一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，包括以下步驟：通過與剎車踏板相連接的傳感器將駕駛?cè)藛T剎車力度轉(zhuǎn)化為成比例的電信號；通過控制器接收所述電信號，控制器中存儲有數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表包括電信號數(shù)值及與其對應(yīng)的控制信號，當(dāng)接收到所述電信號后，通過鏈接查找到相應(yīng)的控制信號，并將其輸出；通過第一電力變換電路根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組；通過第二電力變換電路根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第二電磁繞組。
【專利說明】一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電子領(lǐng)域，特別是指一種剎車系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車的剎車系統(tǒng)中，剎車片是最關(guān)鍵的安全零件，所有剎車效果的好壞都是剎車片起決定性作用，所以說好的剎車片是人和汽車的保護(hù)神。
[0003]剎車片一般由鋼板、粘接隔熱層和摩擦塊構(gòu)成，鋼板要經(jīng)過涂裝來防銹，涂裝過程用SMT-4爐溫跟蹤儀來檢測涂裝過程的溫度分布來保證質(zhì)量。其中隔熱層是由不傳熱的材料組成，目的是隔熱。摩擦塊由摩擦材料、粘合劑組成，剎車時被擠壓在剎車盤或剎車鼓上產(chǎn)生摩擦，從而達(dá)到車輛減速剎車的目的。由于摩擦作用，摩擦塊會逐漸被磨損，一般來講成本越低的剎車片磨損得越快。
[0004]現(xiàn)有的剎車片主要分以下幾類:石棉剎車片、半金屬剎車片、少金屬剎車片、NAO配方剎車片、陶瓷剎車片、NAO陶瓷剎車片?，F(xiàn)有剎車片的工作原理主要是來自摩擦，利用剎車片與剎車碟(鼓)的摩擦，將車輛行進(jìn)的動能轉(zhuǎn)換成摩擦后的熱能，將車子停下來。
[0005]傳統(tǒng)的摩擦剎車的方法，造成相應(yīng)部件的磨損，縮短使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中摩擦剎車造成部件磨損的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，基于第一電磁繞組和第二電磁繞組，所述第一電磁繞組與輪胎同軸固定且設(shè)置在輪轂內(nèi)側(cè)，第一電磁繞組的數(shù)量至少為8個，均勻分布在輪轂內(nèi)側(cè)的圓周上；所述第二電磁繞組通過剎車支架固定在第一電磁繞組行進(jìn)路徑的圓周上，第一電磁繞組隨輪胎旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成轉(zhuǎn)子，第二電磁繞組固定在剎車支架上，作為定子；包括以下步驟:
[0009]步驟(a)，通過與剎車踏板相連接的傳感器將駕駛?cè)藛T剎車力度轉(zhuǎn)化為成比例的電信號；
[0010]步驟(b)，通過控制器接收所述電信號，控制器中存儲有數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表包括電信號數(shù)值及與其對應(yīng)的控制信號，當(dāng)接收到所述電信號后，通過鏈接查找到相應(yīng)的控制信號，并將其輸出；
[0011 ] 步驟(C)，通過第一電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第一電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組；
[0012]通過所述第一電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括:
[0013]首先，通過變壓器進(jìn)行電壓等級的轉(zhuǎn)換，所述變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述蓄電池，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端;
[0014]然后，通過第一開關(guān)管對輸入電壓進(jìn)行斬波處理，第一開關(guān)管的源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關(guān)驅(qū)動器；
[0015]接下來，通過第一開關(guān)驅(qū)動器對所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通占空比進(jìn)行調(diào)制，第一開關(guān)驅(qū)動器包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管,第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，控制端接收所述控制器輸出的控制信號，第一晶體管和第二晶體管的發(fā)射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到蓄電池，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；
[0016]步驟(d)，通過第二電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第二電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組；
[0017]通過所述第二電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括:
[0018]首先，通過第二電感器對蓄電池輸入電壓進(jìn)行濾波；
[0019]然后，通過開關(guān)電路對濾波后電壓進(jìn)行處理，開關(guān)電路包括第二開關(guān)管和第三開關(guān)管，第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的源極連接在一起且連接至第二電感器的另一端，第二開關(guān)管的漏極連接至副邊地電位，第三開關(guān)管的漏極連接至第二電容器，第二電容器的另一端連接至副邊地電位；上述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的控制端連接到第二開關(guān)驅(qū)動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的開關(guān)驅(qū)動信號，一路耦接至所述第二開關(guān)管柵極，另一路耦接至所述第三開關(guān)管柵極，其控制端連接到所述DSP處理器。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021]通過設(shè)置在驅(qū)動軸上的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)磁阻制動，避免了傳統(tǒng)剎車片的部件磨損。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法的流程圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法的繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法的原理框圖；
[0026]圖4為第一電力變換電路的電路圖；
[0027]圖5為第二電力變換電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明的一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，包括:第一電磁繞組30和第二電磁繞組70，所述第一電磁繞組與輪胎同軸固定且設(shè)置在輪轂內(nèi)側(cè)，第一電磁繞組的數(shù)量至少為8個，均勻分布在輪轂內(nèi)側(cè)的圓周上；所述第二電磁繞組通過剎車支架固定在第一電磁繞組行進(jìn)路徑的圓周上，第一電磁繞組隨輪胎旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成轉(zhuǎn)子，第二電磁繞組固定在剎車支架上，作為定子。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，包括以下步驟:
[0031]步驟(a)，通過與剎車踏板相連接的傳感器將駕駛?cè)藛T剎車力度轉(zhuǎn)化為成比例的電信號；
[0032]步驟(b)，通過控制器接收所述電信號，控制器中存儲有數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表包括電信號數(shù)值及與其對應(yīng)的控制信號，當(dāng)接收到所述電信號后，通過鏈接查找到相應(yīng)的控制信號，并將其輸出；
[0033]步驟(C)，通過第一電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第一電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組；
[0034]步驟(d)，通過第二電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第二電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組。
[0035]如圖3所示，本發(fā)明的基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，其原理為:與剎車踏板相連接的剎車踏板傳感器40，根據(jù)駕駛?cè)藛T剎車力度輸出成比例的電信號；控制器50，接收所述剎車踏板傳感器輸出的電信號，通過預(yù)存的數(shù)據(jù)表輸出相應(yīng)的控制信號；第一電力變換電路20，其輸入端連接到蓄電池10，其輸出端連接到第一電磁繞組，根據(jù)所述控制器50的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組30 ;第二電力變換電路60，其輸入端連接到蓄電池10，其輸出端連接到第二電磁繞組70，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第二電磁繞組70。
[0036]所述第一電磁繞組30設(shè)置在車輛驅(qū)動軸上，與第二電磁繞組70構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)，第一電磁繞組為轉(zhuǎn)子端，第二電磁繞組為定子端。駕駛?cè)藛T對剎車踏板進(jìn)行操作，控制器控制流經(jīng)第一電磁繞組和第二電磁繞組的電流，進(jìn)而控制第一電磁繞組和第二電磁繞組之間側(cè)磁阻即制動力，實現(xiàn)剎車效果。第一電磁繞組和第二電磁繞組之間為空氣氣隙，沒有接觸部位，因此不產(chǎn)生任何磨損，避免了傳統(tǒng)剎車方式的摩擦損耗。
[0037]如圖4所示，所述第一電力變換電路20包括:變壓器11，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端作為輸入端連接到蓄電池，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端；第一開關(guān)管12，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關(guān)驅(qū)動器13 ;第一開關(guān)驅(qū)動器13，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體管和第二晶體管的發(fā)射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到電源1，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；第一二極管14，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到第一電感器15 ;第一電感器15與第一電容器16的公共端作為輸出端，第一電容器16的另一端連接至副邊地電位。
[0038]通過所述第一電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括:
[0039]首先，通過變壓器進(jìn)行電壓等級的轉(zhuǎn)換，所述變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述蓄電池，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端;
[0040]然后，通過第一開關(guān)管對輸入電壓進(jìn)行斬波處理，第一開關(guān)管的源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關(guān)驅(qū)動器；
[0041]接下來，通過第一開關(guān)驅(qū)動器對所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通占空比進(jìn)行調(diào)制，第一開關(guān)驅(qū)動器包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管,第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，控制端接收所述控制器輸出的控制信號，第一晶體管和第二晶體管的發(fā)射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到蓄電池，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；
[0042]如圖5所示，所述第二電力變換電路60包括:第二電感器21，其一端連接至所述電源I ;第二開關(guān)管22和第三開關(guān)管23，第二開關(guān)管22和第三開關(guān)管23的源極連接在一起且連接至第二電感器21的另一端，第二開關(guān)管22的漏極連接至副邊地電位，第三開關(guān)管
23的漏極連接至輸出端和第二電容器25，第二電容器25的另一端連接至副邊地電位；第二開關(guān)驅(qū)動器24，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的開關(guān)驅(qū)動信號，一路耦接至所述第二開關(guān)管22柵極，另一路耦接至所述第三開關(guān)管23柵極。
[0043]通過所述第二電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括:
[0044]首先，通過第二電感器對蓄電池輸入電壓進(jìn)行濾波；
[0045]然后，通過開關(guān)電路對濾波后電壓進(jìn)行處理，開關(guān)電路包括第二開關(guān)管和第三開關(guān)管，第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的源極連接在一起且連接至第二電感器的另一端，第二開關(guān)管的漏極連接至副邊地電位，第三開關(guān)管的漏極連接至第二電容器，第二電容器的另一端連接至副邊地電位；上述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的控制端連接到第二開關(guān)驅(qū)動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的開關(guān)驅(qū)動信號，一路耦接至所述第二開關(guān)管柵極，另一路耦接至所述第三開關(guān)管柵極，其控制端連接到所述DSP處理器。
[0046]所述控制器50輸出控制信號到第一開關(guān)驅(qū)動器13和第二開關(guān)驅(qū)動器24的控制端，控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，進(jìn)而控制輸出到電磁繞組的電流。
[0047]優(yōu)選地，所述控制器為DSP處理器。
[0048]優(yōu)選地，所述控制器為TMS320F2812DSP處理器。
[0049]TMS320F2812DSP,是32位定點(diǎn)DSP，其擁有EVA、EVB事件管理器和配套的12位16通道的AD數(shù)據(jù)采集，具有豐富的外設(shè)接口，如CAN、SCI等。TMS320F2812的ADC模塊是一個12位分辨率的，具有流水線結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，TMS320F2812內(nèi)置雙采樣保持電路，保持?jǐn)?shù)據(jù)采集時窗口有獨(dú)立的預(yù)定標(biāo)控制。并且允許系統(tǒng)對同一通道轉(zhuǎn)換多次，允許用戶執(zhí)行過采樣算法，這較傳統(tǒng)的單一轉(zhuǎn)換結(jié)果增加了更多的解決方案，有利于提高采樣的精度。有多個觸發(fā)源可以啟動ADC轉(zhuǎn)換?？焖俚霓D(zhuǎn)換時間，ADC時鐘可以配置為25MHz，最高采樣帶寬為12.5MSPS。用TMS320F2812搭建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，不必外接ADC，避免了復(fù)雜的硬件設(shè)計。
[0050]本發(fā)明通過設(shè)置在驅(qū)動軸上的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)磁阻制動，避免了傳統(tǒng)剎車片的部件磨損。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于數(shù)字控制的電磁剎車方法，基于第一電磁繞組和第二電磁繞組，所述第一電磁繞組與輪胎同軸固定且設(shè)置在輪轂內(nèi)側(cè)，第一電磁繞組的數(shù)量至少為8個，均勻分布在輪轂內(nèi)側(cè)的圓周上；所述第二電磁繞組通過剎車支架固定在第一電磁繞組行進(jìn)路徑的圓周上，第一電磁繞組隨輪胎旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成轉(zhuǎn)子，第二電磁繞組固定在剎車支架上，作為定子；其特征在于，包括以下步驟: 步驟(a)，通過與剎車踏板相連接的傳感器將駕駛?cè)藛T剎車力度轉(zhuǎn)化為成比例的電信號; 步驟(b)，通過控制器接收所述電信號，控制器中存儲有數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表包括電信號數(shù)值及與其對應(yīng)的控制信號，當(dāng)接收到所述電信號后，通過鏈接查找到相應(yīng)的控制信號，并將其輸出； 步驟(C)，通過第一電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第一電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第一電磁繞組； 通過所述第一電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括: 首先，通過變壓器進(jìn)行電壓等級的轉(zhuǎn)換，所述變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到所述蓄電池，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端； 然后，通過第一開關(guān)管對輸入電壓進(jìn)行斬波處理，第一開關(guān)管的源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關(guān)驅(qū)動器； 接下來，通過第一開關(guān)驅(qū)動器對所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通占空比進(jìn)行調(diào)制，第一開關(guān)驅(qū)動器包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，控制端接收所述控制器輸出的控制信號，第一晶體管和第二晶體管的發(fā)射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到蓄電池，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位； 步驟(d)，通過第二電力變換電路對其輸入端接入的蓄電池電壓進(jìn)行電力變換，其輸出端連接到第二電磁繞組，根據(jù)所述控制器的控制信號控制輸出相應(yīng)幅值的電流到所述第二電磁繞組； 通過所述第二電力變換電路進(jìn)行電力變換的步驟，具體包括: 首先，通過第二電感器對蓄電池輸入電壓進(jìn)行濾波； 然后，通過開關(guān)電路對濾波后電壓進(jìn)行處理，開關(guān)電路包括第二開關(guān)管和第三開關(guān)管，第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的源極連接在一起且連接至第二電感器的另一端，第二開關(guān)管的漏極連接至副邊地電位，第三開關(guān)管的漏極連接至第二電容器，第二電容器的另一端連接至副邊地電位；上述第二開關(guān)管和第三開關(guān)管的控制端連接到第二開關(guān)驅(qū)動器，其為德州儀器公司UC3714芯片,基于控制端輸入的時鐘信號產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的開關(guān)驅(qū)動信號,一路率禹接至所述第二開關(guān)管柵極，另一路耦接至所述第三開關(guān)管柵極，其控制端連接到所述DSP處理器。
【文檔編號】B60L7/24GK104149637SQ201410377162
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】高霞 申請人:青島盛嘉信息科技有限公司