摩託車自適應電子制動防抱死裝置的製作方法
2023-10-11 00:01:39 2
專利名稱：摩託車自適應電子制動防抱死裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是應用在摩託車上的一種防滑制動裝置，特別是涉及對摩託車電子制動防抱死裝置結構的改進。
現有一種摩託車制動防抱死裝置，由前、後輪輪速傳感器、減速開關、前輪調壓閥、後輪調節器、指示燈及電子控制器組成。電子控制器是整個防抱器的控制中心，控制各執行部件的協調工作。前、後輪輪速傳感器安裝在摩託車前、後輪附近；當防抱器啟動後，輪速傳感器的轉軸頭與輪胎接觸，靠摩擦力使車輪帶動傳感器的轉軸頭旋轉，從而輸出與車輪轉速成比例的輪速電信號送入電子控制器。減速開關是利用慣性原理；當摩託車制動減速時，開關接通，即接通防抱器電源。前輪調壓閥安裝在摩託車車架上的前部，其進油孔的油管與手制動泵聯接；其出油孔的油管與前輪制動盤的剎車分泵聯接。防抱器啟動後，控制其油路通斷，從而間歇地控制前輪制動盤的制動壓力。後輪調節器是調節鼓式制動器制動力的專用置，防抱器啟動後，把通常恆定的制動力改為間歇的制動力。指示燈用來檢測指示整個防抱裝置有無故障。這種結構的摩託車防抱器的缺點是，由於其電路控制程序簡單，制動加壓間歇周期是固定的，因而只適用於輪胎與地面附著係數較高的地面，在附著係數較低的冰雪路面就起不到防抱作用。其採用的慣性減速開關，只在車減速度超過某定值時才起作用；在坡度較大的上坡路面上工作不靈敏，而在顛簸厲害的路面上，這種開關時通時斷，防抱器工作不穩定。
本實用新型的目的是克服上述摩託車防抱器結構的缺點，提供一種新結構的摩託車防抱裝置，使摩託車在各種路面行駛制動時，具有良好的駕駛方向穩定性與操縱性，在低附著係數的路面制動時，不發生抱死。
本實用新型的目的這樣實現的。摩託車自適應電子制動防抱死裝置包括有電子控制器1、監測指示燈5、前輪傳感器6、後輪傳感器16、前輪液壓制動調節器包括制動液壓閥11及電磁閥12，後輪機械制動電磁閥15，監測指示燈5固定在車把13上。迴轉齒圈7、17分別固定在前輪10、後輪18上，前輪傳感器6、後輪傳感器16安裝在應保證其感應頭與迴轉齒圈的齒端之間的距離不超出1mm的相應車體上；前後輪傳感器連接電子控制器1。前輪液壓制動調節器由制動液壓閥11和與其相連的電磁閥12組成；制動液壓閥固定在主制動缸14與前輪制動鉗8之間相應的車體上；電磁閥12電連接電子控制器1。後輪機械制動防抱死電磁閥15固定在腳踏制動板20與後制動器19之間的相應車體上；電磁閥15電連接電子控制器1。
電子控制器1可由一片89C2051單片微控制器(IC1)構成。前輪傳感器6一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第6腳，並聯電阻R1。後輪傳感器16一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第7腳，並聯電阻R2。電容C1與C2並聯，一端接地，一端接晶體TR；電容C1接IC1的第4腳；電容C2接IC1的第5腳；組成晶體振蕩器。電阻R10一端接IC1的第1腳，另一端接地，通過電容C3並聯開關K1；開關K1另一端接+5伏電壓及IC1的第20腳。指示燈L1、L2、L3分別通過連接電阻R5、R6、R7，再分別接IC1的第12腳、13腳、14腳，構成運行監測指示部分。IC1的第16腳、17腳分別接R3、R4及功率放大管N1、N2，功放管N1、N2分別接繼電器J1、J2，繼電器J1、J2分別接前輪制動電磁閥12、後輪制動電磁閥15。
電阻R8、R9並聯，一端接+5伏電壓，另一端分別接IC1的第17腳和16腳；電阻R11一端接IC1的第18腳；另一端接功放管N1。電阻R12一端接IC1的第19腳；另一端接功放管N2。電阻R13、R14並聯一端接地，另一端分別接IC1的第19腳和18腳。
開關S1一端接地，另一端分別接IC1的第8腳、9腳和11腳。
二極體D1和D2分別並聯繼電器J1、J2。
電阻R1、R2分別並聯前後輪傳感器6、16。
迴轉齒圈隨前後輪同軸旋轉時，能在傳感器中感應出與輪速成比例的脈衝信號，然後送至電子控制器。前輪液壓制動調節器接收電子控制器送來的控制脈衝，使電磁閥電流通斷，從而控制制動液壓閥，以達到控制前輪制動鉗8對制動盤9的壓力，使加壓或除去壓力。後輪機械制動防抱死電磁閥接收電子控制器送來的控制脈衝，使電磁閥電流通斷，以達到後制動器加壓或除去壓力。
前後輪傳感器的輪速信號，經由IC1的第6腳和第7腳輸入到89C2051單片微控制器上，電阻R1、R2使傳感器保持一定的工作狀態。電容C1與C2及晶體TR與IC1的第4腳、第5腳相連組成晶體振蕩器，為單片微控制器提供時鐘頻率。IC1的第17腳和16腳提供輸出控制脈衝，分別經由電阻R3、R4，送至功率放大電晶體N1、N2進行放大。功放管的負載是兩控制繼電器J1、J2。繼電器J1、J2分別接通前後輪制動電磁閥。與繼電器並聯的二極體D1和D2是削反峰保護二極體。電阻R8、R9是電晶體的偏置電阻。電阻R11、R12、R13、R14為制動電磁閥工作提供反饋監測電壓。開關S1是為改變制動脈衝寬度t及制動周期T提供實機調節的功能。
電子控制器接到前後輪傳感器送來的脈衝信號後，計算出車輪速度VR、車輪減速度(加速度)AR、車速度Vc及滑移率S，並將這些數據加以分析，識別出輪胎與地面之間的附著係數大小，經自適應控制優化調節，選擇出最佳制動循環的周期T與制動加壓持續時間t，控制電磁閥的動作。前後輪傳感器送來的輪速信號是二態脈衝序列，輪速計算只需脈衝計數。因此，每個傳感器送來的脈衝輸入到89C2051單片微控制器中P3口的一個引腳(6腳、7腳)，輸出控制信號也是二態脈衝序列，可調節最佳制動循環周期T與制動加壓持續時間t的長短，只佔用P1口的兩個引腳(16腳、17腳)。
檢測指示部分包括檢防抱器整體工作測指示燈與前後輪制動工作指示燈L1、L2、L3。整體檢測指示燈L1在通電後，即處於一定頻率的閃爍狀態。如果發生常亮或不亮表明工作不正常或無電源。前後輪制動工作指示燈L2、L3在防抱起動後以一定頻率閃爍，表明前後輪防抱控制工作正常，否則表示不正常。
89C2051單片微控制器是一種低功耗高性能8位CMOS單片微控制器晶片。片內帶有2KB的快閃可編程及可擦除只讀存儲器FPEROM；具有多種功能的CPU與FPEROM結合在同一晶片上，為許多嵌入式控制應用提供了高靈活度且價廉的方案，並且I/O口可直接驅動LED顯示器。片內還有精確模擬比較器。所以其結構非常簡單。
本實用新型適用於各種制動類型的摩託車。不僅適用於前輪為液壓制動，後輪為機械制動的摩託車；也可適用於前、後輪均為液壓制動的摩託車；還可適用於前、後輪均為機械制動的摩託車。
本實用新型採用輪速信號、減速信號及路面滑移率三參數單片機電腦控制，二傳感器、二通道數字電路。具有自動識別輪胎與地面之間的附著係數的功能。採用間歇制動周期與加壓持續時間隨路面附著係數變化而自適應調節的制動系統。本實用新型用電腦控制檢測輪速與車速，計算加速度(減速度)及路面滑移率，識別路面附著係數大小，從而對前、後輪選擇最佳制動循環周期和加壓持續時間，使摩託車在附著係數不同的各種路面上制動時，都能達到良好的駕駛方向穩定性和操縱性，並得到最佳的制動效果，不會發生制動抱死。本實用新型結構簡單，造價低廉。
本實用新型由以下實施例及其附圖給出。
附
圖1是本實用新型結構示意圖附圖2是單片微控制器線路圖。
1電子控制器、2輪速檢測與運算單元、3控制單元、4監測單元、5監測指示部分、6輪速傳感器、7迴轉齒圈、8制動鉗、9前輪制動盤、10前輪、11液壓閥、12電磁閥、13手把、14主制動輪缸、15電磁閥、16輪速傳感器、17迴轉齒圈、18後輪、19後制動器、20制動踏板。
監測指示燈5固定在車把13上。
迴轉齒圈7、17分別固定在前輪10、後輪18上，前輪傳感器6、後輪傳感器16安裝在應保證其感應頭與迴轉齒圈的齒端之間的距離不超出1mm的相應車體上；前後輪傳感器電連接電子控制器1。
前輪液壓制動調節器由制動液壓閥11和與其相連的電磁閥12組成；制動液壓閥固定在主制動缸14與前輪制動鉗8之間相應的車體上；電磁閥12電連接電子控制器1。
後輪機械制動防抱電磁閥15固定在腳踏制動板20與後制動器19之間的相應車體上；電磁閥15電連接電子控制器1。
電子控制器1由一片89C2051單片微控制器(IC1)構成，包括有輪速檢測與運算單元2、控制單元3、監測單元4。前輪傳感器6一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第6腳，並聯電阻R1。後輪傳感器16一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第7腳，並聯電阻R2。電容C1與C2並聯，一端接地，一端接晶體TR；電容C1接IC1的第4腳；電容C2接IC1的第5腳；組成晶體振蕩器。電阻R10一端接IC1的第1腳，另一端接地，通過電容C3並聯開關K1；開關K1另一端接+5伏電壓及IC1的第20腳。指示燈L1、L2、L3分別通過連接電阻R5、R6、R7，再分別接IC1的第12腳、13腳、14腳，構成運行監測指示部分。IC1的第16腳、17腳分別接R3、R4及功率放大管N1、N2，功放管N1、N2分別接繼電器J1、J2，繼電器J1、J2分別接前輪制動電磁閥12、後輪制動電磁閥15。
電阻R8、R9並聯，一端接+5伏電壓，另一端分別接IC1的第17腳和16腳；電阻R11一端接IC1的第18腳；另一端接功放管N1。電阻R12一端接IC1的第19腳；另一端接功放管N2。電阻R13、R14並聯一端接地，另一端分別接IC1的第19腳和18腳。
開關S1一端接地，另一端分別接IC1的第8腳、9腳和11腳。二極體D1和D2分別並聯繼電器J1、J2。
電阻R1、R2分別並聯前後輪傳感器6、16。
摩託車上通常用的是12伏直流電源。集成塊IC2(7805)構成穩壓電源，把12伏電壓轉換成電子控制器工作所需的5伏電源電壓。
權利要求1.摩託車自適應電子制動防抱死裝置，包括有電子控制器(1)、監測指示燈(5)、前輪傳感器(6)、後輪傳感器(16)、前輪液壓制動調節器包括制動液壓閥(11)及電磁閥(12)、後輪機械制動電磁閥(15)，監測指示燈固定在車把(13)上；其特徵在於迴轉齒圈(7)、(17)分別同軸固定在前輪(10)、後輪(18)上，前輪傳感器(6)、後輪傳感器(16)安裝在應保證其感應頭與迴轉齒圈的齒端之間的距離不超出1mm的相應車體上；前後輪傳感器連接電子控制器；前輪液壓制動調節器由制動液壓閥(11)和與其相連的電磁閥(12)組成；制動液壓閥固定在主制動缸(14)與前輪制動鉗(8)之間相應的車體上；電磁閥(12)電連接電子控制器；後輪機械制動防抱死電磁閥(15)固定在腳踏制動板(20)與後制動器(19)之間的相應車體上；電磁閥(15)電連接電子控制器。
2.按照權利要求1所述的摩託車自適應電子制動防抱死裝置，其特徵在於電子控制器由一片89C2051單片微控制器構成；包括有輪速檢測與運算單元(2)、控制單元(3)、監測單元(4)；前輪傳感器(6)一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第6腳，並聯電阻R1；後輪傳感器(16)一端接+5伏電壓，一端接地，另一端接IC1的第7腳，並聯電阻R2；電容C1與C2並聯，一端接地，一端接晶體TR；電容C1接IC1的第4腳；電容C2接IC1的第5腳；組成晶體振蕩器；電阻R10一端接IC1的第1腳，另一端接地，通過電容C3並聯開關K1；開關K1另一端接+5伏電壓及IC1的第20腳；指示燈L1、L2、L3分別通過連接電阻R5、R6、R7，再分別接IC1的第12腳、13腳、14腳，構成運行監測指示部分；IC1的第16腳、17腳分別接R3、R4及功率放大管N1、N2，功放管N1、N2分別接繼電器J1、J2，繼電器J1、J2分別接前輪制動電磁閥(12)、後輪制動電磁閥(15)；電阻R8、R9並聯，一端接+5伏電壓，另一端分別接IC1的第17腳和16腳；電阻R11一端接IC1的第18腳；另一端接功放管N1；電阻R12一端接IC1的第19腳；另一端接功放管N2；電阻R13、R14並聯一端接地，另一端接分別接IC1的第19腳和18腳；開關S1一端接地，另一端分別接IC1的第8腳、9腳和11腳；二極體D1和D2分別並聯繼電器J1、J2；電阻R1、R2分別並聯前後輪傳感器(6)、(16)。
專利摘要摩託車自適應電子制動防抱死裝置,前輪液壓制動調節器、後輪電磁閥電連接電子控制器;監測指示燈固定在車把上;迴轉齒圈分別同軸固定在前輪、後輪上;前後輪傳感器安裝在應保證其感應頭與迴轉齒圈的齒端之間的距離不超過1mm的相應車體上;前後輪傳感器連接電子控制器。電子控制器由一片89C2051單片微控制器構成;包括有輪速檢測與運算單元、控制單元、監測單元。
文檔編號B60T11/10GK2399255SQ99239740
公開日2000年10月4日 申請日期1999年9月24日 優先權日1999年9月24日
發明者凌錫璜, 郭浩楠 申請人:凌錫璜, 郭浩楠