CN107685723A

CN107685723A - 用于车辆的减速补偿方法、控制系统及车辆

Info

Publication number: CN107685723A
Application number: CN201610638727.1A
Authority: CN
Inventors: 杨连松; 栾云飞
Original assignee: Faraday Beijing Network Technology Co Ltd
Current assignee: Fafa Automobile China Co ltd
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2018-02-13

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的减速补偿方法、控制系统及车辆，包括：在检测到制动踏板动作时，驱动主制动机构，以提供给所述车辆进行制动减速的第一制动力F₁，同时，开启所述车辆上安装的风力发电机，以产生能够提供给所述车辆进行制动减速的第一辅助制动力F₂，记录所述风力发电机开启时产生的初始电流I₀；测得所述风力发电机工作过程中产生的工作电流I₁；根据所述工作电流I₁相对所述初始电流I₀的变化，驱动辅助制动机构以提供给所述车辆进行制动减速的第二辅助制动力F₃，从而对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿。本发明具有制动安全性高和节能的优点。

Description

用于车辆的减速补偿方法、控制系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆制动领域，特别是涉及一种用于车辆的减速补偿方法、控制系统及车辆。

背景技术

目前，车辆的制动减速距离较长，对车轮的损耗比较严重。另外，对于大型客车或货车由于其制动减速距离较长，从而大大地增加了交通事故发生的机率。

现有技术中存在在车辆上增设风力发电机，主要目的是在减速时将风能转化为电能为车辆的蓄电池补电，客观上风力发电机也能够增加车辆制动的阻力，以减少车辆制动减速的距离。然而，这会产生一个新的问题，即，相对于原来的未增设风力发电机时，驾驶员根据其积累的驾驶经验就能够在预设的制动减速距离内实现车辆制动，但当增设风力发电机后，由于风力发电机也为车辆的制动减速提供了一定大小的阻力。然而，由该风力发电机产生的阻力会随着车辆的制动减速而发生变化，这就有可能给驾驶员带来一个错误的判断，即，在预期的距离内无法使得车辆完成制动，以致发生交通事故。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于车辆的减速补偿方法、控制系统及车辆，以解决现有技术中的由于在车辆上增设风力发电机后，由于风力发电机所提供的阻力随着车辆进行制动的过程中会发生变化，会给驾驶人员带来一种误判断，即，在预期的制动减速距离内无法停车制动，以致发生交通事故的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的减速补偿方法，包括：在检测到制动踏板动作时，驱动主制动机构，以提供给所述车辆进行制动减速的第一制动力F₁，同时，开启所述车辆上安装的风力发电机，以产生能够提供给所述车辆进行制动减速的第一辅助制动力F₂，记录所述风力发电机开启时产生的初始电流I₀；测得所述风力发电机工作过程中产生的工作电流I₁；根据所述工作电流I₁相对所述初始电流I₀的变化，驱动辅助制动机构以提供给所述车辆进行制动减速的第二辅助制动力F₃，从而对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿。

作为优选方案，当检测到制动踏板的动作行程发生变化时，以所述风力发电机当前产生的电流作为初始电流I₀。

作为优选方案，对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿的约束条件为：对于相同的制动踏板的动作行程，F₂+F₃＝常量。

作为优选方案，所述第一辅助制动力F₂通过所述工作电流I₁表征，所述第二辅助制动力F₃通过所述辅助制动机构的工作电流表征。

作为优选方案，所述第一辅助制动力F₂与所述工作电流I₁的对应关系、所述第二辅助制动力F₃与所述辅助制动机构的工作电流的对应关系通过查表获得。

根据本发明的第二方面，还提供了一种用于车辆的减速控制系统，包括：主制动机构，用于根据制动踏板的动作提供给所述车辆进行制动减速的第一制动力F₁；交直流转换模块，用于将所述风力发电机产生的交流电转换为直流电；控制单元，用于在检测到制动踏板动作时，控制开启所述车辆上安装的风力发电机，以产生能够提供给所述车辆进行制动减速的第一辅助制动力F₂，并记录所述风力发电机在所述风力发电机开启时产生的初始电流I₀、测得所述风力发电机在工作过程中产生的工作电流I₁；辅助制动机构，用于根据所述工作电流I₁相对所述初始电流I₀的变化，提供给所述车辆进行制动减速的第二辅助制动力F₃从而对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿。

作为优选方案，所述风力发电机通过所述交直流转换模块与所述车辆内的供电模块电连接，从而将由所述风力发电机产生的电能传递给所述供电模块。

作为优选方案，所述主制动机构为主液压泵，所述辅助制动机构为辅助液压泵，所述主液压泵用于向设置在所述车辆的车轮上的液压制动钳提供夹紧力以产生所述第一制动力F₁，所述辅助液压泵用于向所述液压制动钳提供进一步的夹紧力以产生所述第二辅助制动力F₃。

作为优选方案，上述用于车辆的减速控制系统还包括制动踏板行程传感器，所述制动踏板行程传感器与所述控制单元电连接，当所述制动踏板行程传感器检测到所述制动踏板动作时、或所述制动踏板的动作行程发生变化时，所述控制单元将所述风力发电机当前产生的电流作为初始电流I₀。

作为优选方案，所述车辆的车顶的外部设置能够包围所述风力发电机的外罩，并使得所述外罩的迎风面与背风面相连通，从而促使所述风力发电机中的叶片在随所述车辆进行制动减速的过程中进行转动。

作为优选方案，所述制动踏板行程传感器以及所述控制单元均与所述供电模块电连接。

作为优选方案，所述交直流转换模块和所述辅助制动机构均与所述控制单元电连接，所述控制单元控制所述辅助制动机构的动作直至：对于相同的制动踏板的动作行程，F₂+F₃＝常量。

作为优选方案，所述第一辅助制动力F₂通过所述工作电流I₁表征，所述第二辅助制动力F₃通过所述辅助制动机构的工作电流表征，所述控制单元通过查表获得所述第一辅助制动力F₂与所述工作电流I₁的对应关系、所述第二辅助制动力F₃与所述辅助制动机构的工作电流的对应关系。

根据本发明的第三方面，还提供了一种采用如上所述的减速控制系统的车辆。

(三)有益效果

本发明提供的减速补偿方法和控制系统，与现有技术相比，具有如下优点：

根据本申请的减速补偿方法和控制系统，在随着车辆进行制动减速的过程中，风力发电机发电的同时可以产生辅助制动力，即便由风力发电机产生的第一辅助制动力的大小在逐渐减小，然而，当这种第一辅助制动力的大小的变化表现为工作电流I₁相对初始电流I₀的变化被检测到后，由于有辅助制动机构提供给车辆第二辅助制动力，该第二辅助制动力为第一辅助制动力的变化提供了补偿，因而，不会给驾驶员产生误判断。即，对于驾驶员来说，虽然在制动减速过程中风力发电机所提供的第一辅助制动力发生了变化，但在第二辅助制动力的补偿作用下，针对一定的踏板动作行程，第一辅助制动力和第二辅助制动力的和是一定的，换言之，驾驶员能够根据其制动踏板的动作行程获得一个稳定的制动力输出，不会影响驾驶员依赖其自身的驾驶经验获得的对车辆制动减速效果的预判断，因此该方法及系统提高了车辆的制动安全性，减小事故发生率

另外，利用风力发电机进行风力发电，从而节约了车辆内的耗电量，具有节能、环保的的优点。

附图说明

图1为本发明的实施例的用于车辆的减速补偿方法的步骤流程示意图；

图2为实现图1中的减速补偿方法的控制系统的侧视结构示意图；

图3为实现图1中的减速补偿方法的控制系统的正视结构示意图。

图中，1：车辆；11：车辆顶部；12：风力发电机；13：车轮；131：液压制动钳；14：外罩；141：外罩的迎风面；142：外罩的背风面；2：轮速传感器；3：制动踏板；31：制动踏板行程传感器；4：控制单元；5：辅助制动机构；6：交直流转换模块(AC/DC)；7：主制动机构；8：供电模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1、图2，其中图1示意性地显示了本实施例中的用于车辆的减速补偿方法。其中，车辆1可为火车、客车或货车等。该方法包括：

步骤S410，在检测到制动踏板3动作时，说明驾驶员开始下踏制动踏板3需要车辆进行制动减速，此时进入步骤S420。

步骤S420，作为对制动踏板3的动作的响应，驱动主制动机构7动作产生能够提供给车辆1进行制动减速的第一制动力F₁，第一制动力作为实现车辆1制动减速的主要的制动力，这能够通过现有技术中的ESP(车身电子稳定系统)、ABS(防抱死刹车系统)等进行控制而获得，本文不再详细描述。作为对制动踏板3的动作的响应，在驱动主制动机构7的同时，控制单元4控制开启安装在车辆顶部11的风力发电机12。除了车辆顶部11外，风力发电机12还能够安装在车辆1的底部、两侧等车辆1的其它位置，本发明不做特别限定。在本实施例中，采用的是液压制动的方式，但在实际应用中还能够采用现有技术中的气动等其它制动方式，本发明不做特别限定。

在本实施例中，主制动机构7为主液压泵，主液压泵会提供给液压制动钳8第一制动力F₁，从而促使液压制动钳131夹紧车辆1的车轮13，以达到对车辆1进行制动减速的目的。第一制动力F₁与制动踏板3的下踏行程之间的对应关系及控制策略属于现有技术，本文不再详述。在开启风力发电机12时，风力发电机12除了将风能转化为电能外，还产生能够提供给车辆1进行制动减速的第一辅助制动力F₂。这样，风力发电机12开启后，会给车辆1的制动减速在原来的第一制动力F₁的基础上又增加了第一辅助制动力F₂，即，此时的车辆1的制动力的总和等于第一制动力F₁和第一辅助制动力F₂的和。交直流转换模块6将风力发电机12所产生的交流电转换为直流电，以用于存储或驱动负载。

容易理解，该主液压泵的具体结构是本领域的技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

步骤S430，控制单元4测得并记录风力发电机12开启时产生的初始电流I₀。该初始电流I₀既能够是交直流转换模块6转换后的直流电，也能够是未经转换的交流电。

在步骤S430之后，需要进行一次判断：判断制动踏板3的动作行程是否变化，即驾驶员是否进一步下踏或者抬起制动踏板3以期望获得一个不同的制动力。如果是，则以风力发电机12当前，即制动踏板3到达新的动作行程的时刻，产生的电流作为初始电流I₀，换言之，对控制单元4所记录的初始电流I₀进行更新；如果否，则进入步骤S440。

步骤S440，测得风力发电机12工作过程中产生的工作电流I₁。对于工作电流I₁的测量能够采用离散采样的方式进行，每隔一个预定的时间段进行一次采样进行计算。事实上，初始电流I₀能够被视为工作电流I₁的初始值，或者说是工作电流I₁的初始采样值，本申请为了描述的清晰而采用不同的下角标。

步骤S450，由于车辆1在进行制动减速初始时刻(即制动踏板动作时)的速度较大，因而相对风速较大(在外界环境不变的前提下)，风力发电机12将风能转化为电能也比较多，即，由风力发电机12产生的初始电流I₀也比较大。随着车辆1的制动减速的持续进行，车速降低，风力发电机12所产生的工作电流I₁也逐渐减小，例如，经交直流转换模块6转换后的直流电的工作电流I₁减小为另一个值，在此标记为I₂，换言之，相对于初始电流I₀，工作电流I1发生了变化。该电流值I₁的变化表征了由风力发电机12产生的第一辅助制动力F₂相对于车辆开始减速时减小。当然在风速突然提高时，工作电流I₁的变化也可能表现为电流值突然提高。该交直流转换模块6处的工作电流I₁的变化能够以第一电信号的方式反馈给控制单元4，控制单元4接收到第一电信号后，驱动辅助制动机构5进行动作，以提供给车辆1一个第二辅助制动力F₃。这样，在随着车辆1进行制动减速的过程中，即便由风力发电机12产生的第一辅助制动力F₂的大小在逐渐减小，然而，由于有辅助制动机构5提供给车辆1一个第二辅助制动力F₃，该第二辅助制动力F₃为第二辅助制动力F₂的降低提供了补偿，因而，不会给驾驶员产生误判断。这种补偿的约束目标为：对于相同的制动踏板的动作行程，F₂+F₃＝常量，即，对于驾驶员来说，假设外界环境不变，对于某一制动踏板行程，其获得的辅助制动力的总和不变，不会影响驾驶员依赖其自身的驾驶经验获得的对车辆1制动减速效果的预判断，从而保证了车辆1的行车安全，避免交通事故的发生。事实上，第一制动力F₁由于其控制策略是已知的，驾驶员能够熟悉其输出过程，获得了稳定的F₂+F₃的辅助制动力输出意味着，驾驶员均能够依赖对第一制动力F₁的经验判断来通过制动踏板的控制获得预期的制动减速效果，从而在预期的距离内实现制动减速。

控制单元4能够采用现有的VCU(整车控制器)、ECU(电子控制单元)、ABS、ESP等，也能够单独设置控制模块或者集成在其它现有控制系统中。

如图2和图3所示，其中，图2还示意性地显示了将设置在车辆1顶部11的外部的风力发电机12通过交直流转换模块6与车辆1内的供电模块8电连接，从而将由风力发电机12产生的电能经过交直流转换模块6的转换后传递给供电模块8。具体地，在车辆1进行制动减速的过程中，在风能的带动下，促使风力发电机12中的叶片进行旋转，从而将风能转化为电能，并将该电能存储至供电模块8内。另外，若供电模块8存满电后，由风力发电机12产生的剩余部分的电能可供给车辆1内的其它负载，或者由供电模块8向其它负载提供电能。由此可见，利用风力发电机12进行风力发电，大大地节约了车辆1内的耗电量，从而具有节能、环保的优点。

在一个实施例中，促使风力发电机12发电的风速等于当前车辆1的车速与当前自然风的风速的差值，其中，该风速的差值的大小可通过由该风力发电机12产生的电能的电流的大小来确定。

在一个实施例中，该辅助制动机构5为辅助液压泵，通过使得该辅助液压泵5向设置在车辆1的车轮13上的液压制动钳131提供第二辅助制动力F₃，从而促使液压制动钳131进一步夹紧车轮13。具体地，当控制单元4接收到来交直流转换模块6发出的代表I₁减小的第一电信号后，则可以判断出此时由风力发电机12产生的能够提供给车辆1进行制动减速的第一辅助制动力F₂也变小。这样，需要通过辅助制动机构5提供给液压制动钳131第二辅助制动力F₃(额外的夹紧力)，从而使得该液压制动钳131能够进一步夹紧车辆1的车轮，以保证车辆1能够获得稳定的制动力输出而在预期的制动减速距离内实现制动停车。第一辅助制动力F₂能够通过工作电流I₁表征，两者之间的对应关系也能够通过实验室标定的方式制表。类似的是，第二辅助制动力F₃也能够通过辅助制动机构5的工作电流来表征，两者之间的对应关系也能够通过标定的方式制表。将各表存储在控制单元4中。这样，控制单元4能够通过查表的方式来根据工作电流I₁的变化控制第二辅助制动力F₃的变化。

在以上描述的实施例中，主制动机构7、辅助制动机构5通过同一个液压制动钳131提供第一制动力F₁和第二辅助制动力F₃，这样做的优势在于能够使制动结构更加简单。在实际应用中，主制动机构7、辅助制动机构5也能够分别通过不同的液压制动钳来输出制动力，或者，主制动机构7、辅助制动机构5也能够是同一个制动机构而根据工作电流强度的不同来实现同一个液压制动钳131提供第一制动力F₁和第二辅助制动力F₃(即，在制动机构提供的一个电流强度下液压制动钳131提供F₁，在制动机构提供的一个更大的电流强度下液压制动钳131进一步夹紧以提供F₃)，这些技术方案全部被涵盖在权利要求保护范围中。

在一个实施例中，在制动踏板3上设置制动踏板行程传感器31，并使得制动踏板行程传感器31与控制单元4电连接，从而将代表制动踏板3动作的第二电信号传递给控制单元4。具体地，当要对车辆1进行制动减速时，通过驾驶员踩下制动踏板3，在踩下制动踏板3的瞬间，制动踏板行程传感器31会将代表制动踏板3动作的第二电信号传递给控制单元4。这样，控制单元4接收到该第二电信号后会驱动风力发电机12开始工作，从而为车辆1提供辅助制动力做准备。或者，在制动踏板行程传感器31检测到制动踏板的动作行程发生变化时，控制单元4获得第三电信号，控制单元4重新进入上述S430步骤的控制。

图2还示意性地显示了通过在车辆1的顶部11的外部设置能够包围风力发电机12的外罩14，并使得外罩14的迎风面141与背风面142相连通，从而促使风力发电机12中的叶片在随车辆1进行制动减速的过程中进行转动。这样，该外罩14不仅起到了对风力发电机12的支撑保护作用，同时，还能减少自然风的进入，即，尽可能地使得风力发电机12在车辆1的车速的带动下进行转动。

在一个实施例中，制动踏板行程传感器31以及控制单元4均与供电模块8电连接。这样，由风力发电机12产生的电能间接地通过交直流转换模块6的转换后存储到供电模块8内，然后再通过供电模块8向轮速传感器2、制动踏板行程传感器31以及控制单元4进行供电，从而起到了节能的作用。

在车辆1进行制动减速的过程中，通过控制单元4接收到由制动踏板行程传感器31发送的代表制动踏板3的下踏行程为定值的电信号时，表明由主制动机构7产生的第一制动力F₁的大小保持不变，或者表明制动系统采取现有的控制策略不变。具体地，在车辆1进行制动减速的过程中，控制单元4接收到由制动踏板行程传感器31发送的代表制动踏板3的下踏行程为定值的电信号时，由主液压泵促使液压制动钳131夹紧车轮的第一制动力F₁的大小或者其控制过程保持不变。在此过程中仅考虑F₃对F₂的补偿即可。

在车辆1进行制动减速的过程中，控制单元4接收到由踏板行程传感器31发送的代表制动踏板3的下踏行程变化的电信号时，表明由主液压泵促使液压制动钳131夹紧车轮产生的第一制动力F₁的大小或者控制过程发生了变化，此时驾驶员对于制动力的期望值发生了变化，因此需要重新进行S430步骤的测量而进入新的制动力补偿过程。

综上所述，根据本申请的减速补偿方法和控制系统，在随着车辆1进行制动减速的过程中，即便由风力发电机12产生的第一辅助制动力F₂的大小在逐渐减小，然而，由于有辅助制动机构5提供给车辆1的第二辅助制动力F₃在根据工作电流I₁的变化而对第一辅助制动力F₂进行补偿，因而，驾驶员在某一踏板动作行程下能够获得稳定的制动力输出，不会给驾驶员产生误判断。即，对于驾驶员来说，其能够依赖其自身的驾驶经验获得相应的车辆1制动减速效果，保证在预期的制动距离内实现减速、制动，从而保证了车辆1的行车安全，避免交通事故的发生。

另外，利用风力发电机12进行风力发电，从而节约了车辆1内的耗电量，具有节能、环保的的优点。

本领域技术人员应当理解的是，除了图2和图3所示的控制系统外，还能够利用其它机构来实现如图1所示的补偿方法，因此本申请中的图1所示方法并不受硬件条件的限制。

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

1.一种用于车辆的减速补偿方法，其特征在于，包括：

在检测到制动踏板动作时，驱动主制动机构，以提供给所述车辆进行制动减速的第一制动力F₁，同时，开启所述车辆上安装的风力发电机，以产生能够提供给所述车辆进行制动减速的第一辅助制动力F₂，记录所述风力发电机开启时产生的初始电流I₀；

测得所述风力发电机工作过程中产生的工作电流I₁；

根据所述工作电流I₁相对所述初始电流I₀的变化，驱动辅助制动机构以提供给所述车辆进行制动减速的第二辅助制动力F₃，从而对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的减速补偿方法，其特征在于，当检测到制动踏板的动作行程发生变化时，以所述风力发电机当前产生的电流作为初始电流I₀。

3.根据权利要求1或2所述的用于车辆的减速补偿方法，其特征在于，对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿的约束条件为：

对于相同的制动踏板的动作行程，F₂+F₃＝常量。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的减速补偿方法，其特征在于，所述第一辅助制动力F₂通过所述工作电流I₁表征，所述第二辅助制动力F₃通过所述辅助制动机构的工作电流表征。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的减速补偿方法，其特征在于，所述第一辅助制动力F₂与所述工作电流I₁的对应关系、所述第二辅助制动力F₃与所述辅助制动机构的工作电流的对应关系通过查表获得。

6.一种用于车辆的减速控制系统，其特征在于，包括：

主制动机构，用于根据制动踏板的动作提供给所述车辆进行制动减速的第一制动力F₁；

交直流转换模块，用于将所述风力发电机产生的交流电转换为直流电；

控制单元，用于在检测到制动踏板动作时，控制开启所述车辆上安装的风力发电机，以产生能够提供给所述车辆进行制动减速的第一辅助制动力F₂，并记录所述风力发电机在所述风力发电机开启时产生的初始电流I₀、测得所述风力发电机在工作过程中产生的工作电流I₁；

辅助制动机构，用于根据所述工作电流I₁相对所述初始电流I₀的变化，提供给所述车辆进行制动减速的第二辅助制动力F₃从而对所述第一辅助制动力F₂的变化进行补偿。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述风力发电机通过所述交直流转换模块与所述车辆内的供电模块电连接，从而将由所述风力发电机产生的电能传递给所述供电模块。

8.根据权利要求6所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述主制动机构为主液压泵，所述辅助制动机构为辅助液压泵，所述主液压泵用于向设置在所述车辆的车轮上的液压制动钳提供夹紧力以产生所述第一制动力F₁，所述辅助液压泵用于向所述液压制动钳提供进一步的夹紧力以产生所述第二辅助制动力F₃。

9.根据权利要求6所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，还包括制动踏板行程传感器，所述制动踏板行程传感器与所述控制单元电连接，当所述制动踏板行程传感器检测到所述制动踏板动作时、或所述制动踏板的动作行程发生变化时，所述控制单元将所述风力发电机当前产生的电流作为初始电流I₀。

10.根据权利要求6所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述车辆的车顶的外部设置能够包围所述风力发电机的外罩，并使得所述外罩的迎风面与背风面相连通，从而促使所述风力发电机中的叶片在随所述车辆进行制动减速的过程中进行转动。

11.根据权利要求9所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述制动踏板行程传感器以及所述控制单元均与所述供电模块电连接。

12.根据权利要求6至11中的任一项所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述交直流转换模块和所述辅助制动机构均与所述控制单元电连接，所述控制单元控制所述辅助制动机构的动作直至：对于相同的制动踏板的动作行程，F₂+F₃＝常量。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的减速控制系统，其特征在于，所述第一辅助制动力F₂通过所述工作电流I₁表征，所述第二辅助制动力F₃通过所述辅助制动机构的工作电流表征，所述控制单元通过查表获得所述第一辅助制动力F₂与所述工作电流I₁的对应关系、所述第二辅助制动力F₃与所述辅助制动机构的工作电流的对应关系。

14.一种采用如权利要求6至13中任一项所述的减速控制系统的车辆。