自動變速器多功能檢測儀的開發(fā)

[摘 要] 計劃開發(fā)一種可以對多種汽車自動變速器進行驅(qū)動和分析的檢測儀。該檢測儀通過控制自動變速器相關(guān)電磁閥來進行變速換檔，具備電磁閥測試和換擋測試的功能。核心思路是利用單片機儲存不同型號變速箱信息，檢測變速箱的換擋過程及電磁閥工作情況，因此，可以代替汽車的ECU控制自動變速器，驅(qū)動車輛變速箱進行換擋。

[關(guān) 鍵 詞] 自動變速器；換擋測試；單片機；電磁閥

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

一、選題背景

自動變速器車輛操作方便，換擋平穩(wěn)快捷，乘坐體驗舒適，據(jù)二手車市場調(diào)查顯示，裝載自動變速器的車輛市場保值率也遠高于手動變速器車輛。裝載自動變速器的車輛市場占有率逐年遞增，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)到自動變速器車型，這對自動變速器維修技術(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)的實際需要，研發(fā)出一種造價低、功能簡單、實用性強的多功能檢測儀。在該多功能檢測儀的研究與開發(fā)的過程中，電氣控制技術(shù)的研究是核心內(nèi)容。特別是單片機微處理器的選擇，其性能及編程將直接影響多功能檢測儀的性能。單片機通過模擬路面實際行車當中汽車ECU發(fā)出的各種信號，來驅(qū)動完成換擋測試的各種電磁閥，以這個思路為主線，對相關(guān)的技術(shù)難點進行突破。

三、整體設(shè)計方案

該檢測儀設(shè)計控制器主機、檢測儀連接器、電池三個主要部分。微處理器芯片位于控制器主機內(nèi)，它是檢測儀的核心。測試儀連接器通過專用電纜一端連接在檢測儀主機的診斷插口上，另一端則直接連接自動變速器，連接器由電子控制開關(guān)、換擋電磁閥驅(qū)動器以及相關(guān)模擬量測量電路組成。多功能檢測儀控制器主機由操作面板、保護膠套和測試儀連接器診斷插口組成。使用Solid Works對其進行外觀建模，檢測儀控制面板的設(shè)計主要分為這五個部分：

1.選擇測試類型按鈕（測試模式選擇）

檢測儀需要設(shè)計一種按鍵切換多功能模式，選擇電磁閥測試、換擋測試、監(jiān)控ECU或是其他特殊測試模式。

2.換檔鍵（上、下）

啟動后用來切換變速擋，可以逐級調(diào)整擋位，完成多擋位的換擋測試。每切換一個檔位，檢測儀微處理器模擬發(fā)出不同的車速、節(jié)氣門、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及路況信號。

3.LED數(shù)字擋位顯示區(qū)

LED數(shù)字顯示當前運行的變擋，如在一擋切換至二擋運行時，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.電磁閥運行顯示區(qū)

電磁閥輸出LED顯示區(qū)可以觀測PWM電磁閥或者TCC電磁閥運行時電流、電壓情況，從而判斷換擋測試運行時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，從而觀測該電磁閥在換擋測試的過程中有無異常。

四、基于Lab VIEW軟件對多功能測試儀的仿真

Lab VIEW是美國國家儀器公司開發(fā)的一個程序設(shè)計平臺，功能強大，簡單實用。本文使用Lab VIEW軟件對自動變速器多功能檢測儀的操作面板、相關(guān)信號模擬，及換擋測試功能方面進行仿真，從而驗證該檢測儀在開發(fā)設(shè)計方面的可行性。

使用Lab VIEW的前面板可以對檢測儀的控制面板及相關(guān)界面進行仿真，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)計要求布局，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測儀的基本操作功能。檢測儀微處理器對行車中的一些信號進行模擬，實際上相當于是一個小型的信號發(fā)生器。根據(jù)擋位選擇來模擬不同的車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號及節(jié)氣門開度信號等，然后傳送至自動變速器電子控制單元，從而使其完成1～4擋位的換擋動作。

五、總結(jié)與展望

本文對多功能檢測儀的總體進行研究設(shè)計，對其功能、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，對檢測儀電子控制單元硬件系統(tǒng)進行相關(guān)設(shè)計。在已經(jīng)通過合理調(diào)試硬件布局情況下，完成相應(yīng)的檢測儀基礎(chǔ)軟件和框架軟件的設(shè)計，主要包括微處理器控制總程序、電磁閥測試控制程序、換擋測試控制程序和監(jiān)控ECU控制程序，使用Lab VIEW軟件設(shè)計平臺對檢測儀主要功能進行仿真。

隨著汽車自動變速器種類的與時俱進，AT自動變速器將逐步被其他性能更先進、操作更方便的自動變速器取代。本文所開發(fā)的多功能檢測儀還必須進一步對其他類型的自動變速器如雙離合變速器等進行兼容，以實現(xiàn)真正的多車型通用。

參考文獻：

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

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

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