本发明专利技术是一种车用自励式液冷缓速器电子控制装置。该装置对输入自励式液冷缓速器励磁线圈的电流进行管理，通过手柄输入档位切换改变PWM脉冲的占空比，从而控制励磁电流的大小，缓速器的制动力矩随着励磁电流改变而改变。本装置控制电路的结构包括微处理器时钟电路、复位电路、24V~5V的供电电路、速度传感器模拟输入电路1、温度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路、巡航输入电路、输入档位切换电路、操作失误关断电路、档位指示灯电路、串口通信电路、CAN通信电路、刹车灯控制电路和励磁电流大功率输出电路。该装置达到控制缓速器线圈励磁电流大小的目的，从而控制自励式液冷缓速器制动力矩，并且自发电节省了汽车本身的电池用电量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种可以对自励式液冷缓速器制动力矩进行控制的电子控制装置，该装置对输入自励式液冷缓速器励磁线圈的电流进行管理，当励磁电流改变大小时，缓速器的制动力矩随着励磁电流改变而改变，从而达到控制自励式液冷缓速器的目的。该装置把输入自励式缓速器励磁电流大小划分为四个档位，采用大功率电流的输出的方式，对自励式液冷缓速器提供稳定且不间断的励磁电流，缓速器根据励磁电流的大小发出不同的电量，从而节省了汽车本身的电池用电量，提高了缓速器的使用效果。
技术介绍
自励式液冷缓速器是一种新型的汽车辅助制动装置，其制动力矩控制方法有别于以蓄电池恒定直流电压为电源的普通电涡流缓速器。自励式液冷缓速器自身带有发电装置，需要提供一定的励磁电流才能发电，在工作时对电控单元有特殊要求。为了保持恒速的下坡制动状态，自励式液冷缓速器制动力必须随着车速的变化而改变，因此必须实时采集汽车的行驶速度。自励式液冷缓速器在工作长时间后采用液冷方式进行散热，因此缓速器控制系统需要采集缓速器以及液体的温度。传统的控制方式难以达到预期效果，针对自励式液冷缓速器的结构及上述功能，缓速器电控单元系统采用PWM脉冲控制方法，用大功率开关管输出励磁电流，同时还需要CAN通信达到缓速器与汽车之间实时通信的效果。传统的缓速器控制方法有继电器控制方式，继电器控制指的是采用继电器作为执行元件的一种控制方式。通过继电器触点的吸合来控制电涡流缓速器励磁线圈的接通对数，从而控制定子励磁线圈的电流大小达到缓速效果。这种控制方式较为直观，成本较低，但是继电器是靠触点的接触来接通电路的，这样在自励式液冷缓速器的工作过程中，继电器就要频繁的吸合和断开，触点寿命会很低，而且制动力矩的变化分级不连续，制动力突然变化，使汽车受到一定的冲击，机械触点频繁动作感性负载大电流拉弧烧坏触点，造成作时间不拖刹，因此继电器本身的使用寿命较低，而且各继电器控制的电感负载工作时间不等，导致各负载经济寿命不等，使得缓速器老化不均衡，造成自励式液冷缓速器整体寿命降低，使用成本升高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种自励式缓速器的智能控制装置，以单片专用高速CPU为核心，通过检测来自速度传感器、温度传感器、ABS信号、巡航信号、手柄开关的信号经模数转换成数字信号，通过接收来自速度传感器的脉冲经F-V转换形成速度数据来及时反馈汽车行驶速度。采集到的各种数据经CPU运算处理，采用CAN通信方式实现与车身实时通信用，用PWM脉宽调制方式控制大功率开关管导通时间的比例，达到控制缓速器线圈电流大小的目的。同时还具有人工智能管理能力包括操作失误的保护、温度异常的保护、自动巡航模式的实现。该车用自励式液冷缓速器电子控制装置包括微处理器时钟电路、复位电路、24V飞V的供电电路、输入档位切换电路、速度传感器模拟输入电路1、温度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路、巡航信号输入电路、档位指示灯电路、操作失误关断电路、串口通信电路、CAN通信电路、刹车灯控制电路和励磁电流大功率输出电路，其中速度传感器模拟输入电路1、温度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路和巡航信号输入电路组成数据采集模块电路。这是本专利技术专利的创新点之一。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案，结合图1 图10对本专利技术做进一步说明如图1所示，微处理器Ul的型号为MC9S12XS64，微处理器Ul接口 PT0、PT1、PT2、ΡΤ3与输入档位切换电路连接，控制自励式液冷缓速器档位的切换；微处理器Ul接口 ΡΤ7、PT5、PT2、PT6、PAD00与数据采集模块电路连接，采集温度、速度、巡航、ABS信号；系统电源模块电路与微处理器Ul接口 VDDR、VSS1连接，给微处理器和各模块电路提供电源；微处理器Ul的EXTAL和XTAL引脚用于时钟电路，时钟电路对整个控制系统的运行非常重要，采用MC9S12单片机的典型时钟电路，通过一个16MHz的外部晶振Xl接在单片机的外部晶振输入接口 EXTAL和XTAL上。微处理器Ul的接口 PA3与刹车灯控制电路连接提示缓速器开始工作，操作失误关断电路连接微处理器Ul的接口 PMW4，微处理器Ul的接口 PWM1、PWMO与励磁电流大功率输出电路连接，根据档位的不同输出不同的PWM脉冲，所述励磁电流大功率输出电路输出端连接到自励式液冷缓速器定子线圈，根据PWM脉宽调制输出不同的励磁电流，从而控制自励式液冷缓速器的制动力矩，微处理器Ul接口 TXCANO、RXCANO与CAN通信模块电路连接实现与汽车的实时通信。如图2所示，所述的刹车灯电路包括继电器RELAY1、续流二极管Dl和刹车灯BRAKE_LIGHT,继电器RELAYl选 择一路常开输出的继电器。具体是继电器RELAYl输入端的一个弓I脚连接在微处理器Ul的PA3引脚上，继电器RELAYl输入端的另一个弓I脚接地，继电器RELAYl输出端的两个引脚分别连接汽车的刹车灯的两个电线，并且在继电器输入端的两根电线之间反接一个续流二极管D1，即续流二极管Dl的正极接地，续流二极管Dl负极接微处理器Ul的PA3引脚。其中刹车灯BRAKE_LIGHT为汽车自身的刹车灯，继电器RELAYl选择一路常开输出的继电器。如果缓速器工作，则继电器RELAYl的常开输出端闭合，点亮汽车的刹车灯BRAKE_LIGHT，这也是本专利技术专利的创新点之一。如图3所示，所述输入档位切换电路的手柄Hl包括5跟引线，即一个公共端O和四个档位引线1、2、3、4 ;手柄Hl的四个档位引线1、2、3、4分别连接电阻R1、R2、R3、R4的一端，电阻Rl、R2、R3、R4的另一端连接三极管PNP型开关三极管Ql、Q2、Q3、Q4的基极，手柄Hl的公共端O接地，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的发射极均连接+5V电源即VDD ;三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极分别连接微处理器Ul的接口 PT0、PT1、PT2、PT3，同时三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极还要分别连接电阻R5、R6、R7、R8的一端，电阻R5、R6、R7、R8的另一端接地，并且电阻R5、R6、R7、R8分别并联电容Cl、C2、C3、C4，微处理器Ul的接口 PBO、PB5、PB6、PB7分别连接四个电阻R12、R11、R10、R9的一端，电阻R12、R11、R10、R9的另一端连接四个发光二极管LE4、LE3、LE2、LEl的负极，发光二极管LE4、LE3、LE2、LEl正极均接+5V电源VDD。输入档位切换电路具有档位任意切换的功能，手柄的档位决定四个三极管的通断，并且缓速器工作在哪个档位就对应几个指示的发光二级管点亮，显示输入档位的状态。输入档位切换电路与微处理器PT0、PT1、PT2、PT3引脚相连，直接对单片机的PWM脉冲占空比进行管理，只要司机拨动手柄Hl的拨杆，就能控制微处理器工作，达到控制自励式缓速器制动力矩的作用。这部分电路是本专利技术专利的创新点之一。如图4所示，所述的系统供电电源模块电路结构是，车载+24V电源正极与自恢复保险丝F1、电容ClO串联，电容ClO的一端与Fl连接，另一端接地；保险丝Fl与电容ClO连接的同时与电感L1、电阻R14、电容Cll正极串联，电容Cll的负极接地；电容C11、二级管TVSl和电容C1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车用自励式液冷缓速器电子控制装置，其特征在于，自励式液冷缓速器电路结构包括微处理器时钟电路、复位电路、24V~5V的供电电路、输入档位切换电路、速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路、巡航信号输入电路、档位指示灯电路、操作失误关断电路、串口通信电路、CAN通信电路、刹车灯控制电路和励磁电流大功率输出电路，其中速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路和巡航信号输入电路组成数据采集模块电路；微处理器U1的型号为MC9S12XS64，微处理器U1接口PT0、PT1、PT2、PT3与输入档位切换电路连接，微处理器U1接口PT7、PT5、PT2、?PT6、PAD00与数据采集模块电路连接，系统电源模块电路与微处理器U1接口VDDR、VSS1连接，微处理器U1的接口PA3与刹车灯控制电路连接，操作失误关断电路连接微处理器U1的接口PMW4，微处理器U1的接口PWM1、PWM0与励磁电流大功率输出电路连接，所述励磁电流大功率输出电路输出端连接到自励式液冷缓速器定子线圈，微处理器U1接口TXCAN0、RXCAN0与CAN通信模块电路连接；所述刹车灯控制电路包括继电器RELAY1、续流二极管D1和刹车灯BRAKE_LIGHT，其中刹车灯BRAKE_LIGHT为汽车自身的刹车灯，?继电器RELAY1选择一路常开输出的继电器；具体是继电器RELAY1输入端的一个引脚连接在微处理器U1的PA3引脚上，继电器RELAY1输入端的另一个引脚接地，继电器RELAY1输出端的两个引脚分别连接汽车的刹车灯的两个电线，并且在继电器输入端的两根电线之间反接一个续流二极管D1，即续流二极管D1的正极接地，续流二极管D1负极接微处理器U1的PA3引脚；?所述输入档位切换电路的手柄H1包括5根引线，即一个公共端0和四个档位引线1、2、3、4；手柄H1的四个档位引线1、2、3、4分别连接电阻R1、R2、R3、R4的一端，电阻R1、R2、R3、R4的另一端连接三极管PNP型开关三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极，手柄H1的公共端0接地，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的发射极均连接+5V电源即VDD；三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极分别连接微处理器U1的接口PT0、PT1、PT2、PT3，同时三极管Q1、 Q2、Q3、Q4的集电极还要分别连接电阻R5、R6、R7、R8的一端，电阻R5、R6、R7、R8的另一端接地，并且电阻R5、R6、R7、R8分别并联电容C1、C2、C3、C4，微处理器U1的接口PB0、PB5、PB6、PB7分别连接四个电阻R12、R11、R10、R9的一端，电阻R12、R11、R10、R9的另一端连接四个发光二极管LE4、LE3、LE2、LE1的负极，发光二极管LE4、LE3、LE2、LE1正极均接+5V电源VDD；所述的系统供电电源模块电路结构是，车载+24V电源正极与自恢复保险丝F1、电容C10串联，电容C10的一端与F1连接，另一端接地；保险丝F1与电容C10连接的同时与电感L1、电阻R14、电容C11正极串联，电容C11的负极接地；电容C11、二级管TVS1和电容C12并联，电容C11正极和二级管TVS1负极相连接，电容C11负极、二级管TVS1正极和电容C12负极连接且接地，并且电容C12正极和二级管TVS1负极连接电源芯片U2的输入端1脚；电源芯片U2选用TLE4275专用车载芯片，电源芯片U2的输出端5脚是VCC即为+5V，同时5脚连接过压保护二极管D3的1脚，过压保护二极管D3的型号为BZX84C8V2，过压保护二极管D3的3脚连接VDD，同时电源芯片U2的输出端5脚与电容C14正极连接，电容C14负极接地，电容C14再与C15并联，电源芯片U2的5脚和2脚之间接电阻R15，电源芯片U2的3脚接地，电源芯片U2的4脚连接电容C13一端，电容C13另一端接地；所述的数据采集模块电路包括速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路和巡航信号输入电路，具体是速度传感器模拟输入电路1的电压比较芯片?U5选用LM324，电压比较芯片LM324内部有4个运算放大电路，该电路只用其中的三个运算放大器作为电压比较器；速度传感器的信号线Speed直接连接F?V转换芯片U4的引脚TACH+即1脚，F?V转换芯片U4的型号为LM2917，F?V转换芯片U4的引脚EMTT电压即5脚电压为速度传感器采集到的车速传感器对应的电压Speed_Control，?F?V转换芯片U4的5脚连接...
【技术特征摘要】
1.一种车用自励式液冷缓速器电子控制装置，其特征在于，自励式液冷缓速器电路结构包括微处理器时钟电路、复位电路、24V飞V的供电电路、输入档位切换电路、速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路、巡航信号输入电路、档位指不灯电路、操作失误关断电路、串口通信电路、CAN通信电路、刹车灯控制电路和励磁电流大功率输出电路，其中速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路2、ABS输入电路和巡航信号输入电路组成数据采集模块电路； 微处理器Ul的型号为MC9S12XS64，微处理器Ul接口 PT0、PT1、PT2、PT3与输入档位切换电路连接，微处理器Ul接口 ΡΤ7、ΡΤ5、ΡΤ2、ΡΤ6、PADOO与数据采集模块电路连接，系统电源模块电路与微处理器Ul接口 VDDR、VSSl连接，微处理器Ul的接口 ΡΑ3与刹车灯控制电路连接，操作失误关断电路连接微处理器Ul的接口 PMW4，微处理器Ul的接口 PWMUPWM0与励磁电流大功率输出电路连接，所述励磁电流大功率输出电路输出端连接到自励式液冷缓速器定子线圈，微处理器Ul接口 TXCANO、RXCANO与CAN通信模块电路连接； 所述刹车灯控制电路包括继电器RELAY1、续流二极管Dl和刹车灯BRAKE_LIGHT，其中刹车灯BRAKE_LIGHT为汽车自身的刹车灯，继电器RELAYl选择一路常开输出的继电器；具体是继电器RELAYl输入端的一个引脚连接在微处理器Ul的PA3引脚上，继电器RELAYl输入端的另一个引脚接地，继电器RELAYl输出端的两个引脚分别连接汽车的刹车灯的两个电线，并且在继电器输入端的两根电线之间反接一个续流二极管D1，即续流二极管Dl的正极接地，续流二极管Dl负极接微处理器Ul的PA3引脚； 所述输入档位切换电路的手柄Hl包括5根引线，即一个公共端O和四个档位引线1、·2、3、4 ;手柄Hl的四个档位引线1、2、3、4分别连接电阻R1、R2、R3、R4的一端，电阻R1、R2、R3、R4的另一端连接三极管PNP型开关三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极，手柄Hl的公共端O接地，三极管Ql、Q2、Q3、Q4的发射极均连接+5V电源即VDD ;三极管Ql、Q2、Q3、Q4的集电极分别连接微处理器Ul的接口 PT0、PT1、PT2、PT3，同时三极管Q1、Q2、Q3、Q4的集电极还要分别连接电阻R5、R6、R7、R8的一端，电阻R5、R6、R7、R8的另一端接地，并且电阻R5、R6、R7、R8分别并联电容Cl、C2、C3、C4，微处理器Ul的接口 PBO、PB5、PB6、PB7分别连接四个电阻R12、R11、RIO、R9的一端，电阻R12、Rll、RIO、R9的另一端连接四个发光二极管LE4、LE3、LE2、LEl的负极，发光二极管LE4、LE3、LE2、LEl正极均接+5V电源VDD ； 所述的系统供电电源模块电路结构是，车载+24V电源正极与自恢复保险丝Fl、电容ClO串联，电容ClO的一端与Fl连接，另一端接地；保险丝Fl与电容ClO连接的同时与电感L1、电阻R14、电容Cll正极串联，电容Cll的负极接地；电容C11、二级管TVSl和电容C12并联，电容Cl I正极和二级管TVSl负极相连接，电容Cl I负极、二级管TVSl正极和电容C12负极连接且接地，并且电容C12正极和二级管TVSl负极连接电源芯片U2的输入端I脚；电源芯片U2选用TLE4275专用车载芯片，电源芯片U2的输出端5脚是VCC即为+5V，同时5脚连接过压保护二极管D3的I脚，过压保护二极管D3的型号为BZX84C8V2，过压保护二极管D3的3脚连接VDD，同时电源芯片U2的输出端5脚与电容C14正极连接，电容C14负极接地，电容C14再与C15并联，电源芯片U2的5脚和2脚之间接电阻R15，电源芯片U2的3脚接地，电源芯片U2的4脚连接电容C13 —端，电容C13另一端接地； 所述的数据采集模块电路包括速度传感器模拟输入电路1、速度传感器模拟输入电路·2、ABS输入电路和巡航信号输入电路，具体是速度传感器模拟输入电路I的电压比较芯片U5选用LM324，电压比较芯片LM324内部有4个运算放大电路，该电路只用其中的三个运算放大器作为电压比较器；速度传感器的信号线Speed直接连接F-V转换芯片U4的引脚TACH+即I脚，F-V转换芯片U4的型号为LM2917，F-V转换芯片U4的引脚EMTT电压即5脚电压为速度传感器采集到的车速传感器对应的电压Speed_Control，F-V转换芯片U4的5脚连接电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接电压比较芯片U5的2脚即U5其中第一个运算放大器的反向输入端1IN-，电压比较芯片U5的3脚即第一个运算放大器的正...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，冀苗苗，郑然，张凯，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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