專利名稱：自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀的制作方法
專利說明本發(fā)明涉及一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀器，特別是一種離合器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀器。
(二)
背景技術(shù)：
自動(dòng)同步超越離合器是聯(lián)合動(dòng)力裝置、多機(jī)并車發(fā)電裝置等動(dòng)力裝置切換的關(guān)鍵 部件，離合器能否保證正常工作至關(guān)重要。如果自動(dòng)同步超越離合器發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè) 動(dòng)力裝置不能正常工作，限制動(dòng)力裝置性能的發(fā)揮，甚至嚴(yán)重導(dǎo)致了整個(gè)動(dòng)力裝置的失效。 因此，對(duì)離合器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)離合器的離線診斷、可能產(chǎn)生的故障進(jìn)行預(yù) 測(cè)提供數(shù)據(jù)的保障十分重要。 專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510134741. X，名稱為"一種離合器狀態(tài)顯示裝置"的專利文件中 記載了能夠顯示離合器狀態(tài)的裝置，此發(fā)明由指示燈電路顯示裝置構(gòu)成，所述的指示燈電 路顯示裝置由并聯(lián)的指示燈L以及連接在指示燈L和電源E之間的滑動(dòng)開關(guān)構(gòu)成，滑動(dòng)開 關(guān)滑動(dòng)臂W和離合器或離合器操縱機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)部件相連接，本發(fā)明通過離合器或離合器 操縱機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)部件的傳遞，使離合器的離合運(yùn)動(dòng)和離合表指示燈電路中的滑動(dòng)頭的運(yùn)動(dòng) 為同步運(yùn)動(dòng)，從而使指示燈顯示出離合器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即可顯示出聯(lián)動(dòng)、半聯(lián)動(dòng)、分離、完全 分離等多種狀態(tài)，使駕駛者可以更好的操縱離合器駕駛汽車的離合器狀態(tài)顯示裝置。該技 術(shù)方案雖然可以顯示離合器的狀態(tài)，但并不能記錄離合器的狀態(tài)，不能將離合器的狀態(tài)上 傳給分析、處理系統(tǒng)做進(jìn)一步的離合器故障診斷。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種能對(duì)離合器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)，并能上 傳給分析處理系統(tǒng)的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括中央控制單元、電源模塊、信號(hào)采集模塊、信
號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)信號(hào)模塊、通信模塊，電源模塊為其他電路提供電源，信號(hào)采集模塊的信
號(hào)輸出端接信號(hào)調(diào)理模塊輸入端、信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端接中央控制單元，觸發(fā)信號(hào)模塊
的輸出接中央控制單元，通信模塊的通信接口連接中央控制單元的通信接口。
本發(fā)明還可以包括這樣一些特征 1.所述的中央控制單元Ul采用MC9S12DP512芯片，系統(tǒng)采用16MHz晶振， MC9S12DP512芯片的EXTAL引腳連接16腿z晶振的一個(gè)引腳，16腿z晶振的另一個(gè)引腳接 地，MC9S12DP512芯片的XTAL引腳串接一個(gè)電容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引腳和 XTAL引腳間并聯(lián)一個(gè)電容，MC9S12DP512芯片利用內(nèi)部的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路將頻率 提升至25腿z，作為內(nèi)部總線時(shí)鐘。 2.所述的觸發(fā)信號(hào)模塊由三極管Ql 、光電耦合器U2及三個(gè)電阻組成，光電耦合器 的輸入端和輸出端的分別采用相互隔離的電源供電，觸發(fā)信號(hào)通過電阻連接三極管Q1的 基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極接光電耦合器的輸入端，光電耦合器輸 入的另一端通過限流電阻連接到電源正端，光電耦合器的輸出端接中央控制單元，并且該輸出端接有下拉電阻。 3.所述的信號(hào)采集模塊由數(shù)字信號(hào)采集模塊和模擬信號(hào)采集模塊組成。 4.所述的數(shù)字信號(hào)采集模塊主要由四個(gè)三極管Q2 Q5、光電耦合器U3和電阻組
成，四路數(shù)字信號(hào)分別通過四個(gè)電阻連接四個(gè)三極管Q2 Q5的基極，四個(gè)三極管Q2 Q5
的發(fā)射極接地，四個(gè)三極管Q2 Q5的集電極分別接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸
出端接中央控制單元，并且該輸出端接有下拉電阻，光電耦合器的輸入端和輸出端的分別
采用相互隔離的電源供電。 5.所述的中央控制單元將自動(dòng)同步超越離合器的各個(gè)狀態(tài)參數(shù)存在
MC9S12DP512芯片的FLASH內(nèi)，中央控制單元的通信接口連接通信模塊的通信接口 ，中央控
制單元在離線的狀態(tài)下通過通信模塊將存儲(chǔ)的參數(shù)傳給分析、處理系統(tǒng)。 本發(fā)明通過觸發(fā)模塊采集離合器脫開、嚙合動(dòng)作前的觸發(fā)信號(hào)，通過模擬信號(hào)采
集模塊向中央控制單元提供潤(rùn)滑油供油壓力信號(hào)、離合器中間件位移信號(hào)，通過數(shù)字信號(hào)
采集模塊向中央控制單元提供轉(zhuǎn)速、扭矩等數(shù)字信號(hào)，中央控制單元根據(jù)這些信號(hào)將離合
器的狀態(tài)記錄在片內(nèi)的FLASH內(nèi)，中央控制單元在離線的狀態(tài)下通過通信模塊將存儲(chǔ)的參
數(shù)傳給分析、處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的回放、分析，對(duì)可能存在的故障進(jìn)行預(yù)報(bào)或?qū)Υ嬖诘墓?br> 障進(jìn)行分析診斷。 本發(fā)明完全針對(duì)自動(dòng)同步超越離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，可配自動(dòng)同步超越離合器使用。 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、抗干擾能力強(qiáng)、低功耗、實(shí)時(shí)、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，通過本發(fā)明對(duì) 自動(dòng)同步離合器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠有效降低離合器故障的發(fā)生率，減少由自 動(dòng)同步離合器故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。
(四)


圖l為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為中央控制單元部分電路原理圖；圖3為觸發(fā) 模塊部分電路原理圖；圖4為數(shù)字信號(hào)模塊部分電路原理圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。 結(jié)合圖1，本發(fā)明包括中央控制單元、電源模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、觸 發(fā)信號(hào)模塊、通信模塊，電源模塊為其他電路提供電源，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端接信號(hào) 調(diào)理模塊輸入端、信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端接中央控制單元，觸發(fā)信號(hào)模塊的輸出接中央控 制單元，通信模塊的通信接口連接中央控制單元的通信接口。 結(jié)合圖2，中央控制單元U1采用MC9S12DP512芯片，系統(tǒng)采用16腿z晶振， MC9S12DP512芯片的EXTAL引腳連接16腿z晶振的一個(gè)引腳，16腿z晶振的另一個(gè)引腳接 地，MC9S12DP512芯片的XTAL引腳串接一個(gè)電容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引腳和 XTAL引腳間并聯(lián)一個(gè)電容，MC9S12DP512芯片利用內(nèi)部的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路將頻率 提升至25腿z，作為內(nèi)部總線時(shí)鐘。 結(jié)合圖3，觸發(fā)信號(hào)模塊向中央控制單元提供離合器脫開、嚙合動(dòng)作前的觸發(fā)信 號(hào)，觸發(fā)信號(hào)模塊由三極管Q1、光電耦合器U2(TLP521)及三個(gè)電阻組成，觸發(fā)信號(hào)通過電 阻連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極接光電耦合器U2的
42腳輸入端，光電耦合器U2的1腳通過限流電阻連接到電源正端，光電耦合器U2的3腳輸 出端接中央控制單元，并且該輸出端接有下拉電阻，光電耦合器的輸入端和輸出端的分別 采用相互隔離的電源供電，這樣可增加系統(tǒng)的抗干擾能力。 信號(hào)采集模塊由數(shù)字信號(hào)采集模塊和模擬信號(hào)采集模塊組成。模擬信號(hào)采集模塊
向中央控制單元提供潤(rùn)滑油供油壓力信號(hào)、離合器中間件位移信號(hào)。模擬信號(hào)采集模塊信
號(hào)輸出端接信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸出端接中央控制單元，通過由中央控制
單元(MC9S12DP512芯片)的A/D轉(zhuǎn)換口 ，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)給芯片采集、記錄和存儲(chǔ)。模擬
信號(hào)的調(diào)理電路主要完成I/V轉(zhuǎn)換和多個(gè)RC環(huán)節(jié)級(jí)聯(lián)的RC低通濾波。 結(jié)合圖4，數(shù)字信號(hào)采集模塊主要由四個(gè)三極管Q2 Q5、光電耦合器U3和電阻組
成，四路數(shù)字信號(hào)分別通過四個(gè)電阻連接四個(gè)三極管Q2 Q5的基極，四個(gè)三極管Q2 Q5
的發(fā)射極接地，三極管Q2 Q5的集電極接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸出端接中
央控制單元，并且該輸出端接有下拉電阻，光電耦合器的輸入端和輸出端的分別采用相互
隔離的電源供電，這樣可增加系統(tǒng)的抗干擾能力。 系統(tǒng)上電后，中央控制單元U1(MC9S12DP512芯片)等待觸發(fā)指令，系統(tǒng)采用10ms 延時(shí)采樣確定觸發(fā)的有效性。 利用MC9S12DP512芯片的512K flash存儲(chǔ)自動(dòng)同步超越離合器的各個(gè)狀態(tài)參數(shù)。 在flash存儲(chǔ)時(shí)，將每次觸發(fā)采樣的數(shù)據(jù)按頁存儲(chǔ)，頁碼由寄存器PPAGE確定，下次觸發(fā)采 樣數(shù)據(jù)存入下一頁，每頁的大小設(shè)定16K。 采用MC9S12DP512芯片的定時(shí)模塊，通過定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速、扭矩?cái)?shù)字信號(hào)的 采集。同樣，模擬信號(hào)在10位的A/D轉(zhuǎn)換后，采用雙字節(jié)存儲(chǔ)，對(duì)應(yīng)芯片的ATD0、 ATD1通道。 為保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)讀取和寫入flash存儲(chǔ)空間，在采樣間隔5ms內(nèi)完成對(duì)信號(hào)的采 樣(模擬信號(hào)還包括A/D轉(zhuǎn)換)并完成數(shù)據(jù)采樣寄存器中的數(shù)據(jù)寫入flash的工作，保證 每次采樣數(shù)據(jù)不丟失。 記錄儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及完成后，在離線狀態(tài)下，通過串口通訊上傳。在系統(tǒng)完成初 始化后，系統(tǒng)檢查串口狀態(tài)寄存器狀態(tài)，讀取通信指令，然后按指令進(jìn)行頁面順序上傳，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)的回放、分析，對(duì)可能存在的故障進(jìn)行預(yù)報(bào)或?qū)Υ嬖诘墓收线M(jìn)行分析診斷。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是它包括中央控制單元、電源模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)信號(hào)模塊、通信模塊，電源模塊提供電源，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端接信號(hào)調(diào)理模塊輸入端、信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端接中央控制單元，觸發(fā)信號(hào)模塊的輸出接中央控制單元，通信模塊的通信接口連接中央控制單元的通信接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是所述的中央控制單元(Ul)采用MC9S12DP512芯片，系統(tǒng)采用16MHz晶振，MC9S12DP512芯片的EXTAL 引腳連接16MHz晶振的一個(gè)引腳，16MHz晶振的另一個(gè)引腳接地，MC9S12DP512芯片的XTAL 引腳串接一個(gè)電容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引腳和XTAL引腳間并聯(lián)一個(gè)電容， MC9S12DP512芯片利用內(nèi)部的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路將頻率提升至25MHz，作為內(nèi)部總 線時(shí)鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是所述的觸 發(fā)信號(hào)模塊由三極管(Ql)、光電耦合器(U2)及三個(gè)電阻組成，光電耦合器的輸入端和輸 出端的分別采用相互隔離的電源供電，觸發(fā)信號(hào)通過電阻連接三極管(Ql)的基極，三極管 (Ql)的發(fā)射極接地，三極管(Ql)的集電極接光電耦合器的輸入端，光電耦合器輸入的另一 端通過限流電阻連接到電源正端，光電耦合器的輸出端接中央控制單元，并且該輸出端接 有下拉電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是所述的信 號(hào)采集模塊由數(shù)字信號(hào)采集模塊和模擬信號(hào)采集模塊組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是所述的數(shù) 字信號(hào)采集模塊主要由四個(gè)三極管(Q2 Q5)、光電耦合器(U3)和電阻組成，四路數(shù)字信號(hào) 分別通過四個(gè)電阻連接四個(gè)三極管(Q2 Q5)的基極，四個(gè)三極管(Q2 Q5)的發(fā)射極接 地，四個(gè)三極管(Q 2 Q5)的集電極分別接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸出端接 中央控制單元，并且該輸出端接有下拉電阻，光電耦合器的輸入端和輸出端的分別采用相 互隔離的電源供電。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是所述的中 央控制單元將自動(dòng)同步超越離合器的各個(gè)狀態(tài)參數(shù)存在FLASH內(nèi)，中央控制單元的通信接 口連接通信模塊的通信接口，中央控制單元在離線的狀態(tài)下通過通信模塊將存儲(chǔ)的參數(shù)傳 給分析、處理系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種自動(dòng)同步超越離合器狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄儀，其特征是它包括中央控制單元、電源模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)信號(hào)模塊、通信模塊，電源模塊為其它電路提供電源，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端接信號(hào)調(diào)理模塊輸入端、信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端接中央控制單元，觸發(fā)信號(hào)模塊的輸出接中央控制單元，通信模塊的通信接口連接中央控制單元的通信接口，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、抗干擾能力強(qiáng)、低功耗、實(shí)時(shí)、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，通過本發(fā)明對(duì)自動(dòng)同步離合器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠有效降低離合器故障的發(fā)生率，減少由自動(dòng)同步離合器故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，本發(fā)明完全針對(duì)自動(dòng)同步超越離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，可配自動(dòng)同步超越離合器使用。
文檔編號(hào)F16D66/00GK101706363SQ200910073240
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者張曉云, 李淑英, 王志濤, 田穎 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)