CN113339430A - 一种车辆制动器磨损状态监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆制动器磨损状态监控系统及方法，包括：底盘控制器、磨损传感器以及中控智能显示屏；底盘控制器获取制动器磨损剩余量数据；底盘控制器与中控智能显示屏连接；中控智能显示屏显示底盘控制器发送的制动器磨损剩余量及剩余行驶里程最少的蹄片状态数据；当剩余行驶里程最少的蹄片状态数据低于预设阈值时，中控智能显示屏发出报警提示信息。通过位移模拟式的磨损传感器实现制动蹄片的磨损剩余量的监控，并实现磨损报警和制动蹄片寿命预测，将各制动器磨损剩余量输送含摩擦片磨损控制功能的EBS控制器内，通过EBS控制器的制动力分配，最终实现各个桥的制动蹄片摩擦均匀和同步。从而延长了制动器蹄片寿命，提升了车辆安全性。
Description
技术领域
本发明涉及整车电子控制技术领域，尤其涉及一种车辆制动器磨损状态监控系统及方法。
背景技术
随着智能化、信息化及安全性要求的不断提高，传统车辆完全依靠人为判断是否该换制动蹄片或者直到制动失效时才发现蹄片磨损过度，对人身安全造成很大的伤害。
制动力分配无精准参照，只是根据当时的转弯、制动踏板情况，对制动力实现分配，没有全面考虑车辆的先天缺陷或者驾驶员驾驶习惯，可能造成磨损严重的蹄片磨损越来严重的情况，造成蹄片的过早失效，对车主造成一定的经济损失。
发明内容
本发明提供一种延长了制动器蹄片寿命，提升了车辆安全性的车辆制动器磨损状态监控系统，包括：底盘控制器、多个感应制动器磨损状态的磨损传感器以及中控智能显示屏；
底盘控制器分别与每个磨损传感器连接，获取每个磨损传感器感应的电压信号，并将电压信息根据预设方式转换为制动器蹄片的原始磨损剩余量数据；
底盘控制器与中控智能显示屏通过CAN线连接；
中控智能显示屏显示底盘控制器发送的制动器蹄片实际磨损剩余量及剩余行驶里程最少的蹄片状态数据；
中控智能显示屏还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器执行所述控制信息；
当剩余行驶里程或磨损剩余量最少的蹄片状态数据低于预设阈值时，中控智能显示屏发出报警提示信息。
进一步需要说明的是，还包括：EBS控制器；
底盘控制器通过CAN总线方式与EBS控制器连接，将制动器的剩余磨损量发送给EBS控制器，使EBS控制器根据制动器当前的剩余磨损量实现制动力分配。
进一步需要说明的是，还包括：存储器；
底盘控制器还用于获取制动器保养周期初始时刻对应的车辆行驶里程、蹄片磨损剩余量、出厂校准时的偏差值、每次下电时的磨损剩余量，并储存至存储器。
本发明还提供一种车辆制动器磨损状态监控方法，方法包括：
底盘控制器接收每个磨损传感器的电压信号，经处理得到制动器原始磨损剩余量数据；
底盘控制器将制动器实际磨损剩余量数据发送给中控智能显示屏；
中控智能显示屏对制动器磨损剩余量数据进行显示；当制动器磨损剩余量或剩余行驶里程数据低于预设阈值时，中控智能显示屏发出报警提示信息；
中控智能显示屏还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器执行所述控制信息。
进一步需要说明的是，方法还包括：
底盘控制器配置出厂设置，初始剩余量值设为100％，底盘控制器根据传感器当前剩余量减去100，得到该制动器的校准偏差值，消除系统偏差；
后期再更换制动器蹄片时，底盘控制器会将该制动器的传感器原始磨损剩余量减去上述的制动系校准偏差，得到该制动器蹄片的实际磨损剩余量。并将此时的实际剩余量及车辆行驶里程作为新保养周期的初始磨损剩余量及初始行驶里程。
进一步需要说明的是，配置底盘控制器与每个磨损传感器的检测通信通道；
判断当前车辆制动器个数是否小于系统最大允许检测通信通道个数；
若小于，则多余通道赋予一定值，系统识别为无此传感器，对其不进行故障诊断；
配置每个检测通信通道所对应的磨损传感器以及制动器。
进一步需要说明的是，当底盘控制器持续预设时长未接收到磨损传感器发送的数据信息，或者接收到磨损传感器发送的电压数据信息超出预设传感阈值时，底盘控制器判断当前磨损传感器位故障状态，并通过中控智能显示屏发出报警提示。
进一步需要说明的是，每个蹄片的剩余里程计算有两种模式，
第一种，底盘控制器实时检测每个蹄片的实际磨损剩余量和车辆当前行驶里程，根据该蹄片的初始磨损剩余量和初始车辆行驶里程，通过一定算法，得到每个蹄片的剩余里程。
第二种，根据用户输入的每个蹄片的需更换行驶里程信息，减去车辆当前已行驶里程，得到每个蹄片的剩余里程。
进一步需要说明的是，当制动器的蹄片更换后，底盘控制器自动判断蹄片被更换，并存储新一轮保养周期的初始状态。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的系统和方法中，通过位移式的磨损传感器实现制动蹄片的磨损剩余量的监控，并实现磨损报警和制动蹄片寿命预测，通过CAN将各制动器磨损剩余量输送含摩擦片磨损控制功能的EBS控制器内，通过EBS控制器的制动力分配，最终实现各个桥的制动蹄片摩擦均匀和同步。从而延长了制动器蹄片寿命，提升了车辆安全性。
本发明提供的系统和方法中，还可以实现制动器磨损情况检测、过度磨损报警以及剩余里程提醒，并将磨损情况实时显示，以及协助EBS控制器完成制动力的合理分配；以达到智能提醒换蹄片时刻，延长了制动器蹄片寿命，保障人员的安全性，车辆运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为车辆制动器磨损状态监控系统示意图；
图2为车辆制动器磨损状态监控方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1所示，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。
本发明提供的车辆制动器磨损状态监控系统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。
本发明提供的车辆制动器磨损状态监控系统涉及的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本发明提供的车辆制动器磨损状态监控系统中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
具体来讲，本发明提供的车辆制动器磨损状态监控系统包括：底盘控制器(1)、多个感应制动器磨损状态的磨损传感器(2)以及中控智能显示屏(3)；
底盘控制器(1)分别与每个磨损传感器(2)连接，获取每个磨损传感器(2)感应的电压信号，并将电压信息根据预设方式转换为制动器原始磨损剩余量数据；底盘控制器(1)与中控智能显示屏(3)通过CAN线连接；中控智能显示屏(3)显示底盘控制器(1)发送的制动器实际磨损剩余量及剩余行驶里程最少的蹄片状态数据；中控智能显示屏(3)还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器(1)执行所述控制信息；当剩余行驶里程最少的或者磨损剩余量最小的蹄片数据低于预设阈值时，中控智能显示屏(3)发出报警提示信息。
这里实现了底盘控制器1接收及处理磨损传感器2的信号，实现对蹄片磨损剩余量的计算；当磨损最严重的蹄片小于一定阈值时，通过CAN发送给仪表3报警信息，提醒驾驶员更换制动蹄片。系统具有自学习算法，计算每个制动蹄磨损量对应的续驶里程，或基于预设的制动器总行驶里程量计算续驶里程，可以判断制动器的状态，保证车辆稳定运行，保障人员安全。
为了能够将车辆数据进行储存，系统还包括：存储器；底盘控制器(1)还用于获取制动器保养周期初始时刻对应的车辆行驶里程、蹄片磨损剩余量、出厂校准时的偏差值、每次下电时的磨损剩余量，并储存至存储器。
对于底盘控制器1来讲，底盘控制器1可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal ProcessingDevice)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。
中控智能显示屏3可以用作输入装置和输出装置。中控智能显示屏3可以包括液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD，Thin FilmTransistor-LCD)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为透明有机发光二极管(TOLED)显示器等等。
中控智能显示屏3可以起到对用户的报警提示的作用，还可以显示车辆的运行状态以及行驶状态等等。
本发明中车辆还涉及EBS控制器4；底盘控制器1通过CAN总线方式与EBS控制器4连接，将制动器的剩余磨损量发送给EBS控制器4，使EBS控制器4根据制动器当前的剩余磨损量实现制动力分配。EBS控制器4具有电控气动制动、制动防抱死和牵引力控制等功能，这里起到的作用是，底盘控制器1将制动器的剩余磨损量发送给EBS控制器4，实现协助EBS控制器4制动力分配的作用，基于制动器的蹄片磨损状态对制动的有效控制，保证车辆稳定运行，保障人员安全。
基于上述系统本发明还提供一种车辆制动器磨损状态监控方法，如图2所示，方法包括：
底盘控制器1接收每个磨损传感器2的电压信号，并得到制动器原始磨损剩余量数据；
底盘控制器1将制动器实际磨损剩余量数据发送给中控智能显示屏3；
中控智能显示屏3对制动器磨损剩余量数据进行显示；当制动器磨损剩余量数据低于预设阈值时，中控智能显示屏3发出报警提示信息；
中控智能显示屏3还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器1执行所述控制信息。
作为本发明的一种实施例，底盘控制器配置出厂设置功能，实现对制动器系统偏差进行校核，并保证车辆出厂时初始剩余量值为100％；具体的，车辆出厂设置时，底盘控制器根据传感器当前剩余量减去100，得到该制动器的校准偏差值；
出厂后户用再次更换制动器蹄片时，底盘控制器都会将该制动器传感器当前磨损剩余量减去上述的制动系校准偏差，得到该制动器蹄片的实际磨损剩余量。
为了保证系统内部通信正常，避免相互干扰，系统配置底盘控制器1与每个磨损传感器2的检测通信通道；判断当前车辆制动器个数是否小于系统最大允许检测通信通道个数；若小于，则当前检测通信通道满足检测要求；配置每个检测通信通道所对应的磨损传感器2以及制动器。未使用的通信通道为空缺的通道，则赋值缺省值255，表示无传感器，通信通道无效。
在进行检测过程中，当底盘控制器1持续预设时长未接收到磨损传感器2发送的数据信息，也就是磨损传感器2所感应的数据经过一定时间段后，底盘控制器1未接收到，这里可能是通信线路的故障，也可能是传感器的故障，这时，可以发出报警信息，让用户知晓。
当接收到磨损传感器2发送的电压数据信息超出预设传感阈值时，底盘控制器1判断当前磨损传感器2位故障状态，并通过中控智能显示屏3发出报警提示。也就是磨损传感器2感应的电压数据超出一定范围，属于非正常数据，可能是基于外界干扰造成，或者传感器损坏造成等等，这也需要中控智能显示屏3发出报警提示，避免影响用户正常使用。
系统中，设置换蹄片初始状态判断，每个蹄片设置自学习算法模块，实现各蹄片每次更换时的初始状态磨损剩余量、初始车辆里程数据的获取，进一步实现对各自蹄片剩余里程的计算的功能。
具体的，根据上次驾驶循环下电时该蹄片的剩余量小于此次上电时该蹄片剩余量一定阈值时，判断为该制动器蹄片被更换，此时的蹄片状态为新保养周期的初始状态，将此时该蹄片的实际磨损剩余量及车辆行驶里程存入EEPROM,作为此蹄片本保养周期的初始值。
系统中，续驶里程的计算，第一种方式，自学习模式生效时，具体的，根据系统实时检测到的实际蹄片磨损剩余量、车辆行驶里程，分别减去初始磨损剩余量、初始车辆行驶里程，得到磨损剩余量的变化量以及车辆行驶里程的变化量，判断蹄片磨损剩余量变化量是否小于一定阈值时，小于时，剩余里程依据标定表的值；当大于一定阈值时，将里程变化量除以磨损剩余量变化量，再乘以蹄片磨损剩余量，进一步与标定表的值的值取小。
续驶里程的计算，第二种方式，当中控屏输入每蹄片的可行驶里程模式有效时，则用户写入总里程减去当前保养周期内车辆已行驶里程，得到该蹄片的剩余行驶里程。
底盘控制器1获取制动器中每个蹄片剩余里程数据，依据磨损剩余量或者剩余里程查找状态最差的蹄片，并将其剩余行驶里程作为续驶里程，通过中控智能显示屏3显示提醒。
底盘控制器1根据各蹄片剩余里程和磨损剩余量，判断保养提醒级别，通过显示屏显示各个蹄片的保养建议，不需更换、建议更换和必须更换。
基于本发明提供的系统和方法，通过位移模拟式的磨损传感器实现制动蹄片的磨损剩余量的监控，并实现磨损报警和制动蹄片寿命预测，通过CAN将各制动器磨损剩余量输送含摩擦片磨损控制功能的EBS控制器内，通过EBS控制器的制动力分配，最终实现各个桥的制动蹄片摩擦均匀和同步。从而延长了制动器蹄片寿命，提升了车辆安全性。
还可以实现制动器磨损情况检测、过度磨损报警以及剩余里程提醒，并将磨损情况实时显示，以及协助EBS控制器完成制动力的合理分配；以达到智能提醒换蹄片时刻，延长了制动器蹄片寿命，保障人员的安全性，车辆运行的稳定性。
本发明提供的车辆制动器磨损状态监控系统是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。
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)
1.一种车辆制动器磨损状态监控系统，其特征在于，包括：底盘控制器(1)、多个感应制动器磨损状态的磨损传感器(2)以及中控智能显示屏(3)；
底盘控制器(1)分别与每个磨损传感器(2)连接，获取每个磨损传感器(2)感应的电压信号，并将电压信息根据预设方式转换为制动器蹄片的原始磨损剩余量数据；
底盘控制器(1)与中控智能显示屏(3)通过CAN线连接；
中控智能显示屏(3)显示底盘控制器(1)发送的制动器蹄片实际磨损剩余量及剩余行驶里程最少的蹄片状态数据；
中控智能显示屏(3)还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器(1)执行所述控制信息；
当剩余行驶里程或磨损剩余量最少的蹄片状态数据低于预设阈值时，中控智能显示屏发出报警提示信息。
2.根据权利要求1所述的车辆制动器磨损状态监控系统，其特征在于，
还包括：EBS控制器(4)；
底盘控制器(1)通过CAN总线方式与EBS控制器(4)连接，将制动器的剩余磨损量发送给EBS控制器(4)，使EBS控制器(4)根据制动器当前的剩余磨损量实现制动力分配。
3.根据权利要求1所述的车辆制动器磨损状态监控系统，其特征在于，
还包括：存储器；
底盘控制器(1)还用于获取制动器保养周期初始时刻对应的车辆行驶里程、蹄片磨损剩余量、出厂校准时的偏差值、每次下电时的磨损剩余量，并储存至存储器。
4.一种车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，方法包括：
底盘控制器(1)接收每个磨损传感器(2)的电压信号，经处理得到制动器蹄片原始磨损剩余量数据；
底盘控制器(1)将制动器实际磨损剩余量数据发送给中控智能显示屏(3)；
中控智能显示屏对制动器磨损剩余量数据进行显示；当制动器磨损剩余量或剩余行驶里程数据低于预设阈值时，中控智能显示屏发出报警提示信息；
中控智能显示屏(3)还获取用户输入的控制信息，并传输给底盘控制器(1)执行所述控制信息。
5.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，
方法还包括：
底盘控制器配置出厂设置，初始剩余量值设为100％，底盘控制器根据传感器当前剩余量减去100，得到该制动器的校准偏差值，消除系统偏差。
6.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，方法还包括：
后期再更换制动器蹄片时，底盘控制器都会将该制动器的传感器当前剩余量减去上述的制动系校准偏差，得到该制动器蹄片的实际剩余量，并将此时的实际剩余量及车辆行驶里程作为新保养周期的初始磨损剩余量及初始行驶里程。
7.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，
底盘控制器实时检测每个蹄片的磨损剩余量和车辆当前行驶里程，根据该蹄片的初始磨损剩余量和初始车辆行驶里程，通过自学习算法，得到每个蹄片的剩余里程，或者根据用户输入需保养总里程减去已行驶里程得每个蹄片的剩余里程。
8.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，
底盘控制器(1)获取制动器中每个蹄片剩余里程数据，依据磨损剩余量或者依据剩余里程，将磨损剩余量或者剩余里程最小的蹄片，判断为状态最差蹄片，并通过中控智能显示屏(3)显示状态最差蹄片的信息；
底盘控制器(1)根据各蹄片剩余里程和磨损剩余量，判断保养提醒级别，通过显示屏显示各个蹄片的保养建议，不需更换、建议更换和必须更换。
9.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，
配置底盘控制器(1)与每个磨损传感器(2)的检测通信通道；
判断当前车辆制动器个数是否小于系统最大允许检测通信通道个数；
若小于，则多余通道赋予一定值，系统识别为无此传感器，对其不进行故障诊断；
配置每个检测通信通道所对应的磨损传感器(2)以及制动器。
10.根据权利要求4所述的车辆制动器磨损状态监控方法，其特征在于，
当底盘控制器(1)持续预设时长未接收到磨损传感器(2)发送的数据信息，或者接收到磨损传感器(2)发送的电压数据信息超出预设传感阈值时，底盘控制器(1)判断当前磨损传感器(2)位故障状态，并通过中控智能显示屏(3)发出报警提示。
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