CN115352426B - 一种基于线控制动的失效保护方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于线控制动的失效保护方法和系统，包括根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩，以降低车辆助力时的制动效能的损失。利用本发明所述的系统和方法，可较准确地区分出车辆是否哪种助力异常状态，并基于车辆实际情况，相应的施加驻车制动，减少因制动效能失效而导致的车辆事故。
Description
技术领域
本发明属于线控制动技术领域，具体涉及一种基于线控制动的失效保护方法和系统。
背景技术
目前线控制动已经逐渐成为车辆主流制动系统方案，一方面，线控制动系统具有快速的制动响应，可调节的制动踏板特性，与辅助驾驶功能有更好的适配性，这些相对于传统制动方案都更具优势。但另一方面则是线控制动正常工作所需条件相对于传统制动方案会更多，当某一条件不满足时，相对于传统制动方案更容易出现制动失效。例如：当某一制动管断裂时，处于单回路失效状态，其制动效能只有正常状态的50％，当制动液泄露导致储液罐制动液面高度低时，线控制动处于助力失效状态，其制动效能只有正常状态的30％左右，当上述两失效同时出现时，其制动效能只有正常状态的20％，以上三种失效的性能恶化程度不同，但对于驾驶员而言却是无法预知的，虽然制动失效时仪表上有报警灯警示，但只有在停车过程中才能感觉到车辆减速度到底下降了多少，对驾驶员操作经验，救险水平是非常高的考验。
CN103496357A公开了一种车辆线控制动系统应急制动装置，它包括制动系统控制单元、备用控制单元、供电电源、三极管和分别制动车辆车轮的制动执行器以及与制动踏板相控制连接并且当驾驶员踩下制动踏板时其闭合的制动灯开关，备用控制单元具有供电端a、三极管控制端b、连接端c和连接端d，制动灯开关连接在连接端d上；制动系统控制单元连接在连接端c上；供电电源连接在供电端a上，并且还连接在三极管的集电极上；三极管的基极连接在三极管控制端b上，三极管的发射极分别与多个制动执行器相连接。当车辆线控制动系统失效时，该专利能够提供有效地应急制动功能，并且结构简单，成本低廉，对现有的车辆线控制动系统改动较少。但其基本原理是对控制部分和供电部分进行备份，而对制动液压部分的失效叠加无法做出有效的性能弥补。
发明内容
为了解决当车辆处于不同失效状态时，识别车辆是否处于危险情况并根据驾驶员制动需求，通过电子驻车系统进行相应性能弥补，以便减少因制动效能剧烈衰减而引起的车辆事故，本发明提出了一种基于线控制动的失效保护方法和系统。
实现本发明目的之一的一种基于线控制动的失效保护方法，包括如下步骤：
S1、根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；
S2、当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩。
所述车辆的助力异常状态包括：助力衰减状态、助力失效状态、单回路失效状态，车辆有可能处于其中一种状态，也有可能同时处于其中多种状态，如车辆同时处于单回路失效状态和助力失效状态。
从制动效能上来看，车辆同时处于单回路失效状态和助力失效状态时的制动效能最低；车辆处于助力衰减状态时的制动效能最高；车辆处于单回路失效状态时的制动效能大于车辆处于助力失效状态时的制动效能。
进一步的技术方案包括：所述步骤S1中的助力异常状态包括助力衰减状态，其判断方法为：
当线控制动装置的供电电压大于助力失效下限值U2，小于助力正常工作值U1，则认为车辆处于助力衰减状态；
或者根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值，当制动回路压力大于助力衰减门限值，且小于助力正常门限值时，则认为车辆处于助力衰减状态。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态包括单回路失效状态，其判断方法包括：
S201、根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值；
S202、当制动回路压力小于助力衰减门限值时表示当前车辆处于助力失效状态，此时分别隔断两个制动回路；当其中一个回路隔离后，如果车辆的助力状态恢复到助力衰减状态或正常助力状态则认为当前车辆助力状态处于单回路失效状态。
更进一步的技术方案包括：所述步骤S202中判断车辆的助力状态是否恢复到助力衰减状态或正常助力状态的方法包括：
根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值；当制动回路压力大于助力衰减门限值且小于助力正常值，则认为车辆的助力状态恢复到助力衰减状态；当制动回路压力大于助力正常值时，则认为车辆的助力状态恢复到助力正常状态。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态包括助力失效状态，其判断方法包括：
当线控制动装置的供电电压小于助力失效下限值U2时，则认为车辆处于助力失效状态；
或者，当储液罐制动液面高度小于助力失效下限值L1时，则认为车辆处于助力失效状态；
或者，当制动回路压力小于助力衰减门限值时表示当前车辆处于助力失效状态，此时依次分别隔断两个制动回路；在制动回路隔离过程中，如果车辆的助力状态不能恢复到助力衰减状态或正常助力状态则认为当前车辆助力状态处于助力失效状态。
更进一步的技术方案包括：上述当其中一个回路隔离后，判断当前车辆助力状态处于助力失效状态的方法包括：
根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值，其中助力正常门限值大于助力衰减门限值；当制动回路压力小于助力衰减门限值，则认为当前车辆处于助力失效状态。
进一步的技术方案包括：所述步骤S2中，不同的助力异常状态损失的制动效能不同，驻车制动根据损失的制动效能采取不同的辅助制动力矩，最终保证车辆实际制动效能的损失小于一定比例，从而提升车辆驾驶的安全性。
实现本发明目的之二的一种基于线控制动的失效保护系统，包括助力异常状态判断模块、驻车制动辅助模块；
所述助力异常状态判断模块用于根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；
判断车辆助力异常状态的技术效果是为了得到车辆制动效能的损失，不同的车辆助力异常状态对应不同的制动效能的损失。
所述驻车制动辅助模块用于当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩。
当车速、制动主缸压力都大于设定的阈值时，根据从各传感器得到的数据判断车辆具体处于哪个助力异常状态，不同的助力异常状态损失的制动效能不同，驻车制动采取的辅助制动力矩相应也是不同的。
驻车制动辅助模块的技术效果是为了保证车辆实际制动效能的损失小于一定比例，提升车辆驾驶的安全性。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态判断模块包括第一助力衰减或失效状态判断模块，用于根据线控制动装置的供电电压及其助力失效下限值U2、助力正常工作值U1判断车辆是否处于助力衰减状态或助力失效状态。
更进一步的技术方案包括：当线控制动装置的供电电压小于助力失效下限值U2，则认为车辆处于助力失效状态；当线控制动装置的供电电压大于助力失效下限值U2且小于助力正常工作值U1，则认为车辆处于助力衰减状态。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态判断模块包括第二助力衰减或失效状态判断模块，用于根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值；根据制动回路压力与助力衰减门限值和助力正常门限值进行对比，判断车辆是否处于助力衰减状态、助力失效状态和助力正常状态。
更进一步的技术方案包括：当制动回路压力大于助力衰减门限值且小于助力正常值时，则认为车辆处于助力衰减状态；当制动回路压力小于助力衰减门限值时，则认为车辆处于助力失效状态。
要说明的是，上述助力衰减门限值和助力正常值并非固定值，与当前的制动踏板行程相关，不同的制动踏板行程对应不同的助力衰减门限值和助力正常值。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态判断模块包括单回路失效判断模块，用于当车辆处于助力失效状态时分别隔断两个制动回路，当其中一个回路隔离后，判断车辆是否恢复到助力衰减状态，或者助力失效状态，或者助力正常状态，进而根据判断结果判定车辆的助力状态是否处于单回路失效状态。
更进一步的技术方案包括：当其中一个回路隔离后，如果车辆的助力状态恢复到助力衰减状态或者助力正常状态时，则判定车辆处于单回路失效状态。
进一步的技术方案包括：所述助力异常状态判断模块包括助力失效状态判断模块，用于根据储液罐制动液面高度、储液罐制动液面高度下限值判断车辆是否处于助力失效状态。
更进一步的技术方案包括：当储液罐制动液面高度小于储液罐制动液面高度下限值时，则认为车辆处于助力失效状态。
利用本发明所述的系统和方法，可较准确地区分出车辆是否哪种助力异常状态，并基于车辆实际的驾驶状况，相应的施加驻车制动，减少因制动效能失效而导致的车辆事故。
附图说明
图1是本发明所述方法的实施例的示意图；
图2是本发明所述方法的制动踏板行程与制动回路压力的关系图；
图3是本发明所述方法的主缸压力、车辆助力异常状态与驻车力矩的关系示意图。
具体实施方式
下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合图2～3讲述本发明所述方法的一个实施例。
S1、根据制动踏板行程、储液罐制动液面高度、制动回路压力和线控制动装置的供电电压判断车辆的助力状态是否异常；
所述车辆的助力异常状态包括：助力衰减状态、助力失效状态、单回路失效状态，车辆有可能处于其中一种状态，也有可能同时处于其中多种状态，如车辆同时处于单回路失效状态和助力失效状态。
不同的助力异常状态对应不同的制动效能；当车辆处于助力衰减状态时，此时制动效能相对于正常状态有所降低；当车辆处于单回路助力失效状态时，此时制动效能只有正常状态的50％左右；当车辆处于助力失效状态，此时制动效能只有正常状态的30％左右；当车辆即满足助力失效状态的条件又满足单回路助力失效的条件时，即车辆同时处于助力失效状态和单回路助力失效状态，此种状态下的制动效能只有正常状态的20％左右。要说明的是，上述的制动效能并不是固定值，车辆不一样，失效后剩余的效能也不一样。
本实施例中，助力衰减状态的判断方法有如下两种：
方法1、当线控制动装置的供电电压U低于正常工作电压U1，但高于助力失效电压U2时，则认为当前车辆处于助力衰减状态；本实施例中U1为8.5V，U2为7V，不限于此值；
方法2、获取当前车辆的制动踏板行程与制动回路压力，在车辆行驶过程中，车辆的制动踏板行程与制动回路压力相关，如图2所示，正常情况下制动回路压力大于正常助力门限值，当制动回路压力小于正常助力门限值且大于助力衰减门限值时，则认为当前车辆处于助力衰减状态。
本实施例中，单回路助力失效状态的判断方法为：
获取当前车辆的制动踏板行程与制动回路压力，在车辆行驶过程中，车辆的制动踏板行程与制动回路压力呈线性关系，如图2所示，正常情况下制动回路压力大于正常助力门限，当制动回路压力小于助力衰减门限时，通过电磁阀分别隔断两个制动回路，当其中一个回路隔离后，如图2所示的车辆的制动踏板行程与制动回路压力曲线中，当前的制动回路压力大于助力衰减门限的值或者大于正常助力门限值，则认为车辆处于单回路助力失效状态。
本实施例中，制动回路压力的正常门限值根据车辆制动系统方案测得，且考虑零部件一致性差异和制动排气差异后设定的；制动回路压力的助力衰减门限值综合考虑车辆长期使用后各种磨损和效能降低后，基于保证驾驶安全而设定的，本发明不限于此设定方法。
本实施例中，助力失效状态的判断方法有三种：
方法1、获取当前车辆的制动踏板行程与制动回路压力，在车辆行驶过程中，车辆的制动踏板行程与制动回路压力呈线性关系，如图2所示，正常情况下制动回路压力大于正常助力门限，当制动回路压力小于助力衰减门限时，通过电磁阀分别隔断两个制动回路，当其中一个回路隔离后，如图2所示的车辆的制动踏板行程与制动回路压力曲线中，制动回路压力小于助力衰减门限的值，则认为车辆处于助力失效状态。
方法2、获取线控制动装置的供电电压U，当供电电压U低于助力失效电压U2时，则认为车辆处于助力失效状态；本实施例中助力失效电压U2为7V，但不限于此值；
方法3、获取制动储液罐的制动液面高度L，当制动液面高度L低于助力失效高度L1时，则认为车辆处于助力失效状态；每台车辆是根据制动系统参数来设计储液罐液量的，以保证在制动过程中储液罐有足够液量能进入到制动回路中，因此每台车的助力失效高度L1并不相同，在本发明中对此不作限定，根据实际情况设定L1的值。
S2、当车辆助力状态异常时，且车辆车速大于第一阈值V1、制动主缸压力大于第二阈值P1时，根据车辆车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩。
本实施例中，当主缸压力和车速都大于设定的阈值时，根据各传感器判断车辆具体处于哪个助力异常状态，不同的助力异常状态损失的制动效能不同，如图3所示；驻车制动采取的辅助制动力矩相应也是不同的。本实施例中的每种助力衰减或失效状态下的制动效能的损失如下：当处于助力衰减状态时，损失大约20％制动效能；当处于单回路失效状态时，损失大约50％制动效能；当处于助力失效状态时，损失大约70％制动效能；当同时处于单回路助力失效和助力失效状态时，损失大约85％制动效能；根据制动效能的损失程度不同，驻车制动采取不同的辅助制动力矩，以保证车辆实际效能损失小于10％，从而提升车辆驾驶的安全性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供一种基于线控制动的失效保护系统的实施例，如图1所示，该系统包括助力异常状态判断模块、驻车制动辅助模块；
助力异常状态判断模块用于根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；
驻车制动辅助模块用于当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩。当车速、制动主缸压力都大于设定的阈值时，根据从各传感器得到的数据判断车辆具体处于哪个助力异常状态，不同的助力异常状态损失的制动效能不同，驻车制动采取的辅助制动力矩相应也是不同的。
助力异常状态判断模块包括第一助力衰减或失效状态判断模块，用于根据线控制动装置的供电电压及其助力失效下限值U2、助力正常工作值U1判断车辆是否处于助力衰减状态或助力失效状态。当线控制动装置的供电电压小于助力失效下限值U2，则认为车辆处于助力失效状态；当线控制动装置的供电电压大于助力失效下限值U2且小于助力正常工作值U1，则认为车辆处于助力衰减状态。
助力异常状态判断模块包括第二助力衰减或失效状态判断模块，用于根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值；根据制动回路压力与助力衰减门限值和助力正常门限值进行对比，判断车辆是否处于助力衰减状态、助力失效状态和助力正常状态。当制动回路压力大于助力衰减门限值且小于助力正常值时，则认为车辆处于助力衰减状态；当制动回路压力小于助力衰减门限值时，则认为车辆处于助力失效状态。
助力异常状态判断模块包括单回路失效判断模块，用于当车辆处于助力失效状态时分别隔断两个制动回路，当其中一个回路隔离后，如果车辆的助力状态恢复到助力衰减状态或者助力正常状态时，则判定车辆处于单回路失效状态。
助力异常状态判断模块包括助力失效状态判断模块，用于根据储液罐制动液面高度、储液罐制动液面高度下限值判断车辆是否处于助力失效状态。当储液罐制动液面高度小于储液罐制动液面高度下限值时，则认为车辆处于助力失效状态。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种基于线控制动的失效保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；
S2、当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩；
所述助力异常状态包括助力失效状态，其判断方法包括：
当线控制动装置的供电电压小于助力失效下限值U2时，则认为车辆处于助力失效状态；
或者，当储液罐制动液面高度小于助力失效下限值L1时，则认为车辆处于助力失效状态；
或者，当制动回路压力小于助力衰减门限值时表示当前车辆处于助力失效状态，此时依次分别隔断两个制动回路；在制动回路隔离过程中，如果车辆的助力状态不能恢复到助力衰减状态或正常助力状态则认为当前车辆助力状态处于助力失效状态。
2.如权利要求1所述的基于线控制动的失效保护方法，其特征在于，所述助力异常状态包括助力衰减状态，其判断方法为：
当线控制动装置的供电电压大于助力失效下限值U2，小于助力正常工作值U1，则认为车辆处于助力衰减状态；
或者根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值，当制动回路压力大于助力衰减门限值，且小于助力正常门限值时，则认为车辆处于助力衰减状态。
3.如权利要求1所述的基于线控制动的失效保护方法，其特征在于，所述助力异常状态包括单回路失效状态，其判断方法包括：
S201、根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值；
S202、当制动回路压力小于助力衰减门限值时表示当前车辆处于助力失效状态，此时分别隔断两个制动回路；当其中一个回路隔离后，如果车辆的助力状态恢复到助力衰减状态或正常助力状态则认为当前车辆助力状态处于单回路失效状态。
4.如权利要求3所述的基于线控制动的失效保护方法，其特征在于，步骤S202中判断车辆的助力状态是否恢复到助力衰减状态或正常助力状态的方法包括：
根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值；当制动回路压力大于助力衰减门限值且小于助力正常值，则认为车辆的助力状态恢复到助力衰减状态；当制动回路压力大于助力正常值时，则认为车辆的助力状态恢复到助力正常状态。
5.如权利要求1所述方法的基于线控制动的失效保护系统，其特征在于，包括助力异常状态判断模块、驻车制动辅助模块；
所述助力异常状态判断模块用于根据与制动相关的多个参数判断车辆的助力状态是否异常；
所述驻车制动辅助模块用于当车辆助力状态异常时，根据车速、制动主缸压力和当前车辆所处的助力异常状态，对驻车制动施加不同的辅助制动力矩。
6.如权利要求5所述的基于线控制动的失效保护系统，其特征在于，所述助力异常状态判断模块包括第一助力衰减或失效状态判断模块，用于根据线控制动装置的供电电压及其助力失效下限值U2、助力正常工作值U1判断车辆是否处于助力衰减状态或助力失效状态。
7.如权利要求5所述的基于线控制动的失效保护系统，其特征在于，所述助力异常状态判断模块包括第二助力衰减或失效状态判断模块，用于根据制动踏板行程得到车辆当前驾驶状态下的制动回路压力的助力衰减门限值和助力正常门限值；根据制动回路压力与助力衰减门限值和助力正常门限值进行对比，判断车辆是否处于助力衰减状态、或助力失效状态或助力正常状态。
8.如权利要求7所述的基于线控制动的失效保护系统，其特征在于，所述助力异常状态判断模块包括单回路失效判断模块，用于当车辆处于助力失效状态时分别隔断两个制动回路，当其中一个回路隔离后，判断车辆是否恢复到助力衰减状态，或者助力失效状态，或者助力正常状态，进而根据判断结果判定车辆的助力状态是否处于单回路助力失效状态。
9.如权利要求5所述的基于线控制动的失效保护系统，其特征在于，所述助力异常状态判断模块包括助力失效状态判断模块，用于根据储液罐制动液面高度、储液罐制动液面高度下限值判断车辆是否处于助力失效状态。
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