CN202486859U

CN202486859U - 一种车辆变速箱车载数据记录仪

Info

Publication number: CN202486859U
Application number: CN2012200889869U
Authority: CN
Inventors: 王立勇
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Xinke Ruitong Electromechanical Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-09

Abstract

本实用新型涉及一种车辆变速箱车载数据记录仪，它包括九针通用接头、七针通用接头、信号调理模块、A/D转化模块、中央处理器、数据存储模块、人机交互模块、电池能量模块、恒电压模块和恒电流模块；变速箱内电流式传感器、电压式传感器和转速传感器输出端经九针通用接头连接信号调理模块输入端，温度传感器和振动传感器的输出端均经七针通用接头连接信号调理模块输入端；信号调理模块输出端经A/D转化模块连接中央处理器，中央处理器将接收到的数据存储至数据存储模块内，中央处理器由人机交互模块控制其工作，由电池能量模块供电；电池能量模块分别经恒电压模块和恒电流模块为九针通用接头和七针通用接头供电。本实用新型能广泛用于各种大功率车辆湿式离合器变速箱在线运行状态数据记录中。

Description

一种车辆变速箱车载数据记录仪

技术领域

本实用新型涉及一种车载数据记录仪，特别是关于一种用于大功率履带车辆变速箱状态监测的车辆变速箱车载数据记录仪。

背景技术

目前，湿式离合器变速箱在众多履带车辆和工程机械上得到广泛应用，该变速箱是机、电、液等技术的有机综合，具有液力传动、液压无级转向、动力换挡和自动变速等技术特点，其功能完整、技术水平先进，随着变速箱性能和信息化水平的快速提高，故障率也随之加大。如何对变速箱这一传动装置进行有效状态监测和故障诊断，保证其运行品质和可靠性是众多厂家和用户高度重视的问题。

近几年来国内外对变速箱状态监测的研究手段和方法日新月异，特别是在机械式定轴变速箱的故障诊断领域内已取得了较好效果。然而，对于大功率履带车辆变速箱这一复杂的、包含多湿式离合器的传动装置变速箱，因其内部结构复杂、工作环境密闭且温度高达100多摄氏度，所以开展实车测试研究难度很大。目前国内外个别学者在这方面做的研究也是只针对实验台状态下的变速箱进行的，主要原因在于缺乏有效的专用车载数据记录设备，造成其研究仍未取得令人满意的效果。所以，研发车载大功率车辆变速箱运行状态数据记录仪，进而开展相关故障诊断研究，对于提高整车性能和可靠性具有重要作用。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适用范围广，能实现对变速箱实车运行状态进行数据记录，记录精度较高且成本较低的车辆变速箱车载数据记录仪。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：它包括变速箱、九针通用接头、七针通用接头、信号调理模块、A/D转化模块、中央处理器、数据存储模块、人机交互模块、电池能量模块、恒电压模块和恒电流模块；所述变速箱内含有电流式传感器、电压式传感器、转速传感器、温度传感器和振动传感器；所述电流式传感器、电压式传感器和转速传感器的输出端均经所述九针通用接头连接所述信号调理模块输入端，所述温度传感器和振动传感器的输出端均经所述七针通用接头连接所述信号调理模块输入端；所述信号调理模块输出端经所述A/D转化模块连接所述中央处理器输入端，所述中央处理器将接收到的数据存储至所述数据存储模块内，所述中央处理器的输出端连接所述人机交互模块进行数据显示，所述电池能量模块为所述中央处理器供电；所述电池能量模块分别经所述恒电压模块和恒电流模块为所述九针通用接头和七针通用接头供电。

所述信号调理模块包括低通滤波模块、高通滤波模块、电流转换模块、电压隔离模块、频压转换模块、温度转换模块和电荷转换模块；所述信号调理模块通过所述九针通用接头将电流信号、电压信号和转速方波信号输入所述低通滤波模块内滤波去除干扰信号，所述低通滤波模块输出端分别与所述电流转换模块、电压隔离模块和频压转换模块的输入端连接，所述电流转换模块将电流信号转换为电压信号，所述频压转换模块将频率信号转换为电压信号；所述信号调理模块通过所述七针通用接头将温度电阻信号和振动电荷信号输入所述高通滤波模块内滤波处理，所述高通滤波模块输出端分别与所述温度转换模块和电荷转换模块的输入端连接，所述温度转换模块将电阻值信号转换为电压信号，所述电荷转换模块将电荷量信号转换为电压信号；所有电压信号均输入所述电压隔离模块内进行相互隔离处理，隔离后的电压信号输入所述A/D转化模块内转化为数字量后输出。

所述电流转换模块、频压转换模块、温度转换模块和电荷转换模块均采用插拔的形式固定连接在所述信号调理模块内。

所述电池能量模块输入端连接充电接口，输出端连接用于提示充电的电量指示灯。

所述中央处理器采用32位处理芯片，所述A/D转化模块采用12位高速模数转换芯片。

所述数据存储模块采用能够插拔的SD存储卡。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的信号调理模块中由于采用可插拔式的信号转换模块，因此可实现电流式传感器、电压式传感器、转速传感器、温度传感器和振动传感器信号的调理和采集，并且信号采集种类、数量调整灵活，使用范围广泛，可同时满足不同履带车辆湿式离合器变速箱的数据采集需求。2、本实用新型由于电流式传感器、电压式传感器和转速传感器的输出端连接九针通用接头，温度传感器和振动传感器的输出端连接七针通用接头，解决了多种传感器与数据记录仪连接问题。3、本实用新型电池能量模块输出电压通过恒电压模块和恒电流模块可分段调节，满足不同传感器对不同供电电压的要求。4、本实用新型由于采用恒电流输出模块，可恒定提供10mA以下输出电流，满足温度传感器和振动传感器使用要求。5、本实用新型由于采用在电池能量模块输出端连接有电量指示灯，当电量不足四分之一时以1秒钟的间隔时间进行闪烁，不足五分之一时以0.5秒钟的间隔时间进行闪烁，提示用户及时充电。6、本实用新型由于将信号采集、数据处理和存储功能模块进行集成化设计，缩小了体积，便于实车安装布置，提高了使用方便性。因此本实用新型可以广泛应用于各种大功率车辆湿式离合器变速箱在线运行状态数据记录。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的信号调理模块结构示意图；

图3是本实用新型使用时的操作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括现有技术中的变速箱1、九针通用接头2、信号调理模块3、七针通用接头4、A/D转化模块5、中央处理器6、数据存储模块7、人机交互模块8、电池能量模块9、恒电压模块10、恒电流模块11、充电接口12和电量指示灯13。其中，变速箱1内含有电流式传感器14、电压式传感器15、转速传感器16、温度传感器17和振动传感器18。

变速箱1内的电流式传感器14、电压式传感器15和转速传感器16的输出端均经九针通用接头2连接信号调理模块3的输入端，变速箱1内的温度传感器17和振动传感器18的输出端均经七针通用接头4连接信号调理模块3的输入端。信号调理模块3的输出端经A/D转化模块5连接中央处理器6输入端，中央处理器6将接收到的数据存储至数据存储模块7内，中央处理器6的输出端还连接人机交互模块8进行数据显示，同时，中央处理器6由电池能量模块9供电。电池能量模块9经恒电压模块10为九针通用接头2供电，电池能量模块9经恒电流模块11为七针通用接头4供电。其中，电池能量模块9输入端连接充电接口12，输出端连接用于提示充电的电量指示灯13，电量不足四分之一时以1秒钟的间隔时间进行闪烁，不足五分之一时以0.5秒钟的间隔时间进行闪烁，提示用户利用充电接口12进行充电。

在使用时，九针通用接头2和七针通用接头4的输出端与信号调理模块3的输入端连接，变速箱1内各传感器采集的数据输入信号调理模块3后转变为0～10V之间的直流电压信号，该电压信号进入A/D转化模块5将模拟量转化为数字量，并输入中央处理器6内处理，处理后的数据输入数据存储模块7内，完成采集数据的记录。其中，中央处理器6的输入端还连接人机交换模块8和电池能量模块9。

上述实施例中，恒电压模块10的输出端与九针通用接头2的三根针脚分别连接，分别完成电流式传感器14、电压式传感器15和转速传感器16三种传感器对供电电压的配置要求。恒电流模块11可配置输出恒定电流，其输出端与七针通用接头4连接，完成温度传感器17所需的1mA恒电流配置和振动传感器18所需的5mA恒电流配置。

上述各实施例中，中央处理器6采用32位处理芯片，A/D转化模块5采用12位高速模数转换芯片，保证单通道处理速率不低于1K，振动信号采集速率不低于20K。

上述各实施例中，数据存储模块7可以采用可插拔的SD存储卡，最大容量支持32G，满足实车道路测试对长时间、大容量的存储要求。

如图2所示，本实用新型的信号调理模块3包括低通滤波模块31、高通滤波模块32、电流转换模块33、电压隔离模块34、频压转换模块35、温度转换模块36和电荷转换模块37。信号调理模块3通过九针通用接头2将电流信号、电压信号和转速方波信号输入低通滤波模块31内进行滤波处理并去除干扰信号，低通滤波模块31的输出端分别与电流转换模块33、电压隔离模块34和频压转换模块35的输入端连接，电流转换模块33将电流信号转换为0～10V之间的电压信号，频压转换模块35将频率信号转换为电压信号；信号调理模块3通过七针通用接头4将温度电阻信号和振动电荷信号输入高通滤波模块32内滤波处理，高通滤波模块20的输出端分别与温度转换模块36和电荷转换模块37的输入端连接，温度转换模块36将电阻值信号转换为电压信号，电荷转换模块37将电荷量信号转换为电压信号；所有电压信号均输入电压隔离模块34内进行相互隔离处理，避免相互干扰，经隔离后的电压信号输入A/D转化模块5内将模拟量转化为数字量后输出。

上述实施例中，电压隔离模块44按照传感器信号数量进行分配，每个传感器信号对应一个电压隔离模块。

上述实施例中，电流转换模块33、频压转换模块35、温度转换模块36和电荷转换模块37均采用插拔的形式固定连接在信号调理模块3内，实际测试时可以按照传感器信号类型和数量进行任意调节，信号调理模块3内最多可同时对16路传感器信号进行调理。

综上所述，如图3所示，本实用新型在使用时，其步骤如下：

(1)确定信号测试所需传感器的种类和数量，按照传感器种类和数量配置信号调理模块。

(2)实车安装传感器，在冷却风扇附近安装固定本实用新型的车辆变速箱车载数据记录仪(以下简称数据记录仪)，利用高温屏蔽电缆连接各传感器和数据记录仪，检查数据记录仪电池电量，确认所有问题正常后启动数据记录仪和车辆。

(3)进行车辆换档操作道路行驶，数据记录仪实时采集并记录行驶过程中各传感器信号，若信号正常则自动进行数据存储，若信号异常，则以红色报警灯闪烁形式提示有故障发生，同时会进行故障代码存储和采集数据存储。

(4)完成数据记录后，关闭数据记录仪，取出可以插拔的SD存储卡即可。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构和连接方式都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims

1.一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：它包括变速箱、九针通用接头、七针通用接头、信号调理模块、A/D转化模块、中央处理器、数据存储模块、人机交互模块、电池能量模块、恒电压模块和恒电流模块；所述变速箱内含有电流式传感器、电压式传感器、转速传感器、温度传感器和振动传感器；

所述电流式传感器、电压式传感器和转速传感器的输出端均经所述九针通用接头连接所述信号调理模块输入端，所述温度传感器和振动传感器的输出端均经所述七针通用接头连接所述信号调理模块输入端；所述信号调理模块输出端经所述A/D转化模块连接所述中央处理器输入端，所述中央处理器将接收到的数据存储至所述数据存储模块内，所述中央处理器的输出端连接所述人机交互模块进行数据显示，所述电池能量模块为所述中央处理器供电；所述电池能量模块分别经所述恒电压模块和恒电流模块为所述九针通用接头和七针通用接头供电。

2.如权利要求1所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述信号调理模块包括低通滤波模块、高通滤波模块、电流转换模块、电压隔离模块、频压转换模块、温度转换模块和电荷转换模块；

所述信号调理模块通过所述九针通用接头将电流信号、电压信号和转速方波信号输入所述低通滤波模块内滤波去除干扰信号，所述低通滤波模块输出端分别与所述电流转换模块、电压隔离模块和频压转换模块的输入端连接，所述电流转换模块将电流信号转换为电压信号，所述频压转换模块将频率信号转换为电压信号；所述信号调理模块通过所述七针通用接头将温度电阻信号和振动电荷信号输入所述高通滤波模块内滤波处理，所述高通滤波模块输出端分别与所述温度转换模块和电荷转换模块的输入端连接，所述温度转换模块将电阻值信号转换为电压信号，所述电荷转换模块将电荷量信号转换为电压信号；所有电压信号均输入所述电压隔离模块内进行相互隔离处理，隔离后的电压信号输入所述A/D转化模块内转化为数字量后输出。

3.如权利要求2所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述电流转换模块、频压转换模块、温度转换模块和电荷转换模块均采用插拔的形式固定连接在所述信号调理模块内。

4.如权利要求1所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述电池能量模块输入端连接充电接口，输出端连接用于提示充电的电量指示灯。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述中央处理器采用32位处理芯片，所述A/D转化模块采用12位高速模数转换芯片。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述数据存储模块采用能够插拔的SD存储卡。

7.如权利要求5所述的一种车辆变速箱车载数据记录仪，其特征在于：所述数据存储模块采用能够插拔的SD存储卡。