專利名稱：數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于重型汽車電控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)絕大部分重型汽車的動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)操作裝置多由手油門或者電位器來實(shí)現(xiàn)的，但存在調(diào)節(jié)精度低、無法實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)結(jié)果、無法判定被控對象是否處于故障狀態(tài)等諸多不足之處，隨著重型汽車使用范圍越來越廣以及客戶對動(dòng)力輸出的精度要求越來越高，使得原有的手油門或電位器式的開環(huán)調(diào)節(jié)器無法滿足客戶的實(shí)際應(yīng)用需求。發(fā)明內(nèi)容為解決以上技術(shù)上的不足，本實(shí)用新型提供了一種設(shè)計(jì)合理、調(diào)節(jié)方便、調(diào)節(jié)精度高的數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器。本實(shí)用新型是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，包括電源模塊，按鍵開關(guān)模塊，輸出多路開關(guān)模擬量；多路選擇模塊，輸入多路經(jīng)過濾波的開關(guān)模擬量，選擇輸出一路開關(guān)模擬量；CAN通訊接口模塊，與整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接；和CPU模塊，將多路選擇模塊輸出的開關(guān)模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)分析處理后通過CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號(hào)；CAN通訊接口模塊反饋給 CPU模塊作為閉環(huán)控制反饋信號(hào)的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。同時(shí)兼容的，上述CPU模塊內(nèi)包含有PWM控制器，PWM信號(hào)輸出端連接有濾波運(yùn)放模塊，濾波運(yùn)放模塊信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。上述CPU模塊連接有IXD顯示器，能夠在IXD顯示器上顯示數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果是通過數(shù)字信號(hào)控制，并能夠進(jìn)行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)精度高，根據(jù)實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)結(jié)果判定被控對象是否處于故障狀態(tài)，依據(jù)故障等級(jí)從系統(tǒng)安全角度對被控對象進(jìn)行跛行控制或者不控制等，滿足了客戶對動(dòng)力輸出精度越來越高的要求。 兼容了老式控制器，使用范圍更加廣泛。還具有調(diào)節(jié)量實(shí)時(shí)顯示等功能。同時(shí)其接口簡單、 功能豐富，非常適用于重型汽車的動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接框圖。圖2為本實(shí)用新型電源模塊電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型CPU模塊電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
做具體說明。如圖1、3所示，本實(shí)用新型的數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，包括電源模塊、按鍵開關(guān)模塊、多路選擇模塊、CAN通訊接口模塊、濾波運(yùn)放模塊和CPU模塊。按鍵開關(guān)模塊連接濾波器，濾波器連接多路選擇模塊，多路選擇模塊連接CPU模塊，CPU模塊連接CAN 通訊接口模塊、濾波運(yùn)放模塊和LCD顯示器，CAN通訊接口模塊與整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接。本實(shí)用新型通過程序設(shè)定可以實(shí)現(xiàn)以下功能調(diào)節(jié)按鍵開關(guān)模塊可以線性調(diào)節(jié)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速以及輸出扭矩；CPU通過CAN總線實(shí)時(shí)獲取被控對象當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的反饋信號(hào)，計(jì)算出實(shí)際值與操作者調(diào)節(jié)值的偏差，進(jìn)行反饋閉環(huán)控制；通過LCD顯示器實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速以及輸出扭矩；實(shí)時(shí)檢測并顯示被調(diào)節(jié)對象故障診斷狀態(tài)信息，檢測到被控對象發(fā)生故障，依據(jù)故障等級(jí)從系統(tǒng)安全角度對被控對象進(jìn)行跛行控制或者不控制等。具體地，按鍵開關(guān)模塊輸出多路開關(guān)模擬量，多路選擇模塊輸入多路經(jīng)過濾波器濾波后的開關(guān)模擬量，并選擇輸出一路開關(guān)模擬量給CPU模塊。多路選擇模塊具有雙二極管電壓鉗位功能，保護(hù)CPU接口安全。一般采用五路開關(guān)模擬量，CPU模塊對多路選擇模塊進(jìn)行片選以及編碼，使多路選擇模塊輸出特定的某一開關(guān)模擬量到CPU模塊。CPU模塊將開關(guān)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，獲取操作者的動(dòng)作意圖，將其計(jì)算為數(shù)值參考控制量，通過CAN 總線向被控對象發(fā)出控制命令以及控制數(shù)值。CAN通訊接口模塊反饋給CPU模塊作為閉環(huán)控制反饋信號(hào)的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，通過與參考控制量相比較得出差值，進(jìn)行閉環(huán)控制。具體地，整車通訊網(wǎng)絡(luò)中的故障信息作為本實(shí)用新型的控制器閉環(huán)控制的反饋信號(hào)，并作為一個(gè)重要觸發(fā)條件如果沒有故障或者輕微故障，控制器能夠?qū)崟r(shí)高效的工作；如果是一般故障控制器將執(zhí)行基本范圍調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在預(yù)設(shè)的區(qū)域中，確保用戶跛行功能；如果是嚴(yán)重故障，控制器將切斷控制，確保整車系統(tǒng)安全。CPU模塊的控制信號(hào)輸出還有兼容老式控制器的一種方式，CPU模塊內(nèi)包含PWM控制器，其PWM信號(hào)輸出端連接有濾波運(yùn)放模塊，濾波運(yùn)放模塊信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。將CPU輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行RC —階低通濾波，輸入到運(yùn)算放大器的同向端，使該信號(hào)具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，使之成為幅值可調(diào)的模擬信號(hào)，輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。CPU通過調(diào)節(jié)PWM的占空比來改變模擬量值，PWM信號(hào)經(jīng)過RC濾波后由離散的數(shù)字信號(hào)變?yōu)檫B續(xù)的模擬信號(hào)。由于RC電路的輸出阻抗比較大，所以又增加了一級(jí)同向比例運(yùn)放模塊，這樣可以降低了輸出阻抗。如圖2所示，電源模塊為本實(shí)用新型的控制器提供標(biāo)準(zhǔn)的+5V電源。它帶有防反接以及拋負(fù)載保護(hù)、短路保護(hù)等功能，確保供電系統(tǒng)安全。Dl 二極管確保防止供電電源反接， 如果反接則二極管截止，保護(hù)系統(tǒng)安全；D2、TVS管主要吸收外部系統(tǒng)的高壓脈沖擾動(dòng)比如瞬間拋負(fù)載等情況；U3為開關(guān)電源，使輸入的纊32V電源調(diào)節(jié)為系統(tǒng)所需的+5V電源。CAN通訊接口電路模塊包含了收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片、共模扼流線圈、終端電阻等部件。由于含有終端電阻，所以車輛外部可以減少一個(gè)外置的終端電阻節(jié)約成本。共模扼流線圈連接到收發(fā)器，過濾了總線上的共模干擾，提高通訊質(zhì)量。IXD顯示器采用對比度線性可調(diào)的點(diǎn)陣式液晶屏，連接到CPU輸入輸出引腳，將 CPU處理后的結(jié)果以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來，具有實(shí)時(shí)顯示調(diào)節(jié)結(jié)果以及故障提示等功能。按鍵開關(guān)模塊以及濾波器適合重型汽車24V系統(tǒng)的高/低控制輸入都兼容開關(guān)類型，內(nèi)部含有RC —階濾波電路減少擾動(dòng)輸入，該模塊將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量(T5V的電壓值，使開關(guān)具備診斷功能，適用于纊32V寬的電壓范圍。本實(shí)用新型無論從整體功能還是操作方式上都兼顧了實(shí)用與便捷的需要，并經(jīng)過了裝車驗(yàn)證。使用者需要將CAN總線通訊線束接入整車通訊網(wǎng)絡(luò)，其次將調(diào)節(jié)控制器的電源線束接入整車15#電源系統(tǒng)；起動(dòng)車輛，通過功能鍵選取轉(zhuǎn)速控制或者扭矩控制方式，通過SET+或者SET-按鍵增加或減小控制數(shù)值，實(shí)時(shí)觀察顯示屏的反饋數(shù)值，其中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度為10轉(zhuǎn)/分鐘，扭矩調(diào)節(jié)精度為1%的參考扭矩；OFF按鍵關(guān)閉調(diào)節(jié)控制器對車輛的調(diào)節(jié)控制，恢復(fù)車輛先前的控制狀態(tài)。 上述實(shí)施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術(shù)語進(jìn)行說明，但不能以此限定本專利的保護(hù)范圍，熟悉此技術(shù)領(lǐng)域的人士可在了解本專利的精神與原則后對其進(jìn)行變更或修改而達(dá)到等效目的，而此等效變更和修改，皆應(yīng)涵蓋于權(quán)利要求范圍所界定范疇內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，包括電源模塊，其特征在于，還包括 按鍵開關(guān)模塊，輸出多路開關(guān)模擬量；多路選擇模塊，輸入多路經(jīng)過濾波的開關(guān)模擬量，選擇輸出一路開關(guān)模擬量； CAN通訊接口模塊，與整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接；和CPU模塊，將多路選擇模塊輸出的開關(guān)模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)分析處理后通過 CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號(hào)；CAN通訊接口模塊反饋給CPU 模塊作為閉環(huán)控制反饋信號(hào)的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，其特征在于所述CPU 模塊內(nèi)包含有PWM控制器，PWM信號(hào)輸出端連接有濾波運(yùn)放模塊，濾波運(yùn)放模塊信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，其特征在于所述CPU 模塊連接有IXD顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器，包括電源模塊，按鍵開關(guān)模塊，輸出多路開關(guān)模擬量；多路選擇模塊，輸入多路經(jīng)過濾波的開關(guān)模擬量，選擇輸出一路開關(guān)模擬量；CAN通訊接口模塊，與整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連接；和CPU模塊，將多路選擇模塊輸出的開關(guān)模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)分析處理后通過CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號(hào)；CAN通訊接口模塊反饋給CPU模塊作為閉環(huán)控制反饋信號(hào)的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果是能夠進(jìn)行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)精度高，接口簡單、功能豐富，非常適用于重型汽車的動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制。
文檔編號(hào)B60R16/02GK201945837SQ201120015289
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者田磊, 趙玉超, 郭鵬 申請人:中國重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司