汽车侧向倾斜角度传感器的应用初探

3.4 增加制动的减速机构

　　各种汽车的行车制动均是通过制动踏板完成的，因此，增加制动的减速方法的动作执行元件应直接作用于制动踏板，而且执行元件的动作方向与制动踏板的踏下方向是一致的，执行元件与制动踏板的连接可采用机械结构实现传动。

　　根据踏下制动踏板需要的作用力，采用永磁式直流微电机作为执行元件，如图6所示。电动机输出的转速经减速机构后，带动丝杠旋转，使丝杠上的动丝母作直线运动，再由动丝母上的拉杆经一细钢丝绳带动制动踏板，电动机未转动时，拉杆将限位开关K1压开，制动踏板正常工作。

　　3.5 增加制动的2种控制电路

　　同上，增加制动的减速可采用2种控制方式，即增加制动的定量减速系统和增加制动的比例减速系统，它们的控制电路分别参见图7和图8,执行元件都是图6中电动机。所不同的是：在定量减速电路中，电动机直接接入电源而转动；在比例减速电路中，电动机由电流放大板驱动，采用脉宽调制方法使电流放大板按汽车倾斜的大小，在某一时间内，达到不同的输出电流最大值，电动机逐渐加速到所对应的最高转速，所获得的制动效果比较平滑。具体过程分述如下。

　　当拉杆处于图6中所示位置时，限位开关K1被压开（K1的状态与图7和图8中的状态相反），使电动机处于待命状态。当图2中的输出端Uo3有高电平信号输出时，图7中的三极管T导通，继电器J得电，触点转换，使电动机经限位开关K2得到下正上负的电源而开始转动，使拉杆离开限位开关K1,带动制动踏板向下，产生制动，经过一段时间后，Uo3无高电平输出，继电器J返回，使电动机经限位开关K1得到上正下负的电源而开始反转（在较短的时间内，电动机处于反接制动状态下，对小容量的直流电动机，在使用上不会造成影响。也可增加延时后，使电动机反转，本文略）。

　　当拉杆返回到图6所示终止位置时，K1断开，电动机停转，为下次制动作准备。在图8中，三极管T的基极接于图2中的输出端Uo2,Uo2输出高电平时所反映的倾翻力小于Uo3,当Uo2输出高电平时，三极管T导通，继电器J得电，触点转换；同时，Uo1输出的模拟量输入到电流放大板DF上，使电动机经限位开关K2得到下正上负的脉动直流电源（平均值），开始加速转动，限位开关K1由断开状态转为闭合（图6所示）状态，加速达到的最高转速由Uo1当时的大小所决定，而加速转动时间由电流放大板的上升斜坡延时tu决定（忽略电动机的起动惯性时间），实现平滑制动。随着制动的产生，Uo1下降，使制动力减小，直到Uo2的高电平信号消失，倾翻力小于设定值，继电器返回，使电动机经限位开关K1得到上正下负的电源而迅速反转。当拉杆返回到图6所示终止位置时，K1断开，电动机停转，为下次制动作准备。图6、图7和图8中的限位开关K2是制动的保护开关，以防止电路失常（如元件短路、搭铁等），使电动机一直转动，制动无休止地增加，当拉杆使K2断开时，电动机将失去电源而停转，在正常制动减速过程中，不会出现K2断开情况，假设K2已断开，而当减速结束后，继电器J将返回，电动机亦将迅速返回待命位置将K1断开。在图7和图8中，D为继电器J的续流二极管，继电器J触点闭合时，接通制动灯，发出制动信号。

　　3.6 两种减速方法的应用

　　就汽车的行驶工况而言，通常是这样：上坡时，发动机油门加大，车速下降，坡度很陡时，发动机转速会达到甚至超过额定转速，车速还要下降；下坡时，发动机怠速，车速并不会太低；水平路面时，有时加速行驶，发动机转速较高，有时滑行，发动机怠速。从降低车速、防止倾翻的角度来讲，增加制动减速是比减小发动机油门开度更为直接的方法，但当发动机的转速很高时（如上坡），将造成发动机堵转，只采用减小发动机油门开度有时又会起不到减速效果（如下坡）。因此，汽车侧向倾斜角度传感器的应用既要满足减速要求，又不能造成发动机堵转。具体反映在上坡减速时。

　　为了解决这一实际问题，再用一只角度传感器与车辆纵向布置，其电路如图9所示。当上坡坡度达到所规定的数值（如最大爬坡度）时，运放A2输出端Uo4输出高电平，继电器J得电，常闭触点断开，切断了增加制动减速电路（图7、图8）的电源U1,使其不能工作，因为在这种工况下，只要发动机降低转速，就会得到很好的减速效果，又避免了发动机堵转。而在其余工况下（爬坡度小于规定值时），继电器J不吸合，减小发动机油门开度减速系统和增加制动减速系统同时起作用，确保汽车获得可靠的减速。在图9电路图中，发光二极管LED2作为增加制动的减速系统工作电源指示。

　　4 结语

　　关于本文中的几个主要电路参数归纳叙述如下，（侧向倾翻力矩模拟量Uo1;）侧向倾翻力矩报警数字量Uo2侧向倾翻力矩减速数字量Uo3;+爬坡度数字量Uo4;,电流放大板的上升斜坡延时tu和下降斜坡延时td角度传感器的阻尼时间及其电路延时。应根据汽车的重心高度、轮距、质量、速度、转弯半径、路面坡度及颠簸振动等因素综合决定，达到合理配合关系，从根本上避免汽车行驶中侧向倾翻事故的发生。