自动同步超越离合器状态监测记录仪的制作方法

专利名称：自动同步超越离合器状态监测记录仪的制作方法
专利说明本发明涉及一种状态监测记录仪器，特别是一种离合器的状态监测记录仪器。
(二)
背景技术：
自动同步超越离合器是联合动力装置、多机并车发电装置等动力装置切换的关键 部件，离合器能否保证正常工作至关重要。如果自动同步超越离合器发生故障，将导致整个 动力装置不能正常工作，限制动力装置性能的发挥，甚至严重导致了整个动力装置的失效。 因此，对离合器运行状态参数进行监测，为实现离合器的离线诊断、可能产生的故障进行预 测提供数据的保障十分重要。 专利申请号为200510134741. X，名称为"一种离合器状态显示装置"的专利文件中 记载了能够显示离合器状态的装置，此发明由指示灯电路显示装置构成，所述的指示灯电 路显示装置由并联的指示灯L以及连接在指示灯L和电源E之间的滑动开关构成，滑动开 关滑动臂W和离合器或离合器操纵机构中的运动部件相连接，本发明通过离合器或离合器 操纵机构中运动部件的传递，使离合器的离合运动和离合表指示灯电路中的滑动头的运动 为同步运动，从而使指示灯显示出离合器的运动状态，即可显示出联动、半联动、分离、完全 分离等多种状态，使驾驶者可以更好的操纵离合器驾驶汽车的离合器状态显示装置。该技 术方案虽然可以显示离合器的状态，但并不能记录离合器的状态，不能将离合器的状态上 传给分析、处理系统做进一步的离合器故障诊断。
(三)

发明内容
本发明的目的是为了提供一种能对离合器运行状态参数进行监测、存储，并能上 传给分析处理系统的自动同步超越离合器状态监测记录仪。
本发明的目的是这样实现的它包括中央控制单元、电源模块、信号采集模块、信
号调理模块、触发信号模块、通信模块，电源模块为其他电路提供电源，信号采集模块的信
号输出端接信号调理模块输入端、信号调理模块的输出端接中央控制单元，触发信号模块
的输出接中央控制单元，通信模块的通信接口连接中央控制单元的通信接口。
本发明还可以包括这样一些特征 1.所述的中央控制单元Ul采用MC9S12DP512芯片，系统采用16MHz晶振， MC9S12DP512芯片的EXTAL引脚连接16腿z晶振的一个引脚，16腿z晶振的另一个引脚接 地，MC9S12DP512芯片的XTAL引脚串接一个电容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引脚和 XTAL引脚间并联一个电容，MC9S12DP512芯片利用内部的压控振荡器和锁相环电路将频率 提升至25腿z，作为内部总线时钟。 2.所述的触发信号模块由三极管Ql 、光电耦合器U2及三个电阻组成，光电耦合器 的输入端和输出端的分别采用相互隔离的电源供电，触发信号通过电阻连接三极管Q1的 基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接光电耦合器的输入端，光电耦合器输 入的另一端通过限流电阻连接到电源正端，光电耦合器的输出端接中央控制单元，并且该输出端接有下拉电阻。 3.所述的信号采集模块由数字信号采集模块和模拟信号采集模块组成。 4.所述的数字信号采集模块主要由四个三极管Q2 Q5、光电耦合器U3和电阻组
成，四路数字信号分别通过四个电阻连接四个三极管Q2 Q5的基极，四个三极管Q2 Q5
的发射极接地，四个三极管Q2 Q5的集电极分别接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输
出端接中央控制单元，并且该输出端接有下拉电阻，光电耦合器的输入端和输出端的分别
采用相互隔离的电源供电。 5.所述的中央控制单元将自动同步超越离合器的各个状态参数存在
MC9S12DP512芯片的FLASH内，中央控制单元的通信接口连接通信模块的通信接口 ，中央控
制单元在离线的状态下通过通信模块将存储的参数传给分析、处理系统。 本发明通过触发模块采集离合器脱开、啮合动作前的触发信号，通过模拟信号采
集模块向中央控制单元提供润滑油供油压力信号、离合器中间件位移信号，通过数字信号
采集模块向中央控制单元提供转速、扭矩等数字信号，中央控制单元根据这些信号将离合
器的状态记录在片内的FLASH内，中央控制单元在离线的状态下通过通信模块将存储的参
数传给分析、处理系统，实现数据的回放、分析，对可能存在的故障进行预报或对存在的故
障进行分析诊断。 本发明完全针对自动同步超越离合器进行设计，可配自动同步超越离合器使用。 本发明具有结构简洁、抗干扰能力强、低功耗、实时、使用和维护方便等优点，通过本发明对 自动同步离合器的运行状态进行实时监测，能够有效降低离合器故障的发生率，减少由自 动同步离合器故障导致的经济损失。
(四)


图l为本发明的电路结构框图；图2为中央控制单元部分电路原理图；图3为触发 模块部分电路原理图；图4为数字信号模块部分电路原理图。
(五)
具体实施例方式
下面结合图对本发明作进一步的阐述。 结合图1，本发明包括中央控制单元、电源模块、信号采集模块、信号调理模块、触 发信号模块、通信模块，电源模块为其他电路提供电源，信号采集模块的信号输出端接信号 调理模块输入端、信号调理模块的输出端接中央控制单元，触发信号模块的输出接中央控 制单元，通信模块的通信接口连接中央控制单元的通信接口。 结合图2，中央控制单元U1采用MC9S12DP512芯片，系统采用16腿z晶振， MC9S12DP512芯片的EXTAL引脚连接16腿z晶振的一个引脚，16腿z晶振的另一个引脚接 地，MC9S12DP512芯片的XTAL引脚串接一个电容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引脚和 XTAL引脚间并联一个电容，MC9S12DP512芯片利用内部的压控振荡器和锁相环电路将频率 提升至25腿z，作为内部总线时钟。 结合图3，触发信号模块向中央控制单元提供离合器脱开、啮合动作前的触发信 号，触发信号模块由三极管Q1、光电耦合器U2(TLP521)及三个电阻组成，触发信号通过电 阻连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接光电耦合器U2的
42脚输入端，光电耦合器U2的1脚通过限流电阻连接到电源正端，光电耦合器U2的3脚输 出端接中央控制单元，并且该输出端接有下拉电阻，光电耦合器的输入端和输出端的分别 采用相互隔离的电源供电，这样可增加系统的抗干扰能力。 信号采集模块由数字信号采集模块和模拟信号采集模块组成。模拟信号采集模块
向中央控制单元提供润滑油供油压力信号、离合器中间件位移信号。模拟信号采集模块信
号输出端接信号调理电路，信号调理电路的信号输出端接中央控制单元，通过由中央控制
单元(MC9S12DP512芯片)的A/D转换口 ，转换成数字信号给芯片采集、记录和存储。模拟
信号的调理电路主要完成I/V转换和多个RC环节级联的RC低通滤波。 结合图4，数字信号采集模块主要由四个三极管Q2 Q5、光电耦合器U3和电阻组
成，四路数字信号分别通过四个电阻连接四个三极管Q2 Q5的基极，四个三极管Q2 Q5
的发射极接地，三极管Q2 Q5的集电极接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端接中
央控制单元，并且该输出端接有下拉电阻，光电耦合器的输入端和输出端的分别采用相互
隔离的电源供电，这样可增加系统的抗干扰能力。 系统上电后，中央控制单元U1(MC9S12DP512芯片)等待触发指令，系统采用10ms 延时采样确定触发的有效性。 利用MC9S12DP512芯片的512K flash存储自动同步超越离合器的各个状态参数。 在flash存储时，将每次触发采样的数据按页存储，页码由寄存器PPAGE确定，下次触发采 样数据存入下一页，每页的大小设定16K。 采用MC9S12DP512芯片的定时模块，通过定时中断实现对转速、扭矩数字信号的 采集。同样，模拟信号在10位的A/D转换后，采用双字节存储，对应芯片的ATD0、 ATD1通道。 为保证数据实时读取和写入flash存储空间，在采样间隔5ms内完成对信号的采 样(模拟信号还包括A/D转换)并完成数据采样寄存器中的数据写入flash的工作，保证 每次采样数据不丢失。 记录仪实现数据采集及完成后，在离线状态下，通过串口通讯上传。在系统完成初 始化后，系统检查串口状态寄存器状态，读取通信指令，然后按指令进行页面顺序上传，实 现数据的回放、分析，对可能存在的故障进行预报或对存在的故障进行分析诊断。
权利要求
一种自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是它包括中央控制单元、电源模块、信号采集模块、信号调理模块、触发信号模块、通信模块，电源模块提供电源，信号采集模块的信号输出端接信号调理模块输入端、信号调理模块的输出端接中央控制单元，触发信号模块的输出接中央控制单元，通信模块的通信接口连接中央控制单元的通信接口。
2. 根据权利要求1所述的自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是所述的中央控制单元(Ul)采用MC9S12DP512芯片，系统采用16MHz晶振，MC9S12DP512芯片的EXTAL 引脚连接16MHz晶振的一个引脚，16MHz晶振的另一个引脚接地，MC9S12DP512芯片的XTAL 引脚串接一个电容接地，MC9S12DP512芯片的EXTAL引脚和XTAL引脚间并联一个电容， MC9S12DP512芯片利用内部的压控振荡器和锁相环电路将频率提升至25MHz，作为内部总 线时钟。
3. 根据权利要求2所述的自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是所述的触 发信号模块由三极管(Ql)、光电耦合器(U2)及三个电阻组成，光电耦合器的输入端和输 出端的分别采用相互隔离的电源供电，触发信号通过电阻连接三极管(Ql)的基极，三极管 (Ql)的发射极接地，三极管(Ql)的集电极接光电耦合器的输入端，光电耦合器输入的另一 端通过限流电阻连接到电源正端，光电耦合器的输出端接中央控制单元，并且该输出端接 有下拉电阻。
4. 根据权利要求3所述的自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是所述的信 号采集模块由数字信号采集模块和模拟信号采集模块组成。
5. 根据权利要求4所述的自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是所述的数 字信号采集模块主要由四个三极管(Q2 Q5)、光电耦合器(U3)和电阻组成，四路数字信号 分别通过四个电阻连接四个三极管(Q2 Q5)的基极，四个三极管(Q2 Q5)的发射极接 地，四个三极管(Q 2 Q5)的集电极分别接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端接 中央控制单元，并且该输出端接有下拉电阻，光电耦合器的输入端和输出端的分别采用相 互隔离的电源供电。
6. 根据权利要求5所述的自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是所述的中 央控制单元将自动同步超越离合器的各个状态参数存在FLASH内，中央控制单元的通信接 口连接通信模块的通信接口，中央控制单元在离线的状态下通过通信模块将存储的参数传 给分析、处理系统。
全文摘要
本发明提供的是一种自动同步超越离合器状态监测记录仪，其特征是它包括中央控制单元、电源模块、信号采集模块、信号调理模块、触发信号模块、通信模块，电源模块为其它电路提供电源，信号采集模块的信号输出端接信号调理模块输入端、信号调理模块的输出端接中央控制单元，触发信号模块的输出接中央控制单元，通信模块的通信接口连接中央控制单元的通信接口，本发明具有结构简洁、抗干扰能力强、低功耗、实时、使用和维护方便等优点，通过本发明对自动同步离合器的运行状态进行实时监测，能够有效降低离合器故障的发生率，减少由自动同步离合器故障导致的经济损失，本发明完全针对自动同步超越离合器进行设计，可配自动同步超越离合器使用。
文档编号F16D66/00GK101706363SQ200910073240
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者张晓云, 李淑英, 王志涛, 田颖 申请人:哈尔滨工程大学