专利名称：：汽车缓速器自动控制装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种刹车系统，更具体地说，它是一种汽车缓速器自动控制装置。
背景技术：
：刹车系统是所有行走机械都必须配置的重要组成部件，传统的刹车系统一般都是采取抱死行走轮毂的方式，使车辆与地面产生巨大摩擦达到刹车的目的，随着技术进步，从这种刹车方式发展演变成ABS刹车技术，ABS刹车技术，在一定程度上解决了车辆与路面之间的摩擦力问题，提高了刹车效果，但是，这种刹车方式，是把车辆行驶的惯性动能，以摩擦力的形式通过车辆轮毂与摩擦蹄铁的相对运动，转换成热能变成轮毂的温升散发到大气中去，这种刹车方式的能量释放问题，对小型车辆应该影响不大，但对于大型载重汽车、大型客车等特殊车辆的影响却十分重大，这些大型特殊车辆，由于自身重量较大，行驶中产生的惯性动能也大，每次刹车所转换的热能自然就大；在夏季高温环境中，特别是在需要频繁使用刹车的条件下，因刹车而产生的热能积累，往往能使车辆的轮毂温度有极大升高，甚至会因此造成爆胎等重大事故。随着汽车工业的发展和物流运输的需要，大型超大型载重车辆、大型豪华型客车越来越多，刹车能量释放问题也越来越严重。汽车缓速器是一种提高大型载重汽车安全制动性能的辅助刹车系统，我国目前生产制造的汽车缓速器，绝大多数都是在国外成熟技术产品的基础上仿造改制形成的；基本结构、工作原理、核心部件配置都十分相似。但是，我国目前生产制造的汽车缓速器，普遍存在着故障率高、损坏率高的突出问题；而这些问题有90%以上都发生在汽车缓速器的控制器上。根据我国的现有条件及装车环境，开发研制出一种能适应大电流感性负载，采用PWM开关型式应用，车载供电系统波动严重等客观条件；本发明具有较大输出功率，有过电流、过电压、欠电压等监测保护功能的新型汽车缓速器的自动控制装置，从而解决现有存在的技术问题.
发明内容本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种结构紧凑、状态稳定、集成度高、性能安全可靠、使用寿命长、维修保养方便的汽车缓速器自动控制装置。本发明的目的通过下述技术方案予以实现。为实现这种有效控制，设计配置一种负载为大功率电感的多路自动控制装置，在自动控制装置内，设计配置由稳压电源、光电隔离驱动电路、功率开关组件电路等电子元器件组成的自动功率开关组件；输入端与前级控制电路连接，输出端通过设置的4组开关通路，分别与汽车缓速器中做为负载的4个线圈绕组开关连接，完成汽车缓速器控制逻辑信号与大电流功率输出负载的衔接。同时，设计由变换器向开关管提供开导电压，由二极管、电阻、电容等电子元器件组成关断续流回路及状态监测保护电路，形成对自动控制装置的全面监测保护系统；设计配置由工业控制用单片机及其相应软件做为现场的CPU，对自动控制装置进行全面控制输出管理。81、采用负载为大电感的汽车缓速器自动控制装置整体结构布置技术方案。(1)汽车缓速器自动控制装置的整体结构布置汽车缓速器自动控制装置，由单片机及其相应软件，由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路组成的自动功率开关组件，由变换器，关断续流回路，状态监测保护电路系统等工作部件组成。输入端与前级控制逻辑电路连接，输出端与汽车缓速器负载线圈绕组连接，实现汽车缓速器控制逻辑信号与大电流功率输出负载的衔接。同时，通过单片机的人机交互界面接口，接受指令。(2)汽车缓速器自动控制装置整体结构A、自动控制装置，由工业控制用单片机及其相应软件做为现场CPU;通过单片机底板总线系统与各工作部件模块相连接；通过人机交互界面接口，接受指令或前级控制逻辑电路的信息，对自动控制装置进行全面控制输出管理。B、自动控制装置设计配置的变换器，设计选用"DC/DC"型式。变换器输入侧Vi的正端，直接连接到输出侧Vo的负端后，共同连接到24V电源正端；变换器输入侧Vi的负端，直接接地。变换器输出侧Vo的正端，连接到功率开关组件电路的+24V+Vo端，组成浮动泵电源。"DC/DC"变换器的空载变比，始终为2.4:1;当输入电压为24V时，变换后的输出电压就为IOV。这个10V的输出电压叠加到24V上以后，可以为开关三极管Q5、Q6、Q7、Q8进入通导状态，提供一个可靠的饱和开启电压。C、自动控制装置设计配置的关断续流回路，由4路相同的单元电路组成；每个单元电路均由电阻、二级管、电容组成。在每个单元电路中，电阻的一端与二极管的负极，缓速器负载绕组的一端，开关三极管的发射极相连；电阻的另一端与二极管的正极，电容的一端相连；电容的另一端直接连接到稳压电源中三端稳压器的GND端。D、自动控制装置设计配置的状态监测保护电路系统，由电阻、电容、二极管、开关电路等电子元器件组成，分别与现场的CPU、供电电源、缓速器负载绕组、自动控制装置各功能部件相连接，实时监测供电电源的电压、电流波动情况，负载绕组的开路、短路状态，自动控制装置故障情况等现实状态。E、自动控制装置设计配置的自动功率开关组件，由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等工作部件组成。分别用于前级控制电路与功率驱动电路的完全电隔离；保障自动控制装置内部电压波动幅度在设计范围之内；保障自动控制装置中的所有电器元器件、电路均能在正常功耗区间内工作；从而实现消除功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生热击穿或损坏的技术难题。F、自动控制装置设计的所有独立工作部件，均采用集成技术，将构成各独立工作部件中的元器件、电路等全部集成到单独模块上；各单独模块，均采用印刷线路方式，在线路板上嵌入各独立元器件；各独立模块，通过单片机底板总线系统与现场CPU连接，同时也相互连接。G、自动控制装置设计的所有独立工作部件，均集中安装布置在特殊设计的长方形壳体内。(3)汽车缓速器自动控制装置的技术路线。汽车缓速器自动控制装置的技术路线，以其核心工作部件自动功率开关组件的技术运行路线为代表。现将输入到光电耦合器J:的电流，直至负载到线圈绕组L卩为例，描述自动控制装置的技术路线如下-一一当输入的高电平到J,的端口2，端口3为低电平，光电耦合器的发光二极管通导。输出端脚6，输出低阻低电平，使得Q1截止。Ql集电极输出高电平；由于变换器的输出电压Vo高于Q5的饱和通导电压，使得Q5饱和通导。线圈绕组LH与24V电源接通；同时由R14、DIO、C2组成的关断续流回路开始通过电阻R14给电容C2充电。一一当输入到l端口2变为低电平时，J,的端口3为高电平，光电耦合器的发光二极管截止。输出端脚6，输出高阻高电平，^输出电阻与中R2、R3配合，使得Q1饱和通导。Ql集电极输出低电平，使得Q5截止。当Q5由饱和通导变为截止的过程中，首先连接负载LH与Q5发射极的电压跌落；当跌落到约0.7V。时，D10通导；C2通过D10开始为LH续流，并保证该点电压，直到流经Q5发射极的电流完全降为零以后，Vce开始增加。由于DIO、C2的续流和稳压作用，使得Q5关断过程的功耗有了根本改变，实现由短时过功耗状态改变为正常微功耗状态。——当电源电压发生波动时，变换器的空载电压也将随着之变化。但由于设计有D3的作用，可以保证在变换器的输出电压Vo大于Q5的饱和通导电压时，使得通导的IGBT管的栅源电压Vge，始终保持在固定的电压数值上；确保Q5始终处于浅饱和状态。这种设计布置，既保证了较低的关断时间，又能保证电器元件的工作电压变动幅度不超过设计控制范围，使得各工作部件不受电压波动冲击。——设计的U2输入，是功率开关组件电路的输出允许控制端；当输入为低电平时，关断所有输出。该端与状态监测保护电路系统连接；异常情况发生，也将关断所有输出。2、自动控制装置中电器元件消除过功耗状态的自动功率开关组件。(1)自动功率开关组件控制器必须适应我国现有的汽车缓速器具有大电流感性负载特性，采用P麵开关式应用方式，汽车供电系统波动严重等客观作业环境的前提下，改善自动功率开关组件的过功耗工作条件，消除产生自动功率开关组件过功耗因素，提高自动功率开关组件工作可靠性。(2)自动功率开关组件的整体结构布置自动功率开关组件，汽车缓速器的自动控制装置中自动功率开关组件，是由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等主要工作部件组。分别用于前级控制电路与功率驱动电路的完全电隔离；保障自动控制装置内部电压波动幅度在设计控制范围之内；保障自动控制装置中的所有电器元件、电路均能在正常功耗区间内工作；从而实现消除自动功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生的热击穿或损坏等技术难题。(3)自动功率开关组件结构布置技术自动功率开关组件，是自动控制装置中的核心工作部件，承担着自动控制汽车缓速器对刹车制动能力有效控制的核心技术作用，但也是自动控制装置中最容易发生故障、损坏的部位。为从根本上消除发生故障、损坏的因素，自动功率开关组件的整体结构布置时，采取如下技术设计措施A、光电隔离驱动电路的技术设计措施有一一光电隔离驱动电路，由4个完全相同的光电耦合器J,、J2、J3、J4及其电路组成。一一光电耦合器的2脚为输入控制端，与前级控制逻辑电路连接；输入为TTL电平信号。一一光电耦合器的6脚为输出端；其输出端电源与三端稳压器的输出端相连接，输出端公共端接地。一一u2的输入端为功率开关组件的输出允许控制端，当输入为低电平时，关断所有输出。一一光电耦合器的输出端，接功率开关组件电路的输入端。这些技术设计措施，可以使前级控制逻辑电路与功率驱动电路，实现完全的电隔离。B、稳压电源的技术设计措施有一一稳压电源由三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻等电器元件及其连接电路组成。一一电阻的一端连接到24V电源的正端；另一端与稳压二极管的负端、电解电容的正端、三端稳压器的输入端连接。一一稳压二极管的正端与电解电容的负端、三端稳压器的GND端连接。这些技术设计措施，可以使自动控制装置内部电压的波动幅度，能被控制在设计的控制范围之内。C、功率开关组件电路的技术一一功率开关组件电路，由完全相同的4个单元电路组成。一一在每个单元电路中，均由2个分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二极管、IGBT管、二极管及其相应电路组成。一一由分压电阻组成三极管的饱和启动分压回路；分压电阻的节点，连接到光电耦合器的输出端，并与三极管的基极连接；三极管的集电极与负载电阻连接，负载电阻的另一端，连接到浮动电源输出的+端。—一三极管的集电极还要连接到IGBT管的栅极、稳压二极管的负极。一一IGBT管的发射极与稳压二极管的正极、二极管的负极、关断续流回路中的二极管负极、电阻的一端连接。一一连接后即构成一路输出，将此路连接到负载的线圈绕组_端。这些技术设计措施，可以使自动控制装置内部的所有电器元器件、电路，均能在正常的功耗区间内工作，从而实现消除功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生的热击穿或损坏等因素。3、集成自动控制装置中各功能元器件的模块化配置(1)自动控制装置各功能元器件的模块化集成方案。采取按各主要工作部件的独立作业范围和连接顺序，确定模块化集成范围。具体的设计安排是A、变换器模块变换器设计选用DC/DC形式，己经集成为完整独立的作业单元，无需再另行集成；但需根据模块化配置要求，进行标准化插槽连接方式改造。B、自动功率开关组件模块自动功率开关组件模块，是自动控制装置中集中度最高的核心作业功能模块，需集成光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等作业单元的电子元器件及其相应电路。具体内容包括-一一光电隔离驱动电路中的4组光电耦合器及其相应电路；一一稳压电源中的三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻等电子无器件及其相应电路；——功率开关组件电路中的4组分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二级管、IGBT三极管、二极管等电子元器件及其相应电路。C、关断续流回路模块关断续流回路模块，需集成4组电阻、二极管、电容等电子器件及其相应电路。D、状态监测保护电路系统模块；状态监测保护电路系统模块，需集成电阻、电容、二极管、开关等电子器件及其相应电路。(2)自动控制装置模块化集成配置A、设计由工业控制用单片机及其相应软件做现场CPU，通过对各独立模块的调度管理，实现对自动控制装置进行全面控制输出管理。B、依据各工作部件的独立作业范围，确定各独立模块的集成范围。c、依据确定的各独立模块的集成范围，将所有独立的电子元器件及其相应电路，全部集成到独立模块上；各独立模块均采用印刷线路方式，在线路板上印刷线路，嵌入独立电子元器件。D、各独立模块均根据选用的单片机标准，设计出相关联络系统；如图所示，通过单片机底板总线系统与现场CPU连接，同时也实现相应连接。由于采用上述技术方案，本发明提出的汽车缓速器自动控制装置有这样的积极效果一、具有创造性、先进性和科学性，其表现为-A、能较好解决汽车缓速器控制装置普遍存在损坏率高的技术理论依据；B、提了出一种负载为大电感的汽车缓速器自动控制装置整体结构布置技术方案；C、提出了一种能使自动控制装置中的电器元件消除过功耗状态的自动功率开关组件；D、设计出能集成自动控制装置各功能元器件的模块化设计配置方案。二、技术性能指标<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>故障短期电流A250350480短断路输出电流mA0.050.000細抱死输出电流mA0.050.000細故障响应时间S《2《1《0.5组装配置形式散集装配散集装配模块集成配置损坏频次较高不高不高销售价格元冶162016801500四、本发明的主要特点:(1)、应用领域本发是有主要应用于大型载重汽车、大中型客车辅助刹车系统、缓速器的自动控制。(2)产品特性汽车缓速器的自动控制装置，具有能较好适应大电流感性负载、供电系统波动严重、采用PWM开关式应用等客观作业条件；具有能输出较大功率，消除产生电子元器件过功耗因素、有状态监测保护功能；具有结构紧凑、状态稳定、性能可靠、集成度高、故障率低、维修保养方便等突出特点。五、本发明的作用及意义A、本发明的自动功率开关组件系统，从根本上消除了产生电子元器件过功耗因素，有效地解决了长期困扰汽车缓速器行业的控制器损坏率高、故障率高的技术难题，为促进汽车缓速器行业的技术进步，开拓了一个新领域。B、采取稳定内部电压、提高输出功率、强化状态监测保护手段、模块化集成配置、设定现场CPU全面控制管理等多种技术措施手段，成功地研制开发出一种具有创新技术特点的汽车缓速器自动控制装置，为促进汽车缓速器控制器的快速发展，提供了一种新途径。C、具有较好的经济效益和社会效益和推广前景。图1是汽车缓速器自动控制装置结构原理示意图；图2是本发明自动功率开关组件整体结构原理示意图；图3是单片机底板系统总线布置示意。在图2中光电隔离驱动电路l、稳压电源2、功率开关组件电路3。具体实施方式一面结合附图对本发明作进一步详细说明。1、采取负载为大电感的汽车缓速器自动控制装置整体结构布置技术方案。(1)汽车缓速器自动控制装置的整体结构布置在图1是汽车缓速器自动控制装置结构原理示意图，给出了整体结构布置，汽车缓速器自动控制装置，由单片机及其相应软件，由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路组成的自动功率开关组件，由变换器，关断续流回路，状监测保护电路系统等工作部件组成。输入端与前级控制逻辑电路连接，输出端与汽车缓速器负载线圈绕组连接，实现汽车缓速器控制逻辑信号与大电流功率输出负载的衔接。同时，通过单片机的人机交互界面接口，接受指令。(2)汽车缓速器自动控制装置整体结构A、自动控制装置，由工业控制用单片机及其相应软件做为现场CPU;通过单片机底板总线系统与各工作部件模块相连接；通过人机交互界面接口，接受指令或前级控制逻辑电路的信息，对自动控制装置进行全面控制输出管理。B、自动控制装置设计配置的变换器，选用"DC/DC"型式。变换器输入侧Vi的正端，直接连接到输出侧Vo的负端后，共同连接到24V电源正端；变换器输入侧Vi的负端，直接接地。变换器输出侧Vo的正端，连接到功率开关组件电路的+24V+Vo端，组成浮动泵电源。"DC/DC"变换器的空载变比，始终为2.4:1;当输入电压为24V时，变换后的输出电压就为IOV。这个10V的输出电压叠加到24V上以后，可以为开关三极管Q5、Q6、Q7、Q8进入通导状态，提供一个可靠的饱和开启电压。C、自动控制装置设计配置的关断续流回路，由4路相同的单元电路组成；每个单元电路均由电阻、二级管、电容组成。在每个单元电路中，电阻的一端与二极管的负极，缓速器负载绕组的一端，开关三极管的发射极相连；电阻的另一端与二极管的正极，电容的一端相连；电容的另一端直接连接到稳压电源中三端稳压器的GND端。D、自动控制装置设计配置的状态监测保护电路系统，由电阻、电容、二极管、开关电路等电子元器件组成，分别与现场的CPU、供电电源、缓速器负载绕组、自动控制装置各功能部件相连接，实时监测供电电源的电压、电流波动情况，负载绕组的开路、短路状态，自动控制装置故障情况等现实状态，如有异常信号出现，自动发出报警信号，并切断自动控制装置输出功率电流。E、自动控制装置设计配置的自动功率开关组件，设计由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等工作部件组成。分别用于前级控制电路与功率驱动电路的完全电隔离；保障自动控制装置内部电压波动幅度在设计范围之内；保障自动控制装置中的所有电器元器件、电路均能在正常功耗区间内工作；从而实现消除功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生热击穿或损坏的技术难题。F、自动控制装置设计的所有独立工作部件，均采用集成技术，将构成各独立工作部件中的元器件、电路等全部集成到单独模块上；各单独模块，均采用印刷线路方式，在线路板上嵌入各独立元器件；各独立模块，通过单片机底板总线系统与现场CPU连接，同时也相互连接。G、自动控制装置设计的所有独立工作部件，均集中安装布置在特殊设计的长方形壳体内；通过安装基座，安装在汽车刹车系统适当位置；壳体具有防雨水、防震动、抗冲击、易散热等功能。(3)采用汽车缓速器自动控制装置的技术路线。自动控制装置的技术路线，以其核心工作部件自动功率开关组件的技术运行路线为代表。现将输入到光电耦合器^L的电流，直至负载到线圈绕组L,4为例，描述自动控制装置的技术路线如下一一当输入的高电平到^的端口2，端口3为低电平，光电耦合器的发光二极管通导。输出端脚6，输出低阻低电平，使得Q1截止。Ql集电极输出高电平；由于变换器的输出电压Vo高于Q5的饱和通导电压，使得Q5饱和通导。线圈绕组L"与24V电源接通；同时由R14、DIO、C2组成的关断续流回路开始通过电阻R14给电容C2充电。—一当输入到l端口2变为低电平时，J,的端口3为高电平，光电耦合器的发光二极管截止。输出端脚6，输出高阻高电平，l输出电阻与中R2、R3配合，使得Q1饱和通导。Ql集电极输出低电平，使得Q5截止。当Q5由饱和通导变为截止的过程中，首先连接负载Lu与Q5发射极的电压跌落；当跌落到约0.7V。时，D10通导；C2通过D10开始为L"续流，并保证该点电压，直到流经Q5发射极的电流完全降为零以后，Vce开始增加。由于DIO、C2的续流和稳压作用，使得Q5关断过程的功耗有了根本改变，实现由短时过功耗状态改变为正常微功耗状态。——当电源电压发生波动时，变换器的空载电压也将随着之变化。但由于设计有D3的作用，可以保证在变换器的输出电压Vo大于Q5的饱和通导电压时，使得通导的IGBT管的栅源电压Vge，始终保持在固定的电压数值上；确保Q5始终处于浅饱和状态。这种设计布置，既保证了较低的关断时间，又能保证电器元件的工作电压变动幅度不超过设计控制范围，使得各工作部件不受电压波动冲击。——设计的U2输入，是功率开关组件电路的输出允许控制端；当输入为低电平时，关断所有输出。该端与状态监测保护电路系统连接；异常情况发生，也将关断所有输出。2、自动控制装置中电器元件消除过功耗状态的自动功率开关组件。(1)自动功率开关组件的现有技术状况分析在汽车工程
技术领域：
中，汽车缓速器控制器的损坏问题，是迄今为止一直困扰着科研单位和生产企业的技术难题；而自动功率开关组件的损坏，又是造成控制器损坏的根本原因。所以很多科研人员和生产企业，都在积极研究解决自动功率开关组件的损坏问题，也取得了一些成效。比如有些生产企业，试图通过选用国外先进的低通导电阻元器件替代国产元器件，以降低功率开关的开关损耗和通导损耗；有的采用了西门子公司的BTS550系列开关模块，有的采用了美国在航天飞机上使用的半导体开关。这些措施，虽然取得了一些效果，但因控制器的工作环境和条件没有改变，取得的效果不足以证明能从根本上解决自动功率开关组件的损坏问题，而且还大大提高了制造成本。也有些生产企业，试图在汽车缓速器中用继电器通导替代现行的P丽开关式通导方法；还有些生产企业试图通过加大汽车缓速器衔铁吸盘，增加散热面积的方法，实现改变控制器中的自动功率开关组件的作业环境和条件，确实都收到了较好效果；但这些技术手段，涉及变更整车结构设计，牵涉面较大，需解决的技术问题更多。还有些企业，为改变汽车现有供电系统波动性过大的问题，单独设计一套为控制器供电的系统，而且把汽车缓速器经传动装置接入驱动轿，对缓速器自身也做了较大改动。这种措施等于重新设计一种新型汽车缓速器。本发明结合分析自动功率开关组件损坏率高的原因和现有技术状态以后，在首先确认控制器中的核心工作部件自动功率开关组，只是做为现有定型产品汽车缓速器的配套器件地位以后；在确认控制器必须适应我国现有的汽车缓速器具有大电流感性负载特性，采用P丽开关式应用方式，汽车供电系统波动严重等客观作业环境的前提下，改善自动功率开关组件的过功耗工作条件，消除产生自动功率开关组件过功耗因素，提高自动功率开关组件工作可靠性，才是解决自动功率开关组件损坏率过高问题的根本出路。(2)自动功率开关组件的整体结构布置图2是本发明自动开关整体结构原理示意图，系整体结构布置，在图2中，光电隔离驱动电路l、稳压电源2、功率开关组件电路3。汽车缓速器的自动控制装置中自动功率开关组件，是由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等主要工作部件组。分别用于前级控制电路与功率驱动电路的完全电隔离；保障自动控制装置内部电压波动幅度在设计控制范围之内；保障自动控制装置中的所有电器元件、电路均能在正常功耗区间内工作；从而实现消除自动功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生的热击穿或损坏等技术难题。(3)自动功率开关组件结构布置自动功率开关组件，是自动控制装置中的核心工作部件，承担着自动控制汽车缓速器对刹车制动能力有效控制的核心技术作用，但也是自动控制装置中最容易发生故障、损坏的部位。为从根本上消除发生故障、损坏的因素，在本发明自动功率开关组件的整体结构布置时，采取如下技术设计措施A、光电隔离驱动电路的技术设计措施有-一一光电隔离驱动电路l，由4个完全相同的光电耦合器Ji、J2、J3、J^及其电路组成。一一光电耦合器的2脚为输入控制端，与前级控制逻辑电路连接；输入为TTL电平信号。一一光电耦合器的6脚为输出端；其输出端电源与三端稳压器的输出端相连接，输出端公共端接地。一一u2的输入端为功率开关组件的输出允许控制端，当输入为低电平时，关断所有输出。一一光电耦合器的输出端，接功率开关组件电路的输入端。这些技术设计措施，可以使前级控制逻辑电路与功率驱动电路，实现完全的电隔离。B、稳压电源的采取措施有一一稳压电源2由三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻等电器元件及其连接电路组成。一一电阻的一端连接到24V电源的正端；另一端与稳压二极管的负端、电解电容的正端、三端稳压器的输入端连接。一一稳压二极管的正端与电解电容的负端、三端稳压器的GND端连接。这些技术设计措施，可以使自动控制装置内部电压的波动幅度，能被控制在设计的控制范围之内。C、功率开关组件电路的技术设计措施有一一功率开关组件电路3，由完全相同的4个单元电路组成。一一在每个单元电路中，均由2个分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二极管、IGBT管、二极管及其相应电路组成。一一由分压电阻组成三极管的饱和启动分压回路；分压电阻的节点，连接到光电耦合器的输出端，并与三极管的基极连接；三极管的集电极与负载电阻连接，负载电阻的另一端，连接到浮动电源输出的+端。一一三极管的集电极还要连接到IGBT管的栅极、稳压二极管的负极。一一IGBT管的发射极与稳压二极管的正极、二极管的负极、关断续流回路中的二极管负极、电阻的一端连接。一—连接后即构成一路输出，将此路连接到负载的线圈绕组一端。这些技术设计措施，可以使自动控制装置内部的所有电器元器件、电路，均能在正常的功耗区间内工作，从而实现消除功率开关组件长时间工作在过功耗条件下而发生的热击穿或损坏等因素。3、集成自动控制装置中各功能元器件的模块化。(1)汽车缓速器控制器的配置应用现状分析我国现有投放市场使用的汽车缓速器控制器，绝大多数产品都是应用传统设计方法，采取传统的零件加工——部件焊成——整机连接组装的散集式工艺技术生产制造成型。这种传统技术应用在以电子元器件为主要构成的汽车缓速器控制器上，有很多不便。一一无法充分利用产品的结构空间，造成结构松散，体积臃肿，整机布置困难，增加连结线路长度和节点数量，提高了损坏机率。一一因结构上的缺欠，再加上工作环境恶劣，特别是在强烈振动中，极易发生开焊、断线、短路等故障。一一因驾驶员水平不一，发生质量故障问题很难做出正确关断，也很难正确更换损坏零件；经常出现因个别零件损坏而更换整机的现象。针对汽车缓速器控制器的配置应用现状，充分利用电子行业己经十分成熟的集成技术，对自动控制装置的各功能部件，均采用了模块化集成的设计配置措施。(2)自动控制装置各功能元器件的模块化集成方案设计。采取按各主要工作部件的独立作业范围和连接顺序，确定模块化集成范围，具体的设计安排是A、变换器模块变换器设计选用DC/DC形式，已经集成为完整独立的作业单元，无需再另行集成；但需根据模块化配置要求，进行标准化插槽连接方式改造。B、自动功率开关组件模块自动功率开关组件模块，是自动控制装置中集中度最高的核心作业功能模块，需集成光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等作业单元的电子元器件及其相应电路。具体内容包括一一光电隔离驱动电路中的4组光电耦合器及其相应电路；一一稳压电源中的三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻等电子无器件及其相应电路；——功率开关组件电路中的4组分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二级管、IGBT三极管、二极管等电子元器件及其相应电路。C、关断续流回路模块关断续流回路模块，需集成4组电阻、二极管、电容等电子器件及其相应电路。D、状态监测保护电路系统模块；状态监测保护电路系统模块，需集成电阻、电容、二极管、开关等电子器件及其相应电路。(3)本发明自动控制装置模块化集成配置的技术措施A、设计由工业控制用单片机及其相应软件做现场CPU,通过对各独立模块的调度管理，实现对自动控制装置进行全面控制输出管理。B、依据各工作部件的独立作业范围，确定各独立模块的集成范围。C、依据确定的各独立模块的集成范围，将所有独立的电子元器件及其相应电路，全部集成到独立模块上；各独立模块均采用印刷线路方式，在线路板上印刷线路，嵌入独立电子元器件。D、各独立模块均根据选用的单片机标准，设计出相关联络系统；如图3所示，通过单片机底板总线系统与现场CPU连接，同时也实现相应连接。本发明汽车缓速器自动控制装置依据的技术原理。汽车缓速器是一种把车辆行驶中的惯性动能，转换成缓速器衔铁吸盘上的电涡流后，再在衔铁吸盘上以发热形式散发掉的能量转换装置，在汽车缓速器内，设计配置的4个具有较大电感量的线圈绕组为负载，每个绕组都设有控制开关，在一定的周期时间内，控制开关的关断时间和开通时间比值，形成"占空比"；占空比不同，其平均输出电流不同，在汽车缓速器线圈绕组中产生的磁通量也不同；在一定的行车速度下，导体切割磁力线的速度不同，形成的电涡流能量也不同。据此理论，就可以通过控制励磁电流大小来控制刹车制动力的大小，从而实现对刹车制动能力的有效控制。为实现这种有效控制，设计配置一种负载为大功率电感的多路自动控制装置，在自动控制装置内，设计配置由稳压电源、光电隔离驱动电路、功率开关组件电路等电子元器件组成的自动功率开关组件；输入端与前级控制电路连接，输出端通过设置的4组开关通路，分别与汽车缓速器中做为负载的4个线圈绕组开关连接，完成汽车缓速器控制逻辑信号与大电流功率输出负载的衔接。同时，设计由变换器向开关管提供开导电压；由二极管、电阻、电容等电子元器件组成关断续流回路及状态监测保护电路，形成对自动控制装置的全面监测保护系统；设计配置由工业控制用单片机及其相应软件做为现场的CPU，对自动控制装置进行全面控制输出管理。权利要求1、一种汽车缓速器自动控制装置，包括由单片机及其相应软件、光电隔离驱动电路(1)、稳压电源(2)、功率开关(3)电路组成的自动功率开关组件，变换器，关断续流回路，状态监测保护电路系统工作部件，输入端与前级控制逻辑电路连接，输出端与汽车缓速器负载线圈绕组连接其特征在于A、由工业控制用单片机及其相应软件做为现场CPU；通过单片机底板总线系统与各工作部件模块相连接；通过人机交互界面接口，接受指令或前级控制逻辑电路的信息，对自动控制装置进行全面控制输出管理；B、配置的变换器，选用“DC/DC”型式，变换器输入侧Vi的正端，直接连接到输出侧Vo的负端后，共同连接到24V电源正端，变换器输入侧Vi的负端，直接接地，变换器输出侧Vo的正端，连接到功率开关组件电路的+24V+Vo端，组成浮动泵电源，“DC/DC”变换器的空载变比，始终为2.41；当输入电压为24V时，变换后的输出电压就为10V。这个10V的输出电压叠加到24V上以后，可以为开关三极管Q5、Q6、Q7、Q8进入通导状态，提供一个可靠的饱和开启电压；C、关断续流回路，由4路相同的单元电路组成；每个单元电路均由电阻、二级管、电容组成，在每个单元电路中，电阻的一端与二极管的负极，缓速器负载绕组的一端，开关三极管的发射极相连；电阻的另一端与二极管的正极，电容的一端相连，电容的另一端直接连接到稳压电源中三端稳压器的GND端；D、自动控制装置设计配置的状态监测保护电路系统，由电阻、电容、二极管、开关电路电子元器件组成，分别与现场的CPU、供电电源、缓速器负载绕组、自动控制装置各功能部件相连接；E、自动功率开关组件，由光电隔离驱动电路、稳压电源、功率开关组件电路等工作部件组成，分别用于前级控制电路与功率驱动电路的完全电隔离；F、自动控制装置的独立工作部件，均采用集成技术，将构成各独立工作部件中的元器件、电路全部集成到单独模块上；各单独模块，均采用印刷线路方式，在线路板上嵌入各独立元器件；各独立模块，通过单片机底板总线系统与现场CPU连接，同时也相互连接；所有独立工作部件，均集中安装布置在特殊设计的长方形壳体内。2、根据权利要求l所述的一种汽车缓速器自动控制装置，其特征在于自动功率开关组件，现将输入到光电耦合器J,的电流，直至负载到线圈绕组L4_一当输入的高电平到J,的端口2，端口3为低电平，光电耦合器的发光二极管通导。输出端脚6，输出低阻低电平，使得Q1截止，Ql集电极输出高电平；由于变换器的输出电压Vo高于Q5的饱和通导电压，使得Q5饱和通导，线圈绕组LM与24V电源接通，同时由R14、DIO、C2组成的关断续流回路开始通过电阻R14给电容C2充电，一一当输入到J,端口2变为低电平时，l的端口3为高电平，光电耦合器的发光二极管截止，输出端脚6，输出高阻高电平，l输出电阻与中R2、R3配合，使得Q1饱和通导，Ql集电极输出低电平，使得Q5截止，当Q5由饱和通导变为截止的过程中，首先连接负载L,4与Q5发射极的电压跌落；当跌落到约O.7V。时，D10通导；C2通过D10开始为L"续流，并保证该点电压，直到流经Q5发射极的电流完全降为零以后，Vce开始增加；DIO、C2的续流和稳压；——设有D3的作用，保证在变换器的输出电压Vo大于Q5的饱和通导电压时，使得通导的IGBT管的栅源电压Vge，始终保持在固定的电压数值上；确保Q5始终处于浅饱和状态；——设有U2输入，是功率开关组件电路的输出允许控制端；当输入为低电平时，关断所有输出，该端与状态监测保护电路系统连接。自动功率开关组件。3、根据权利要求l所述的一种汽车缓速器自动控制装置，其特征在于自动功率开关组件是由光电隔离驱动电路(1)、稳压电源(2)、功率开关组件电路(3)，工作部件组，结构为A、光电隔离驱动电路一一光电隔离驱动电路l，由4个完全相同的光电耦合器Ji、J2、J3、J4及其电路组成，一一光电耦合器的2脚为输入控制端，与前级控制逻辑电路连接；输入为TTL电平信号，一一光电耦合器的6脚为输出端；其输出端电源与三端稳压器的输出端相连接，输出端公共端接地，一一U2的输入端为功率开关组件的输出允许控制端，当输入为低电平时，关断所有输出，一一光电耦合器的输出端，接功率开关组件电路的输入端，B、稳压电源结构一一稳压电源2由三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻电器元件及其连接电路组成，一一电阻的一端连接到24V电源的正端；另一端与稳压二极管的负端、电解电容的正端、三端稳压器的输入端连接，一一稳压二极管的正端与电解电容的负端、三端稳压器的GND端连接;C、功率开关组件结构有一一功率开关组件电路3，由完全相同的4个单元电路组成，一一在每个单元电路中，均由2个分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二极管、IGBT管、二极管及其相应电路组成，—一由分压电阻组成三极管的饱和启动分压回路；分压电阻的节点，连接到光电耦合器的输出端，并与三极管的基极连接；三极管的集电极与负载电阻连接，负载电阻的另一端，连接到浮动电源输出的+端，一一三极管的集电极还要连接到IGBT管的栅极、稳压二极管的负极，一一IGBT管的发射极与稳压二极管的正极、二极管的负极、关断续流回路中的二极管负极、电阻的一端连接，一一连接后即构成一路输出，将此路连接到负载的线圈绕组一端。4、根据权利要求l所述的一种汽车缓速器自动控制装置，其特征在于其模块化集成范围A、变换器模块变换器设计选用DC/DC形式，已经集成为完整独立的作业单元；B、自动功率开关组件模块一一光电隔离驱动电路中的4组光电耦合器及其相应电路；一一稳压电源中的三端稳压器、稳压二极管、电解电容、电阻电子无器件及其相应电路；——功率开关组件电路中的4组分压电阻、三极管、负载电阻、稳压二级管、IGBT三极管、二极管电子元器件及其相应电路；C、关断续流回路模块-关断续流回路模块，需集成4组电阻、二极管、电容电子器件及其相应电路，D、状态监测保护电路系统模块；状态监测保护电路系统模块，集成电阻、电容、二极管、开关电子器件及其相应电路。5、根据权利要求l所述的一种汽车缓速器自动控制装置，其特征模块化集成配置A、设计由工业控制用单片机及其相应软件做现场CPU，B、依据各工作部件的独立作业范围，确定各独立模块的集成范围，C、依据确定的各独立模块的集成范围，将所有独立的电子元器件及其相应电路，全部集成到独立模块上；各独立模块均采用印刷线路方式，在线路板上印刷线路，嵌入独立电子元器件，D、各独立模块均根据选用的单片机标准，设计出相关联络系统；通过单片机底板总线系统与现场CPU连接。全文摘要本发明涉及一种刹车系统，更具体地说，它是一种汽车缓速器，其主要技术在于它包括控负载为大功率电感的多路自动控制装置，在自动控制装置内，稳压电源、光电隔离驱动电路、功率开关组件电路等电子元器件组成的自动功率开关组件；输入端与前级控制电路连接，输出端通过设置的4组开关通路，分别与汽车缓速器中做为负载的4个线圈绕组开关连接，完成汽车缓速器控制逻辑信号与大电流功率输出负载的衔接，同时，由变换器向开关管提供开导电压，由二极管、电阻、电容等电子元器件组成关断续流回路及状态监测保护电路，形成对自动控制装置的全面监测保护系统；设计配置由工业控制用单片机及其相应软件做为现场的CPU，对自动控制装置进行全面控制输出管理，本发明主要用在汽车缓速上。文档编号G05B19/042GK101683846SQ20081005120公开日2010年3月31日申请日期2008年9月23日优先权日2008年9月23日发明者刘长良,李光伟,牛宝力申请人:四平市华通链条厂