CN105857289A - 基于气压信息的安全行驶控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于气压信息的车辆安全行驶控制方法及系统，所述方法包括：获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。本发明所述的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，能够解决和防止重型汽车因制动系统气压过低而造成的刹车失灵及传动系锁死问题，提高了行车安全性。

Description

基于气压信息的安全行驶控制方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及制动技术领域，具体涉及一种基于气压信息的安全行驶控制方法及系统。

背景技术

对于大功率发动机匹配的整车，如牵引车、自卸车、大型客车，其制动方式一般包括行车制动和驻车制动。

对于行车制动，主要是指脚刹车，一般采用“气刹”的制动方式。而“气刹”的制动方式在制动气压偏低时无法有效的进行行车制动，从而造成驾驶员踩下制动踏板时无法有效的控制车速，特别是车辆满载高车速运行时，更难使车辆快速制动。

对于驻车制动，主要采用“断气刹”的制动方式。该类制动方式是用大力的弹簧处于常刹车状态，锁住整车传动轴，车辆要起步行驶时，驾驶员松手刹，此时制动气压充气，当气压达到一定的气压后顶开弹簧，驻车制动解除，车辆才能正常行驶，车辆行驶过程中如果由于某些原因造成制动气压减小到上述阈值，制动弹簧会重新将传动轴锁死，此时如果车辆正在行驶，会由于突然制动使整车失控，如出现车辆甩尾、调头和侧翻等问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于气压信息的安全行驶控制方法及系统，能够解决和防止重型汽车因制动系统气压过低而造成的刹车失灵及传动系锁死问题，提高了行车安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，包括：

获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；

根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

优选地，所述获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息，包括：

电子控制单元ECU根据与所述ECU连接的气压传感器获取车辆制动系统当前的气压信息；

和/或，

电子控制单元ECU接收连接有气压传感器的预设控制器发送的带有车辆制动系统的当前气压信息的报文，并根据所述报文获取车辆制动系统当前的气压信息。

优选地，根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，包括：

根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。

优选地，所述第一预设阈值与断气刹激活气压值之差大于第三预设阈值且小于第四预设阈值。

优选地，所述辅助制动包括：防抱死制动系统ABS、缓速器和排气制动中的至少一种。

优选地，在根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动之前，所述方法还包括：

判断所述气压信息是否可信，若否，则控制报警器发出报警信号，以提醒驾驶人员。

优选地，若确定所述气压信息可信，则根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，并将所述气压信息显示在仪表盘以提醒驾驶人员。

优选地，所述判断所述气压信息是否可信，包括：

判断所述气压传感器是否故障和/或所述气压信息中的气压值是否处于预设范围内；

和/或，

判断所述报文传送是否超时和/或所述报文中的内容是否满足预设条件。

第二方面，本发明还提供了一种基于气压信息的车辆安全行驶控制系统，包括：

获取单元，用于获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；

控制单元，用于根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

优选地，所述控制单元，具体用于：

根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。

由上述技术方案可知，本发明所述的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，在车辆行驶过程中获取车辆制动系统当前的气压信息，并根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，以防止气压过低时制动系统失效或制动效果减弱带来的危险，或在气压低至一定阈值时，防止整车传动系被锁死，造成车辆失控，侧翻等问题。本实施例可有效解决和防止重型汽车因制动系统气压过低而造成的刹车失灵及传动系锁死等问题，提高了行车安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图；

图2是本发明第二个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图；

图3是本发明第三个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图；

图4是本发明第四个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图；

图5是本发明第五个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图；

图6是本发明第六个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明第一个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法的流程图，参见图1，本发明第一个实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法包括如下步骤：

步骤101：获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息。

步骤102：根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

对于大功率发动机匹配的整车，如牵引车、自卸车、大型客车，其行车制动通常采用气刹的方式，当制动系统气压偏低时，行车制动的效果会逐渐减弱或失效，使得高速行驶的车辆在遇到需要制动的情况下，无法有效的制动，从而影响行车安全。对于该问题，本实施例提供了一种基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，该方法在车辆行驶过程中获取车辆制动系统当前的气压信息，并根据所述气压信息对车辆进行限速，以防止气压过低时制动系统失效或制动效果减弱带来的危险。

此外，对于大功率发动机匹配的整车，其驻车制动通常采用“断气刹”的方式，断气刹的方式是在气压低到一定阈值不足以顶开制动弹簧时将车辆的传动轴锁死。当制动系统气压降低以至于低到触发驻车制动的“断气刹”时，将会导致整车传动系被锁死，进而造成车辆失控、侧翻。对于该问题，本实施例提供的基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，可根据所述气压信息对车辆进行辅助制动，以在气压低至一定阈值时，防止整车传动系被锁死，造成车辆失控，侧翻等问题。

可见，本实施例可有效解决和防止重型汽车因制动系统气压过低而造成的刹车失灵及传动系锁死等问题，提高了行车安全性。

在本发明第二个实施例中，给出了上述步骤101的一种具体实现方式。

在本实施例中，参见图2，上述步骤101获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息，可以至少采取以下任意一种方式。

a.电子控制单元ECU根据与所述ECU连接的气压传感器获取车辆制动系统当前的气压信息；

和/或，

b.电子控制单元ECU接收连接有气压传感器的预设控制器发送的带有车辆制动系统的当前气压信息的报文，并根据所述报文获取车辆制动系统当前的气压信息。这里的预设控制器是指车辆系统中的其他控制器。这里的报文是指车辆中多个控制器网络之间进行交换和传输的数据单元。

其中，电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)俗称“车载电脑”、“行车电脑”、“汽车专用微机控制器”、“发动机电控系统单元”，ECU可以根据预设的控制策略来实时限制车速。

可见，在本实施例中，给出了制动系统气压获取的两种方式。一种是直接将气压传感器接入单子控制单元ECU，ECU根据获取的电信号获得当前的气压值，另一种方式是气压传感器接到其他控制器上，该控制器通过报文的形式将制动系统气压发给ECU。具体采用何种方式可以根据实际情况确定。当然，也可以两种方式一起使用。

在本发明第三个实施例中，给出了上述步骤102的一种具体实现方式。

在本实施例中，参见图3，上述步骤102根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，具体包括：

A.根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

B.根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。若否，则继续获取当前的气压信息，并根据获取的气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

对于大功率发动机匹配的整车，如牵引车、自卸车、大型客车，其行车制动通常采用气刹的方式，当制动系统气压偏低时，行车制动的效果会逐渐减弱或失效，使得高速行驶的车辆在遇到需要制动的情况下，无法有效的制动，从而影响行车安全。

由于不同的制动气压制动能力不同，允许安全行驶的车速也不同，所以本实施例根据制动系统气压的大小限制发动机的输出扭矩，从而限制整车车速，可以有效的防止因车速过高，制动减弱带来的行车安全问题。具体地，可以根据所述气压信息获取当前气压的大小，并根据当前气压大小查找对应的限制扭矩CUR，如果当前气压正常则获得的限制扭矩不会对当前发动机的需求扭矩进行限制，随着气压的减小获得的对应限制扭矩会逐渐减小，以此来限制发动机的输出功率，从而降低车速。其中，CUR为一维数组。

此外，对于大功率发动机匹配的整车，如牵引车、自卸车、大型客车，其驻车制动通常采用“断气刹”的方式，断气刹的方式是在气压低到一定阈值不足以顶开制动弹簧时将车辆的传动轴锁死。当气压降低以至于低到触发驻车制动的“断气刹”时，将会导致整车传动系被锁死，进而造成车辆失控、侧翻。

本实施例为了解决该问题，在制动系统气压逼近某一阈值(一般地，该阈值可以为“断气刹激活气压值”)之前且还有继续减小的趋势时，激活辅助制动，使整车车速逐渐减小，从而有效防止了高车速运行时突然驻车制动引起的车辆甩尾，掉头，侧翻等安全问题。

具体地，本实施例根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。

这里，第一预设阈值为稍大于“断气刹激活气压值”的某一数值。“断气刹激活气压值”为使得断气刹激活的气压值，对于不同的车辆，其“断气刹激活气压值”不同。优选地，所述第一预设阈值与断气刹激活气压值之差大于第三预设阈值且小于第四预设阈值。例如，假设某车辆的“断气刹激活气压值”为10kpa，第三预设阈值为2kpa，第四预设阈值为6kpa。那么第一预设阈值的取值范围为12～16kpa之间。

若当前气压小于第一预设阈值且在预设时间段内(20秒)继续减小，则表明当前气压很快就要逼近“断气刹激活气压值”，此时应立即激活辅助制动，以防止高车速运行时突然驻车制动引起的车辆甩尾，掉头，侧翻等安全问题。

优选地，上述方式A和方式B可以各自单独实施，也可以一起实施。各自单独实施是指可以单独采用方式A或单独采用方式B。一起实施是指方式A和方式B一起实施。

当方式A和方式B一起实施时，一般地，先实施上述方式A，然后在实施方式B。即首先根据气压的大小实时限制发动机的输出扭矩，从而限制整车车速，防止气压过低时制动系统失效或制动效果减弱带来的危险。并继续判断气压是否减小到一定值，当气压降低至将要触发驻车制动的“断气刹”时，激活辅助制动，防止整车传动系被锁死，造成车辆失控。

优选地，所述辅助制动包括：防抱死制动系统ABS、缓速器和排气制动中的至少一种。具体选用何种辅助制动可以根据客户需求合理设定。

其中，防抱死制动系统ABS是一种在制动期间监视和控制车辆速度的电子控制单元，其制动效果类似于机械性的“点刹”，能有效的避免车轮在刹车过程中被锁死，增加了轮胎与地面的摩擦力，相对于机械的脚刹车，可有效低减少刹车消耗，延长了刹车轮毂、碟片以及轮胎的使用寿命。

其中，缓速器是通过控制电路给定子总成的励磁线圈通电，产生磁场，转子总成随车辆传动部分高速旋转，切割磁力线，产生反向力矩，使车辆减速，缓速器一般是多档位的辅助制动器。

其中，排气制动是一种辅助制动方式，在发动机排气管上设置排气蝶阀，通过控制蝶阀的关闭来增加排气行程的压力，利用产生的负压来产生制动力，排气制动的合理利用可有效减少刹车系统的磨损，在大型柴油机车上得到广泛应用。

从上面描述可知，本实施例将整车气压参数引入电子控制单元ECU作为发动机及整车控制参数，根据气压的大小实时限制发动机的输出扭矩，从而限制整车车速，防止气压过低时制动系统失效或制动效果减弱带来的危险。当气压低到触发驻车制动的“断气刹”时，激活辅助制动，防止整车传动系被锁死，造成车辆失控，侧翻。本实施例可有效解决和防止重型汽车因制动系统气压过低而造成的刹车失灵及传动系锁死等问题，提高了行车安全性。

在本发明第四个实施例中，参见图4，在上述步骤102之前，所述方法还包括步骤102’。

步骤102’：判断所述气压信息是否可信，若否，则执行步骤103；若是，则执行上述步骤102。其中，在执行上述步骤102时，还可以将获取的气压信息显示在仪表盘以提醒驾驶人员。

步骤103：控制报警器发出报警信号，以提醒驾驶人员。这里，报警器可以为报警灯或喇叭。

在上述步骤102中，判断所述气压信息是否可信具体可采用如下的方式进行判断：

假若电子控制单元ECU是根据与所述ECU连接的气压传感器获取的车辆制动系统当前的气压信息，那么可以考虑判断所述气压传感器是否故障和/或所述气压信息中的气压值是否处于预设范围内。当气压传感器故障或所述气压信息中的气压值未处于预设范围内时，所述气压信息不可信。其中，在判断所述气压传感器是否故障时，可以利用预设设置的检测器对所述气压传感器进行检测，以确定所述气压传感器是否故障。另外，当获取的气压信息中的气压值未处于预设范围内时内，所述气压信息也不可信。例如按照规定制动系统气压值应该处于6～100kpa之间，结果获取的气压值为3kpa，该值没有处于规定的气压值范围内，因而可知获取的气压信息不可信。

假若电子控制单元ECU是接收连接有气压传感器的预设控制器发送的带有车辆制动系统的当前气压信息的报文，并根据所述报文获取的车辆制动系统当前的气压信息，那么可以考虑判断所述报文传送是否超时(比如判断是否超过规定时间30s)和/或所述报文中的内容是否满足预设条件(比如判断报文格式是否正确)。当然，该种情况下，也可以考虑判断所述气压传感器是否故障和/或所述气压信息中的气压值是否处于预设范围内。或者，既判断所述报文传送是否超时和/或所述报文中的内容是否满足预设条件，又判断所述气压传感器是否故障和/或所述气压信息中的气压值是否处于预设范围内。只要有一项不满足要求，则可确定所述气压信息不可信。

从上述描述可以看出，本实施例在ECU中引入制动系统气压，根据气压的大小来限制发动机的输出扭矩，并将气压的数值实时显示到仪表盘提醒司机，可有效的防止驾驶员在不知道整车制动系统气压偏低、行车制动失效或减弱的情况下，仍高速行驶引起的整车无法正常制动的问题，使车辆行驶在一个安全的工况下。

其中，“断气刹”的方式是在气压低到一定阈值(断气刹激活气压值)不足以顶开制动弹簧时将车辆的传动轴锁死，所以当气压在逼近这一阈值之前且还有减小趋势时激活辅助制动，使整车车速逐渐减小，有效防止了高车速运行时突然驻车制动引起的车辆甩尾，掉头，侧翻等安全问题，且辅助制动的激活方式可根据客户需求合理标定，方便灵活。

本发明第五个实施例给出了上述控制方法的一个较佳实施方式，参见图5，上述控制方法具体包括如下步骤：

步骤S1：获取制动系统气压。

步骤S2：判断气压信号的可信性。如果气压信号可信则执行下面的步骤S3，如果不可信，报出相应故障，触发故障灯提醒驾驶人员。

步骤S3：根据气压的大小查对应的限制扭矩CUR，如果气压正常则获得的限制扭矩不会对当前发动机的需求扭矩进行限制，随着气压的减小获得的限制扭矩会逐渐减小，以此来限制发动机的输出功率，从而降低车速，并且，判断气压信号可信后要实时将气压值显示在仪表盘提醒司机；

步骤S4：判断当前气压是否小于标定量1且气压的变化率小于标定量2，当满足上述条件则激活辅助制动，辅助制动包括ABS、缓速器或排气制动等，激活何种辅助制动可以根据客户需求合理标定，如果不满足步骤S4的判断条件则继续执行步骤S3。

其中，标定量1的数值应稍大于“断气刹激活气压值”，标定量2一般为小于等于0的数值，标定此时气压小于标定量1的阀值后仍有减小趋势。

本发明第六个实施例还提供了一种基于气压信息的车辆安全行驶控制系统，参见图6，包括：获取单元61和控制单元62；

所述获取单元61，用于获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；

所述控制单元62，用于根据所述获取单元61获取的气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

本实施例所述的系统可以用于执行上述实施例所述的方法，其原理和技术效果类似，此处不再详述。

在本发明其他实施例中，优选地，所述控制单元62，具体用于：

根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。

在本发明其他实施例中，优选地，所述获取单元61，具体用于：

根据与电子控制单元ECU连接的气压传感器获取车辆制动系统当前的气压信息；

和/或，

接收连接有气压传感器的预设控制器发送的带有车辆制动系统的当前气压信息的报文，并根据所述报文获取车辆制动系统当前的气压信息。

本实施例所述的系统可以用于执行上述实施例所述的方法，其原理和技术效果类似，此处不再详述。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于气压信息的车辆安全行驶控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；

根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息，包括：

电子控制单元ECU根据与所述ECU连接的气压传感器获取车辆制动系统当前的气压信息；

和/或，

电子控制单元ECU接收连接有气压传感器的预设控制器发送的带有车辆制动系统的当前气压信息的报文，并根据所述报文获取车辆制动系统当前的气压信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，包括：

根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设阈值与断气刹激活气压值之差大于第三预设阈值且小于第四预设阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述辅助制动包括：防抱死制动系统ABS、缓速器和排气制动中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动之前，所述方法还包括：

判断所述气压信息是否可信，若否，则控制报警器发出报警信号，以提醒驾驶人员。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若确定所述气压信息可信，则根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动，并将所述气压信息显示在仪表盘以提醒驾驶人员。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，判断所述气压信息是否可信，包括：

判断所述气压传感器是否故障和/或所述气压信息中的气压值是否处于预设范围内；

和/或，

判断所述报文传送是否超时和/或所述报文中的内容是否满足预设条件。

9.一种基于气压信息的车辆安全行驶控制系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取车辆行驶过程中车辆制动系统当前的气压信息；

控制单元，用于根据所述气压信息对车辆进行限速和/或辅助制动。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

根据所述气压信息获取与所述气压信息对应的限制扭矩，以及根据获取的限制扭矩对发动机的输出功率进行限制，以控制车速；

和/或，

根据所述气压信息判断当前气压的大小是否小于第一预设阈值且在预设时间段内是否继续减小，若是，则激活辅助制动。