专利名称：含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统电控单元的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车类电子产品，主要涉及载重汽车变速箱助力系统电控单元。
技术背景随着人们生活水平的提高，再生产的进一步扩大，为物流运输业带来了日新 月异的变化。而汽车运输业伴随着高速公路网络化连通正发挥着越来越强势的 作用。如何能使货物安全、快捷运到目的地，成为了汽车制造业的重要课题。 目前生产的汽车变速箱助力系统电控单元(以下简称电控单元)，能使驾驶员在 换档过程中获得助力，又能为不当操作发出警示。它既降低了劳动强度、减少 疲劳，又能提高驾驶员的注意力、增强舒适性，从而有效地增强运输过程中的 安全性。汽车变速箱助力系统电控单元包括汽车变速箱状态开关和汽车变速箱齿轮 旋转频率信号采集电路、电控单元、高、低档换档、脱档监测与驱动电磁阀电 路、稳压电路、警报器。其电控单元含有变速箱超速防止电路、高低档切换电 路、不能换档时警报电路、发动机超速防止电路、继电器，电控单元通过变速 箱状态开关和汽车变速箱齿轮转速模拟变化信号，使用输入所连接的变速箱超 速防止电路、高低档切换电路、不能换档时警报电路、发动机超速防止电路、 变速箱低裆防脱档电路，作出对应功能判定，分别驱动声光警报器或者经由继 电器驱动相应的电磁阀动作，为驾驶员提供帮助。通过实践该电控单元存在如下不足重载爬坡情形下，汽车处于低档运行状态，通常容易因为变速箱过载而造 成脱档,安全隐患较大。低档电磁阀常开解决了这一脱挡问题，但此时采用低档 电磁阀常开又会导致这一电磁阀发生过热现象，对电磁阀自生寿命带来致命损 坏。
发明内容
本发明目的为克服以上现有技术存在的不足，选用低档电磁阀导通状态下 用二分之一电压可靠维持其正常运行。提供能够降低能耗，防止电磁阀长期处 于高温状态下工作而损坏，延长了电磁阀使用寿命，保证汽车运行安全的变速 箱助力系统电控单元。本发明为实现以上目的本发明的技术方案为-含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统电控单元，包括变速箱超 速防止电路、高低档切换电路、不能换档时警报电路、发动机超速防止电路、 脱档监测及驱动电磁阀电路、继电器；通过使用变速箱状态开关与变速箱齿轮 转速模拟信号，输入所同时连接的变速箱超速防止电路、高低档切换电路、不 能换档时警报电路、发动机超速防止电路、脱裆监测及驱动电磁阀电路及低档 电磁阀低功耗维持电路作换档判定，分别驱动声光警报器，同时，经继电器驱 动相应档位的电磁阀动作；其特征是所述的载重汽车变速箱助力系统电控单 元有低档电磁阀低功耗维持电路，低档电磁阀低功耗维持电路含有DC/DC转换 电路、输出判定电路、启动电路、隔离电路；其中DC/DC转换电路由开关降压调整模块LM2576、电解电容C2、和C3'、反馈电 阻R1'、续流二极管D2'、储能电感Lr组成。车载电瓶24V由端口[l]输入连接 到LM2576的管脚1，同时电解电容C2'的正极连接到管脚1， C2'的负极接地； LM2576的管脚2连接到续流二极管D2'的负极和储能电感Ll的一端，D2'的正 极接地，Lr的另一端连接到电解电容C3'的正极，C3^的负极接地；LM2576的 管脚3接地；LM2576的管脚4连接到反馈电阻Rr的一端，Rr另一端连接到电 解电容C3的正极；LM2576的管脚4连接到输出判定电路；输出判定电路由四与非门IC8和一或门IC7以及电阻R2'组成。低档区反馈 开关信号由端口 [D]输入连接到四与非门IC8管脚的5和6，空档位对应电信号 由端口 [5]输入连接到四与非门IC8管脚的1和2，低档位对应电信号由端口 [L] 输入连接到四与非门IC8管脚的13，电解电容C3'的正极连接到电阻R2、一端， R2'另一连接到IC8管脚的12端，IC8管脚的4连接到IC8管脚的9， IC8管脚
的3连接到IC8管脚的8 ， IC8管脚的10和11分别连接到或门IC7管脚2和1 ， IC7管脚3作为输出判定电路的输出端；启动电路由电容Cr构成。电容Cl'一端连接到IC8管脚8 ，另一端连接到 IC8管脚12;隔离电路由隔离二极管Dr构成。二极管Dr正极连接到电解电容C3'的正极，二极管Dl'负极连接到端口 [ll]用以驱动继电器工作。其低档电磁阀低功耗维持电路的控制流程，换挡杆处于空挡状态，当换挡 杆挂入低挡位过程中无低挡区反馈信号，则低档电磁阀低功耗维持电路输出12V 电压，当1秒钟后24V低档电磁阀开启电压变为0V,此时用12V电压维持低档电 磁阀保持导通状态。直到换挡杆变回到空挡状态。本发明提供的含《,电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统电控单元 与现有技术相比较，其突出的实质性特点和显著效果是1、 有效克服了带电控助力系统载重汽车变速箱过载时脱挡现象；2、 DC/DC转换电路将载重汽车24V直流电压转换成12V直流电压用作低档 电磁阀维持电压，维持电压克服了直接用24V直流电压长期驱动低档电磁阀引 起的电磁阀发热现象，用二分之一电压可靠维持电磁阀正常运行，又使热能降 低75%;3、 输出判定电路对变速箱运行状态进行判定，以确定是否加载12V;启动 电路保证DC/DC转换电路可靠启动；隔离电路确保了原有电路和现有电路的合 理匹配；4、 降低能耗，又防止电磁阀长期处于高温状态下工作的损坏，可延长电磁 阀使用寿命，有效保证了汽车运行安全。
图1是载重汽车变速箱助力系统电控单元及周边回路图； 图2是低档电磁阀低功耗维持电路功能框图； 图3是低档电磁阀低功耗维持电路流程框图； 图4是低档电磁阀低功耗维持电路电气原理图。
具体实施方式
以下结合
发明的具体实施方式
。图1所示，载重汽车变速箱助力系统电控单元及周边回路图。载重汽车变 速箱助力系统电控单元包括汽车变速箱状态开关1;汽车变速箱齿轮旋转频率模 拟信号2;脱档监测及驱动电磁阀电路7;稳压电路ll;警报器10;变速箱超 速防止电路3;高低档切换电路4;不能换档时警报电路5;发动机超速防止电 路6;继电器8;低档电磁阀低功耗维持电路12。电控单元通过将变速箱状态开 关1和汽车变速箱齿轮转速模拟信号2,输入所同时连接的变速箱超速防止电路3、高低档动作电路4、不能换档时警报电路5、发动机超速防止电路6、脱档监 测及驱动电磁阀电路7与低档电磁阀低功耗维持电路12，作出对应功能判定， 分别驱动声光警报器或者经由继电器8驱动相应的电磁阀9动作，为驾驶员提 供帮助。图2所示，低档电磁阀低功耗维持电路功能框图。低档电磁阀低功耗维持 电路含有DC/DC转换电路121、输出判定电路122、启动电路123、隔离电路124、 及低挡电磁阀125等基本模块。输出判定电路与启动电路并行连接DC/DC转换 电路，再经隔离电路后控制低挡电磁阀。图3所示，低档电磁阀低功耗维持电路流程框图。换挡杆处于空挡状态， 当换挡杆挂入低挡位过程中无低挡区反馈信号，则低档电磁阀低功耗维持电路 输出12V电压，当1秒钟后24V低档电磁阀开启电压变为0V，此时用12V电压维 持低档电磁阀保持导通状态。直到换挡杆变回到空挡状态。图4所示，低档电磁阀的低功耗维持电路，DC/DC转换电路121由开关降压 调整模块LM2576、电解电容C2'和C3'、反馈电阻R1'、续流二极管D2、、储能 电感L1'组成。车载电瓶24V由端口[1]输入连接到LM2576的管脚1，同时电解 电容C2'的正极连接到管脚1， C2'的负极接地；LM2576的管脚2连接到续流二 极管D2'的负极和储能电感L1的一端，D2'的正极接地，Lr的另一端连接到电 解电容C3'的正极，C3'的负极接地；LM2576的管脚3接地；LM2576的管脚4连 接到反馈电阻Rr的一端，Rr另一端连接到电解电容C3的正极；LM2576的管
脚4连接到输出判定电路122。另夕卜，DC/DC转换电路中通过改变电阻Rr的 值，维持电路的输出电压可在12V到车载电瓶电压之间任意调节，已达到 各种低档电磁阀工作电压需要。输出判定电路122由四与非门IC8和一或门IC7以及电阻R23且成。低档区 反馈开关信号由端口 [D]输入连接到四与非门IC8管脚的5和6，空档位对应电 信号由端口 [5]输入连接到四与非门IC8管脚的1和2，低档位对应电信号由端 口 [L]输入连接到四与非门IC8管脚的13，电解电容C3^的正极连接到电阻R2^ 一端，R2'另一连接到IC8管脚的12端，IC8管脚的4连接到IC8管脚的9, IC8 管脚的3连接到IC8管脚的8 ， IC8管脚的10和11分别连接到或门IC7管脚2 和l， IC7管脚3作为输出判定电路的输出端。启动电路i03由电容cr构成。电容cr一端连接到ic8管脚8，另一端连接到IC8管脚12。隔离电路104由隔离二极管D1'构成。二极管Dr正极连接到电解电容C3'的正极，二极管Dr负极连接到端口 [ii]用以驱动继电器工作。低档电磁阀的低功耗维持电路工作机理如下换挡杆处于空挡状态，当换挡杆挂入低挡位过程中无低挡区反馈信号，则低档电磁阀低功耗维持电路输出12V电压，当1秒钟后24V低档电磁阀开启电压 变为0后，用12V电压维持低档电磁阀保持导通状态。直到换挡杆变回到空挡状 态。
权利要求
1、一种含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统电控单元，含有变速箱超速防止电路(3)、高低档切换电路(4)、不能换档时警报电路(5)、发动机超速防止电路(6)、脱档监测及驱动电磁阀电路(7)、继电器(8)；通过使用变速箱状态开关(1)与变速箱齿轮转速模拟信号(2)，输入所同时连接的变速箱超速防止电路(3)、高低档切换电路(4)、不能换档时警报电路(5)、发动机超速防止电路(6)、脱档监测及驱动电磁阀电路(7)及低档电磁阀低功耗维持电路(12)作换档判定，分别驱动声光警报器，同时，经继电器(8)驱动相应档位的电磁阀动作；其特征是所述的载重汽车变速箱助力系统电控单元有低档电磁阀低功耗维持电路(12)，低档电磁阀低功耗维持电路含有DC/DC转换电路(121)、输出判定电路(122)、启动电路(123)、隔离电路(124)；其中DC/DC转换电路(121)由开关降压调整模块LM2576、电解电容C2`和C3`、反馈电阻R1`、续流二极管D2`、储能电感L1`组成；车载电瓶24V由端口[1]输入连接到LM2576的管脚1，同时电解电容C2`的正极连接到管脚1，C2`的负极接地；LM2576的管脚2连接到续流二极管D2`的负极和储能电感L1的一端，D2`的正极接地，L1`的另一端连接到电解电容C3`的正极，C3`的负极接地；LM2576的管脚3接地；LM2576的管脚4连接到反馈电阻R1`的一端，R1`另一端连接到电解电容C3的正极；LM2576的管脚4连接到输出判定电路(122)；输出判定电路(122)由四与非门IC8和一或门IC7以及电阻R2`组成；低档区反馈开关信号由端口[D]输入连接到四与非门IC8管脚的5和6，空档位对应电信号由端口[5]输入连接到四与非门IC8管脚的1和2，低档位对应电信号由端口[L]输入连接到四与非门IC8管脚的13，电解电容C3`的正极连接到电阻R2`一端，R2`另一连接到IC8管脚的12端，IC8管脚的4连接到IC8管脚的9，IC8管脚的3连接到IC8管脚的8，IC8管脚的10和11分别连接到或门IC7管脚2和1，IC7管脚3作为输出判定电路的输出端；启动电路(123)由电容C1`构成；电容C1`一端连接到IC8管脚8，另一端连接到IC8管脚12；隔离电路(124)由隔离二极管D1`构成；二极管D1`正极连接到电解电容C3`的正极，二极管D1`负极连接到端口[11]用以驱动继电器工作。
2、 根据权利要求1所述的含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统 电控单元，其特征是还包括低裆电磁阀低功耗维持电路的控制流程，在换挡 杆处于空挡状态，当换挡杆挂入低挡位过程中无低挡区反馈信号，则低档电磁 阀低功耗维持电路输出12V电压，当1秒钟后24V低裆电磁阀开启电压变为0V， 此时用12V电压维持低档电磁阀保持导通状态；直到换挡杆变回到空挡状态。
3、 根据权利要求1所述的含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统 电控单元，其特征是所述的DC/DC转换电路中通过改变电阻Rr的值，维 持电路的输出电压可在12V到车载电瓶电压之间任意调节，已达到各种低 档电磁阀工作电压需要。
全文摘要
本发明涉及含低档电磁阀低功耗维持电路的变速箱助力系统电控单元，包括变速箱超速防止电路、高低档切换电路、不能换档时警报电路、发动机超速防止电路、脱档监测及驱动电磁阀电路、继电器；主要特点是所载重汽车变速箱助力系统电控单元含有低档电磁阀低功耗维持电路，低档电磁阀低功耗维持电路由DC/DC转换电路、输出判定电路、启动电路、隔离电路等组成，它能够降低能耗，防止电磁阀长期处于高温状态下工作的损坏，延长了电磁阀的使用寿命，保证了汽车运行过程中的安全。
文档编号F16H59/00GK101113785SQ20071013926
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月20日 优先权日2007年8月20日
发明者张德义, 王建生, 胡瑞忠, 邢工兵 申请人:山西省电子工业科学研究院