MAX6675構(gòu)建提高重型車(chē)輛制動(dòng)性能的低成本方案-設(shè)計(jì)應(yīng)用

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1引言

國(guó)內(nèi)的大型、重型車(chē)輛普遍采用鼓式剎車(chē)裝置，每年重型車(chē)輛在山路下坡行駛時(shí)因制動(dòng)失靈造成的事故頻發(fā)，剎車(chē)鼓溫度過(guò)熱導(dǎo)致制動(dòng)器的散熱不能滿(mǎn)足要求是導(dǎo)致制動(dòng)失靈的主要因素，提高重型車(chē)輛制動(dòng)性能的方案就是加裝ABS，盡管?chē)?guó)家已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)GB7258、GB12676來(lái)規(guī)定客車(chē)和貨車(chē)必須安裝符合要求的防抱死制動(dòng)裝置，以此來(lái)增強(qiáng)道路行駛的安全性。但實(shí)際配備情況很不理想，因?yàn)楣氖絼x車(chē)換成盤(pán)式剎車(chē)、配備ABS會(huì)使廠商成本增加，所以未來(lái)幾年內(nèi)多數(shù)大型車(chē)輛仍舊采用加裝水箱的方式來(lái)給剎車(chē)鼓降溫。

就國(guó)內(nèi)目前實(shí)際情況，本文提出的基于LIN總線監(jiān)測(cè)剎車(chē)鼓溫度、自動(dòng)控制噴淋系統(tǒng)以及添加安全報(bào)警功能的設(shè)計(jì)是改善現(xiàn)有重型車(chē)輛制動(dòng)性能的一種低成本、便于實(shí)施的方案，為大型車(chē)輛整體配備ABS過(guò)渡提供一種參考方案。

2概述

該設(shè)計(jì)采用MAX6675K型熱電偶溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)每個(gè)剎車(chē)鼓的溫度，對(duì)監(jiān)測(cè)到的過(guò)熱的剎車(chē)鼓進(jìn)行噴水降溫，溫度過(guò)高時(shí)直接報(bào)警提示采取緊急停車(chē)等相應(yīng)措施。該設(shè)計(jì)與ABS相比成本低得多，是ABS得到真正實(shí)施前的一套折衷方案，特別適合大型、重型車(chē)輛。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

現(xiàn)在重型車(chē)輛上都裝有水箱，當(dāng)剎車(chē)鼓溫度超出溫度門(mén)限1時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟噴淋系統(tǒng)，給制動(dòng)系統(tǒng)降溫；超過(guò)門(mén)限2時(shí)，點(diǎn)亮報(bào)警燈，提示司機(jī)停車(chē)。另外一些汽車(chē)配件廠商提供帶有自動(dòng)噴淋功能的剎車(chē)鼓，結(jié)合這套系統(tǒng)，他們的產(chǎn)品將更具競(jìng)爭(zhēng)力。

3MAX6675與MCU、LIN的連接

MAX6675與支持LIN總線的微控制器連接，將采集到的數(shù)字溫度信號(hào)傳送至微控制器，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，設(shè)置兩個(gè)門(mén)限溫度：自動(dòng)噴淋溫度門(mén)限(如120℃)和溫度報(bào)警輸出門(mén)限(在200℃至300℃范圍內(nèi)選取)。

3.1K型熱電偶溫度傳感器MAX6675

在高溫檢測(cè)領(lǐng)域，熱電偶是主要的測(cè)溫元件，MAX6675內(nèi)部具有信號(hào)調(diào)節(jié)放大器、12位ADC、冷端補(bǔ)償二極管、模擬開(kāi)關(guān)和數(shù)字控制器。測(cè)得的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成電壓量，通過(guò)處理熱電偶電壓和二極管的檢測(cè)電壓，計(jì)算出補(bǔ)償后的熱端溫度。數(shù)字輸出是對(duì)熱電偶測(cè)試溫度進(jìn)行補(bǔ)償后的結(jié)果。在0℃至+700℃溫度范圍內(nèi)，器件溫度誤差保持在±9LSB以?xún)?nèi)。

如圖2所示，T+接K型熱電偶的正極，T-接K型熱電偶的負(fù)極；拉低片選輸入CS時(shí)啟動(dòng)串行接口，時(shí)鐘輸入SCK和數(shù)據(jù)輸出SO分別連接至MCU(MC90SQL4)的PTA5、PTA4引腳，溫度轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)據(jù)通過(guò)SPI串口方式輸出至MCU。

K型熱電偶的正極可預(yù)埋在剎車(chē)鼓里。負(fù)極連接在電路板附近，通過(guò)LIN收發(fā)器將該系統(tǒng)掛接到LIN總線上，結(jié)合LIN主控制器，可實(shí)現(xiàn)更多功能。

3.28位微控制器

8位微控制器可以選用Freescale的LIN總線微控制器MC908QL4。該微控制器對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，與設(shè)定的兩個(gè)溫度門(mén)限(如120℃)進(jìn)行比較，對(duì)應(yīng)地打開(kāi)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，或者點(diǎn)亮報(bào)警燈和蜂鳴器，以提示司機(jī)目前剎車(chē)鼓溫度過(guò)高，需要停車(chē)進(jìn)行降溫。

LIN是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配置靈活、低成本的低速串行總線。在帶寬要求不高、功能簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性要求低的場(chǎng)合，如車(chē)身電器的控制等方面，使用LIN控制器可有效地簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。

3.3MAX13021

MAX13021提供LIN主／從協(xié)議控制之間的接口。符合LI