| 专利名称： | 分动器换挡保护装置 | ||
| 专利名称(英文)： | Transfer case shift protection device | ||
| 专利号： | CN201521042400.5 | 申请时间： | 20151214 |
| 公开号： | CN205226341U | 公开时间： | 20160511 |
| 申请人： | 陕西重型汽车有限公司 | ||
| 申请地址： | 710200 陕西省西安市经济技术开发区泾渭工业园陕汽大道1号 | ||
| 发明人： | 谭浩 | ||
| 分类号： | F16H61/18 | 主分类号： | F16H61/18 |
| 代理机构： | 中国商标专利事务所有限公司 11234 | 代理人： | 宋义兴; 王科华 |
| 摘要： | 提供一种分动器换挡保护装置，当车辆在行驶过程中，司机会根据路况、承载情况操纵驾驶室内的翘板开关来切换驱动桥或分动器的挡位，当车速超过3km/h进行这些操作时，易造成分动器以及桥内部的机械零件损坏。本实用新型主要在翘板开关操纵的输出端增加一控制识别装置，通过识别车辆速度来控制翘板信号的输出，从而达到保护驱动桥或分动器的目的。其与各开关输入端、输出端之间通过设有至少20针脚的端口的插座进行连接；控制单元包括MCU、输出模块、输入模块，输出模块连接各输出端口，其由电源电路、场效应管组成；输入模块连接各输入端口其由二极管和上拉电阻组成，MCU判断车速信号是否大于3KM/H以上而选择连接输出模块。 | ||
| 摘要(英文)： | Providing a transfer case gear shifting protection device, when the vehicle in the driving process, according to the road condition driver liable, in the operating cab of the bearing of the rocker switch to switch over the drive axle or transfer case gear, when the vehicle speed is more than 3 km/h when these operation, the bridge and to the interior of the transfer case caused by mechanical damage to the parts. The utility model relates to the output end of the switch operating of the wane increase a control identification device, to control the vehicle speed by recognizing the output of signal of the seesaw, so as to achieve the purpose of protection of the drive axle or transfer case. With the switch input end thereof, is provided with at least the output end 20 of the pin is connected with the port of the socket; the control unit includes the MCU, output module, an input module, the output module is connected to each output port, which is composed of a power supply circuit, field effect transistors; input module is connected to the input port which consists of a diode and a pull-up resistor on the, vehicle speed signal is greater than the judge the MCU 3 km/h above is connected with the output module is selected. | ||
1.一种分动器换挡保护装置，其特征在于，分动器换挡保护装置增设在翘板开关 操纵的输出端上，分动器换挡保护装置包括绝缘外壳、插座、控制单元， 在绝缘外壳中，分动器换挡保护装置与外部线路通过设有至少20针脚的端 口的插座进行连接； 绝缘外壳固定安装到驾驶室内； 针脚包括以下端口并与相应装置进行连接： 轮间差速锁开关输入端口；锁前桥开关输入端口；第一NC数控端口；车 速信号输入端口；GND地线端口；分动器控制开关五输入端口；分动器控制开 关四输入端口；分动器控制开关三输入端口；常电端口；钥匙端口；前桥轴间 差速锁开关输入端口；轴间差速锁开关输入端口；前桥轴间差速锁电磁阀输出 端口；第二NC数控端口；轴间电磁阀输出端口；轮间电磁阀输出端口；锁前 桥电磁阀输出端口；分动器控制开关五输出端口；分动器控制开关四输出端口； 分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的各输入端口、输 出端口的组合对应翘板开关的相应挡位； 控制单元包括相连接的MCU、输出模块、输入模块，具体地： 输出模块由电源电路、场效应管组成，输出模块分别连接插座上的各输出 端口；输入模块由二极管和上拉电阻组成，输入模块分别连接插座上的各输入 端口，输入模块采集开关挡位值与车速值发送给MCU； MCU中设有保护控制模块，保护控制模块分别连接输入模块、输出模块， 保护控制模块判断车速信号是否大于3KM/H以上，如果大于3KM/H以上，不连 接输出模块；如果判断车速信号小于3KM/H，连接输出模块，输出模块连接插 座上的各输出端口，通过相应电磁阀的输出端口启动电磁阀进行工作，通过分 动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的输出端口控制分动 器的挡位切换。
2.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，绝缘外壳通过 四个固定点采用螺丝安装到驾驶室仪表护面内。
3.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，插座上有防插 错结构以及插头防退机构。
4.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，分动器换挡保 护装置通过线束与整车直流+24V电源以及钥匙电源连通；分动器换挡保护装置 连接组合仪表采集车速信号；分动器换挡保护装置通过插座分别连接轮间差速 翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关，插座上有相对应输出24V 信号的针脚。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，翘板 开关包括开关Ⅰ、开关Ⅱ，开关Ⅰ、开关Ⅱ均分别包括“0、1、2”三挡，其连 通回路包括： 设置开关Ⅰ在1挡，分动器控制开关三输入端口、分动器控制开关三输出 端口连通； 设置开关Ⅰ在2挡，分动器控制开关三、分动器控制开关四输入端口同时 连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关四输出端口同时连通； 设置开关Ⅱ在1挡，分动器控制开关三、分动器控制开关五输入端口同时 连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通； 设置开关Ⅱ在2挡，分动器控制开关四、分动器控制开关五输入端口同时 连通，分动器控制开关四输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通； 开关Ⅰ在0挡时，各开关端口均不连通； 开关Ⅱ在0挡时，各开关端口均不连通；
6.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，MCU 包括报警电路模块，报警电路模块设置为轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开 关、全轮驱动翘板开关三个针脚输出端口同时连通时，报警电路模块连接报警 装置启动报警信号。
7.根据权利要求6所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，报警频率为1Hz 频率。
8.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，MCU 的保护控制模块接收的车速值是频率值。
9.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，所述 的MCU采用ATmega8L-8PU芯片。
10.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，所述 的输出模块主要由LM2596电源电路、FR5305场效应管组成。
1.一种分动器换挡保护装置，其特征在于，分动器换挡保护装置增设在翘板开关 操纵的输出端上，分动器换挡保护装置包括绝缘外壳、插座、控制单元， 在绝缘外壳中，分动器换挡保护装置与外部线路通过设有至少20针脚的端 口的插座进行连接； 绝缘外壳固定安装到驾驶室内； 针脚包括以下端口并与相应装置进行连接： 轮间差速锁开关输入端口；锁前桥开关输入端口；第一NC数控端口；车 速信号输入端口；GND地线端口；分动器控制开关五输入端口；分动器控制开 关四输入端口；分动器控制开关三输入端口；常电端口；钥匙端口；前桥轴间 差速锁开关输入端口；轴间差速锁开关输入端口；前桥轴间差速锁电磁阀输出 端口；第二NC数控端口；轴间电磁阀输出端口；轮间电磁阀输出端口；锁前 桥电磁阀输出端口；分动器控制开关五输出端口；分动器控制开关四输出端口； 分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的各输入端口、输 出端口的组合对应翘板开关的相应挡位； 控制单元包括相连接的MCU、输出模块、输入模块，具体地： 输出模块由电源电路、场效应管组成，输出模块分别连接插座上的各输出 端口；输入模块由二极管和上拉电阻组成，输入模块分别连接插座上的各输入 端口，输入模块采集开关挡位值与车速值发送给MCU； MCU中设有保护控制模块，保护控制模块分别连接输入模块、输出模块， 保护控制模块判断车速信号是否大于3KM/H以上，如果大于3KM/H以上，不连 接输出模块；如果判断车速信号小于3KM/H，连接输出模块，输出模块连接插 座上的各输出端口，通过相应电磁阀的输出端口启动电磁阀进行工作，通过分 动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的输出端口控制分动 器的挡位切换。
2.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，绝缘外壳通过 四个固定点采用螺丝安装到驾驶室仪表护面内。
3.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，插座上有防插 错结构以及插头防退机构。
4.根据权利要求1所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，分动器换挡保 护装置通过线束与整车直流+24V电源以及钥匙电源连通；分动器换挡保护装置 连接组合仪表采集车速信号；分动器换挡保护装置通过插座分别连接轮间差速 翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关，插座上有相对应输出24V 信号的针脚。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，翘板 开关包括开关Ⅰ、开关Ⅱ，开关Ⅰ、开关Ⅱ均分别包括“0、1、2”三挡，其连 通回路包括： 设置开关Ⅰ在1挡，分动器控制开关三输入端口、分动器控制开关三输出 端口连通； 设置开关Ⅰ在2挡，分动器控制开关三、分动器控制开关四输入端口同时 连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关四输出端口同时连通； 设置开关Ⅱ在1挡，分动器控制开关三、分动器控制开关五输入端口同时 连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通； 设置开关Ⅱ在2挡，分动器控制开关四、分动器控制开关五输入端口同时 连通，分动器控制开关四输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通； 开关Ⅰ在0挡时，各开关端口均不连通； 开关Ⅱ在0挡时，各开关端口均不连通；
6.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，MCU 包括报警电路模块，报警电路模块设置为轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开 关、全轮驱动翘板开关三个针脚输出端口同时连通时，报警电路模块连接报警 装置启动报警信号。
7.根据权利要求6所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，报警频率为1Hz 频率。
8.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，MCU 的保护控制模块接收的车速值是频率值。
9.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，所述 的MCU采用ATmega8L-8PU芯片。
10.根据权利要求1至4任一所述的一种分动器换挡保护装置，其特征在于，所述 的输出模块主要由LM2596电源电路、FR5305场效应管组成。
翻译：技术领域
本实用新型属于车辆分动器领域，具体涉及一种对驱动桥以及分动器内部机械零件保护的装置，当驱动桥进行差速锁操作以及分动器进行高、低、空挡操作时，减少内部零件损坏。
背景技术
重型卡车、中型卡车辆装配有驱动桥，有些车辆在变速箱和驱动桥之间还装配分动器传动装置。当车辆在行驶过程中，司机会根据路况、承载情况操纵驾驶室内的翘板开关来切换驱动桥或分动器的挡位，当车速超过3km/h而进行这些操作时，易造成分动器以及桥内部的机械零件损坏，为车辆行驶带来不安全因素，也增加了车辆运行成本。
实用新型内容
根据以上的情况，本实用新型开发提供一种对分动器及驱动桥机械结构进行保护的装置，它主要在翘板开关操纵的输出端增加一控制识别装置，通过采集翘板开关信号、车辆速度信号，再经过保护装置内部电路后，实现当车速≤3km/h时，保护装置输出端口输出+24V控制驱动桥或分动器动作，从而达到保护驱动桥或分动器的目的，减少用户维修成本和抱怨，提高产品质量。
本实用新型的技术方案为：
一种分动器换挡保护装置，其特征在于，分动器换挡保护装置增设在翘板开关操纵的输出端上，分动器换挡保护装置包括绝缘外壳、插座、控制单元，
在绝缘外壳中，分动器换挡保护装置与外部线路通过设有至少20针脚的端口的插座进行连接；
绝缘外壳固定安装到驾驶室内；
针脚包括以下端口并与相应装置进行连接：
轮间差速锁开关输入端口；锁前桥开关输入端口；第一NC数控端口；车速信号输入端口；GND地线端口；分动器控制开关五输入端口；分动器控制开关四输入端口；分动器控制开关三输入端口；常电端口；钥匙端口；前桥轴间差速锁开关输入端口；轴间差速锁开关输入端口；前桥轴间差速锁电磁阀输出端口；第二NC数控端口；轴间电磁阀输出端口；轮间电磁阀输出端口；锁前桥电磁阀输出端口；分动器控制开关五输出端口；分动器控制开关四输出端口；分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的各输入端口、输出端口的组合对应翘板开关的相应挡位；
控制单元包括相连接的MCU、输出模块、输入模块，具体地：
输出模块由电源电路、场效应管组成，输出模块分别连接插座上的各输出端口；输入模块由二极管和上拉电阻组成，输入模块分别连接插座上的各输入端口，输入模块采集开关挡位值与车速值发送给MCU；
MCU中设有保护控制模块，保护控制模块分别连接输入模块、输出模块，保护控制模块判断车速信号是否大于3KM/H以上，如果大于3KM/H以上，不连接输出模块；如果判断车速信号小于3KM/H，连接输出模块，输出模块连接插座上的各输出端口，通过相应电磁阀的输出端口启动电磁阀进行工作，通过分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的输出端口控制分动器的挡位切换。
进一步地，绝缘外壳通过四个固定点采用螺丝安装到驾驶室仪表护面内。
进一步地，插座上有防插错结构以及插头防退机构。
进一步地，分动器换挡保护装置通过线束与整车直流+24V电源以及钥匙电源连通；分动器换挡保护装置连接组合仪表采集车速信号；分动器换挡保护装置通过插座分别连接轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关，插座上有相对应输出24V信号的针脚。
进一步地，翘板开关包括开关Ⅰ、开关Ⅱ，开关Ⅰ、开关Ⅱ均分别包括“0、1、2”三挡，其连通回路包括：
设置开关Ⅰ在1挡，分动器控制开关三输入端口、分动器控制开关三输出端口连通；
设置开关Ⅰ在2挡，分动器控制开关三、分动器控制开关四输入端口同时连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关四输出端口同时连通；
设置开关Ⅱ在1挡，分动器控制开关三、分动器控制开关五输入端口同时连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通；
设置开关Ⅱ在2挡，分动器控制开关四、分动器控制开关五输入端口同时连通，分动器控制开关四输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通；
开关Ⅰ在0挡时，各开关端口均不连通；
开关Ⅱ在0挡时，各开关端口均不连通；
进一步地，MCU包括报警电路模块，报警电路模块设置为轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关三个针脚输出端口同时连通时，报警电路模块连接报警装置启动报警信号。
进一步地，报警频率为1Hz频率。
进一步地，MCU的保护控制模块接收的车速值是频率值。
进一步地，所述的MCU采用ATmega8L-8PU芯片。
进一步地，所述的输出模块主要由LM2596电源电路、FR5305场效应管组成。
附图说明
图1为本实用新型的分动器换挡保护装置的一个实施例的主视图；
图2为本实用新型的分动器换挡保护装置的一个实施例的俯视图；
图3为本实用新型的分动器换挡保护装置的一个实施例的侧视图；
图4为本实用新型的分动器换挡保护装置的一个实施例的电器原理图；
图5为本实用新型的分动器换挡保护装置的一个实施例的分动器控制单元结构示意图。
具体实施方式
现结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步地说明：
分动器换挡保护装置增设在翘板开关操纵的输出端上，分动器换挡保护装置包括绝缘外壳、插座、控制单元，在绝缘外壳中，分动器换挡保护装置与外部线路通过设有至少20针脚的端口的插座进行连接；绝缘外壳固定安装到驾驶室内；针脚包括以下端口并与相应装置进行连接：轮间差速锁开关输入端口；锁前桥开关输入端口；第一NC数控端口；车速信号输入端口；GND地线端口；分动器控制开关五输入端口；分动器控制开关四输入端口；分动器控制开关三输入端口；常电端口；钥匙端口；前桥轴间差速锁开关输入端口；轴间差速锁开关输入端口；前桥轴间差速锁电磁阀输出端口；第二NC数控端口；轴间电磁阀输出端口；轮间电磁阀输出端口；锁前桥电磁阀输出端口；分动器控制开关五输出端口；分动器控制开关四输出端口；分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的各输入端口、输出端口的组合对应翘板开关的相应挡位；
控制单元包括相连接的MCU、输出模块、输入模块，具体地：
输出模块由电源电路、场效应管组成，输出模块连接各电磁阀输出端口；输入模块由二极管和上拉电阻组成，输入模块分别连接插座上的各输入端口，输入模块采集开关挡位值与车速值发送给MCU；
MCU中设有保护控制模块，保护控制模块分别连接输入模块、输出模块，保护控制模块判断车速信号是否大于3KM/H以上，如果大于3KM/H以上，不连接输出模块；如果判断车速信号小于3KM/H，连接输出模块，输出模块连接插座上的各输出端口，通过相应电磁阀的输出端口启动电磁阀进行工作，通过分动器控制开关三、分动器控制开关四、分动器控制开关五的输出端口控制分动器的挡位切换。
绝缘外壳通过四个固定点采用螺丝安装到驾驶室仪表护面内。
插座上有防插错结构以及插头防退机构。
分动器换挡保护装置通过线束与整车直流+24V电源以及钥匙电源连通；分动器换挡保护装置连接组合仪表采集车速信号；分动器换挡保护装置通过插座分别连接轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关，插座上有相对应输出24V信号的针脚。
翘板开关包括开关Ⅰ、开关Ⅱ，开关Ⅰ、开关Ⅱ均分别包括“0、1、2”三挡，其连通回路包括：
设置开关Ⅰ在1挡，分动器控制开关三输入端口、分动器控制开关三输出端口连通；
设置开关Ⅰ在2挡，分动器控制开关三、分动器控制开关四输入端口同时连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关四输出端口同时连通；
设置开关Ⅱ在1挡，分动器控制开关三、分动器控制开关五输入端口同时连通，分动器控制开关三输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通；
设置开关Ⅱ在2挡，分动器控制开关四、分动器控制开关五输入端口同时连通，分动器控制开关四输出端口、分动器控制开关五输出端口同时连通；
开关Ⅰ在0挡时，各开关端口均不连通；
开关Ⅱ在0挡时，各开关端口均不连通；
MCU包括报警电路模块，报警电路模块设置为轮间差速翘板开关、轴间差速翘板开关、全轮驱动翘板开关三个针脚输出端口同时连通时，报警电路模块连接报警装置启动报警信号。
表1：分动器换挡保护装置的一个实施例的针脚各端口定义：
针脚 名称 针脚 名称 1 轮间差速锁开关输入 11 前桥轴间差速锁开关输入 2 锁前桥开关输入 12 轴间差速锁开关输入 3 第一NC 13 前桥轴间差速锁电磁阀输出 4 车速信号输入 14 第二NC 5 GND 15 轴间电磁阀输出 6 开关五输入 16 轮间电磁阀输出 7 开关四输入 17 锁前桥电磁阀输出 8 开关三输入 18 开关五输出 9 常电 19 开关四输出 10 钥匙 20 开关三输出
表2：分动器换挡保护装置的一个实施例的分动器控制逻辑表：
根据上述表1、表2及图5设计内部连接线路，连接好线路后，将保护装置用4个螺丝固定到驾驶室仪表护面内。打开车辆电源总开关和钥匙开关，当车辆速度≤3km/h时操作轮轴差速锁开关以及分动器高低挡开关时，保护装置输出信号，底盘有相应动作，并且保护装置发出报警声，提示驾驶员驱动桥的差速锁机构被锁住；当车速＞3km/h时，开关动作后，底盘没有相应动作，保护装置只维持在车速超过3km/h之前的状态。
图5为保护装置内部主电路图。该图中是以ATmega8L-8PU芯片为核心，外围由LM2596电源电路、FR5305场效应管组成的输出模块、二极管和上拉电阻组成的输入模块。举例说明：当开关信号从key1输入端进入芯片后，MCU再判断车速信号是否大于3KM/H以上，如果大于3KM/H以上，MCU不做控制输出场效应管；如果MCU判断车速信号是小于3KM/H，MCU则认为车速处理停止或刚要起步状态，则MCU做出控制输出场效应管输出高电平控制电磁阀进行工作，从而保护分动器不在行车中误操作损坏。
备注：实际MCU判断车速信号是频率信号(3HZ为判断门限)。以典型值K＝8000为列，8000/3600≈2.22HZ，实际是1KM/H左右就能控制。以最大值K＝30000为例，30000/3600≈8.33HZ，实际是在1KM/H不到就受控制。以最小值K＝4000为列，4000/3600≈1.11HZ,实际是在3KM/H不到就受控制。
另外考虑到控制各个路况和不同的坏境中使用，设计进行了各方面考虑。如甩负荷(蓄电池接触不良，抗高压脉冲能力)，EMC(抗电磁干扰能力)，颠簸路段(抗震动能力)，热带雨林气候(湿热)，干旱沙漠地带(高温和温度阶跃)，寒冷地带(漠河，军品实验基地:抗低温能力)。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。
