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
數(shù)字式重型汽車動(dòng)力輸出調(diào)節(jié)控制器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明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
O
背景技術(shù)：
目前，國(guó)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(lái)實(shí)現(xiàn) 的，但存在調(diào)節(jié)精度低、無(wú)法實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)結(jié)果、無(wú)法判定被控對(duì)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(lái)越廣以及客戶對(duì)動(dòng)力輸出的精度要求越來(lái)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(wú)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，本發(fā)明提供了一種設(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。本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的一種數(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(guò)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(guò) 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)。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)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(duì)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(duì)被 控對(duì)象進(jìn)行跛行控制或者不控制等，滿足了客戶對(duì)動(dòng)力輸出精度越來(lái)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(jiǎn)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為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接框圖。圖2為本發(fā)明電源模塊電路原理圖。圖3為本發(fā)明CPU模塊電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
做具體說(shuō)明。如圖1、3所示，本發(fā)明的數(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。本發(fā)明通過(guò)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(guò)CAN總線實(shí)時(shí)獲取被控對(duì)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(guò)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(cè)并顯示被調(diào)節(jié)對(duì)象故障診斷狀態(tài)信息，檢測(cè) 到被控對(duì)象發(fā)生故障，依據(jù)故障等級(jí)從系統(tǒng)安全角度對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行跛行控制或者不控制寸。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(guò)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(duì)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(guò)CAN 總線向被控對(duì)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(guò)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發(fā)明的控制器閉環(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(guò)調(diào)節(jié)PWM的占空比來(lái)改變模擬量值，PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)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，電源模塊為本發(fā)明的控制器提供標(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(guò)濾了總線上的共模干擾，提高通訊質(zhì)量。IXD顯示器采用對(duì)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(lái)，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。本發(fā)明無(wú)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(guò)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(guò)功能鍵選取轉(zhuǎn)速控制或者扭矩控制方式，通過(guò) 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(duì)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(shuō)明本專利，文中雖通過(guò)特定的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)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(duì) 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(guò)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(guò) 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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(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(guò)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(guò)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)。本發(fā)明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(jiǎn)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)B60R16/02GK102043386SQ20111002064
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司