專利名稱：非接觸式車輛制動(dòng)控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛電子自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種非接觸式車輛制動(dòng)控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
車輛電子自動(dòng)控制制動(dòng)是剛剛興起的一門新技術(shù)，是未來(lái)車輛設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展方向。目前國(guó)際上只有單一的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，通過(guò)采取制動(dòng)部分的能量回收的技術(shù)還沒(méi)有開(kāi)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安裝于車輛上使用的非接觸式車輛制動(dòng)控制方法及裝置。
下面結(jié)合


本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明依據(jù)通過(guò)對(duì)在一定強(qiáng)度磁場(chǎng)中導(dǎo)線的移動(dòng)，改變通過(guò)電流的大小，使導(dǎo)線通電后產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)強(qiáng)度與原磁場(chǎng)相互作用，而產(chǎn)生排斥力的電磁效應(yīng)原理，用于車輛上的制動(dòng)系統(tǒng)，使車輛運(yùn)行時(shí)車輪產(chǎn)生制動(dòng)力矩。并通過(guò)一定強(qiáng)度磁場(chǎng)中移動(dòng)導(dǎo)線速度的改變，使磁電相互轉(zhuǎn)化，在導(dǎo)線中將產(chǎn)生電流，將此電流通過(guò)線路回收并儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)車輛能量的再回收。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是一種非接觸式車輛制動(dòng)控制方法，在控制系統(tǒng)(ECU)1的控制下，依靠制動(dòng)踏板傳感器2信號(hào)的輸入，所控制執(zhí)行的是制動(dòng)力至車輪的輸出工況；依靠扭矩(或空檔)傳感器3的在檔信號(hào)或無(wú)扭矩信號(hào)與加速踏板傳感器4的怠速位置輸入信號(hào)的組合，所控制完成車輛運(yùn)行中車輪滑行時(shí)的能量回收工況。
一種非接觸式車輛制動(dòng)裝置由控制系統(tǒng)(ECU)1和與其線連接的制動(dòng)踏板傳感器2、扭矩(或空檔)傳感器3、加速踏板傳感器4、控制制動(dòng)輸出模塊16、能量控制回收模塊17以及電源15、固定盤(pán)9、旋轉(zhuǎn)盤(pán)13組成，控制制動(dòng)輸出模塊16和能量控制回收模塊17分別與電源15連接，并通過(guò)接線插頭8與固定盤(pán)9表面的線圈10連接，固定盤(pán)9安裝在旋轉(zhuǎn)盤(pán)13相對(duì)應(yīng)位置的車架上，旋轉(zhuǎn)盤(pán)13與車輪連接并隨車輪旋轉(zhuǎn)。
所說(shuō)的控制制動(dòng)輸出模塊16由依次連接的功率放大器5、正向二級(jí)管電路6、換向器7組成，功率放大器5分別與控制系統(tǒng)(ECU)1和電源15連接，換向器7通過(guò)接線插頭8與固定盤(pán)9表面的線圈10連接。
所說(shuō)的能量控制回收模塊17由依次連接的整流、穩(wěn)壓、濾波電路12，反向二級(jí)管電路11和換向器7組成，反向二級(jí)管電路11分別與控制系統(tǒng)(ECU)1和電源15連接，整流、穩(wěn)壓、濾波電路12通過(guò)接線插頭8與固定盤(pán)9表面的線圈10連接。
所說(shuō)的固定盤(pán)9表面的線圈10為n匝，繞在固定盤(pán)9的表面，旋轉(zhuǎn)盤(pán)13上均勻?qū)Φ确指畛蒼個(gè)安裝孔用以安裝磁鐵14。
本發(fā)明的積極效果在于本發(fā)明的非接觸式車輛制動(dòng)裝置依靠現(xiàn)代電子控制的先進(jìn)技術(shù)而取締傳統(tǒng)直接磨擦制動(dòng)技術(shù)，不但提高了制動(dòng)的可靠性、耐久性，而且降低了噪音，凈化了環(huán)境。能量的回收是今后車輛發(fā)展方向和目標(biāo)，便于在各種類型的車輛上安裝使用。
1、該裝置可以作為一獨(dú)立系統(tǒng)安裝于車輛使用；2、可以取締原有的制動(dòng)裝置的直接磨擦制動(dòng)方式，沒(méi)有制動(dòng)噪音、不能因使用期過(guò)長(zhǎng)時(shí)發(fā)生制動(dòng)失效和制動(dòng)發(fā)生故障，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)響應(yīng)及時(shí)，使用壽命長(zhǎng)；3、該裝置在裝有ABS或ASR系統(tǒng)車輛上使用更為方便簡(jiǎn)捷。

圖1本發(fā)明非接觸式車輛制動(dòng)方法和裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2本發(fā)明非接觸式車輛制動(dòng)方法和裝置的實(shí)施結(jié)構(gòu)圖；圖3本發(fā)明非接觸式車輛制動(dòng)方法和裝置的原理圖。
圖中1.控制系統(tǒng)(ECU) 2.制動(dòng)踏板傳感器 3.扭矩(或空檔)傳感器 4.加速踏板傳感器 5.功率放大器 6.正向二級(jí)管電路 7.轉(zhuǎn)換器 8.接線插頭 9.固定盤(pán) 10.線圈11.反向二級(jí)管電路 12.整流、穩(wěn)壓、濾波電路 13.旋轉(zhuǎn)盤(pán) 14.磁鐵 15.電源 16.控制制動(dòng)輸出模塊 17.能量控制回收模塊具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其工作過(guò)程。
1.控制系統(tǒng)(ECU)1安裝了“控制制動(dòng)力輸出程序”軟件。
“控制制動(dòng)力輸出程序”的重要組成部分是制動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)和優(yōu)化的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一條數(shù)據(jù)都分別與制動(dòng)踏板傳感器2所傳輸模擬數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。傳感器的模擬數(shù)據(jù)是由小變大的線性信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)線性整理和軟件濾波處理后，輸入控制系統(tǒng)(ECU)1，寄存于存儲(chǔ)器內(nèi)。存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，不斷刷新。控制系統(tǒng)(ECU)1通過(guò)精確計(jì)算，尋訪最佳精度控制制動(dòng)力數(shù)據(jù)值輸出?？刂葡到y(tǒng)(ECU)1備份了區(qū)別判斷加速踏板傳感器4信號(hào)數(shù)據(jù)變化的比較軟件，以辯別加速踏板傳感器4輸入數(shù)據(jù)是加油還是減油。
2.制動(dòng)踏板與制動(dòng)踏板傳感器2。制動(dòng)踏板采用原有車輛上的制動(dòng)踏板，所不同之處是在它同一轉(zhuǎn)軸上安裝了一個(gè)制動(dòng)踏板傳感器，制動(dòng)踏板一旦被駕駛員踏下，制動(dòng)踏板傳感器2的信號(hào)數(shù)據(jù)快速輸入控制系統(tǒng)(ECU)1，控制系統(tǒng)(ECU)1立即決策采取制動(dòng)措施，依據(jù)踏板的踏入量的深淺度的大小，輸出不同等的制動(dòng)力。該制動(dòng)踏板傳感器是一旋轉(zhuǎn)的線性電位計(jì)式傳感器，精度0.5％，使用期可達(dá)到10萬(wàn)次。
3.扭矩(或變速器空檔)傳感器3安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端部分，是一模擬數(shù)據(jù)傳感器，依據(jù)扭矩的大小變化，所輸出線性變化數(shù)據(jù)，并向控制系統(tǒng)(ECU)1傳送。變速器空檔傳感器是一特制的，它安裝在變速器的手換檔操縱桿與變速器的接合部，是一個(gè)高低電平變化的數(shù)據(jù)信號(hào)傳感器，變速器在變速換檔的過(guò)程中，空檔位置通過(guò)傳感器所產(chǎn)生的高低電平變換，而直接向控制系統(tǒng)(ECU)1輸入數(shù)據(jù)。上述的兩個(gè)傳感器用途與作用在本發(fā)明中基本相同，用戶可依據(jù)自己的實(shí)際情況采納使用。
4.加速踏板傳感器4安裝在加速踏板的轉(zhuǎn)軸部，隨轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，加速踏板的踏入量的深淺度的大小，反映并代表駕駛員開(kāi)車時(shí)的意圖，通過(guò)加速踏板傳感器4向控制系統(tǒng)(ECU)1返饋信息。加速踏板傳感器是一旋轉(zhuǎn)的線性電位計(jì)式傳感器，精度0.5％，使用期可達(dá)到10萬(wàn)次。
5.轉(zhuǎn)換器7安裝在控制系統(tǒng)(ECU)1到固定盤(pán)9控制電路之間的線路中，是一大功率的繼電器裝置。控制系統(tǒng)(ECU)1輸出控制的制動(dòng)力，經(jīng)控制制動(dòng)輸出模塊16，控制轉(zhuǎn)換器7接通連接插頭8與固定盤(pán)9的線圈10。制動(dòng)力的大小是以輸出電流大小實(shí)施控制為基準(zhǔn)；同時(shí)，車輪滑行時(shí)的回收能量，也是在控制系統(tǒng)(ECU)1的控制轉(zhuǎn)換器7的轉(zhuǎn)換之下得以實(shí)施完成。
6.功率放大器5使控制系統(tǒng)(ECU)1輸出的制動(dòng)力依線性并按控制力大小的比例得到放大，通過(guò)轉(zhuǎn)換器7輸送至固定盤(pán)9的線圈10，它是一功率放大裝置。安裝在控制系統(tǒng)(ECU)1至轉(zhuǎn)換器7之間的線路中。
7.控制制動(dòng)輸出模塊16是由正向設(shè)置的二級(jí)管電路6與功率放大器5、轉(zhuǎn)換器7構(gòu)成輸出電路8.能量控制回收模塊17是由反向設(shè)置的二級(jí)管電路11、整流、穩(wěn)壓、濾波等電路12和轉(zhuǎn)換器7組成的能量回收電路。
9.接線插頭8是連接于固定盤(pán)9的線路的導(dǎo)線連接端子，由于安裝的部位環(huán)境惡劣，該接插器的密封要求較高，即要防塵、防潮又要防水，抗低溫耐高溫性較強(qiáng)，工作條件在-40℃～+120℃。
10.固定盤(pán)9通過(guò)螺栓C固定在車身處的相對(duì)車輪D位置上，它是一園型狀的薄非磁化金屬盤(pán)，并在其與車輪接觸的表面上纏繞數(shù)圈n匝線圈10。
11.線圈10是控制系統(tǒng)(ECU)發(fā)出制動(dòng)力指令，所要控制響應(yīng)的最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是回收能量時(shí)的能量淵源。它將接收大小不同變化來(lái)至控制系統(tǒng)(ECU)所發(fā)出的控制電流，變化為制動(dòng)力多少的形式作用于車輪D上。
12.旋轉(zhuǎn)盤(pán)13通過(guò)螺栓C固定在轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪上，其結(jié)構(gòu)是一園型狀的非磁化的金屬盤(pán)或非金屬盤(pán)組成，其盤(pán)上分割成n個(gè)均等對(duì)稱的用以安裝磁鐵14的孔。
13.磁鐵14與線圈配合，產(chǎn)生大小不等的制動(dòng)力或?qū)嵤┠芰炕厥?，其安裝于旋轉(zhuǎn)盤(pán)13的分割成n個(gè)均等對(duì)稱的用以安裝磁鐵的孔內(nèi)。磁鐵14采用耐高溫的高磁材料磁鐵。
本發(fā)明的非接觸式車輛制動(dòng)裝置的工作過(guò)程當(dāng)駕駛員在車輛行駛中腳踏制動(dòng)踏板制動(dòng)時(shí)，隨踏板踏入的深淺程度的不同，將帶動(dòng)腳踏制動(dòng)踏板傳感器2隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)變化的電信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)連接線輸入控制系統(tǒng)(ECU)1。控制系統(tǒng)(ECU)1依據(jù)“控制制動(dòng)力輸出程序”軟件程序，查找制動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，并計(jì)算出最優(yōu)化的制動(dòng)力的數(shù)據(jù)，通過(guò)控制模塊17端口輸出。輸出的電信號(hào)數(shù)據(jù)由功率放大器5電流放大，經(jīng)正向二級(jí)管電路6，到轉(zhuǎn)換器7后經(jīng)固定盤(pán)9上的接線插頭8，至固定盤(pán)9的n匝線圈10。在線圈10中，由于電磁的感應(yīng)存在，形成了電磁力，該電磁力與轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)盤(pán)13上的n個(gè)均布磁鐵14相互作用，使車輛車輪旋轉(zhuǎn)速度下降，以至最終停止。車輛運(yùn)行中，控制系統(tǒng)(ECU)1適時(shí)檢測(cè)制動(dòng)踏板傳感器2和扭矩(或空檔)傳感器3、油門踏板傳感器4的輸入端口是否有數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)不斷刷新寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
車輛在運(yùn)行中，控制系統(tǒng)(ECU)1在檢測(cè)到加速踏板傳感器4在怠速位置的信號(hào)數(shù)據(jù)和扭矩或空檔)傳感器3的電信號(hào)是零檔位是空檔信號(hào)數(shù)據(jù))時(shí)，將不采用能量的回收控制策略；控制系統(tǒng)(ECU)1檢測(cè)到加速踏板傳感器4是減油變化數(shù)據(jù)值從大到小)信號(hào)數(shù)據(jù)輸入，扭矩或空檔)傳感器3輸出數(shù)據(jù)信號(hào)有無(wú)變化時(shí)空檔傳感器在檔)，控制系統(tǒng)ECU)將控制轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換工作工況，而進(jìn)入能量的回收。此時(shí)與車輪一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤(pán)13上的磁鐵14與固定盤(pán)9上的線圈10發(fā)生作用，而使線圈10中的感生電流經(jīng)接線插頭8，轉(zhuǎn)換器7，經(jīng)整流、穩(wěn)壓、濾波等電路12，反向設(shè)置的二級(jí)管電路11至電源15進(jìn)行充電。
本發(fā)明可用于鼓式制動(dòng)器的車輛上和鉗式制動(dòng)器的車輛，也可單獨(dú)使用于各種不同類型大中小車輛。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式車輛制動(dòng)控制方法，其特征在于在控制系統(tǒng)(ECU)(1)的控制下，依靠制動(dòng)踏板傳感器(2)信號(hào)的輸入，所控制執(zhí)行的是制動(dòng)力至車輪的輸出工況；依靠扭矩(或空檔)傳感器(3)的在檔信號(hào)或無(wú)扭矩信號(hào)與加速踏板傳感器(4)的怠速位置輸入信號(hào)的組合，所控制完成車輛運(yùn)行中車輪滑行時(shí)的能量回收工況。
2.一種非接觸式車輛制動(dòng)裝置，其特征在于由控制系統(tǒng)(ECU)(1)和與其線連接的制動(dòng)踏板傳感器(2)、扭矩(或空檔)傳感器(3)、加速踏板傳感器(4)、控制制動(dòng)輸出模塊(16)、能量控制回收模塊(17)，以及電源(15)、固定盤(pán)(9)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)(13)組成，控制制動(dòng)輸出模塊(16)和能量控制回收模塊(17)分別與電源(15)連接，并通過(guò)接線插頭(8)與固定盤(pán)(9)表面的線圈(10)連接，固定盤(pán)(9)安裝在旋轉(zhuǎn)盤(pán)(13)相對(duì)應(yīng)位置的車架上，旋轉(zhuǎn)盤(pán)(13)與車輪連接并隨車輪旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式車輛制動(dòng)裝置，其特征在于所說(shuō)的控制制動(dòng)輸出模塊(16)由依次連接的功率放大器(5)、正向二級(jí)管電路(6)、換向器(7)組成，功率放大器(5)分別與控制系統(tǒng)(ECU)(1)和電源(15)連接，換向器(7)通過(guò)接線插頭(8)與固定盤(pán)(9)表面的線圈(10)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式車輛制動(dòng)裝置，其特征在于所說(shuō)的能量控制回收模塊(17)由依次連接的整流、穩(wěn)壓、濾波電路(12)，反向二級(jí)管電路(11)和換向器(7)組成，反向二級(jí)管電路(11)分別與控制系統(tǒng)(ECU)(1)和電源(15)連接，整流、穩(wěn)壓、濾波電路(12)通過(guò)接線插頭(8)與固定盤(pán)(9)表面的線圈(10)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式車輛制動(dòng)裝置，其特征在于所說(shuō)的固定盤(pán)(9)表面的線圈(10)為n匝，繞在固定盤(pán)(9)的表面，旋轉(zhuǎn)盤(pán)(13)上均勻?qū)Φ确指畛蒼個(gè)安裝孔用以安裝磁鐵(14)。
全文摘要
本發(fā)明屬于車輛電子自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種非接觸式車輛制動(dòng)控制方法及裝置。其目的是提高了制動(dòng)的可靠性、耐久性，而且降低了噪音，凈化了環(huán)境?？刂品椒ㄊ且揽恐苿?dòng)踏板傳感器信號(hào)的輸入，控制執(zhí)行制動(dòng)力至車輪的輸出工況；依靠在檔信號(hào)與怠速位置輸入信號(hào)的組合，控制車輪滑行時(shí)的能量回收工況。該裝置由控制系統(tǒng)(ECU)和與其線連接的制動(dòng)踏板傳感器、扭矩(或空檔)傳感器、加速踏板傳感器、控制制動(dòng)輸出模塊、能量控制回收模塊，以及電源、固定盤(pán)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)組成，控制制動(dòng)輸出模塊和能量控制回收模塊分別與電源連接，并通過(guò)接線插頭與固定盤(pán)表面的線圈連接，固定盤(pán)安裝在旋轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)應(yīng)位置的車架上，旋轉(zhuǎn)盤(pán)與車輪連接并隨車輪旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B60L7/10GK1962307SQ20061013166
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者范雙, 范巨新 申請(qǐng)人:范雙