CN108860099B - 一种工程机械设备的电子刹车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种工程机械设备的电子刹车系统，该电子刹车系统包括：电子刹车踏板，电子刹车踏板用于获取驾驶员输入的刹车信号并输出；控制器，控制器与电子刹车踏板电连接，控制器用于确定与刹车信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。本发明实施例中，驾驶员的刹车信号表征了驾驶员的驾驶习惯，根据驾驶员的刹车信号为驾驶员匹配相应的目标刹车曲线以进行刹车，增加了驾驶员的操作舒适性，使得驾驶员更容易上手，降低了驾驶员的驾驶强度，提高了电子刹车系统的控制精度，实现了对驾驶员的驾驶习惯的个性化匹配和定制。

Description

一种工程机械设备的电子刹车系统
技术领域
本发明实施例涉及刹车技术，尤其涉及一种工程机械设备的电子刹车系统。
背景技术
工程机械设备一般自重较大，可广泛用于筑路、筑堤、筑坝等工程作业中，其工作方式多具有作业往复性、操作复杂性、制动距离较大等特点。
目前工程机械设备大多采用脚制动刹车踏板控制气路通断来实现控制刹车的目的。每个驾驶员的操作习惯不同，对于刹车踏板的响应力度也有不同的个性需求，如有的驾驶员喜欢软刹即多次轻踏刹车踏板以缓慢减速，有的驾驶员喜欢缓慢加重刹车力度以实现减速。
而目前工程机械设备在设计时，响应力度及制动力曲线变化就已经定型，难以满足个性化需求的需要。
发明内容
本发明实施例提供一种工程机械设备的电子刹车系统，以实现驾驶员的个性化需求。
本发明实施例提供了一种工程机械设备的电子刹车系统，包括：
电子刹车踏板，所述电子刹车踏板用于获取驾驶员输入的刹车信号并输出；
控制器，所述控制器与所述电子刹车踏板电连接，所述控制器用于确定与所述刹车信号对应的目标刹车曲线并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线。
进一步地，所述控制器包括：
统计数据单元，用于根据所述驾驶员的一次刹车信号统计得出一个刹车数据，并根据所述驾驶员的多个所述刹车数据确定所述驾驶员的刹车惯性数据；
确定曲线单元，用于从刹车曲线数据库中查找出与所述驾驶员的刹车惯性数据对应的目标刹车曲线，并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线。
进一步地，所述电子刹车踏板还用于获取所述驾驶员输入的刹车信号并产生第一刹车输出信号和第二刹车输出信号；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号呈所述第二刹车输出信号的设定倍数时，确定与所述第一刹车输出信号对应的目标刹车曲线并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线。
进一步地，该电子刹车系统还包括：制动阀，所述制动阀与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号与所述第二刹车输出信号不呈所述设定倍数时，控制向所述制动阀发送紧急制动指令以使所述制动阀进行紧急制动。
进一步地，该电子刹车系统还包括：报警器，所述报警器与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号与所述第二刹车输出信号不呈所述设定倍数时，控制向所述报警器发送报警指令以使所述报警器进行警报。
进一步地，该电子刹车系统还包括：比例减压阀和速度传感器，所述比例减压阀和所述速度传感器分别与所述控制器电连接；
所述控制器还用于获取所述速度传感器的速度信号，并在检测到所述驾驶员的刹车信号小于或等于设定刹车信号，和/或，所述速度信号小于或等于设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度。
进一步地，该电子刹车系统还包括：发动机，所述发动机与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述驾驶员的刹车信号大于所述设定刹车信号、以及所述速度信号大于所述设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度、以及控制向所述发动机传输降速指令以使所述发动机降速。
进一步地，所述控制器还用于在检测到所述驾驶员的刹车信号大于所述设定刹车信号且持续时间长度大于设定时间长度、以及所述速度信号大于所述设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度、以及控制向所述发动机传输降速指令以使所述发动机降速。
进一步地，所述发动机通过控制器局域网络CAN总线与所述控制器电连接。
本发明实施例提供的工程机械设备的电子刹车系统，控制器与电子刹车踏板电连接，控制器接收驾驶员的刹车信号，确定与刹车信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。本发明实施例，驾驶员的刹车信号表征了驾驶员的驾驶习惯，根据驾驶员的刹车信号为驾驶员匹配相应的目标刹车曲线以进行刹车，增加了驾驶员的操作舒适性，使得驾驶员更容易上手，降低了驾驶员的驾驶强度，提高了电子刹车系统的控制精度，实现了对驾驶员的驾驶习惯的个性化匹配和定制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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是本发明实施例提供的一种工程机械设备的电子刹车系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种工程机械设备的电子刹车系统的示意图；
图3是本发明实施例提供的控制器中刹车曲线的示意图；
图4是本发明实施例提供的电子刹车踏板输出的刹车信号的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种工程机械设备的电子刹车系统的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种工程机械设备的电子刹车系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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。
参考图1所示，为本发明实施例提供的一种工程机械设备的电子刹车系统的示意图，本实施例可选工程机械设备为压路机、汽车等任意一种机械设备。本实施例提供的工程机械设备的电子刹车系统包括：电子刹车踏板10，电子刹车踏板10用于获取驾驶员输入的刹车信号并输出；控制器20，控制器20与电子刹车踏板10电连接，控制器20用于确定与刹车信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。
本实施例中，当工程机械设备的驾驶员踩下电子刹车踏板10后，电子刹车踏板10会采集到驾驶员的踩踏刹车力度即刹车信号，驾驶员踩踏刹车会引起电子刹车踏板10内部转角传感器发生变化，则电子刹车踏板10能够将采集的踩踏刹车力度转化为电压信号并输出给控制器20。
本实施例中，控制器20与电子刹车踏板10电连接，控制器20接收电子刹车踏板10输出的电压信号。控制器20内部预先设置有刹车曲线数据库，刹车曲线数据库中包括多种不同的刹车曲线，控制器20根据驾驶员的刹车信号从刹车曲线数据库中查找出可匹配驾驶员刹车信号的刹车曲线即目标刹车曲线，则将该目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。驾驶员的刹车信号表征了驾驶员的驾驶习惯，根据驾驶员的刹车信号为驾驶员匹配相应的目标刹车曲线以进行刹车，显然，实现了对驾驶员的驾驶习惯的个性化匹配和定制。
本实施例提供的工程机械设备的电子刹车系统，控制器与电子刹车踏板电连接，控制器接收驾驶员的刹车信号，确定与刹车信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。本实施例，驾驶员的刹车信号表征了驾驶员的驾驶习惯，根据驾驶员的刹车信号为驾驶员匹配相应的目标刹车曲线以进行刹车，增加了驾驶员的操作舒适性，使得驾驶员更容易上手，降低了驾驶员的驾驶强度，提高了电子刹车系统的控制精度，实现了对驾驶员的驾驶习惯的个性化匹配和定制。
可选的，如图2所示控制器20包括：统计数据单元21和确定曲线单元22。统计数据单元21用于根据驾驶员的一次刹车信号统计得出一个刹车数据，并根据驾驶员的多个刹车数据确定驾驶员的刹车惯性数据；确定曲线单元22用于从刹车曲线数据库中查找出与驾驶员的刹车惯性数据对应的目标刹车曲线，并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。
本实施例中，当工程机械设备如压路机工作时，驾驶员在压路机行驶过程中踩踏电子刹车踏板10即输入一次刹车信号，则工程机械设备由行驶状态降至停车的情况时，控制器20的统计数据单元21会记录工程机械设备由踩刹车时的速度至停车(脚不离开电子刹车踏板10即为输入一次刹车信号)所用的刹车时长和刹车加速度，在此刹车数据包括刹车时长和刹车加速度，相应的控制器20根据驾驶员的多个刹车数据可确定驾驶员的刹车惯性数据即驾驶员的驾驶习惯，其中控制器20根据多个刹车数据可绘制该驾驶员的刹车惯性数据曲线。而控制器20中预先设置有刹车曲线数据库，刹车曲线数据库中包括多个刹车曲线，则控制器20的确定曲线单元22获取到驾驶员的刹车惯性数据后，可从刹车曲线数据库中查找出与驾驶员的刹车惯性数据对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。
本实施例中，刹车曲线数据库中的刹车曲线的获取过程与刹车惯性数据的获取过程类似，具体为：可选控制器20统计一个驾驶员由一定速度减速至0的刹车数据，用于记录驾驶员习惯，在此普通刹车降速的过程因工况复杂而不计入统计数据；经过多次统计，控制器20可得到该驾驶员的多个刹车数据以绘制得出一条刹车曲线，排除异常数据后即可得到该驾驶员的驾驶习惯；控制器20绘制多个不同驾驶员的刹车曲线，根据统计可得出不同的刹车曲线并存储。最终控制器20可根据驾驶员的驾驶习惯，为驾驶员匹配最为相近的刹车曲线。
Figure BDA0001713362200000071
如上表所示，为刹车曲线数据库中一条刹车曲线的各数据的统计过程。根据刹车加速度值的正态分布，控制器20剔除不正常的统计数值，即得到数值之间的对应关系，如上表中的3.5KM/h速度时，刹车曲线的刹车加速度为a1，4KM/h速度时，该条刹车曲线的刹车加速度为a2。由于刹车加速度与制动力成正比关系，而制动力是受比例减压阀等比例控制的，即比例减压阀的开合度控制着制动力的大小。所以根据上表可以得到制动力与刹车信号的关系即刹车曲线，其中，刹车曲线的Y轴是加速度信号对应的比例减压阀的电流值以表征制动力，刹车曲线的X轴是刹车信号转换的电压信号。
例如图3所示为控制器20提供的多条预设的刹车曲线，当控制器20收集驾驶员的刹车信息后，会自动为驾驶员匹配与之最为相近的刹车曲线，在接下来驾驶员的驾驶过程过程中使用该刹车曲线。控制器20会一直收集驾驶员的刹车信息，当压路机更换新的驾驶员后，控制器20会依据新的驾驶者的刹车信息来为该驾驶员选择最适合该驾驶员的刹车曲线。由此可知，该电子刹车系统可记录驾驶员的驾驶习惯，控制器可自主选择最适合该驾驶员喜好的刹车曲线，满足不同驾驶员之间的个性需求。
可选的，电子刹车踏板10还用于获取驾驶员输入的刹车信号并产生第一刹车输出信号和第二刹车输出信号；控制器20还用于在检测到第一刹车输出信号呈第二刹车输出信号的设定倍数时，确定与第一刹车输出信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。
本实施例中，如图4所示电子刹车踏板10选用双信号模拟量输出方式，该两路输出路径在初始状况下设定为输出信号呈倍数关系，即第一路输出信号是第二路输出信号的n倍。具体的，电子刹车踏板10被踩下后，其两路输出路径的信号均会发生变化，即生成两路刹车输出信号为第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2。需要说明的是，第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2为根据刹车信号产生的电压信号，两路输出路径在初始状况下设定为输出信号呈倍数关系时，正常状态下，第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2呈相同倍数关系。在其他实施例中，还可选电子刹车踏板的两路输出路径在初始状况下设定为相同关系。
该两路输出信号可起相互校验的作用，例如当第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2不呈倍数关系时，系统会默认电子刹车踏板10故障，当第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2呈倍数关系时，系统确定电子刹车踏板10正常。基于此，控制器20在检测到第一刹车输出信号呈第二刹车输出信号的设定倍数时，系统确定电子刹车踏板10正常，此时控制器20可继续工作即确定与第一刹车输出信号对应的目标刹车曲线并将目标刹车曲线确定为驾驶员的刹车曲线。
可选的，如图5所示该电子刹车系统还包括：制动阀30，制动阀30与控制器20电连接；控制器20还用于在检测到第一刹车输出信号与第二刹车输出信号不呈设定倍数时，控制向制动阀30发送紧急制动指令以使制动阀30进行紧急制动。电子刹车踏板10的两路输出信号可起相互校验的作用，当第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2不呈倍数关系时，系统会默认电子刹车踏板10故障，此时为了保证驾驶安全，控制器20会控制制动阀30紧急制动。
可选的，如图5所示该电子刹车系统还包括：报警器40，报警器40与控制器20电连接；控制器20还用于在检测到第一刹车输出信号与第二刹车输出信号不呈设定倍数时，控制向报警器发送报警指令以使报警器进行警报。电子刹车踏板10的两路输出信号可起相互校验的作用，当第一刹车输出信号OUTPUT1和第二刹车输出信号OUTPUT2不呈倍数关系时，系统会默认电子刹车踏板10故障，此时为了保证驾驶安全，控制器20可在组合仪表上用报警灯和/或蜂鸣器等报警器进行报警提醒驾驶员制动故障，同时控制器20还可选控制制动阀30紧急制动。
示例性的，在上述任意实施例的基础上，可选如图6所示该电子刹车系统还包括：比例减压阀50和速度传感器60，比例减压阀50和速度传感器60分别与控制器20电连接；控制器20还用于获取速度传感器60的速度信号，并在检测到驾驶员的刹车信号小于或等于设定刹车信号，和/或，速度信号小于或等于设定速度信号时，根据刹车信号控制比例减压阀50的开度。控制器20在检测到驾驶员的刹车信号小于或等于设定刹车信号，和/或，速度信号小于或等于设定速度信号时，说明属于正常刹车状态，此时控制器20直接根据刹车信号控制比例减压阀50的开合度，实现了自适应刹车力度选择功能。具体的，控制器20根据刹车信号输出PWM信号以控制比例减压阀50的开合度。
可选的，如图6所示该电子刹车系统还包括：发动机70，发动机70与控制器20电连接；控制器20还用于在检测到驾驶员的刹车信号大于设定刹车信号、以及速度信号大于设定速度信号时，根据刹车信号控制比例减压阀50的开度、以及控制向发动机70传输降速指令以使发动机70降速。控制器20在检测到驾驶员的刹车信号大于设定刹车信号，以及速度信号大于设定速度信号时，说明属于紧急刹车状态，此时控制器20可向发动机70发出降低发动机转速请求，以达到快速制动的目的，同时控制器20还控制比例减压阀50的开度，如此可保证驾驶安全，实现了辅助制动功能。需要说明的是，该辅助制动功能可在控制器程序中选择关闭或打开。可选发动机70通过CAN总线与控制器20电连接。需要说明的是，发动机上自带有电子控制单元ECU，其主要作用是控制发动机，并向外传输发动机信号，如发动机转速、水温等，发动机转速受电子刹车踏板控制，其信号由电子刹车踏板提供给ECU，再由ECU控制喷油量，从而控制发动机转速。
可选的，控制器20还用于在检测到驾驶员的刹车信号大于设定刹车信号且持续时间长度大于设定时间长度、以及速度信号大于设定速度信号时，根据刹车信号控制比例减压阀50的开度、以及控制向发动机70传输降速指令以使发动机70降速。需要说明的是，刹车信号存在短暂异常时，若根据异常的刹车信号辅助制动，可能导致制动失误，因此控制器20可在检测到驾驶员的刹车信号大于设定刹车信号且持续时间长度大于设定时间长度、以及速度信号大于设定速度信号时，根据刹车信号控制比例减压阀50的开度、以及控制向发动机70传输降速指令以使发动机70降速，提高了制动控制准确性。
可选的，该电子刹车系统还包括电子驻车开关、制动管路和制动器等结构，电子驻车开关与控制器电气相连，比例减压阀和制动阀通过制动管路控制制动器。需要说明的是，比例减压阀还用于控制制动管路油路，制动阀在自然条件下(不通电)处于油路断开的状态，通电条件下根据电流大小对应不同的开合度，一般用于行车过程中的制动。制动阀为常开阀，即不通电时油路为打开的，此时车辆制动，通电时油路关闭，车辆无制动效果，一般用于停车后的驻车制动。具体的，电子驻车开关电气连接控制器，控制器控制制动阀，在正常行驶中时，制动阀得常电关闭气路，当电子驻车开关按下时断开制动阀，此时气路打开，制动鼓处于抱死状态，车辆驻车制动；当整车断电时，控制器失电，即使驾驶员忘记按下电子驻车开关，但因制动阀不得电，气路打开，制动鼓抱死，车辆自动驻车制动。在紧急情况下，该电子驻车开关可作为紧急制动使用，实现了电子手刹功能/熄火自动手刹/紧急制动功能。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种工程机械设备的电子刹车系统，其特征在于，包括：
电子刹车踏板，所述电子刹车踏板用于获取驾驶员输入的刹车信号并输出；
控制器，所述控制器与所述电子刹车踏板电连接，所述控制器用于确定与所述刹车信号对应的目标刹车曲线并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线，在接下来该驾驶员的驾驶过程中使用所述目标刹车曲线进行刹车；
所述控制器内部预先设置有刹车曲线数据库，所述刹车曲线数据库中包括多种不同的刹车曲线，
所述控制器建立所述刹车曲线数据库的方式为：所述控制器统计一个驾驶员由行驶状态减速至0的刹车数据，该刹车数据包括由踩刹车时的速度至停车所用的刹车时长和刹车加速度；经过多次统计，所述控制器得到该驾驶员的多个刹车数据以绘制得出一条刹车曲线，该刹车曲线的Y轴是加速度信号对应的比例减压阀的电流值以表征制动力，且该刹车曲线的X轴是刹车信号转换的电压信号；排除异常数据后得到该驾驶员的关联驾驶习惯的刹车曲线；所述控制器绘制多个不同驾驶员的刹车曲线并存储。
2.根据权利要求1所述的电子刹车系统，其特征在于，所述控制器包括：
统计数据单元，用于根据所述驾驶员的一次刹车信号统计得出一个刹车数据，并根据所述驾驶员的多个所述刹车数据确定所述驾驶员的刹车惯性数据；
确定曲线单元，用于从刹车曲线数据库中查找出与所述驾驶员的刹车惯性数据对应的目标刹车曲线，并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线。
3.根据权利要求1所述的电子刹车系统，其特征在于，所述电子刹车踏板还用于获取所述驾驶员输入的刹车信号并产生第一刹车输出信号和第二刹车输出信号；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号呈所述第二刹车输出信号的设定倍数时，确定与所述第一刹车输出信号对应的目标刹车曲线并将所述目标刹车曲线确定为所述驾驶员的刹车曲线。
4.根据权利要求3所述的电子刹车系统，其特征在于，还包括：制动阀，所述制动阀与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号与所述第二刹车输出信号不呈所述设定倍数时，控制向所述制动阀发送紧急制动指令以使所述制动阀进行紧急制动。
5.根据权利要求3所述的电子刹车系统，其特征在于，还包括：报警器，所述报警器与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述第一刹车输出信号与所述第二刹车输出信号不呈所述设定倍数时，控制向所述报警器发送报警指令以使所述报警器进行警报。
6.根据权利要求1所述的电子刹车系统，其特征在于，还包括：比例减压阀和速度传感器，所述比例减压阀和所述速度传感器分别与所述控制器电连接；
所述控制器还用于获取所述速度传感器的速度信号，并在检测到所述驾驶员的刹车信号小于或等于设定刹车信号，和/或，所述速度信号小于或等于设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度。
7.根据权利要求6所述的电子刹车系统，其特征在于，还包括：发动机，所述发动机与所述控制器电连接；
所述控制器还用于在检测到所述驾驶员的刹车信号大于所述设定刹车信号、以及所述速度信号大于所述设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度、以及控制向所述发动机传输降速指令以使所述发动机降速。
8.根据权利要求7所述的电子刹车系统，其特征在于，所述控制器还用于在检测到所述驾驶员的刹车信号大于所述设定刹车信号且持续时间长度大于设定时间长度、以及所述速度信号大于所述设定速度信号时，根据所述刹车信号控制所述比例减压阀的开度、以及控制向所述发动机传输降速指令以使所述发动机降速。
9.根据权利要求7所述的电子刹车系统，其特征在于，所述发动机通过控制器局域网络CAN总线与所述控制器电连接。
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