專利名稱：汽車制動燈傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器系統(tǒng)，尤其涉及一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般那汽車制動燈的開啟是通過汽車制動踏板下方安裝一個開關(guān)按鈕直接控制汽車制動燈的開啟和關(guān)閉。此種方式為機械接觸式開關(guān)控制，其使用壽命受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題本發(fā)明提供了一種使用壽命長，且可增強制動安全性的汽車制動燈傳感器系統(tǒng)。本傳感器系統(tǒng)將汽車制動動作轉(zhuǎn)化為電信號并輸送給汽車控制系統(tǒng)。避免機械接觸式工作方式，增加產(chǎn)品使用壽命。本傳感器系統(tǒng)是汽車制動系統(tǒng)的組成部分，需要能夠直接檢測制動動作并給出電信號控制汽車制動燈的開啟和關(guān)閉，實時提醒后方車輛，車輛處在制動狀態(tài)。為了解決以上問題本發(fā)明提供了一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于:包括制動主缸、活塞、永久磁鐵、霍爾開關(guān)元件、感應裝置；
活塞位于制動主缸內(nèi)部，可沿制動主缸軸線位移，活塞上安裝有永久磁鐵，當活塞發(fā)生位移時，安裝在活塞上的永久磁鐵也跟著一起位移；· 在制動主缸外部安裝有帶有霍爾開關(guān)元件的感應裝置，霍爾開關(guān)元件用于感應永久磁鐵的磁場強度變化；
制動主缸和感應裝置及其內(nèi)部的霍爾開關(guān)元件組成一個整體，與活塞和永久磁鐵組成的一個整體在汽車制動時產(chǎn)生相對運動。所述的永久磁鐵為環(huán)形，環(huán)形的軸線方向為其充磁方向。所述的永久磁鐵中磁力線穿過霍爾開關(guān)元件的感應點，該點的磁場強度Btl的水平分量為傳感器霍爾開關(guān)元件感應點處的無效磁場B1，該點的磁場強度Btl的垂直分量為霍爾開關(guān)元件感應點處的有效磁場B2，所述有效磁場B2即為正向垂直于霍爾開關(guān)元件感應點方向的磁所述的霍爾開關(guān)兀件打開的磁場強度為3.4-7.7 mT,關(guān)閉的磁場強度1.8-5.4mT。所述將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路:其Jl端子1，3腳輸出，4腳電源正極，2腳電源負極；電源正極和二極管Dl腳2，D2腳2相連，二極管Dl腳I與電阻Rl腳I'Cl腳1、R5腳2、三極管Q2腳2、穩(wěn)壓管D3腳I相連，電阻Rl腳2與C2腳1、霍爾Ul腳I相連，電阻R5腳I與R4腳I相連，電阻R4腳2與三極管Q2腳I相連，三極管Q2腳3與穩(wěn)壓二極管D3腳2、R6腳1、R7腳1、R8腳I相連，R6腳2、R7腳2、R7腳2與輸出Jl腳I相連；
D2腳I與電容C3腳1、R9腳1、R2腳2、Ul腳2、腳4相連，電阻R9腳2與C4腳1、霍爾U2腳I相連，電阻R2腳I與R3腳I相連，電阻R3腳2與三極管Ql腳I相連，三極管Ql腳3與Ul腳I相連，Ul腳3與輸出Jl腳3相連；Cl腳2、C2腳2、C3腳2、C4腳2、Yl腳2、Y2腳2、三極管Ql腳2與電源負極相連；霍爾開關(guān)元件Yl導通，通過偏置電阻使得三極管Q2飽和，從而使電源輸出到BTS為高電平，Yl截止時Q2截止，BTS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖剑?br> 霍爾開關(guān)元件Y2導通，通過偏置電阻使得三極管Ql截止，從而使得功率管輸出高電平，Y2截止時Ql飽和，BLS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖剑?br> 傳感器處理電路采用冗余設(shè)計兩路輸出信號BLS、BTS，兩路信號輸出相互獨立； 電源供應處增加一個二極管，對電源反接保護；
電源供應都加入了 η濾波電路，減少電源波動和外界高頻信號對霍爾元件的干擾； BLS端輸出使用高邊輸出抗干擾功率管，增強輸出能力和抗干擾能力；
三極管Q2增加二極管D3鉗位保護，防止三極管被擊穿。所述將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路:
Jl端子1，3腳輸出，4腳電源正極，2腳電源負極；
電源正極和二極管Dl腳2，D2腳2相連，二極管Dl腳I與電阻Rl腳1、C1腳I相連，電阻Rl腳2與C2腳1、穩(wěn)壓管Zl腳1、霍爾Ul腳I相連，霍爾Ul腳3與電阻R5腳1、R6腳1、R7腳I相連，電阻R5腳2、R6腳2、R7腳2與輸出腳I相連；
D2腳I與電容C3腳1、R2腳I相連，電阻R2腳2與C4腳1、R3腳2、三極管Ql腳3、穩(wěn)壓二極管Z2腳1、霍爾U2腳I相連，電阻R3腳I與R4腳I相連，電阻R4腳2與三極管Ql腳I相連，三極管Ql腳2與電阻R8腳1、R9腳1、RlO腳I相連，電阻R8腳2、R9腳2、RlO腳2與輸出腳I相連；
Cl腳2、C2腳2、C3腳2、C4腳2、Zl腳2、Z2腳2、Ul腳2、U2腳2與電源負極相連；霍爾元件Ul導通，BTS端通過霍爾接地變?yōu)榈碗娖?，Ul截止時，BTS通過后端上拉變?yōu)楦唠娖剑?br> 霍爾元件U2導通，通過偏置電阻使得三極管Ql截止，BLS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖?，U2截止時，三極管Ql飽和，電源通過三極管輸出到BLS為高電平；
傳感器處理電路采用冗余設(shè)計兩路輸出信號BLS、BTS，兩路信號輸出相互獨立； 電源供應處增加一個二極管，對電源反接保護；
電源供應都加入了 η濾波電路，減少電源波動和外界高頻信號對霍爾元件的干擾；
兩路霍爾都增加了輸入鉗位二極管，防止浪涌電壓擊穿霍爾；
輸出都采用3個電阻并聯(lián)分流的方式，增加輸出功率。有益效果:本發(fā)明傳感器系統(tǒng)采用是霍爾效應原理設(shè)計，與之前機械開關(guān)比較，避免了因機械磨損帶來的產(chǎn)品使用壽命不足的問題，從而為汽車增加了制動安全性能。


圖1為本發(fā)明傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明傳感器所采用的有效磁場強度示意 圖3為本發(fā)明傳感器在汽車制動時有效磁場強度的變化示意圖； 圖4為本發(fā)明傳感器在O磁場時磁場強度的變化示意 圖5為本發(fā)明傳感器在汽車制動釋放時有效磁場強度的變化示意 圖6為本發(fā)明傳感器處理電路I;圖7為本發(fā)明傳感器處理電路II。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明汽車制動燈傳感器系統(tǒng)包括汽車制動燈傳感器及傳感器處理電路。汽車制動燈傳感器包括制動主缸1、活塞2、永久磁鐵3、霍爾開關(guān)元件4、感應裝置5。本發(fā)明所述的汽車制動燈傳感器系統(tǒng)將汽車制動動作轉(zhuǎn)化為磁場強度的變化，然后將磁場強度的變化轉(zhuǎn)化為電信號輸送給汽車控制系統(tǒng)。當汽車制動時汽車制動系統(tǒng)上制動主缸I內(nèi)部的活塞2沿制動主缸I軸線位移，它們配合壓縮制動液進行汽車制動，本發(fā)明利用這一特點，在制動主缸I的活塞2上安裝永久磁鐵3，在汽車制動時制動主缸I內(nèi)的活塞2發(fā)生位移，從而安裝在活塞2上的永久磁鐵3也跟著一起位移，這樣就將制動動作轉(zhuǎn)化成了主缸上某固定位置上的磁場發(fā)生變化。在制動主缸I外部安裝有帶有霍爾開關(guān)元件4的感應裝置5，利用霍爾效應原理，在汽車發(fā)生制動時，制動主缸I內(nèi)的活塞2位移帶著永久磁鐵3運動，安裝在制動主缸I外部的感應裝置5內(nèi)的霍爾開關(guān)元件4感應永久磁鐵的磁場強度變化，霍爾開關(guān)元件4感應磁場強度變化的同時感應裝置5產(chǎn)生變化的電信號輸送給汽車控制系統(tǒng)。這其中包含兩部分:
a.安裝在制動主缸I上的感應裝置5內(nèi)安裝有霍爾開關(guān)元件4，當汽車制動時安裝在制動主缸I上的永久磁鐵3發(fā)生 位移，相對于主缸上的感應裝置5來說，其霍爾開關(guān)元件4上的感應點處的磁場強度發(fā)生改變，當磁場強度達到一定值(1.8-7.7mT)時霍爾開關(guān)元件產(chǎn)生開關(guān)信號；
制動主缸I和感應裝置5及其內(nèi)部的霍爾開關(guān)元件4組成一個整體，與活塞2和永久磁鐵3組成的一個整體在汽車制動時產(chǎn)生相對運動。在這個過程中，霍爾開關(guān)元件4感應點處磁場強度發(fā)生變化，變化過程如下。如圖2所示，永久磁鐵3的S極6和永久磁鐵N極7，永久磁鐵3中磁力線8穿過霍爾開關(guān)元件4的感應點，該點的磁場強度BtlIl的水平分量為傳感器霍爾開關(guān)元件4感應點處的無效磁場B1I該點的磁場強度BtlIl的垂直分量為霍爾開關(guān)元件4感應點處的有效磁場B210。I)注:本發(fā)明傳感器采用霍爾開關(guān)元件4作為感應元件，其利用永久磁鐵3的偏磁(即正向垂直于霍爾開關(guān)兀件4感應點方向的磁場,亦即有效磁場B2IO)感應變化,并且是正向磁場有效(即正向垂直于霍爾開關(guān)兀件4感應點的磁場)；
2)注:本發(fā)明采用的永久磁鐵3為環(huán)形，環(huán)形的軸線方向為其充磁方向，以保證上述I要求的正向偏磁場。如圖3所示，在汽車制動時有效磁場強度的變化:永久磁鐵3的S極6和永久磁鐵N極7，永久磁鐵3中磁力線8穿過霍爾開關(guān)元件4的感應點，該點的磁場強度B314的水平分量為傳感器霍爾開關(guān)元件4感應點處的無效磁場B412，該點的磁場強度B3H的垂直分量為霍爾開關(guān)元件4感應點處的有效磁場B513。
如圖4所，在O磁場時磁場強度的變化:永久磁鐵3的S極6和永久磁鐵N極7，永久磁鐵3中磁力線8穿過霍爾開關(guān)元件4的感應點，該點的磁場強度B615完全為水平分量，無垂直分量，即該點的磁場強度B615的垂直分量為O。汽車制動時，安裝在制動主缸I上的永久磁鐵3發(fā)生位移，相對于主缸上的感應裝置5來說，其霍爾開關(guān)元件4上的感應點處的磁場強度發(fā)生改變，磁場強度在初始狀態(tài)和霍爾開關(guān)元件4感應點磁場強度為O mT (此點處磁場在垂直于霍爾開關(guān)元件4方向上無偏磁，即有效磁場B2IO為O mT)，即圖4所示的磁場強度B615之間變化，這期間產(chǎn)生圖3所示的有效磁場強度^13磁場強度點，其磁場強度的范圍為3.4-7.7 mT。此時霍爾開關(guān)元件4打開，并由感應裝置5轉(zhuǎn)化成汽車制動系統(tǒng)所需的電信號控制汽車制動燈。如圖5所示，在汽車制動釋放時有效磁場強度的變化:永久磁鐵3的S極6和永久磁鐵N極7，永久磁鐵3中磁力線8穿過霍爾開關(guān)元件4的感應點，該點的磁場強度B718的水平分量為傳感器霍爾開關(guān)元件4感應點處的無效磁場B816，磁場強度B7IS的垂直分量為霍爾開關(guān)元件4感應點處的有效磁場B817。汽車制動釋放時，安裝在制動主缸I上的永久磁鐵3發(fā)生位移，相對于主缸上的感應裝置5來說，其霍爾開關(guān)元件4上的感應點處的磁場強度發(fā)生改變，磁場強度在霍爾開關(guān)元件4感應點磁場強度為O mT (此點處磁場在垂直于霍爾開關(guān)元件4方向上無偏磁，即有效磁場B2IO為O mT)，即圖4所示的磁場強度B615和初始狀態(tài)之間變化，這期間產(chǎn)生圖5所不的有效磁場強度B817磁場強度點,其磁場強度的范圍為1.8-5.4mT,此時霍爾開關(guān)兀件4關(guān)閉，并由感應裝置5轉(zhuǎn)化成汽車制動系統(tǒng)所需的電信號控制汽車制動燈。選擇霍爾開關(guān)元件4，霍爾開關(guān)元件4的工作磁場強度特點如下表.1所示。(產(chǎn)品工作溫度范圍:-40°C 140°C)
權(quán)利要求
1.一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于:包括汽車制動燈傳感器及將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路， 汽車制動燈傳感器將汽車制動動作轉(zhuǎn)化為磁場強度的變化，然后由將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路進行轉(zhuǎn)化，將磁場強度的變化轉(zhuǎn)化為電信號輸送給汽車控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的汽車制動燈傳感器包括制動主缸(I)、活塞(2 )、永久磁鐵(3 )、霍爾開關(guān)元件(4 )、感應裝置(5 ); 活塞(2)位于制動主缸(I)內(nèi)部，可沿制動主缸(I)軸線位移，活塞(2)上安裝有永久磁鐵(3)，當活塞(2)發(fā)生位移時，安裝在活塞(2)上的永久磁鐵(3)也跟著一起位移； 在制動主缸(I)外部安裝有帶有霍爾開關(guān)元件(4)的感應裝置(5)，霍爾開關(guān)元件(4)用于感應永久磁鐵(3)的磁場強度變化； 制動主缸(I)和感應裝置(5)及其內(nèi)部的霍爾開關(guān)元件(4)組成一個整體，與活塞(2)和永久磁鐵(3)組成的一個整體在汽車制動時產(chǎn)生相對運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車制動燈傳感器，其特征在于:所述的永久磁鐵(3)為環(huán)形，環(huán)形的軸線方向為其充磁方向。
4.根據(jù) 權(quán)利 要求2或3所述的汽車制動燈傳感器，其特征在于:所述的永久磁鐵(3)中磁力線(8)穿過霍爾開關(guān)元件(4)的感應點，該點的磁場強度Btl (11)的水平分量為傳感器霍爾開關(guān)元件(4)感應點處的無效磁場B1 (9)，該點的磁場強度Btl (11)的垂直分量為霍爾開關(guān)兀件(4)感應點處的有效磁場B2 (10),所述有效磁場B2 (10)即為正向垂直于霍爾開關(guān)元件(4)感應點方向的磁場。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的霍爾開關(guān)元件(4)打開的磁場強度為3.4-7.7 mT，關(guān)閉的磁場強度1.8-5.4mT。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車制動燈傳感器，其特征在于:所述的霍爾開關(guān)元件(4)打開的磁場強度為3.4-7.7 mT，關(guān)閉的磁場強度1.8-5.4mT。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路:其Jl端子1，3腳輸出，4腳電源正極，2腳電源負極；電源正極和二極管Dl腳2，D2腳2相連，二極管Dl腳I與電阻Rl腳1、Cl腳1、R5腳.2、三極管Q2腳2、穩(wěn)壓管D3腳I相連，電阻Rl腳2與C2腳1、霍爾Ul腳I相連，電阻R5腳I與R4腳I相連，電阻R4腳2與三極管Q2腳I相連，三極管Q2腳3與穩(wěn)壓二極管D3腳2、R6腳1、R7腳1、R8腳I相連，R6腳2、R7腳2、R7腳2與輸出Jl腳I相連； D2腳I與電容C3腳1、R9腳1、R2腳2、Ul腳2、腳4相連，電阻R9腳2與C4腳1、霍爾U2腳I相連，電阻R2腳I與R3腳I相連，電阻R3腳2與三極管Ql腳I相連，三極管Ql腳3與Ul腳I相連，Ul腳3與輸出Jl腳3相連； Cl腳2、C2腳2、C3腳2、C4腳2、Yl腳2、Y2腳2、三極管Ql腳2與電源負極相連； 霍爾開關(guān)元件Yl導通，通過偏置電阻使得三極管Q2飽和，從而使電源輸出到BTS為高電平，Yl截止時Q2截止，BTS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖剑? 霍爾開關(guān)元件Y2導通，通過偏置電阻使得三極管Ql截止，從而使得功率管輸出高電平，Y2截止時Ql飽和，BLS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖剑? 傳感器處理電路采用冗余設(shè)計兩路輸出信號BLS、BTS，兩路信號輸出相互獨立；電源供應處增加一個二極管，對電源反接保護； 電源供應都加入了 H濾波電路，減少電源波動和外界高頻信號對霍爾元件的干擾； BLS端輸出使用高邊輸出抗干擾功率管，增強輸出能力和抗干擾能力； 三極管Q2增加二極管D3鉗位保護，防止三極管被擊穿。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，其特征在于所述將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路 Jl端子1，3腳輸出，4腳電源正極，2腳電源負極； 電源正極和二極管Dl腳2，D2腳2相連，二極管Dl腳I與電阻Rl腳1、C1腳I相連，電阻Rl腳2與C2腳I、穩(wěn)壓管Zl腳I、霍爾Ul腳I相連，霍爾Ul腳3與電阻R5腳I、R6腳I、R7腳I相連，電阻R5腳2、R6腳2、R7腳2與輸出腳I相連； D2腳I與電容C3腳I、R2腳I相連，電阻R2腳2與C4腳I、R3腳2、三極管Ql腳3、穩(wěn)壓二極管Z2腳I、霍爾U2腳I相連，電阻R3腳I與R4腳I相連，電阻R4腳2與三極管Ql腳I相連，三極管Ql腳2與電阻R8腳I、R9腳I、RlO腳I相連，電阻R8腳2、R9腳2、RlO腳2與輸出腳I相連； Cl腳2、C2腳2、C3腳2、C4腳2、Zl腳2、Z2腳2、Ul腳2、U2腳2與電源負極相連；霍爾元件Ul導通，BTS端通過霍爾接地變?yōu)榈碗娖剑琔l截止時，BTS通過后端上拉變?yōu)楦唠娖剑? 霍爾元件U2導通，通過偏置電阻使得三極管Ql截止，BLS端通過后端下拉電阻變?yōu)榈碗娖?，U2截止時，三極管Ql飽和，電源通過三極管輸出到BLS為高電平； 傳感器處理電路采用冗余設(shè)計兩路輸出信號BLS、BTS，兩路信號輸出相互獨立； 電源供應處增加一個二極管，對電源反接保護； 電源供應都加入了 η濾波電路，減少電源波動和外界高頻信號對霍爾元件的干擾； 兩路霍爾都增加了輸入鉗位二極管，防止浪涌電壓擊穿霍爾； 輸出都采用3個電阻并聯(lián)分流的方式，增加輸出功率。
全文摘要
一種汽車制動燈傳感器系統(tǒng)，包括汽車制動燈傳感器及將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路，汽車制動燈傳感器將汽車制動動作轉(zhuǎn)化為磁場強度的變化，然后由將開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為高低電平信號的傳感器處理電路進行轉(zhuǎn)化，將磁場強度的變化轉(zhuǎn)化為電信號輸送給汽車控制系統(tǒng)。
文檔編號H03K17/90GK103253183SQ20131022786
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月8日
發(fā)明者徐振華 申請人:昆山市興利車輛科技配套有限公司