一个和档位电磁阀9为六个，且全部为常闭式二位三通脉宽调制电磁阀，根据选档信号6，会给不同的电磁阀供电，对每个即将结合的离合器而言，在换档过程中，控制液力控制系统10中档位离合器充油的档位电磁阀9的调压频率为五十赫兹，占空比在10％～50％间调节，在充油完成后，档位电磁阀9保持开启的状态的调制频率为八千赫兹，占空比为25％。放油过程通常只进行调压控制，调压频率为五十赫兹，占空比从50％逐渐变小，直到为零。当涡轮转速信号和输出转速信号1的涡轮转速达到1600r/min，整个系统会自动地给液力控制系统10中的锁止离合器充油，开始充油时，锁止电磁阀8的调压频率为五十赫兹，占空比在10％～50％间调节，在充油完成后，锁止电磁阀8保持开启的状态的调制频率为八千赫兹，占空比为25％。通讯模块7将得电的档位电磁阀9工作状态的信号送给手柄决策及优化计算模块5，并由手柄决策及优化计算模块5为显示模块4显示当前的档位，其中通讯模块7为CAN通讯模块。

实施方式2：如图1所示，手柄决策及优化计算模块5的单片机选择MC68HC908GZ，反应司机操作意图的选档信号6有空档、倒档、升档、降档四个信号，当选档信号6传给手柄决策及优化计算模块5后，手柄决策及优化计算模块5处理该信号，并通过通讯模块7传给控制器决策及优化计算模块2，控制器决策及优化模块2的MC68376，设置MC68376中六个不同的TPU通道为脉冲宽度调制功能，将调制后的信号作为执行机构控制模块3的输入信号以驱动档位电磁阀9，共有六个档位电磁阀9，且全部为高速响应常闭式二位三通脉宽调制电磁阀，根据选档信号6，会给不同的档位电磁阀9供电，对每个即将结合的离合器而言，在换档过程中，控制液力控制系统10中档位离合器充油的档位电磁阀9的调压频率为六十赫兹，占空比在10％～50％间调节，在充油完成后，档位电磁阀9保持开启的状态的调制频率为五千赫兹，占空比为4％。放油过程通常只进行调压控制，调压频率为六十赫兹，占空比从50％逐渐变小，直到为零。通讯模块7将得电的档位电磁阀9工作状态的信号送给手柄决策及优化计算模块5，并由手柄决策及优化计算模块5为显示模块4显示当前的档位，其中通讯模块7为CAN通讯模块。

Claims (4)

1.多档变速器换档单片机控制系统，主要包括传感器信号、决策及优化计算模块、执行机构控制模块、显示模块、通讯模块，其特征在于：所述的传感器信号包括选档信号，选档信号经手柄决策及优化计算模块处理后，通过通讯模块传送给控制器决策及优化计算模块，控制器决策及优化计算模块将经程序处理后的信号传送给执行机构控制模块，然后又通过通讯模块将执行机构的工作状态在显示模块上实现显示，执行机构控制模块包括至少六个二位三通脉宽调制电磁阀。

2.根据权利要求1所述的多档变速器换档单片机控制系统，其特征在于：所述的传感器信号还包括涡轮转速信号和输出转速信号。

3.根据权利要求1所述的多档变速器换档单片机控制系统，其特征在于：所述的通讯模块是CAN通讯模块。

4.根据权利要求1所述的多档变速器换档单片机控制系统，其特征在于：所述的二位三通脉宽调制电磁阀调压频率为40HZ～70HZ，占空比为10％～50％，电流保持的调制频率为4000HZ～8000HZ，占空比为3％～25％。

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