CN116605203A - 一种车辆制动失效的检测和控制方法及制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆制动失效的检测和控制方法，包括，在车辆制动失效且整车没有报出制动系统故障时；进入制动器卡钳间隙故障处理流程，判断是否为制动器卡钳间隙故障并对制动器卡钳间隙故障进行故障消除操作。本发明的优点在于：对制动系统的失效故障可以准确的检测出失效类型并给出报警提醒；同时每种失效类型通过不同的控制策略来保证制动系统提供可靠的制动力，保证系统的安全制动；无硬件系统的改进，将方法集成在制动系统中即可实现，硬件成本为0，实现方便可靠。

Description

一种车辆制动失效的检测和控制方法及制动系统

技术领域

本发明涉及汽车制动控制领域，特别涉及一种车辆制动失效的检测和控制方法。

背景技术

汽车制动失效会影响汽车的安全行驶，在汽车制动失效时需要检测失效原因进行报警，还需要尽可能的提供制动，保证汽车的安全制动。如专利申请号为202210938690.X的一种制动失效工况下车辆漂移避撞控制方法及系统，公开了包括：根据车辆实际纵向制动力参数与期望纵向制动力参数得到制动失效等级；根据车辆制动失效等级得到车辆当前状态下的纵向碰撞风险指标；基于高精度制动失效车辆动力学模型计算纵向碰撞风险指标，以根据指标计算结果确定失效车辆飘逸控制策略；执行失效车辆飘逸控制策略并输出相应的动作指令，以在漂移控制触发后将动作指令发送至车辆执行器。本发明可以可以在车辆制动失效后自主决策、控制，避免因制动失效导致碰撞事故。可控制制动失效车辆通过漂移操作改变车身姿态，利用侧向力完成快速制动和避撞操作，提升了智能车辆对制动失效的应急能力和备份水平。

上述专利中虽然公开了一种在制动失效下的控制策略实现应急安全行驶，不论何种控制策略，其基础是要基于检测到的制动失效故障信号，准确可靠的检测车刹车失灵及其原因才是控制策略可以执行的基础。

在现有技术中制动失效包括至少两个方面：

1、车辆长时间处于某些特殊路面行驶(颠簸路面和绕8字等)，因车辆的横向摆动，会导致制动器卡钳回位，与制动盘间的间隙变大，当回位过度，驾驶员刹车时，整车无任何减速度，制动失灵。

2、由于车辆底盘发生磕碰等造成制动回路失效，导致交通事故的发生。

在面对刹车失灵时，准确检测出刹车失灵的原因才能准确的给出应对策略，如何快速准确的检测出刹车失效状态并给出对应策略对于车辆的安全至关重要，现有技术中虽然有技术可以识别到失效，但是对于失效的分类及应对策略不足，无法保护车辆的行驶安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确可靠车辆制动失效的检测和控制方法，用于对制动失效进行有效地准确地识别并给出对应的控制策略保证驾驶安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：包括，在车辆制动失效且整车没有报出制动系统故障时；进入制动器卡钳间隙故障处理流程，判断是否为制动器卡钳间隙故障并对制动器卡钳间隙故障进行故障消除操作。

车辆制动失效判断方法包括：在检测到制动踏板踩下后，检测车速信号并转换成车辆减速度，当减速度没有达到踏板行程对应的车辆减速度数值时，判断车辆制动失效。

在判断是否为制动器卡钳间隙故障并对制动器卡钳间隙故障进行故障消除操作包括：再次主动建压一次，并检测车辆在建压后的减速度，若减速度大于设定目标阈值则判断此时是制动器卡钳间隙故障，通过主动建议消除卡钳间隙；否则判断非制动器卡钳间隙故障。

在判断非制动器卡钳间隙故障后进入单回路泄露故障判断流程，在该流程下：关闭LFRR回路、RFLR回路中任一回路后进行主动建压，若减速度大于设定目标阈值则判断被关闭的回路为单回路泄露故障。

在单回路泄露故障下，制动系统中的电控单元控制关闭LFRR回路、RFLR回路中泄露故障回路的增压阀，然后再主动建压进行制动。

若LFRR回路、RFLR回路均无泄露故障，则判断为制动系统失效故障，制动系统直接通过主动建压进行制动。

在单回路泄露故障下关闭泄露故障回路的增压阀后再主动建压制动或制动系统失效故障下直接通过主动建压进行制动，若整车减速度达到制动踏板行程对应的减速度，则则结束主动增压控制，否则电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动。

在判断车辆处于单回路泄露故障、制动系统失效故障时通过报警系统发出报警提醒。

一种车辆制动系统，所制动系统采用车辆制动失效的检测和控制方法对车辆进行制动检测和控制。

本发明的优点在于：对制动系统的失效故障可以准确的检测出失效类型并给出报警提醒；同时每种失效类型通过不同的控制策略来保证制动系统提供可靠的制动力，保证系统的安全制动；无硬件系统的改进，将方法集成在制动系统中即可实现，硬件成本为0，实现方便可靠。

1、当检测到卡钳间隙变大等原因，车辆无制动时，电控单元控制电机再次建压，消除卡钳间隙后加压，防止了因卡钳间隙过大造成的制动失灵，提升了车辆制动系统的安全性能；

2、如果电控制动系统通过再次建压车辆仍然没有达到预期的减速制动时，电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动以达到车辆快速减速停车的目的。

3、本发明是在不增加任何硬件成本的基础上实现的。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明一种防止车辆制动失效的检测和控制方法流程图；

图2是本发明检测为LF&RR单回路失效下再次建压消除卡钳间隙的控制示意图；

图3是本发明检测为RF&LR单回路失效下再次建压消除卡钳间隙的控制示意图；

图4是本发明检测为没有回路失效下再次建压消除卡钳间隙的控制示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种车辆制动失效的检测和控制方法，整车行驶过程中，制动系统发生失效时，通过解耦式电控制动系统对制动回路逐个检测，锁定制动系统失效形式，点亮报警灯；根据不同的失效形式，采取不同的控制策略，来保证整车的制动力；

整车制动系统失效工况包括：(1)在某些特殊路况下，如粗糙路面或绕8字工况，卡钳回位量过大，造成制动不足；此工况不需要报警；(2)、单制动回路失效；此工况需要报警；(3)、整个制动系统失效；此工况需要报警；

针对工况1，通过再次建压方式，保证整车制动力；针对工况2，通过关闭失效回路后再次建压方式，保证整车制动力；针对工况3，通过请求EPB夹紧或制动能量回收方式，保证整车制动力；

所述的解耦式制动系统，制动踏板和车轮制动是相互独立的，车轮制动压力的调节不影响驾驶员踏板感觉。

在某些路况下，由于制动器卡钳间隙变大等原因，当驾驶员完全踩下制动踏板时车辆没有制动。制动系统识别到车辆实际制动力和驾驶员需求制动力差别过大时，电控制动系统再次建压来实现驾驶员的需求制动力，从而达到车辆的制动减速的目的。如果电控制动系统通过再次建压车辆仍然没有达到预期的减速制动时，电控制动系统会通过控制相关电磁阀进行单回路泄露的判断。如果还是无减速度。电控制动系统则会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动，以达到车辆快速减速停车的目的。从而形成一种车辆制动失效的检测和控制方法：

当系统检测到驾驶员踩下制动踏板，车辆没有达到踏板行程对应的减速度时，并且此时系统没有报出制动系统相关故障提示，系统会再次主动建压一次，如果整车有明显减速度，则判断为制动器卡钳间隙变大导致。如果整车仍然没有达到预期的减速度，则进入判断是否为单回路泄露等原因，系统关闭LFRR回路的隔离阀后主动建压，如果整车有达到预期的减速度，则判断为LFRR回路泄露，同时报出制动系统相关故障，反之如果整车没有达到预期的减速度，则判断为RFLR回路泄露。同时报出制动系统相关故障。系统判断出如果是单回路失效，制动系统中的电控单元(解耦制动系统)控制关闭泄露那路的增压阀，然后再主动建压进行制动，如果整车达到预期的减速度，则结束主动增压控制，若此时整车还不能够减速停车，电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动，以达到车辆快速减速停车的目的。如果不是单回路失效，制动系统中的电控单元(解耦制动系统)则会直接进行主动建压进行制动。防止因卡钳间隙变大造成的制动失灵。如果电控制动系统通过再次建压车辆仍然没有达到预期的减速制动时，电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动，以达到车辆快速减速停车的目的。

如图1所示，一种车辆制动失效的检测和控制方法，包括：

在驾驶员踩下制动踏板后，制动系统检测到制动踏板被踩下，若此时检测车辆制动失效且整车没有报出制动系统故障时，首先进入制动器卡钳间隙故障处理流程，在该流程下检测制动失效是否为制动器卡钳间隙过大造成的并通过再次建压来消除过大的间隙回复制动。若制动未失效，则车辆正常制动工作；限定车辆未发出系统故障的原因是若此时已经发出系统故障了，就不需要再进行故障检测了，在系统未故障且第一次出现失效后，则进入本申请的检测和控制方法步骤。

在本申请中，制动失效是指在检测到制动踏板踩下后，检测车速信号并转换成车辆减速度，当车辆减速度没有达到踏板行程对应的车辆减速度数值时，判断车辆制动失效。也就是说制动踏板踩下后通过车辆计算得到的车辆减速度小于制动踏板形成对应的车辆减速度阈值，则判断为制动失效。

在车辆失效后，本申请按照如下步骤依次进行故障的检测并基于对应的故障进行控制策略来保证制动的安全和可靠，具体如下：

首先，判断是否为制动器卡钳间隙过大引起的失效故障，此故障并未不可逆故障，因此首先对这种可逆的故障进行排查检测和控制，其策略为：如图4所示，再次主动建压一次(其中主动建压是指针对解耦制动系统，电机主动增压)，并检测车辆在建压后的减速度，若减速度大于设定目标阈值T1则判断此时是制动器卡钳间隙故障，通过主动建压消除卡钳间隙；否则判断非制动器卡钳间隙故障。若属于制动器卡钳间隙过大，则主动建压可以消除部分间隙使得制动恢复，因此本申请首先进行一次主动建压来消除可能的间隙过大的故障，若建压后制动力恢复，减速度达到预期，则判断属于卡钳间隙故障，此时由于再次建压故障已经恢复，由于这种故障仅仅是卡钳间隙的变大造成的且制动已经回复，故而不需要报警，只需要再次建压恢复制动即可。

在判断为非制动器卡钳间隙故障时，则立刻进入制动系统的单回路泄露故障判断流程，检测系统是否为其中一个回路泄露造成的制动失效，本申请在判断非制动器卡钳间隙故障后进入单回路泄露故障判断流程，在该流程下：关闭LFRR回路、RFLR回路中任一回路后进行主动建压，若减速度大于设定目标阈值目标值1则判断被关闭的回路为单回路泄露故障。

如图2所示，在单回路泄露故障的检测过程中，关闭LFRR回路，打开RFLR回路，然后进行一次主动建压，此时检测主动建压前后的减速度是否达到设定的目标阈值目标值2，若是则LFRR回路泄露故障；否则如图3所示，开打LFRR回路，关闭RFLR回路，然后进行一次主动建压，此时检测主动建压前后的减速度是否达到设定的目标阈值目标值2，若是则RFLR回路泄露故障；否则，说明两个回路都没有泄露故障，不属于单回路泄露故障，此时判断属于制动系统故障。

以上对于制动失效的三种故障类型均给出的检测判断方法，其分别为：

故障工况1：制动器卡钳间隙过大

故障工况2：单回路泄露故障，LFRR或RFLR

故障工况3：制动系统故障。

在故障工况1中，因为其属于可逆的故障，在建压后制动器卡钳间隙就回位了，因此在该故障检测时就完成了恢复控制了，即检测和恢复控制都基于再次建压操作了。

针对故障工况2，在单回路泄露故障下，制动系统中的电控单元控制关闭LFRR回路、RFLR回路中泄露故障回路的增压阀，然后再主动建压进行制动，保证制动系统给出的制动满足用户需求，若关闭增压阀后再次建压无法满足制动要求，即车辆减速度达不到设定的减速度要求或减速度无法达到制动踏板行程对应的减速度时，为了保证安全可靠的制动，电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动，以达到快速满足用户制动力的需求，满足用户的减速度需求，避免制动不足造成的安全风险。

针对工况3：当车辆既不属于工况1和2，则此时判断属于制动系统失效故障工况，在此情况下直接通过主动建压进行制动，若整车减速度达到制动踏板行程对应的减速度，则通过主动增压方式来进行制动以满足制动踏板行程对应的制动减速度需求，在制动踏板松开则对应的结束制动，结束主动增压控制或，若再次建压无法达到制动踏板行程对应的减速度，则电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动。

在本申请中，可以通过车载仪表或中控给出失效故障报警，制动器间隙过大造成的失效不进行报警，通过再次建压消除失效使得制动恢复正常；单回路泄露故障、制动系统失效故障时通过报警系统发出报警提醒以给出提醒。

本申请提供一种车辆制动系统，该制动系统采用上述车辆制动失效的检测和控制方法对车辆进行制动检测和控制，将本申请的检测和控制方法以软件方式集成在制动系统的电子控制单元中进行执行即可实现。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：包括，在车辆制动失效且整车没有报出制动系统故障时；进入制动器卡钳间隙故障处理流程，判断是否为制动器卡钳间隙故障并对制动器卡钳间隙故障进行故障消除操作。

2.如权利要求1所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：车辆制动失效判断方法包括：在检测到制动踏板踩下后，检测车速信号并转换成车辆减速度，当减速度没有达到踏板行程对应的车辆减速度数值时，判断车辆制动失效。

3.如权利要求1所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：在判断是否为制动器卡钳间隙故障并对制动器卡钳间隙故障进行故障消除操作包括：再次主动建压一次，并检测车辆在建压后的减速度，若减速度大于设定目标阈值则判断此时是制动器卡钳间隙故障，通过主动建议消除卡钳间隙；否则判断非制动器卡钳间隙故障。

4.如权利要求3所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：在判断非制动器卡钳间隙故障后进入单回路泄露故障判断流程，在该流程下：关闭LFRR回路、RFLR回路中任一回路后进行主动建压，若减速度大于设定目标阈值则判断被关闭的回路为单回路泄露故障。

5.如权利要求4所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：在单回路泄露故障下，制动系统中的电控单元控制关闭LFRR回路、RFLR回路中泄露故障回路的增压阀，然后再主动建压进行制动。

6.如权利要求4所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：若LFRR回路、RFLR回路均无泄露故障，则判断为制动系统失效故障，制动系统直接通过主动建压进行制动。

7.如权利要求5或6所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：在单回路泄露故障下关闭泄露故障回路的增压阀后再主动建压制动或制动系统失效故障下直接通过主动建压进行制动，若整车减速度达到制动踏板行程对应的减速度，则则结束主动增压控制，否则电控制动系统会立即请求电子手刹EPB以及能量回收进行辅助制动。

8.如权利要求1-7任一所述的一种车辆制动失效的检测和控制方法，其特征在于：在判断车辆处于单回路泄露故障、制动系统失效故障时通过报警系统发出报警提醒。

9.一种车辆制动系统，其特征在于：所述制动系统采用如权利要求1-8任一所述的车辆制动失效的检测和控制方法对车辆进行制动检测和控制。