全文摘要
一种通用型电子离合系统控制器，属于汽车动力传送控制系统技术领域。本实用新型解决现有手动挡变速器操作不方便、自动挡变速箱油耗高的的问题。本实用新型分别将原车CAN信号、原车传感器信号、外部传感器信号通过CAN通讯电路、信号采集电路处理后输入至单片机，单片机再根据采集到的不同的汽车状态驱动直流电机，直流电机作用在蜗轮蜗杆或拉线上，进而改变离合器的状态，实现现有手动挡变速器的离合器进行自动化的目的。此外，该控制器是为电子离合系统设计的，可作用于保留档杆、自动化离合器的汽车；同时该控制器为通用型，对3档口车、4档口车、蜗轮蜗杆结构、拉线结构均有效。
主设计要求
1.一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：控制器包括控制板、控制板供电系统和直流电机，控制板包括信号采集电路、单片机主控电路(10)、电机驱动电路(11)、电机供电电路(13)和CAN通讯电路(15)，CAN通讯电路(15)的输入端与原车CAN信号的输出端连接，CAN通讯电路(15)的输出端与单片机主控电路(10)的输入端连接；信号采集电路的输入端与传感器连接，信号采集电路的输出端与单片机主控电路(10)的输入端连接；单片机主控电路(10)的输出端分别与电机供电电路(13)和电机驱动电路(11)的输入端连接，电机驱动电路(11)的输出端通过直流电机与原车离合器建立控制连接，电机供电电路(13)的输出端与直流电机建立供电连接；控制板的供电系统包括电源模块电路(12)和继电器12V采集电路(14)，所述的继电器12V采集电路(14)的输入端与原车电源的输出端连接，继电器12V采集电路(14)的输出端与单片机主控电路(10)连接，原车电源与电源模块电路(12)的输入端连接，电源模块电路(12)的输出端与控制板建立供电连接。
设计方案
1.一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：控制器包括控制板、控制板供电系统和直流电机，控制板包括信号采集电路、单片机主控电路(10)、电机驱动电路(11)、电机供电电路(13)和CAN通讯电路(15)，CAN通讯电路(15)的输入端与原车CAN信号的输出端连接，CAN通讯电路(15)的输出端与单片机主控电路(10)的输入端连接；信号采集电路的输入端与传感器连接，信号采集电路的输出端与单片机主控电路(10)的输入端连接；单片机主控电路(10)的输出端分别与电机供电电路(13)和电机驱动电路(11)的输入端连接，电机驱动电路(11)的输出端通过直流电机与原车离合器建立控制连接，电机供电电路(13)的输出端与直流电机建立供电连接；控制板的供电系统包括电源模块电路(12)和继电器12V采集电路(14)，所述的继电器12V采集电路(14)的输入端与原车电源的输出端连接，继电器12V采集电路(14)的输出端与单片机主控电路(10)连接，原车电源与电源模块电路(12)的输入端连接，电源模块电路(12)的输出端与控制板建立供电连接。
2.根据权利要求1所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的信号采集电路包括刹车采集电路(1)、钥匙门采集电路(2)、离合器位置采集电路(3)、第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)、第三挡位采集电路(6)、节踏电路(7)和运动模式端口(8)，所述的刹车采集电路(1)、钥匙门采集电路(2)、离合器位置采集电路(3)、第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)、第三挡位采集电路(6)、节踏电路(7)和运动模式端口(8)的输入端分别与控制器外部的原车传感器连接；所述的单片机主控电路(10)包括单片机，CAN通讯电路(15)，刹车采集电路(1)、钥匙门采集电路(2)、离合器位置采集电路(3)、第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)、第三挡位采集电路(6)、节踏电路(7)和运动模式端口(8)的输出端分别与单片机主控电路(10)中单片机的输入端口连接。
3.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的刹车采集电路(1)包括分压电阻、逆止二极管和一阶RC滤波器，所述的逆止二极管的两端分别与分压电阻的一端和一阶RC滤波器的一端串联，分压电阻的另一端与原车刹车传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的P4.1口连接。
4.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的钥匙门采集电路(2)包括分压电阻和电容滤波电路，所述的分压电阻一端与电容滤波电路一端相连接，分压电阻另一端与原车钥匙传感器连接，电容滤波电路的另一端与单片机的P0.3口连接。
5.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的离合器位置采集电路(3)为一阶RC滤波器，所述的一阶RC滤波器的一端与离合器位置传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的AN1口连接。
6.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)和第三挡位采集电路(6)均为一阶RC滤波器，所述的第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)和第三挡位采集电路(6)的输入端分别与挡杆传感器连接，所述的第一挡位采集电路(4)、第二挡位采集电路(5)和第三挡位采集电路(6)的输出端分别与单片机的AN7、AN0和AN3口连接。
7.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的节踏电路(7)为一阶RC电路，节踏电路(7)的输入端与油门踏板传感器连接，节踏电路(7)的输出端与单片机的AN4口连接。
8.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的运动模式端口(8)的输出端与单片机的P5.2口连接。
9.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的继电器12V采集电路(14)包括分压电阻和滤波电容，所述的分压电阻一端与原车电源连接，分压电阻的另一端与滤波电容相连，滤波电容的另一端与单片机的AN6口连接。
10.根据权利要求2所述的一种通用型电子离合系统控制器，其特征在于：所述的单片机的型号是XC878。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种通用型电子离合系统控制器，属于汽车的动力传送控制系统技术领域，具体涉发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合的自动控制技术。
背景技术
现有汽车的变速器一般分为手动挡和自动挡，手动挡变速器可以直接通过挡杆识别挡位，具有节油的特点，变速箱相对较便宜，但不具备操作简便性；自动挡变速器无法通过挡杆识别挡位，需达到一定车速才能切换挡位，油耗大，变速箱相对较贵，但是操作简便。结合两者优点，将现有手动挡变速器的离合器进行自动化而保留挡杆操作的电子离合系统是十分必要的，因此本发明提供了一种通用型电子离合系统控制器。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有手动挡变速器操作不方便、自动挡变速箱油耗高的问题，提供了一种通用型电子离合系统控制器。
本实用新型的技术方案：
一种通用型电子离合系统控制器，该控制器包括控制板、控制板供电系统和直流电机，控制板包括信号采集电路、单片机主控电路10、电机驱动电路11、电机供电电路13和CAN通讯电路15，CAN通讯电路15的输入端与原车CAN信号的输出端连接，CAN通讯电路15的输出端与单片机主控电路10的输入端连接；信号采集电路的输入端与传感器连接，信号采集电路的输出端与单片机主控电路10的输入端连接；单片机主控电路10 的输出端分别与电机供电电路13和电机驱动电路11的输入端连接，电机驱动电路11的输出端通过直流电机与原车离合器建立控制连接，电机供电电路13的输出端与直流电机建立供电连接；控制板的供电系统包括电源模块电路12和继电器12V采集电路14，所述的继电器12V采集电路14的输入端与原车电源的输出端连接，继电器12V采集电路14 的输出端与单片机AN6引脚连接，用来检测原车电源是否正常，原车电源与电源模块电路12的输入端连接，电源模块电路12的输出端与控制板建立供电连接。
优选的：所述的信号采集电路包括刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路 7和运动模式端口8，所述的刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路7和运动模式端口8的输入端分别与控制器外部的原车传感器连接；所述的单片机主控电路10包括单片机，CAN通讯电路15，刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路7和运动模式端口8的输出端分别与单片机主控电路10中单片机的输入端口连接。
优选的：所述的刹车采集电路1包括分压电阻、逆止二极管和一阶RC滤波器，所述的逆止二极管的两端分别与分压电阻的一端和一阶RC滤波器的一端串联，分压电阻的另一端与原车刹车传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的P4.1口连接。
优选的：所述的钥匙门采集电路2包括分压电阻和电容滤波电路，所述的分压电阻一端与电容滤波电路一端相连接，分压电阻另一端与原车钥匙传感器连接，电容滤波电路的另一端与单片机的P0.3口连接。
优选的：所述的离合器位置采集电路3为一阶RC滤波器，所述的一阶RC滤波器的一端与离合器位置传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的AN1口连接。
优选的：所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6均为一阶RC滤波器，所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6的输入端分别与控制器外部挡杆传感器连接，所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6的输出端分别与单片机的AN7、AN0和AN3口连接。
优选的：所述的节踏电路7为一阶RC电路，节踏电路7的输入端与油门踏板传感器连接，节踏电路7的输出端与单片机的AN4口连接。
优选的：所述的运动模式端口8的输出端与单片机的P5.2口连接。
优选的：所述的继电器12V采集电路14包括分压电阻和滤波电容，所述的分压电阻一端与原车电源连接，分压电阻的另一端与滤波电容相连，滤波电容的另一端与单片机的AN6口连接。
优选的：所述的MCU主控电路10包括微电脑、晶振电路和复位电路。
优选的：所述的单片机的型号是XC878。
本实用新型具有以下有益效果：本实用新型涉及一种通用型电子离合系统控制器，该控制器以微电脑为控制核心，通过CAN总线和信号采集电路获得汽车状态，微电脑根据不同的汽车状态驱动直流电机，直流电机作用在蜗轮蜗杆或拉线上，进而改变离合器的状态，实现现有手动挡变速器的离合器进行自动化的目的。并且该控制器是为电子离合系统设计的，可作用于保留挡杆、自动化离合器的汽车；同时该控制器为通用型，对3挡口车、4挡口车、蜗轮蜗杆结构、拉线结构均有效。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是刹车采集电路图；
图3是钥匙门采集电路图；
图4是离合器位置采集电路图；
图5是第一挡位采集电路图；
图6是第二挡位采集电路图；
图7是第三挡位采集电路图；
图8是节踏电路图；
图9是继电器12V采集电路图；
图10是运动模式端口电路图；
图11是电机供电电路图；
图12是电源模块电路图；
图13是CAN通讯电路图；
图14是MCU主控电路图；
图15是电机驱动电路图；
图中1-刹车采集电路，2-钥匙门采集电路，3-离合器位置采集电路，4-第一挡位采集电路，5-第二挡位采集电路，6-第三挡位采集电路，7-节踏电路，8-运动模式端口，9-单片机，10-MCU主控电路，11-电机驱动电路，12-电源模块电路，13-电机供电电路，14- 继电器12V采集电路，15-CAN通讯电路。
具体实施方式
结合附图1至图15说明本实用新型具体实施方式：本实用新型是一种通用型电子离合系统控制器，如图1所示，控制器包括控制板、控制板供电系统和直流电机，控制板包括信号采集电路、单片机主控电路10、电机驱动电路11、电机供电电路13和CAN通讯电路15，CAN通讯电路15的输入端与原车CAN信号的输出端连接，CAN通讯电路15 的输出端与单片机主控电路10的输入端连接；信号采集电路的输入端与传感器连接，信号采集电路的输出端与单片机主控电路10的输入端连接；单片机主控电路10的输出端分别与电机供电电路13和电机驱动电路11的输入端连接，电机驱动电路11的输出端通过直流电机与原车离合器建立控制连接，电机供电电路13的输出端与直流电机建立供电连接；控制板的供电系统包括电源模块电路12和继电器12V采集电路14，所述的继电器12V采集电路14的输出端与单片机AN6引脚连接，用来检测原车电源是否正常，原车电源与电源模块的输入端连接，电源模块电路12的输出端与控制板建立供电连接。
所述的信号采集电路包括刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路 3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路7和运动模式端口8，所述的刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路7和运动模式端口8 的输入端分别与控制器外部的原车传感器连接；所述的单片机主控电路10包括单片机， CAN通讯电路15，刹车采集电路1、钥匙门采集电路2、离合器位置采集电路3、第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5、第三挡位采集电路6、节踏电路7和运动模式端口8 的输出端分别与单片机主控电路10中单片机的输入端口连接。如此设置，该控制器以微电脑为控制核心，通过CAN总线和信号采集电路获得汽车状态，微电脑根据不同的汽车状态驱动直流电机，直流电机作用在蜗轮蜗杆或拉线上，进而改变离合器的状态。如图 11所示，电机供电电路13是利用三极管Q13开关特性来控制继电器是否导通，三极管 Q13导通则为直流电机供电，Q13截止则关断直流电机电源；如图15所说，电机驱动电路11是利用电机H桥、匹配电阻R12-R18、滤波电容E7、E8、C9-C13对直流电机进行控制，作为该控制器的控制输出量，继而实现直流电机作用在蜗轮蜗杆或拉线上，改变离合器的状态。如图13所示，CAN通讯电路15用来接收原车CAN信号，并将原车CAN信号传输给单片机。
所述的刹车采集电路1包括分压电阻、逆止二极管和一阶RC滤波器，所述的逆止二极管的两端分别与分压电阻的一端和一阶RC滤波器的一端串联，分压电阻的另一端与原车刹车传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的P4.1口连接。如此设置，如图2 所示，刹车采集电路1将刹车传感器信号经过R35和R36分压后，通过逆止二极管D5 和一阶RC滤波器提取，提取后的刹车踏板信号通过单片机的P4.1口送至MCU主控电路 10中；刹车踏板信号为第一个采集量。
所述的钥匙门采集电路2包括分压电阻和电容滤波电路，所述的分压电阻一端与电容滤波电路一端相连接，分压电阻另一端与原车钥匙传感器连接，电容滤波电路的另一端与单片机的P0.3口连接。如此设置，如图3所示，钥匙门采集电路2将原车钥匙信号经过分压电阻和滤波电容后提取，提取后的钥匙开关信号通过单片机的P0.3口送至MCU主控电路10中；钥匙开关信号为第二个采集量。
所述的离合器位置采集电路3为一阶RC滤波器，所述的一阶RC滤波器的一端与离合器位置传感器连接，一阶RC滤波器的另一端与单片机的AN1口连接。如此设置，如图4所示，离合器位置采集电路3采用一阶RC滤波器提取当前原车离合器位置参数信号，提取后的当前原车离合器位置参数信号通过单片机的AN1口送至MCU主控电路10中；当前原车离合器位置参数信号为第三个采集量。
所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6均为一阶RC滤波器，所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6的输入端分别与挡杆传感器连接，所述的第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6的输出端分别与单片机的AN7、AN0和AN3口连接。如此设置，如图5、 6和7所示，第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6将接收的原车挡位信号经过一阶RC滤波器提取，确定挡杆处于1-6挡或R挡，提取后的挡杆位置信号分别通过单片机的AN0、AN1或AN7送至MCU主控电路10中。并且第一挡位采集电路4、第二挡位采集电路5和第三挡位采集电路6是将挡杆位置信号经过一阶RC滤波器提取来确定1-6挡和R挡的，这里能够覆盖3挡口和4挡口两种车型，提取信号后分别送至单片机的AN0，AN1，AN7口，送至通过单片机的AN0、AN1和AN7口的挡杆位置信号分别作为第四个采集量、第五个采集量或第六个采集量。
所述的节踏电路7为一阶RC电路，节踏电路7的输入端与油门踏板传感器连接，节踏电路7的输出端与单片机的AN4口连接。如此设置，如图8所示，节踏电路7使用一阶RC电路提取油门信号，提取后的油门信号通过单片机的AN4口送至MCU主控电路 10中；油门信号为第七个采集量。
所述的运动模式端口8的输出端与单片机的P5.2口连接。所述的运动模式开启信号为第八个采集量。如此设置，如图10所示，运动模式端口8是用来开启运动模式的，运动模式信号经单片机的P5.2口输入。
所述的继电器12V采集电路14包括分压电阻和滤波电容，所述的分压电阻一端与原车电源连接，分压电阻的另一端与滤波电容相连，滤波电容的另一端与单片机的AN6口连接。如此设置，如图9所示，继电器12V采集电路14是用分压电阻和滤波电容来采集原车电源是否正常的；如图12所示，电源模块电路12是将原车12-24V电源通过滤波电容C1、C2、E1、E2、E3和线性LDO转化成该控制器所需的5V电源。
所述的MCU主控电路10包括微电脑、晶振电路和复位电路，如图14所示，单片机的型号是XC878。
本控制器由第一个采集量确定无刹车信号；由第二个采集量确定钥匙开关已经打开；由第三个采集信号确定当前离合器位置是否已经处于分离状态；由第四、五和六个采集量确定当前挡杆不处于空挡状态；由第七个采集量确定驾驶员是否踩油门；当上述输入量条件满足时，控制输出量对直流电机进行控制，使离合器进行结合，反之，直流电机对离合器进行分离操作。另外，可根据第八个采集量“运动模式开关”是否打开，来控制离合器的结合速度，用来适应驾驶员急速超车等需求。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920338593.0
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:93(哈尔滨)
授权编号:CN209800570U
授权时间:20191217
主分类号:F16D48/06
专利分类号:F16D48/06
范畴分类:27C;
申请人:关学慧
第一申请人:关学慧
申请人地址:150030 黑龙江省哈尔滨市香坊区延福街63-11号果园星城D3栋1单元702室
发明人:关学慧
第一发明人:关学慧
当前权利人:关学慧
代理人:李恩庆
代理机构:23211
代理机构编号:哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计