CN109131280A - 刹车片磨合方法及其电子控制单元 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种汽车刹车片磨合方法，包括：在汽车行驶过程中，在汽车的刹车盘与汽车的刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与汽车的刹车片之间施加的制动力矩。本申请还涉及采用所述方法的电子控制单元。

Description

刹车片磨合方法及其电子控制单元
技术领域
本申请大体上涉及在汽车领域中采用的刹车片磨合方法以及应用所述方法的电子控制单元。
背景技术
汽车的盘式刹车装置包括安装成随车轮转动的刹车盘以及相对于车架能够来回移动地安装的刹车片。当汽车需要制动时，在液压力的作用下刹车片接触刹车盘，使得车轮停止转动。因此，刹车片是汽车的一种重要的安全部件，并且也是一种易耗品，使用一定期限后必须更换。
新车的或新更换的刹车片为了获得最佳的刹车效果往往需要人工磨合。例如，在汽车换上新的刹车片之后且行驶一定里程(例如200公里)之前，需要驾驶员刻意地多次加速并然后多次刹车，从而使得刹车片的表面材料层变得更加均匀，并使得刹车片与刹车盘之间的接触面变得稳定，导致制动力矩均匀施加。
但是，并非所有的驾驶员都会被告知必须在新车磨合期或更换刹车片后进行此类的人工磨合。如果新车的或新更换的刹车片不进行磨合的话，在遇到紧急制动情况中往往刹车装置无法提供足够的制动力矩导致汽车无法在足够的距离内停止，存在撞车的可能性。此外，人工磨合刹车片往往仅取决于驾驶员的个人经验来判断是否合适，很难有一种较为客观的标准来认定磨合是否已完成。
再者，新的刹车片往往会存在硬点。因为在磨合的过程中会存在刹车的情况，所以这些硬点在刹车片与刹车盘接触的时候会因摩擦高温而被过度加热。这将会导致这些硬点进一步被硬化，并随后造成刹车盘的进一步磨损。人工磨合无法确定刹车片是否被过度加热，因而刹车片上的硬点硬化将无法避免。此外，刹车片过热也会导致制动性能降低，造成事故。
发明内容
针对以上问题，本申请旨在提供一种刹车片磨合方法和电子控制单元，从而在新的刹车片装到汽车的刹车装置中后，驾驶员无需关注刹车片的磨合，仅需要正常驾驶和使用汽车，刹车片的磨合在汽车行驶一定里程之后自动完成。
根据本申请的一个方面，提供了一种汽车刹车片磨合方法，包括：
在汽车行驶过程中，在汽车的刹车盘与汽车的刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。
可选地，在所述刹车片的温度被测量或被估算大于一规定值、例如160℃时，暂停所述自主制动力矩的施加。
可选地，在汽车的累计行驶里程达到预定值和/或在刹车盘与刹车片之间的累计接触时间达到规定值时，停止所述自主制动力矩的施加。
可选地，仅在车速位于一区间范围、例如20至100公里/小时内时，才施加所述自主制动力矩。
可选地，所述自主制动力矩是被恒定施加的或被变化施加的。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势有关。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势大致相同。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的加速和/或制动踏板被按压的程度有关。
可选地，由汽车的车身电子稳定系统获得的有关汽车的参数能够选择性地作为施加所述自主制动力矩的考虑因素。
可选地，所述自主制动力矩的施加进度能够以可视化的方式通知汽车驾驶员。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于控制汽车刹车片磨合的电子控制单元，所述电子控制单元控制汽车的刹车装置的启动，在汽车行驶过程中，所述电子控制单元能够对刹车装置发出指令，以使得在刹车装置的刹车盘与刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，其中，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。
可选地，所述电子控制单元与用于测量所述刹车片的传感器数据相连，并且，在所述刹车片的温度被测量大于一规定值、例如160℃时，暂停所述自主制动力矩的施加。
可选地，在汽车的累计行驶里程达到预定值和/或在刹车盘与刹车片之间的累计接触时间达到规定值时，停止所述自主制动力矩的施加。
可选地，仅在车速位于一区间范围、例如20至100公里/小时内时，才施加所述自主制动力矩。
可选地，所述自主制动力矩是被恒定施加的或被变化施加的。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势有关。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势大致相同。
可选地，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的加速和/或制动踏板被按压的程度有关。
可选地，所述电子控制单元与一显示器相连，所述显示器用于显示所述自主制动力矩的施加进度。
可选地，所述电子控制单元是汽车的车身电子稳定系统的电子控制单元。
可选地，所述电子控制单元与汽车的车身电子稳定系统相连，用于从后者获取汽车的能够选择性地作为施加所述自主制动力矩的考虑因素的各种参数。
采用本申请的技术手段，新车的或新更换的刹车片磨合自主完成，无需驾驶员的人工干预；此外，刹车片磨合完成度的评判标准可以更加客观，提高汽车驾驶的安全性。再者，磨合过程还可直观地由驾驶员看到，便于清楚了解磨合进度。
附图说明
从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本申请的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本申请的理解。在附图中：
图1示意性示出了根据本申请的一个实施例的刹车片磨合方法的流程图；
图2示意性示出了采用本申请的方法对刹车片进行刹车时发动机扭矩与自主制动力矩变化关系的一个示例的时域图；
图3示意性示出了应用本申请的方法的刹车片磨合系统的一个实施例；
图4示意性示出了应用本申请的方法的刹车片磨合系统的另一个实施例；并且
图5示意性示出了应用本申请的方法的刹车片磨合系统的另一个实施例。
具体实施方式
在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
图1示意性示出了根据本申请的一个实施例的刹车片磨合方法的流程图。本申请的方法在汽车中采用，其中，所述汽车包括刹车装置，所述刹车装置包括随着车轮一起旋转的刹车盘、以及相对于车架能够选择性移动的刹车片，在液压力的作用下刹车片接触刹车盘，使得车轮停止转动。
本领域技术人员应当清楚，本申请的刹车片磨合方法可以作为计算机指令存储在一电子控制单元中，该电子控制单元相应地与汽车的刹车装置相连，用于对刹车装置相应控制。此外，该电子控制单元也可以与相应的传感器相连，用于获得以下提到的需要的各种参数。
首先，在步骤S10，启动刹车片磨合过程。例如，当在汽车上新安装刹车片之后，可以通过按压汽车上的某个按钮来激活该步骤S10。然后，驾驶员可以驾驶汽车正常行驶或者像没有更换新的刹车片那样正常使用汽车。在步骤S20，确定与刹车片磨合控制有关的参数，例如，发动机工况参数(包括扭矩、功率、转速等)、胎压、汽车行驶时的车速、减速度、制动踏板位置信息、车身稳定信息等。在步骤S30，确定或估算刹车片的温度。在步骤S40，判断刹车片的温度是否过高。如果步骤S40的判断结果为“是”，则等待刹车片自然降温，例如可以返回至步骤S20。如果步骤S40的判断结果为“否”，则转到步骤S50。在步骤S50，依据在步骤S20获得的参数，对刹车装置主动启动，使得刹车片与刹车盘接触，摩擦做功。
接着，在步骤S60判断刹车片的磨合是否已经达到预设的条件。如果步骤S60的判断结果为“是”，则转到步骤S70，结束刹车片磨合过程。如果步骤S60的判断结果为“否”，则转到步骤S20，继续进行刹车磨合。
在图1的步骤S30中，刹车片的温度的确定可以利用在刹车片附近设置一温度传感器来实现。替代性地，刹车片的温度也可以利用汽车本身的车身电子稳定系统(如ESP)本身的传感器对相关的部件例如轮轴转速等的测量值依据内部算法估算来获得。在步骤S40中，可以设计成当刹车片的测量温度或估算温度高于160℃或更高温度时，视为刹车片过热且判断结果为“是”。
在步骤S50，对刹车装置主动启动使得刹车片与刹车盘接触例如可以在驾驶员发动汽车行驶就开始进行。图2示意性给出了刹车片进行刹车时发动机输出扭矩与自主制动力矩变化关系的一个示例的时域图。例如，该图体现了图1中的步骤S20至S60循环执行的结果。例如，在步骤S10启动刹车片磨合过程之后，以规定的时间间隔循环执行各个步骤S20至S60。
在图2中，实线代表发动机的扭矩变化，虚线代表刹车装置在刹车片与刹车盘之间提供的自主制动力矩(例如，在步骤S50中施加自主制动力矩)。该自主制动力矩与驾驶员通过按压制动踏板而要求刹车装置输出的制动力矩无关，仅仅是为了磨合刹车片而自主独立施加的制动力矩。可以看出，在汽车发动机输出扭矩为零的阶段t0，刹车装置可以被指令输出一小的恒定自主制动力矩。在汽车加速行驶的阶段t1，随着发动机扭矩的增加，自主制动力矩也相应增加。在汽车进入平缓行驶阶段t2时，自主制动力矩也变得恒定。接着，在汽车再次进入加速行驶阶段t3时，自主制动力矩随着发动机扭矩的增加而相应增加。接着，在汽车再次进入平缓行驶阶段t4时，自主制动力矩也再次变得恒定。然后，在汽车进入减速行驶阶段t5时，自主制动力矩随着发动机扭矩的减小而相应减小。在汽车发动机输出扭矩再次为零之后，仍有一小的恒定自主制动力矩被施加在刹车片与刹车盘之间。例如，所施加的自主制动力矩可以为刹车装置所能提供的最大制动力矩的5％～10％。在图2的变化关系示例中，自主制动力矩基本上以与发动机输出扭矩类似的趋势改变。但是，本领域技术人员应当清楚，这种如图2所示的变化趋势仅仅是出于说明的目的而给出。实际上，自主制动力矩也能够以不同的趋势来改变。例如，在一替代的实施例中，在t1至t5阶段，自主制动力矩均恒定不变而与汽车停止时施加的相同。再例如，可以设计成在t1阶段，自主制动力矩并不增加，而仅仅在t2阶段，自主制动力矩才增加。再例如，在t2和t4阶段，自主制动力矩可以暂停施加。
此外，为了实现刹车片磨合而提供自主制动力矩的策略还需要考虑其它因素，例如汽车驾驶舒适性因素、驾驶习惯因素、汽车安全性因素等。本领域技术人员应当清楚，这些所列的因素仅仅出于示意性但非穷举的目的给出。
以汽车驾驶舒适性因素考虑为例。在以如图2所示的方式控制刹车片磨合时，因为液压制动主缸会事先独立地提供一部分液压力给刹车装置以施加自主制动力矩，所以当驾驶员依据路况主动按压制动踏板刹车时，制动踏板的前期行程的反馈力会小于正常水平，造成驾驶员踩踏脚感不适。此时，需要相应控制制动踏板的反馈力水平，尽量减小这种不适感。
再以驾驶习惯因素考虑为例。在刹车片磨合的过程中，因为自主制动力矩将被选择性事先施加在刹车盘与刹车片之间，所以汽车的加速性能不可避免地会受到一定影响。另外，也存在驾驶员在汽车行驶过程中松开加速踏板时因自主制动力矩的施加而导致汽车降速过快造成不适的问题。为了适应驾驶员的个人驾驶习惯，可以设计成在汽车加速时相应降低自主制动力矩的增加率或甚至减小自主制动力矩，还可以设计成在加速踏板上没有力施加时，刻意地将自主制动力矩保持在一较小的程度上。
以汽车安全性因素考虑为例。在一优选实施例中，根据本申请的刹车片磨合过程在一定车速范围内进行，该范围例如为20公里/小时至100公里/小时。另外，在进行刹车片磨合过程时应首先确保车身是稳定的，例如，要求汽车在平坦的、高附着系数的路面上行驶，并且无转向过度或转向不足的情况发生。
在步骤S60判断刹车片的磨合是否已经达到预设的条件可以包括汽车行驶累计里程、刹车片与刹车盘的累计接触时间等。例如，在采用图1所示的方法对汽车进行刹车片磨合之后，如果在步骤S60依据步骤S20所确定的汽车行驶累计里程达到一规定值(例如300公里、400公里等更大或更小的值)，则视为刹车片的磨合已经完成。替代性地和/或附加地，记录刹车片与刹车盘的接触时间，如果它们之间的累计接触时间达到规定值(例如，200小时或300小时等更大或更小的值)，则视为刹车片的磨合已经完成。
虽然本申请的方法的实施例以上参照附图1进行了简要的说明，但是本领域技术人员应当清楚本申请的方法并不仅仅限于该实施例。例如，图1中的步骤可以依据需要相应增减或调整，如步骤S20和S30可以互换。
图3示意性示出了应用本申请的刹车片磨合方法的系统的一个实施例。该系统大体上包括汽车的车身电子稳定系统(例如，ESP)100。通常，车身电子稳定系统100包括传感器和执行器(例如刹车装置)。车身电子稳定系统100与汽车的动力传动机构200数据相连，从而能够获得与刹车片磨合控制有关的一部分参数，例如，发动机工况参数(包括扭矩、功率、转速等)。另外，车身电子稳定系统100的传感器例如包括转向传感器、轮速传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器、制动压力传感器等，依据这些传感器，车身电子稳定系统100可以获得诸如车速、减速度、车身稳定信息等的参数。车身电子稳定系统100可以设有外部触发接口300，以此接收外部命令来触发刹车片磨合过程的开始。本申请的刹车片磨合方法以计算机编码的形式存储在车身电子稳定系统100的电子控制单元和/或存储器内，然后(经由接口300)根据外部命令触发开始执行。例如，车身电子稳定系统100或其电子控制单元可以根据该方法指令刹车装置进行自主制动，即在刹车片与刹车盘之间提供的自主制动力矩。
此外，车身电子稳定系统100或其电子控制单元与车厢内的显示器400(例如，仪表盘上的显示器或者中控台上的显示器)数据相连。在刹车片磨合的过程中，显示磨合进度(例如，距步骤S60的预设的条件得到满足所剩的进度等)，这样，驾驶员可以直观地了解新换的刹车片是否处于最佳的工作状态。
针对图3所示的系统，可以在不变更汽车硬件的情况下仅通过更新车身电子稳定系统的执行程序就可以实现本申请的刹车片磨合方法，能够方便地针对现有的汽车进行升级改造。
图4示意性示出了应用本申请的刹车片磨合方法的系统的另一个实施例。该系统大体上包括汽车的车身电子稳定系统(例如，ESP)100。车身电子稳定系统100或其电子控制单元与汽车的动力传动机构200和显示器400数据相连。该实施例与图3的不同之处仅在于车身电子稳定系统100附加地与一专用制动模块500相连。该专用制动模块例如为一电传动制动模块。与传统的真空泵驱动的液压制动不同，这种电传动制动模块能够与汽车的刹车装置相连，利用电机提供驱动力，实现液压制动。电传动制动模块的一个典型示例是电动助力器。因此，电传动制动模块能够收集到能够影响刹车片磨合的更多参数并提供更丰富的控制功能。在图4的实施例中，刹车片磨合的过程仍是由车身电子稳定系统100来控制，同时模块500接收来自车身电子稳定系统100的指令来执行刹车片磨合制动，并能够作为补充用于在驾驶员端提供附加的功能。例如，针对前述正常行车时制动踏板的前期行程因刹车片磨合而反馈力水平不足造成驾驶员踩踏脚感不适的问题，模块500与车身电子稳定系统100之间具有数据交流，依据车身电子稳定系统100提供的数据，在驾驶员按压制动踏板时，模块500可以协调控制制动踏板的反馈力水平，避免踩踏脚感不适。
图5示意性示出了应用本申请的刹车片磨合方法的系统的另一个实施例。该系统大体上包括汽车的车身电子稳定系统(例如，ESP)100、以及诸如电传动制动模块的专用模块500′。该专用制动模块例如为一电传动制动模块。与传统的真空泵驱动的液压制动不同，这种电传动制动模块能够与汽车的刹车装置相连，利用电机提供驱动力，实现液压制动。车身电子稳定系统100与汽车的动力传动机构200数据相连，模块500′和显示器400′数据相连。该实施例与图3和4的区别在于：刹车片磨合的过程是由模块500′而非车身电子稳定系统100来控制并执行。本申请的刹车片磨合方法以计算机编码的形式存储在模块500′的电子控制单元或存储器内。因此，模块500′直接控制汽车的刹车装置，依据本申请的方法在刹车片与刹车盘之间提供自主制动力矩。刹车磨合的进度经模块500′被显示在显示器400′上。显示器400′可以与如图3和4所示的显示器相同。根据该实施例，集成有刹车片磨合功能的专用模块500′能够直接安装在汽车上，对于车身电子稳定系统功能和/或规格不同的汽车厂商而言，方便后期升级改造产品。
因此，本申请提供了一种汽车刹车片磨合方法，包括：在汽车行驶过程中，在汽车的刹车盘与汽车的刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。本申请还提供了一种用于控制汽车刹车片磨合的电子控制单元，所述电子控制单元控制汽车的刹车装置的启动，在汽车行驶过程中，所述电子控制单元能够对刹车装置发出指令，以使得在刹车装置的刹车盘与刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，其中，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。
尽管这里详细描述了本申请的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本申请的范围构成限制。在不脱离本申请精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (21)

1.一种汽车刹车片磨合方法，包括：
在汽车行驶过程中，在汽车的刹车盘与汽车的刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述刹车片的温度被测量或被估算大于一规定值、例如160℃时，暂停所述自主制动力矩的施加。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在汽车的累计行驶里程达到预定值和/或在刹车盘与刹车片之间的累计接触时间达到规定值时，停止所述自主制动力矩的施加。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，仅在车速位于一区间范围、例如20至100公里/小时内时，才施加所述自主制动力矩。
5.根据前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，所述自主制动力矩是被恒定施加的或被变化施加的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势有关。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势大致相同。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的加速和/或制动踏板被按压的程度有关。
9.根据前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，由汽车的车身电子稳定系统获得的有关汽车的参数能够选择性地作为施加所述自主制动力矩的考虑因素。
10.根据前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，所述自主制动力矩的施加进度能够以可视化的方式通知汽车驾驶员。
11.一种用于控制汽车刹车片磨合的电子控制单元，所述电子控制单元控制汽车的刹车装置的启动，在汽车行驶过程中，所述电子控制单元能够对刹车装置发出指令，以使得在刹车装置的刹车盘与刹车片之间选择性地施加自主制动力矩，其中，所述自主制动力矩独立于因汽车制动踏板被按压而在刹车盘与刹车片之间施加的制动力矩。
12.根据权利要求11所述的电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元与用于测量所述刹车片的传感器数据相连，并且，在所述刹车片的温度被测量大于一规定值、例如160℃时，暂停所述自主制动力矩的施加。
13.根据权利要求11或12所述的电子控制单元，其特征在于，在汽车的累计行驶里程达到预定值和/或在刹车盘与刹车片之间的累计接触时间达到规定值时，停止所述自主制动力矩的施加。
14.根据权利要求11至13任一所述的电子控制单元，其特征在于，仅在车速位于一区间范围、例如20至100公里/小时内时，才施加所述自主制动力矩。
15.根据权利要求11至14任一所述的电子控制单元，其特征在于，所述自主制动力矩是被恒定施加的或被变化施加的。
16.根据权利要求15所述的电子控制单元，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势有关。
17.根据权利要求16所述的电子控制单元，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的发动机输出扭矩变化趋势大致相同。
18.根据权利要求15所述的电子控制单元，其特征在于，所述自主制动力矩施加的变化趋势与汽车的加速和/或制动踏板被按压的程度有关。
19.根据权利要求11至18任一所述的电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元与一显示器相连，所述显示器用于显示所述自主制动力矩的施加进度。
20.根据权利要求11至19任一所述的电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元是汽车的车身电子稳定系统的电子控制单元。
21.根据权利要求11至19任一所述的电子控制单元，其特征在于，所述电子控制单元与汽车的车身电子稳定系统相连，用于从后者获取汽车的能够选择性地作为施加所述自主制动力矩的考虑因素的各种参数。
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