一种对于液压传动自动换档机构的控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对于液压传动自动换档机构的控制装置，主控模块通过ＣＡＮ收发电路与ＥＣＵ通信，执行ＥＣＵ发出的换档控制命令，同时检测电磁阀、换档拨杆的动作，控制算法模块参照ＥＣＵ的控制信号，以及当前电磁阀与换档杆的状态，根据控制算法进行运算，产生控制输出。这种对于液压传动自动换档机构的控制方法，具体控制步骤如下：采集手动／自动开关量信号并进行判断；根据控制信号，用电磁阀操纵换档拨杆进行换档；采集电磁阀检测电路的反馈信号，判断换档是否成功执行。本发明专利技术的有益效果是：实现对换档机构的有效控制。保证行驶过程中换档的安全和及时有效。完善车载控制一体化中的变速控制部分，保证了与其它电控系统的有效通信，并具有良好的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压传动车辆的自动换档机构的控制方法，主要是一种基于CAN总线通信的对于液压传动自动换档机构的控制装置及方法。
技术介绍
传统换档技术需要驾驶员控制离合器踏板和换档杆，容易造成驾驶疲劳，且驾驶员的误操作会造成行驶危险。近年来自动换档机构发展迅速，从变速原理看，主要分为无级变速和齿轮箱变速两种。无级变速技术连续改变传动比，消除了“换档”概念，但是目前无级变速系统在扭矩承受极限上，仍不如齿轮变速箱，限制了其在汽车上的应用。且无级变速机构构造与齿轮变速箱完全不同，而目前大部分车辆生产线为齿轮变速结构，无改装升级可行性，因此，重点仍在于为齿轮变速箱加装自动换档机构。该机构应具有以下基本性能一、控制实时，能迅速根据行驶参数作出换档控制。二、控制安全，系统稳定可靠，为错误信号或操作提供保护。三、控制智能化，采取有效的控制算法，保证换档平稳，减小换档“真空期”以减少对相关器件的冲击。四、控制通用性，能与其它电控机构如发动机，ABS防抱死系统进行有效通信，并具有可扩展性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，而提供一种面向齿轮变速箱的安全，可靠，高效的对于液压传动自动换档机构的控制装置及方法。本专利技术解决技术问题所用的技术方案这种对于液压传动自动换档机构的控制装置，主要包括一主控模块，作为发动机控制单元ECU的下位机，用于执行ECU的控制指令；一电磁阀控制模块，与主控模块电连接，用于执行主控模块发出的控制信号，控制电磁阀的开关；一换档拨杆位置检测电路，与主控模块电连接，用于监测换档拨杆的状态，并反馈给主控模块；一CAN通信模块，与主控模块电连接，用于与发动机控制单元ECU交换数据；一数据采集模块，包括一自动/手动档信号采集电路，用于采集自动/手动档的开关控制信号；一换档信号采集电路，用于采集换档手柄的挂档信号；其中，主控模块通过CAN收发电路与ECU通信，执行ECU发出的换档控制命令，同时检测电磁阀、换档拨杆的动作，控制算法模块参照ECU的控制信号，以及当前电磁阀与换档杆的状态，根据控制算法进行运算，产生控制输出。这种对于液压传动自动换档机构的控制方法，具体控制步骤如下①系统初始化；②采集手动/自动开关量信号并进行判断。若为自动，则执行第3步，若为手动，则执行第5步；③自动模式，等待接收ECU的CAN包；④ECU的CAN包到达，程序分离出其中的换档控制信号，对电磁阀发出相应的控制信号。执行第6步；⑤手动模式，采集换档手柄的控制信号，并转换成数字量。对电磁阀发出相应的控制信号。执行第6步；⑥根据控制信号，用电磁阀操纵换档拨杆进行换档；⑦采集电磁阀检测电路的反馈信号，判断换档是否成功执行；⑧若换档执行成功，则跳转到第2步，开始继续等待新的换档信号；若换档不成功，则跳转到第6步重新执行。本专利技术的有益效果是实现对换档机构的有效控制。保证行驶过程中换档的安全和及时有效。完善车载控制一体化中的变速控制部分，保证了与其它电控系统的有效通信，并具有良好的可扩展性。有效降低了自动换档的改造成本，可适用于各种齿轮变速箱的换档机构，应用范围广。附图说明图1是本专利技术的系统总体设计；图2是本专利技术的整体电路图； 图3是本专利技术的换档机构示意图；图4是本专利技术的电磁阀控制电路图；图5是本专利技术的电磁阀监测电路图；图6是本专利技术的开关信号检测电路图；图7是本专利技术的其它信号检测电路图；图8是本专利技术的CAN总线收发电路图；图9是本专利技术的控制算法流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。对照汽车控制模型，本专利技术的总体系统结构图如附图1所示，这种对于液压传动自动换档机构的控制装置主要由五个模块组成电磁阀控制模块，数据采集模块，CAN通信模块，主控模块，控制算法模块。其中控制算法模块为软件模块，其余四个模块为实际电路模块。软件模块在主控模块中得到实现，并通过其余三个电路模块与外部电路相连接，构成一个整体。具体地说，本系统包括一主控模块，作为发动机控制单元ECU的下位机，用于执行ECU的控制指令；一电磁阀控制模块(图4)，与主控模块电连接，用于执行主控模块发出的控制信号，控制电磁阀的开关；一换档拨杆位置检测电路，与主控模块电连接，用于监测换档拨杆的状态，并反馈给主控模块；一CAN通信模块(图8)，与主控模块电连接，用于与发动机控制单元ECU交换数据；一数据采集模块(图6，7所示)包括一自动/手动档信号采集电路，用于采集自动/手动档的开关控制信号；一换档信号采集电路，用于采集换档手柄的挂档信号；其中，主控模块通过CAN收发电路与ECU通信，执行ECU发出的换档控制命令，同时检测电磁阀、换档拨杆的动作，控制算法模块参照ECU的控制信号，以及当前电磁阀与换档杆的状态，根据控制算法进行运算，产生控制输出。电磁阀控制模块负责对电磁阀的控制。具体控制原理如图3，过程如下①通常情况下，换档拨杆保持在3档和4档之间的空档位置。换挡拨杆在换挡以后由锁止机构锁止。②从空档换成1档主控模块输出PWM波控制电磁阀EV3的打开，将换档拨杆横向移动到1档和2档之间，然后再输出PWM波控制电磁阀EV1的打开，将换档拨杆啮合到1档位置，完成空档到1档的切换。电磁阀EV2和EV4则保持关闭状态。③从1档换成2档主控模块输出PWM波控制电磁阀EV3的打开，将换档拨杆横向移动到1档和2档之间，然后再输出PWM波控制电磁阀EV2的打开，将换档拨杆脱离1档位置，然后啮合到2档位置，完成1档到2档的切换。电磁阀EV1和EV4则保持关闭状态。④从2档换成3档主控模块输出PWM波控制电磁阀EV1打开，使换档拨杆脱开2档，EV1仍然打开直到将换挡拨杆啮合到3档位置，完成2档到3档的切换。电磁阀EV2，EV3和EV4则保持关闭状态。⑤从3档换成4档主控模块输出PWM波控制电磁阀EV2的打开，将换档拨杆脱离3档，然后啮合到4档位置，完成3档到4档的切换。电磁阀EV1，EV3和EV4则保持关闭状态。⑥从4档换成5档主控模块输出PWM波控制电磁阀EV1打开，使换档拨杆脱离4档，然后EV4打开将换档拨杆横向移动到5档和R档之间，EV1仍然打开直到将换挡拨杆啮合到5档位置。电磁阀EV1，EV2和EV3则保持关闭状态。⑦从N档换成R档(倒档)主控模块输出PWM波控制电磁阀EV4打开，将换档拨杆横向移动到5档和R档之间，EV2仍然打开直到将换挡拨杆啮合到R档位置。电磁阀EV1和EV3则保持关闭状态。五路电磁阀控制电路的工作原理相似，现以EV0为例，其工作原理为HCS12的8号引脚作输出口，连接74LS00的1，2引脚，通过74LS00反向驱动，提高驱动能力；74LS00的3号引脚作为反向输出，接光藕隔离器TLP250的3号引脚，同时TLP250的2号引脚接地，当HCS12输出为低电平时，光藕导通，6号引脚输出15V高电平。光藕的6号引脚接三极管的基极，此时达到开启电压，三极管导通，发射极输出12V电压，驱动电磁阀进行动作。采集模块包括电磁阀监测电路(图5)和其它信号采集电路(图6，7)。电磁阀监测电路的工作原理为输入线路分别外连电磁阀的GPS(啮合传感器)，SPS(选择传感器)，OPS(油压传感器)和CPS(离合器传感器)，经过电阻电容进行RC滤波，连接到主控芯片HCS12的AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对于液压传动自动换档机构的控制装置，其特征是：主要包括一主控模块，作为发动机控制单元ＥＣＵ的下位机，用于执行ＥＣＵ的控制指令；一电磁阀控制模块，与主控模块电连接，用于执行主控模块发出的控制信号，控制电磁阀的开关； 一换档拨杆位置检测电路，与主控模块电连接，用于监测换档拨杆的状态，并反馈给主控模块；一ＣＡＮ通信模块，与主控模块电连接，用于与发动机控制单元ＥＣＵ交换数据；一数据采集模块，包括一自动／手动档信号采集电路，用于采集自动／手动档 的开关控制信号；一换档信号采集电路，用于采集换档手柄的挂档信号；其中，主控模块通过ＣＡＮ收发电路与ＥＣＵ通信，执行ＥＣＵ发出的换档控制命令，同时检测电磁阀、换档拨杆的动作，控制算法模块参照ＥＣＵ的控制信号，以及当前电磁阀与换档杆的状 态，根据控制算法进行运算，产生控制输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴朝晖，赵民德，吕攀，米成，潘杭平，杨国青，高志刚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]