专利名称：自动变速器电控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动变速器电控系统。
背景技术：
机械式自动变速器是在传统固定轴式变速器和干式离合器的基 础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元为核心，通过 液压执行机构控制离合器的分离与接合、选换档操作和通过电子装置 控制发动机的供油，来实现起步、换档的自动操纵。机械式自动变速 器实现了传动比、速度和扭矩更快、更精确的控制，保证了发动机和 变速器更好的匹配，提供了不同的行驶模式，例如运动型、经济型和 巡航控制，从而使用户获得全方位的"行驶乐趣"。电控系统是机械 式自动变速器的重要组成部分，相当于机械式自动变速器的"大脑"。
然而，现有的自动变速器采用分立元器件实现控制，受工况影响 较大，尤其汽车处于高温、剧烈振动、强电磁干扰等环境中，电控系 统的工作性能和可靠性受到影响。
实用新型内容
本实用新型克服了上述缺点，提供了一种高性能、高可靠性和可 重用性的汽车机械式自动变速器电控系统。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是 一种自动变速 器电控系统，用于根据采集到的传感器信号，控制开关电磁阀和比例 电磁阀工作，包括微控制器核心电路和分别与所述微控制器相连的用 于提供稳定工作电源的供电电路、用于对传感器输入的信号调理成微控制器能够直接识别的信号的输入调理电路、用于向开关电磁阀和比 例电磁阀提供驱动电压的板上开关电路、接口电路、用于控制所述开 关电磁阀工作的开关量驱动电路、用于控制比例电磁阀工作的电流驱 动电路。
所述接口电路可包括用于连接车辆电控系统的CAN接口电路和
用于连接车辆仪表盘和车身诊断接口 IS09141接口电路。
所述板上开关电路可采用一个NMOS驱动器驱动两个反向连接的 NMOS管构成的开关结构。
所述输入调理电路可包括依次连接的前端调理电路和隔离电阻， 所述前端调理电路的输入端连接所述传感器，输出端经所述隔离电阻 连接所述微控制器。
所述隔离电阻阻值可为10K 100K。
所述CAN接口电路，可采用PCA82C250芯片，TXD端接微控 制器CAN模块TXCAN引脚，RXD端接微控制器CAN模块RXCAN 引脚，RS端通过一个电阻接地，VCC端接电源并通过一个电容接地， CANH和CANL中间接了一个CAN终端电阻，并通过一个滤波器输 出。
所述IS09141接口电路，可采用SI9241芯片，VCC端接电源并 通过一个电容接地，VBAT端接12V电源并通过一个电阻到地，TXD 端接微控制器SCI模块TXD引脚，RXD端接微控制器SCI模块RXD 引脚，FAULT端和CS端分别接微控制器通用输入输出引脚，K端通 过一个电阻输出并通过一个电阻接到12V电源。
本实用新型通过传感器获取系统状态和驾驶员输入信号，从而识 别驾驶员意图，判断系统的运行工况，通过内部固化的算法发出相应的控制指令，对系统的输出进行修正，使系统按一定的方式运行。机 械式自动变速器保留了齿轮变速器传动效率高，成本低，易制造，维 护容易等优点；而且实现起步、换档自动化，操纵方便性。机械式自 动变速器以其经济、使用方便、简单安全又具有较好舒适性受到青睐， 是一种适合我国国情的新型汽车自动变速器。而本实用新型采用以微 控制器为核心的控制系统具有更多优点(l)高性能所采用的高性 能微控制器芯片，将有丰富的片上资源和接口，数据处理能力强，极 大提高了产品性能；(2)高可靠性采用先进的集成电路技术和高标 准元器件，产品均为汽车级，其硬件设计和制造工艺均严格按照可靠 性要求实施，保证产品适用于宽温度范围、高湿、灰尘、剧烈振动、 强电磁干扰等各种恶劣工况；(3)可重用性系统采用模块化设计， 按功能分类实现，提高了硬件设计的效率和质量，縮短开发时间，降 低开发成本。
图1为本实用新型的系统框图
图2为本实用新型的供电电路的电路图 图3为输入调理电路的电路图 图4为板上开关电路的电路图 图5为CAN接口电路的电路图 图6为IS09141接口电路的电路图 图7为开关量驱动电路的电路图 图8为电流驱动电路的电路图具体实施方式
如图1中所示为本实用新型的系统框图，包括微控制器核心电路和分别与之相连的供电电路、输入调理电路、板上开关电路、CAN
接口电路、IS09141接口电路、开关量驱动电路、电流驱动电路。所
述微控制中包括用于接受、发出、协调处理各项数据以及维系正常工 作的电源模块、模/数变换模块、通用输入输出端口模块、捕捉模块、
CAN模块、SCI模块、SPI总线模块、时钟发生模块等。
图2是本实用新型供电电路的电路图，当DC/DC变换芯片U2 的两个电路使能信号EN1和EN2中的一个为高时，VOUT1 3的输 出为5V，上电时，RESET引脚维持一段时间为低后，再变为高。所 述供电电路的电源输出端分别接微控制器核心电路中的电源模块和 传感器电源端。所述传感器包括用于检测发动机气缸内压力的油压传 感器和用于检测档位的位移传感器。
图3是本实用新型的输入调理电路的电路图，输入端连接所述传 感器，信号形式为电压模拟信号、开关信号和频率信号，输入的传感 器信号经前端调理电路初步调理后，接一个电阻R1，再经过电容C1 滤波后分别接到微控制器的模/数变换模块、通用输入输出端口模块、 捕捉模块。所述电阻Rl与微控制器引脚实现隔离，大小为10K 100K,可达到有效限流的目的，避免电流过大对微控制器造成影响。
所述前端调理电路是对传感器发来的模拟信号进行滤波、放大、 整流等变换，将输入信号调理成微控制器直接可以识别的信号，由于 如何对传感器信号进行调理是本领域技术人员的常规技术手段，这里 对所述前端调理电路的具体结构不做描述。
图4是本实用新型的板上开关电路的电路图，微控制器通过输入 NMOS驱动器U4来控制两个NMOS V4、 V5的开启与关闭，从而 控制DRIVE端输出电压，向所述开关电磁阀和比例电磁阀提供工作电压。SRC端分别接两个NMOS的源极，GATE端分别接两个NMOS 的门极，GND端通过一个二极管Dl接地，输出NMOS端通过一个 电容C5接地。
图5是本实用新型的CAN接口电路的电路图，通用CAN收发 器U6采用PCA82C250芯片，将微控制器CAN模块TXCAN总线信 号转换成CAN总线差分信号，经滤波器后通过CANH和CANL信 号线发到CAN总线，并连接车辆的其它电控系统。反之，CAN总线 上的差分信号，也可以由U6转换成微控制器可以接收的RXCAN信 号。VCC端接电源5V并通过一个电容C2接地，RS端通过电阻R2 接地，CANH和CANL中间接了一个120欧的CAN终端电阻R5， 并通过一个滤波器输出。
图6是本实用新型的IS09141接口电路的电路图，所用输入输出 专用芯片Ull芯片为SI9241， VCC引脚接电源并通过一个电容C3 到地，VBAT接12V电源并通过另一个电容C4到地，TX接微控制 器SCI模块TXD弓1脚，RX接微控制器SCI模块RXD引脚，FAULT 和CS分别接微控制器通用输入输出引脚，K端通过一个电阻R3输 出并通过另一个电阻R4接到12V电源。对外发送信号时，Ull将微 控制器SCI模块的TXD信号转换成符合ISO 9141协议的信号发给车 身仪表盘或者故障诊断仪的接口。接收信号时，将外部进来的信号转 换成微控制器能接收的信号通过RXD信号线发送到微控制器的SCI 模块。
图7是本实用新型的开关量驱动电路的电路图，驱动芯片U3为 TLE6232芯片，VS端接5V电源，用来驱动开关电磁阀负载的驱动 输出端DRV1 6，分别通过一个二极管接到TLE6232 OUTl 6引展卩，同时DRV1 6分别通过一个二极管接到12V电源。微控制器通过SPI 总线模块控制驱动芯片U3内部MOS管的开启或关闭来控制开关电 磁阀的开启或者关闭，驱动状态通过SPI总线模块反馈到微控制器。
图8是本实用新型的电流驱动电路的电路图，驱动芯片U9采用 TLE7242芯片，CLK引脚通过一个电阻直接接到微控制器时钟发生 模块，OUT0~3分别通过一个电阻控制相应的NMOS管的通断，用 来驱动比例电磁阀负载的驱动输出端DRV0 3，分别通过电阻和 NMOS V0 V3串联接地，同时DRV0 3分别通过一个二极管接到 12V电源。微控制器通过SPI总线控制TLE7242芯片内部MOS管的 开启和关闭时序来控制通过比例电磁阀电流的大小，驱动状态通过 SPI总线反馈到微控制器。
以上对本实用新型所提供的自动变速器电控系统进行了详细介 绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心 思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想， 在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书 内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种自动变速器电控系统，用于根据采集到的传感器信号，控制开关电磁阀和比例电磁阀工作，其特征在于包括微控制器核心电路和分别与所述微控制器相连的用于提供稳定工作电源的供电电路、用于对传感器输入的信号调理成微控制器能够直接识别的信号的输入调理电路、用于向开关电磁阀和比例电磁阀提供驱动电压的板上开关电路、接口电路、用于控制所述开关电磁阀工作的开关量驱动电路、用于控制比例电磁阀工作的电流驱动电路。
2. 根据权利要求l所述的自动变速器电控系统，其特征在于所 述接口电路包括用于连接车辆电控系统的CAN接口电路和用于连接车辆仪表盘和车身诊断接口 IS09141接口电路。
3. 根据权利要求l所述的自动变速器电控系统，其特征在于所述板上开关电路采用一个NMOS驱动器驱动两个反向连接的NMOS 管构成的开关结构。
4. 根据权利要求l所述的自动变速器电控系统，其特征在于所述输入调理电路包括依次连接的前端调理电路和隔离电阻，所述前端 调理电路的输入端连接所述传感器，输出端经所述隔离电阻连接所述 微控制器。
5. 根据权利要求4所述的自动变速器电控系统，其特征在于所 述隔离电阻阻值为10K 100K。
6. 根据权利要求2所述的自动变速器电控系统，其特征在于所述CAN接口电路，采用PCA82C250芯片，TXD端接微控制器CAN 模块TXCAN引脚，RXD端接微控制器CAN模块RXCAN引脚，RS 端通过一个电阻接地，VCC端接电源并通过一个电容接地，CANH 和CANL中间接了一个CAN终端电阻，并通过一个滤波器输出。
7.根据权利要求2所述的自动变速器电控系统，其特征在于所 述IS09141接口电路，采用SI9241芯片，VCC端接电源并通过一个 电容接地，VBAT端接12V电源并通过一个电阻到地，TXD端接微 控制器SCI模块TXD引脚，RXD端接微控制器SCI模块RXD引脚， FAULT端和CS端分别接微控制器通用输入输出弓l脚，K端通过一个 电阻输出并通过一个电阻接到12V电源。
专利摘要本实用新型涉及一种自动变速器电控系统，包括微控制器核心电路和分别与所述微控制器相连的用于提供稳定工作电源的供电电路、用于对传感器输入的信号调理成微控制器能够直接识别的信号的输入调理电路、用于向开关电磁阀和比例电磁阀提供驱动电压的板上开关电路、接口电路、用于控制所述开关电磁阀工作的开关量驱动电路、用于控制比例电磁阀工作的电流驱动电路。本实用新型采用微控制器作为控制系统的核心，具有高性能、高可靠性和可重用性等优点。
文档编号F16H61/02GK201396420SQ200920149478
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者珂 吴, 杨国强, 肖育波 申请人:株洲欧格瑞传动股份有限公司