实用新型内容
为了解决上述的技术问题,本实用新型的目的是提供一种集成ABS的汽车制动能量回收系统,回收刹车能量,为蓄电池反充电。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
本实用新型提供一种集成ABS的汽车制动能量回收系统,包括:
车速传感器,用于采集车速信号,并将其传输到ECU;
角度传感器,用于监控脚踏板的角度信号,并将其传输到ECU;
ECU,用于接收车速信号及脚踏板角度信号,控制ABS运行和/或能量回收;
调节器,用于控制气缸进气和排气,使ABS达到最佳的工作效果;
电动机,用于控制车辆行驶,并在刹车过程中对蓄电池进行反充电;
蓄电池,用于向电动机提供电能,驱动电动机运转,并在能量回收过程中进行蓄电;
能量回收控制模块,用于接收ECU发出的判断信息,控制电动机的反转,使其对蓄电池反充电,进行能量回收。
进一步,所述ECU包括:
用于对车速信号进行采样并将其传输到CPU的采样电路;
用于对调节器进行控制的驱动电路;
用于与外部电脑进行通讯的通讯电路;
用于接收并处理车速信号及脚踏板角度信号,对驱动电路、通讯电路及能量回收控制模块进行控制的CPU。
进一步,所述CPU采用英飞凌 XC2364B单片机。
进一步,所述驱动电路采用英飞凌 BTS723GW芯片。
进一步,所述采样电路采用LM2902芯片。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统,通过角度传感器将刹车脚踏板角度信号传输到ABS的控制中心CPU,CPU根据车辆行驶状况,启动常规制动或能量回收制动;能量回收制动时,控制电动机反转,对蓄电池进行反充电,实现能量回收。本实用新型的汽车制动能量回收系统,与ABS有机融合,在保证车辆安全行驶的情况下,对车辆刹车能量进行回收,具有节能、环保、安全的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的结构框图;
图2是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的采样电路电路图;
图3是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的驱动电路电路图;
图4是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第一实施例电路图;
图5是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第二实施例电路图;
图6是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第三实施例电路图;
图7是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的工作流程图。
具体实施方式
为了便于下文的描述,首先,给出一些基本术语的描述:
ABS:Anti-lock Brake System,防抱死制动系统ABS,是一种具有防止车轮抱死、缩短汽车制动距离,减少轮胎磨损,防止汽车跑偏、甩尾等优点的汽车安全控制系统。
ECU:Electronic Control Unit,电子控制单元ECU,是ABS的核心控制器,电子控制单元的功用是根据其内存的程序和数据对传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令,向执行部件提供一定的控制信息,电子控制单元由中央处理器、输入、输出及控制电路等组成。
CPU:Central Processing Unit,中央处理器,是ECU的核心部分,是根据其内存的程序和数据对传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令的控制中心。
参照图1,本实用新型提供一种集成ABS的汽车制动能量回收系统,包括:
车速传感器,用于采集车速信号,并将其传输到ECU;
角度传感器,用于监控脚踏板的角度信号,并将其传输到ECU;
ECU,用于接收车速信号及脚踏板角度信号,控制ABS运行和/或能量回收;
调节器,用于控制气缸进气和排气,使ABS达到最佳的工作效果;
电动机,用于控制车辆行驶,并在刹车过程中对蓄电池进行反充电;
蓄电池,用于向电动机提供电能,驱动电动机运转,并在能量回收过程中进行蓄电;
能量回收控制模块,用于接收ECU发出的判断信息,控制电动机的反转,使其对蓄电池反充电,进行能量回收。
这里,在能量回收过程中,电动机起发电机的作用,对蓄电池进行反充电。
进一步,所述ECU包括:
用于对车速信号进行采样并将其传输到CPU的采样电路;
用于对调节器进行控制的驱动电路;
用于与外部电脑进行通讯的通讯电路;
用于接收并处理车速信号及脚踏板角度信号,对驱动电路、通讯电路及能量回收控制模块进行控制的CPU。
进一步,所述CPU采用英飞凌 XC2364B单片机。
进一步,所述驱动电路采用英飞凌 BTS723GW芯片。
进一步,所述采样电路采用LM2902芯片。
图2是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的采样电路电路图,采用LM2902芯片,采样的信号,经过对比放大后,送入单片机,输入端电容C21可以抑制干扰信号的作用,100K电阻R64起到隔离作用,避免前后级的相互影响。2个4148二极管D5、D6钳制电压,使采样输出的信号就非常稳定。因此单片机得到是真实而稳定的采样信号,可正确判断车辆的运行情况。
图3是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的驱动电路电路图,采用英飞凌公司的芯片BTS723GW。驱动电路在ABS启动工作时,控制汽车的调节器,通过气缸进气和排气的反复的工作过程,最终令ABS达到最佳的工作效果。
图4是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第一实施例电路图,采用RS232串行通讯,波特率19200/57600,可以实现单片机和电脑的交换信息。
图5是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第二实施例电路图,采用K线通讯。K线通讯本质上为半双工串口通讯。为保证准确、可靠的数据通讯,ECU和K线都必须有正确的电平。在一般的K线系统中,发送时若电压低于工作电压的20%, 则认为逻辑“0”,高于工作电压的80%,则定义为逻辑“1”;接收时低于工作电压的30%为逻辑“0”,高于工作电压的70%为逻辑“1”,电压在工作电压的30%~70%之间状态不确定。由以上分析可知,其电平与常用的串口电平不一致,因此必须设计专门的K 线接口电路,以满足车辆K 线诊断要求。
图5为利用SN65HVDA195QDRQ1完成的K 线接口转换电路,该电路可实现双向、半双工通讯。K线可双向传递数据,系统初始化后先传递ECU地址,连接成功后用于信息交换。
图6是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的通讯电路的第三实施例电路图,采用CAN线通讯。CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),CAN 线通讯具有实时性强、高性能和高可靠性的特点。
图7是本实用新型的一种集成ABS的汽车制动能量回收系统的工作流程图,主要工作流程如下:
车速传感器把车速信号(即时速度)送到采样电路,采样电路滤除干扰信号,把车速信号加以处理,送中央处理器(CPU);
角度传感器把脚踏板角度信号传输至CPU;
CPU根据车速运行的情况以及脚踏板角度信号,做出判断,当判断车辆在行驶且进行刹车时,启动ABS工作;当启动ABS工作时,就通过驱动电路控制汽车的调节器,通过气缸进气和排气的反复的工作过程,最终令ABS达到最佳的工作效果;
根据脚踏板角度信息判断车辆是否紧急刹车;当脚踏板与车身水平面成0-15度时,为紧急刹车控制状态,脚踏板与车身水平面成15-60度时,为非紧急刹车控制状态;
若判断车辆为紧急刹车状态,则启动常规制动方式;
若判断车辆为非紧急刹车状态,则启动能量回收制动方式,进行能量回收;此时,能量回收控制模块控制车轮轴与电动机轴相连,电动机反转,且高速运动产生电能,给蓄电池充电;同时也达到加速制动的效果。
进一步,本实用新型在在确保制动安全性的前提下,对不同附着条件的路面进行不同策略的制动能量回收;在高附着路面情况下,因为地面摩擦力参与制动,可以参与和不参与能量回收,也可以部分能量回收以参与制动;在低附着路面情况下,因为地面摩擦力较小,尽可能可以参与能量回收,以协助刹车制动,保证ABS的刹车效果。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本实用新型创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。