汽车侧向倾斜角度传感器的应用初探
4 增加制动的减速机构
各种汽车的行车制动均是通过制动踏板完成的,因此,增加制动的减速方法的动作执行元件应直接作用于制动踏板,而且执行元件的动作方向与制动踏板的踏下方向是一致的,执行元件与制动踏板的连接可采用机械结构实现传动。
根据踏下制动踏板需要的作用力,采用永磁式直流微电机作为执行元件,如图6所示。电动机输出的转速经减速机构后,带动丝杠旋转,使丝杠上的动丝母作直线运动,再由动丝母上的拉杆经一细钢丝绳带动制动踏板,电动机未转动时,拉杆将限位开关K1压开,制动踏板正常工作。
3.5 增加制动的2种控制电路
同上,增加制动的减速可采用2种控制方式,即增加制动的定量减速系统和增加制动的比例减速系统,它们的控制电路分别参见图7和图8,执行元件都是图6中电动机。所不同的是:在定量减速电路中,电动机直接接入电源而转动;在比例减速电路中,电动机由电流放大板驱动,采用脉宽调制方法使电流放大板按汽车倾斜的大小,在某一时间内,达到不同的输出电流最大值,电动机逐渐加速到所对应的最高转速,所获得的制动效果比较平滑。具体过程分述如下。
当拉杆处于图6中所示位置时,限位开关K1被压开(K1的状态与图7和图8中的状态相反),使电动机处于待命状态。当图2中的输出端Uo3有高电平信号输出时,图7中的三极管T导通,继电器J得电,触点转换,使电动机经限位开关K2得到下正上负的电源而开始转动,使拉杆离开限位开关K1,带动制动踏板向下,产生制动,经过一段时间后,Uo3无高电平输出,继电器J返回,使电动机经限位开关K1得到上正下负的电源而开始反转(在较短的时间内,电动机处于反接制动状态下,对小容量的直流电动机,在使用上不会造成影响。也可增加延时后,使电动机反转,本文略)。
当拉杆返回到图6所示终止位置时,K1断开,电动机停转,为下次制动作准备。在图8中,三极管T的基极接于图2中的输出端Uo2,Uo2输出高电平时所反映的倾翻力小于Uo3,当Uo2输出高电平时,三极管T导通,继电器J得电,触点转换;同时,Uo1输出的模拟量输入到电流放大板DF上,使电动机经限位开关K2得到下正上负的脉动直流电源(平均值),开始加速转动,限位开关K1由断开状态转为闭合(图6所示)状态,加速达到的最高转速由Uo1当时的大小所决定,而加速转动时间由电流放大板的上升斜坡延时tu决定(忽略电动机的起动惯性时间),实现平滑制动。随着制动的产生,Uo1下降,使制动力减小,直到Uo2的高电平信号消失,倾翻力小于设定值,继电器返回,使电动机经限位开关K1得到上正下负的电源而迅速反转。当拉杆返回到图6所示终止位置时,K1断开,电动机停转,为下次制动作准备。图6、图7和图8中的限位开关K2是制动的保护开关,以防止电路失常(如元件短路、搭铁等),使电动机一直转动,制动无休止地增加,当拉杆使K2断开时,电动机将失去电源而停转,在正常制动减速过程中,不会出现K2断开情况,假设K2已断开,而当减速结束后,继电器J将返回,电动机亦将迅速返回待命位置将K1断开。在图7和图8中,D为继电器J的续流二极管,继电器J触点闭合时,接通制动灯,发出制动信号。
3.6 两种减速方法的应用
就汽车的行驶工况而言,通常是这样:上坡时,发动机油门加大,车速下降,坡度很陡时,发动机转速会达到甚至超过额定转速,车速还要下降;下坡时,发动机怠速,车速并不会太低;水平路面时,有时加速行驶,发动机转速较高,有时滑行,发动机怠速。从降低车速、防止倾翻的角度来讲,增加制动减速是比减小发动机油门开度更为直接的方法,但当发动机的转速很高时(如上坡),将造成发动机堵转,只采用减小发动机油门开度有时又会起不到减速效果(如下坡)。因此,汽车侧向倾斜角度传感器的应用既要满足减速要求,又不能造成发动机堵转。具体反映在上坡减速时。
为了解决这一实际问题,再用一只角度传感器与车辆纵向布置,其电路如图9所示。当上坡坡度达到所规定的数值(如最大爬坡度)时,运放A2输出端Uo4输出高电平,继电器J得电,常闭触点断开,切断了增加制动减速电路(图7、图8)的电源U1,使其不能工作,因为在这种工况下,只要发动机降低转速,就会得到很好的减速效果,又避免了发动机堵转。而在其余工况下(爬坡度小于规定值时),继电器J不吸合,减小发动机油门开度减速系统和增加制动减速系统同时起作用,确保汽车获得可靠的减速。在图9电路图中,发光二极管LED2作为增加制动的减速系统工作电源指示。
4 结语
关于本文中的几个主要电路参数归纳叙述如下,(侧向倾翻力矩模拟量
- 单片机RC自动复位电路的参数计算(11-29)
- 基于MSP430单片机的电子汽车限速器的研究(08-20)
- 一种基于磁电式的角度传感器设计(05-15)
- 解析角度传感器工作原理及应用(04-14)
- 基于单片机AT89S52的电动车跷跷板设计(03-05)
- 基于单片机的新型海警舰艇电子舵角指示仪(02-19)