专利名称：汽车刹车片实时温控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车的制动装置，具体的说是一种汽车刹车片实时温控系统。
背景技术：
现在的刹车系统都是利用刹车片之间的摩擦来实现刹车，但磨擦的同时会产生大量的热能，特别是在山路行车和人流较多的场合频繁使用刹车时会产生大量的热量而使得刹车片和轮胎温度迅速升高，温度过高导致刹车片金属表面软化，摩擦系数降低，制动性能下降，当温度上升到刹车片和轮胎安全工作上限时，就有可能使刹车失灵或爆胎造成不可挽回的财产损失和人身伤害，甚至致人死亡。导致刹车片热衰退的根本原因是热量的累积致使其温度的升高，目前国内外对这方面的研究主要着重于材料增强成分的改进以提高其抗高温性能，而特种材料的研究势必会带来较大的成本，也不能很好的解决热衰退问题。本发明提供的汽车刹车片实时温控系统，采用汽车水箱水直接冷却刹车片，简单易操作，可广泛应用于汽车、飞机等动力机械的刹车片。
发明内容
本发明的目的在于针对现有刹车片冷却系统存在的问题，提供一种汽车刹车片实时温控系统，可实时检测刹车片温度，简单可靠，节约能源。为了达到上述目的，本发明的构思是
本发明以单片机AT89C2051为核心，包括包括温度检测模块、温度控制模块、液位检测模块、报警模块、冷却模块等。温度检测模块中的温度传感器与汽车电源直接相连，将检测得到的温度信号传到单片机进行计算处理，并控制引自汽车水箱的冷却管线上的电磁阀开关，当刹车片的温度值超过设置值时，释放水冷却刹车片。液位检测模块用于检测水箱水位，当水箱水位低于设定值时，报警器报警提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却刹车片。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种汽车刹车片实时温控系统，包括温度检测模块、温度控制模块、液位检测模块、报警模块、冷却模块。温度检测模块输入端连接汽车刹车片，而输出端经温度控制模块连接到液位检测模块的输入端，液位检测模块的两个输出端分别连接到冷却模块和报警模块的输入端，冷却模块的输出端连接到汽车刹车片，冷却模块为汽车水箱；温度检测模块中的的温度传感器与汽车电源直接相连，将检测得到的温度信号传到温度控制模块中的单片机进行计算处理，并控制引自汽车水箱的冷却管线上的电磁阀开关，当汽车刹车片的温度值超过设置值时，释放水冷却汽车刹车片；液位检测模块用于检测水箱水位，当水箱水位低于设定值时，触动报警模块中的报警器报警，提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却刹车片。各组成模块及其功能说明如下
I、温度检测模块
温度检测模块采用温度传感器MAX6577。MAX6577是MAXM生产的输出频率信号的数字温度传感器。它输出占空比为1/2的方波，其频率正比于绝对温度。通过引脚TSO、TSl选择适录的频率/温度比例常数，再由微处理器的内部计数器测出频率后，计算出后测温度。MAX6577采用S0T-6封装，其管脚分布如图2所示。该芯片将温度转换为频率是以绝对温度(K)为前提，因此对频率的计数结果应减去273才能得到摄氏度MAX6577的两种温度中位的换算公式为
(HS),
比例关系(HZ/K)
2、温度控制模块
温度控制模块的核心是单片机AT89C2051，这也是整个温控系统的核心。T89C2051是 美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，其引脚分布如图3所示。主要引脚功能如下
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温度控制电路原理图如图4所示总体思路是采用单片机的TO为计数器工作方式，Tl为定时工作方式，即每IS定时到达后统计出TO计数的数值，这就是当前MAX6577将温度转换的频率数值，把统计的计数值减去273就是摄氏温度。比较当前温度与设定温度上限，确定是否需要冷却。图5是温度控制与温度检测模块程序流程框图。3、液位检测模块
液位检测模块采用芯片CD4060，并连接一被测电容。被测液面的变化引起被测电容的变化，从而引起CD4060振荡器的频率发生变化。CD4060的引脚分布如图6所示
被测液面变化导致被测电容的变化，从而引起CD4060振荡器频率(或周期)发生变化。由于其变化率对于单片机而言太快，因此首先对振荡信号进行分频处理，分频后的方波信号(周期为T)送进单片机的中断口 INTO，作外部中断源。当方波下降沿到来时，单片机启动定时器开始记数，下一个下降沿到来时(分频后的一个周期)，单片机将记数值送交运算处理程序去计算出液面高度h值，与程序设定最低液位值比较，从而完成检测。
4、报警模块
当水箱水位低于设定值时，报警器报警提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却
刹车片5、冷却模块
冷却模块冷却源直接取自汽车水箱，节约资源。定时器中断TO有两个任务，一方面，在测量液位过程中用以计时，根据在两次外部中断INTO间隔内定时器中断进入的次数，计算分频后的信号周期T ;另一方面在温度监控中用以定时，产生20次定时器中断也就是定时I秒，在这一秒中对MAX6577产生的频率信号计数，计算得出当前刹车片温度用以决策是否需要冷却。进入何种状态在于是否开外部中断，开外部中断时仅测液位，关外部中断时测量并控制冷却过程。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点本发明以AT89C2051为核心，不仅可以实时检测刹车片的温度，并且还可以利用水箱水源对刹车片进行冷却，简单易操作并且节约资源，可广泛应用于汽车、飞机等动力机械的刹车片。
图I为本发明的组成框图。图2为MAX6577引脚图 图3为AT89C2051引脚图 图4为温度控制电路原理图
图5为温度控制与检测模块程序框图 图6为⑶4060引脚图 图7为总体电路原理图 图8为系统总体流程图。
具体实施例方式本发明的优选实施例结合
如下
实施例一
参见图1，本汽车刹车片实时温控系统，包括温度检测模块、温度控制模块、液位检测模块、报警模块、冷却模块。温度检测模块输入端连接汽车刹车片，而输出端经温度控制模块连接到液位检测模块的输入端，液位检测模块的两个输出端分别连接到冷却模块和报警模块的输入端，冷却模块的输出端连接到汽车刹车片，冷却模块为汽车水箱；温度检测模块中的的温度传感器与汽车电源直接相连，将检测得到的温度信号传到温度控制模块中的单片机进行计算处理，并控制引自汽车水箱的冷却管线上的电磁阀开关，当汽车刹车片的温度值超过设置值时，释放水冷却汽车刹车片；液位检测模块用于检测水箱水位，当水箱水位低于设定值时，触动报警模块中的报警器报警，提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却刹车片。实施例二
参见图1，图2，图3，图4，图5，图6，本实施例与实施例一相同，特创之处如下所述温度检测模块采用温度传感芯片MAX6577 ;MAX6577是MAXM生产的输出频率信号的数字温度传感器，它输出占空比为1/2的方波，其频率正比于绝对温度；通过该温度传感芯片的引脚TSO、TSl选择适当的频率/温度比例常数，再由温度控制模块中单片机的内部计数器测出频率后，计算出被测温度。所述温度控制模块采用单片机AT89C2051处理所述数字温度传感器检测到的温度信号；AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2kbytes的可反复擦写的只读程序存储器PEROM和128bytes的随机数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用。所述液位检测模块采用芯片CD4060，并连接一被测电容；汽车水箱被测液面的变化引起被测电容的变化，从而引起CD4060振荡器的频率发生变化；CD4060频率变化太快， 外接一分频电路再与单片机相连。所述冷却模块为汽车水箱，节约资源。各模块的供电电源直接引自汽车电源，并且省去A/D转换，简单易操作。实施例三
本汽车刹车片实时温控系统，包括温度检测模块、温度控制模块、液位检测模块、报警模块、冷却模块等。系统电路原理图如图7所示，总体流程图如图8所示。为了节约资源、降低成本并简化安装过程，冷却源直接取自水箱，电源取自汽车电源。如图7所示，本系统以单片机AT89C2051为核心，处理温度信号，温度传感器MAX6577用于检测温度，CD4060用于检测水箱液位变化，连接一被测电容，被测液面变化导致被测电容的变化，从而引起CD4060振荡器频率(或周期)发生变化。由于其变化率对于单片机而言太快，因此首先对振荡信号进行分频处理。分频后的信号传到单片机进行温度控制，并控制水箱电磁阀以决定是否需要冷却刹车片。具体工作过程，如图8所示，设置TO计数，Tl计时，当第二次外部中断时，根据在两次外部中断INTO间隔内定时器中断进入的次数，单片机将记数值送交运算处理程序去计算出液面高度h值，与程序设定最低液位值比较，从而完成检测。当液面高度低于最低液位值时，报警器报警并向水箱加水，然后关外部中断；当液面高度高于最低液位值时，直接关外部中断。关闭外部中断后转向温度控制、冷却过程，Tl计时为ls，统计出TO计数的数值，这就是当前MAX6577将温度转换的频率数值，把统计的计数值减去273就是摄氏温度。比较当前温度与设定温度上限，确定是否需要冷却，需要冷却时Pl. 6置I开启电磁阀，直接放水冷却；不需要冷却时，Pl. 6置0关闭电磁阀，并开外部中断，开始下次液位检测。
权利要求
1.一种汽车刹车片实时温控系统，包括温度检测模块(2)、温度控制模块(3)、液位检测模块(4)、报警模块(6)、冷却模块(5);其特征在于温度检测模块(2)输入端连接汽车刹车片(1)，而输出端经温度控制模块(3)连接到液位检测模块(4)的输入端，液位检测模块(4)的两个输出端分别连接到冷却模块(5)和报警模块(6)的输入端,冷却模块(5)的输出端连接到汽车刹车片(1)，冷却模块(5)为汽车水箱；所述温度检测模块(2)中的的温度传感器与汽车电源直接相连，将检测得到的温度信号传到温度控制模块(3)中的单片机进行计算处理，并控制引自汽车水箱的冷却管线上的电磁阀开关，当汽车刹车片(I)的温度值超过设置值时，释放水冷却汽车刹车片(I);液位检测模块(4)用于检测水箱水位，当水箱水位低于设定值时，触动报警模块(6)中的报警器报警，提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却刹车片。
2.根据权利要求I所述的汽车刹车片实时温控系统，其特征在于所述温度检测模块(2 )采用温度传感芯片MAX6577 ；MAX6577是MAXM生产的输出频率信号的数字温度传感器，它输出占空比为1/2的方波，其频率正比于绝对温度；通过该温度传感芯片的引脚TS0、TS1选择适当的频率/温度比例常数，再由温度控制模块(3)中单片机的内部计数器测出频率后，计算出被测温度。
3.根据权利要求I所述的汽车刹车片实时温控系统，其特征在于所述温度控制模块(2)采用单片机AT89C2051处理所述数字温度传感器检测到的温度信号；AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器PEROM和128bytes的随机数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用。
4.根据权利要求I所述的汽车刹车片实时温控系统，其特征在于所述液位检测模块(4)采用芯片CD4060，并连接一被测电容；汽车水箱被测液面的变化引起被测电容的变化，从而引起CD4060振荡器的频率发生变化；CD4060频率变化太快，外接一分频电路再与单片机相连。
5.根据权利要求I所述的汽车刹车片实时温控系统，其特征在于所述冷却模块(5)为汽车水箱，节约资源。
6.根据权利要求I所述的汽车刹车片实时温控系统，其特征在于各模块的供电电源直接引自汽车电源，并且省去A/D转换，简单易操作。
全文摘要
本发明涉及一种汽车刹车片实时温控系统。它包括温度检测模块、温度控制模块、液位检测模块、报警模块、冷却模块。温度检测模块输入端连接汽车刹车片，而输出端经温度控制模块连接到液位检测模块的输入端，液位检测模块的两个输出端分别连接到冷却模块和报警模块的输入端，冷却模块的输出端连接到汽车刹车片；温度检测模块中的的温度传感器与汽车电源直接相连；液位检测模块用于检测水箱水位，当水箱水位低于设定值时，触动报警模块中的报警器报警，提醒驾驶员水箱水位太低不足以用于冷却刹车片。本发明冷却源引自汽车水箱，简单可靠、节约能源，可广泛应用于汽车、飞机等动力机械的刹车片。
文档编号G05D23/20GK102645938SQ201210095628
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者刘亮, 刘玉山, 施群, 杜永聪, 王晓宁, 邱超 申请人:上海大学