一种车用自复位扭矩调节开关系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车动力控制技术，更具体地说，它涉及一种车用自复位扭矩调节开关系统。

背景技术：

2.扭矩调节是目前重型载货车辆中的一个常见的功能，其原理为通过一个旋钮式开关来调整车辆当前的扭矩输出。根据车辆的载货量不同，车辆分为轻载、中载、重载三种载重状态，因此扭矩挡位也设有三个。驾驶员可根据车辆的载重状态调整发动机的最大输出扭矩，从而达到节省燃料的目的。如图1所示，调整扭矩时，驾驶员只需旋转面板上的旋钮式开关至相应的载重状态，即ecu 即可根据旋钮式开关当前的位置获知驾驶员调节的扭矩挡位，从而调整发动机的功率曲线挡位，输出相应的扭矩。
3.例如，驾驶员将挡位设置在“轻载”时，与旋钮式开关的“轻载”端相连接的ecu的信号采集端得到扭矩信号，此时ecu将控制发动机按照最大扭矩的 50％，甚至更低来运行，以节省燃料。车辆重载时，则需驾驶员将旋钮式开关拨到“重载”挡位，以确保发动机的输出满足车辆行驶。
4.然而，旋钮式开关必须由驾驶员自行根据车辆装载的重量进行操作。若车辆在装载货物后，驾驶员不能得知货物的重量，这就需要驾驶员根据自身的经验判断旋钮式开关应当拨至的挡位。如果误判挡位位置，则会造成车辆动力不足或油耗增加的问题。
5.此外，人工拨挡的方式还存在忘记进行拨挡操作的问题。当车辆重载后，驾驶员假如忘记将旋钮式开关的挡位由“轻载”调整到“重载”挡，此时发动机仍然以50％或者更低的最大扭矩运行。此时的车辆动力性将异常。若驾驶员依然以车辆当前状态行驶，容易造成车辆动力系统的损坏。

技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车用自复位扭矩调节开关系统，具有自动和手动扭矩挡位切换功能，智能化程度更高，既确保了车辆的动力性能，同时也利于油耗。
7.本实用新型所述的一种车用自复位扭矩调节开关系统，包括ecu、胎压监测传感器、选择按钮和控制单元；所述选择按钮的输出端与控制单元的一输入端电性连接，所述控制单元设有数量与扭矩挡位数量一致的挡位信号输出端，所述挡位信号输出端与ecu的信号采集端电性连接；所述ecu与胎压监测传感器信号连接，所述ecu的输出端与控制单元的另一输入端电性连接。
8.所述控制单元包括处理器u1以及数量与扭矩挡位数量一致的若干个电压控制单元；所述电压控制单元包括第1n电阻r1n、第n三极管qn和第n限流电阻rn；所述选择按钮的输出端与处理器u1的输入端电性连接，所述第1n电阻r1n 的一端与处理器u1的输出端电性连接，所述第1n电阻r1n的另一端与第n三极管qn的基极电性连接，所述第n三极管qn的集电
极与车载电源电性连接，所述第n三极管qn的发射极与第n限流电阻rn的一端连接，所述第n限流电阻rn的另一端作为挡位信号输出端；
9.其中，n为1以上的自然数。
10.所述第n三极管qn的发射极电性连接有串联连接的第2n电阻r2n和第n 稳压二极管zdn，且所述第n稳压二极管zdn的阳极接地。
11.所述第n三极管qn的发射极电性连接有第n指示灯ledn。
12.车用自复位扭矩调节开关系统还包括安装面板；所述选择按钮和n个指示灯均安装在安装面板上，且所述安装面板的正面粘贴有提示标签；所述控制单元安装在安装面板的背面。
13.有益效果
14.本实用新型的优点在于：由ecu、胎压监测传感器、选择按钮、处理器构成的开关系统，实现了扭矩挡位的自动切换，且具有手动切换扭矩挡位的功能，确保了车辆的动力性能，同时也利于油耗。由于处理器能实现自动和手动扭矩挡位切换，因此只需将开关系统的挡位信号输出端与ecu上原有的与旋钮式开关连接的信号采集端连接即可，无需对ecu进行升级改造，更易于实现。
附图说明
15.图1为传统的通过旋钮式开关实现扭矩调节的结构简图；
16.图2为本实用新型的开关系统结构简图；
17.图3为本实用新型的开关系统电路结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何人在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。
19.参阅图2和图3，本实施例提供了一种车用自复位扭矩调节开关系统，包括 ecu、胎压监测传感器、选择按钮、控制单元和n个指示灯。其中，n为1以上的自然数。本实施例中，n取值为3。
20.选择按钮和三个指示灯均安装在安装面板上，且安装面板的正面粘贴有提示标签，以方便驾驶员查看当前的扭矩挡位。控制单元安装在安装面板的背面。
21.控制单元包括处理器u1以及三个电压控制单元。选择按钮的输出端与处理器u1的输入端电性连接。其中，处理器可采用stm系列的单片机。
22.三个电压控制单元分别为第一电压控制单元、第二电压控制单元和第三电压控制单元。第一电压控制单元包括第十一电阻r11、第一三极管q1和第一限流电阻r1；第二电压控制单元包括第二一电阻r12、第二三极管q2和第二限流电阻r2；第三电压控制单元包括第十三电阻r13、第三三极管q3和第三限流电阻r3。其中，限流电阻用于限流，起到保护ecu的作用。本实施例的三个电压控制单元的电路结构一致，以下仅对第一电压控制单元的具体电路结构进行说明。
23.第十一电阻r11的一端与处理器u1的输出端电性连接，第十一电阻r11的另一端与
第一三极管q1的基极电性连接，第一三极管q1的集电极通过降压器与车载电源电性连接。降压器的作用是将车载电源12v的电压降至与ecu信号采集端相适配的电压。第一三极管q1的发射极与第n限流电阻rn的一端连接，第n限流电阻rn的另一端作为挡位信号输出端。
24.三个电压控制单元均设有一个挡位信号输出端。这三个挡位信号输出端分别记为第一挡位信号输出端、第二挡位信号输出端、第三挡位信号输出端。其中，第一挡位信号输出端对应的是轻载状态时的扭矩挡位；第二挡位信号输出端对应的是中载状态时的扭矩挡位；第三挡位信号输出端对应的是重载状态时的扭矩挡位。
25.第一三极管q1的发射极电性连接有第一指示灯led1，用于指示当前的挡位，方便驾驶员的驾驶。
26.为避免电压突变造成对ecu的影响，本实施例的第一三极管q1的发射极电性连接有串联连接的第二十一电阻r21和第一稳压二极管zd1，且第一稳压二极管zd1的阳极接地。通过稳压二极管的稳压作用，以进一步确保挡位信号输出端电压的稳定性。
27.需要说明的是，第二电压控制单元和第三电压控制单元的电路结构中同样设置有串联连接的电阻和稳压二极管，且其电路连接结构一致，因此不再赘述。
28.ecu与胎压监测传感器信号连接，以使ecu可获取到轮胎的气压值。需要说明的是，ecu获取轮胎的气压值属于现有技术，本实用新型并不对其进行改进。
29.处理器u1的输入端与ecu的输出端电性连接，实现了将轮胎气压值传送至处理器u1。此外，为避免驾驶员手动切换扭矩挡位后，开关系统的自动切换模式的介入，可在处理器u1的输入端与ecu的输出端的连接线路上设置一控制开关。当驾驶员需要手动切换扭矩挡位时，操作控制开关以使处理器u1与ecu之间的线路断开即可。需要自动切换扭矩挡位时，只需使该线路导通即可。
30.由于轮胎在不同的承重下，其轮胎气压值为一标准值(根据轮胎生产厂家给出的轮胎说明书即可获知)，因此，根据车辆对轻载、中载、重载的划分标准，即可获知车辆在不同的标准载重状态下的标准轮胎气压值。只需通过对比处理器u1接收到的轮胎气压值与标准轮胎气压值的即可获悉车辆的当前载重状态。此时处理器u1即可根据车辆的当前载重状态发出扭矩挡位信号至相应的挡位信号输出端，从而实现了开关系统的扭矩挡位自动切换。
31.当ecu接收到挡位信号输出端传送来的挡位信号后，ecu控制车辆发动机以当前扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出，确保了车辆的动力性能，同时也利于油耗。
32.需要说明的是，上述关于通过两个数据值的对比获取设备的工作状态，为控制器技术开发中的常规技术手段，本实用新型并不对其进行改进。此外，关于ecu根据接收到的挡位信号控制车辆发动机以当前扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出，也属于现有技术，本实用新型也不对其进行改进。
33.通过处理器u1与ecu、胎压监测传感器之间的通信，实现了根据车辆的实际轮胎气压值即可实现扭矩挡位的自动切换。通过选择按钮的设置，实现了扭矩挡位的手动切换。本开关系统在安装时，只需将三个挡位信号输出端直接连接在ecu与旋钮式开关的连接端即可，无需对ecu进行升级改造，更易于实现。而且，相比于传统的旋钮式开关，选择按钮操作更为简单，且更加耐用。
34.本实用新型的开关系统的自动切换扭矩挡位工作过程如下：
35.操作控制开关使处理器u1的输入端与ecu输出端之间的线路导通。当车辆启动时，轮胎上的胎压监测传感器获取轮胎气压值，并将轮胎气压值发送至ecu。接着ecu将轮胎气压值发送至处理器u1。处理器u1根据接收到的轮胎气压值与标准轮胎气压值即可获悉车辆的当前载重状态，并根据车辆的当前载重状态发出扭矩挡位信号至相应的挡位信号输出端。当ecu接收到挡位信号后，ecu控制车辆发动机以当前扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出。
36.手动切换扭矩挡位的工作过程如下：
37.操作控制开关使处理器u1的输入端与ecu输出端之间的线路断开。车辆启动时，开关系统上电。此时的开关系统处于初始状态，即处理器u1的第一挡位信号输出端输出扭矩信号，使得ecu控制车辆发动机以车辆轻载扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出。
38.当驾驶员按压一次选择按钮时，处理器u1将输出扭矩信号至第二挡位信号输出端，第一挡位信号输出端和第三挡位信号输出端无信号输出。当ecu接收到由第二挡位信号输出端传送来的扭矩信号后，ecu控制车辆发动机以车辆中载扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出。
39.当驾驶员再次按压选择按钮时，处理器u1将输出扭矩信号至第三挡位信号输出端，第一挡位信号输出端和第二挡位信号输出端无信号输出。当ecu接收到由第三挡位信号输出端传送来的扭矩信号后，ecu控制车辆发动机以车辆重载扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出。
40.若驾驶员继续按压选择按钮时，则处理器u1输出扭矩信号至第一挡位信号输出端。ecu将控制车辆发动机以车辆空载扭矩挡位所对应的功率曲线进行输出。
41.即驾驶员连续按压选择按钮时，三个挡位信号输出端将轮流输出扭矩信号；并在三个挡位信号输出端轮流输出后，将循环继续依次输出扭矩信号，从而实现了手动切换扭矩挡位。
42.需要说明的是，在手动切换扭矩挡位的工作过程中，通过连续按压按钮实现处理器u1不同输出端口的依次且循环输出，属于单片机技术开发中常规的技术手段，本实用新型并不对其进行改进。
43.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

技术特征：

1.一种车用自复位扭矩调节开关系统，其特征在于，包括ecu、胎压监测传感器、选择按钮和控制单元；所述选择按钮的输出端与控制单元的一输入端电性连接，所述控制单元设有数量与扭矩挡位数量一致的挡位信号输出端，所述挡位信号输出端与ecu的信号采集端电性连接；所述ecu与胎压监测传感器信号连接，所述ecu的输出端与控制单元的另一输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种车用自复位扭矩调节开关系统，其特征在于，所述控制单元包括处理器u1以及数量与扭矩挡位数量一致的若干个电压控制单元；所述电压控制单元包括第1n电阻r1n、第n三极管qn和第n限流电阻rn；所述选择按钮的输出端与处理器u1的输入端电性连接，所述第1n电阻r1n的一端与处理器u1的输出端电性连接，所述第1n电阻r1n的另一端与第n三极管qn的基极电性连接，所述第n三极管qn的集电极与车载电源电性连接，所述第n三极管qn的发射极与第n限流电阻rn的一端连接，所述第n限流电阻rn的另一端作为挡位信号输出端；其中，n为1以上的自然数。3.根据权利要求2所述的一种车用自复位扭矩调节开关系统，其特征在于，所述第n三极管qn的发射极电性连接有串联连接的第2n电阻r2n和第n稳压二极管zdn，且所述第n稳压二极管zdn的阳极接地。4.根据权利要求2所述的一种车用自复位扭矩调节开关系统，其特征在于，所述第n三极管qn的发射极电性连接有第n指示灯ledn。5.根据权利要求4所述的一种车用自复位扭矩调节开关系统，其特征在于，车用自复位扭矩调节开关系统还包括安装面板；所述选择按钮和n个指示灯均安装在安装面板上，且所述安装面板的正面粘贴有提示标签；所述控制单元安装在安装面板的背面。

技术总结

本实用新型公开了一种车用自复位扭矩调节开关系统，涉及汽车动力控制技术。包括ECU、胎压监测传感器、选择按钮和控制单元；所述选择按钮的输出端与控制单元的一输入端电性连接，所述控制单元设有数量与扭矩挡位数量一致的挡位信号输出端，所述挡位信号输出端与ECU的信号采集端电性连接；所述ECU与胎压监测传感器信号连接，所述ECU的输出端与控制单元的另一输入端电性连接。本实用新型具有自动和手动扭矩挡位切换功能，智能化程度更高，既确保了车辆的动力性能，同时也利于油耗。同时也利于油耗。同时也利于油耗。