[发明专利]一种车用自励式液冷缓速器电子控制装置

摘要

本发明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。

主权项

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向输入端1IN+连接电阻R24一端，电阻R24另一端分别接两个可调电位器R21的1脚、 R22的3脚，可调电位器R21的2、3脚均接电源VCC，可调电位器R22的1、2脚均接地，电压比较芯片U5的1脚即该运算放大器的输出端1OUT连接U1的PT7引脚； F‑V转换芯片U4的5脚连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端连接电压比较芯片U5的5脚即U5第二个运算放大器的正向输入端2IN+，电压比较芯片U5的6脚即第二个运算放大器的反向输入端2IN‑连接电阻R26一端，电阻R26另一端分别接两个可调电位器R27、R28的3脚，可调电位器R28的1、2脚均接电源VCC，可调电位器R27的1、2脚均接地，电压比较芯片U5的7脚即U1第二个运算放大器的输出端2OUT连接U1的PA2引脚；F‑V转换芯片U4的5脚连接电阻R29的一端，电阻R29的另一端连接电压比较芯片U5的10脚即U5第三个运算放大器的正向输入端3IN+，U5的9脚即第三个运算放大器的反向输入端3IN‑连接电阻R30一端，电阻R30另一端分别接两个可调电位器R31、 R32的3脚，可调电位器R32的1、 2脚均接电源VCC，可调电位器R31的1、 2脚均接地，电压比较芯片U5的8脚即微处理器U1第三个运算放大器的输出端3OUT连接U1的PT5引脚； U5的4脚接VCC，U5的11脚接地；温度传感器信号线Temp连接过压保护二极管D4的2脚，D4、D5、D6的型号为BAS21S，D4的3脚接电阻R16的一端，R16的另一端接VCC，D4的3脚接电阻R16的一端的同时接电容C16的一端，C16的另一端接地，同时D4的3脚接微处理器U1的PT6引脚；巡航信号线Cruise连接二极管D5的2脚， D5的3脚接电阻R17的一端，R17的另一端接VCC，D5的3脚接电阻R17的一端的同时接电容C17的一端，C17的另一端接地，同时D5的3脚接微处理器U1的PT4引脚；ABS信号线连接二极管D6的2脚， D6的3脚接电阻R18的一端，R18的另一端接VCC，D6的3脚接电阻R18的一端的同时接电容C18的一端，C18的另一端接地，同时D6的3脚接微处理器U1的PAD00引脚；数据采集模块F‑V转换电路是所述数据采集模块电路中F‑V转换芯片U4 的外围电路，数据采集模块F‑V转换电路的的F‑V转换芯片U4的型号为LM2917， F‑V转换芯片U4的1脚和速度传感器的信号线连接，F‑V转换芯片U4的2脚和电容C43一端连接，电容C43的另一端和地连接，F‑V转换芯片U4的3脚和电位器R41的3脚连接，电位器的型号为3296W，电位器R41的1、2脚均和地连接，F‑V转换芯片U4的4脚和电容C41正极连接，电容 C41负极和地连接，F‑V转换芯片U4的3脚与4脚直接连接，U4的5脚和电位器R42的3脚连接，电位器R42的1、2脚均和地连接，F‑V转换芯片U4的5脚和10脚直接连接，同时F‑V转换芯片U4的5脚和所述数据采集模块电路的电阻R27连接，F‑V转换芯片U4的8脚接+5V电源VCC，F‑V转换芯片U4的9脚接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接+5V电源VCC，F‑V转换芯片U4的11脚和12脚均接地；所述的操作失误关断电路采用PNP型开关三极管Q6作为开关电路，缓速器总开关K1安装在司机驾驶室，开关K1的一根电线连接电阻R35一端， K1的另一根电线接地，R35的另一端连接三极管Q6基极，Q6的发射极接+5V电源VDD， Q6的集电极连接微处理器U1的PWM4引脚，同时Q6的集电极连接一个电阻R36的一端，R36的另一端接地，并且电阻R36并联一个电容C36；所述励磁电流大功率输出电路具体结构是微处理器U1的引脚PWM0连接电阻R37的一端，电阻R37的另一端连接NPN型三极管Q8的基极，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R38的一端连接，电阻R38的另一端连接+5V电源VDD， NPN型三极管Q8的发射极接+5V电源VDD的地，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R38一端连接的同时和大功率开关管BTS550P即U12的输入端2脚连接， 大功率开关管U12的4脚连接电容C37的一端，电容C37另一端接车载电源+24V负极， 大功率开关管U12的5脚和1脚相连接的同时接续流二极管D12的2脚和缓速器定子励磁线圈RL33的一端电线，续流二极管D12的型号为MBRF40250，续流二极管D121、3脚连接的同时接车载电源+ 24V负极，缓速器定子励磁线圈RL33的另一端电线接车载电源+ 24V负极，大功率开关管U12的3脚接车载电源+ 24V正极，同时大功率开 关管U12的3脚串联电阻R39的一端，电阻R39的另一端连接电容C38一端，电容C38的另一端连接大功率开关管U12的5脚。