专利名称：机动车刹车系统故障监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用温差原理实现的机动车刹车系统在线故障监测装置。
背景技术：
现有机动车刹车系统都没有在线故障监测装置，刹车系统故障如不能及时发现和修复，将影响行车安全，甚至可能导致车毁人亡的后果。
机动车刹车系统普遍采用液压驱动的盘式或鼓式刹车机构，盘式刹车机构通过液压推动刹车片(制动块)摩擦刹车盘产生制动作用，鼓式刹车机构通过液压推动刹车片(制动蹄)摩擦制动鼓产生制动作用。机动车某个车轮刹车出现问题，必然表现为刹车力矩异常，由于刹车摩擦能量较大，从而表现为刹车机构温度异常，例如某车轮刹车机构温度异常升高，表明该车轮刹车有抱死现象，可能刹车机构有机械故障或安装不当，也可能是液压油路不畅等；某车轮刹车机构温度偏低，表明该车轮刹车力矩偏低，可能是刹车片过度磨损、发生机械故障或安装不当，也可能是液压进油油路不畅等。
刹车系统故障前期一般表现为个别车轮出现轻度刹车不力或抱死现象，机动车在这种情况下正常行驶和刹车，驾驶人员一般没有明显感觉，当故障发展到一定程度，行车时出现紧急刹车，尤其是在高速行驶时，则很可能发生车祸。
发明内容
本实用新型的目的在于利用机动车刹车时车轮刹车机构温差原理，提供一种机动车刹车系统故障监测装置，该装置能够及时检测到机动车刹车系统的早期故障，使之能够得到及时修复，有效防止刹车系统故障导致恶性事故的发生。
实现本实用新型目的的机动车刹车系统故障监测装置(参见图1)，包括安装在机动车各车轮刹车机构上的温度传感器2，安装在驾驶室的测温、温度显示3与指示灯告警4和蜂鸣器告警5电路，连接温度传感器和测温、显示与告警电路的信号线，电源电路7；由单片机1实现温度测量、显示与告警控制；温度传感器为数值型温度传感器2-1或模拟型温度传感器2-2，当使用数值型温度传感器2-1时，数值型温度传感器的三个脚分别经信号线接电源、地和单片机1的1位数据线，单片机直接读取温度传感器输出的数值温度值；当使用模拟型温度传感器2-2时，模拟型温度传感器两个脚经信号线一个接电源，另一个由多路开关经标定电阻接地，标定电阻前接单片机1的A/D转换脚，单片机将模拟温度信号转换为数值温度值，多路开关控制线接单片机的控制线，控制对温度传感器的选通；刹车机构温度显示3用液晶显示器显示，由单片机1的8位数据线和3位控制线进行显示控制；指示灯告警4用LED发光二极管对应指示温度异常的刹车机构，由单片机1的6位数据线控制；蜂鸣器告警5在刹车机构温度异常时发出声音告警，由单片机1的1位数据线控制；系统工作状态指示灯6用LED发光二极管指示，由单片机1的1位数据线控制；电源芯片7接机动车12V电源，为整个电路提供+5V工作电源。
所述的温度传感器可以为AD590或热电偶、热电组、半导体温度传感器，所述的数值型温度传感器可采用DS1820和同类数值温度传感器，温度传感器的个数根据机动车实际车轮数量可以是4个、或6个、或8个。
所述的单片机为ATmega8、或同类单片机、或用普通单片机加扩展电路。
所述的显示器可采用LCD2×16液晶显示器或点阵液晶显示器、数码显示器件。
所述的多路开关可采用4051、或其它型号8选1多路开关。
所述的电源芯片采用7805。
本装置可实时监测和显示各车轮的刹车机构温度并通过分析比较，对异常情况进行声光告警。
该监测装置也可以作为机动车维修与保养场所刹车系统检测仪器。
图1机动车刹车系统故障监测装置原理框图。
图2数值型温度传感器构成的机动车刹车系统故障监测装置电路图。
图3模拟型温度传感器构成的机动车刹车系统故障监测装置电路图。
图中标号表示1单片机，2安装在刹车机构上温度传感器，3温度显示器，4指示灯告警器，5蜂鸣器告警器，6系统工作指示灯，7电源。
具体实施方式
实施例1数值型温度传感器构成的机动车刹车系统故障监测装置(电路原理图如图2所示)。图中按6个车轮刹车机构考虑，实施中也可以是4个或8车轮刹车机构，只需增减传感器即可。图中Atmega8是一种工业级8位单片机(IC1)，自带内部晶振和复位电路，自带8k程序存储器(Flash)、0.5k EEPROM和1k RAM，使得电路构成十分简单。单片机1的PC0脚用于读取温度传感器DS1820(IC2～IC7)的值，PB0-PB7脚、PC4-PC6脚用于驱动液晶显示器(U2)3，显示各车轮刹车机构的温度，PD7脚用于驱动蜂鸣器(LS1)5发出刹车机构异常声音告警，PD1-PD6脚用于驱动发光二极管LED(D1～D6)4对刹车异常车轮发光告警，PD0脚驱动发光二极管LED(D0)用于系统工作状态指示。DS1820是一种数值型温度传感器，测温范围为-50～125℃，带有64位存储器，用于控制数据传送，因此，CPU只需要一根数据线即可读取所有车轮刹车机构的温度。温度传感器2的安装方法将传感器封装在金属外壳内，使感温部分与金属外壳接触良好，对盘式刹车机构，贴装在刹车片操动机构上，对鼓式刹车机构，贴装在刹车鼓外侧，无论何种刹车机构，传感器均对称安装，使测量温度具有可比较性。由7805(U1)构成的电源电路，直接利用机动车的12V直流电源，为整个电路提供5V供电电源，选用2A或以上容量。
实施例2模拟型温度传感器构成的机动车刹车系统故障监测装置原理图如图3所示。图中按6个车轮刹车机构考虑，实施中也可以是4个或8车轮刹车机构，只需增减传感器即可。使用与实施例1相同的Atmega8单片机1(IC1)，该单片机内置4路10位A/D转换器，对模拟温度信号进行A/D转换，为了适应具有4个以上刹车机构的机动车，采用4051(IC2)多路开关和1路单片机内置A/D转换器(IC1的PC0脚)，对所有模拟温度传感器进行循环采样，6只温度传感器2的U1～U6接IC2的x0～x5脚，IC 1的PC1、PC2、PC3脚接IC2的A、B、C脚，用于对传感器选通。单片机1的其它接线和功能与实施例1所述的相同。AD590是一种电流输出型模拟温度传感器，测温范围为-50～150℃，每1℃温度变化产生1μA电流变化，通过2k外接电阻产生2mV电压变化，由Atmega8单片机1的10位A/D转换器转换为数值信号，采用2.56V单片机内部参考电源，分辨率可达1mV，可以满足1℃测温分辩率要求。本实施例所示图中其它部分的用法和功能说明与实施例1所示图2所述的相同。
权利要求1.一种机动车刹车系统故障监测装置，其特征在于该装置包括安装在机动车各车轮刹车机构上的温度传感器(2)，安装在驾驶室的测温、温度显示(3)与指示灯告警(4)和蜂鸣器告警(5)电路，连接温度传感器和测温、温度显示、指示灯告警和蜂鸣器告警的信号线，及电源电路(7)，单片机(1)实现温度测量、显示与告警控制；温度传感器为数值型温度传感器(2-1)或模拟型温度传感器(2-2)，当使用数值型温度传感器(2-1)时，数值型温度传感器的三个脚分别经信号线接电源、地和单片机(1)的1位数据线，单片机直接读取温度传感器输出的数值温度值，当使用模拟型温度传感器(2-2)时，模拟型温度传感器两个脚经信号线一个接电源，另一个由多路开关经标定电阻接地，标定电阻前接单片机(1)的A/D转换脚，单片机将模拟温度信号转换为数值温度值，多路开关控制线接单片机的控制线，控制对温度传感器的选通；刹车机构温度显示(3)用液晶显示器显示，由单片机(1)的8位数据线和3位控制线进行显示控制；指示灯告警(4)用LED发光二极管对应指示温度异常的刹车机构，由单片机(1)的6位数据线控制；蜂鸣器告警(5)在刹车机构温度异常时发出声音告警，由单片机(1)的1位数据线控制；系统工作状态指示灯(6)用LED发光二极管指示，由单片机(1)的1位数据线控制；电源(7)芯片接机动车12V电源，为整个电路提供+5V工作电源。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的模拟型温度传感器可采用AD590、或热电偶、热电组、半导体温度传感器，温度传感器的个数根据机动车实际车轮数量可以是4个、或6个、或8个。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的数值型温度传感器可采用DS1820和同类数值温度传感器，温度传感器的个数根据机动车实际车轮数量可以是4个、或6个、或8个。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的单片机(1)可采用ATmega8、或同类单片机、或用普通单片机加扩展电路。
5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的液晶显示器可采用LCD2×16、或点阵液晶显示器、或数码显示器件。
6.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的多路开关可采用4051、或其它型号8选1多路开关。
7.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于所述的电源芯片采用7805。
专利摘要本实用新型涉及一种机动车刹车系统早期故障在线监测装置，该装置包括安装在机动车各车轮刹车机构上的温度传感器2，安装在驾驶室的测温、温度显示3与指示灯告警4和蜂鸣器告警5电路，连接温度传感器和测温、温度显示、指示灯告警和蜂鸣器告警的信号线，及电源电路7，单片机1实现温度测量、温度显示与指示灯告警和蜂鸣器告警控制。该装置实时监测和显示各车轮的刹车机构温度，并通过分析比较，对异常情况进行声光告警。该监测装置也可以作为机动车维修与保养场所刹车系统检测仪器。
文档编号B60T17/22GK2685178SQ20042001713
公开日2005年3月16日 申请日期2004年2月12日 优先权日2004年2月12日
发明者王元虎, 刘劲 申请人:王元虎