專利名稱：數(shù)字式重型汽車動力輸出調(diào)節(jié)控制器的制作方法
數(shù)字式重型汽車動力輸出調(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)字式重型汽車動力輸出調(diào)節(jié)控制
O
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)絕大部分重型汽車的動力輸出調(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 式重型汽車動力輸出調(diào)節(jié)控制器。本發(fā)明是通過以下措施實(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，并經(jīng)分析處理后通過 CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號；CAN通訊接口模塊反饋給CPU 模塊作為閉環(huán)控制反饋信號的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號。同時(shí)兼容的，上述CPU模塊內(nèi)包含有PWM控制器，PWM信號輸出端連接有濾波運(yùn)放 模塊，濾波運(yùn)放模塊信號連接發(fā)動機(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數(shù)字信號控制，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)施例方式下面對本發(fā)明具體實(shí)施方式
做具體說明。如圖1、3所示，本發(fā)明的數(shù)字式重型汽車動力輸出調(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)信號連接。本發(fā)明通過程序設(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，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，獲取操作者的動作意圖，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) 控制反饋信號的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號，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發(fā)明的控制器閉環(huán)控制的反饋信號，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信號輸出端連接有濾波運(yùn)放模塊，濾波運(yùn)放模塊信號連接發(fā)動機(jī)電子控制系 統(tǒng)。將CPU輸出的PWM信號進(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 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，輸出給發(fā)動機(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信號經(jīng)過RC濾波后由離散的數(shù)字信 號變?yōu)檫B續(xù)的模擬信號。由于RC電路的輸出阻抗比較大，所以又增加了一級同向比例運(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輸入，該模塊將開關(guān)量信號轉(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，并經(jīng)分析處理后通過 CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號；CAN通訊接口模塊反饋給CPU 模塊作為閉環(huán)控制反饋信號的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式重型汽車動力輸出調(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信號輸出端連接有濾波運(yùn)放模塊，濾波運(yùn)放模塊信號連接發(fā) 動機(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，并經(jīng)分析處理后通過CAN通訊接口模塊發(fā)送給發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)數(shù)字控制信號；CAN通訊接口模塊反饋給CPU模塊作為閉環(huán)控制反饋信號的整車通訊網(wǎng)絡(luò)信號。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，接口簡單、功能豐富，非常適用于重型汽車的動力輸出調(diào)節(jié)控制。
文檔編號B60R16/02GK102043386SQ20111002064
公開日2011年5月4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)南動力有限公司