专利名称：一种基于c51单片机的自动换挡控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于C51单片机的自动换挡控制装置，属于变速箱电气控制 技术领域，具体涉及两挡齿轮变速箱的自动换挡控制，尤其适用于车载大功率负载与两挡 齿轮变速箱的转速匹配控制。
背景技术：
在新型的车辆电控电执行机构自动变速箱当中，用电磁离合器替换常规的机械式 或液力式离合器作为执行机构是当今车辆变速箱的最佳选择和发展趋势。然而，在多数大 型车辆变速箱中，由于电磁离合器控制电路可靠性低，自动化控制方式程度不高，造成电磁 离合器制动分离时平稳性较差，缩减了电磁离合器的使用寿命，增大了发动机转速的波动。发明内容本实用新型的目的就是要提供一种基于C51单片机的自动换挡控制装置，使控制 电路可靠、换挡品质高，需要改变状态时能自动驱动电磁离合器转换状态，并可实时显示被 控对象当前状态。本实用新型的技术方案本实用新型的基于C51单片机的自动换挡控制装置包括 检测部分、数据处理部分和输出部分，其检测部分采用测速传感器，测速传感器通过光电耦 合隔离电路与单片机控制电路连接，单片机控制电路的输出依次与光电耦合器隔离驱动电 路、固体继电器隔离保护电路连接，固体继电器隔离保护电路与电磁离合器连接。所述的单片机控制电路的输出还与译码驱动电路和数码管显示电路连接。所述的测速传感器包括发动机测速传感器和负载测速传感器。所述的光电耦合器隔离驱动电路包括光耦隔离器VI、三极管V2以及电阻Rl、R2， 光耦隔离器Vl的输入端与单片机的输出端连接，光耦隔离器Vl的输出端与三极管V2的基 极电路连接。所述的固体继电器Kl的输入负极与光电耦合器隔离驱动电路的三极管V2的集电 极连接，固体继电器Kl的正输出端连接到电磁离合器线圈；固体继电器Kl的正输出端通过 二极管V3连接到+24V电源；固体继电器Kl的负输出端通过二极管V4连接到+24V电源。本实用新型的优点主要表现在以下几个方面驱动电路的输入级采用光电耦合器 TLP521-1，实现脉冲信号单向传输，与驱动级完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影 响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。驱动电路的输出级则采用 了固体继电器(SSR)，实现了驱动电路与负载的电气隔离，负载电路不存在由于触点抖动、 回跳和电弧火化所引发的电磁干扰，且开关速度快，保证了电磁离合器的动作迅速、可靠。 单片机程序采用移植性好、普及程度高的C语言进行编写，应用成熟。
图1为本实用新型的电路原理框图。[0011]图2为光电耦合器隔离驱动电路、固体继电器隔离保护电路图。
具体实施方式
本实用新型由测速传感器、光耦隔离电路、C51单片机控制电路、光电耦合器隔离 驱动电路、固体继电器隔离保护电路、译码驱动电路和数码管显示电路等组成。C51单片机 控制电路为核心部分。在软件设计时，设置TO、Tl为计数器方式，分别对发动机、负载转速 信号进行计数，设置TO初值使其计数达到预定值产生溢出中断，并设置TO中断为优先中 断。当TO计数到预定值时，定时器TO中断和外部中断同时到来，由于TO中断为优先级，程 序先响应TO中断，中断程序改变单片机输出端Pl. 0状态即可进行自动换挡。
以下结合附图和具体硬件电路对本实用新型作进一步的详细描述如图1 图中给出了基于C51单片机的自动换挡控制装置，检测部分采用测速传感 器，测速传感器通过光电耦合隔离电路与单片机控制电路连接，单片机控制电路的输出依 次与光电耦合器隔离驱动电路、固体继电器隔离保护电路连接，固体继电器隔离保护电路 与电磁离合器连接。进一步地，单片机控制电路的输出还与译码驱动电路和转速显示电路连接。进一步地，所述的测速传感器包括发动机测速传感器1和负载测速传感器2。变速箱内部测速传感器1、测速传感器2所测得的转速信号经过光耦隔离电路输 送给C51单片机控制电路进行处理，单片机计数并判断达到自动换挡条件后，则输出控制 信号通过光耦隔离驱动电路与固体继电器隔离保护电路去控制执行机构。C51单片机控制 电路同时将转速信号输送给译码驱动电路和数码管显示电路进行转速实时显示。本实用新型复位开关Sl可以重启单片机，按键复位开关S2可以随时切换显示发 动机或负载转速。当单片机所监测的转速达到自动换挡要求时，单片机控制端输出控制信 号，经光电耦合器隔离驱动电路和固体继电器隔离保护电路后达到安全、可靠的控制电磁 离合器进行自动换挡的目的。图2为光电耦合器隔离驱动电路、固体继电器隔离保护电路图单片机输出端Pl. 0与光耦隔离器Vl的输入端相连，光耦隔离器Vl的输出端与三 极管V2的基极连接。光耦隔离器VI、三极管V2以及电阻Rl、R2组成光耦隔离驱动电路。 固体继电器Kl的输入负极与三极管的集电极连接，固体继电器Kl的正输出端连接到电磁 离合器线圈；固体继电器Kl的正输出端通过二极管V3连接到+24V ；固体继电器Kl的负输 出端通过二极管V4连接到+24V。当三极管V2饱和导通时，固体继电器Kl输出端状态则发生变化，闭合相通的输出 端Kl_4、Kl_5变为断开状态。固体继电器Kl_4、二极管V3的正极和被控对象电磁离合器 的负极连接在一起，若固体继电器Kl_4与负极断开，则被控对象电磁离合器线圈无法构成 回路导致其动作，电磁离合器线圈的反电势被二极管V3、V4所抑制，避免烧毁电磁离合器 线圈。
权利要求1.一种基于C51单片机的自动换挡控制装置，包括检测部分、数据处理部分和输出部 分，其特征在于检测部分采用测速传感器，测速传感器通过光电耦合隔离电路与单片机控 制电路连接，单片机控制电路的输出依次与光电耦合器隔离驱动电路、固体继电器隔离保 护电路连接，固体继电器隔离保护电路与电磁离合器连接。
2.根据权利要求1所述的基于C51单片机的自动换挡控制装置，其特征在于单片机 控制电路的输出还与译码驱动电路和数码管显示电路连接。
3.根据权利要求1所述的基于C51单片机的自动换挡控制装置，其特征在于测速传 感器包括发动机测速传感器(1)和负载测速传感器(2)。
4.根据权利要求1或2所述的基于C51单片机的自动换挡控制装置，其特征在于光 电耦合器隔离驱动电路包括光耦隔离器Vl、三极管V2以及电阻Rl、电阻R2，光耦隔离器Vl 的输入端与单片机的输出端连接，光耦隔离器Vl的输出端与三极管V2的基极电路连接。
5.根据权利要求1或2所述的基于C51单片机的自动换挡控制装置，其特征在于固 体继电器Kl的输入负极与光电耦合器隔离驱动电路的三极管V2的集电极连接，固体继电 器Kl的正输出端连接到电磁离合器线圈；固体继电器Kl的正输出端通过二极管V3连接到 +24V电源；固体继电器Kl的负输出端通过二极管V4连接到+24V电源。
专利摘要本实用新型提供一种基于C51单片机的自动换挡控制装置，包括检测部分、数据处理部分和输出部分，检测部分采用测速传感器，测速传感器通过光电耦合隔离电路与单片机控制电路连接，单片机控制电路的输出依次与光电耦合器隔离驱动电路、固体继电器隔离保护电路连接，固体继电器隔离保护电路与电磁离合器连接。单片机控制电路的输出还与译码驱动电路和转速显示电路连接。测速传感器包括发动机测速传感器和负载测速传感器。光电耦合器隔离驱动电路包括光耦隔离器V1、三极管V2以及电阻R1、R2，光耦隔离器V1的输入端与单片机的输出端连接，光耦隔离器V1的输出端与三极管V2的基极电路连接。
文档编号F16H59/00GK201836357SQ201020533249
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者周红兵, 张铁军 申请人:国营万峰无线电厂