CN201646679U - 汽车轮毂温度自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车轮毂温度自动控制装置，包括稳压电源、单片计算机、轮毂温度传感器和轮毂温度检测电路，单片计算机分别与稳压电源轮毂温度检测电路相连，轮毂温度检测电路与轮毂温度传感器相连，还包括大气温度传感器、大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、霍尔车速传感器和车速信号处理电路，单片计算机分别与大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、车速信号处理电路相连，大气温度补偿电路还与大气温度传感器相连，车速信号处理电路还与霍尔车速传感器相连。本实用新型不仅控制精度较高、功能可扩展，而且节能高效、体积较小、结构简单。

Description

汽车轮毂温度自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，特别是涉及一种汽车轮毂温度自动控制装置。

背景技术

汽车在行驶过程中使用制动时，会产生大量的热量，汽车轮毂温度迅速升高，容易导致刹车功能的快速衰退和轮胎的损坏，严重时还会发生交通事故。为了避免事故发生，一般都是用水将其冷却，来控制汽车轮毂的温度进行保护。对于载重汽车或客车，例如大货车和长途客车，尤其是在山区中运行的车，更需要对汽车轮毂的温度进行控制来保证行驶安全。

传统的轮毂温度控制方式是利用水，开关(水龙头)安装在驾驶内，通过水管从驾驶室内把冷却水分配到各轮毂。采用这种冷却方式时，需要在驾驶室底板开孔洞来装入水管，会造成驾驶室人为的破坏，将水引入室内时，还有可能发生漏水情况，造成驾驶室底板的损坏。随后的改进是通过人工操控电源实现喷淋电磁阀的远程控制，水管安装在驾驶室外任意位置，通过电源来控制水流量，实现远距离操控。采用这种方式，不须要在室内安装水管，只装电源线即可。上述两种方式的缺点是均需要人工参与，受人为影响因素较大，而且，当汽车轮毂温度过高的时候(当其温度超过材料的居里点时)，突然加水冷却，会造成汽车轮毂的龟裂，虽然在一定程度上可以起到冷却汽车轮毂的作用，达到提高汽车制动效能的目的，但是存在潜在的汽车轮毂损坏的可能性，总体上属于比较落后的方案。除此之外，山东致富卡车淋水器公司设计的控制器，采用当司机踩下刹车开关时，淋水器对刹车毂喷水冷却，降低了刹车时产生的高温，提高了汽车的安全性能，但在控制策略上仍不够完善和理想。

随着汽车喷淋装置的不断发展，与汽车喷淋控制器相关的专利技术也越来越多。

例如，专利号为ZL2003249459.9的实用新型专利，公开了一种汽车刹车自动冷却装置，由温度测量、水位检测、报警和驱动执行四部分组成，它主要根据检测轮毂的温度，控制水泵输送冷却水，同时具有水箱中水用完时，能自动报警。

公开号为CN2239376的专利公开了一种汽车轮毂自动冷却装置，它的温控电路主要通过检测轮毂温度进行冷却控制的，形成广泛应用于山区或丘陵地带行驶的汽车或拖拉机的轮毂冷却。

申请号为03102445的发明专利申请，公开了一种汽车水冷喷淋降温装置，它是专供卡车发动机散热器、刹车锅、轮胎的快速降温的装置，由固定在车箱下面的圆筒形气压水罐连接出水主管至水路分配器，再由支路水管连接到各喷雾头、喷水嘴，给所需降温的部位喷水，而达到快速降温的目的。降温效果显著，节约能源。气压水罐由汽车储气筒提供1.5MPa的压力，水路分配阀有手控、电控和全自动控制几种方式，设计新颖，适合于各种卡车的安装。

申请号为200910059535的实用新型专利申请，公开了一种汽车喷淋装置的装配式水箱，主要是通过冷却水箱来实现汽车轮毂的温度控制。

申请号为200610022320的发明专利申请，公开了一种高安全性汽车冷却喷淋装置，包括带有进水口、出水口、进气口的储水箱、与储水箱出水口相连的过滤器、与过滤器出水口相连的组合分配阀门和汽车发电机，其中在进水口、进气口上均设有阀门，组合分配阀门设有2个或2个以上的出水口阀门，每个出水口阀门均与设置在汽车不同位置的喷嘴相连，储水箱的进气口通过管道与一空气压缩机相连，在储水箱内还设有压力开关，空气压缩机、压力开关和汽车发电机串联组成空气压缩机的驱动电路。不会影响汽车的刹车制动功能，节约能源，同时可自动控制出水压力，保证喷嘴出水的洁净和压力均衡。

公开号为CN02229049.4的实用新型专利，涉及一种汽车制动系全自动雾化喷淋冷却装置，主要包括水箱总成、水分配器、集成控制模块等，集成控制模块分别与电磁开关水阀、电磁开关气阀、水位侧头、热敏元等连接，水箱总成通过电磁开关水阀接所述水分配器，通过电磁开关气阀、过滤减压阀接汽车气路；水分配器装有雾化喷头。该冷却装置，雾化喷淋不淌水，冷却效果好；气源截取规范，确保不影响汽车本身工况，整个系统安全可靠；而且增加了报警功能；解决了现有的冷却装置存在的浪费冷却水源、气源乱取、无报警等问题，其控制主要根据温度进行控制。

综上所述，现有的通过喷淋实现控制汽车轮毂温度的产品存在控制精度较低、功能单一、浪费能源、体积庞大、结构复杂的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种控制精度较高、功能可扩展、节能高效、体积较小、结构简单的汽车轮毂温度自动控制装置。

本实用新型提供的汽车轮毂温度自动控制装置，包括稳压电源、单片计算机、轮毂温度传感器和轮毂温度检测电路，所述单片计算机分别与稳压电源轮毂温度检测电路相连，轮毂温度检测电路与轮毂温度传感器相连，还包括大气温度传感器、大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、霍尔车速传感器和车速信号处理电路，单片计算机分别与大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、车速信号处理电路相连，大气温度补偿电路还与大气温度传感器相连，车速信号处理电路还与霍尔车速传感器相连。

在上述技术方案中，还包括喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路、喷淋指示灯、停止喷淋信号输出电路，所述喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路和停止喷淋信号输出电路均与单片计算机相连，喷淋指示灯通过喷淋输出反馈电路与单片计算机相连。

在上述技术方案中，还包括故障报警电路，所述故障报警电路分别与稳压电源、单片计算机相连。

在上述技术方案中，所述轮毂温度检测电路包括电阻R62和二极管D10，电阻R62的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D10的正极相连，二极管D10的负极与轮毂温度传感器相连。

在上述技术方案中，所述大气温度补偿电路包括电阻R63和二极管D9，电阻R63的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D9的正极相连，二极管D9的负极与大气温度传感器相连。

在上述技术方案中，所述喷淋温度阀值设置电路包括均与单片计算机相连的电阻R70～R72和参数设置开关SW1～SW3，电阻R70～R72的一端与稳压电源相连，另一端分别与参数设置开关SW1～SW3的一端相连，参数设置开关SW1～SW3的另一端接地。

在上述技术方案中，所述刹车信号处理电路包括三极管T4、二极管D7和电阻R98～R99，三极管T4的基极与电阻R98相连，三极管T4的集电极与电阻R99相连，三极管T4的发射极与二极管D7的正极相连，刹车信号通过二极管D7的负极接入。

在上述技术方案中，所述车速信号处理电路包括电阻R80～R83、电容C80和三极管T1，电阻R80的一端与霍尔车速传感器的输出端相连，另一端分别与电容C80、电阻R81～R82的一端相连，电容C80、电阻R81的另一端接地，电阻R82的另一端与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极与电阻R83的一端相连，电阻R83的另一端与稳压电源相连，三极管T1的发射极接地。

在上述技术方案中，所述停止喷淋信号输出电路包括二级管D6、三极管T3和电阻R93～R94，二级管D6的正极与单片计算机相连，二级管D6的负极与电阻R93的一端相连，电阻R93的另一端与三极管T3的基极相连，三极管T3的发射极接地，三极管T3的集电极与电阻R94的一端相连，电阻R94的另一端与稳压电源相连。

在上述技术方案中，所述故障报警电路包括发光二极管D12和电阻R64，发光二极管D12的正极与稳压电源相连，负极与电阻R64的一端相连，电阻R64的另一端与单片计算机相连。

本实用新型主要根据轮毂温度进行喷淋控制，同时还能检测到大气温度、车辆在单位时间内的制动次数、车辆速度的变化等参数(这些参数在控制中作为控制喷淋时间的参考数据，达到既能冷却又能节约水的目的)，自动控制喷水冷却轮毂，提高汽车的制动效能，此外本实用新型还在轮毂温度传感器、大气温度传感器、喷淋出水继电器发生故障自动监测并报警自锁、自动停止输出的全自动装置，采用模块式结构，可容易地实现单点温度或多点温度的组合控制。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型容许系统电源波动范围大而不影响测量和控制精度。如对于24V汽车电源，容许电压在12V-42V之间长期运行而不影响测量和控制精度。

2、本实用新型未控制喷淋时，电流只有20mA功耗低，测量和控制精度高(3％)。

3、本实用新型生产制造工艺简单。

4、本实用新型体积小，结构简单。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路图；

图3为本实用新型的应用框图。

图中：1-外壳，2-轮毂温度传感器，3-大气温度传感器，4-刹车信号，5-车速信号，6-喷淋电磁阀，7-喷淋指示灯，8-故障报警指示灯，9-停止喷淋信号，10-控制喷淋电磁阀的24V输出。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

参见图1所示，本实用新型提供的汽车轮毂温度自动控制装置，包括稳压电源、单片计算机、轮毂温度传感器和轮毂温度检测电路，单片计算机分别与稳压电源轮毂温度检测电路相连，轮毂温度检测电路与轮毂温度传感器相连，还包括大气温度传感器、大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、霍尔车速传感器和车速信号处理电路，单片计算机分别与大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、车速信号处理电路相连，大气温度补偿电路还与大气温度传感器相连，车速信号处理电路还与霍尔车速传感器相连。

参见图2所示，轮毂温度检测电路包括电阻R62和二极管D10，电阻R62的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D10的正极相连，二极管D10的负极与轮毂温度传感器相连。大气温度补偿电路包括电阻R63和二极管D9，电阻R63的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D9的正极相连，二极管D9的负极与大气温度传感器相连。喷淋温度阀值设置电路包括均与单片计算机相连的电阻R70～R72和参数设置开关SW1～SW3，电阻R70～R72的一端与稳压电源相连，另一端分别与参数设置开关SW1～SW3的一端相连，参数设置开关SW1～SW3的另一端接地。刹车信号处理电路包括三极管T4、二极管D7和电阻R98～R99，三极管T4的基极与电阻R98相连，三极管T4的集电极与电阻R99相连，三极管T4的发射极与二极管D7的正极相连，刹车信号通过二极管D7的负极接入。车速信号处理电路包括电阻R80～R83、电容C80和三极管T1，电阻R80的一端与霍尔车速传感器的输出端相连，另一端分别与电容C80、电阻R81～R82的一端相连，电容C80、电阻R81的另一端接地，电阻R82的另一端与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极与电阻R83的一端相连，电阻R83的另一端与稳压电源相连，三极管T1的发射极接地。

在上述基础上，还可以包括喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路、喷淋指示灯、停止喷淋信号输出电路，所述喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路和停止喷淋信号输出电路均与单片计算机相连，喷淋指示灯通过喷淋输出反馈电路与单片计算机相连。停止喷淋信号输出电路包括二级管D6、三极管T3和电阻R93～R94，二级管D6的正极与单片计算机相连，二级管D6的负极与电阻R93的一端相连，电阻R93的另一端与三极管T3的基极相连，三极管T3的发射极接地，三极管T3的集电极与电阻R94的一端相连，电阻R94的另一端与稳压电源相连。

除此之外，还可以包括故障报警电路，所述故障报警电路分别与稳压电源、单片计算机相连。故障报警电路包括发光二极管D12和电阻R64，发光二极管D12的正极与稳压电源相连，负极与电阻R64的一端相连，电阻R64的另一端与单片计算机相连。

本实用新型的工作原理如下：

稳压电源通过输出支路分别与轮毂温度传感器及处理电路、大气温度传感器及处理电路、刹车开关信号处理电路、车速信号处理电路、单片计算机、计算机I/O口经功率放大组成的喷淋电磁阀控制电路、喷淋指示灯、故障指示灯、EEPROM电可擦除存储器组成的控制参数记忆电路、参数调节开关等电路连接，以计算机为核心组成测量、指示、控制电路，在此基础上，增加了轮毂温度传感器断线和短路报警功能自锁功能、测量大气温度补偿的温度传感器断线和短路报警功能和自锁功能、冷却轮毂出水电磁阀故障报警和自锁功能，并且增加制动开关动作、制动时间的测量电路，作为喷淋冷却时间控制的辅助参量，还增加了多点温度控制功能，一个主温度控制器工作或一个主温度控制器和多个子温度控制共同工作。

考虑到汽车浪涌电压对仪表元件构成的不良影响，电路中加入了浪涌吸收管(TVS管)，同时设计考虑了整个系统的电流消耗、电压的波动范围(16V-36V范围为设计目标)，保持5V三端稳压电源输入电压差范围为6.5V-26V，合理选择调压电阻R1～R2的参数，使三端稳压器和电阻元件既发热合理，又能保持5V三端稳压电源输入电压范围在6.5V-26V之间，使电源的输出保持稳定的5V，从而使本实用新型的工作电压在16V-36V的范围内工作，不影响仪表的准确度，同时符合国家标准中规定的汽车电器系统的电源波动为20V到30V的范围。5V稳压电源电路由电容C1～C7、二极管D1、电阻R1～R2、TVS管、5V三端稳压器组成，通过调整R1、R2的参数可以使本电源用于24V或12V汽车电器系统。

车速信号处理电路由二极管D5、电阻R80～R83、电容C80、三极管T1组成，其输入端连接有霍尔(主要做车速里程表)转速传感器，在三极管T1的集电极得到反映车速的方波脉冲信号，通过单片计算机测量计算得到车速。

参数设置开关SW3和电阻R72组成的电路用于存放喷淋冷却时间参数(和轮毂结构有关)的设置。EEPROM芯片用于存储喷淋温度阀值、喷淋冷却时间参数。二极管D4～D5、电阻R90和三极管T2组成喷淋冷确控制电路，需要喷淋时从A点输出一个24V电源，负载能力可达到10A。二极管D7、电阻R98～R99和三极管T4组成刹车信号处理电路，B接地时C点得到一个低电平信号。二极管D6、电阻R93～R94和三极管T3组成停止冷却信号输出电路，由TXD控制，TXD为高电平的时，D点输出低电平，代表停止加热。二极管D3、电阻R91～R92和三极管T5组成喷淋冷却电源输出检测电路，当有喷淋电源输出的时，E点电平为低，否则为高。二极管D12和电阻R64组成故障指示电路，不同闪烁速度的代表不同故障代码。二极管D11和电阻R65组成喷淋冷却输出指示电路，有输出时候二极管D11发亮。P87LPC767单片计算机作为整个实用新型输入、输出接口信号处理的核心。

每个轮毂冷却系统中(可以有多个温度控制器组成)，必须有一个主温度控制器，以上介绍的是主温度控制器，能检测到车速、大气温度、单位时间内刹车次数，而在子温度控制器中可以不需要检测车速、大气温度、单位时间内刹车次数。多个温度控制器并联工作时，由于每个控制器都可以检测到别的控制器是否在喷淋，如果处于喷淋状态，便不需要重复输出，如果主控制器发出停止输出信号，子控制器可以根据自身的温度情况决定是否停止冷却，以达到共同控制的目的，使整个车的轮毂温度处于安全的状态，保持高的制动效能。需要说明的是：对于所属领域的技术人员来说，在不改变本实用新型原理的前提下可以对本实用新型作出若干的改变或变形，如去掉车速信号、刹车信号或停止喷淋冷却输出反馈，同样属于本实用新型的保护范围。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种汽车轮毂温度自动控制装置，包括稳压电源、单片计算机、轮毂温度传感器和轮毂温度检测电路，所述单片计算机分别与稳压电源轮毂温度检测电路相连，轮毂温度检测电路与轮毂温度传感器相连，其特征在于：还包括大气温度传感器、大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、霍尔车速传感器和车速信号处理电路，单片计算机分别与大气温度补偿电路、喷淋温度阀值设置电路、刹车信号处理电路、车速信号处理电路相连，大气温度补偿电路还与大气温度传感器相连，车速信号处理电路还与霍尔车速传感器相连。

2.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：还包括喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路、喷淋指示灯、停止喷淋信号输出电路，所述喷淋电磁阀控制电路、喷淋输出反馈电路和停止喷淋信号输出电路均与单片计算机相连，喷淋指示灯通过喷淋输出反馈电路与单片计算机相连。

3.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：还包括故障报警电路，所述故障报警电路分别与稳压电源、单片计算机相连。

4.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述轮毂温度检测电路包括电阻R62和二极管D10，电阻R62的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D10的正极相连，二极管D10的负极与轮毂温度传感器相连。

5.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述大气温度补偿电路包括电阻R63和二极管D9，电阻R63的一端与稳压电源相连，另一端与二极管D9的正极相连，二极管D9的负极与大气温度传感器相连。

6.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述喷淋温度阀值设置电路包括均与单片计算机相连的电阻R70～R72和参数设置开关SW1～SW3，电阻R70～R72的一端与稳压电源相连，另一端分别与参数设置开关SW1～SW3的一端相连，参数设置开关SW1～SW3的另一端接地。

7.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述刹车信号处理电路包括三极管T4、二极管D7和电阻R98～R99，三极管T4的基极与电阻R98相连，三极管T4的集电极与电阻R99相连，三极管T4的发射极与二极管D7的正极相连，刹车信号通过二极管D7的负极接入。

8.如权利要求1所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述车速信号处理电路包括电阻R80～R83、电容C80和三极管T1，电阻R80的一端与霍尔车速传感器的输出端相连，另一端分别与电容C80、电阻R81～R82的一端相连，电容C80、电阻R81的另一端接地，电阻R82的另一端与三极管T1的基极相连，三极管T1的集电极与电阻R83的一端相连，电阻R83的另一端与稳压电源相连，三极管T1的发射极接地。

9.如权利要求2所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述停止喷淋信号输出电路包括二级管D6、三极管T3和电阻R93～R94，二级管D6的正极与单片计算机相连，二级管D6的负极与电阻R93的一端相连，电阻R93的另一端与三极管T3的基极相连，三极管T3的发射极接地，三极管T3的集电极与电阻R94的一端相连，电阻R94的另一端与稳压电源相连。

10.如权利要求3所述的汽车轮毂温度自动控制装置，其特征在于：所述故障报警电路包括发光二极管D12和电阻R64，发光二极管D12的正极与稳压电源相连，负极与电阻R64的一端相连，电阻R64的另一端与单片计算机相连。

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