CN107479430B - 一种变速箱电磁阀驱动电路及其控制方法 - Google Patents

一种变速箱电磁阀驱动电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变速箱电磁阀驱动电路及其控制方法,变速箱电磁阀驱动电路包括：微处理器芯片,通信接口芯片，运算放大器和功率开关管。变速箱电磁阀的控制方法为：外部控制指令通过通信接口芯片与微处理器芯片连接；将外部控制指令传输给微处理芯片；微处理器芯片在接收到外部控制指令后按照预定的驱动算法计算输出PWM信号，PWM信号驱动功率开关管，实现电磁阀的驱动控制；通过采样电阻采集电磁阀的电流；采集的电流经过运算放大器处理后输出到微处理器芯片，微处理器芯片根据电流采样值调整PWM信号的输出；同时，微处理器芯片也可以将电磁阀的开关状态及实时电流值通过通信接口芯片输出到外部控制端。

Description

一种变速箱电磁阀驱动电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电磁阀技术领域，特别是一种用于变速箱电磁阀的驱动电路及控制方法。
背景技术
液力机械自动变速箱中广泛使用脉宽调制电磁阀，这种电磁阀具有响应速度快、抗干扰能力强和性价比高等优点。应用在变速箱系统中的电磁阀响应速度的快慢及动作的准确性直接影响变速箱的换挡动作性能，在变速箱系统中不仅要求电磁阀初始运动时应该快速响应，也要求电磁阀断电时的截止能够快速响应。变速箱在换挡过程中需要多个电磁阀之间相互配合，协调一致，准确响应控制指令，才能精确完成换挡动作。电磁阀动作延迟或动作错误将直接导致换挡迟滞或失败。目前的电磁阀驱动电路不能够提供通讯接口，在实际应用中，需要多个电磁阀配合动作，如果采取集中式分立元件的方式实现，则每个电磁阀都需要有相应的驱动、保护电路，同时，电磁阀安装在系统中的不同位置，距离主控制器远近不同，系统的电路结构和布线复杂。当存在多个电磁阀的配合动作时，驱动结构复杂，并且很难在响应时间上保持一致。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种变速箱电磁阀驱动电路及其控制方法，解决目前的电磁阀驱动电路不能够提供通讯接口，以及多个电磁阀配合动作时结构复杂的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种变速箱电磁阀驱动电路，包括：微处理器芯片、通讯接口芯片、运算放大器U1和功率开关管T1；
所述通讯接口芯片的引脚1与微处理器芯片的引脚13连接，所述通讯接口芯片的引脚4与微处理器芯片的引脚14连接，所述通讯接口芯片的引脚3连接电源，所述通讯接口芯片的引脚2接地，所述通讯接口芯片的引脚6连接低电平，所述通讯接口芯片的引脚7连接高电平；
所述微处理器芯片的引脚25与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，所述微处理器芯片的引脚25还与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器U1的输出端连接；
所述微处理器芯片的引脚15与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与功率开关管T1的栅极连接，电阻R3的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；所述微处理器芯片的引脚3和引脚28接地，引脚2和引脚29连接电源；
所述功率开关管T1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与功率开关管T1的漏极连接；所述功率开关管T1的漏极与运算放大器U1的反相输入端连接；所述功率开关管T1的源极接地；
所述运算放大器U1的同相输入端与采样电阻R1的一端连接，采样电阻R1的另一端与运算放大器U1的反相输入端连接，所述运算放大器U1的同相输入端还与电磁阀的一端连接，电磁阀的另一端连接电源。
在上述方案的基础上，所述通讯接口芯片为TLE6250芯片。
在上述方案的基础上，所述微处理器芯片为MC9S08DZ16芯片。
在上述方案的基础上，所述二极管D1为快恢复二极管，用作续流。
在上述方案的基础上，所述功率开关管T1为MOSFET场效应管。
一种变速箱电磁阀的控制方法，应用上述变速箱电磁阀驱动电路，包括以下步骤：
步骤1、外部控制端通过通讯接口芯片与微处理器芯片连接，将外部控制指令传输给微处理器芯片；
步骤2、微处理器芯片在接收到外部控制指令后按照预定的驱动算法计算并输出PWM信号，PWM信号驱动功率开关管，实现电磁阀的驱动控制；
步骤3、通过采样电阻采集电磁阀的电流，采集的电流经过运算放大器处理后输出到微处理器芯片，微处理器芯片根据采集的电流值调整输出的PWM信号；同时，微处理器芯片也可以将电磁阀的开关状态及实时电流值通过通讯接口芯片输出到外部控制端。
有益效果：
本发明实现了对电磁阀的数字控制，对外部控制端提供了通讯接口，外部控制指令及数据按照标准的数据通讯形式通过通讯接口传输，外部控制端向变速箱电磁阀驱动电路发出动作指令，变速箱电磁阀驱动电路的微处理器在接收到动作指令后按照预定的驱动算法驱动电磁阀，并进行电流采样，调整PWM控制信号的输出，既能够满足初始运动时快速响应的要求，又能够在断电瞬间快速截止电磁阀的驱动电流，简化了电磁阀的控制，实现了电磁阀的数字化控制。
附图说明
本发明有如下附图：
图1一种变速箱电磁阀驱动电路图；
图2一种变速箱电磁阀驱动电路的控制方法框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-2所示，一种变速箱电磁阀驱动电路，包括：微处理器芯片、通讯接口芯片、运算放大器U1和功率开关管T1；
所述通讯接口芯片的引脚1与微处理器芯片的引脚13连接，所述通讯接口芯片的引脚4与微处理器芯片的引脚14连接，所述通讯接口芯片的引脚3连接电源，所述通讯接口芯片的引脚2接地，所述通讯接口芯片的引脚6连接低电平，所述通讯接口芯片的引脚7连接高电平；
所述微处理器芯片的引脚25与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，所述微处理器芯片的引脚25还与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器U1的输出端连接；
所述微处理器芯片的引脚15与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与功率开关管T1的栅极连接，电阻R3的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；所述微处理器芯片的引脚3和引脚28接地，引脚2和引脚29连接电源；
所述功率开关管T1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与功率开关管T1的漏极连接；所述功率开关管T1的漏极与运算放大器U1的反相输入端连接；所述功率开关管T1的源极接地；
所述运算放大器U1的同相输入端与采样电阻R1的一端连接，采样电阻R1的另一端与运算放大器U1的反相输入端连接，所述运算放大器U1的同相输入端还与电磁阀的一端连接，电磁阀的另一端连接电源。
在上述方案的基础上，所述通讯接口芯片为TLE6250芯片。
在上述方案的基础上，所述微处理器芯片为MC9S08DZ16芯片。
在上述方案的基础上，所述二极管D1为快恢复二极管，用作续流。
在上述方案的基础上，所述功率开关管T1为MOSFET场效应管。
一种变速箱电磁阀的控制方法，应用上述变速箱电磁阀驱动电路，包括以下步骤：
步骤1、外部控制端通过通讯接口芯片与微处理器芯片连接，将外部控制指令传输给微处理器芯片；
步骤2、微处理器芯片在接收到外部控制指令后按照预定的驱动算法计算并输出PWM信号，PWM信号驱动功率开关管，实现电磁阀的驱动控制；
步骤3、通过采样电阻采集电磁阀的电流，采集的电流经过运算放大器处理后输出到微处理器芯片，微处理器芯片根据采集的电流值调整输出的PWM信号；同时，微处理器芯片也可以将电磁阀的开关状态及实时电流值通过通讯接口芯片输出到外部控制端。
电流采样是通过电磁阀与功率开关管T1之间采用串联采样电阻R1的方法实现的，因此从电路结构上来看，电磁阀与采样电阻R1连接，采样电阻R1与功率开关管T1连接。
PWM信号由微处理器芯片内部产生，通过编写软件程序实现PWM信号的输出，输出的PWM信号驱动功率开关管T1，从而实现电磁阀的驱动控制。
本发明实现了对电磁阀的数字控制，对外部控制端提供了通讯接口，外部控制指令及数据按照标准的数据通讯形式通过通讯接口传输，外部控制端向变速箱电磁阀驱动电路发出动作指令，变速箱电磁阀驱动电路的微处理器在接收到动作指令后按照预定的驱动算法驱动电磁阀，并进行电流采样，调整PWM控制信号的输出，既能够满足初始运动时快速响应的要求，又能够在断电瞬间快速截止电磁阀的驱动电流，简化了电磁阀的控制，实现了电磁阀的数字化控制，并且解决了多个电磁阀配合动作时结构复杂的问题。
采用本发明中的方法，可以实现多个电磁阀的分布式控制，每个电磁阀驱动节点通过CAN总线接口与主控制器通信，完成每个电磁阀的驱动控制和相互间的配合，系统的布线简单，电磁阀的安装位置更自由。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种变速箱电磁阀驱动电路，其特征在于，包括：微处理器芯片、通讯接口芯片、运算放大器U1和功率开关管T1；
所述通讯接口芯片的引脚1与微处理器芯片的引脚13连接，所述通讯接口芯片的引脚4与微处理器芯片的引脚14连接，所述通讯接口芯片的引脚3连接电源，所述通讯接口芯片的引脚2接地，所述通讯接口芯片的引脚6连接低电平，所述通讯接口芯片的引脚7连接高电平；
所述微处理器芯片的引脚25与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，所述微处理器芯片的引脚25还与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与运算放大器U1的输出端连接；
所述微处理器芯片的引脚15与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与功率开关管T1的栅极连接，电阻R3的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；所述微处理器芯片的引脚3和引脚28接地，引脚2和引脚29连接电源；
所述功率开关管T1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与功率开关管T1的漏极连接；所述功率开关管T1的漏极与运算放大器U1的反相输入端连接；所述功率开关管T1的源极接地；
所述运算放大器U1的同相输入端与采样电阻R1的一端连接，采样电阻R1的另一端与运算放大器U1的反相输入端连接，所述运算放大器U1的同相输入端还与电磁阀的一端连接，电磁阀的另一端连接电源；
所述微处理器芯片为MC9S08DZ16芯片；
所述通讯接口芯片为TLE6250芯片；
所述二极管D1为快恢复二极管，用作续流。
2.如权利要求1所述的变速箱电磁阀驱动电路，其特征在于，所述功率开关管T1为MOSFET场效应管。
3.一种变速箱电磁阀的控制方法，应用权利要求1-2任一权利要求所述的变速箱电磁阀驱动电路，包括以下步骤：
步骤1、外部控制端通过通讯接口芯片与微处理器芯片连接，将外部控制指令传输给微处理器芯片；
步骤2、微处理器芯片在接收到外部控制指令后按照预定的驱动算法计算并输出PWM信号，PWM信号驱动功率开关管，实现电磁阀的驱动控制；
步骤3、通过采样电阻采集电磁阀的电流，采集的电流经过运算放大器处理后输出到微处理器芯片，微处理器芯片根据采集的电流值调整输出的PWM信号；同时，微处理器芯片将电磁阀的开关状态及实时电流值通过通讯接口芯片输出到外部控制端。
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