自動(dòng)變速器多功能檢測(cè)儀的開(kāi)發(fā)

[摘 要] 計(jì)劃開(kāi)發(fā)一種可以對(duì)多種汽車自動(dòng)變速器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和分析的檢測(cè)儀。該檢測(cè)儀通過(guò)控制自動(dòng)變速器相關(guān)電磁閥來(lái)進(jìn)行變速換檔，具備電磁閥測(cè)試和換擋測(cè)試的功能。核心思路是利用單片機(jī)儲(chǔ)存不同型號(hào)變速箱信息，檢測(cè)變速箱的換擋過(guò)程及電磁閥工作情況，因此，可以代替汽車的ECU控制自動(dòng)變速器，驅(qū)動(dòng)車輛變速箱進(jìn)行換擋。

[關(guān) 鍵 詞] 自動(dòng)變速器；換擋測(cè)試；單片機(jī)；電磁閥

[中圖分類號(hào)] GU472.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）23-0136-01

一、選題背景

自動(dòng)變速器車輛操作方便，換擋平穩(wěn)快捷，乘坐體驗(yàn)舒適，據(jù)二手車市場(chǎng)調(diào)查顯示，裝載自動(dòng)變速器的車輛市場(chǎng)保值率也遠(yuǎn)高于手動(dòng)變速器車輛。裝載自動(dòng)變速器的車輛市場(chǎng)占有率逐年遞增，已經(jīng)占據(jù)半壁江山，汽車生產(chǎn)企業(yè)也已經(jīng)將發(fā)展重心轉(zhuǎn)到自動(dòng)變速器車型，這對(duì)自動(dòng)變速器維修技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。

二、研究思路

本論文出于汽車維修企業(yè)的實(shí)際需要，研發(fā)出一種造價(jià)低、功能簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的多功能檢測(cè)儀。在該多功能檢測(cè)儀的研究與開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，電氣控制技術(shù)的研究是核心內(nèi)容。特別是單片機(jī)微處理器的選擇，其性能及編程將直接影響多功能檢測(cè)儀的性能。單片機(jī)通過(guò)模擬路面實(shí)際行車當(dāng)中汽車ECU發(fā)出的各種信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)完成換擋測(cè)試的各種電磁閥，以這個(gè)思路為主線，對(duì)相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行突破。

三、整體設(shè)計(jì)方案

該檢測(cè)儀設(shè)計(jì)控制器主機(jī)、檢測(cè)儀連接器、電池三個(gè)主要部分。微處理器芯片位于控制器主機(jī)內(nèi)，它是檢測(cè)儀的核心。測(cè)試儀連接器通過(guò)專用電纜一端連接在檢測(cè)儀主機(jī)的診斷插口上，另一端則直接連接自動(dòng)變速器，連接器由電子控制開(kāi)關(guān)、換擋電磁閥驅(qū)動(dòng)器以及相關(guān)模擬量測(cè)量電路組成。多功能檢測(cè)儀控制器主機(jī)由操作面板、保護(hù)膠套和測(cè)試儀連接器診斷插口組成。使用Solid Works對(duì)其進(jìn)行外觀建模，檢測(cè)儀控制面板的設(shè)計(jì)主要分為這五個(gè)部分：

1.選擇測(cè)試類型按鈕（測(cè)試模式選擇）

檢測(cè)儀需要設(shè)計(jì)一種按鍵切換多功能模式，選擇電磁閥測(cè)試、換擋測(cè)試、監(jiān)控ECU或是其他特殊測(cè)試模式。

2.換檔鍵（上、下）

啟動(dòng)后用來(lái)切換變速擋，可以逐級(jí)調(diào)整擋位，完成多擋位的換擋測(cè)試。每切換一個(gè)檔位，檢測(cè)儀微處理器模擬發(fā)出不同的車速、節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及路況信號(hào)。

3.LED數(shù)字擋位顯示區(qū)

LED數(shù)字顯示當(dāng)前運(yùn)行的變擋，如在一擋切換至二擋運(yùn)行時(shí)，可以LED顯示區(qū)的指示變換情況，并判斷相關(guān)電磁閥是否得電工作。

4.電磁閥運(yùn)行顯示區(qū)

電磁閥輸出LED顯示區(qū)可以觀測(cè)PWM電磁閥或者TCC電磁閥運(yùn)行時(shí)電流、電壓情況，從而判斷換擋測(cè)試運(yùn)行時(shí)電磁閥是否短路或斷路。

5.Max/Min鍵按鈕

可以直接調(diào)整PWM電磁閥的最大、最小占空比，從而觀測(cè)該電磁閥在換擋測(cè)試的過(guò)程中有無(wú)異常。

四、基于Lab VIEW軟件對(duì)多功能測(cè)試儀的仿真

Lab VIEW是美國(guó)國(guó)家儀器公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)程序設(shè)計(jì)平臺(tái)，功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單實(shí)用。本文使用Lab VIEW軟件對(duì)自動(dòng)變速器多功能檢測(cè)儀的操作面板、相關(guān)信號(hào)模擬，及換擋測(cè)試功能方面進(jìn)行仿真，從而驗(yàn)證該檢測(cè)儀在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面的可行性。

使用Lab VIEW的前面板可以對(duì)檢測(cè)儀的控制面板及相關(guān)界面進(jìn)行仿真，綜合使用輸入顯示控件、創(chuàng)建數(shù)組、布爾值轉(zhuǎn)化等函數(shù)。在創(chuàng)建過(guò)程中，使用字符串顯示控件、布爾控件等控件完成，并按設(shè)計(jì)要求布局，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)儀的基本操作功能。檢測(cè)儀微處理器對(duì)行車中的一些信號(hào)進(jìn)行模擬，實(shí)際上相當(dāng)于是一個(gè)小型的信號(hào)發(fā)生器。根據(jù)擋位選擇來(lái)模擬不同的車速信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)及節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)等，然后傳送至自動(dòng)變速器電子控制單元，從而使其完成1～4擋位的換擋動(dòng)作。

五、總結(jié)與展望

本文對(duì)多功能檢測(cè)儀的總體進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，對(duì)其功能、結(jié)構(gòu)、外觀及電子控制系統(tǒng)的選擇做出分析和比較。采用分層次分模塊的方式，對(duì)檢測(cè)儀電子控制單元硬件系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。在已經(jīng)通過(guò)合理調(diào)試硬件布局情況下，完成相應(yīng)的檢測(cè)儀基礎(chǔ)軟件和框架軟件的設(shè)計(jì)，主要包括微處理器控制總程序、電磁閥測(cè)試控制程序、換擋測(cè)試控制程序和監(jiān)控ECU控制程序，使用Lab VIEW軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)檢測(cè)儀主要功能進(jìn)行仿真。

隨著汽車自動(dòng)變速器種類的與時(shí)俱進(jìn)，AT自動(dòng)變速器將逐步被其他性能更先進(jìn)、操作更方便的自動(dòng)變速器取代。本文所開(kāi)發(fā)的多功能檢測(cè)儀還必須進(jìn)一步對(duì)其他類型的自動(dòng)變速器如雙離合變速器等進(jìn)行兼容，以實(shí)現(xiàn)真正的多車型通用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐寅生.現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器原理與檢修[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[2]蔡立康，蔣學(xué)潤(rùn)，吳軼群.基于89C52的汽車自動(dòng)變速箱多功能檢測(cè)儀的研制[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（12）：3-5.

[3]彭衛(wèi)鋒，王中磊.自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的研制[J].公路與汽運(yùn)，2008（4）：17-18.