一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及汽車電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型由控制系統(tǒng)板、車載直流電源、檔位旋鈕、離合器踏板、位置編碼器、換擋馬達(dá)、車速傳感器、指示燈、CAN總線器件組成。本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)接收到車輛駕駛者通過(guò)旋轉(zhuǎn)檔位旋鈕調(diào)整車輛驅(qū)動(dòng)方式的檔位信號(hào)，借助離合器踏板及車速傳感器采集當(dāng)前車輛自身環(huán)境信息，驅(qū)動(dòng)換檔馬達(dá)調(diào)整分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的不同分配。本實(shí)用新型短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)配合短時(shí)四驅(qū)機(jī)械分動(dòng)箱，可實(shí)現(xiàn)車輛兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式的便捷轉(zhuǎn)換，提升了車輛的通過(guò)性、舒適性及操控穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】—種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車通過(guò)性、動(dòng)力性及操控穩(wěn)定性各種性能的要求越來(lái)越高。分動(dòng)箱作為汽車四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力合理分配的關(guān)鍵總成部件，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電控系統(tǒng)對(duì)于輔助分動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分配的便捷調(diào)整也越來(lái)越重要。
[0003]分動(dòng)箱是一種將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行分配的機(jī)械裝置，可以將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出到后軸，形成兩輪驅(qū)動(dòng)，或者將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力同時(shí)輸出到前軸及后軸，形成四輪驅(qū)動(dòng)。分動(dòng)箱控制方案在面世初期曾采用手工機(jī)械操作的繁雜方式，需停穩(wěn)車輛才可進(jìn)行手工操作，驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換十分復(fù)雜。借助自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)，僅需駕駛者依據(jù)道路情況旋轉(zhuǎn)檔位旋鈕，便可實(shí)現(xiàn)兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式的便捷轉(zhuǎn)換。
[0004]自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化了車輛驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換過(guò)程，增強(qiáng)了車輛驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換的便捷性，目前多應(yīng)用于硬派越野車。自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)的研發(fā)便是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)，該短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)用以輔助車輛駕駛者便捷實(shí)現(xiàn)車輛兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換。
[0006]一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)包含控制系統(tǒng)板、車載直流電源、檔位旋鈕、離合器踏板、位置編碼器、換擋馬達(dá)、車速傳感器、指示燈、CAN總線器件；控制系統(tǒng)板包含單片機(jī)及外圍器件控制電路；車載直流電源通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路連接控制系統(tǒng)板電源接入端口 ；檔位旋鈕通過(guò)三路I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，實(shí)時(shí)上傳當(dāng)前檔位信號(hào)；車速傳感器通過(guò)車速采集電路連接單片機(jī)脈沖輸入檢測(cè)接口，采集當(dāng)前車輛行駛速度；離合器踏板通過(guò)I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，反饋離合器踏板狀態(tài)；換檔馬達(dá)為直流電機(jī)，通過(guò)H橋驅(qū)動(dòng)電路連接單片機(jī)脈寬調(diào)制接口 ；位置編碼器連接單片機(jī)通用I/O接口，且位置編碼器與換檔馬達(dá)形成機(jī)械連接；指示燈通過(guò)I/O端口輸出電路連接單片機(jī)通用I/O接口，向駕駛者指示當(dāng)前所處檔位信號(hào)；CAN總線通過(guò)CAN控制器與單片機(jī)CAN總線接口連接。
[0007]本實(shí)用新型具備下述功能:
[0008](I)智能控制功能:控制系統(tǒng)采用一款汽車級(jí)單片機(jī)，內(nèi)部具有多種可調(diào)用功能及豐富I/o端口，可滿足本次嵌入式設(shè)計(jì)要求。
[0009](2)電壓轉(zhuǎn)換功能:控制系統(tǒng)采用車載直流電源進(jìn)行外部供電，因各器件所需工作電壓不同，采用電壓轉(zhuǎn)換電路獲取所需穩(wěn)定工作電壓，保障控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。
[0010](3)輸入檢測(cè)功能:控制系統(tǒng)采用三檔檔位旋鈕作為輸入檢測(cè)器件，通過(guò)端口檢測(cè)電路與單片機(jī)數(shù)字I/O 口連接。當(dāng)駕駛者旋轉(zhuǎn)檔位旋鈕調(diào)整車輛驅(qū)動(dòng)方式，檔位轉(zhuǎn)換信號(hào)便上傳至單片機(jī)。
[0011](4)數(shù)據(jù)采集功能:控制系統(tǒng)借助車速傳感器及離合器踏板采集自身環(huán)境條件信息。車速傳感器選用霍爾效應(yīng)齒輪傳感器，將其安裝于分動(dòng)箱后輸出軸齒輪邊緣，脈沖累積值輸出至單片機(jī)，借助傳動(dòng)比公式便可得到車輛行駛速度。離合器踏板配合端口檢測(cè)電路，將離合器踏板狀態(tài)值輸出至單片機(jī)。
[0012](5)輸出控制功能:換檔馬達(dá)具體為直流電機(jī)，單片機(jī)控制信號(hào)輸出至直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路可驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并通過(guò)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出至分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)。位置編碼器配合I/o端口驅(qū)動(dòng)電路采集分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)所處位置信息并上傳至單片機(jī)，因其定位止口嵌入于輸出動(dòng)力的蝸輪一端，與換檔馬達(dá)形成機(jī)械連接，可實(shí)時(shí)反饋換檔馬達(dá)行程位置，輔助其完成檔位轉(zhuǎn)換。
[0013](6)檔位指示功能:控制系統(tǒng)采用LED燈向駕駛者指示系統(tǒng)工作狀態(tài)及目前車輛驅(qū)動(dòng)方式所處檔位，通過(guò)觀察閃爍狀態(tài)可了解是否完成所調(diào)整的檔位轉(zhuǎn)換。
[0014](7)數(shù)據(jù)通信功能:控制系統(tǒng)采用CAN控制器為信息媒介實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界數(shù)據(jù)通信，并借助數(shù)字隔離芯片提升通信抗干擾性。
[0015]本實(shí)用新型一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)適用于短時(shí)四驅(qū)越野車，該自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)可輔助車輛駕駛者依據(jù)路面情況，便捷實(shí)現(xiàn)車輛兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的電控系統(tǒng)外圍器件分布示意圖。
[0017]圖2本實(shí)用新型的單片機(jī)內(nèi)部功能調(diào)用示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型的核心是提供一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)，該短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)輔助車輛駕駛者依據(jù)路面情況，便捷實(shí)現(xiàn)車輛兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換。
[0019]本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)接收到車輛駕駛者通過(guò)旋轉(zhuǎn)檔位旋鈕調(diào)整車輛驅(qū)動(dòng)方式的檔位信號(hào)，借助離合器踏板及車速傳感器采集當(dāng)前車輛自身環(huán)境信息，驅(qū)動(dòng)換檔馬達(dá)并利用位置編碼器反饋信號(hào)調(diào)整分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)，借助指示燈向車輛駕駛者指示系統(tǒng)當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)換狀態(tài)，利用CAN總線實(shí)現(xiàn)與外界數(shù)據(jù)通信，完成車輛兩驅(qū)與四驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。
[0020]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】相關(guān)人員更好地理解本實(shí)用新型設(shè)計(jì)，結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)包含控制系統(tǒng)板、車載直流電源、檔位旋鈕、離合器踏板、位置編碼器、換擋馬達(dá)、車速傳感器、指示燈、CAN總線器件?？刂葡到y(tǒng)板包含單片機(jī)及外圍器件控制電路，是系統(tǒng)核心控制器件；車載直流電源通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路連接控制系統(tǒng)板電源接入端口，為系統(tǒng)各器件正常工作提供能量；檔位旋鈕通過(guò)三路I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，實(shí)時(shí)上傳當(dāng)前檔位信號(hào)；車速傳感器通過(guò)車速采集電路連接單片機(jī)脈沖輸入檢測(cè)接口，采集當(dāng)前車輛行駛速度；離合器踏板通過(guò)I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，反饋離合器踏板狀態(tài)；換檔馬達(dá)具體為直流電機(jī)，通過(guò)H橋驅(qū)動(dòng)電路連接單片機(jī)脈寬調(diào)制接口，可實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)并將輸出動(dòng)力通過(guò)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)輸出至分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)；位置編碼器通過(guò)四路I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，將其定位止口嵌入于輸出動(dòng)力的蝸輪一端從而與換檔馬達(dá)形成機(jī)械連接，實(shí)時(shí)采集分動(dòng)箱內(nèi)部換檔機(jī)構(gòu)行程；指示燈通過(guò)I/o端口輸出電路連接單片機(jī)通用I/o接口，向駕駛者指示當(dāng)前所處檔位信號(hào)；CAN總線通過(guò)CAN控制器與單片機(jī)CAN總線接口連接，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)通信。
[0022]請(qǐng)參考圖2，本實(shí)用新型的短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)微控制器采用一款汽車級(jí)16位單片機(jī)，基于S12CPU內(nèi)核，采用CISC架構(gòu)復(fù)雜指令集。此單片機(jī)包含豐富數(shù)字I/O端口，配合I/O端口檢測(cè)電路、I/O端口輸出電路或車速采集電路，可實(shí)現(xiàn)外圍傳感器信息采集；單片機(jī)內(nèi)部具有MSCAN功能，支持CAN串行通信技術(shù)，輔助CAN控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；單片機(jī)內(nèi)部具有比較定時(shí)器功能TIM及周期中斷定時(shí)器功能PIT，輔助速度傳感器將脈沖累積值借助轉(zhuǎn)換公式求得車輛行駛速度；單片機(jī)內(nèi)部具有脈沖寬度調(diào)制功能PWM，輔助換檔馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)輸出脈寬調(diào)制方波占空比，調(diào)節(jié)換檔速度。
[0023]以上對(duì)此種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及控制方法進(jìn)行了闡述，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本實(shí)用新型的核心思想。
【權(quán)利要求】
1.一種短時(shí)四驅(qū)越野車自動(dòng)分動(dòng)箱控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)包含控制系統(tǒng)板、車載直流電源、檔位旋鈕、離合器踏板、位置編碼器、換擋馬達(dá)、車速傳感器、指示燈、CAN總線器件；控制系統(tǒng)板包含單片機(jī)及外圍器件控制電路；車載直流電源通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路連接控制系統(tǒng)板電源接入端口 ；檔位旋鈕通過(guò)三路I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，實(shí)時(shí)上傳當(dāng)前檔位信號(hào)；車速傳感器通過(guò)車速采集電路連接單片機(jī)脈沖輸入檢測(cè)接口，采集當(dāng)前車輛行駛速度；離合器踏板通過(guò)I/O端口檢測(cè)電路連接單片機(jī)通用I/O接口，反饋離合器踏板狀態(tài)；換檔馬達(dá)為直流電機(jī)，通過(guò)H橋驅(qū)動(dòng)電路連接單片機(jī)脈寬調(diào)制接口 ；位置編碼器連接單片機(jī)通用I/O接口，且位置編碼器與換檔馬達(dá)形成機(jī)械連接；指示燈通過(guò)I/O端口輸出電路連接單片機(jī)通用I/O接口，向駕駛者指示當(dāng)前所處檔位信號(hào)；CAN總線通過(guò)CAN控制器與單片機(jī)CAN總線接口連接。
【文檔編號(hào)】B60R16/023GK204020565SQ201420314367
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】邵明武, 焦晨, 王錦, 張伯華 申請(qǐng)人:北京北齒有限公司