CN107757585A - 一种汽车制动力动态均衡电子控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车制动力动态均衡电子控制系统，包括数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路、油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器，数据通讯总线电路通过数据缓存电路分别与数据处理电路、无线数据通讯电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路电气连接。本发明一方面可有效的对车辆运行过程中制动力变化情况进行全程检测，便于及时获得制动故障信息并报警，另一方面可根据车辆制动过程中各车轮运行状态的实际情况，灵活调整各车轮间制动力平衡。

Description

一种汽车制动力动态均衡电子控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车制动力动态均衡电子控制系统及其方法，属汽车电子设备技术领域。

背景技术

制动力分配平衡与否是直接关系到汽车运行稳定性和制动性能的重要参数，当制动力分布不平衡时，极易造成车辆制动时发生侧滑甚至翻车等事故，而针对这一问题，当前开发了诸如ABS防抱死系统等车辆制动控制系统，以避免车辆在制动时因制动力过大或制动力分布不均而导致车辆失控等现象发生，但在实际使用中发现，当前的制动力控制系统中，往往仅是对制动系统对车辆各车轮制动器的驱动力进行监控，虽然可以满足在制动力不足时及时报警，但一方面不能在制动力不足时，灵活调整制动系统制动力输出的调整，另一方面也不能有效平衡各车轮因实际运行状态不同而造成制动力需要差异，从而导致当前的车辆制动力平衡系统依然存在较大的弊端，因此针对这一现象，迫切需要开发一汽车制动力动态均衡电子控制系统及其方法及与之配套制动控制方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种汽车制动力动态均衡电子控制系统及其方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种汽车制动力动态均衡电子控制系统，包括数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路、油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器，数据通讯总线电路通过数据缓存电路分别与数据处理电路、无线数据通讯电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路电气连接，驱动电路和地址编码电路分别与无线数据通讯电路、油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器电气连接，油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器均若干个，且一个油压传感器、一个角度传感器、一个压力传感器、一个转速传感器及一个温度传感器构成一个检测工作组，检测工作组数量与待检测车辆车轮数量一致，且每个车轮处均设一个检测工作组，转速传感器安装在轮轴上并与轮毂间相互连接，且转速传感器与轮轴轴线平行分布，角度传感器安装在转向轴上，且角度传感器轴线与轮轴轴线垂直分布，压力传感器和温度传感器均安装在车轮制动器上，其中压力传感器在制动时与制动盘外表面相抵，温度传感器与制动盘后表面相抵，油压传感器位于制动器上，并分别与制动器和制动驱动管路相互连接。

进一步的，所述的数据处理电路为基于DSP及IGBT基础的数据处理电路。

进一步的，所述的无线数据通讯电路为基于WIFI模块、Zigbee模块的无线数据通讯端口。

进一步的，所述I/O通讯端口电路另分别与操控键盘及显示器电气连接。

进一步的，所述的数据通讯总线电路通过I/O通讯端口电路与汽车行车电脑系统电气连接。

一种汽车制动力动态均衡电子控制系统控制方法，包括以下步骤：

第一步，设备调试，首先分别将油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分别安装到待车辆的各车轮及制动器相应位置出，然后将数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路嵌入到汽车电路系统中，并与汽车行车电脑件相互连接，然后由地址编码电路分别对油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分配相应的通讯识别地址，最后由数据处理电路对各油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器的工作值及工作参数进行设定，即可完成对设备安装调试作业；

第二步，数据检测，完成第一步后即可驱动车辆运行，在车辆运行运行过程中，首先在非制动状态下通过油压传感器对各车轮位置出制动器的驱动作用力进行持续检测，然后通过角度传感器和转速传感器对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，然后当车辆在进行制动作业时，一方面通过通过油压传感器对各制动器的制动压力进行检测，另一方面通过压力传感器和温度传感器对制动器对制动盘间制动力进行检测，通过温度传感器对制动过程中制动盘温度进行检测；

第三步，数据处理，将第二步中所采集的各数据均通过数据处理电路进行运算处理，且数据运算处理与数据检测均与车辆运行同步进行，其中数据处理分为非制动状态下数据处理和制动状态下数据处理两种：

其中非制动状态下数据处理时，通过油压传感器检测到的各制动器的驱动作用力检测中，各油压传感器的压力值相同且稳定时，则保持当前制动系统运行状态，若各油压传感器的压力值不同时，则由数据处理电路通过数据通讯总线电路与车辆行车电脑进行数据交互，并有车辆行车电脑对车辆的制动系统驱动压力调整，直至各油压传感器的压力值相同且稳定，若连续调整3—5次后各油压传感器的压力值依然不同且不稳定时，则通过行车电脑对驾驶人员进行故障报警，且在数据处理过程中，角度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测并将检测的数据信息进行备用；

制动状态下数据处理在，首先以在非制动状态下数据处理时检测到的各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角作为制动参数，并将一方面保存在数据处理电路内，另一方面输送至车辆行车电脑，然后首先由车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统对各车轮的制动器进行驱动并制动，在制动过程中，一方面由度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，并将检测到的参数作为车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统制动力输出的参数，另一方面通过油压传感器对各制动器处实际驱动力进行检测，并将检测结果通过数据处理电路处理，获得各制动器实际获得驱动力的实际值，同时通过压力传感器对制动器与制动盘接触面间制动力值进行检测，同时对比各制动器与制动盘间压力值是否一致，其中在对比过程中，同时将车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角带入到对比过程中，并以此作为数据对比的修正参数带入到对比过程中，并计算出各车轮在当前转速及运行角度条件下，各制动器与制动盘间压力差值为0时情况下，各制动器应获得的最大制动驱动力值，然后将计算获得各制动器应获得的最大制动驱动力值反馈到车辆行车电脑中，然后由车辆行车电脑驱动制动系统对制动力进行调整，达到实现各制动器获得的实际驱动力与计算得到的各制动器应获得的最大制动驱动力值相同即可；

第四步，制动器保护，在完成第三步的同时，另通过温度传感器对制动盘制动过程中的温度进行检测，其中当制动盘温度达到260℃—280℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，当制动盘温度大于300℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，并提示更换制动盘。

本发明系统结构简单，运行自动化程度高，通用性强、数据运算速度快且运算精度高，一方面可有效的对车辆运行过程中制动力变化情况进行全程检测，便于及时获得制动故障信息并报警，另一方面可根据车辆制动过程中各车轮运行状态的实际情况，灵活调整各车轮间制动力平衡，从而游侠得到提高车辆运行及制动的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种汽车制动力动态均衡电子控制系统，包括数据处理电路1、数据缓存电路2、无线数据通讯电路3、数据通讯总线电路4、驱动电路5、地址编码电路6、I/O通讯端口电路7、油压传感器8、角度传感器9、压力传感器10、转速传感器11及温度传感器12，数据通讯总线电路4通过数据缓存电路2分别与数据处理电路1、无线数据通讯电路3、驱动电路5、地址编码电路6、I/O通讯端口电路7电气连接，驱动电路5和地址编码电路6分别与无线数据通讯电路3、油压传感器8、角度传感器9、压力传感器10、转速传感器11及温度传感器12电气连接，油压传感器8、角度传感器9、压力传感器10、转速传感器11及温度传感器12均若干个，且一个油压传感器8、一个角度传感器9、一个压力传感器10、一个转速传感器11及一个温度传感器12构成一个检测工作组，检测工作组数量与待检测车辆车轮数量一致，且每个车轮处均设一个检测工作组，转速传感器11安装在轮轴上并与轮毂间相互连接，且转速传感器11与轮轴轴线平行分布，角度传感器9安装在转向轴上，且角度传感器轴线9与轮轴轴线垂直分布，压力传感器10和温度传感器12均安装在车轮制动器上，其中压力传感器10在制动时与制动盘外表面相抵，温度传感器13与制动盘后表面相抵，油压传感器8位于制动器上，并分别与制动器和制动驱动管路相互连接。

本实施例中，所述的数据处理电路1为基于DSP及IGBT基础的数据处理电路，所述的无线数据通讯电路3包括在线数据通讯单元和无线数据通讯单元，所述的无线数据通讯电路3为基于WIFI模块、Zigbee模块的无线数据通讯端口，所述I/O通讯端口电路7另分别与操控键盘13及显示器14电气连接。

此外，所述的数据通讯总线电路4通过I/O通讯端口电路7与汽车行车电脑系统电气连接。

如图2所示，一种汽车制动力动态均衡电子控制系统控制方法，包括以下步骤：

第一步，设备调试，首先分别将油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分别安装到待车辆的各车轮及制动器相应位置出，然后将数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路嵌入到汽车电路系统中，并与汽车行车电脑件相互连接，然后由地址编码电路分别对油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分配相应的通讯识别地址，最后由数据处理电路对各油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器的工作值及工作参数进行设定，即可完成对设备安装调试作业；

第二步，数据检测，完成第一步后即可驱动车辆运行，在车辆运行运行过程中，首先在非制动状态下通过油压传感器对各车轮位置出制动器的驱动作用力进行持续检测，然后通过角度传感器和转速传感器对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，然后当车辆在进行制动作业时，一方面通过通过油压传感器对各制动器的制动压力进行检测，另一方面通过压力传感器和温度传感器对制动器对制动盘间制动力进行检测，通过温度传感器对制动过程中制动盘温度进行检测；

第三步，数据处理，将第二步中所采集的各数据均通过数据处理电路进行运算处理，且数据运算处理与数据检测均与车辆运行同步进行，其中数据处理分为非制动状态下数据处理和制动状态下数据处理两种：

其中非制动状态下数据处理时，通过油压传感器检测到的各制动器的驱动作用力检测中，各油压传感器的压力值相同且稳定时，则保持当前制动系统运行状态，若各油压传感器的压力值不同时，则由数据处理电路通过数据通讯总线电路与车辆行车电脑进行数据交互，并有车辆行车电脑对车辆的制动系统驱动压力调整，直至各油压传感器的压力值相同且稳定，若连续调整3—5次后各油压传感器的压力值依然不同且不稳定时，则通过行车电脑对驾驶人员进行故障报警，且在数据处理过程中，角度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测并将检测的数据信息进行备用；

制动状态下数据处理在，首先以在非制动状态下数据处理时检测到的各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角作为制动参数，并将一方面保存在数据处理电路内，另一方面输送至车辆行车电脑，然后首先由车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统对各车轮的制动器进行驱动并制动，在制动过程中，一方面由度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，并将检测到的参数作为车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统制动力输出的参数，另一方面通过油压传感器对各制动器处实际驱动力进行检测，并将检测结果通过数据处理电路处理，获得各制动器实际获得驱动力的实际值，同时通过压力传感器对制动器与制动盘接触面间制动力值进行检测，同时对比各制动器与制动盘间压力值是否一致，其中在对比过程中，同时将车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角带入到对比过程中，并以此作为数据对比的修正参数带入到对比过程中，并计算出各车轮在当前转速及运行角度条件下，各制动器与制动盘间压力差值为0时情况下，各制动器应获得的最大制动驱动力值，然后将计算获得各制动器应获得的最大制动驱动力值反馈到车辆行车电脑中，然后由车辆行车电脑驱动制动系统对制动力进行调整，达到实现各制动器获得的实际驱动力与计算得到的各制动器应获得的最大制动驱动力值相同即可；

第四步，制动器保护，在完成第三步的同时，另通过温度传感器对制动盘制动过程中的温度进行检测，其中当制动盘温度达到260℃—280℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，当制动盘温度大于300℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，并提示更换制动盘。

本发明系统结构简单，运行自动化程度高，通用性强、数据运算速度快且运算精度高，一方面可有效的对车辆运行过程中制动力变化情况进行全程检测，便于及时获得制动故障信息并报警，另一方面可根据车辆制动过程中各车轮运行状态的实际情况，灵活调整各车轮间制动力平衡，从而游侠得到提高车辆运行及制动的安全性和可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种汽车制动力动态均衡电子控制系统，其特征在于：所述汽车制动力动态均衡电子控制系统包括数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路、油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器，所述的数据通讯总线电路通过数据缓存电路分别与数据处理电路、无线数据通讯电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路电气连接，所述的驱动电路和地址编码电路分别与无线数据通讯电路、油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器电气连接，所述的油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器均若干个，且一个油压传感器、一个角度传感器、一个压力传感器、一个转速传感器及一个温度传感器构成一个检测工作组，所述的检测工作组数量与待检测车辆车轮数量一致，且每个车轮处均设一个检测工作组，所述的转速传感器安装在轮轴上并与轮毂间相互连接，且所述的转速传感器与轮轴轴线平行分布，所述的角度传感器安装在转向轴上，且所述的角度传感器轴线与轮轴轴线垂直分布，所述的压力传感器和温度传感器均安装在车轮制动器上，其中压力传感器在制动时与制动盘外表面相抵，温度传感器与制动盘后表面相抵，所述的油压传感器位于制动器上，并分别与制动器和制动驱动管路相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车制动力动态均衡电子控制系统,其特征在于：所述的数据处理电路为基于DSP及IGBT基础的数据处理电路。

3.根据权利要求1所述的一种汽车制动力动态均衡电子控制系统,其特征在于：所述的无线数据通讯电路为基于WIFI模块、Zigbee模块的无线数据通讯端口。

4.根据权利要求1所述的一种汽车制动力动态均衡电子控制系统,其特征在于：所述I/O通讯端口电路另分别与操控键盘及显示器电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种汽车制动力动态均衡电子控制系统,其特征在于：所述的数据通讯总线电路通过I/O通讯端口电路与汽车行车电脑系统电气连接。

6.一种汽车制动力动态均衡电子控制系统控制方法，其特征在于，所述的汽车制动力动态均衡电子控制系统控制方法包括以下步骤：

第一步，设备调试，首先分别将油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分别安装到待车辆的各车轮及制动器相应位置出，然后将数据处理电路、数据缓存电路、无线数据通讯电路、数据通讯总线电路、驱动电路、地址编码电路、I/O通讯端口电路嵌入到汽车电路系统中，并与汽车行车电脑件相互连接，然后由地址编码电路分别对油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器分配相应的通讯识别地址，最后由数据处理电路对各油压传感器、角度传感器、压力传感器、转速传感器及温度传感器的工作值及工作参数进行设定，即可完成对设备安装调试作业；

第二步，数据检测，完成第一步后即可驱动车辆运行，在车辆运行运行过程中，首先在非制动状态下通过油压传感器对各车轮位置出制动器的驱动作用力进行持续检测，然后通过角度传感器和转速传感器对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，然后当车辆在进行制动作业时，一方面通过通过油压传感器对各制动器的制动压力进行检测，另一方面通过压力传感器和温度传感器对制动器对制动盘间制动力进行检测，通过温度传感器对制动过程中制动盘温度进行检测；

第三步，数据处理，将第二步中所采集的各数据均通过数据处理电路进行运算处理，且数据运算处理与数据检测均与车辆运行同步进行，其中数据处理分为非制动状态下数据处理和制动状态下数据处理两种：

其中非制动状态下数据处理时，通过油压传感器检测到的各制动器的驱动作用力检测中，各油压传感器的压力值相同且稳定时，则保持当前制动系统运行状态，若各油压传感器的压力值不同时，则由数据处理电路通过数据通讯总线电路与车辆行车电脑进行数据交互，并有车辆行车电脑对车辆的制动系统驱动压力调整，直至各油压传感器的压力值相同且稳定，若连续调整3—5次后各油压传感器的压力值依然不同且不稳定时，则通过行车电脑对驾驶人员进行故障报警，且在数据处理过程中，角度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测并将检测的数据信息进行备用；

制动状态下数据处理在，首先以在非制动状态下数据处理时检测到的各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角作为制动参数，并将一方面保存在数据处理电路内，另一方面输送至车辆行车电脑，然后首先由车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统对各车轮的制动器进行驱动并制动，在制动过程中，一方面由度传感器和转速传感器持续对各车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角进行连续检测，并将检测到的参数作为车辆行车电脑驱动车辆制动驱动系统制动力输出的参数，另一方面通过油压传感器对各制动器处实际驱动力进行检测，并将检测结果通过数据处理电路处理，获得各制动器实际获得驱动力的实际值，同时通过压力传感器对制动器与制动盘接触面间制动力值进行检测，同时对比各制动器与制动盘间压力值是否一致，其中在对比过程中，同时将车轮的转速及车轮运行方向与车辆运行方向间夹角带入到对比过程中，并以此作为数据对比的修正参数带入到对比过程中，并计算出各车轮在当前转速及运行角度条件下，各制动器与制动盘间压力差值为0时情况下，各制动器应获得的最大制动驱动力值，然后将计算获得各制动器应获得的最大制动驱动力值反馈到车辆行车电脑中，然后由车辆行车电脑驱动制动系统对制动力进行调整，达到实现各制动器获得的实际驱动力与计算得到的各制动器应获得的最大制动驱动力值相同即可；

第四步，制动器保护，在完成第三步的同时，另通过温度传感器对制动盘制动过程中的温度进行检测，其中当制动盘温度达到260℃—280℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，当制动盘温度大于300℃时，则由数据处理电路将温度值传输至车辆行车电脑，并由车辆行车电脑进行报警，并提示更换制动盘。