CN203743402U

CN203743402U - 一种多用途32位amt电控装置

Info

Publication number: CN203743402U
Application number: CN201320654829.4U
Authority: CN
Inventors: 张志辉
Original assignee: GUANGDONG GRANDMARK AUTOMOTIVE SYSTEMS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG GRANDMARK AUTOMOTIVE SYSTEMS CO Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2023-10-23

Abstract

本实用新型公开一种多用途32位AMT电控装置，该装置由中央系统处理单元、通讯单元、模拟信号采集与处理单元、数字信号采集与处理单元、加速度和坡度信号采集单元、马达驱动单元、电源处理单元组成。所述中央系统处理单元采用了飞思卡尔最新32位微处理器，包括中央系统处理单元包括的专用模块有32位微处理器、EMIO增强型多用途输入输出子模块、ETPU增强型时间处理单元、EQADC增强型队列模拟数字转化模块。本实用新型电控装置不仅可用在12V电池供电的汽车，而且可用在24V电池供电的汽车；可以用于传统内燃机车辆的AMT控制，也可用于混合动力、纯电动车的AMT控制；它可以用于2挡、5挡及多挡变速箱的控制。本实用新型广泛适用于AMT变速箱的电子控制。

Description

一种多用途32位AMT电控装置

技术领域

本实用新型涉及一种多用途32位精度AMT电控装置，属机械式自动变速箱控制技术领域。

背景技术

AMT(电控机械式自动变速箱)电控装置是指变速箱电子控制单元自动实时采集变速箱的离合位置信号、选换挡位置信号、变速箱油温，加速踏板信号、操纵杆位置信号、节气门位置信号、车辆加速度信号、发动机转速信号、输入轴转速信号和输出轴转速信号等经过电子控制单元的计算、分析后，向离合器执行机构、选换挡执行机构和节气门执行机构发出执行命令，以及和车上的其它控制系统，比如ECU(电子控制单元)、EPS(电动转向系统)、ABS(防抱死制动系统)、BCM(车身控制模块)、ESP(车身电子稳定系统)、EMCU(制动防滑控制模块)、HVCU(整车控制器)和仪表等进行实时通讯，自动实现发动机动力转换、离合器的分离与结合、变速器换挡之间的动作与时序达到最佳匹配，从而获得优良的燃油经济性、驾驶舒适性与整车动力性。

目前市场出现的AMT电控装置多为16位的单片机控制，其运行速度较低，主频通常小于40MHZ，内部存储空间较小，FLASH通常小于512KBYTES，RAM通常小于24KBYTES，模数转换通道较少和精度不高，通常小于16个通道，精度为8位或10位。难以满足应用中不断提出的各种复杂算法对运行速度、存储空间、模数转换通道数量和精度等提出的要求。目前市场出现的AMT电控装置还不能同时控制多达4个电动机的转速和方向控制等缺陷和不足。这些系统难以满足应用中不断增加的输入信号数量的要求，难以满足应用中控制对象数量不断增加的要求，从而引起AMT变速箱对整车的性能的影响，难以达到最佳匹配。

发明内容

本实用新型的目的是，为了解决市场上出现的AMT变速箱电控装置存在的运行速度较低、内部存储空间较小、模数转换通道较少和转换精度不高、输出通道太少、机动性差等技术问题，本实用新型公开一种多用途32位精度AMT电控装置。

本实用新型的技术方案是，本实用新型32位AMT电控装置由中央系统处理单元、通讯单元、模拟信号采集与处理单元、数字信号采集与处理单元、加速度和坡度信号采集单元、马达驱动单元、电源处理单元组成。模拟信号采集与处理单元、数字信号采集与处理单元、加速度和坡度信号采集单元分别连接中央系统处理单元的相应模拟数字转化模块，并通过模拟数字转化模块连接中央系统处理单元；马达驱动单元和通讯单元分别连接输入输出子模块，并通过输入输出子模块连接中央系统处理单元；电源处理单元连接所有单元电路并为其供电。

所述中央系统处理单元采用了飞思卡尔最新32位微处理器，它有多个专用模块，是AMT变速箱电控装置的核心。中央系统处理单元包括的专用模块有32位微处理器、EMIO增强型多用途输入输出子模块、ETPU增强型时间处理单元、EQADC增强型队列模拟数字转化模块；EMIO增强型多用途输入输出子模块、ETPU增强型时间处理单元、EQADC增强型队列模拟数字转化模块分别与32位微处理器相关端口连接。

所述微处理器主芯片运行速度快，主频高达132MHZ；内部存储空间大，FLASH 高达1536KBYTES，RAM高达94KBYTES；模数转换通道多，可达34通道，精度达到12位；有专门的时间处理单元，用来处理输入的各种脉冲频率信号和输出的脉冲控制信号；通过其DSPI模块可以方便的外扩EEPROM存储容量以及任何SPI接口方式的外部设备，比如DA转换芯片。完全满足各种复杂算法对运行速度和内部存储空间的要求、输入信号数量不断增加的要求、控制对象不断增加的要求，从而解决AMT变速箱目前在市场应用推广中遇到的一些问题，使AMT变速箱与整车最佳匹配。

所述EMIO增强型多用途输入输出子模块，它包含对信号的滤波处理电路，有多种用途，如对输入信号脉宽测量、周期测量、正交解码、输出信号比较等，提高了系统处理输入输出数字信号的可靠性和稳定性。

所述ETPU增强型时间处理单元，它用来处理复杂的时间控制、数字输入输出和定时算法，有独立于主芯片的内核、调度、数据存储器、代码存储器、可编程通道、调试口，它通过芯片内部总线与32位微处理器主芯片连接，且该芯片为32位单片机，速度和容量都远远超出16位单片机系统,可编程通道高达32路。

所述EQADC增强型队列模拟数字AD转化模块，它是可以配置为8位、10位、12位精度，可以同时处理34路AD信号的电路，处理方式可以连续进行，也可单独进行。转换速度可以配置，同时还可以使用DMA(直接存储通道)，对转换效率有极大的提高。

本实用新型电控装置采用了马达驱动芯片加MOS管组成H桥式马达驱动电路，由于使用了专用马达驱动芯片，使H桥的上、下臂不可能同时导通，也不会由于驱动控制的原因造成H桥短路，从而提高了马达驱动的可靠性。能同时控制多达4个电动机的正反转及速度控制。

本实用新型电控装置通讯单元具有两路CAN通道、一路LIN通道、一路异步串行通讯SCI通道、两路SPI通道和多系统进行通讯。

本实用新型的工作原理是，中央系统处理单元从模拟信号采集处理单元、数字信号采集处理单元、加速度和坡度信号采集单元、时间处理单元和通讯单元获取变速箱、车辆、和驾驶员驾驶意图等信息和指令，经过控制算法分析计算后，控制马达驱动单元600、输出控制单元700和通讯单元800来控制外部执行机构如离合机构、选挡机构、换挡机构、节气门机构、挡位显示，错误报警显示等进行相应动作，同时和其它系统保持实时通讯，进行信息传递，并将整个控制过程中的重要数据自动保存在内部FLASH或者EEPROM内。

本实用新型的有益效果是，本实用新型电控装置带有多路备用的数模转换输出通道、模数转换输入通道、开关输出通道、开关量输入通道、PWM输出和输入通道以满足不同应用中的不同要求。本实用新型以外接小散热片的方式将功率管的热量及时传递到外壳进行散热，提高了保护该装置的大功率驱动能力和运行可靠性。本实用新型电控装置具有很大的灵活性，它不仅可以用在12V电池供电的汽车上，而且可以用在24V电池供电的汽车上；它可以用于传统内燃机车辆的AMT控制，也可用于混合动力、纯电动车的AMT控制；它可以用于2挡、5挡、更多挡变速箱的控制。在具体应用中，有些不需要的零件可以不用安装以保证系统的价格优势和可靠性。

本实用新型适用于AMT变速箱的电子控制。

附图说明

图1是本实用新型一种32位精度AMT(电控机械式自动变速箱)的电控装置结构图。

具体实施方式

结合图1所示，该AMT变速箱电控装置包括中央系统处理单元100、模拟信号采集处理单元200、数字信号采集处理单元300、时间处理单元400、电源处理单元500、马达驱动单元600、输出控制单元700、通讯单元800、以及加速度和坡度信号采集单元900。中央系统处理单元100从模拟信号采集处理单元200、数字信号采集处理单元300、时间处理单元400、通讯单元800以及加速度和坡度信号采集单元900获取变速箱、车辆、和驾驶员驾驶意图等信息和指令，经过控制算法分析计算后，控制马达驱动单元600、输出控制单元700和通讯单元800来控制外部执行机构如离合机构、选挡机构、换挡机构、节气门机构、挡位显示，错误报警显示等进行相应动作，同时和其它系统保持实时通讯，进行信息传递。

本实施例AMT电控装置的模拟信号采集处理单元200和数字信号采集处理单元300所采集的信号包括但不限于以下信号：离合位置信号、选挡位置信号、挂挡位置信号、节气门位置信号、加速踏板位置信号、加速度信号、坡度信号、转弯信号、变速箱温度信号、离合电机电流检测信号、选挡电机电流检测信号、挂挡电机电流检测信号以及电池电压等模拟信号。本AMT电控装置可以提供34路模拟信号处理通道，且每条通道都是12位的，完全满足由于AMT功能提高不断增加的模拟信号对通道数量和处理精度的要求，对于5伏满量程的精度可达1.22毫伏，3.3伏满量程的精度可达0.81毫伏。另外刹车信号、手刹信号、钥匙点火信号、巡航模式信号、动力模式信号、空调启动信号等数字信号由的中央系统处理单元100的专用еMIOS模块处理，该模块有硬件滤波等处理功能，能更加准确有效的处理数字信号。

本实施例AMT电控装置的时间处理单元400有效的改变了对频率信号的捕获和定时。频率信号的捕获是指对发动机转速信号、变速箱输入轴转速信号、变速箱输出轴转速信号的捕获计算，定时是指输出各种频率和占空比的PWM(脉宽调制)波来控制执行电机，从而控制外部执行机构，如离合机构、选挡机构、换挡机构、节气门机构。该时间处理单元可提供32路频率信号的捕获计算和定时。

本实施例AMT电控装置的马达驱动单元600采用汽车级马达H桥专用驱动芯片，有效的解决了死区和单侧直通的问题，而且H桥的4个桥臂都使用N通道的MOS管，便于用料。由于使用MOS管，其驱动负载能力就直接与MOS的输出最大电流相关，可以方便的根据马达功率选取合适的MOS管,灵活性强。

本实例AMT电控装置的通讯单元800包含两路标准CAN接口，一路LIN接口和一路RS232串行通讯接口，可以高效、方便的与整车其它系统实时通讯，进行如信息交换、数据标定、程序烧写等工作。

本实用新型电控装置的加速度和坡度信号采集单元900采用三轴加速度芯片，通过对信号的计算，可以准确的测量到车辆的加速度以及车辆所在的坡度信息。

Claims

1.一种多用途32位AMT电控装置，其特征在于，所述装置由中央系统处理单元、时间处理单元、马达驱动单元、通讯单元、模拟信号采集与处理单元、数字信号采集与处理单元、加速度和坡度信号采集单元、输出控制单元、电源处理单元和连接器组成；模拟信号采集与处理单元、数字信号采集与处理单元、加速度和坡度信号采集单元分别连接中央系统处理单元的相应输入模块；时间处理单元连接中央系统处理单元；马达驱动单元和通讯单元分别连接输出控制单元，并通过输出控制单元连接中央系统处理单元；电源处理单元连接所有单元电路并为其供电。

2.根据权利要求1所述的一种多用途32位AMT电控装置，其特征在于，所述马达驱动单元是由马达驱动芯片加MOS管组成可控制4个电动机正反转及速度的H桥式马达驱动电路。

3.根据权利要求1所述的一种多用途32位AMT电控装置，其特征在于，所述加速度和坡度信号采集单元通过三轴加速度芯片和匹配电路，可以直接采集到反应车辆的加速度和车辆所在的坡度信号。