增加制動的減速機構(gòu) - 汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用初探

　　各種汽車的行車制動均是通過制動踏板完成的，因此，增加制動的減速方法的動作執(zhí)行元件應(yīng)直接作用于制動踏板，而且執(zhí)行元件的動作方向與制動踏板的踏下方向是一致的，執(zhí)行元件與制動踏板的連接可采用機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)傳動。

　　根據(jù)踏下制動踏板需要的作用力，采用永磁式直流微電機作為執(zhí)行元件，如圖6所示。電動機輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機構(gòu)后，帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，使絲杠上的動絲母作直線運動，再由動絲母上的拉桿經(jīng)一細鋼絲繩帶動制動踏板，電動機未轉(zhuǎn)動時，拉桿將限位開關(guān)K1壓開，制動踏板正常工作。

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　　3.5 增加制動的2種控制電路

　　同上，增加制動的減速可采用2種控制方式，即增加制動的定量減速系統(tǒng)和增加制動的比例減速系統(tǒng)，它們的控制電路分別參見圖7和圖8,執(zhí)行元件都是圖6中電動機。所不同的是：在定量減速電路中，電動機直接接入電源而轉(zhuǎn)動;在比例減速電路中，電動機由電流放大板驅(qū)動，采用脈寬調(diào)制方法使電流放大板按汽車傾斜的大小，在某一時間內(nèi)，達到不同的輸出電流最大值，電動機逐漸加速到所對應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速，所獲得的制動效果比較平滑。具體過程分述如下。

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　　當拉桿處于圖6中所示位置時，限位開關(guān)K1被壓開(K1的狀態(tài)與圖7和圖8中的狀態(tài)相反)，使電動機處于待命狀態(tài)。當圖2中的輸出端Uo3有高電平信號輸出時，圖7中的三極管T導(dǎo)通，繼電器J得電，觸點轉(zhuǎn)換，使電動機經(jīng)限位開關(guān)K2得到下正上負的電源而開始轉(zhuǎn)動，使拉桿離開限位開關(guān)K1,帶動制動踏板向下，產(chǎn)生制動，經(jīng)過一段時間后，Uo3無高電平輸出，繼電器J返回，使電動機經(jīng)限位開關(guān)K1得到上正下負的電源而開始反轉(zhuǎn)(在較短的時間內(nèi)，電動機處于反接制動狀態(tài)下，對小容量的直流電動機，在使用上不會造成影響。也可增加延時后，使電動機反轉(zhuǎn)，本文略)。

　　當拉桿返回到圖6所示終止位置時，K1斷開，電動機停轉(zhuǎn)，為下次制動作準備。在圖8中，三極管T的基極接于圖2中的輸出端Uo2,Uo2輸出高電平時所反映的傾翻力小于Uo3,當Uo2輸出高電平時，三極管T導(dǎo)通，繼電器J得電，觸點轉(zhuǎn)換;同時，Uo1輸出的模擬量輸入到電流放大板DF上，使電動機經(jīng)限位開關(guān)K2得到下正上負的脈動直流電源(平均值)，開始加速轉(zhuǎn)動，限位開關(guān)K1由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合(圖6所示)狀態(tài)，加速達到的最高轉(zhuǎn)速由Uo1當時的大小所決定，而加速轉(zhuǎn)動時間由電流放大板的上升斜坡延時tu決定(忽略電動機的起動慣性時間)，實現(xiàn)平滑制動。隨著制動的產(chǎn)生，Uo1下降，使制動力減小，直到Uo2的高電平信號消失，傾翻力小于設(shè)定值，繼電器返回，使電動機經(jīng)限位開關(guān)K1得到上正下負的電源而迅速反轉(zhuǎn)。當拉桿返回到圖6所示終止位置時，K1斷開，電動機停轉(zhuǎn)，為下次制動作準備。圖6、圖7和圖8中的限位開關(guān)K2是制動的保護開關(guān)，以防止電路失常(如元件短路、搭鐵等)，使電動機一直轉(zhuǎn)動，制動無休止地增加，當拉桿使K2斷開時，電動機將失去電源而停轉(zhuǎn)，在正常制動減速過程中，不會出現(xiàn)K2斷開情況，假設(shè)K2已斷開，而當減速結(jié)束后，繼電器J將返回，電動機亦將迅速返回待命位置將K1斷開。在圖7和圖8中，D為繼電器J的續(xù)流二極管，繼電器J觸點閉合時，接通制動燈，發(fā)出制動信號。

　　3.6 兩種減速方法的應(yīng)用

　　就汽車的行駛工況而言，通常是這樣：上坡時，發(fā)動機油門加大，車速下降，坡度很陡時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速會達到甚至超過額定轉(zhuǎn)速，車速還要下降;下坡時，發(fā)動機怠速，車速并不會太低;水平路面時，有時加速行駛，發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高，有時滑行，發(fā)動機怠速。從降低車速、防止傾翻的角度來講，增加制動減速是比減小發(fā)動機油門開度更為直接的方法，但當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速很高時(如上坡)，將造成發(fā)動機堵轉(zhuǎn)，只采用減小發(fā)動機油門開度有時又會起不到減速效果(如下坡)。因此，汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用既要滿足減速要求，又不能造成發(fā)動機堵轉(zhuǎn)。具體反映在上坡減速時。

　　為了解決這一實際問題，再用一只角度傳感器與車輛縱向布置，其電路如圖9所示。當上坡坡度達到所規(guī)定的數(shù)值(如最大爬坡度)時，運放A2輸出端Uo4輸出高電平，繼電器J得電，常閉觸點斷開，切斷了增加制動減速電路(圖7、圖8)的電源U1,使其不能工作，因為在這種工況下，只要發(fā)動機降低轉(zhuǎn)速，就會得到很好的減速效果，又避免了發(fā)動機堵轉(zhuǎn)。而在其余工況下(爬坡度小于規(guī)定值時)，繼電器J不吸合，減小發(fā)動機油門開度減速系統(tǒng)和增加制動減速系統(tǒng)同時起作用，確保汽車獲得可靠的減速。在圖9電路圖中，發(fā)光二極管LED2作為增加制動的減速系統(tǒng)工作電源指示。

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　　4 結(jié)語

　　關(guān)于本文中的幾個主要電路參數(shù)歸納敘述如下，(側(cè)向傾翻力矩模擬量Uo1;)側(cè)向傾翻力矩報警數(shù)字量Uo2側(cè)向傾翻力矩減速數(shù)字量Uo3;+爬坡度數(shù)字量Uo4;,電流放大板的上升斜坡延時tu和下降斜坡延時td角度傳感器的阻尼時間及其電路延時。應(yīng)根據(jù)汽車的重心高度、輪距、質(zhì)量、速度、轉(zhuǎn)彎半徑、路面坡度及顛簸振動等因素綜合決定，達到合理配合關(guān)系，從根本上避免汽車行駛中側(cè)向傾翻事故的發(fā)生。