CN104455392A - 一种变速器液压模块的诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种变速器液压模块的诊断装置，该诊断装置将短路检测电路、开路检测电路和电磁阀驱动电路融为一体，使得该诊断装置复杂性降低，方便了电路设计，减少了设计成本，同时，由于仅需要根据控制芯片的第二、三引脚所检测到的电平信号的高低来判定电磁阀驱动电路的短路、开路故障，根据第四引脚检测到的电压大小，进行简单的逻辑判断即可获得油压传感器及液压模块机械相关故障诊断结果，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断，并且，诊断范围广，涵盖液压模块在实际运行过程中会出现的故障，包括电磁阀驱动线路故障、油压传感器及线路故障、液压模块中双边节流阀机械故障。

Description

一种变速器液压模块的诊断装置

技术领域

本发明涉及车辆动力技术领域，尤其涉及一种变速器液压模块的诊断装置。

背景技术

液力自动变速器因其换档平顺、通过性好、适用性强等特点，在工程车辆、大型客车、重型自卸车、高通过性军用越野车中得到广泛应用。液压模块包括：先导电磁阀、双边节流阀、压力传感器等组件，换档时刻液压模块用来调整液力自动变速器离合器管或制动器管中压力，是变速器能够完成换档功能的关键执行部件。

液压模块主要包括先导电磁阀、双边节流阀和压力传感器三个部分，三个部分的工作状态直接关系到液力自动变速器能否可靠换档，因此亟需一种能够快速并准确地诊断出液压模块中各个部分工作状态的诊断装置。

发明内容

本发明实施例通过提供一种变速器液压模块的诊断装置，用以提供一种能够快速并准确地诊断出液压模块中各个部分工作状态的诊断装置。

本发明实施例提供了一种变速器液压模块的诊断装置，包括：

控制芯片，具有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；

电磁阀驱动电路，具有脉冲宽度调制PWM信号输入端、驱动信号输出端和第一电平信号输出端，所述驱动信号输入端与所述第一引脚连接，所述驱动信号输入端用于接收所述控制芯片发送的PWM信号；

短路检测电路，具有第一电平信号输入端和短路信号输出端，所述第一电平信号输入端与所述第一电平信号输出端连接，所述短路信号输出端与所述第二引脚连接；

液压模块，所述液压模块具有驱动信号输入端、第二电平信号输出端和油压信号输出端，所述驱动信号输入端与所述驱动信号输出端连接；

开路检测电路，具有第二电平信号输入端和开路信号输出端，所述第二电平信号输入端与所述第二电平信号输出端连接，所述开路信号输出端与所述第三引脚连接；

油压信号检测电路，具有油压信号输入端和油压检测信号输出端，所述油压信号输入端与所述油压信号输出端连接，所述油压检测信号输出端与所述第四引脚连接。

可选地，所述液压模块包括先导电磁阀，所述先导电磁阀具有第一端和第二端，所述电磁阀驱动电路包括：

电磁阀驱动芯片，具有PWM信号输入引脚、短路信号引脚、输出正引脚和输出负引脚，其中，所述输出正引脚与所述第一端连接；

采样电阻，具有第三端和第四端，所述第三端连接于所述第二端，所述第四端连接于所述输出负引脚；

二极管，具有第五端与第六端，所述第五端连接于所述第一端，所述第六端连接于所述第二端。

可选地，所述短路检测电路包括：

计数器，具有第七端和第八端，所述第七端连接于所述短路信号引脚，所述第八端连接于所述第二引脚；

第一电阻，具有第九端和第十端，所述第九端连接于所述第八端，所述第十端接地。

可选地，所述开路检测单元包括：

比较器，具有第一负相端引脚、第一正相端引脚和第一输出端引脚，所述第一负相端引脚连接于所述第三端，所述第一正相端引脚连接于所述第四端；

光电耦合器，具有第一光耦引脚、第二光耦引脚、第三光耦引脚和第四光耦引脚，所述第一光耦引脚连接于所述第一输出端引脚，所述第二光耦引脚接地，所述第三光耦引脚连接于所述第三引脚，所述第四光耦引脚接地；

第二电阻，具有第十一端和第十二端，所述第十一端连接于所述第三光耦引脚，所述第十二端连接于具有预设电压的电源。

可选地，所述油压信号输出端包括油压信号正端和油压信号负端，所述油压信号检测电路包括：

第一电容，具有第十三端和第十四端，所述第十三端与所述油压信号负端和地连接，所述第十四端与所述油压信号正端连接；

第三电阻，具有第十五端和第十六端，所述第十五端和所述油压信号正端连接；

第二电容，具有第十七端和第十八端，所述第十七端和所述第十六端连接；

运算放大器，具有第二正相端引脚、第二负相端引脚和第二输出端引脚，所述第二正相端引脚和所述第十四端连接；

第四电阻，具有第十九端和第二十端，所述第十九端和所述第十八端、所述第二输出端引脚连接，所述第二十端和所述第二负相端引脚连接；

第五电阻，具有第二十一端和第二十二端，所述第二十一端和所述第二负相端引脚连接，所述第二十二端接地；

第六电阻，具有第二十三端和第二十四端，所述第二十三端和所述第二输出端引脚连接；

第三电容，具有第二十五端和第二十六端，所述第二十五端和所述第二十四端连接；

稳压管，具有第二十七端和第二十八端，所述第二十七端和所述第二十五端连接，所述第二十八端和所述第二十六端连接并且接地，所述第二十七端和所述第四引脚连接。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于本发明实施例中的方案将短路检测电路、开路检测电路和电磁阀驱动电路融为了一体，使得本发明实施例提供的诊断装置复杂性降低，方便了电路设计，减少了设计成本。

2、由于仅需要根据控制芯片的第二、三引脚所检测到的电平信号的高低来判定电磁阀驱动电路的短路、开路故障，根据第四引脚检测到的电压大小，进行简单的逻辑判断即可获得油压传感器及液压模块机械相关故障诊断结果，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断。

3、诊断范围广，涵盖液压模块在实际运行过程中会出现的故障，包括电磁阀驱动线路故障、油压传感器及线路故障、液压模块中双边节流阀机械故障。

附图说明

图1为本发明实施例提供的变速器液压模块的诊断装置的功能模块图；

图2为本发明实施例提供的电磁阀驱动电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的短路检测电路的示意图；

图4为本发明实施例提供的开路检测电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的油压信号检测电路的示意图；

图6为本发明实施例提供的液压模块充油调制状态驱动信号占空比的示意图；

图7为本发明实施例提供的液压模块泄油调制状态驱动信号占空比的示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种变速器液压模块的诊断装置，用以提供一种能够快速并准确地诊断出液压模块中各个部分工作状态的诊断装置。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参考图1，图1是本发明实施例提供的变速器液压模块的诊断装置的功能模块图，如图1所示，该变速器液压模块的诊断装置包括：

控制芯片101，具有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；

电磁阀驱动电路102，具有脉冲宽度调制PWM信号输入端、驱动信号输出端和第一电平信号输出端，驱动信号输入端与第一引脚连接，驱动信号输入端用于接收控制芯片101发送的PWM信号；

短路检测电路103，具有第一电平信号输入端和短路信号输出端，第一电平信号输入端与第一电平信号输出端连接，短路信号输出端与第二引脚连接；

液压模块104，如图1所示，液压模块104包括先导电磁阀1041、双边节流阀1042和压力传感器1043，液压模块104具有驱动信号输入端、第二电平信号输出端和油压信号输出端，驱动信号输入端与驱动信号输出端连接；

开路检测电路105，具有第二电平信号输入端和开路信号输出端，第二电平信号输入端与第二电平信号输出端连接，开路信号输出端与第三引脚连接；

油压信号检测电路106，具有油压信号输入端和油压检测信号输出端，油压信号输入端与油压信号输出端连接，油压检测信号输出端与第四引脚连接。

在本实施例中，先导电磁阀具有第一端和第二端，请继续参考图2，图2是本发明实施例提供的电磁阀驱动电路的示意图，如图2所示，该电磁阀驱动电路102包括：

电磁阀驱动芯片1021，具有PWM信号输入引脚、短路信号引脚、输出正引脚和输出负引脚，其中，输出正引脚与第一端连接；

采样电阻1022，具有第三端和第四端，第三端连接于第二端，第四端连接于输出负引脚；

二极管1023，具有第五端与第六端，第五端连接于第一端，第六端连接于第二端。

当然，如图2所示，电磁阀驱动芯片1021还需要连接至一能够向电磁阀驱动芯片1021提供工作电压的电源V_A，在此就不再赘述了。

在本实施例中，请同时参考图2和图3，图3是本发明实施例提供的短路检测电路的示意图，如图3所示，短路检测电路103包括：

计数器1031，具有第七端和第八端，第七端连接于短路信号引脚，第八端连接于第二引脚，当然了，为了避免计数器1031因第七端输入的电流过大而受到损伤，如图3所示，可以在计数器1031的第七端和电磁阀驱动芯片1021的短路信号引脚之间设置一保护电阻，在此就不再赘述了；

第一电阻1032，具有第九端和第十端，第九端连接于第八端，第十端接地。

短路检测电路103中的计数器1031具体可以为一脉冲计数器，若电磁阀驱动电路102短路，则电磁阀驱动芯片1021会通过短路信号引脚输出脉冲信号，计数器1031通过第七端接收到N个脉冲信号之后，就通过第八端输出高电平信号，控制芯片101即能够通过与第八端连接的第二引脚检测到第八端输出的高电平信号，确定电磁阀驱动电路出现短路故障，当然了，若控制芯片101通过第二引脚检测到第八端输出的信号为低电平信号，则可以确定电磁阀驱动电路102未出现短路故障。

当然，请继续参考图3，计数器1031还会连接至一能够向计数器1031提供工作电压的电源V_B，在本实施例中，电源V_B可以提供5V的电压。

可以看出，短路检测电路与电磁阀驱动电路融为了一体，使得本发明实施例提供的诊断装置复杂性降低，方便了电路设计，减少了设计成本，同时，由于仅需要根据控制芯片的第二引脚所检测到的电平信号的高低来判定电磁阀驱动电路的短路故障，进行简单的逻辑判断即可获得结果，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断。

在本实施例中，请同时参考图2和图4，图4是本发明实施例提供的开路检测电路的示意图，如图4所示，开路检测电路105包括：

比较器1051，具有第一负相端引脚、第一正相端引脚和第一输出端引脚，第一负相端引脚连接于第三端，第一正相端引脚连接于第四端；

光电耦合器1052，具有第一光耦引脚、第二光耦引脚、第三光耦引脚和第四光耦引脚，第一光耦引脚连接于第一输出端引脚，第二光耦引脚接地，第三光耦引脚连接于第三引脚，第四光耦引脚接地，类似地，可以在第一光耦引脚和比较器1051的述第一输出端引脚之间设置一保护电阻；

第二电阻1053，具有第十一端和第十二端，第十一端连接于第三光耦引脚，第十二端连接于具有预设电压的电源，如图4所示，在本实施例中，该预设电压具体为5V。

在电磁阀驱动电路102连接正常时，开路检测电路105的第三光耦引脚即会输出恒定的高电平信号，在电磁阀驱动电路102开路时，开路检测电路105的第三光耦引脚即会输出恒定的低电平信号。控制芯片101即能够通过第三引脚检测第三光耦引脚输出的电平信号的高低，来确定电磁阀驱动电路102开路与否。

可以看出，与短路检测电路类似的，开路检测电路与电磁阀驱动电路融为了一体，使得本发明实施例提供的诊断装置复杂性降低，方便了电路设计，减少了设计成本，同时，由于仅需要根据控制芯片的第三引脚所检测到的电平信号的高低来判定电磁阀驱动电路的开路故障，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断。

在本实施例中，液压模块104的油压信号输出端包括油压信号正端和油压信号负端，请同时参考图2和图5，图5是本发明实施例提供的油压信号检测电路的示意图，如图5所示，油压信号检测电路106包括：

第一电容1061，具有第十三端和第十四端，第十三端与油压信号负端和地连接，第十四端与油压信号正端连接；

第三电阻1062，具有第十五端和第十六端，所述第十五端和所述油压信号正端连接；

第二电容1063，具有第十七端和第十八端，第十七端和第十六端连接；

运算放大器1064，具有第二正相端引脚、第二负相端引脚和第二输出端引脚，第二正相端引脚和第十六端连接，当然，如图5所示，运算放大器1064的第二正相端引脚和第三电阻1062的第十六端之间可以设置一保护电阻；

第四电阻1065，具有第十九端和第二十端，第十九端和第二电容1063的第十八端、运算放大器1064的第二输出端引脚连接，第二十端和运算放大器1064的第二负相端引脚连接；

第五电阻1066，具有第二十一端和第二十二端，第二十一端和运算放大器1064的第二负相端引脚连接，第二十二端接地；

第六电阻1067，具有第二十三端和第二十四端，所述第二十三端和所述第二输出端引脚连接；

第三电容1068，具有第二十五端和第二十六端，第二十五端和运算放大器1064的第二输出端引脚连接；

稳压管1069，具有第二十七端和第二十八端，第二十七端和第三电容1068的第二十五端连接，第二十八端和第三电容1068的第二十六端连接并且接地，第二十七端和控制芯片101的第四引脚连接。

在油压信号检测电路106与压力传感器输出端连接正常时，油压信号检测电路106以(1+第四电阻/第五电阻)系数传递压力传感器输出信号，在油压信号检测电路106与压力传感器输出端断开时，油压信号检测电路输出端电压升高至电路允许输出的最大值，在本实施例中，油压检测电路106输出电压不大于5V，压力传感器有效输出电压范围为0.5V～4.5V。

在液压模块处于换档过程中充油调制工作状态时，在请参考图6，图6是本发明实施例提供的液压模块充油调制状态驱动信号占空比的示意图，如图6所示，液压模块回路油压应在完全结合阶段△T1时间后达到P1，对应电压为V1；在液压模块处于换档过程中泄油调制工作状态时，请参考图7，图7是本发明实施例提供的液压模块泄油调制状态驱动信号占空比的示意图，如图7所示，液压模块回路油压应在占空比为零时△T2时间后不大于P0，对应电压为V0。

因此，控制芯片101检测第四引脚接收到的电压信号，若第四引脚接收到的电压信号低于0.5V，则说明压力传感器输出端线路对地短路故障；若第四引脚接收到的电压信号高于4.5V，则说明压力传感器输出端线路对电源正端短路或传感器线路开路故障。

在非换档过程中，液压模块处于停止工作状态，若控制芯片101检测到第四引脚接收到的电压信号高于V0，说明液压模块回路中存在油液，液压模块中的双边节流阀卡滞开启状态故障；

在换档过程中，液压模块处于充油调制工作状态，若完全结合阶段△T1时间后，控制器检测到第四引脚接收到的电压信号低于V1，说明液压模块回路油压在规定的调制阶段未达到最低工作油压要求，液压模块中双边节流阀在开启过程中卡滞；

在换档过程中，液压模块处于泄油调制工作状态，若驱动信号占空比为零△T2时间后，控制器检测到第四引脚接收到的电压信号高于V0，说明液压模块回路在规定的时间内泄油不充分，液压模块中双边节流阀在关闭过程中卡滞。

可以看出，由于仅需要根据控制芯片的第四引脚所检测到的电压信号的大小进行简单的逻辑判断即可得到传感器及其线路故障、液压模块机械故障，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断。

当然了，通过本实施例的介绍，在实际应用中，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，将诊断装置中的各个部分分别连接至合适的工作电源，以保证各个部分的正常工作，同时，对各个部分输出的电平信号也能够进行对应调整，从而满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

上述本发明实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1、由于本发明实施例中的方案将短路检测电路、开路检测电路和电磁阀驱动电路融为了一体，使得本发明实施例提供的诊断装置复杂性降低，方便了电路设计，减少了设计成本。

2、由于仅需要根据控制芯片的第二、三引脚所检测到的电平信号的高低来判定电磁阀驱动电路的短路、开路故障，根据第四引脚检测到的电压大小，进行简单的逻辑判断即可获得油压传感器及液压模块机械相关故障诊断结果，判定过程简单不易出错，并且判定过程所花费的时间较少，有利于液压模块的在线诊断。

3、诊断范围广，涵盖液压模块在实际运行过程中会出现的故障，包括电磁阀驱动线路故障、油压传感器及线路故障、液压模块中双边节流阀机械故障。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种变速器液压模块的诊断装置，其特征在于，包括：

控制芯片，具有第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；

电磁阀驱动电路，具有脉冲宽度调制PWM信号输入端、驱动信号输出端和第一电平信号输出端，所述驱动信号输入端与所述第一引脚连接，所述驱动信号输入端用于接收所述控制芯片发送的PWM信号；

短路检测电路，具有第一电平信号输入端和短路信号输出端，所述第一电平信号输入端与所述第一电平信号输出端连接，所述短路信号输出端与所述第二引脚连接；

液压模块，所述液压模块具有驱动信号输入端、第二电平信号输出端和油压信号输出端，所述驱动信号输入端与所述驱动信号输出端连接；

开路检测电路，具有第二电平信号输入端和开路信号输出端，所述第二电平信号输入端与所述第二电平信号输出端连接，所述开路信号输出端与所述第三引脚连接；

油压信号检测电路，具有油压信号输入端和油压检测信号输出端，所述油压信号输入端与所述油压信号输出端连接，所述油压检测信号输出端与所述第四引脚连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液压模块包括先导电磁阀，所述先导电磁阀具有第一端和第二端，所述电磁阀驱动电路包括：

电磁阀驱动芯片，具有PWM信号输入引脚、短路信号引脚、输出正引脚和输出负引脚，其中，所述输出正引脚与所述第一端连接；

采样电阻，具有第三端和第四端，所述第三端连接于所述第二端，所述第四端连接于所述输出负引脚；

二极管，具有第五端与第六端，所述第五端连接于所述第一端，所述第六端连接于所述第二端。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述短路检测电路包括：

计数器，具有第七端和第八端，所述第七端连接于所述短路信号引脚，所述第八端连接于所述第二引脚；

第一电阻，具有第九端和第十端，所述第九端连接于所述第八端，所述第十端接地。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述开路检测单元包括：

比较器，具有第一负相端引脚、第一正相端引脚和第一输出端引脚，所述第一负相端引脚连接于所述第三端，所述第一正相端引脚连接于所述第四端；

光电耦合器，具有第一光耦引脚、第二光耦引脚、第三光耦引脚和第四光耦引脚，所述第一光耦引脚连接于所述第一输出端引脚，所述第二光耦引脚接地，所述第三光耦引脚连接于所述第三引脚，所述第四光耦引脚接地；

第二电阻，具有第十一端和第十二端，所述第十一端连接于所述第三光耦引脚，所述第十二端连接于具有预设电压的电源。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述油压信号输出端包括油压信号正端和油压信号负端，所述油压信号检测电路包括：

第一电容，具有第十三端和第十四端，所述第十三端与所述油压信号负端和地连接，所述第十四端与所述油压信号正端连接；

第三电阻，具有第十五端和第十六端，所述第十五端和所述油压信号正端连接；

第二电容，具有第十七端和第十八端，所述第十七端和所述第十六端连接；

运算放大器，具有第二正相端引脚、第二负相端引脚和第二输出端引脚，所述第二正相端引脚和所述第十六端连接；

第四电阻，具有第十九端和第二十端，所述第十九端和所述第十八端、所述第二输出端引脚连接，所述第二十端和所述第二负相端引脚连接；

第五电阻，具有第二十一端和第二十二端，所述第二十一端和所述第二负相端引脚连接，所述第二十二端接地；

第六电阻，具有第二十三端和第二十四端，所述第二十三端和所述第二输出端引脚连接；

第三电容，具有第二十五端和第二十六端，所述第二十五端和所述第二十四端连接；

稳压管，具有第二十七端和第二十八端，所述第二十七端和所述第二十五端连接，所述第二十八端和所述第二十六端连接并且接地，所述第二十七端和所述第四引脚连接。