專利名稱：汽車輪轂溫度自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車控制技術領域，特別是涉及一種汽車輪轂溫度自動控制裝置。
背景技術：
汽車在行駛過程中使用制動時，會產生大量的熱量，汽車輪轂溫度迅速升高，容易 導致剎車功能的快速衰退和輪胎的損壞，嚴重時還會發生交通事故。為了避免事故發生，一 般都是用水將其冷卻，來控制汽車輪轂的溫度進行保護。對于載重汽車或客車，例如大貨車 和長途客車，尤其是在山區中運行的車，更需要對汽車輪轂的溫度進行控制來保證行駛安全。傳統的輪轂溫度控制方式是利用水，開關(水龍頭)安裝在駕駛內，通過水管從 駕駛室內把冷卻水分配到各輪轂。采用這種冷卻方式時，需要在駕駛室底板開孔洞來裝入 水管，會造成駕駛室人為的破壞，將水引入室內時，還有可能發生漏水情況，造成駕駛室底 板的損壞。隨后的改進是通過人工操控電源實現噴淋電磁閥的遠程控制，水管安裝在駕駛 室外任意位置，通過電源來控制水流量，實現遠距離操控。采用這種方式，不須要在室內安 裝水管，只裝電源線即可。上述兩種方式的缺點是均需要人工參與，受人為影響因素較大， 而且，當汽車輪轂溫度過高的時候(當其溫度超過材料的居里點時)，突然加水冷卻，會造 成汽車輪轂的龜裂，雖然在一定程度上可以起到冷卻汽車輪轂的作用，達到提高汽車制動 效能的目的，但是存在潛在的汽車輪轂損壞的可能性，總體上屬于比較落后的方案。除此之 外，山東致富卡車淋水器公司設計的控制器，采用當司機踩下剎車開關時，淋水器對剎車轂 噴水冷卻，降低了剎車時產生的高溫，提高了汽車的安全性能，但在控制策略上仍不夠完善 和理想。隨著汽車噴淋裝置的不斷發展，與汽車噴淋控制器相關的專利技術也越來越多。例如，專利號為ZL2003249459. 9的實用新型專利，公開了一種汽車剎車自動冷卻 裝置，由溫度測量、水位檢測、報警和驅動執行四部分組成，它主要根據檢測輪轂的溫度，控 制水泵輸送冷卻水，同時具有水箱中水用完時，能自動報警。公開號為CN2239376的專利公開了一種汽車輪轂自動冷卻裝置，它的溫控電路主 要通過檢測輪轂溫度進行冷卻控制的，形成廣泛應用于山區或丘陵地帶行駛的汽車或拖拉 機的輪轂冷卻。申請號為03102445的發明專利申請，公開了一種汽車水冷噴淋降溫裝置，它是專 供卡車發動機散熱器、剎車鍋、輪胎的快速降溫的裝置，由固定在車箱下面的圓筒形氣壓水 罐連接出水主管至水路分配器，再由支路水管連接到各噴霧頭、噴水嘴，給所需降溫的部 位噴水，而達到快速降溫的目的。降溫效果顯著，節約能源。氣壓水罐由汽車儲氣筒提供 1. 5MPa的壓力，水路分配閥有手控、電控和全自動控制幾種方式，設計新穎，適合于各種卡 車的安裝。申請號為200910059535的實用新型專利申請，公開了一種汽車噴淋裝置的裝配式水箱，主要是通過冷卻水箱來實現汽車輪轂的溫度控制。申請號為200610022320的發明專利申請，公開了一種高安全性汽車冷卻噴淋裝 置，包括帶有進水口、出水口、進氣口的儲水箱、與儲水箱出水口相連的過濾器、與過濾器出 水口相連的組合分配閥門和汽車發電機，其中在進水口、進氣口上均設有閥門，組合分配閥 門設有2個或2個以上的出水口閥門，每個出水口閥門均與設置在汽車不同位置的噴嘴相 連，儲水箱的進氣口通過管道與一空氣壓縮機相連，在儲水箱內還設有壓力開關，空氣壓縮 機、壓力開關和汽車發電機串聯組成空氣壓縮機的驅動電路。不會影響汽車的剎車制動功 能，節約能源，同時可自動控制出水壓力，保證噴嘴出水的潔凈和壓力均衡。公開號為CN02229049.4的實用新型專利，涉及一種汽車制動系全自動霧化噴淋 冷卻裝置，主要包括水箱總成、水分配器、集成控制模塊等，集成控制模塊分別與電磁開關 水閥、電磁開關氣閥、水位側頭、熱敏元等連接，水箱總成通過電磁開關水閥接所述水分配 器，通過電磁開關氣閥、過濾減壓閥接汽車氣路；水分配器裝有霧化噴頭。該冷卻裝置，霧 化噴淋不淌水，冷卻效果好；氣源截取規范，確保不影響汽車本身工況，整個系統安全可靠； 而且增加了報警功能；解決了現有的冷卻裝置存在的浪費冷卻水源、氣源亂取、無報警等問 題，其控制主要根據溫度進行控制。綜上所述，現有的通過噴淋實現控制汽車輪轂溫度的產品存在控制精度較低、功 能單一、浪費能源、體積龐大、結構復雜的缺陷。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種控制精度較高、功 能可擴展、節能高效、體積較小、結構簡單的汽車輪轂溫度自動控制裝置。本實用新型提供的汽車輪轂溫度自動控制裝置，包括穩壓電源、單片計算機、輪轂 溫度傳感器和輪轂溫度檢測電路，所述單片計算機分別與穩壓電源輪轂溫度檢測電路相 連，輪轂溫度檢測電路與輪轂溫度傳感器相連，還包括大氣溫度傳感器、大氣溫度補償電 路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、霍爾車速傳感器和車速信號處理電路，單 片計算機分別與大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、車速信號 處理電路相連，大氣溫度補償電路還與大氣溫度傳感器相連，車速信號處理電路還與霍爾 車速傳感器相連。在上述技術方案中，還包括噴淋電磁閥控制電路、噴淋輸出反饋電路、噴淋指示 燈、停止噴淋信號輸出電路，所述噴淋電磁閥控制電路、噴淋輸出反饋電路和停止噴淋信號 輸出電路均與單片計算機相連，噴淋指示燈通過噴淋輸出反饋電路與單片計算機相連。在上述技術方案中，還包括故障報警電路，所述故障報警電路分別與穩壓電源、單 片計算機相連。在上述技術方案中，所述輪轂溫度檢測電路包括電阻R62和二極管D10，電阻R62 的一端與穩壓電源相連，另一端與二極管DlO的正極相連，二極管DlO的負極與輪轂溫度傳 感器相連。在上述技術方案中，所述大氣溫度補償電路包括電阻R63和二極管D9，電阻R63的 一端與穩壓電源相連，另一端與二極管D9的正極相連，二極管D9的負極與大氣溫度傳感器 相連。
4[0018]在上述技術方案中，所述噴淋溫度閥值設置電路包括均與單片計算機相連的電阻 R70 R72和參數設置開關SWl SW3，電阻R70 R72的一端與穩壓電源相連，另一端分 別與參數設置開關SWl SW3的一端相連，參數設置開關SWl SW3的另一端接地。在上述技術方案中，所述剎車信號處理電路包括三極管T4、二極管D7和電阻 R98 R99，三極管T4的基極與電阻R98相連，三極管T4的集電極與電阻R99相連，三極管 T4的發射極與二極管D7的正極相連，剎車信號通過二極管D7的負極接入。在上述技術方案中，所述車速信號處理電路包括電阻R80 R83、電容C80和三 極管Tl，電阻R80的一端與霍爾車速傳感器的輸出端相連，另一端分別與電容C80、電阻 R81 R82的一端相連，電容C80、電阻R81的另一端接地，電阻R82的另一端與三極管Tl 的基極相連，三極管Tl的集電極與電阻R83的一端相連，電阻R83的另一端與穩壓電源相 連，三極管Tl的發射極接地。在上述技術方案中，所述停止噴淋信號輸出電路包括二級管D6、三極管T3和電阻 R93 R94，二級管D6的正極與單片計算機相連，二級管D6的負極與電阻R93的一端相連， 電阻R93的另一端與三極管T3的基極相連，三極管T3的發射極接地，三極管T3的集電極 與電阻R94的一端相連，電阻R94的另一端與穩壓電源相連。在上述技術方案中，所述故障報警電路包括發光二極管D12和電阻R64，發光二極 管D12的正極與穩壓電源相連，負極與電阻R64的一端相連，電阻R64的另一端與單片計算 機相連。本實用新型主要根據輪轂溫度進行噴淋控制，同時還能檢測到大氣溫度、車輛在 單位時間內的制動次數、車輛速度的變化等參數(這些參數在控制中作為控制噴淋時間的 參考數據，達到既能冷卻又能節約水的目的)，自動控制噴水冷卻輪轂，提高汽車的制動效 能，此外本實用新型還在輪轂溫度傳感器、大氣溫度傳感器、噴淋出水繼電器發生故障自動 監測并報警自鎖、自動停止輸出的全自動裝置，采用模塊式結構，可容易地實現單點溫度或 多點溫度的組合控制。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點1、本實用新型容許系統電源波動范圍大而不影響測量和控制精度。如對于24V汽 車電源，容許電壓在12V-42V之間長期運行而不影響測量和控制精度。2、本實用新型未控制噴淋時，電流只有20mA功耗低，測量和控制精度高(3% )。3、本實用新型生產制造工藝簡單。4、本實用新型體積小，結構簡單。

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的電路圖；圖3為本實用新型的應用框圖。圖中1-外殼，2-輪轂溫度傳感器，3-大氣溫度傳感器，4-剎車信號，5-車速信 號，6-噴淋電磁閥，7-噴淋指示燈，8-故障報警指示燈，9-停止噴淋信號，10-控制噴淋電磁 閥的24V輸出。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解 為對本實用新型的限制。參見圖1所示，本實用新型提供的汽車輪轂溫度自動控制裝置，包括穩壓電源、單 片計算機、輪轂溫度傳感器和輪轂溫度檢測電路，單片計算機分別與穩壓電源輪轂溫度檢 測電路相連，輪轂溫度檢測電路與輪轂溫度傳感器相連，還包括大氣溫度傳感器、大氣溫度 補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、霍爾車速傳感器和車速信號處理電 路，單片計算機分別與大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、車 速信號處理電路相連，大氣溫度補償電路還與大氣溫度傳感器相連，車速信號處理電路還 與霍爾車速傳感器相連。參見圖2所示，輪轂溫度檢測電路包括電阻R62和二極管D10，電阻R62的一端與 穩壓電源相連，另一端與二極管DlO的正極相連，二極管DlO的負極與輪轂溫度傳感器相 連。大氣溫度補償電路包括電阻R63和二極管D9，電阻R63的一端與穩壓電源相連，另一端 與二極管D9的正極相連，二極管D9的負極與大氣溫度傳感器相連。噴淋溫度閥值設置電 路包括均與單片計算機相連的電阻R70 R72和參數設置開關SWl SW3，電阻R70 R72 的一端與穩壓電源相連，另一端分別與參數設置開關SWl SW3的一端相連，參數設置開關 Sffl SW3的另一端接地。剎車信號處理電路包括三極管T4、二極管D7和電阻R98 R99， 三極管T4的基極與電阻R98相連，三極管T4的集電極與電阻R99相連，三極管T4的發射 極與二極管D7的正極相連，剎車信號通過二極管D7的負極接入。車速信號處理電路包括 電阻R80 R83、電容C80和三極管Tl，電阻R80的一端與霍爾車速傳感器的輸出端相連， 另一端分別與電容C80、電阻R81 R82的一端相連，電容C80、電阻R81的另一端接地，電 阻R82的另一端與三極管Tl的基極相連，三極管Tl的集電極與電阻R83的一端相連，電阻 R83的另一端與穩壓電源相連，三極管Tl的發射極接地。在上述基礎上，還可以包括噴淋電磁閥控制電路、噴淋輸出反饋電路、噴淋指示 燈、停止噴淋信號輸出電路，所述噴淋電磁閥控制電路、噴淋輸出反饋電路和停止噴淋信號 輸出電路均與單片計算機相連，噴淋指示燈通過噴淋輸出反饋電路與單片計算機相連。停 止噴淋信號輸出電路包括二級管D6、三極管T3和電阻R93 R94，二級管D6的正極與單片 計算機相連，二級管D6的負極與電阻R93的一端相連，電阻R93的另一端與三極管T3的基 極相連，三極管T3的發射極接地，三極管T3的集電極與電阻R94的一端相連，電阻R94的 另一端與穩壓電源相連。除此之外，還可以包括故障報警電路，所述故障報警電路分別與穩壓電源、單片計 算機相連。故障報警電路包括發光二極管D12和電阻R64，發光二極管D12的正極與穩壓電 源相連，負極與電阻R64的一端相連，電阻R64的另一端與單片計算機相連。本實用新型的工作原理如下穩壓電源通過輸出支路分別與輪轂溫度傳感器及處理電路、大氣溫度傳感器及處 理電路、剎車開關信號處理電路、車速信號處理電路、單片計算機、計算機I/O 口經功率放 大組成的噴淋電磁閥控制電路、噴淋指示燈、故障指示燈、EEPROM電可擦除存儲器組成的控 制參數記憶電路、參數調節開關等電路連接，以計算機為核心組成測量、指示、控制電路，在 此基礎上，增加了輪轂溫度傳感器斷線和短路報警功能自鎖功能、測量大氣溫度補償的溫
6度傳感器斷線和短路報警功能和自鎖功能、冷卻輪轂出水電磁閥故障報警和自鎖功能，并 且增加制動開關動作、制動時間的測量電路，作為噴淋冷卻時間控制的輔助參量，還增加了 多點溫度控制功能，一個主溫度控制器工作或一個主溫度控制器和多個子溫度控制共同工 作。考慮到汽車浪涌電壓對儀表元件構成的不良影響，電路中加入了浪涌吸收管(TVS 管)，同時設計考慮了整個系統的電流消耗、電壓的波動范圍(16V-36V范圍為設計目標)， 保持5V三端穩壓電源輸入電壓差范圍為6. 5V-26V，合理選擇調壓電阻Rl R2的參數，使 三端穩壓器和電阻元件既發熱合理，又能保持5V三端穩壓電源輸入電壓范圍在6. 5V-26V 之間，使電源的輸出保持穩定的5V，從而使本實用新型的工作電壓在16V-36V的范圍內工 作，不影響儀表的準確度，同時符合國家標準中規定的汽車電器系統的電源波動為20V到 30V的范圍。5V穩壓電源電路由電容Cl C7、二極管D1、電阻Rl R2、TVS管、5V三端穩 壓器組成，通過調整R1、R2的參數可以使本電源用于24V或12V汽車電器系統。車速信號處理電路由二極管D5、電阻R80 R83、電容C80、三極管Tl組成，其輸入 端連接有霍爾(主要做車速里程表)轉速傳感器，在三極管Tl的集電極得到反映車速的方 波脈沖信號，通過單片計算機測量計算得到車速。參數設置開關SW3和電阻R72組成的電路用于存放噴淋冷卻時間參數(和輪轂結 構有關)的設置。EEPROM芯片用于存儲噴淋溫度閥值、噴淋冷卻時間參數。二極管D4 D5、電阻R90和三極管T2組成噴淋冷確控制電路，需要噴淋時從A點輸出一個24V電源，負 載能力可達到IOA0 二極管D7、電阻R98 R99和三極管T4組成剎車信號處理電路，B接 地時C點得到一個低電平信號。二極管D6、電阻R93 R94和三極管T3組成停止冷卻信號 輸出電路，由TXD控制，TXD為高電平的時，D點輸出低電平，代表停止加熱。二極管D3、電 阻R91 R92和三極管T5組成噴淋冷卻電源輸出檢測電路，當有噴淋電源輸出的時，E點 電平為低，否則為高。二極管D12和電阻R64組成故障指示電路，不同閃爍速度的代表不同 故障代碼。二極管Dll和電阻R65組成噴淋冷卻輸出指示電路，有輸出時候二極管Dll發 亮。P87LPC767單片計算機作為整個實用新型輸入、輸出接口信號處理的核心。每個輪轂冷卻系統中(可以有多個溫度控制器組成)，必須有一個主溫度控制器， 以上介紹的是主溫度控制器，能檢測到車速、大氣溫度、單位時間內剎車次數，而在子溫度 控制器中可以不需要檢測車速、大氣溫度、單位時間內剎車次數。多個溫度控制器并聯工 作時，由于每個控制器都可以檢測到別的控制器是否在噴淋，如果處于噴淋狀態，便不需要 重復輸出，如果主控制器發出停止輸出信號，子控制器可以根據自身的溫度情況決定是否 停止冷卻，以達到共同控制的目的，使整個車的輪轂溫度處于安全的狀態，保持高的制動效 能。需要說明的是對于所屬領域的技術人員來說，在不改變本實用新型原理的前提下可以 對本實用新型作出若干的改變或變形，如去掉車速信號、剎車信號或停止噴淋冷卻輸出反 饋，同樣屬于本實用新型的保護范圍。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求一種汽車輪轂溫度自動控制裝置，包括穩壓電源、單片計算機、輪轂溫度傳感器和輪轂溫度檢測電路，所述單片計算機分別與穩壓電源輪轂溫度檢測電路相連，輪轂溫度檢測電路與輪轂溫度傳感器相連，其特征在于還包括大氣溫度傳感器、大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、霍爾車速傳感器和車速信號處理電路，單片計算機分別與大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、車速信號處理電路相連，大氣溫度補償電路還與大氣溫度傳感器相連，車速信號處理電路還與霍爾車速傳感器相連。
2.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于還包括噴淋電磁閥 控制電路、噴淋輸出反饋電路、噴淋指示燈、停止噴淋信號輸出電路，所述噴淋電磁閥控制 電路、噴淋輸出反饋電路和停止噴淋信號輸出電路均與單片計算機相連，噴淋指示燈通過 噴淋輸出反饋電路與單片計算機相連。
3.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于還包括故障報警電 路，所述故障報警電路分別與穩壓電源、單片計算機相連。
4.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述輪轂溫度檢測 電路包括電阻R62和二極管D10，電阻R62的一端與穩壓電源相連，另一端與二極管D10的 正極相連，二極管D10的負極與輪轂溫度傳感器相連。
5.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述大氣溫度補償 電路包括電阻R63和二極管D9，電阻R63的一端與穩壓電源相連，另一端與二極管D9的正 極相連，二極管D9的負極與大氣溫度傳感器相連。
6.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述噴淋溫度閥 值設置電路包括均與單片計算機相連的電阻R70 R72和參數設置開關SW1 SW3，電阻 R70 R72的一端與穩壓電源相連，另一端分別與參數設置開關SW1 SW3的一端相連，參 數設置開關SW1 SW3的另一端接地。
7.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述剎車信號處理 電路包括三極管T4、二極管D7和電阻R98 R99，三極管T4的基極與電阻R98相連，三極 管T4的集電極與電阻R99相連，三極管T4的發射極與二極管D7的正極相連，剎車信號通 過二極管D7的負極接入。
8.如權利要求1所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述車速信號處理 電路包括電阻R80 R83、電容C80和三極管T1，電阻R80的一端與霍爾車速傳感器的輸出 端相連，另一端分別與電容C80、電阻R81 R82的一端相連，電容C80、電阻R81的另一端 接地，電阻R82的另一端與三極管T1的基極相連，三極管T1的集電極與電阻R83的一端相 連，電阻R83的另一端與穩壓電源相連，三極管T1的發射極接地。
9.如權利要求2所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述停止噴淋信號 輸出電路包括二級管D6、三極管T3和電阻R93 R94，二級管D6的正極與單片計算機相連， 二級管D6的負極與電阻R93的一端相連，電阻R93的另一端與三極管T3的基極相連，三極 管T3的發射極接地，三極管T3的集電極與電阻R94的一端相連，電阻R94的另一端與穩壓 電源相連。
10.如權利要求3所述的汽車輪轂溫度自動控制裝置，其特征在于所述故障報警電路 包括發光二極管D12和電阻R64，發光二極管D12的正極與穩壓電源相連，負極與電阻R64 的一端相連，電阻R64的另一端與單片計算機相連。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車輪轂溫度自動控制裝置，包括穩壓電源、單片計算機、輪轂溫度傳感器和輪轂溫度檢測電路，單片計算機分別與穩壓電源輪轂溫度檢測電路相連，輪轂溫度檢測電路與輪轂溫度傳感器相連，還包括大氣溫度傳感器、大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、霍爾車速傳感器和車速信號處理電路，單片計算機分別與大氣溫度補償電路、噴淋溫度閥值設置電路、剎車信號處理電路、車速信號處理電路相連，大氣溫度補償電路還與大氣溫度傳感器相連，車速信號處理電路還與霍爾車速傳感器相連。本實用新型不僅控制精度較高、功能可擴展，而且節能高效、體積較小、結構簡單。
文檔編號B60T5/00GK201646679SQ20102011442
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者劉海泉 申請人:劉海泉