技术领域
[0001] 本
发明涉及一种车辆辅助
制动系统,更具体的说涉及一种智能化的车辆辅助制动控制系统及其控制方法,属于
汽车及零部件制造技术领域。
背景技术
[0002] 近年来随着中国
卡车销量的快速增长、货车的装载量和行驶速度的提高,与卡车相关的交通事故也越来越多,卡车尤其是重型卡车的行车安全成为了大家的关注点。在这些事故中,大多是因为车辆制动系统的问题造成的,因为如果货车制动还依靠
刹车片的摩擦来达到制动效果,在长时间的下坡制动中会导致刹车鼓
温度上升,
刹车片过热会出现制动失效,甚至引起燃烧。
[0003] 因此,各大重型卡车主机厂均引进了不同的辅助制动系统来提升车辆制动性能,目前,在重卡行业中辅助制动系统主要为以下三种类型:1、
发动机制动器:其为一种用于车辆的减速和控制的辅助制动装置,当车辆启动后,其通过改变发动机排气
门的运作,使发动机变成吸收动
力的空气
压缩机,向车辆的
驱动轮提供减速的作用力;实现不使用车辆
行车制动器情况下改善对车辆的控制,发动机
缓速器可以减少车辆行车制动器的保养维护、提高长下坡时的车速、降低整车运行成本。2、主制动器淋
水装置:其在主制动系统工作时向主制动器喷水降温的装置,其主要缓解主制动器下长坡持续制动时,主制动器发热衰减甚至失效的问题。3、液力缓速器:其为利用液体介质传递并消耗制动
能量的装置,液力缓速器就像一台大的油
泵,只是它把油泵出口的油,通过阻挡降压升温等措施将能量耗散后,又从吸油口抽进去,循环使用;同等体积或重量下,液力缓速器的功率比电
涡流缓速器的功率要强大很多,只要
散热能力得到满足,它与主制动系统的结合,能大幅提高车辆的
制动功率,并且在持续制动过程中制
动能力不衰减、不失效;同时,液力缓速器本身身安全性能好,最好没有额外的安全隐患;装在卡车上的液力缓速器,重量不超过100公斤,对载货能力基本上没有影响。
[0004] 但是,发动机制动器虽然只需要对发动机做轻微改动,增加很少的成本,但其制动力严重不足,发动机排气制动的制动功率仅能达到发动机本身功率的1/4左右;另外,高速行驶时使用发动机排气制动,会对发动机造成损害。主制动器淋水装置虽然解决了最致命的过热衰减失效问题,但它减弱了主制动器冷态的制动能力,加快了制动器的磨损速度,同时
冷却水洒在路面上,会减弱所有过往车辆
车轮与地面的
摩擦力;另外,车辆的载水量高达几百至一千公斤,对车辆载货能力有显著影响,其并不能从根本上解决主制动器面临的问题。液力缓速器虽然在各种速度下制动功率大、刹车距离短,且在各种速度下能稳定地持续制动;但在实际使用过程中其散
热能力并没有那么容易满足,它使用发动机的水散热系统,如果这套散热系统不加大,液力缓速器内部的油介质会有烧焦的危险,发动机散热系统的水会有
沸腾导致爆裂的危险;而加大发动机散热系统无外乎两个途径:一是加大
散热器的面积和散热
风扇的直径,二是在同等风扇直径的情况下加大风量,但这种改变的可行性实在有限,离完全满足散热功率的要求还差很远;进一步解决办法可以用
传感器密切监控冷却水的温度和缓速器内部密封着的油介质温度,一旦超过警戒温度,就关闭缓速器并报警停车,而这也只是处于安全考虑的无奈之举,不能从根本上解决问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对现有的车辆辅助制动系统存在的制动力不足、或者对车辆载货能力有显著影响、或者散热能力不容易满足等问题,提供一种智能化的车辆辅助制动控制系统及其控制方法。
[0006] 为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种智能化的车辆辅助制动控制系统,在自动变速箱配置的车型上,本辅助制动控制系统包括整车
控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器、仪表、
车速传感器、自复位式辅助制动分级控制
开关手柄和
油门踏板,所述的车速传感器与仪表连接,所述的整车控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器、仪表之间相互连接,所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄和油门踏板均与整车控制器连接;在
手动变速箱配置的车型上,本辅助制动控制系统包括整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表、车速传感器、自复位式辅助制动分级控制开关手柄、油门踏板
离合器踏板微动开关和变速箱空挡开关,所述的离合器踏板微动开关位于离合器踏板下方,所述的变速箱空挡开关位于变速箱本体上,所述的车速传感器与仪表连接,所述的整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表之间相互连接,所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄、离合器踏板微动开关、变速箱空挡开关和油门踏板均与整车控制器连接;所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄上设置有自复位式增档开关、自复位式减档开关、自复位式一键退出开关,自复位式增档开关每推动一次辅助制动档位增加1档,自复位式减档开关每推动一次辅助制动档位减少1档,自复位式一键退出开关每按动一次会导致辅助制动功能直接退出。
[0007] 在自动变速箱配置的车型上,所述的整车控制器与发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器和仪表之间通过CAN总线连接,其报文传递的方式包括J3939标准报文和DFCV私有报文,其中J1939标准报文包括:仪表发送给整车控制器的车速
信号、自动变速箱控制器发送给整车控制器的离合器信号和空挡信号、发动机控制器发送给整车控制器的
冷却液温度信号;其中DFCV私有报文包括:整车控制器
请求发动机控制器激活发动机制动器的制动负
扭矩百分比信号、整车控制器请求发动机控制激活
电子风扇工作的百分比信号、整车控制器请求液力缓速器控制器激活液力缓速器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动档位显示信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动激活提醒信号;在手动变速箱配置的车型上,所述的整车控制器与发动机控制器、液力缓速器控制器和仪表之间通过CAN总线连接,其报文传递的方式包括J3939标准报文和DFCV私有报文,其中J1939标准报文包括:仪表发送给整车控制器的车速信号、发动机控制器发送给整车控制器的冷却液温度信号;其中DFCV私有报文包括:整车控制器请求发动机控制器激活发动机制动器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器请求发动机控制激活电子风扇工作的百分比信号、整车控制器请求液力缓速器控制器激活液力缓速器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动档位显示信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动激活提醒信号。
[0008] 一种智能化的车辆辅助制动控制系统的控制方法,包括下面的步骤:步骤一、整车控制器收到自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位激活请求,整车控制器首先对整车状态进行判断,当同时满足下列状态:离合器踏板未被踩下、变速箱未在空挡
位置、油门踏板未被踩下、车速大于0、且
发动机转速大于1000rpm时,整车控制器主动请求发动机控制器激活发动机制动器工作;步骤二、整车控制器发送对应档位的液力缓速器请求激活信号,液力缓速器控制器控制液力缓速器工作;步骤三、整车控制器将辅助制动控制系统实时档位信息传递给仪表,并在仪表上以图形化的方式将档位信息显示给驾驶员;步骤四、退出辅助制动控制功能。
[0009] 当车速大于30km/h且驾驶员松开油门踏板并通过主制动系统直接进行车辆制动的比例大于一定限值时,整车控制器向仪表发出辅助制动系统激活提醒的信号,仪表在接收到该信号后通过显示屏向驾驶员进行声音和文字提醒,如驾驶员重新踩下油门踏板或主动激活辅助制动控制系统,则提醒功能退出。
[0010] 所述步骤一中的自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位分为4档:第一档为恒速档,第二档为20%制动扭矩档位,第三档为60%制动扭矩档位,第四档为100%制动扭矩档位;当驾驶员通过自复位式辅助制动分级控制开关手柄请求辅助制动控制系统恒速档档位时,辅助制动控制系统会自动选择能够保持住当前车辆速度的最合适的辅助制动方式来进行工作,此时,各个辅助制动方式所需要发挥的制动扭矩比例完全由辅助制动控制系统来进行合理分配,无需人工干预,辅助制动控制系统所发挥出来的制动扭矩在0%~100%之间无级变化;当驾驶员通过自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位请求辅助制动控制系统第二档、第三档和第四档时,辅助制动控制系统会自动选择能够保持当前制动扭矩的辅助制动方式来进行工作,此时,各档位下辅助制动控制系统能够发挥的制动扭矩一定,但各个辅助制动方式所需要发挥的制动扭矩比例完全由辅助制动控制系统来进行合理分配,无需人工干预。
[0011] 所述步骤四中退出辅助制动控制功能包括完全退出辅助制动控制功能和临时退出辅助制动控制功能,该临时退出辅助制动控制功能在满足进入条件时会再次自动进入。
[0012] 所述的完全退出辅助制动控制功能包括下面几种情况:11、驾驶员主动按下自复位式辅助制动分级控制开关手柄上的自复位式一键退出开关;12、已在最小制动档位,再进行减档操作。
[0013] 所述的临时退出辅助制动控制功能包括下面几种情况:21、驾驶员踩下油门踏板;22、驾驶员踩下离合器踏板;23、驾驶员将变速箱档位置于空挡;24、发动机转速低于
1000rpm;25、变速箱发生降档动作或在换挡过程中。
[0014] 与
现有技术相比较,本发明的有益效果是:1、本发明中的车辆辅助制动控制系统安全性能好,无额外的安全隐患;可靠性高,能够确保在任何情况下均能有效工作;且维护成本低。
[0015] 2、本发明中的车辆辅助制动控制系统有效的将主制动系统、发动机制动器、液力缓速器三者有效的结合起来进行统一控制,解决了单一化的制动装置在重型卡车上应用的局限性,更加合理有效的提高车辆的制动效果。
[0016] 3、本发明中的控制方法通过辅助制动分级控制功能将制动扭矩分成几个合适的档位来供驾驶员在不同驾驶环境中使用,同时实时监控各种制动系统的工作状态,灵活的分配各种辅助制动系统在固定档位下所发挥的制动扭矩比例,这样既提高了各种辅助制动系统的工作效率也增加了车辆行驶的安全性。
[0017] 4、本发明中的控制方法会自动检测车辆的行驶状态,当车辆处于长距离制动工况下且驾驶员忘记主动开启辅助制动功能时,会及时的提醒驾驶员开启辅助制动系统。
附图说明
[0018] 图1是本发明中手动变速箱辅助制动控制系统图。
[0019] 图2是本发明中自动变速箱辅助制动控制系统图。
具体实施方式
[0020] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
[0021] 具体
实施例一:参见图2,在自动变速箱配置的车型上,本辅助制动控制系统包括整车控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器、仪表、车速传感器、自复位式辅助制动分级控制开关手柄和油门踏板。所述的车速传感器与仪表连接,具体的,车速传感器由硬线连接至仪表;所述的整车控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器、仪表之间相互连接,具体的,整车控制器、发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器、仪表之间通过CAN总线进行相互之间的信息传递;所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄和油门踏板均与整车控制器通过硬线连接。
[0022] 参见图1,在手动变速箱配置的车型上,本辅助制动控制系统包括整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表、车速传感器、自复位式辅助制动分级控制开关手柄、油门踏板离合器踏板微动开关和变速箱空挡开关。所述的车速传感器与仪表连接,具体的,车速传感器由硬线连接至仪表;所述的整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表之间相互连接,具体的,整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表之间通过CAN总线进行相互之间的信息传递;所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄、离合器踏板微动开关、变速箱空挡开关和油门踏板均与整车控制器通过硬线连接。所述的离合器踏板微动开关位于离合器踏板下方,当驾驶员踩下或松开离合器踏板时,微动开关会感应到驾驶员的动作并反馈
电压信号给整车控制器;所述的变速箱空挡开关位于变速箱本体上,当驾驶员操作变速箱换挡杆进行换挡时,空挡开关会感应到驾驶员的动作并反馈电压信号给整车控制器。
[0023] 参见图1至图2,在自动变速箱配置的车型上和在手动变速箱配置的车型上,其中的整车控制器、发动机控制器、液力缓速器控制器、仪表、车速传感器、自复位式辅助制动分级控制开关手柄和油门踏板均为结构和功能相同的相同部件。所述的自复位式辅助制动分级控制开关手柄上设置有自复位式增档开关、自复位式减档开关、自复位式一键退出开关,自复位式增档开关每推动一次辅助制动档位增加1档,松开后保持增加后的档位;自复位式减档开关每推动一次辅助制动档位减少1档,松开后保持减少后的档位;自复位式一键退出开关每按动一次,无论此时辅助制动档位处于何种档位,均会导致辅助制动功能直接退出。
[0024] 进一步的,在自动变速箱配置的车型上,所述的整车控制器与发动机控制器、自动变速箱控制器、液力缓速器控制器和仪表之间通过CAN总线连接,即通过CAN总线报文传递信息;其报文传递的方式包括J3939标准报文和DFCV私有报文。其中J1939标准报文包括:仪表发送给整车控制器的车速信号、自动变速箱控制器发送给整车控制器的离合器信号和空挡信号、发动机控制器发送给整车控制器的冷却液温度信号;同时,为了维持液力缓速器正常工作所需要的泠却液温度,整车控制器还会实时监控冷却液温度,并通过控制电子风扇的转速来调整和维持冷却液的温度。其中DFCV私有报文包括:整车控制器请求发动机控制器激活发动机制动器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器请求发动机控制激活电子风扇工作的百分比信号、整车控制器请求液力缓速器控制器激活液力缓速器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动档位显示信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动激活提醒信号。
[0025] 而在手动变速箱配置的车型上,所述的整车控制器与发动机控制器、液力缓速器控制器和仪表之间通过CAN总线连接,即通过CAN总线报文传递信息;其报文传递的方式包括J3939标准报文和DFCV私有报文。其中J1939标准报文包括:仪表发送给整车控制器的车速信号发动机控制器发送给整车控制器的冷却液温度信号;同时,为了维持液力缓速器正常工作所需要的泠却液温度,整车控制器还会实时监控冷却液温度,并通过控制电子风扇的转速来调整和维持冷却液的温度。其中DFCV私有报文包括:整车控制器请求发动机控制器激活发动机制动器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器请求发动机控制激活电子风扇工作的百分比信号、整车控制器请求液力缓速器控制器激活液力缓速器的制动负扭矩百分比信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动档位显示信号、整车控制器发送给仪表的辅助制动激活提醒信号。
[0026] 实施例二:一种智能化的车辆辅助制动控制系统的控制方法,包括下面的步骤:
步骤一、整车控制器收到自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位激活请求,考虑到发动机制动器的一些工作状态要求,整车控制器首先对整车状态进行判断,当同时满足下列状态:离合器踏板未被踩下、变速箱未在空挡位置、油门踏板未被踩下、车速大于0、且发动机转速大于1000rpm时,整车控制器主动请求发动机控制器激活发动机制动器工作。处于行车安全考虑,当辅助制动控制系统激活时,制动灯会被点亮。
[0027] 步骤二、整车控制器在收到自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位激活请求时,整车控制器发送对应档位的液力缓速器请求激活信号,液力缓速器控制器控制液力缓速器工作。
[0028] 步骤三、当辅助制动控制系统激活时,整车控制器将辅助制动控制系统实时档位信息传递给仪表,并在仪表上以图形化的方式将档位信息显示给驾驶员。
[0029] 步骤四、退出辅助制动控制功能。
[0030] 进一步的,所述步骤一前面还包括下面的步骤:当车速大于30km/h且驾驶员松开油门踏板并通过主制动系统直接进行车辆制动的比例大于一定限值时,该一定限值通过车辆试验标定得到,整车控制器向仪表发出辅助制动系统激活提醒的信号;仪表在接收到该信号后通过显示屏向驾驶员进行声音和文字提醒,如驾驶员重新踩下油门踏板或主动激活辅助制动控制系统,则提醒功能退出。
[0031] 具体的,所述步骤一中的自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位最多分为4档:第一档为恒速档,第二档为20%制动扭矩档位,第三档为60%制动扭矩档位,第四档为100%制动扭矩档位。当驾驶员通过自复位式辅助制动分级控制开关手柄请求辅助制动控制系统恒速档档位时,辅助制动控制系统会自动选择能够保持住当前车辆速度的最合适的辅助制动方式来进行工作;此时,各个辅助制动方式所需要发挥的制动扭矩比例完全由辅助制动控制系统来进行合理分配,无需人工干预,辅助制动控制系统所发挥出来的制动扭矩在0%~
100%之间无级变化。当驾驶员通过自复位式辅助制动分级控制开关手柄档位请求辅助制动控制系统第二档、第三档和第四档时,辅助制动控制系统会自动选择能够保持当前制动扭矩的辅助制动方式来进行工作;此时,各档位下辅助制动控制系统能够发挥的制动扭矩一定,但各个辅助制动方式所需要发挥的制动扭矩比例完全由辅助制动控制系统来进行合理分配,无需人工干预。此处辅助制动控制系统自动选择需要激活的制动方式和合理分配各个辅助制动方式所需要发挥的制动扭矩比例的控制
算法由整车控制器的内部算法逻辑计算得出;最终通过发送DFCV私有报文中制动负扭矩百分比信号的方式来实现制动器的制动效率控制。
[0032] 具体的,所述步骤四中退出辅助制动控制功能包括完全退出辅助制动控制功能和临时退出辅助制动控制功能,该临时退出辅助制动控制功能在满足进入条件时会再次自动进入。
[0033] 进一步的,所述的完全退出辅助制动控制功能包括下面几种情况:11、驾驶员主动按下自复位式辅助制动分级控制开关手柄上的自复位式一键退出开关;12、已在最小制动档位,再进行减档操作。
[0034] 进一步的,所述的临时退出辅助制动控制功能包括下面几种情况:21、驾驶员踩下油门踏板;22、驾驶员踩下离合器踏板;23、驾驶员将变速箱档位置于空挡;24、发动机转速低于1000rpm;25、变速箱发生降档动作或在换挡过程中,待换挡完成且发动机转速稳定后,辅助制动控制系统在满足进入条件时会再次自动进入。
[0035] 参见图1至图2,本辅助制动控制系统及其控制方法同时实时监控各种制动系统的工作状态,灵活的分配各种辅助制动系统在固定档位下所发挥的制动扭矩比例,既提高了各种辅助制动系统的工作效率也增加了车辆行驶的安全性。
[0036] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。