一种适用于中重卡车的制动管理系统及方法与流程

1.本发明涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种适用于中重卡车的制动管理系统及方法。


背景技术：

2.在传统商用车领域，电子制动系统(ebs，electronic brake systems)已成为目前国内商用车的主流配置。
3.目前国内中重卡制动系统，主要由气压制动与辅助制动共同组成。其中，辅助制动主要包括缓速器制动以及发动机制动。在行车过程中，司机主要通过踩踏行车制动踏板进行减速或停车制动，部分司机仅在下长坡过程中，拨动缓速器手柄利用辅助制动，这大大降低了辅助制动的合理利用程度。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于中重卡车的制动管理系统及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
5.本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供一种适用于中重卡车的制动管理系统，包括：电子制动系统，所述电子制动系统包括：控制器，所述控制器包括：
7.划定模块，用于设定需求减速度的若干数值区间段；
8.获取模块，用于获取当前整车载荷下的需求减速度；
9.制动方式选取模块，用于根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式。
10.进一步的，所述划定模块设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g；当所述需求减速度小于0.2g时，所述制动方式选取模块选取辅助制动方式；当所述需求减速度位于0.2g-0.45g数值区间段内时，所述制动方式选取模块选取辅助制动结合气压制动的制动方式；当所述需求减速度大于0.45g，所述制动方式选取模块选取气压制动方式。
11.进一步的，所述获取模块通过外部制动请求信号获取需求减速度，或，通过制动信号传输器获取踏板行程位置并根据踏板行程位置判断整车在不同载荷下同一踏板位置的需求减速度。
12.进一步的，所述控制器还包括：触发模块，用于当监测到制动踏板被踩下时，则唤醒所述获取模块与所述制动方式选取模块执行自身的功能动作。
13.进一步的，所述控制器还包括：计算模块，用于获取车辆轮速，并根据当前整车载荷计算实际减速度；第一判断模块，用于判断所述需求减速度与所述实际减速度的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，所述预设条件为所述需求减速度与所
述实际减速度的差值大于0.3m/s2且持续200ms。
14.进一步的，所述控制器还包括：检测模块，用于判断功能系统组是否被激活，所述功能系统组包括防抱死制动系统、车辆刹车辅助系统以及车身电子稳定性控制系统；退出模块，当检测到所述功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式；第二判断模块，当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h则退出辅助制动方式，否则通知所述制动方式选取模块重新确定制动方式。
15.本发明还提供一种适用于中重卡车的制动管理方法，包括：
16.设定需求减速度的若干数值区间段；
17.获取当前整车载荷下的需求减速度；
18.根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式。
19.进一步的，设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g；所述根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式的过程包括：当所述需求减速度小于0.2g时，则选取辅助制动方式；当所述需求减速度位于0.2g-0.45g数值区间段内时，则选取辅助制动结合气压制动的制动方式；当所述需求减速度大于0.45g，则选取气压制动方式。
20.进一步的，该方法还包括：获取车辆轮速，并根据当前整车载荷计算实际减速度；判断所述需求减速度与所述实际减速度的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，所述预设条件为所述需求减速度与所述实际减速度的差值大于0.3m/s2且持续200ms。
21.进一步的，该方法还包括：判断功能系统组是否被激活，所述功能系统组包括防抱死制动系统、车辆刹车辅助系统以及车身电子稳定性控制系统；当检测到所述功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式；当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h则退出辅助制动方式，否则重新确定制动方式。
22.本发明所带来的有益效果：通过直接踩踏行车制动踏板，在任何行驶工况最大化的优先调用辅助制动方式，解决了传统商用车的弊端，避免在制动过程中司机忘记拨缓速器手柄而不能更好的利用辅助制动，其次，本发明适用于任何工况，极大地增加了摩擦片的使用寿命，且制动舒适性和制动安全性同电控制动基本一致。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它的附图。
24.图1是制动踏板单元合件示意图；
25.图2是本发明一种适用于中重卡车的制动管理方法的流程示意图；
26.图3是踏板期望减速度与踏板行程百分比之间的关系曲线。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，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
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在一些说明性的实施例中，本发明提供一种基于目前ebs的适用于中重卡车的制动管理系统，基于sae j1939协议通过can信号进行指令传输，具体包括：ebs，该ebs包括：控制器、制动信号传输器、轮速传感器。
29.制动信号传输器为ebs自带的功能器件，如图1所示，其集成在制动踏板1上，且内置位移传感器2，通过位移传感器2检测踏板行程并将检测数据上传至控制器。
30.轮速传感器，用于采集轮速信号，并反馈给控制器。
31.控制器包括：划定模块、获取模块、制动方式选取模块以及触发模块。
32.划定模块，用于设定需求减速度a1的若干数值区间段，具体的，设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g。上述数值区间段的划定便于针对司机需求的减速效果进行制动方式的选取，更加贴合于中重卡车选取适宜自身的制动方式。
33.获取模块，用于获取当前整车载荷下的需求减速度。
34.其中，ebs控制器可计算出整车载荷，且计算方式为现有技术，本发明不再赘述。
35.获取模块通过制动信号传输器获取制动踏板的行程位置，且控制器自身可计算得到当前的整车载荷，进而获取模块即可根据踏板行程位置判断整车在不同载荷下同一踏板位置的需求减速度a1。当踩下制动踏板时，通过ebc1(id：18f0010b)报文里面brake pedal position制动踏板位置信号，识别驾驶员踏板踩下深度；根据ebc1报文，识别不同踏板位置，根据踏板位置，对整车施加不同位置减速度，减速度大小根据实车进行标定，标定曲线如3所示，即可得到踏板期望减速度，即需求减速度a1与踏板行程百分比之间的关系曲线。
36.除上述方式外，获取模块也可通过外部制动请求(xbr，external brake request)信号获取需求减速度。车辆中通常设有行驶稳定调节部和舒适调节系统，它们向ebs的控制器发送外部制动请求信号，即所谓的xbr请求信号。
37.制动方式选取模块，用于根据需求减速度a1所在的数值区间段确定制动方式。具体的，当需求减速度a1小于0.2g时，制动方式选取模块选取辅助制动方式；当需求减速度a1位于0.2g-0.45g数值区间段内时，制动方式选取模块选取辅助制动结合气压制动的制动方式；当需求减速度a1大于0.45g，制动方式选取模块选取气压制动方式。当制动方式选取模块确定制动方式后，ebs则按照选取的制动方式进行制动，比如，当确定选取辅助制动时，ebs发出can(tsc1报文)信号进行调用缓速器和发动机制动，制动过程为现有技术，本发明不再赘述。
38.触发模块，用于当监测到制动踏板被踩下时，则唤醒获取模块与制动方式选取模块执行自身的功能动作，即ebs制动踏板单元合件作为本发明制动管理系统的触发装置，当触发模块监测到制动踏板被踩下时，获取模块则获取当前的需求减速度a1，且制动方式选取模块依据当前的需求减速度a1确定制动方式，开启智能制动管理模式。
39.当需求减速度a1较小时，优先使用辅助制动方式；当需求减速度a1位于0.2g-0.45g数值区间段内时，此时表明司机需要较大的刹车能力，则采用辅助制动结合气压制动的制动方式；当需求减速度a1大于0.45g时，此时表明司机需要非常大的刹车能力，则只采用气压制动方式。本发明实现当司机踩下制动踏板时，通过ebs的控制器计算整车载荷，根据踏板行程判断司机需求的减速度，并选取适宜的制动方式，使得制动力分配更加合理。除此之外，系统结构和传统燃油车配置的ebs结构保持一致，无需增加任何传感器及装置，采用ebs
原有部件即可实现上述智能制动过程，成本无增加，而且缓速器辅助制动缸内制动力度大，能充分利用辅助制动。
40.控制器还包括：计算模块以及第一判断模块。
41.计算模块，用于通过轮速传感器获取车辆轮速，并根据车辆轮速及当前整车载荷计算实际减速度a2。依据轮速传感器，实时计算实际减速度a2＝δv/δt，δv为轮速传感器在时间差δt内检测出的车速速度差，根据减速度，计算所需制动力矩，并根据ebs中的单通道模块与双通道模块内部压力传感器，实时调节气压。
42.第一判断模块，用于判断需求减速度a1与实际减速度a2的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，进行制动器制动叠加，辅助制动不退出。其中，预设条件为需求减速度a1与实际减速度a2的差值大于0.3m/s2且持续200ms，若a1与a2差值大于0.3m/s2且保持超过200ms，则表明当前利用辅助制动或者辅助制动结合气压制动进行制动的结果未达到预期效果，实际减速效果与期望的减速效果相差较大，此时则采用补气策略，即加大气压制动的占比，增加车辆制动能力。进一步实现优先辅助制动，且当制动能力不足时及时进行补气，避免刹车效果不达标甚至失败，造成安全隐患。
43.控制器还包括：检测模块、退出模块、第二判断模块。
44.检测模块，用于判断功能系统组是否被激活。其中，功能系统组包括：防抱死制动系统(abs，antilock brake system)、车辆刹车辅助系统(ba，brake assistant)以及车身电子稳定性控制系统(esc，electronic stability controller)。
45.退出模块，当检测到功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式。
46.第二判断模块，当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h，表明刹车达到预期效果，则退出辅助制动方式，若仍高于5km/h，表明目前的制动方式未达到预期的刹车效果，则通知制动方式选取模块重新确定制动方式。
47.通过设计检测模块、退出模块以及第二判断模块，使得控制进入和退出都选择渐进渐退方式，使制动舒适性更加良好，同时为保证主动安全，当激活abs、ba、esc等功能时辅助制动退出工作，完全采用制动器制动。
48.在一些说明性的实施例中，如图2所示，本发明提供一种适用于中重卡车的制动管理方法，包括如下步骤：
49.101：ebs识别整车载荷。其中，ebs的控制器可计算出整车载荷，且计算方式为现有技术，本发明不再赘述。
50.102：ebs控制器获取当前整车载荷下的需求减速度。
51.ebs自带功能器件制动信号传输器，如图1所示，其集成在制动踏板1上，且内置位移传感器2，通过位移传感器2检测踏板行程并将检测数据上传至ebs控制器。
52.控制器获取制动踏板的行程位置，且自身可计算得到当前的整车载荷，进而可根据踏板行程位置判断整车在不同载荷下同一踏板位置的需求减速度a1。除上述方式外，也可通过xbr信号获取需求减速度。车辆中通常设有行驶稳定调节部和舒适调节系统，它们向ebs的控制器发送外部制动请求信号，即所谓的xbr请求信号。
53.103：根据需求减速度a1所在的数值区间段确定制动方式。
54.其中，数值区间段为若干个且为预先设定。本实施例所设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g。上述数值区间段的划定便于针对司机需求的减速效果
进行制动方式的选取，更加贴合于中重卡车选取适宜自身的制动方式。
55.确定制动方式的过程包括：
56.当需求减速度a1小于0.2g时，则选取辅助制动方式；
57.当需求减速度a1位于0.2g-0.45g数值区间段内时，则选取辅助制动结合气压制动的制动方式；
58.当需求减速度a1大于0.45g，则选取气压制动方式。
59.当制动方式确定后，ebs则按照选取的制动方式进行制动，比如，当确定选取辅助制动时，ebs发出can(tsc1报文)信号进行调用缓速器和发动机制动，制动过程为现有技术，本发明不再赘述。
60.本实施例中，还包括：触发过程。ebs制动踏板单元合件作为触发装置，当监测到制动踏板被踩下时，则获取当前的需求减速度a1，并依据当前的需求减速度a1确定制动方式，开启智能制动管理模式。
61.当需求减速度a1较小时，优先使用辅助制动方式；当需求减速度a1位于0.2g-0.45g数值区间段内时，此时表明司机需要较大的刹车能力，则采用辅助制动结合气压制动的制动方式；当需求减速度a1大于0.45g时，此时表明司机需要非常大的刹车能力，则只采用气压制动方式。本发明实现当司机踩下制动踏板时，通过ebs的控制器计算整车载荷，根据踏板行程判断司机需求的减速度，并选取适宜的制动方式，使得制动力分配更加合理。除此之外，系统结构和传统燃油车配置的ebs结构保持一致，无需增加任何传感器及装置，采用ebs原有部件即可实现上述智能制动过程，成本无增加，而且缓速器辅助制动缸内制动力度大，能充分利用辅助制动。
62.104：通过轮速传感器获取车辆轮速，并根据车辆轮速及当前整车载荷计算实际减速度a2。
63.105：判断需求减速度a1与实际减速度a2的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，进行制动器制动叠加，辅助制动不退出。预设条件为需求减速度a1与实际减速度a2的差值大于0.3m/s2且持续200ms。
64.若a1与a2差值大于0.3m/s2且保持超过200ms，则表明当前利用辅助制动或者辅助制动结合气压制动进行制动的结果未达到预期效果，实际减速效果与期望的减速效果相差较大，此时则采用补气策略，则加大气压制动的占比，增加车辆制动能力。进一步实现优先辅助制动，且当制动能力不足时及时进行补气，避免刹车效果不达标甚至失败，造成安全隐患。
65.106：判断功能系统组是否被激活，功能系统组包括：abs、ba、esc。
66.107：当检测到功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式。
67.108：当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h，表明刹车达到预期效果，则退出辅助制动方式，若仍高于5km/h，表明目前的制动方式未达到预期的刹车效果，则重新确定制动方式。
68.控制进入和退出都选择渐进渐退方式，使制动舒适性更加良好，同时为保证主动安全，当激活abs、ba、esc等功能时辅助制动退出工作，完全采用制动器制动。
69.本发明可达到以下效果：
70.第一，提升制动器使用寿命，降低维护成本：相对于传统的气压制动，本发明能够
有效的减少摩擦片的磨损，提升制动器使用寿命，极大地降低了维护成本，可有效提升制动器使用寿命30000公里；
71.第二，提升制动舒适性：在行车制动时，优先选用辅助制动，可有效避免司机手忙脚乱，忘记拨缓速器手柄的情况；
72.第三，提升车辆舒适性：制动时监控各制动部件状态，动态调整制动输出，相比于单独使用缓速器制动，无明显顿挫感；
73.第四，提升车辆安全性：协调各制动部件，包括辅助制动如缓速器，缸内制动、基础制动等按工况需求采用某种或共同完成车辆制动；
74.第五，增加客户满意度：在不增加任何传感器或装置的条件下，在任何工况下，都最大化的利用辅助制动，且降低制动器维修成本，增加制动舒适性，满足客户购车需求。
75.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种适用于中重卡车的制动管理系统，包括：电子制动系统，所述电子制动系统包括：控制器，其特征在于，所述控制器包括：划定模块，用于设定需求减速度的若干数值区间段；获取模块，用于获取当前整车载荷下的需求减速度；制动方式选取模块，用于根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式。2.根据权利要求1所述的一种适用于中重卡车的制动管理系统，其特征在于，所述划定模块设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g；当所述需求减速度小于0.2g时，所述制动方式选取模块选取辅助制动方式；当所述需求减速度位于0.2g-0.45g数值区间段内时，所述制动方式选取模块选取辅助制动结合气压制动的制动方式；当所述需求减速度大于0.45g，所述制动方式选取模块选取气压制动方式。3.根据权利要求2所述的一种适用于中重卡车的制动管理系统，其特征在于，所述获取模块通过外部制动请求信号获取需求减速度，或，通过制动信号传输器获取踏板行程位置并根据踏板行程位置判断整车在不同载荷下同一踏板位置的需求减速度。4.根据权利要求3所述的一种适用于中重卡车的制动管理系统，其特征在于，所述控制器还包括：触发模块，用于当监测到制动踏板被踩下时，则唤醒所述获取模块与所述制动方式选取模块执行自身的功能动作。5.根据权利要求4所述的一种适用于中重卡车的制动管理系统，其特征在于，所述控制器还包括：计算模块，用于获取车辆轮速，并根据当前整车载荷计算实际减速度；第一判断模块，用于判断所述需求减速度与所述实际减速度的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，所述预设条件为所述需求减速度与所述实际减速度的差值大于0.3m/s2且持续200ms。6.根据权利要求5所述的一种适用于中重卡车的制动管理系统，其特征在于，所述控制器还包括：检测模块，用于判断功能系统组是否被激活，所述功能系统组包括防抱死制动系统、车辆刹车辅助系统以及车身电子稳定性控制系统；退出模块，当检测到所述功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式；第二判断模块，当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h则退出辅助制动方式，否则通知所述制动方式选取模块重新确定制动方式。7.一种适用于中重卡车的制动管理方法，其特征在于，包括：设定需求减速度的若干数值区间段；获取当前整车载荷下的需求减速度；根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式。8.根据权利要求7所述的一种适用于中重卡车的制动管理方法，其特征在于，设定的数值区间段分别为：小于0.2g、0.2g-0.45g、大于0.45g；所述根据所述需求减速度所在的数值区间段确定制动方式的过程包括：当所述需求减速度小于0.2g时，则选取辅助制动方式；当所述需求减速度位于0.2g-0.45g数值区间段内时，则选取辅助制动结合气压制动的
制动方式；当所述需求减速度大于0.45g，则选取气压制动方式。9.根据权利要求8所述的一种适用于中重卡车的制动管理方法，其特征在于，该方法还包括：获取车辆轮速，并根据当前整车载荷计算实际减速度；判断所述需求减速度与所述实际减速度的差值是否满足预设条件，若满足预设条件则采用补气策略，所述预设条件为所述需求减速度与所述实际减速度的差值大于0.3m/s2且持续200ms。10.根据权利要求9所述的一种适用于中重卡车的制动管理方法，其特征在于，该方法还包括：判断功能系统组是否被激活，所述功能系统组包括防抱死制动系统、车辆刹车辅助系统以及车身电子稳定性控制系统；当检测到所述功能系统组内任一功能被激活时，则退出辅助制动方式；当功能系统组未被激活时，则判断当前车速是否低于5km/h，若低于5km/h则退出辅助制动方式，否则重新确定制动方式。

技术总结
本发明公开一种适用于中重卡车的制动管理系统，包括：电子制动系统；电子制动系统包括：控制器；控制器包括：划定模块，用于设定需求减速度的若干数值区间段；获取模块，用于获取当前整车载荷下的需求减速度；制动方式选取模块，用于根据需求减速度所在的数值区间段确定制动方式。本发明还公开一种适用于中重卡车的制动管理方法，通过直接踩踏行车制动踏板，在任何行驶工况最大化的优先调用辅助制动方式，解决了传统商用车的弊端，避免在制动过程中司机忘记拨缓速器手柄而不能更好的利用辅助制动，其次，本发明适用于任何工况，极大地增加了摩擦片的使用寿命，且制动舒适性和制动安全性同电控制动基本一致。全性同电控制动基本一致。全性同电控制动基本一致。


技术研发人员：何旺旺 沈晓丰 谢光军 张安青 杨帆 闫冰
受保护的技术使用者：北汽重型汽车有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/6/27