一種電渦流緩速器控制器及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車控制技術領域，具體為一種電渦流緩速器控制器。
【背景技術】
[0002]目前，大型車輛的行車制動，普遍采用電渦流緩速器來提高車輛在行駛過程中的制動力，電渦流緩速系統(tǒng)分為兩個部分，控制電路和執(zhí)行機構，執(zhí)行機構是一組勵磁線圈及相應的機械結構組成的機械總成，控制電路通過向執(zhí)行機構的勵磁線圈通入電流，在執(zhí)行機構的轉軸(傳動軸)上產(chǎn)生相應的制動力，對車輛執(zhí)行制動。傳統(tǒng)的電渦流緩速器控制器普遍采用分檔式控制方式，如圖1所示，根據(jù)操縱開關(手制動或腳制動信號)的變化，對多組勵磁線圈L1、L2、L3、L4進行分批次接通或斷開電源，來調(diào)節(jié)行車制動力；開關管普遍采用英飛凌公司的BTS550功率器件，在開關管導通的瞬間，由于沖擊電流較大，使得制動時流過功率器件的電流變化率較大，不利于功率驅動器件的長時間使用，在功率器件長時間通電后，控制器內(nèi)部工作溫度升高，影響產(chǎn)品使用壽命，且使用過程中無法根據(jù)載荷變化對電渦流緩速器的制動力做出調(diào)整，在車輛輕載及空載時使用效果較差，降低了行車制動的穩(wěn)定性。
[0003]專利名稱為:電渦流緩速器制動力矩的控制方法及驅動控制器【專利號:ZL201010146019.9】中提到了通過微處理器實時采集車速信號、轉子溫度信號，當溫度正常時，微處理器根據(jù)當前檔位輸出占空比為定值的PWM控制信號，對電渦流緩速器制動力矩實行開環(huán)控制；當溫度超限時，微處理器實行閉環(huán)控制，將轉子溫度控制在門限溫度附近，該方法中以溫度限值為開環(huán)或閉環(huán)控制限值，并在分檔控制中加入PWM控制，且多級分檔+PWM控制后，其產(chǎn)生的制動力矩較小，系統(tǒng)受溫度影響較大，當車輛重負荷后，電制動不能提前介入，會產(chǎn)生制動力不足現(xiàn)象，制動效果較差。
[0004]采用類似控制方案，專利名稱為:聯(lián)合制動系統(tǒng)電渦流緩速器控制器及控制方法【專利號:ZL201010590330.2】中提到了控制器在制動踏板被踩下后，根據(jù)PWM控制信號、踏板位置、汽車速度變化，計算出汽車實時制動力，然后計算汽車所處的坡度，再查表得到制動力比例，對緩速器電磁線圈施加相應占空比的PWM控制信號，實現(xiàn)輔助制動。該方案通過相關信號輸入后，計算出汽車的實時制動力，然后再對制動系統(tǒng)施加制動力，在實際應用過程中，汽車行駛制動力，不僅與車速有關，還與汽車行駛道路等級，道路交通狀況(山路、高速、雨、雪)、汽車的載荷狀態(tài)(空載、重載)等因素相關，由于汽車在平路、爬坡、下坡的加速或制動過程中所需要的制動力各不相同，該方案的實際應用效果會因參數(shù)計算偏差，其輸出的制動效果會受到明顯的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述不足，本發(fā)明提供一種結構簡單、性能可靠，能夠根據(jù)車輛載荷狀態(tài)自行改變輸出制動力的電渦流緩速器控制器。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:一種電渦流緩速器控制器，包括單片機和連接于單片機的信號輸入模塊、指示燈、CAN通訊接口，其特征在于:所述控制器還包括驅動電路和電流采樣電路，所述驅動電路包括與門電路U3和IGBT模塊，所述與門電路U3與單片機相連；所述電流采樣電路包括采樣電阻R3、緩速器線圈組L、過流保護電路U4和采樣信號調(diào)理電路U5 ;所述緩速器線圈組L與驅動電路的IGBT模塊輸出端相連接；所述緩速器線圈組L還與采樣電阻R3和過流保護電路U4相連接；所述過流保護電路U4與電流采樣電路U5相連接，并分別與單片機相連。
[0007]優(yōu)選的，所述CAN通訊接口與與車身發(fā)動機CAN網(wǎng)絡相連接。
[0008]優(yōu)選的，所述信號輸入模塊包括:制動電壓采樣電路、制動開關、速度傳感器和溫度傳感器，所述制動電壓采樣電路與制動踏板相連，所述制動開關與制動氣壓回路相連，所述速度傳感器和溫度傳感器分別與緩速器定子線圈相連。
[0009]優(yōu)選的，所述緩速器線圈組L由4組緩速器線圈(L1、L2、L3、L4)并聯(lián)組成，所述緩速器線圈組L的一端與IGBT模塊的輸出端相連，另一端與采樣電阻R3的非接地端相連。
[0010]優(yōu)選的，所述過流保護電路包括電壓比較器U4和輸入與門電路U3，與門電路U3的輸入端31與單片機的控制輸出端相連，與門電路U3的另一輸入端32與電壓比較器的輸出端相連。
[0011]優(yōu)選的，所述IGBT模塊由輸入保護電路與驅動三極管Q1、Q2、驅動電阻Rl及IGBT模塊的Q3門極相連接。
[0012]優(yōu)選的，所述輸入保護電路由電阻R2和雙向電壓抑制器D并聯(lián)，再與GBT模塊的電阻Rl串聯(lián)組成。
[0013]優(yōu)選的，所述指示燈為光柱或光條顯示。
[0014]本發(fā)明的有益效果:通過采集發(fā)動機轉速、節(jié)氣門開度、車速和溫度等信息，判斷當前的車輛載荷狀況及制動需求量等，自行調(diào)節(jié)IGBT模塊輸出占空比，使流過緩速器線圈的電流發(fā)生變化，以產(chǎn)生不同的制動力，實現(xiàn)行車制動；當檢測到緩速器溫度過高時，控制器自動降低輸出制動力，提高車輛制動的可靠性，保障行車安全。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術方案中的分檔控制示意圖。
[0016]圖2為本技術方案中的結構組成示意圖。
[0017]圖3為本技術方案中的電路結構示意圖。
[0018]圖4為不同的控制斜率曲線。
[0019]圖5為輸出占空比。
[0020]附圖中:1、信號輸入模塊；2、指示燈；3、CAN通訊接口 ；4、驅動電路；5、電流采樣電路；11、制動開關；12、制動電壓采樣電路；13、速度傳感器；14、溫度傳感器；
[0021]U3、與門電路；U4、過流保護電路；U5、電流采樣電路；D、雙向電壓抑制器
[0022]R2、電阻；R3、采樣電阻；L1_L4緩速器線圈；L緩速器線圈組；
[0023]31-32、與門電路U3的輸入端；33與門電路U3的輸出端
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0025]如圖2和圖3所示，一種電渦流緩速器控制器，包括單片機和連接于單片機的信號輸入模塊1、指示燈2、CAN通訊接口 3、驅動電路4和電流采樣電路5。
[0026]其中信號輸入模塊I包括:制動電壓采樣電路11、制動開關12、速度傳感器13和溫度傳感器14，所述制動電壓采樣電路11與制動踏板相連、所述制動開關12與制動氣壓回路相連，所述速度傳感器13和溫度傳感器14分別與緩速器定子線圈相連；指示燈2為光柱或光條顯示，其點亮的變化范圍與PWM波的輸出占空比相對應；CAN通訊接口 3的一端與單片機實現(xiàn)交互式信號連接，另一端與車身發(fā)動機CAN網(wǎng)絡相連接；驅動電路4包括與門電路U3和IGBT模塊的Q3，與門電路U3與單片機相連，與門電路U3輸出端33通過驅動三極管Ql、Q2和驅動電阻Rl連接到IGBT模塊Q3的門極，電阻R2和雙向電壓抑制器D并聯(lián)，再與Rl串聯(lián)組成IGBT模塊的門極輸入保護電路，IGBT模塊的輸出端與緩速器線圈組L相連接，緩速器線圈組L與采樣電阻R3和過流保護電路U4、采樣信號調(diào)理電路U5相連接。其中緩速器線圈組L由4組緩速器線圈(L1、L2、L3、L4)并聯(lián)組成，所述緩速器線圈組L的一端與IGBT模塊的輸出端相連，另一端與采樣電阻R3的非接地端相連；電流采樣電路5包括采樣電阻R3、緩速器線圈組L、過流保護電路U4和采樣信號調(diào)理電路U5 ;所述過流保護電路U4和與門電路U3、電流采樣電路U5相連接，并分別與單片機相連。
[0027]如圖3所示，制動電壓信號是由車輛制動踏板輸出的信號，當駕駛員踩下制動踏板時，隨著踏板的踩下角度，有相應的電壓變化。其電壓變化范圍為O?5V，有效識別范圍為0.5?4.5V，該電壓被單片機連接的制動電壓采樣電路11進行采樣；
[0028]當駕駛員踩下制動踏板后，車輛的制動氣路被接通，隨著氣壓的逐漸增加，氣制動開關12中的S1、S2先后被接通，該信號同時被單片機采集，車輛行駛過程中，傳動軸上的緩速器轉子高速旋轉，安裝于緩速器定子線圈上的速度傳感器，感應到傳動軸轉子的變化，產(chǎn)生車速脈沖信號，被單片機采集。在車輛工作時，發(fā)動機ECU會將當前的發(fā)動機轉速、節(jié)