CN108045366A - 一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法及系统，该方法包括：获取车辆在行驶过程中的行驶数据；依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数；基于制动过程相关参数计算制动能量；基于制动能量计算制动摩擦片磨损量；基于制动摩擦片磨损量计算制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法及系统。
背景技术
目前，对制动摩擦片剩余寿命的监测主要是通过安装制动摩擦片磨损传感器实现的，其监测的机制是当摩擦片磨损程度超过某阈值时向驾驶员发出警报。这种方式有两个缺点，第一，只能在当摩擦片磨损至需要更换即摩擦片寿命即将终止时进行警报，而无法实现对其磨损程度及剩余寿命的实时监控与测量；第二，制动摩擦片磨损传感器是耗材，实施警报后，传感器也需要更换，是一种成本较高的监测手段。
因此，如何更加有效的对制动摩擦片的剩余寿命进行监测是一项亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法及系统，能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命。
本发明提供了一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法，所述方法包括：
获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于所述行驶数据计算制动过程相关参数；
基于所述制动过程相关参数计算制动能量；
基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量；
基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命。
优选地，所述获取车辆在行驶过程中的行驶数据包括：
以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据。
优选地，所述基于所述制动过程相关参数计算制动能量包括：
计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；
基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个所述预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
优选地，所述基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量包括：
将所述预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量。
优选地，所述基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命包括：
将车辆行驶过程中的所有所述单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到所述制动摩擦片的当前磨损总量；
基于所述当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出所述制动摩擦片的已磨损比例l；
基于所述制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统，包括：
获取模块，用于获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
第一计算模块，用于依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于所述行驶数据计算制动过程相关参数；
第二计算模块，用于基于所述制动过程相关参数计算制动能量；
第三计算模块，用于基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量；
第四计算模块，用于基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命。
优选地，所述获取模块用于：
以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据。
优选地，所述第二计算模块用于：
计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；
基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个所述预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
优选地，所述第三计算模块用于：
将所述预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量。
优选地，所述第四计算模块用于：
将车辆行驶过程中的所有所述单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到所述制动摩擦片的当前磨损总量；
基于所述当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出所述制动摩擦片的已磨损比例l；
基于所述制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法及系统，当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，首先获取车辆在行驶过程中的行驶数据，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数，然后根据制动过程相关参数计算制动能量，根据制动能量计算制动摩擦片磨损量，最后基于制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算出制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命。
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，下面描述中的附图仅仅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为本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法实施例1的方法流程图；
图2为本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法实施例2的方法流程图；
图3为本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统实施例1的结构示意图；
图4为本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统实施例2的结构示意图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法，如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：
S101、获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，在车辆行驶的过程中，采集车辆在行驶过程中的行驶数据。其中，采集的行驶数据中包括用于制动摩擦片剩余寿命监测的变量。例如，包括车速、发动机转速、发动机扭矩、加速踏板深度、制动踏板状态、实际挡位、瞬时油耗、方向盘转角、方向盘转角速度、横摆角速度、纵向加速度以及侧向加速度等变量。
S102、依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数；
当获取到车辆在行驶过程中的行驶数据后，可根据获取到的车辆在行驶过程中的行驶数据判断车辆是否处于制动状态。例如，根据采集到的制动踏板的状态判断车辆是否处于制动状态。当车辆处于制动状态时，进一步根据车辆的行驶数据计算出制动过程相关参数。在计算制动过程相关参数时，可以将行驶时间按照预设时间间隔进行划分，例如将每1秒为一个独立的制动过程进行分析。该过程内相关参数定义如下：
汽车载重为W，单位N；
重力加速度为g，单位m/s2；
初速度V0，末速度Vt，单位m/s；
1s内汽车纵向加速度信号平均值AX，单位m/s2；
1s内汽车行驶的路程为S，单位m，其数值由瞬时车速值在时间上积分求得；
汽车行驶的路面坡道角为α，其数值通过AX信号值与重力加速度值g计算得到；
1s内汽车行驶在垂直方向下降高度为H，单位m，且H＝S*sinα。
S103、基于制动过程相关参数计算制动能量；
当基于行驶数据计算出制动过程相关参数后，进一步根据制动过程相关参数计算得到制动能量。其中，制动能量是指车辆制动过程中制动摩擦片产生的热能。在单个预设时间间隔内制动摩擦片上产生的制动能量由车辆制动力分配方式决定，与车辆的载重、质心位置等相关。
S104、基于制动能量计算制动摩擦片磨损量；
当基于制动过程相关参数计算出制动能量后，进一步根据计算出的制动能量计算制动摩擦片的磨损量。
S105、基于制动摩擦片磨损量计算制动摩擦片的剩余寿命。
当基于制动能量计算出制动摩擦片磨损量后，可进一步根据制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。
综上所述，在上述实施例中，当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，首先获取车辆在行驶过程中的行驶数据，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数，然后根据制动过程相关参数计算制动能量，根据制动能量计算制动摩擦片磨损量，最后基于制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算出制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命。
本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法，如图2所示，所述方法可以包括以下步骤：
S201、以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据；
当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，在车辆行驶的过程中，采集车辆在行驶过程中的行驶数据。其中，采集的行驶数据中包括用于制动摩擦片剩余寿命监测的变量。例如，包括车速、发动机转速、发动机扭矩、加速踏板深度、制动踏板状态、实际挡位、瞬时油耗、方向盘转角、方向盘转角速度、横摆角速度、纵向加速度以及侧向加速度等变量。在采集车辆在行驶过程中的行驶数据时，可以以预设的采样周期进行一次数据采样。例如，以每500ms进行一次车辆的行驶数据采集。
S202、依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数；
当获取到车辆在行驶过程中的行驶数据后，可根据获取到的车辆在行驶过程中的行驶数据判断车辆是否处于制动状态。例如，根据采集到的制动踏板的状态判断车辆是否处于制动状态。当车辆处于制动状态时，进一步根据车辆的行驶数据计算出制动过程相关参数。在计算制动过程相关参数时，可以将行驶时间按照预设时间间隔进行划分，例如将每1秒为一个独立的制动过程进行分析。该过程内相关参数定义如下：
汽车载重为W，单位N；
重力加速度为g，单位m/s2；
初速度V0，末速度Vt，单位m/s；
1s内汽车纵向加速度信号平均值AX，单位m/s2；
1s内汽车行驶的路程为S，单位m，其数值由瞬时车速值在时间上积分求得；
汽车行驶的路面坡道角为α，其数值通过AX信号值与重力加速度值g计算得到；
1s内汽车行驶在垂直方向下降高度为H，单位m，且H＝S*sinα。
S203、计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；
当基于行驶数据计算出制动过程相关参数后，进一步根据制动过程相关参数计算得到制动能量。其中，制动能量是指车辆制动过程中制动摩擦片产生的热能。在单个预设时间间隔内制动摩擦片上产生的制动能量由车辆制动力分配方式决定，与车辆的载重、质心位置等相关。
其中，在计算制动能量时，需要首先计算出车辆机械能减少量，车辆机械能减少量包括动能减少量deltaEk和重力势能减少量deltaEp。在计算动能减少量deltaEk时，可根据公式进行计算。在计算重力势能减少量deltaEp时，可根据公式deltaEp＝W*H＝W*S*sinα进行计算。
然后还需进一步计算出滚动阻力消耗的机械能Ef，在计算滚动阻力消耗的机械能Ef时，可根据公式Ef＝|Ff*S|＝|f*W*S|进行计算。其中，Ff为滚动阻力，滚动阻力可通过滚动阻力系数乘以车辆载重得到。其中滚动阻力系数f视路面种类、车辆轮胎构造材料等而定，为一个常数。
然后还需进一步计算出风阻消耗的机械能Ew，在计算风阻消耗的机械能Ew时，可根据公式进行计算。其中，风力Fw通过阻力系数乘以车速的平方可以得到。其中阻力系数为车的迎风面积A*车的风阻系数CD*0.5*1.2258，车的迎风面积与风阻系数视车而定，此为一个常数。在某一时刻t，汽车行驶速度为Vt，则该时刻风力为
然后还需进一步计算出内负载消耗的机械能Ein，在计算内负载消耗的机械能Ein时，内负载消耗包括空调，灯光，液压机等车辆各种附件的基本消耗。内负载消耗的机械能可由内负载消耗的瞬时功率在时间上积分求得，一般内负载在1s内消耗的机械能为500J到2000J，视车而定，为定值。
S204、基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk；
通过能量守恒原理，根据公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein可计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
S205、将预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量；
当基于制动过程相关参数计算出制动能量后，进一步根据计算出的制动能量计算制动摩擦片的磨损量。在计算制动摩擦片的磨损量时，单个制动摩擦片的磨损量，即每个预设时间间隔内的制动摩擦片的磨损量，由分配至该摩擦片的预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数求得，该磨损系数与摩擦片材质、制动时摩擦片温度相关，经建模计算固定为常数。
S206、将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量；
S207、基于当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片的已磨损比例l；
S208、基于制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
当基于制动能量计算出制动摩擦片磨损量后，可进一步根据制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。在计算制动摩擦片的剩余寿命时，将车辆历史行驶中全部的磨损量累加得到该制动摩擦片当前磨损总量，即将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量；然后利用计算得到的磨损总量与摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片已磨损比例l，l即指示制动摩擦片磨损情况及剩余寿命。
综上所述，在上述实施例中，当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，首先以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数，然后计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk，然后将预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量，最后将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量；基于当前磨损总量与制动摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片的已磨损比例l；基于制动摩擦片的已磨损比例l确定制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算出制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命，能够实时反映制动摩擦片的磨损状况，监测的实现仅利用了既有数据，取代了制动摩擦片磨损传感器，降低了监测成本。
本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统，如图3所示，所述系统可以包括：
获取模块301，用于获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，在车辆行驶的过程中，采集车辆在行驶过程中的行驶数据。其中，采集的行驶数据中包括用于制动摩擦片剩余寿命监测的变量。例如，包括车速、发动机转速、发动机扭矩、加速踏板深度、制动踏板状态、实际挡位、瞬时油耗、方向盘转角、方向盘转角速度、横摆角速度、纵向加速度以及侧向加速度等变量。
第一计算模块302，用于依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数；
当获取到车辆在行驶过程中的行驶数据后，可根据获取到的车辆在行驶过程中的行驶数据判断车辆是否处于制动状态。例如，根据采集到的制动踏板的状态判断车辆是否处于制动状态。当车辆处于制动状态时，进一步根据车辆的行驶数据计算出制动过程相关参数。在计算制动过程相关参数时，可以将行驶时间按照预设时间间隔进行划分，例如将每1秒为一个独立的制动过程进行分析。该过程内相关参数定义如下：
汽车载重为W，单位N；
重力加速度为g，单位m/s2；
初速度V0，末速度Vt，单位m/s；
1s内汽车纵向加速度信号平均值AX，单位m/s2；
1s内汽车行驶的路程为S，单位m，其数值由瞬时车速值在时间上积分求得；
汽车行驶的路面坡道角为α，其数值通过AX信号值与重力加速度值g计算得到；
1s内汽车行驶在垂直方向下降高度为H，单位m，且H＝S*sinα。
第二计算模块303，用于基于制动过程相关参数计算制动能量；
当基于行驶数据计算出制动过程相关参数后，进一步根据制动过程相关参数计算得到制动能量。其中，制动能量是指车辆制动过程中制动摩擦片产生的热能。在单个预设时间间隔内制动摩擦片上产生的制动能量由车辆制动力分配方式决定，与车辆的载重、质心位置等相关。
第三计算模块304，用于基于制动能量计算制动摩擦片磨损量；
当基于制动过程相关参数计算出制动能量后，进一步根据计算出的制动能量计算制动摩擦片的磨损量。
第四计算模块305，用于基于制动摩擦片磨损量计算制动摩擦片的剩余寿命。
当基于制动能量计算出制动摩擦片磨损量后，可进一步根据制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。
综上所述，在上述实施例中，当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，首先获取车辆在行驶过程中的行驶数据，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数，然后根据制动过程相关参数计算制动能量，根据制动能量计算制动摩擦片磨损量，最后基于制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算出制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命。
本发明公开的一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统，如图4所示，所述系统可以包括：
获取模块401，用于以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据；
当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，在车辆行驶的过程中，采集车辆在行驶过程中的行驶数据。其中，采集的行驶数据中包括用于制动摩擦片剩余寿命监测的变量。例如，包括车速、发动机转速、发动机扭矩、加速踏板深度、制动踏板状态、实际挡位、瞬时油耗、方向盘转角、方向盘转角速度、横摆角速度、纵向加速度以及侧向加速度等变量。在采集车辆在行驶过程中的行驶数据时，可以以预设的采样周期进行一次数据采样。例如，以每500ms进行一次车辆的行驶数据采集。
第一计算模块402，用于依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数；
当获取到车辆在行驶过程中的行驶数据后，可根据获取到的车辆在行驶过程中的行驶数据判断车辆是否处于制动状态。例如，根据采集到的制动踏板的状态判断车辆是否处于制动状态。当车辆处于制动状态时，进一步根据车辆的行驶数据计算出制动过程相关参数。在计算制动过程相关参数时，可以将行驶时间按照预设时间间隔进行划分，例如将每1秒为一个独立的制动过程进行分析。该过程内相关参数定义如下：
汽车载重为W，单位N；
重力加速度为g，单位m/s2；
初速度V0，末速度Vt，单位m/s；
1s内汽车纵向加速度信号平均值AX，单位m/s2；
1s内汽车行驶的路程为S，单位m，其数值由瞬时车速值在时间上积分求得；
汽车行驶的路面坡道角为α，其数值通过AX信号值与重力加速度值g计算得到；
1s内汽车行驶在垂直方向下降高度为H，单位m，且H＝S*sinα。
第二计算模块403，用于计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein，基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk；
当基于行驶数据计算出制动过程相关参数后，进一步根据制动过程相关参数计算得到制动能量。其中，制动能量是指车辆制动过程中制动摩擦片产生的热能。在单个预设时间间隔内制动摩擦片上产生的制动能量由车辆制动力分配方式决定，与车辆的载重、质心位置等相关。
其中，在计算制动能量时，需要首先计算出车辆机械能减少量，车辆机械能减少量包括动能减少量deltaEk和重力势能减少量deltaEp。在计算动能减少量deltaEk时，可根据公式进行计算。在计算重力势能减少量deltaEp时，可根据公式deltaEp＝W*H＝W*S*sinα进行计算。
然后还需进一步计算出滚动阻力消耗的机械能Ef，在计算滚动阻力消耗的机械能Ef时，可根据公式Ef＝|Ff*S|＝|f*W*S|进行计算。其中，Ff为滚动阻力，滚动阻力可通过滚动阻力系数乘以车辆载重得到。其中滚动阻力系数f视路面种类、车辆轮胎构造材料等而定，为一个常数。
然后还需进一步计算出风阻消耗的机械能Ew，在计算风阻消耗的机械能Ew时，可根据公式进行计算。其中，风力Fw通过阻力系数乘以车速的平方可以得到。其中阻力系数为车的迎风面积A*车的风阻系数CD*0.5*1.2258，车的迎风面积与风阻系数视车而定，此为一个常数。在某一时刻t，汽车行驶速度为Vt，则该时刻风力Fw t为Fw t＝A*CD*Vt 2*0.5*1.2258。
然后还需进一步计算出内负载消耗的机械能Ein，在计算内负载消耗的机械能Ein时，内负载消耗包括空调，灯光，液压机等车辆各种附件的基本消耗。内负载消耗的机械能可由内负载消耗的瞬时功率在时间上积分求得，一般内负载在1s内消耗的机械能为500J到2000J，视车而定，为定值。
通过能量守恒原理，根据公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein可计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
第三计算模块404，用于将预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量；
当基于制动过程相关参数计算出制动能量后，进一步根据计算出的制动能量计算制动摩擦片的磨损量。在计算制动摩擦片的磨损量时，单个制动摩擦片的磨损量，即每个预设时间间隔内的制动摩擦片的磨损量，由分配至该摩擦片的预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数求得，该磨损系数与摩擦片材质、制动时摩擦片温度相关，经建模计算固定为常数。
第四计算模块405，用于将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量，基于当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片的已磨损比例l，基于制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
当基于制动能量计算出制动摩擦片磨损量后，可进一步根据制动摩擦片磨损量计算出制动摩擦片的剩余寿命。在计算制动摩擦片的剩余寿命时，将车辆历史行驶中全部的磨损量累加得到该制动摩擦片当前磨损总量，即将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量；然后利用计算得到的磨损总量与摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片已磨损比例l，l即指示制动摩擦片磨损情况及剩余寿命。
综上所述，在上述实施例中，当需要对制动摩擦片的剩余寿命进行监测时，首先以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据，当车辆处于制动状态时，基于行驶数据计算制动过程相关参数，然后计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个预设时间间隔内的制动能量Ebrk，然后将预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量，最后将车辆行驶过程中的所有单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到制动摩擦片的当前磨损总量；基于当前磨损总量与制动摩擦片总体积的比值求出制动摩擦片的已磨损比例l；基于制动摩擦片的已磨损比例l确定制动摩擦片的剩余寿命。本发明能够根据车辆在行驶过程中的行驶数据，通过车辆动力学和能量守恒原理计算出制动摩擦片的磨损量，进而得到制动摩擦片的剩余寿命，能够实时反映制动摩擦片的磨损状况，监测的实现仅利用了既有数据，取代了制动摩擦片磨损传感器，降低了监测成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种监测制动摩擦片剩余寿命的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于所述行驶数据计算制动过程相关参数；
基于所述制动过程相关参数计算制动能量；
基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量；
基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车辆在行驶过程中的行驶数据包括：
以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述制动过程相关参数计算制动能量包括：
计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；
基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个所述预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量包括：
将所述预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命包括：
将车辆行驶过程中的所有所述单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到所述制动摩擦片的当前磨损总量；
基于所述当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出所述制动摩擦片的已磨损比例l；
基于所述制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
6.一种监测制动摩擦片剩余寿命的系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆在行驶过程中的行驶数据；
第一计算模块，用于依据制动踏板状态判断车辆是否处于制动状态，当车辆处于制动状态时，基于所述行驶数据计算制动过程相关参数；
第二计算模块，用于基于所述制动过程相关参数计算制动能量；
第三计算模块，用于基于所述制动能量计算制动摩擦片磨损量；
第四计算模块，用于基于所述制动摩擦片磨损量计算所述制动摩擦片的剩余寿命。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取模块用于：
以预设采样周期采集车辆在行驶过程中的行驶数据。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述第二计算模块用于：
计算车辆在行驶过程中每个预设时间间隔内所述车辆的动能减少量deltaEk、重力势能减少量deltaEp、滚动阻力消耗的机械能Ef、风阻消耗的机械能Ew以及内负载消耗的机械能Ein；
基于公式Ebrk＝deltaEk+deltaEp-Ef-Ew-Ein计算出每个所述预设时间间隔内的制动能量Ebrk。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第三计算模块用于：
将所述预设时间间隔内的制动能量乘以磨损系数得到单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第四计算模块用于：
将车辆行驶过程中的所有所述单个预设时间间隔内的制动摩擦片磨损量进行累加，得到所述制动摩擦片的当前磨损总量；
基于所述当前磨损总量与所述制动摩擦片总体积的比值求出所述制动摩擦片的已磨损比例l；
基于所述制动摩擦片的已磨损比例l确定所述制动摩擦片的剩余寿命。
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