专利名称：车用电涡流减速的调节方法
技术领域：
本发明涉及机动车电制动力的调节控制方法，特别是涉及利用PWM(脉冲宽度调制)电路技术的车用电涡流减速的调节方法。
背景技术：
现有技术机动车的制动普遍采用机械摩擦方式，由于机械摩擦方式是速度越高摩擦系数越小，亦即制动力越小，因而制动存在不稳定因素。随着机动车辆驱动功率增加、车速提高及载荷加重，使用机械摩擦式制动有时会发生车辆制动失灵，从而危及车上人们生命、财产安全；另方面这种制动方式造成制动器械及车轮相关部件磨损，增加了使用成本，也增加了使用时的不安全因素。近年来，电涡流减速技术在机动车辆制动领域得到应用和发展，例如本申请人专利号为99 2 38831、名为“车用电涡流减速器”的中国专利公开了一种车用电涡流减速器技术，其中电涡流减速器的工作原理、机械结构均有详细说明，此处不再赘述。但是所述车用电涡流减速器在制动力的调节方面采用有触点继电器分组切换相关励磁绕组来改变减速力度，其制动力的增减是阶跃的，司机只能根据车速的快慢来选择其中某个档次的制动力，这样选定的制动力当然很难适合当时的车速，制动力过小，减速不明显，制动力过大，容易造成车上货物损坏或引起乘客反感甚至受伤。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种基于电力电子技术的车用电涡流减速调节方法，该方法能使电涡流制动力在几乎为零的最小值至最大值的全范围内作无级调整，操作简便，稳定性好。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现一种车用电涡流减速调节方法，用于机动车行驶中减速，旨在控制所用减速器各励磁绕组L的电流I，包括以下步骤A.将所用减速器各励磁绕组L作所需要的任何形式串—并联连接；
B.对串—并联后形成的每一组绕组Z都串接一斩波调节器CH，然后再连接电源；C.对每一斩波调节器CH都用PWM(脉冲宽度调制)方式控制其导通和截止，以使各绕组L的电流I能够在最小值Imin和最大值Imax之间均匀、连续地变化，从而有电涡流制动力的全范围无级调整。
同现有技术相比较，本发明车用电涡流减速调节方法的优点在于1.能对电涡流制动力进行无级调整；2.稳定性好，制动效果好，安全性高。
图1是本发明所用电涡流减速器各励磁绕组L，作串—并联连接后再串接所述斩波调节器CH的连接示意图；图2是本发明车用电涡流减速调节方法的详细逻辑框图；图3是本发明车用电涡流减速调节方法实施例之一的电路连接示意图。
具体实施例方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本发明的车用电涡流减速调节方法，参见图1、图2，用于机动车行驶中减速，旨在控制所用减速器各励磁绕组L的电流I，包括以下步骤A.将所用减速器各励磁绕组L作任何形式的串—并联连接；B.对串—并联后形成的每一组绕组Z都串接一斩波调节器CH，然后再连接电源；C.对每一斩波调节器CH都用PWM(脉冲宽度调制)方式控制其导通和截止，以使各绕组L的电流I能够在最小值Imin和最大值Imax之间均匀、连续地变化，从而有电涡流制动力的全范围无级调整。
考虑标准化生产的需要，本发明所用的电涡流减速器各励磁绕组L1、L2、...大都按12伏直流供电设计。对于使用24伏车上电网的大型机动车辆，所述电涡流减速器各励磁绕组L先两两串联然后再全部并联成一组绕组Z，并且该一组绕组Z只串联一个斩波调节器CH。当然也可以把它们分别并联成两组绕组Z1和Z2，如图1a所示(省略了L5至L8及CH2的连接示意图)，如果所述减速器是8个励磁绕组，即L1至L8，那么这样串—并联连接，用两个斩波调节器CH1和CH2分别按PWM方式控制其励磁电流I1和I2均匀变化即可。如此连接即使有一个斩波调节器CH1或CH2损坏，也不致于失去全部制动力，尽管所述调节器损坏的可能性非常小。对于使用12伏供电的车辆，只须将所述各励磁绕组全部并联或分组并联，再串接所述斩波调节器CH作PWM方式控制，如图1b所示(省略了L5至L8及CH4的连接示意图)，如果所述减速器是8个励磁绕组，即L1至L8，那么这样并联连接成两组绕组Z1′和Z2′，用两个斩波调节器CH3和CH4分别按PWM方式控制其励磁电流I3和I4均匀变化即可。如此连接即使有一个斩波调节器CH3或CH4损坏，也不致于失去全部制动力，尽管所述调节器损坏的可能性非常小。
如图1所示，本发明中，装用所述减速器的机动车上有速度传感器Bv(300)，在其速度信号Uv达到或超过设定的基础速度信号值Uvb时，各斩波调节器CH才开始脱离完全截止状态而进入可由司机控制的PWM导通方式；反之所述速度信号Uv降至基础速度信号值Uvb或其以下时，各斩波调节器CH即完全截止而不由司机控制，该机动车于是失去电涡流制动力。当车速v＜vb＝5km/h时，速度传感器Bv输出的速度信号Uv小于所述设定的基础速度信号值Uvb，此时各斩波调节器CH处于截止状态；当车速v≥vb＝5km/h时，速度传感器Bv输出的速度信号Uv超过所述设定的基础速度信号值Uvb，此时各斩波调节器CH才开始脱离完全截止状态而进入可由司机控制的PWM导通方式。
所述各励磁绕组L的电路中均设电流传感器BI(400)，由它们分别发送各电流信号UI，其中任一信号超过最大设定值UIm，该电流信号将作用于对应该信号励磁电流的各斩波调节器CH，令其降低导通比甚至完全截止，从而切断故障电流。所述电流传感器BI(400)，用市售通用的“霍尔电流变送器”400，其输出信号经放大并与设定信号比较后，差量信号输入PWM控制器用于过电流防护。在本发明实施例中，是输出一个截止式过电流防护信号至所述PWM控制器，令其完全没有脉冲输出(即脉冲宽度为零)。
如图1、3所示，所述斩波调节器CH的主开关元件VT用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，其栅极可用市售通用的“PWM控制器”700控制，例如TL494电路，见图3，经由市售通用的“IGBT栅极驱动电路”作脉冲宽度调制控制。当然，所述主开关元件VT也完全可以使用双极型晶体管或电力场效应晶体管，各有利弊，相应的控制电路可自行设计，但也都是现有技术。装用所述减速器的机动车上有压力变送器BP(500)，制动管内的油压或气压经所述压力变送器BP(500)测量及变换后输出压力信号Up，该压力信号Up经放大后控制PWM控制器700的输出脉冲宽度，进而能控制励磁绕组L的电流I，最终控制机动车制动力的大小。制动时，司机踩下制动踏板的角度越大，制动管内的油压或气压也越大，压力变送器BP(500)输出的压力信号Up就越高，此压力信号Up经放大后控制PWM控制器700输出的脉冲宽度就越大，则IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的输出就越高。本发明车用电涡流减速调节方法控制的脉冲占空比可在1％～99％之间连续无级调节，故所述各励磁绕组L中的电流I可以在很宽的范围内调节，也即电涡流制动力可全范围无级调整。
如图1所示，装用所述减速器的机动车上有“紧急制动”按钮或脚踏开关600，当所述压力变送器BP(500)发生故障或制动管内失压时，司机按下或踩下所述“紧急制动”按钮或脚踏开关600，即会将预先设定好的能使脉冲宽度达到最大值的控制电压送入PWM控制器700。本发明的此种紧急制动方式具有软制动效果，不会造成急刹车冲击。
本发明中，如图1、3所示，经所述串—并联连接后形成的每一组绕组Z都并联有续流二极管VD(800)，该续流二极管VD(800)令各励磁绕组L内的电流连续并能避免所述主开关元件IGBT被开关过电压击穿。
根据需要和车辆种类及型号的不同，本发明所用减速器各励磁绕组L作所需要的任何形式串—并联连接有如下方式1.将各励磁绕组L先两两串联然后再全部并联成一组绕组Z，并且该一组绕组Z只串联一个斩波调节器CH。
2.将各励磁绕组L两两串联成多组绕组Z1、Z2、...，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
3.将各励磁绕组L两两串联成多组绕组Z1、Z2、...，再并联成两组绕组Z1′、Z2′，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
4.将各励磁绕组L先两两并联或者每三个并联成多组绕组Z1′、Z2′...，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
权利要求
1.一种车用电涡流减速调节方法，用于机动车行驶中减速，旨在控制所用减速器各励磁绕组L的电流I，其特征在于包括以下步骤A.将所用减速器各励磁绕组L作所需要的任何形式串—并联连接；B.对串—并联后形成的每一组绕组Z都串接一斩波调节器CH，然后再连接电源；C.对每一斩波调节器CH都用PWM(脉冲宽度调制)方式控制其导通和截止，以使各绕组L的电流I能够在几乎为零的最小值Imin和最大值Imax之间均匀、连续地变化，从而有电涡流制动力的全范围无级调整。
2.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于装用所述减速器的机动车上有速度传感器(Bv，300)，在其速度信号Uv达到或超过设定的基础速度信号值Uvb时，各斩波调节器CH才开始脱离完全截止状态而进入可由司机控制的PWM导通方式；反之所述速度信号Uv降至基础速度信号值Uvb或其以下时，各斩波调节器CH即完全截止而不由司机控制，该机动车于是失去电涡流制动力。
3.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述各励磁绕组L的电路中均设电流传感器(BI，400)，由它们分别发送各电流信号UI，其中任一信号超过最大设定值UIm时，该电流信号将作用于对应该信号励磁电流的斩波调节器CH，令其降低导通比甚至完全截止，从而切断故障电流。
4.如权利要求1至3之任一项所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述斩波调节器CH的主开关元件VT用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，其栅极由市售通用的“PWM控制器”(700)经由市售通用的“IGBT栅极驱动电路”作脉冲宽度调制控制。
5.如权利要求3所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述电流传感器(BI，400)用市售通用的“霍尔电流变送器”(400)，其输出信号经放大并与设定信号比较后，差量信号输入PWM控制器(700)用于过电流防护。
6.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于装用所述减速器的机动车上有压力变送器(BP，500)，制动管内的油压或气压经所述压力变送器(BP，500)测量及变换后输出压力信号Up，该压力信号Up经放大后能够控制PWM控制器(700)的输出脉冲宽度，进而控制励磁绕组L的电流I，最终控制所述机动车制动力的大小。
7.如权利要求1或6所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于装用所述减速器的机动车上有“紧急制动”按钮或脚踏开关(600)，当所述压力变送器(BP，500)发生故障或制动管内失压时，司机按下或踩下所述“紧急制动”按钮或脚踏开关(600)，即会将预先设定好的能使脉宽达到最大值的控制电压送入PWM控制器(700)。
8.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于经所述串—并联连接后形成的每一组绕组Z都并联有续流二极管(VD，800)。
9.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述步骤A所需要的任何形式的串—并联连接是，将各励磁绕组L先两两串联然后再全部并联成一组绕组Z，并且该一组绕组Z只串联一个斩波调节器CH。
10.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述步骤A所需要的任何形式的串—并联连接是，将各励磁绕组L两两串联成多组绕组Z1、Z2、…，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
11.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述步骤A所需要的任何形式的串—并联连接是，将各励磁绕组L两两串联成多组绕组Z1、Z2、…，再并联成两组绕组Z1′、Z2′，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
12.如权利要求1所述的车用电涡流减速调节方法，其特征在于所述步骤A所需要的任何形式的串—并联连接是，将各励磁绕组L两两并联或者每三个并联成多组绕组Z1′、Z2′…，并且每组绕组都串联一斩波调节器CH。
全文摘要
一种涉及利用PWM(脉冲宽度调制)电路技术的车用电涡流减速的调节方法,用于机动车行驶中减速,旨在控制所用减速器各励磁绕组L的电流I,包括以下步骤:A将所用减速器各励磁绕组L作任何形式的串－并联连接;B对串－并联后形成的每一组绕组Z都串接一斩波调节器CH,然后再连接电源;C.对每一斩波调节器CH都用PWM(脉冲宽度调制)方式控制其导通和截止,以使各绕组L的电流I能够在最小值I
文档编号H02P3/04GK1348251SQ0112976
公开日2002年5月8日 申请日期2001年10月12日 优先权日2001年10月12日
发明者凌兆蔚, 陈有勤 申请人:深圳市特尔佳运输科技有限公司