CN111511618B

CN111511618B - 用于检测车辆中制动器衰退的系统和方法

Info

Publication number: CN111511618B
Application number: CN201880083808.7A
Authority: CN
Inventors: J.P.施努尔; 张复龙; N.京特尔特
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: CN111511618A; US20210284113A1; DE112018005811T5; US11654877B2; WO2019133622A1

Abstract

用于检测车辆中制动器衰退的系统（100）和方法（300）。系统（100）包括至少一个传感器（140‑143），其被配置为聚集关于车辆（105）中的至少一个制动器（110‑113）的数据；制动系统（130）；制动系统传感器（145），其被配置为聚集关于制动系统（130）的数据；以及电子控制器（150），其被配置为接收来自从由至少一个传感器（140‑143）和制动系统传感器（145）组成的组中所选择的至少一个的数据，以及基于所述数据而确定车辆（105）的制动器衰退的水平。方法（300）包括用电子控制器（150）从由至少一个传感器（140‑143）和制动系统传感器（145）组成的组中的至少一个接收（305）数据；以及用电子控制器（150）基于所述数据而确定（310）车辆（105）的制动器衰退的水平。

Description

用于检测车辆中制动器衰退的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年12月27日提交的美国临时专利申请号62/610,631的优先权，其全部内容通过引用以其整体合并。

技术领域

实施例涉及检测车辆中的制动器衰退。

背景技术

车辆上的制动器可能（通过重复性的制动、持续制动、下坡制动或其它用例）达到温度，其中制动器可能由于该温度而损失功率。该效应称为“制动器衰退”。

由于制动器踏板和基础制动器系统之间的直接连接，车辆的操作者可以在标准伺服和真空制动系统中检测到制动器衰退，这允许操作者通过制动器踏板“感受到”在操作期间何时制动器衰退。然而，一些制动系统是“线控”系统，其不具有制动器踏板和制动系统之间的物理连接。而是，踩下制动器踏板向制动系统发送电信号。因为这一点，制动器衰退不能被操作者检测到。因此，需要确定车辆中制动器衰退的水平的方法。

发明内容

除其它主题之外，本文中所描述的实施例尤其包括用于检测车辆中制动器衰退的系统和方法。

在一个实施例中，提供了用于检测制动器衰退的系统。用于检测制动器衰退的系统包括至少一个传感器，其被配置为聚集关于车辆中的至少一个制动器的数据；制动系统；系统传感器，其被配置为聚集关于制动系统的数据；以及电子控制器，其被配置为从由与制动器相关联的至少一个传感器和制动系统传感器组成的组中的至少一个接收数据，基于所述数据而确定车辆的制动器衰退的水平，以及基于制动器衰退的所确定的水平而向车辆的用户提供警告。

在另一实施例中，提供了用于检测制动器衰退的方法。用于检测制动器衰退的方法包括用电子控制器从由至少一个传感器和制动系统传感器组成的组中的至少一个接收数据；用电子控制器基于所述数据而确定车辆的制动器衰退的水平；以及用电子控制器基于制动器衰退的所确定的水平而向用户提供警告。

通过考虑详细的描述和附图，其它方面、特征和实施例将变得显而易见。

附图说明

图1图示了根据一个实施例的用于检测车辆中制动器衰退的系统。

图2图示了根据一个实施例的电子控制器。

图3图示了根据一个实施例的检测车辆中制动器衰退的方法的流程图。

图4A示出了根据一个实施例的在正常制动过程中针对车辆的减速度而绘制的制动器所施加的压强。

图4B图示了根据一个实施例的在制动机动期间影响压强对加速度值的制动器衰退。

图5图示了根据一个实施例的正在经历制动器衰退的车辆的压强-体积曲线。

图6图示了根据一个实施例的使用权重因子来确定制动器衰退的水平的电子控制器。

图7图示了根据一个实施例的基于制动的水平而确定警告策略的方法。

具体实施方式

在任何实施例被详细地解释之前，将理解，本公开不意图在其应用中受限于以下描述中阐述的或以下附图中所图示的构造的细节和组件的布置。实施例能够具有其它配置以及以各种方式被实践或被执行。

多个基于硬件和软件的设备以及多个不同结构组件可以用于实现各种实施例。此外，实施例可以包括硬件、软件，以及出于讨论的目的，可以被图示和描述为好像大多数组件仅仅以硬件实现的电子组件或模块。然而，本领域普通技术人员并且基于阅读该详细的描述将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以以可由一个或多个处理器执行的软件（例如，存储在非暂时性计算机可读介质上）实现。例如，说明书中所描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个电子处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输出接口、一个或多个专用集成电路（ASIC）、以及连接各种组件的各种连接（例如，系统总线）。

图1图示了根据一个实施例的用于检测车辆105中制动器衰退的系统100。尽管使用至少一个制动器来实现实施例是可能的，但是在所示出的示例中，系统包括制动器110、111、112和113。每个制动器110-113与车辆105的一个车轮120、121、122和123相关联。每个制动器110-113连接到车辆105的制动系统130。每个制动器110-113还具有关联的传感器140、141、142和143。系统还包括系统传感器145、电子控制器150和警告指示器160。

制动器110-113中的每一个为关联的车轮120-123提供停止力。制动器110-113可以是盘式制动器、鼓式制动器等。制动器110-113中的每一个耦合到制动系统130。在一个实施例中，制动系统130是利用主缸的液压制动系统，所述主缸接入制动器输入（例如，由车辆105的驾驶员踩下的制动器踏板或指示制动器踏板已经被踩下的电信号），并且响应于制动器输入，向位于制动器110-113处的从缸发送液压液体，以将制动器110-113应用到车轮120-123。在一些实施例中，制动系统130电耦合到电子控制器150。

传感器140-143中的每一个电耦合到电子控制器150。传感器140-143被配置为聚集关于相应制动器110-113的数据。例如，传感器140-143可以被配置为估计制动器110-113中的每一个的制动器盘的制动器盘温度。传感器140-143还可以被配置为确定与制动器110-113中的每一个相关联的缸的压强。在一些实施例中，传感器140-143可以是传感器的阵列，其被配置为聚集不同类型的数据，诸如制动器盘温度或缸压强。在其它实施例中，传感器140-143被配置为检测由制动器110-113导致的车辆速度或减速度。

系统传感器145电耦合到电子控制器150。系统传感器145聚集关于制动系统130的数据。例如，系统传感器145测量制动系统130的压强、制动系统130中液压液体的体积等。在一些实施例中，系统传感器145是传感器的阵列，其被配置为聚集不同类型的数据，诸如制动系统130的压强或制动系统130中液压液体的体积。

在图2中图示了电子控制器150的示例实施例。电子控制器150包括电子处理器205、输入输出接口210以及存储器215。电子处理器205执行指令以除其它方法之外，尤其施行如本文中所描述的方法。电子处理器205电连接到输入输出接口210和存储器215。输入输出接口210允许电子控制器150与系统100的其它电子组件（例如，传感器140-143、系统传感器145以及如下面所描述的警告指示器160）通信。存储器215存储可由电子处理器205执行的数据和指令。

现在返回图1，系统100还包括警告指示器160。警告指示器160例如是车辆105中的设备，所述设备向车辆105的驾驶员指示制动器衰退正在发生。在一些实施例中，警告指示器160是触觉设备，其提供作为制动系统130的一部分的制动器踏板的踏板感觉中的改变的指示（诸如针对线控制动器系统在已经发生制动器衰退的情况下模仿液压制动器系统中制动器踏板的感觉）。在其它实施例中，警告指示器160是车辆105的仪表盘上的发光二极管（“LED”）或其它警告灯。警告指示器160还可以是车辆105的引擎速度的限制。

图3图示了根据一个实施例的检测车辆105中制动器衰退的示例方法300的流程图。方法300由电子控制器150的电子处理器205利用存储器215来施行。

方法300包括用电子控制器150从传感器140-143中的至少一个和/或系统传感器145接收数据（在步骤305处）。从传感器140-143和/或系统传感器145获取的数据指示制动器110-113和/或制动系统130作为整体的性能。在一些实施例中，当车辆105停止时聚集数据。在其它实施例中，当制动器110-113在操作中时（例如，当制动器110-113与车轮120-123接触时）或当制动系统130在操作中（例如，主缸将压强施加到液压液体以操作制动器110-113）时聚集数据。

方法300还包括用电子控制器150基于所接收的数据而确定制动器衰退的水平（在步骤310处）。

制动器衰退的指示中的一个是制动器温度。例如，当制动器110-113中的至少一个的温度是高于当制动器盘被施加到车轮120-123时的正常制动器温度的制动器温度时，可以假设制动器衰退已经发生。传感器140-143可以被配置为检测制动器温度，并且将该温度数据发送给电子控制器150。在一些实施例中，使用制动器温度模型。例如，制动器温度模型可以利用制动器压强和车轮速度信息来计算制动器110-113的热生成和冷却效果。利用该信息，电子控制器150可以估计制动器110-113中的至少一个的制动器温度。然而，在一些用例（诸如下坡制动和持续制动）中，制动器温度不足以用于确定制动器衰退。

制动器衰退的另一指示是制动系统130锁定压强。锁定压强是当应用制动器110-113时将车轮120-123锁起来的制动系统130的压强。当更多的制动器衰退发生时，需要更大的锁定压强。在一些实施例中，系统传感器145被配置为检测制动系统130的锁定压强。然而，制动系统130的锁定压强仅当需要高压强制动时才有用。因此，当仅需要低压强制动时，锁定压强对于检测制动器衰退是没有用的。

制动器衰退的另一指示是压强对加速度（“PAx”）指示。例如，图4A示出了在正常（无制动器衰退或最小制动器衰退）制动过程中针对车辆105的减速度而绘制的制动器110-113所施加的压强。相对地，图4B图示了影响PAx值的制动器衰退。如所示出的，当更多的制动器衰退已经发生时，存在更小的减速度。因此，减速度值朝向0形成峰值（响应于由制动器110-113或制动系统130施加的相同压强而发生较小的减速度）。在一些实施例中，PAx值与表示所预期的PAx值的标称PAx曲线进行比较。如果检测到的PAx值与标称PAx曲线相比变化大于阈值，则电子控制器150确定制动器衰退已经发生。此外，电子控制器还向车辆的操作者提供警告（如下面所讨论的）。可以针对制动器110-113中的仅一个、针对制动器110-113中的大于一个或针对制动系统130的整体来测量PAx值。

制动器衰退的另一指示是压强-体积（“PV”）指示。例如，图5图示了正在经历制动器衰退的车辆的压强-体积曲线。在一些实施例中，制动系统130包括柱塞，其可以在没有来自车辆105的操作者的用户输入的情况下将压强施加给制动系统130。柱塞被移动以改变制动系统130中液压液体的体积，这导致制动系统130中压强中的改变。类似于PAx值从标称PAx曲线变化，如果PV值从标称PV曲线505变化了阈值，则电子控制器150确定制动器衰退已经发生到其中车辆105的操作者需要被警告或需要采取动作的点（如下面所讨论的）。

PV指示可以包括由两个不同的阈值所确定的两个单独的指示。例如，在PV曲线的下端510处（在图5中的pCmpF_AC轴上接近0），PV值可以低于标称PV曲线505。这指示制动器衰退可能发生。在PV曲线的上端515（图5中使pCmpF_AC轴进一步长）中，PV值将比标称PV曲线505更高，这也指示制动器衰退。

在一些实施例中，上面所讨论的指示中的大于一个由电子控制器150所确定。如果确定大于一个指示，则电子控制器150被配置为向每个指示赋予权重因子，以便确定发生的制动器衰退的水平。例如，图6图示了电子控制器150如何使用权重因子来确定制动器衰退的水平。存储器215可以存储用例标识符605的集合以及衰退检测算法610。

用例标识符605由电子处理器205访问，以确定衰退检测算法610的用例。在一些实施例中，电子控制器150使用来自传感器140-143和/或系统传感器145的数据来确定用例。在其它实施例中，电子控制器150使用车辆105中的其它传感器或通过其它手段来确定用例。用例的示例包括下坡制动、高压强制动、持续制动、停止制动等。

用例605中的每一个将权重因子分配给制动器衰退的指示中的每一个。例如，传感器140-143和系统传感器145可以检测制动系统130的制动器温度因子615、PV因子620、PAx因子625以及锁定压强因子630。这些值中的每一个然后基于电子控制器150确定正在发生哪一个用例605而分配权重640、641、642和643。

然后，权重因子由电子处理器205处理以创建车辆105中制动器衰退的水平的最终确定650。最终确定650可以表示车辆105中或单独的制动器110-113中制动器衰退的总量。在一些实施例中，最终确定是制动器衰退的百分比（例如，100%是新制动器、50%是以新制动器能力的50%操作的制动器等）。在其它实施例中，最终确定650与阈值进行比较以确定存在的制动器衰退的量。

返回图3，方法300还包括使用电子控制器150基于所确定的制动器衰退的水平而针对车辆105采取动作。动作被用于向车辆105的用户提供已经确定制动器衰退的水平的警告。例如，在图7中，电子控制器150确定制动器衰退的水平，并且然后基于制动器衰退的水平而确定动作策略。电子控制器150可以被配置为如果最终确定650高于第一阈值，则改变制动器踏板的踏板感觉；如果最终确定650高于第二阈值，则打开车辆105的仪表盘中的警告灯；或者如果最终确定650高于第三阈值，则限制车辆105的引擎的引擎速度。

在一些实施例中，车辆105是自主车辆。如果车辆105是自主的，则电子控制器150可以被配置为生成信号来控制车辆105。例如，基于制动器衰退的所确定的水平，电子控制器150被配置为生成信号来控制车辆105开到路的一侧、导航到服务站、限制车辆性能（诸如限制车辆105的速度）等。

因此，本文中所描述的实施例一般针对检测车辆中的制动器衰退。

Claims

1.一种用于检测制动器衰退的系统（100），所述系统（100）包括：

至少一个传感器（140-143），其被配置为聚集关于车辆（105）中至少一个制动器（110-113）的数据，

制动系统（130），

制动系统传感器（145），其被配置为聚集关于制动系统（130）的数据，以及

电子控制器（150），其被配置为

接收来自由至少一个传感器（140-143）和制动系统传感器（145）组成的组的数据，以及

基于所述数据而确定车辆（105）的制动器衰退的水平，

其中所述数据包括指示的组，并且其中权重因子被分配给指示的组的每个指示，以及

其中所述电子控制器（150）被配置为基于每个指示的权重因子而确定制动器衰退的水平。

2.根据权利要求1所述的系统（100），其中所述电子控制器（150）还被配置为基于制动器衰退的所确定的水平而提供采取动作，并且其中所述动作正在导致警告被提供给车辆（105）的用户。

3.根据权利要求1所述的系统（100），其中制动器衰退的水平被确定为制动器能力的百分比。

4.根据权利要求1所述的系统（100），其中所述电子控制器（150）将制动器衰退的水平与阈值进行比较。

5.根据权利要求1所述的系统（100），其中每个指示的权重因子是基于由电子控制器（150）所确定的用例（605）而确定的。

6.根据权利要求5所述的系统（100），其中所述用例（605）是从由下坡制动、高压强制动、持续制动和停止制动组成的用例的组中所选择的至少一个用例。

7.根据权利要求2所述的系统（100），其中所述动作是从由改变制动器踏板的踏板感觉、打开车辆的仪表盘中的警告灯或限制车辆的引擎的引擎速度组成的组中所选择的至少一个动作。

8.根据权利要求7所述的系统（100），其中所述至少一个动作包括基于制动器衰退的所确定的水平与至少一个阈值的比较而确定。

9.根据权利要求8所述的系统（100），其中所述动作包括如果制动器衰退的所确定的水平低于第一阈值，则改变制动器踏板的踏板感觉。

10.根据权利要求9所述的系统（100），其中所述动作包括如果制动器衰退的所确定的水平高于第一阈值并且低于第二阈值，则打开车辆（105）的仪表盘中的警告灯。

11.根据权利要求10所述的系统（100），其中所述动作包括如果制动器衰退的所确定的水平高于第二阈值，则限制车辆（105）的引擎的引擎速度。

12.根据权利要求1所述的系统（100），其中所述制动系统传感器（145）被配置为当车辆（105）停止时，聚集关于制动系统（130）的数据。

13.一种用于检测制动器衰退的方法（300），所述方法包括：

用电子控制器（150）从由至少一个传感器（140-143）和制动系统传感器（145）组成的组接收（305）数据，其中所述数据包括指示的组，并且其中权重因子被分配给指示的组的每个指示；以及

用电子控制器（150）基于所述数据和每个指示的权重因子而确定（310）车辆（105）的制动器衰退的水平。