專利名稱：車用電渦流減速的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車電制動(dòng)力的調(diào)節(jié)控制方法，特別是涉及利用PWM(脈沖寬度調(diào)制)電路技術(shù)的車用電渦流減速的調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)普遍采用機(jī)械摩擦方式，由于機(jī)械摩擦方式是速度越高摩擦系數(shù)越小，亦即制動(dòng)力越小，因而制動(dòng)存在不穩(wěn)定因素。隨著機(jī)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)功率增加、車速提高及載荷加重，使用機(jī)械摩擦式制動(dòng)有時(shí)會發(fā)生車輛制動(dòng)失靈，從而危及車上人們生命、財(cái)產(chǎn)安全；另方面這種制動(dòng)方式造成制動(dòng)器械及車輪相關(guān)部件磨損，增加了使用成本，也增加了使用時(shí)的不安全因素。近年來，電渦流減速技術(shù)在機(jī)動(dòng)車輛制動(dòng)領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展，例如本申請人專利號為99 2 38831、名為“車用電渦流減速器”的中國專利公開了一種車用電渦流減速器技術(shù)，其中電渦流減速器的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)均有詳細(xì)說明，此處不再贅述。但是所述車用電渦流減速器在制動(dòng)力的調(diào)節(jié)方面采用有觸點(diǎn)繼電器分組切換相關(guān)勵(lì)磁繞組來改變減速力度，其制動(dòng)力的增減是階躍的，司機(jī)只能根據(jù)車速的快慢來選擇其中某個(gè)檔次的制動(dòng)力，這樣選定的制動(dòng)力當(dāng)然很難適合當(dāng)時(shí)的車速，制動(dòng)力過小，減速不明顯，制動(dòng)力過大，容易造成車上貨物損壞或引起乘客反感甚至受傷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種基于電力電子技術(shù)的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，該方法能使電渦流制動(dòng)力在幾乎為零的最小值至最大值的全范圍內(nèi)作無級調(diào)整，操作簡便，穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，用于機(jī)動(dòng)車行駛中減速，旨在控制所用減速器各勵(lì)磁繞組L的電流I，包括以下步驟A.將所用減速器各勵(lì)磁繞組L作所需要的任何形式串—并聯(lián)連接；
B.對串—并聯(lián)后形成的每一組繞組Z都串接一斬波調(diào)節(jié)器CH，然后再連接電源；C.對每一斬波調(diào)節(jié)器CH都用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式控制其導(dǎo)通和截止，以使各繞組L的電流I能夠在最小值Imin和最大值Imax之間均勻、連續(xù)地變化，從而有電渦流制動(dòng)力的全范圍無級調(diào)整。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法的優(yōu)點(diǎn)在于1.能對電渦流制動(dòng)力進(jìn)行無級調(diào)整；2.穩(wěn)定性好，制動(dòng)效果好，安全性高。
圖1是本發(fā)明所用電渦流減速器各勵(lì)磁繞組L，作串—并聯(lián)連接后再串接所述斬波調(diào)節(jié)器CH的連接示意圖；圖2是本發(fā)明車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法的詳細(xì)邏輯框圖；圖3是本發(fā)明車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法實(shí)施例之一的電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，參見圖1、圖2，用于機(jī)動(dòng)車行駛中減速，旨在控制所用減速器各勵(lì)磁繞組L的電流I，包括以下步驟A.將所用減速器各勵(lì)磁繞組L作任何形式的串—并聯(lián)連接；B.對串—并聯(lián)后形成的每一組繞組Z都串接一斬波調(diào)節(jié)器CH，然后再連接電源；C.對每一斬波調(diào)節(jié)器CH都用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式控制其導(dǎo)通和截止，以使各繞組L的電流I能夠在最小值Imin和最大值Imax之間均勻、連續(xù)地變化，從而有電渦流制動(dòng)力的全范圍無級調(diào)整。
考慮標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需要，本發(fā)明所用的電渦流減速器各勵(lì)磁繞組L1、L2、...大都按12伏直流供電設(shè)計(jì)。對于使用24伏車上電網(wǎng)的大型機(jī)動(dòng)車輛，所述電渦流減速器各勵(lì)磁繞組L先兩兩串聯(lián)然后再全部并聯(lián)成一組繞組Z，并且該一組繞組Z只串聯(lián)一個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH。當(dāng)然也可以把它們分別并聯(lián)成兩組繞組Z1和Z2，如圖1a所示(省略了L5至L8及CH2的連接示意圖)，如果所述減速器是8個(gè)勵(lì)磁繞組，即L1至L8，那么這樣串—并聯(lián)連接，用兩個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH1和CH2分別按PWM方式控制其勵(lì)磁電流I1和I2均勻變化即可。如此連接即使有一個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH1或CH2損壞，也不致于失去全部制動(dòng)力，盡管所述調(diào)節(jié)器損壞的可能性非常小。對于使用12伏供電的車輛，只須將所述各勵(lì)磁繞組全部并聯(lián)或分組并聯(lián)，再串接所述斬波調(diào)節(jié)器CH作PWM方式控制，如圖1b所示(省略了L5至L8及CH4的連接示意圖)，如果所述減速器是8個(gè)勵(lì)磁繞組，即L1至L8，那么這樣并聯(lián)連接成兩組繞組Z1′和Z2′，用兩個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH3和CH4分別按PWM方式控制其勵(lì)磁電流I3和I4均勻變化即可。如此連接即使有一個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH3或CH4損壞，也不致于失去全部制動(dòng)力，盡管所述調(diào)節(jié)器損壞的可能性非常小。
如圖1所示，本發(fā)明中，裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有速度傳感器Bv(300)，在其速度信號Uv達(dá)到或超過設(shè)定的基礎(chǔ)速度信號值Uvb時(shí)，各斬波調(diào)節(jié)器CH才開始脫離完全截止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)入可由司機(jī)控制的PWM導(dǎo)通方式；反之所述速度信號Uv降至基礎(chǔ)速度信號值Uvb或其以下時(shí)，各斬波調(diào)節(jié)器CH即完全截止而不由司機(jī)控制，該機(jī)動(dòng)車于是失去電渦流制動(dòng)力。當(dāng)車速v＜vb＝5km/h時(shí)，速度傳感器Bv輸出的速度信號Uv小于所述設(shè)定的基礎(chǔ)速度信號值Uvb，此時(shí)各斬波調(diào)節(jié)器CH處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)車速v≥vb＝5km/h時(shí)，速度傳感器Bv輸出的速度信號Uv超過所述設(shè)定的基礎(chǔ)速度信號值Uvb，此時(shí)各斬波調(diào)節(jié)器CH才開始脫離完全截止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)入可由司機(jī)控制的PWM導(dǎo)通方式。
所述各勵(lì)磁繞組L的電路中均設(shè)電流傳感器BI(400)，由它們分別發(fā)送各電流信號UI，其中任一信號超過最大設(shè)定值UIm，該電流信號將作用于對應(yīng)該信號勵(lì)磁電流的各斬波調(diào)節(jié)器CH，令其降低導(dǎo)通比甚至完全截止，從而切斷故障電流。所述電流傳感器BI(400)，用市售通用的“霍爾電流變送器”400，其輸出信號經(jīng)放大并與設(shè)定信號比較后，差量信號輸入PWM控制器用于過電流防護(hù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，是輸出一個(gè)截止式過電流防護(hù)信號至所述PWM控制器，令其完全沒有脈沖輸出(即脈沖寬度為零)。
如圖1、3所示，所述斬波調(diào)節(jié)器CH的主開關(guān)元件VT用IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，其柵極可用市售通用的“PWM控制器”700控制，例如TL494電路，見圖3，經(jīng)由市售通用的“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”作脈沖寬度調(diào)制控制。當(dāng)然，所述主開關(guān)元件VT也完全可以使用雙極型晶體管或電力場效應(yīng)晶體管，各有利弊，相應(yīng)的控制電路可自行設(shè)計(jì)，但也都是現(xiàn)有技術(shù)。裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有壓力變送器BP(500)，制動(dòng)管內(nèi)的油壓或氣壓經(jīng)所述壓力變送器BP(500)測量及變換后輸出壓力信號Up，該壓力信號Up經(jīng)放大后控制PWM控制器700的輸出脈沖寬度，進(jìn)而能控制勵(lì)磁繞組L的電流I，最終控制機(jī)動(dòng)車制動(dòng)力的大小。制動(dòng)時(shí)，司機(jī)踩下制動(dòng)踏板的角度越大，制動(dòng)管內(nèi)的油壓或氣壓也越大，壓力變送器BP(500)輸出的壓力信號Up就越高，此壓力信號Up經(jīng)放大后控制PWM控制器700輸出的脈沖寬度就越大，則IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的輸出就越高。本發(fā)明車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法控制的脈沖占空比可在1％～99％之間連續(xù)無級調(diào)節(jié)，故所述各勵(lì)磁繞組L中的電流I可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，也即電渦流制動(dòng)力可全范圍無級調(diào)整。
如圖1所示，裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有“緊急制動(dòng)”按鈕或腳踏開關(guān)600，當(dāng)所述壓力變送器BP(500)發(fā)生故障或制動(dòng)管內(nèi)失壓時(shí)，司機(jī)按下或踩下所述“緊急制動(dòng)”按鈕或腳踏開關(guān)600，即會將預(yù)先設(shè)定好的能使脈沖寬度達(dá)到最大值的控制電壓送入PWM控制器700。本發(fā)明的此種緊急制動(dòng)方式具有軟制動(dòng)效果，不會造成急剎車沖擊。
本發(fā)明中，如圖1、3所示，經(jīng)所述串—并聯(lián)連接后形成的每一組繞組Z都并聯(lián)有續(xù)流二極管VD(800)，該續(xù)流二極管VD(800)令各勵(lì)磁繞組L內(nèi)的電流連續(xù)并能避免所述主開關(guān)元件IGBT被開關(guān)過電壓擊穿。
根據(jù)需要和車輛種類及型號的不同，本發(fā)明所用減速器各勵(lì)磁繞組L作所需要的任何形式串—并聯(lián)連接有如下方式1.將各勵(lì)磁繞組L先兩兩串聯(lián)然后再全部并聯(lián)成一組繞組Z，并且該一組繞組Z只串聯(lián)一個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH。
2.將各勵(lì)磁繞組L兩兩串聯(lián)成多組繞組Z1、Z2、...，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
3.將各勵(lì)磁繞組L兩兩串聯(lián)成多組繞組Z1、Z2、...，再并聯(lián)成兩組繞組Z1′、Z2′，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
4.將各勵(lì)磁繞組L先兩兩并聯(lián)或者每三個(gè)并聯(lián)成多組繞組Z1′、Z2′...，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
權(quán)利要求
1.一種車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，用于機(jī)動(dòng)車行駛中減速，旨在控制所用減速器各勵(lì)磁繞組L的電流I，其特征在于包括以下步驟A.將所用減速器各勵(lì)磁繞組L作所需要的任何形式串—并聯(lián)連接；B.對串—并聯(lián)后形成的每一組繞組Z都串接一斬波調(diào)節(jié)器CH，然后再連接電源；C.對每一斬波調(diào)節(jié)器CH都用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式控制其導(dǎo)通和截止，以使各繞組L的電流I能夠在幾乎為零的最小值Imin和最大值Imax之間均勻、連續(xù)地變化，從而有電渦流制動(dòng)力的全范圍無級調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有速度傳感器(Bv，300)，在其速度信號Uv達(dá)到或超過設(shè)定的基礎(chǔ)速度信號值Uvb時(shí)，各斬波調(diào)節(jié)器CH才開始脫離完全截止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)入可由司機(jī)控制的PWM導(dǎo)通方式；反之所述速度信號Uv降至基礎(chǔ)速度信號值Uvb或其以下時(shí)，各斬波調(diào)節(jié)器CH即完全截止而不由司機(jī)控制，該機(jī)動(dòng)車于是失去電渦流制動(dòng)力。
3.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述各勵(lì)磁繞組L的電路中均設(shè)電流傳感器(BI，400)，由它們分別發(fā)送各電流信號UI，其中任一信號超過最大設(shè)定值UIm時(shí)，該電流信號將作用于對應(yīng)該信號勵(lì)磁電流的斬波調(diào)節(jié)器CH，令其降低導(dǎo)通比甚至完全截止，從而切斷故障電流。
4.如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述斬波調(diào)節(jié)器CH的主開關(guān)元件VT用IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，其柵極由市售通用的“PWM控制器”(700)經(jīng)由市售通用的“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”作脈沖寬度調(diào)制控制。
5.如權(quán)利要求3所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述電流傳感器(BI，400)用市售通用的“霍爾電流變送器”(400)，其輸出信號經(jīng)放大并與設(shè)定信號比較后，差量信號輸入PWM控制器(700)用于過電流防護(hù)。
6.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有壓力變送器(BP，500)，制動(dòng)管內(nèi)的油壓或氣壓經(jīng)所述壓力變送器(BP，500)測量及變換后輸出壓力信號Up，該壓力信號Up經(jīng)放大后能夠控制PWM控制器(700)的輸出脈沖寬度，進(jìn)而控制勵(lì)磁繞組L的電流I，最終控制所述機(jī)動(dòng)車制動(dòng)力的大小。
7.如權(quán)利要求1或6所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于裝用所述減速器的機(jī)動(dòng)車上有“緊急制動(dòng)”按鈕或腳踏開關(guān)(600)，當(dāng)所述壓力變送器(BP，500)發(fā)生故障或制動(dòng)管內(nèi)失壓時(shí)，司機(jī)按下或踩下所述“緊急制動(dòng)”按鈕或腳踏開關(guān)(600)，即會將預(yù)先設(shè)定好的能使脈寬達(dá)到最大值的控制電壓送入PWM控制器(700)。
8.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于經(jīng)所述串—并聯(lián)連接后形成的每一組繞組Z都并聯(lián)有續(xù)流二極管(VD，800)。
9.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述步驟A所需要的任何形式的串—并聯(lián)連接是，將各勵(lì)磁繞組L先兩兩串聯(lián)然后再全部并聯(lián)成一組繞組Z，并且該一組繞組Z只串聯(lián)一個(gè)斬波調(diào)節(jié)器CH。
10.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述步驟A所需要的任何形式的串—并聯(lián)連接是，將各勵(lì)磁繞組L兩兩串聯(lián)成多組繞組Z1、Z2、…，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
11.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述步驟A所需要的任何形式的串—并聯(lián)連接是，將各勵(lì)磁繞組L兩兩串聯(lián)成多組繞組Z1、Z2、…，再并聯(lián)成兩組繞組Z1′、Z2′，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
12.如權(quán)利要求1所述的車用電渦流減速調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述步驟A所需要的任何形式的串—并聯(lián)連接是，將各勵(lì)磁繞組L兩兩并聯(lián)或者每三個(gè)并聯(lián)成多組繞組Z1′、Z2′…，并且每組繞組都串聯(lián)一斬波調(diào)節(jié)器CH。
全文摘要
一種涉及利用PWM(脈沖寬度調(diào)制)電路技術(shù)的車用電渦流減速的調(diào)節(jié)方法,用于機(jī)動(dòng)車行駛中減速,旨在控制所用減速器各勵(lì)磁繞組L的電流I,包括以下步驟:A將所用減速器各勵(lì)磁繞組L作任何形式的串－并聯(lián)連接;B對串－并聯(lián)后形成的每一組繞組Z都串接一斬波調(diào)節(jié)器CH,然后再連接電源;C.對每一斬波調(diào)節(jié)器CH都用PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式控制其導(dǎo)通和截止,以使各繞組L的電流I能夠在最小值I
文檔編號H02P3/04GK1348251SQ0112976
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者凌兆蔚, 陳有勤 申請人:深圳市特爾佳運(yùn)輸科技有限公司