螺线管控制器的制作方法

专利名称：螺线管控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于变速器的螺线管控制器，背景技术引线框被用于缩短某些部件(诸如在汽车变速器中使用的螺线管) 的安装时间。引线框包括一系列金属连接，它们重叠模制了一种绝缘类 材料。因此，可将部件在预定位置处插入一个阀体引线框，以使预制的 金属连接件连接所希望的部件。然而，在过去的单元中，这些部件的控 制器是间接地连接到引线框上。换言之，通常是在引线框之外提供这些 控制器，并且因此，它们没有附着在与预制连接器直接连接的引线框上 的预制位置处。例如，用于对一个螺线管进行致动的螺线管驱动器是从 外部且间接连接到该螺线管所附着的引线框上，因此，典型地这些螺线 管驱动器是通过外部电线连接至引线框。因为这些驱动器典型地是从外 部连接的变速器控制单元的一部分，它们是由与制造在引线框丄的这些 螺线管的公司不同的公司所制造。在这些部件的设计、校准、以及协调 中是低效率的。此外，用于控制驱动器逻辑的中央处理单元也是通过变速器控制单 元间接连接到该引线框上。由于间接连接到引线框的这些部件也许不是 按与直接连接到引线框上的部件相同的协议运行，故这些间接连接可能 会有问题。因此，希望设计一种消除了这些问题的螺线管控制器。此外，该设 计减少了电线和连接的数量，并且这些部件是更兼容的。发明内容本发明中提供了 一种自激螺线管控制器，该自激螺线管控制器包括一个微处理器、 一个通信总线、以及一个螺线管驱动器。该微处理器包 括用于控制至少一个螺线管的逻辑。该通信总线可运作地连接到该微处 理器上以便使该微处理器利用通信总线与其他电子单元进行通信。而 且，该通信总线与一个外部变速器控制单元进行通信。此外，该螺线管 驱动器电连接于该微处理器与该螺线管之间，这样使该微处理器控制该 螺线管驱动器改变该螺线管的位置。作为另一实施方案，本发明还包括与一个连接接口正好为一体的螺 线管控制器，该连接接口具有至少一个螺线管驱动器。该螺线管控制器 具有一个微处理器，它基于从一个传感器收集到的数据确定一个螺线管 的工作状态，并且然后利用预编程的逻辑来确定适当的螺线管位置。接 着通过通信总线，该螺线管控制器响应于一个变速器控制单元的要求来 控制与这些螺线管相关的多个螺线管驱动器。而且，该螺线管控制器可 通过通信总线指令螺线管驱动器改变螺线管的位置。该连接接口可以是 一个阀体引线框、挠性连接线、或标准电气配线连接。该通信总线还可用于接收来自连接到该岡体引线框的多个传感器 以及不直接连接到该阀体引线框的多个传感器的信号。通过该通信总线 进行通信的这些传感器可用于确定受这些传感器监控的多个部件的各 种物理特性并且通过该微处理器来重新配置这些螺线管以提供适当的 控制。而且，该螺线管驱动器被用于将一个电流导入该螺线管以改变该 螺线管的状态。从以下提供的详细说明中，本发明的其他适用领域将变得显而易 见。应该理解的是，尽管示出了本发明的优选实施例，^E该详细i兌明和 特定实施例是旨在仅用于说明的目的而并非旨在限定本发明的范围。


从详细说明和附图中将能更加全面地理解本发明，在附图中 图l是变速器上控制器的一个透视图；以及 图2是引线框的一个平面图。
具体实施方式
以下优选实施方案的说明本质上仅仅是示例性的，并且绝非为了限 制本发明、其应用、或用途。本发明涉及一个螺线管12、 一个螺线管驱动器14、 一个通信装置 16、和一个螺线管控制器18,它们是直接连接或最终电连接在一起的。 螺线管控制器18包括一个微处理器、 一个通信装置，如使用控制器局 域网络(CAN)协议的一个通信总线、和螺线管驱动器14。螺线管控制 器18可以是确定车辆运行参数的一个高级别控制器，或是一个低级别 控制器，其中螺线管控制器18接收来自一个发动机控制单元(ECU) 或一个变速器控制单元(TCU)的指令。上述这些部件通过一个连接接 口可运作地进行连接，该连接接口可以是，但不限于，标准电气配线接 头、挠性连接线、或一个引线框，其中上述部件的全部或部分被直接连 接到该引线框上。无论上述这些部件如何相互连接，螺线管控制器18 从至少一个传感器20获得关于该变速器、该螺线管12中的任何一个或 二者的运行参数的数据。所述螺线管控制器18通过通信装置16接受来 自传感器20的信号。然后螺线管控制器18通过具有预编程逻辑的微处 理器分析来自传感器20的数据，以确定螺线管12的位置是否需要改变。 然后，螺线管控制器18向螺线管驱动器14发出指令以改变螺线管12 的位置。参见图1, 一个螺线管控制器18与总体上由IO表示的阀体引线框 整合为一体。在本实施方案中，引线框10的提供是为了在制作过程中 在引线框上易于进行部件相互之间的连接。典型地，本发明的螺线管控 制器18与引线框IO整合为一体。但是，无须考虑单个部件如何电连接 于螺线管控制器18,以下说明可应用于本发明。至少一个螺线管12连接在引线框10上。多个螺线管12连接于引 线框10上。同样的，螺线管控制器18控制与引线框IO相连的螺线管 控制器14，这样螺线管驱动器14可以发送改变螺线管12的状态的信号。 典型地，对应于这些螺线管12的多个螺线管驱动器14被连接在引线框 10上，但通常螺线管驱动器14的数量与螺线管12的数量一致。通信装 置16也直接连接在引线框10上作为螺线管控制器18的一部分。通信 装置16发送和接收来自螺线管控制器14和传感器20的信号。因此， 通信装置16接收和发送处理当前状态和所希望的输出或螺线管12的设 置的信号，用于实现对变速器所希望的控制输入。通信装置16使用CAN协议。优选使用CAN协议是因为该CAN协 议是用于传动系部件的默认协议，因此通信装置16能够发送和接收来自许多其他部件的信号，如ECU(未示出)，TCU(未示出)或其他部 件如各种运作装置或传感器。因此，螺线管控制器18中的通信网络对 于发动机驱动系是标准化的。然而，可以使用任何一种协议，只要它与 车辆的系统相兼容，例如，但不局限于，脉宽调制(PWM)、拐射线(flex ray)、以及时间触发的CAN协议。因此，所述ECU或TCU可以发送 和接收有关发动机状态的信号，并与通信装置16及螺线管控制器18的 微处理器进行通信，这样螺线管驱动器14将以一种特定方式的运行。 另外，通信装置16具有一个CAN驱动器(未示出)，该CAN驱动器 具有一个高和低的输入/输出，它相连到未连接于阀体引线框IO上的部 件。因此通信装置16可以与其他部件发送和接收信号，即使这些其他 部件处于阀体引线框IO的外部。因为该ECU可以直接与通信装置16相通信，该传输可以在ECU 中或车辆中的其他处理系统中受控制，或者如果希望也可以提供一个分 离的TCU。因此，不需要一个常规的完全内部的TCU来控制螺线管驱 动器14并最终控制螺线管12。如果一个TCU仍然是该系统的一部分， 该TCU与其在先前技术系统中的功能相比将具有一个有限的功能。因 此，该TCU并不计算或分析螺线管12的运行参数。相反，该TCU收 集变速器的操作参数，并将所需螺线管数据发送给通信装置16,这样一 个分离的部件可以分析螺线管12的参数并确定螺线管12的位置是否需 要更改。因此允许该TCU仅需要对高级别控制输入的处理能力。螺线 管控制器18为螺线管12的实际校准和控制提供所需要的处理。引线框10包括由一种绝缘型材料重叠模制的多个预制的金属连接。 该螺线管控制器18^^皮置于阀体引线框10上，这样它就通过预制金属连 接之一被连接到引线框10上的这些螺线管。提供了一个连接器用于通 信总线与外部TCU或ECU之间的连接。另外，螺线管控制器18连接于阀体引线框10上。螺线管控制器18 是与通信装置16并最终与阀体引线框10上的其他部件进行通信的一个 电子控制模块。螺线管控制器18包括一个微处理器或一个中央处理单 元(CPU)以及通信装置16。螺线管控制器18有能力分析通过通信装 置16接收的信号，以便响应于该TCU的输入参数确定用于操作螺线管 12所需的驱动输入。螺线管控制器18对螺线管驱动器14发出指令以改 变螺线管12的控制状态。利用微处理器中内装的控制逻辑，驱动器和螺线管可以在一个单一位置上相匹配和电校准，这就产生一个比机械校准的螺线管更低的公差。另外，螺线管18可以被用于多种其他的可被 编程序来进行的功能。例如，螺线管控制器18可以与其他控制单元如 ECU接收和发送集成传感器或其他类似器件的信号。在一个替代实施方案中，阀体引线框IO还包括一个传感器20，它 用于监测直接连接于阀体引线框10上的部件的控制参数。该传感器20 连接于通信装置16上以便能够接收信号，而且所述螺线管控制器18可 以通过编辑逻辑分析该状态，并确定螺线管12所需要的重新定位。因 此，传感器20收集与螺线管12的控制相关的操作状态的数椐，并最终 通过通信装置16将该数据发送给螺线管控制器18。可以将任意数量的 传感器20连接在阀体引线框10上以确定任意数量的部件的状态。例如， 传感器20可被用于确定(作为举例而非限制性的)阀体引线框10的部 件之一的温度、位置、速度、每分钟转速、或压力状态。该螺线管控制器18还通过该通信装置16向外部TCU报告诊断结 果。因此，传感器20通过通信装置16向螺线管控制器18发送所收集 的数据。然后，螺线管控制器18接收该数据，并且该螺线管控制器18 通过编程逻辑分析来自传感器20的数据以确定该螺线管12是否正常工 作。然后该外部TCU或该螺线管控制器会发出一个校正命令。此后， 螺线管控制器18命令螺线管驱动器14改变螺线管12的状态。螺线管 控制器18具有EPROM、 EEPROM、闪存、或某些存储装置，以储存预 先确定的螺线管12的操作参数，从而将当前命令与已知的或计算出的 螺线管12的位置以及所需的调整进行比较，并由此基于预先确定的参 数而确定任何驱动器控制命令。用于存储该操作参数的存储器可位于螺 线管控制器18的外部并以多种方式中的任一方式电连接于该螺线管控 制器18。并且，螺线管控制器18可以重新闪存(reflash)或重新编程， 这样螺线管控制器18将利用已改变的或更新的螺线管12的位置或调 整。螺线管控制器18的重新闪存还允许改变螺线管控制器18的预先编 程的逻辑，以便使螺线管控制器18可以在操作参数变化时根据需要向 螺线管12发出指令。以此方式，操作参数和校准数据可以根据需要进 行储存或重新编程。在一个替代实施例中，通信装置16接收来自多个传感器的信号， 这些传感器未直接连接到阀体引线框10上。换言之，这些传感器并未被置于阀体引线框10的多个连接点之一，而是以其他方法连接到该阀 体引线框IO。例如，这些传感器可以通过额外导线或上文说明的任意其 他的电连接手段电连接于通信装置16，这些手段可以将信号从传感器发 送到通信装置16。传感器输入也可经由ECU或TCU来进行通信。因此， 螺线管控制器18通过通信装置16接收来自这种外部传感器的数据。未 直接连接到阀体引线框10的这些传感器能够确定对于直接连接到阀体 引线框10的传感器20所说明的那些参数相类似的任何类型参数。然而， 本实施方案需要额外的连接和电气配线，这对于直接连接到阀体引线框 10的传感器20来说是不需要的。如上所述，阀体引线框10具有一个螺线管驱动器14。该螺线管驱 动器14向螺线管12计量供给一个电流，以改变螺线管12的状态。例 如，该螺线管驱动器14可以通过向螺线管12发送电流来致动螺线管12, 该电流使螺线管12的多个线圈(未示出)#_电磁化，这又进而打开螺 线管12的阀(未示出)。同样，螺线管驱动器14可以通过减小或去除 到螺线管12的电流来关闭螺线管12的阀，这使得螺线管12的线圈被 消磁，并进而关闭螺线管12的阀。螺线管驱动器14可具有多种方法来 引导流向螺线管12的电流。例如，螺线管驱动器14可具有一个恒定电 流，它根据所希望的螺线管12的状态被开启或关闭的。又例如，在螺 线管驱动器14中使用脉宽调制电流，这样就使脉宽调制可以设置于一 个预先确定的频率，从而使螺线管12在所希望的时间段内被致动或被 取消致动。在运行中，通信装置16用于在TCU和螺线管控制器18之间进行 通信。该螺线管控制器18通过该通信装置16接收和发送关于每个螺线 管12的状态和所希望位置的信号。然后，螺线管控制器18通过该通信 装置16向TCU返回报告所命令的状态和任何诊断故障。螺线管控制器 18执行传感器处理并用来控制螺线管12的定位。将螺线管12,螺线管 驱动器14和通信装置16作为螺线管控制器14的部分允许制造商保持 对系统逻辑的控制，并使该系统更为可靠并且有效地对ECU命令进行 响应。例如，制造商可以改变系统的控制逻辑以便提供更好的燃料经济 性。此外，因为上述这些部件是直接连接的，这些部件允许OEM制造 商在更高水平控制实际的压力而非电流，而将螺线管12的实际校准设 置或驱动留给螺线管控制器18的螺线管控制逻辑。本发明的说明在本质上仅是示例性的，因而，不背离本发明要点的 变体是旨在处于本发明范围之内的。不得将这种变体视为脱离了本发明 的精神和范围。
权利要求
1.一种适配为用于操作至少一个螺线管用来控制变速器功能的自激螺线管控制器，所述螺线管控制器包括一个微处理器，该微处理器包括用于响应于来自一个外部的变速器控制器的指示而控制至少一个螺线管的逻辑；一个通信总线，该通信总线可运作地连接到所述微处理器上用于提供与所述外部变速器控制器的通信；以及一个螺线管驱动器，该螺线管驱动器电连接于所述微处理器与所述至少一个螺线管之间。
2. 根据权利要求1所述的自激螺线管控制器，其中，所迷通信总线 使用一个协议，该协议选自下组中的至少一个 一种控制器局域网(CAN)协议、脉宽调制、拐射线(flex ray)、 一种时间触发的CAN 协议或它们的一种组合。
3. 根据权利要求1所述的自激螺线管控制器，其中，所述微处理器 执行关于所述螺线管的工作状态的诊断程序。
4. 根据权利要求3所述的自激螺线管控制器，其中，所迷微处理器 被编程为使用在对所述螺线管执行诊断程序时储存的数据。
5. 根据权利要求1所述的自激螺线管控制器，其中，所迷通信总线 接收和发送来自至少一个传感器的信号。
6. 根据权利要求1所述的自激螺线管控制器，其中，所迷螺线管驱 动器和所述螺线管是用储存在该微处理器中的多个校准参数进行预校 准。
7. 根据权利要求1所述的自激螺线管控制器，其中，所述微处理器、 所迷通信总线、所述螺线管驱动器、以及所述螺线管是通过一个连接接 口进行电连接。
8. 根据权利要求7所述的自激螺线管控制器，其中，所述连接接口 是选自下组 一个引线框、 一条挠性连接线、 一个标准硬线连接、或它 们的一个组合。
9. 用于控制一个变速器中的一个螺线管的一种连接接口 ，包括 一个螺线管控制器，该螺线管控制器包括至少一个螺线管驱动器，其中所述螺线管控制器可运作地连接到所述螺线管驱动器上用于控制 一个变速器螺线管，该变速器螺线管控制一个变速器功能；以及，一个通信总线，其中所述通信总线是可运作地连接到所述螺线管控 制器的一个微处理器上，以便响应于通过所述通信总线从一个变速器控 制单元接收一个所希望的状态而对所述至少一个螺线管驱动器发指令。
10. 对权利要求9的螺线管可适配的连接接口，其中所述连接接口是选自下组 一种引线框、 一种挠性连接线、 一种标准电气配线连接、 或它们的组合。
11. 对权利要求9的螺线管可适配的连接接口，其中所述通信总线 使用一种协议，该协议选自下组中的至少一个 一种控制器局域网(CAN)协议、 一种脉宽调制、 一种拐射线、 一种时间触发的CAN协 议、或它们的组合。
12. 对;f又利要求9的螺线管可适配的连接接口，其中，至少一个螺 线管是可运作地连接到所述连接接口上，并且所述螺线管控制器执行关 于所述螺线管的工作状态的诊断程序。
13. 根据权利要求12所述的连接接口，其中，所述螺线管驱动器和 所述螺线管是用储存在所述微处理器中的多个校准参数进行预校准。
14. 根据权利要求13所述的连接接口，其中，所述螺线管驱动器具 有用于执行诊断程序的存储器，其中所述存储器是EPROM、 EEPROM 和闪存中的至少一个。
15. 根据权利要求9所迷的连接接口，其中，所迷通信总线接收和 传送来自至少一个传感器的信号，所述传感器连接到所述阀体引线框 上。
16. —种阀体引线框，包括 一个引线框部件；一个螺线管控制器，其中所述螺线管控制器是电连接在所述引线框 部件上，所述螺线管控制器包括用螺线管控制逻辑编程的一个微处理 器， 一个通信总线；以及，一个螺线管驱动器，其中所述螺线管驱动器由所述微处理器控制， 从而所述螺线管驱动器响应于通过一个外部变速器控制输入接收的一 个命令而改变至少一个螺线管的位置。
17. 根据权利要求16所述的阀体引线框，其中所述通信总线从至少 一个传感器接收信号，该传感器被连接到所述阀体引线框，并且所述传 感器能够确定温度、位置、速度、每分钟转数以及压力状况中的至少一个。
18. 根据权利要求16所述的阀体引线框，其中所述通信总线发送和 接收来自位于所述引线框外部的多个装置的信号。
19. 根据权利要求16所述的阀体引线框，其中所述螺线管控制器执 行关于所述螺线管的工作状态的诊断程序，并且所述螺线管控制器具有 在执行诊断程序时使用的存储器，其中所述存储器是EPROM、 EEPROM 和闪存当中的至少一个。
20. 根据权利要求16所述的阀体引线框，其中所述螺线管驱动器和 所述螺线管是在所述阀体引线框上以储存在该微处理器中的校准参数 进行预校准。
全文摘要
一种自激螺线管控制器，在其广意方面包括一个微处理器，一个通信总线，和一个螺线管驱动器。该微处理器包括对至少一个螺线管进行控制的驱动器的逻辑。通信总线可运作地连接于该微处理器上，以便该通信总线及该微处理器相互通信。该通信总线与一个外部变速器控制单元进行通信。该螺线管驱动器电连接于微处理器与螺线管之间，这样微处理器向螺线管驱动器发出指令来改变螺线管的位置。
文档编号F16H61/00GK101326388SQ200680046039
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月7日 优先权日2005年12月8日
发明者C·A·劳伦特, M·M·柯尼希, M·R·布查南 申请人:博格华纳公司