專利名稱：汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車的制動裝置，具體的說是一種汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的剎車系統(tǒng)都是利用剎車片之間的摩擦來實現(xiàn)剎車，但磨擦的同時會產(chǎn)生大量的熱能，特別是在山路行車和人流較多的場合頻繁使用剎車時會產(chǎn)生大量的熱量而使得剎車片和輪胎溫度迅速升高，溫度過高導(dǎo)致剎車片金屬表面軟化，摩擦系數(shù)降低，制動性能下降，當(dāng)溫度上升到剎車片和輪胎安全工作上限時，就有可能使剎車失靈或爆胎造成不可挽回的財產(chǎn)損失和人身傷害，甚至致人死亡。導(dǎo)致剎車片熱衰退的根本原因是熱量的累積致使其溫度的升高，目前國內(nèi)外對這方面的研究主要著重于材料增強成分的改進以提高其抗高溫性能，而特種材料的研究勢必會帶來較大的成本，也不能很好的解決熱衰退問題。本發(fā)明提供的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，采用汽車水箱水直接冷卻剎車片，簡單易操作，可廣泛應(yīng)用于汽車、飛機等動力機械的剎車片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有剎車片冷卻系統(tǒng)存在的問題，提供一種汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，可實時檢測剎車片溫度，簡單可靠，節(jié)約能源。為了達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是
本發(fā)明以單片機AT89C2051為核心，包括包括溫度檢測模塊、溫度控制模塊、液位檢測模塊、報警模塊、冷卻模塊等。溫度檢測模塊中的溫度傳感器與汽車電源直接相連，將檢測得到的溫度信號傳到單片機進行計算處理，并控制引自汽車水箱的冷卻管線上的電磁閥開關(guān)，當(dāng)剎車片的溫度值超過設(shè)置值時，釋放水冷卻剎車片。液位檢測模塊用于檢測水箱水位，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，報警器報警提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻剎車片。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，包括溫度檢測模塊、溫度控制模塊、液位檢測模塊、報警模塊、冷卻模塊。溫度檢測模塊輸入端連接汽車剎車片，而輸出端經(jīng)溫度控制模塊連接到液位檢測模塊的輸入端，液位檢測模塊的兩個輸出端分別連接到冷卻模塊和報警模塊的輸入端，冷卻模塊的輸出端連接到汽車剎車片，冷卻模塊為汽車水箱；溫度檢測模塊中的的溫度傳感器與汽車電源直接相連，將檢測得到的溫度信號傳到溫度控制模塊中的單片機進行計算處理，并控制引自汽車水箱的冷卻管線上的電磁閥開關(guān)，當(dāng)汽車剎車片的溫度值超過設(shè)置值時，釋放水冷卻汽車剎車片；液位檢測模塊用于檢測水箱水位，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，觸動報警模塊中的報警器報警，提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻剎車片。各組成模塊及其功能說明如下
I、溫度檢測模塊
溫度檢測模塊采用溫度傳感器MAX6577。MAX6577是MAXM生產(chǎn)的輸出頻率信號的數(shù)字溫度傳感器。它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對溫度。通過引腳TSO、TSl選擇適錄的頻率/溫度比例常數(shù)，再由微處理器的內(nèi)部計數(shù)器測出頻率后，計算出后測溫度。MAX6577采用S0T-6封裝，其管腳分布如圖2所示。該芯片將溫度轉(zhuǎn)換為頻率是以絕對溫度(K)為前提，因此對頻率的計數(shù)結(jié)果應(yīng)減去273才能得到攝氏度MAX6577的兩種溫度中位的換算公式為
(HS),
比例關(guān)系(HZ/K)
2、溫度控制模塊
溫度控制模塊的核心是單片機AT89C2051，這也是整個溫控系統(tǒng)的核心。T89C2051是 美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，其引腳分布如圖3所示。主要引腳功能如下
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溫度控制電路原理圖如圖4所示總體思路是采用單片機的TO為計數(shù)器工作方式，Tl為定時工作方式，即每IS定時到達后統(tǒng)計出TO計數(shù)的數(shù)值，這就是當(dāng)前MAX6577將溫度轉(zhuǎn)換的頻率數(shù)值，把統(tǒng)計的計數(shù)值減去273就是攝氏溫度。比較當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度上限，確定是否需要冷卻。圖5是溫度控制與溫度檢測模塊程序流程框圖。3、液位檢測模塊
液位檢測模塊采用芯片CD4060，并連接一被測電容。被測液面的變化引起被測電容的變化，從而引起CD4060振蕩器的頻率發(fā)生變化。CD4060的引腳分布如圖6所示
被測液面變化導(dǎo)致被測電容的變化，從而引起CD4060振蕩器頻率(或周期)發(fā)生變化。由于其變化率對于單片機而言太快，因此首先對振蕩信號進行分頻處理，分頻后的方波信號(周期為T)送進單片機的中斷口 INTO，作外部中斷源。當(dāng)方波下降沿到來時，單片機啟動定時器開始記數(shù)，下一個下降沿到來時(分頻后的一個周期)，單片機將記數(shù)值送交運算處理程序去計算出液面高度h值，與程序設(shè)定最低液位值比較，從而完成檢測。
4、報警模塊
當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，報警器報警提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻
剎車片5、冷卻模塊
冷卻模塊冷卻源直接取自汽車水箱，節(jié)約資源。定時器中斷TO有兩個任務(wù)，一方面，在測量液位過程中用以計時，根據(jù)在兩次外部中斷INTO間隔內(nèi)定時器中斷進入的次數(shù)，計算分頻后的信號周期T ;另一方面在溫度監(jiān)控中用以定時，產(chǎn)生20次定時器中斷也就是定時I秒，在這一秒中對MAX6577產(chǎn)生的頻率信號計數(shù)，計算得出當(dāng)前剎車片溫度用以決策是否需要冷卻。進入何種狀態(tài)在于是否開外部中斷，開外部中斷時僅測液位，關(guān)外部中斷時測量并控制冷卻過程。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的實質(zhì)性特點和優(yōu)點本發(fā)明以AT89C2051為核心，不僅可以實時檢測剎車片的溫度，并且還可以利用水箱水源對剎車片進行冷卻，簡單易操作并且節(jié)約資源，可廣泛應(yīng)用于汽車、飛機等動力機械的剎車片。


圖I為本發(fā)明的組成框圖。圖2為MAX6577引腳圖 圖3為AT89C2051引腳圖 圖4為溫度控制電路原理圖
圖5為溫度控制與檢測模塊程序框圖 圖6為⑶4060引腳圖 圖7為總體電路原理圖 圖8為系統(tǒng)總體流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合

如下
實施例一
參見圖1，本汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，包括溫度檢測模塊、溫度控制模塊、液位檢測模塊、報警模塊、冷卻模塊。溫度檢測模塊輸入端連接汽車剎車片，而輸出端經(jīng)溫度控制模塊連接到液位檢測模塊的輸入端，液位檢測模塊的兩個輸出端分別連接到冷卻模塊和報警模塊的輸入端，冷卻模塊的輸出端連接到汽車剎車片，冷卻模塊為汽車水箱；溫度檢測模塊中的的溫度傳感器與汽車電源直接相連，將檢測得到的溫度信號傳到溫度控制模塊中的單片機進行計算處理，并控制引自汽車水箱的冷卻管線上的電磁閥開關(guān)，當(dāng)汽車剎車片的溫度值超過設(shè)置值時，釋放水冷卻汽車剎車片；液位檢測模塊用于檢測水箱水位，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，觸動報警模塊中的報警器報警，提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻剎車片。實施例二
參見圖1，圖2，圖3，圖4，圖5，圖6，本實施例與實施例一相同，特創(chuàng)之處如下所述溫度檢測模塊采用溫度傳感芯片MAX6577 ;MAX6577是MAXM生產(chǎn)的輸出頻率信號的數(shù)字溫度傳感器，它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對溫度；通過該溫度傳感芯片的引腳TSO、TSl選擇適當(dāng)?shù)念l率/溫度比例常數(shù)，再由溫度控制模塊中單片機的內(nèi)部計數(shù)器測出頻率后，計算出被測溫度。所述溫度控制模塊采用單片機AT89C2051處理所述數(shù)字溫度傳感器檢測到的溫度信號；AT89C2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器PEROM和128bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C2051單片機在電子類產(chǎn)品中有廣泛的應(yīng)用。所述液位檢測模塊采用芯片CD4060，并連接一被測電容；汽車水箱被測液面的變化引起被測電容的變化，從而引起CD4060振蕩器的頻率發(fā)生變化；CD4060頻率變化太快， 外接一分頻電路再與單片機相連。所述冷卻模塊為汽車水箱，節(jié)約資源。各模塊的供電電源直接引自汽車電源，并且省去A/D轉(zhuǎn)換，簡單易操作。實施例三
本汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，包括溫度檢測模塊、溫度控制模塊、液位檢測模塊、報警模塊、冷卻模塊等。系統(tǒng)電路原理圖如圖7所示，總體流程圖如圖8所示。為了節(jié)約資源、降低成本并簡化安裝過程，冷卻源直接取自水箱，電源取自汽車電源。如圖7所示，本系統(tǒng)以單片機AT89C2051為核心，處理溫度信號，溫度傳感器MAX6577用于檢測溫度，CD4060用于檢測水箱液位變化，連接一被測電容，被測液面變化導(dǎo)致被測電容的變化，從而引起CD4060振蕩器頻率(或周期)發(fā)生變化。由于其變化率對于單片機而言太快，因此首先對振蕩信號進行分頻處理。分頻后的信號傳到單片機進行溫度控制，并控制水箱電磁閥以決定是否需要冷卻剎車片。具體工作過程，如圖8所示，設(shè)置TO計數(shù)，Tl計時，當(dāng)?shù)诙瓮獠恐袛鄷r，根據(jù)在兩次外部中斷INTO間隔內(nèi)定時器中斷進入的次數(shù)，單片機將記數(shù)值送交運算處理程序去計算出液面高度h值，與程序設(shè)定最低液位值比較，從而完成檢測。當(dāng)液面高度低于最低液位值時，報警器報警并向水箱加水，然后關(guān)外部中斷；當(dāng)液面高度高于最低液位值時，直接關(guān)外部中斷。關(guān)閉外部中斷后轉(zhuǎn)向溫度控制、冷卻過程，Tl計時為ls，統(tǒng)計出TO計數(shù)的數(shù)值，這就是當(dāng)前MAX6577將溫度轉(zhuǎn)換的頻率數(shù)值，把統(tǒng)計的計數(shù)值減去273就是攝氏溫度。比較當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度上限，確定是否需要冷卻，需要冷卻時Pl. 6置I開啟電磁閥，直接放水冷卻；不需要冷卻時，Pl. 6置0關(guān)閉電磁閥，并開外部中斷，開始下次液位檢測。
權(quán)利要求
1.一種汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，包括溫度檢測模塊(2)、溫度控制模塊(3)、液位檢測模塊(4)、報警模塊(6)、冷卻模塊(5);其特征在于溫度檢測模塊(2)輸入端連接汽車剎車片(1)，而輸出端經(jīng)溫度控制模塊(3)連接到液位檢測模塊(4)的輸入端，液位檢測模塊(4)的兩個輸出端分別連接到冷卻模塊(5)和報警模塊(6)的輸入端,冷卻模塊(5)的輸出端連接到汽車剎車片(1)，冷卻模塊(5)為汽車水箱；所述溫度檢測模塊(2)中的的溫度傳感器與汽車電源直接相連，將檢測得到的溫度信號傳到溫度控制模塊(3)中的單片機進行計算處理，并控制引自汽車水箱的冷卻管線上的電磁閥開關(guān)，當(dāng)汽車剎車片(I)的溫度值超過設(shè)置值時，釋放水冷卻汽車剎車片(I);液位檢測模塊(4)用于檢測水箱水位，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，觸動報警模塊(6)中的報警器報警，提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻剎車片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，其特征在于所述溫度檢測模塊(2 )采用溫度傳感芯片MAX6577 ；MAX6577是MAXM生產(chǎn)的輸出頻率信號的數(shù)字溫度傳感器，它輸出占空比為1/2的方波，其頻率正比于絕對溫度；通過該溫度傳感芯片的引腳TS0、TS1選擇適當(dāng)?shù)念l率/溫度比例常數(shù)，再由溫度控制模塊(3)中單片機的內(nèi)部計數(shù)器測出頻率后，計算出被測溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，其特征在于所述溫度控制模塊(2)采用單片機AT89C2051處理所述數(shù)字溫度傳感器檢測到的溫度信號；AT89C2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器PEROM和128bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C2051單片機在電子類產(chǎn)品中有廣泛的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，其特征在于所述液位檢測模塊(4)采用芯片CD4060，并連接一被測電容；汽車水箱被測液面的變化引起被測電容的變化，從而引起CD4060振蕩器的頻率發(fā)生變化；CD4060頻率變化太快，外接一分頻電路再與單片機相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻模塊(5)為汽車水箱，節(jié)約資源。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)，其特征在于各模塊的供電電源直接引自汽車電源，并且省去A/D轉(zhuǎn)換，簡單易操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車剎車片實時溫控系統(tǒng)。它包括溫度檢測模塊、溫度控制模塊、液位檢測模塊、報警模塊、冷卻模塊。溫度檢測模塊輸入端連接汽車剎車片，而輸出端經(jīng)溫度控制模塊連接到液位檢測模塊的輸入端，液位檢測模塊的兩個輸出端分別連接到冷卻模塊和報警模塊的輸入端，冷卻模塊的輸出端連接到汽車剎車片；溫度檢測模塊中的的溫度傳感器與汽車電源直接相連；液位檢測模塊用于檢測水箱水位，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時，觸動報警模塊中的報警器報警，提醒駕駛員水箱水位太低不足以用于冷卻剎車片。本發(fā)明冷卻源引自汽車水箱，簡單可靠、節(jié)約能源，可廣泛應(yīng)用于汽車、飛機等動力機械的剎車片。
文檔編號G05D23/20GK102645938SQ201210095628
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉亮, 劉玉山, 施群, 杜永聰, 王曉寧, 邱超 申請人:上海大學(xué)