CN107035541A - 一种发动机排气制动联动控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机排气制动联动控制方法，在驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，并且车辆处于挂挡行驶、未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板和发动机转速大于或等于预设发动机转速时，车辆进行排气制动和轮毂刹车制动。本发明还提供了一种发动机排气制动联动控制系统。本发明在现有发动机排气制动和轮毂刹车制动联动控制中，增加了发动机转速保护，避免发动机低转速时，排气制动蝶阀关闭，导致在车辆行驶过程中出现发动机熄火的危险情况；优化空档控制回路，取消空档继电器，降低成本及故障率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别涉及一种发动机排气制动联动控制方法及系统。
背景技术
根据GB/T7258-2012《机动车运行安全技术条件》规定，车长大于9M的客车、总质量大于等于12000kg的货车和专项作业车，所有危险货物运输车，应装备缓速器或其它辅助制动装置。根据规定，国内较多卡车主机厂家，在主制动工作的同时增加排气制动功能，以作为辅助制动功能。既增加制动效果又满足法规要求。
通常发动机排气制动的控制方式主要依靠驾驶员拨动排气制动控制手柄达到开启排气制动的目的，但这种控制方式在实际应用中存在诸多不便。例如，通常驾驶员习惯以脚踩制动踏板的方式刹车，时常忘记拨动排气制动控制手柄。
为了解决上述问题，CN200620098515.0公开一种柴油汽车联动制动控制装置，该技术方案缺少发动机转速保护：在车辆行驶过程中，当发动机怠速或转速较低时，排气制动工作，因排气管关闭，易导致发动机熄火而出现危险。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种发动机排气制动联动控制方法及系统，以解决在现有发动机排气制动和轮毂刹车制动联动控制中，当发动机怠速或转速较低时，排气制动蝶阀关闭，导致在车辆行驶过程中出现发动机熄火的问题。
一方面，本发明提供了一种发动机排气制动联动控制方法，在驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，并且车辆处于挂挡行驶、未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板和发动机转速大于或等于预设发动机转速时，车辆进行排气制动和轮毂刹车制动。
进一步地，所述预设发动机转速为900转/分。
本发明的发动机排气制动联动控制方法，只有当车辆处于非空档状态，且处于驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板、发动机转速大于或等于预设发动机转速时，五个条件成立时，才能开启发动机排气制动。否则发动机排气制动无法开启。这样可以避免发动机低转速时，由于排气制动蝶阀关闭，导致在车辆行驶过程中出现发动机熄火现象的出现，从而对发动机进行转速保护。另外，本发明经过反复试验和研究发现，发动机转速在大于或等于900转/分时，进行发动机排气制动，发动机不会出现熄火现象，而且不会影响发动机使用寿命，发动机的各项指标都不会受到影响。
本发明还提供了一种发动机排气制动联动控制系统，包括发动机ECU控制器，在发动机ECU控制器上设置有第一管脚、第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚；第一管脚与第一继电器线圈低端连接，第二管脚与空档开关低端连接，第三管脚与离合器开关低端连接，第四管脚与怠速开关低端连接；第五管脚与第二继电器触点低端连接；
第一继电器用于驱动排气制动电磁气阀工作；排气制动电磁气阀控制排气制动蝶阀，排气制动蝶阀安装在发动机排气管上；第二继电器线圈低端连接在轮毂刹车制动开关电路中；
还包括：获取第二管脚、第三管脚、第四管脚、第五管脚信号，判断驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，并且车辆处于挂挡行驶、未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板和发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一管脚置低电位的联动控制模块。
进一步地，包括仪表，在发动机ECU控制器上设置有CAN总线接口，发动机ECU控制器通过CAN总线接口与仪表通信，在仪表上设置有第一仪表管脚、第二仪表管脚，第一仪表管脚与第二继电器线圈高端连接，第二仪表管脚与空档开关低端连接；
联动控制模块包括置于仪表内的仪表控制模块和置于发动机ECU控制器内的发动机控制模块；所述仪表控制模块包括用于采集第二仪表管脚信号，判断车辆处于挂挡行驶状态，且仪表通过CAN总线接口采集到发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一仪表管脚输出高电平；所述发动机控制模块用于获取第五管脚信号，判断有排气制动请求，控制第一管脚置低电位。
进一步地，第二继电器线圈高端与电源连接，联动控制模块置于发动机ECU控制器内。
进一步地，包括排气制动开关，第一继电器线圈高端和空档开关及离合器开关高端与电源连接，怠速开关高端与离合器开关低端连接；排气制动开关高端与怠速开关低端连接，第二继电器触点高端与排气制动开关高端连接，排气制动开关低端与第五管脚连接。
进一步地，包括第三继电器和刹车指示灯，第三继电器控制刹车指示灯关闭和开启，第三继电器线圈低端与轮毂刹车制动开关高端连接，第三继电器线圈高端与电源连接。
进一步地，所述联动控制模块用于在第二管脚不得电，第三管脚和第四管脚及第五管脚得电，且发动机转速大于或等于预设发动机转速时，第一管脚置低电位。
进一步地，所述预设发动机转速为900转/分。
进一步地，在仪表上设置有第三仪表管脚，第三仪表管脚与电源连接。
本发明提供的一种发动机排气制动联动控制系统，提供了两种技术方案，在第一技术方案中：第二仪表管脚采集到空档开关断开信号，说明车辆处于挂档行驶状态，且仪表通过CAN总线接口采集到发动机转速大于或等于预设发动机转速时，仪表控制模块控制第一仪表管脚输出高电平；在此时，当驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动时，轮毂刹车制动开关闭合，第二继电器得电，第五管脚得电，发动机控制模块控制第一管脚置低电位，第一继电器工作，第一继电器驱动排气制动电磁气阀工作，排气制动开启。在第二技术方案中：将仪表控制模块和发动机控制模块的功能置于发动机ECU控制器内，将第二继电器高端与电源连接。
在上述两种技术方案中，借助仪表和发动机ECU控制器增加空档保护功能，优化空档控制回路，取消空档继电器，降低成本及故障率。避免发动机低转速时，排气制动蝶阀关闭，导致在车辆行驶过程中出现发动机熄火，对发动机进行转速保护。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的发动机排气制动联动控制方法示意图；
图2为本发明第一实施例的发动机排气制动联动控制系统示意图；
图3为本发明第二实施例的发动机排气制动联动控制系统示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了清楚描述本发明的技术方案，现对本发明所述的名词解释如下：
1、排气制动是指在发动机的排气管上设置排气制动蝶阀，排气制动蝶阀由排气制动电磁气阀3供给压缩空气进行驱动，通过排气制动蝶阀的关闭增加排气行程的压力，利用其产生的负压获得制动力。
2、轮毂刹车制动，又称行车制动系统，是由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动系统。它的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车。轮毂刹车制动一般是通过制动器对车轮产生制动力矩，制动器是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩。
3、高端及低端是指高端相对低端电位高，电流从高端流向低端。
4、发动机ECU控制器是指用于控制发动机工作的控制器。
下面结合图1，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，本优选实施例的发动机排气制动联动控制方法：在驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板、并且车辆处于挂挡行驶，也就是车辆处于非空档状态，发动机转速大于或等于预设发动机转速时，车辆进行排气制动和轮毂刹车制动。预设发动机转速可以根据不同的发动机功率进行设定。
本发明经过反复试验和研究发现，发动机转速在大于或等于900转/分时，进行发动机排气制动，发动机不会出现熄火现象，而且不会影响发动机使用寿命，发动机的各项指标都不会受到影响。
下面结合图2，本优选第一实施例的发动机排气制动联动控制系统：
如图2所示，发动机排气制动联动控制系统包括发动机ECU控制器1和仪表2，在发动机ECU控制器1上设置有CAN总线接口，发动机ECU控制器1通过CAN总线接口与仪表2通信。
在发动机ECU控制器1上设置有第一管脚1A、第二管脚1B、第三管脚1C、第四管脚1D、第五管脚1E；第一管脚1A与第一继电器K1线圈低端连接，第二管脚1B与空档开关4低端连接，第一继电器K1线圈高端和空档开关4高端与电源连接。电源为24V。
第五管脚1E与排气制动开关7和第二继电器K2触点低端连接；排气制动开关7高端与怠速开关6低端连接。第二继电器K2触点高端与排气制动开关7高端连接。第一继电器K1两个触点位于排气制动电磁气阀3电路中，第一继电器K1用于驱动排气制动电磁气阀3工作。第二继电器K2线圈低端连接在轮毂刹车制动开关9电路中；第三管脚1C与离合器开关5低端连接；离合器开关5高端与电源连接。第四管脚1D与怠速开关6低端连接；怠速开关6高端与离合器开关5低端连接。第三继电器K3控制刹车指示灯8关闭和开启，第三继电器K3线圈低端与轮毂刹车制动开关9高端连接，第三继电器K3线圈高端与电源连接。
在仪表2上设置有第一仪表管脚2A、第二仪表管脚2B、第三仪表管脚2C，第一仪表管脚2A与第二继电器K2线圈高端连接，第二仪表管脚2B与空档开关4低端连接。第三继电器K3的两个触点位于刹车指示灯8电路中。
空档开关4是置于变速箱内，当变速箱在空档时，空档开关4闭合，第二管脚1B得电。当变速箱处于非空档时，空档开关4断开，第二管脚1B不得电。非空档是指车辆处于挂档行驶状态。
轮毂刹车制动开关9是置于制动踏板下，在驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，轮毂刹车制动开关9闭合，否则断开。
离合器开关5是置于离合器踏板下，当离合器处于接合状态时，离合器开关5闭合，第三管脚1C得电，否则断开，第三管脚1C不得电。
怠速开关6是置于油门踏板中，当没加油门时，怠速开关6闭合，第四管脚1D得电，当加油门时，怠速开关6断开，第四管脚1D不得电。
联动控制模块包括置于仪表2内的仪表控制模块和置于发动机ECU控制器1内的发动机控制模块；仪表控制模块包括：当采集第二仪表管脚2B不得电时，说明车辆处于挂挡行驶状态，如果仪表2通过CAN总线接口采集到发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一仪表管脚2A输出高电平。发动机控制模块包括：当第五管脚1E得电时，说明有排气制动请求，没有加油门，在此时，控制第一管脚1A置低电位。第一管脚1A置低电位是指使第一管脚1A电位小于24V。由于第一继电器K1高端为24V，为了使第一继电器K1工作，一般使第一管脚1A为0V，第一继电器K1高端与低端的电位差为24V。
说明有排气制动请求存在两种情况：第一种情况，驾驶员手动操作排气制动开关7闭合，第五管脚1E得电，手动请求排气制动。第二种情况，驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，第二继电器K2触点闭合，第五管脚1E得电，自动请求排气制动。
本发明的排气制动和轮毂刹车制动联动工作过程如下：
当车辆处于挂档行驶状态，且没有踏下油门踏板加油时，离合器处于接合状态。空档开关4断开，第二管脚1B不得电，第二仪表管脚2B不得电。离合器开关5闭合，第三管脚1C得电。怠速开关6闭合，第四管脚1D得电。
当仪表2通过CAN总线接口采集到发动机转速大于或等于900转/分时，仪表控制模块控制第一仪表管脚2A输出高电平。
在此时，当驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动时，轮毂刹车制动开关9闭合，第二继电器K2得电，第二继电器K2触点闭合，第五管脚1E得电，发动机控制模块控制第一管脚1A置低电位，第一继电器K1工作，第一继电器K1驱动排气制动电磁气阀3工作，排气制动电磁气阀3控制排气制动蝶阀关闭，实现排气制动。
另外，驾驶员根据实际需要，也可以手动操作排气制动开关7闭合，第五管脚1E得电，发动机控制模块控制第一管脚1A置低电位，第一继电器K1工作，第一继电器K1驱动排气制动电磁气阀3工作，排气制动电磁气阀3控制排气制动蝶阀关闭，实现排气制动。
综上所述，在第一实施例中存在手动开启排气制动模式和自动开启排气制动模式。
如图3所示，本优选第二实施例的发动机排气制动联动控制系统：
如图3所示，第二实施例与第一实施例不同在于：将联动控制模块置于发动机ECU控制器1内。发动机预设转速设置在发动机ECU控制器内将第二继电器K2高端与电源连接。
其工作过程如下：
当车辆处于挂档行驶状态，且没有踏下油门踏板加油时，离合器处于接合状态。空档开关4断开，第二管脚1B不得电。离合器开关5闭合，第三管脚1C得电。怠速开关6闭合，第四管脚1D得电。此时，当驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动时，轮毂刹车制动开关9闭合，第二继电器K2得电，第二继电器K2触点闭合，第五管脚1E得电。发动机转速大于或等于900转/分时，联动控制模块将第一管脚1A置低电位，第一继电器K1工作，第一继电器K1驱动排气制动电磁气阀3工作，排气制动电磁气阀3控制排气制动蝶阀关闭，实现排气制动。
在上述两个技术方案中，借助仪表2和发动机ECU控制器1增加空档保护功能，优化空档控制回路，取消空档继电器，降低成本及故障率。避免发动机低转速时，排气制动蝶阀闭合，导致在车辆行驶过程中出现发动机熄火，对发动机进行转速保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机排气制动联动控制方法，其特征在于：在驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，并且车辆处于挂挡行驶、未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板和发动机转速大于或等于预设发动机转速时，车辆进行排气制动和轮毂刹车制动。
2.根据权利要求1所述的发动机排气制动联动控制方法，其特征在于：所述预设发动机转速为900转/分。
3.一种发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：包括发动机ECU控制器(1)，在发动机ECU控制器(1)上设置有第一管脚(1A)、第二管脚(1B)、第三管脚(1C)、第四管脚(1D)、第五管脚(1E)；第一管脚(1A)与第一继电器(K1)线圈低端连接，第二管脚(1B)与空档开关(4)低端连接，第三管脚(1C)与离合器开关(5)低端连接，第四管脚(1D)与怠速开关(6)低端连接；第五管脚(1E)与第二继电器(K2)触点低端连接；
第一继电器(K1)用于驱动排气制动电磁气阀(3)工作；排气制动电磁气阀(3)控制排气制动蝶阀，排气制动蝶阀安装在发动机排气管上；第二继电器(K2)线圈低端连接在轮毂刹车制动开关(9)电路中；
还包括：获取第二管脚(1B)、第三管脚(1C)、第四管脚(1D)、第五管脚(1E)信号，判断驾驶员踩下制动踏板进行轮毂刹车制动，并且车辆处于挂挡行驶、未踩下油门踏板、未踩下离合器踏板和发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一管脚(1A)置低电位的联动控制模块。
4.根据权利要求3所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：还包括仪表(2)，在发动机ECU控制器(1)上设置有CAN总线接口，发动机ECU控制器(1)通过CAN总线接口与仪表(2)通信，在仪表(2)上设置有第一仪表管脚(2A)、第二仪表管脚(2B)，第一仪表管脚(2A)与第二继电器(K2)线圈高端连接，第二仪表管脚(2B)与空档开关(4)低端连接；
所述联动控制模块包括置于仪表(2)内的仪表控制模块和置于发动机ECU控制器(1)内的发动机控制模块；所述仪表控制模块用于采集第二仪表管脚(2B)信号，判断车辆处于挂挡行驶状态，且仪表(2)通过CAN总线接口采集到发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一仪表管脚(2A)输出高电平；所述发动机控制模块用于获取第五管脚(1E)信号，判断有排气制动请求时，控制第一管脚(1A)置低电位。
5.根据权利要求3所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：第二继电器(K2)线圈高端与电源连接，联动控制模块置于发动机ECU控制器(1)内。
6.根据权利要求3或5所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：包括排气制动开关(7)，第一继电器(K1)线圈高端和空档开关(4)及离合器开关(5)高端与电源连接，怠速开关(6)高端与离合器开关(5)低端连接；排气制动开关(7)高端与怠速开关(6)低端连接，第二继电器(K2)触点高端与排气制动开关(7)高端连接，排气制动开关(7)低端与第五管脚(1E)连接。
7.根据权利要求6所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：包括第三继电器(K3)和刹车指示灯(8)，第三继电器(K3)控制刹车指示灯(8)关闭和开启，第三继电器(K3)线圈低端与轮毂刹车制动开关(9)高端连接，第三继电器(K3)线圈高端与电源连接。
8.根据权利要求7所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：所述联动控制模块用于在第二管脚(1B)不得电，第三管脚(1C)和第四管脚(1D)及第五管脚(1E)得电，且发动机转速大于或等于预设发动机转速时，控制第一管脚(1A)置低电位。
9.根据权利要求3所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：所述预设发动机转速为900转/分。
10.根据权利要求4所述的发动机排气制动联动控制系统，其特征在于：在仪表(2)上设置有第三仪表管脚(2C)，第三仪表管脚(2C)与电源连接。
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