CN1089029A - 确定车辆制动***是否需要保养的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定车辆制动***是否需要保 养。在减速时，确定(34)车辆上每个车轮的打滑 量。把测定的车轮打滑量累积起来(36)；把所累积的 每个轴上连接车轮组的左、右侧轮的车轮打滑量相比 较(38)；把所累积的一个轴上连接的车轮组的车轮打 滑量与其它各个轴上连接的车轮组的打滑量相比较 (42)；把所累积的拖车车轮与挂车车轮的打滑量相比 较(46)。一个车轮打滑量之间的预定最小差值表明 了制动器可能存在问题，该制动器与累积打滑量最小 那个车轮或车轮组中的至少一个有关。

Description

本发明涉及用于确定车辆制动***是否需要保养的方法和装置。

本专利申请以参考的形式引入了包括在美国专利申请中题为“估测车辆制动***有效性的方法和装置”的主题，后者的参考号为EAT0111PUS，有相同的发明人和受让人，并与此同时提出。所引入的参考专利申请的主题只用于参考之目的，而并不在本质上用于支持权利要求或用于充分地揭示本专利申请。

人们采用了各种方法来确定车辆制动***是否需要保养。一种通用的被称作“薄记”（bookkeeping）的方法是记录车辆从上次制动***维修后所经历的时间和行驶里程，以便在制动***的效能下降到某一危险地步或下降到某一会产生额外的问题和/或开销的地步之前，再次进行这种维修。

薄记方法的优点是简单而且便宜。但是，车辆在相同的期间所经历的条件经常会有巨大差异，例如，交通的繁忙和空闲，山地和平地，高温和低温以及气候的干燥和湿润;这些悬殊的条件可能会对制动***消耗的速度和方式产生相当大的影响。因此，薄记方法不能保证总是很精确，它的缺点还在于，在最好的情况下，会造成不必要的检查和预计的维修过早，而在最坏的情况下，预计的维修被安排得太晚。

制动摩擦片的磨损并不总是以线性的速度进行的，但磨损的产生确实需要一定的时间。而制动***某些其他部分，会由于关键部件的疲劳或损坏所造成的破裂或泄漏，而非常迅速地由完全正常的状态变为失效的状态。如果一个失效的部件只是造成制动***的部分失效，那么司机可能在一段时间内注意不到由此而造成的制动效能的降低。在此期间，可能造成进一步的损坏;那么仍起作用的制动摩擦在此时很可能会比当所有制动器的效能都相同时磨损得更快。

轴上连接的某一车轮组的制动器的效能必须和其它轴上所连接的车轮组的制动器的效能进行平衡，以保证最佳的制动性能。两个最常见的平衡问题是流体***的不平衡和由于制动器相互之间的制动摩擦片摩擦力的差异及其它机械问题而引起的制动力矩不等。

尽管确定车辆制动***是否需要保养的薄记方法有一定的功效，但是它不具备下面将详述的本发明的改进方法和装置所具备的优点。

本发明的一个目的是提供一种改进的方法和装置，它根据实际的车辆制动性能来精确地确定制动***是否需要保养，因此可根据需要进行保养，而不进行不必要的保养。

为实现上述及其它目标，本装置的第一个实施例包括一个自动制动***（ABS）控制单元，它用于确定车轮打滑量并产生代表该打滑量的车轮打滑信号。在自动制动***控制单元中安装有一个计算机。该计算机包括一个处理器和一个存储器，所测定的车轮打滑量被存储在存储器中。

自动制动***（ABS）控制单元提供了一种普通操作和一种自动操作的车辆制动方式。普通操作方式的例子可以是只由司机启动和控制制动过程，而不由自动制动***控制，自动制动***的作用则包括当车轮打滑超过某一预定值时减小制动力以及当车轮打滑低于某一预定值时，增加制动力。

本装置的第二个实施例，包括一个连接到自动制动***控制单元上的输出接口，用以对计算机和所存储数据进行外部访问。第三个实施例包括一个指示装置，它也连接在自动制动***的控制单元上，用以指示可能存在的问题。

精确地确定车辆制动***是否需要保养的方法包括确定每个车轮的转速和车辆的速度。从测得的车轮转速和车辆速度就可以计算出每个车轮的打滑量。计算出的每个车轮的打滑量被累积在计算机的存储器中。

把所累积的每个轴上连接的车轮组的左侧轮的打滑量与右侧轮的打滑量相比较。如果制动器工作正常，那么对于轴上所连接的各个车轮，其打滑量应基本相同。如果差值超过某一预定值，则说明与累积打滑量最小的那个车轮有关的制动器可能存在问题，于是计算机会产生一个代表该制动问题（BP）的信号。

对于某一在轴上连接的车轮组，把所累积的其打滑量与其余各轴上连接的车轮组的打滑量相比较。如上所述，当制动器工作正常时，所累积的每一轴上所连接的车轮组的打滑量应与其它各轴上连接的车轮组的打滑量基本相同。如果其差值超过某一预定值，则说明至少有一个制动器可能有问题，该制动器与累积打滑量最小的那套轴上连接的车轮组有关，并且计算机会产生一个代表该轴制动问题（ABP）的信号。

把所累积的挂车上所有车轮的打滑量与相应的拖车上的所有车轮的打滑量相比较。如前所述，当制动器工作正常时，所累积的挂车车轮的打滑量应与所累积的拖车车轮的打滑量基本相同。如果两者之差超过某一预定值，则说明挂车和拖车之中累积打滑量最小的那个之中，至少有一个车轮的制动器可能存在问题，于是计算机会产生一个代表该拖车-挂车制动问题（TTBP）的信号。应当记住的是，这种所测定的车轮打滑量的差异也可能只是反映了车辆载荷分布的不同。

在这个用于确定车辆制动***是否需要保养的装置的第二个实施例中，自动制动***控制单元还和输出接口相连。输出接口提供了对计算机和所存储的数据的外部访问，因此在周期性车辆保养时可以检验车轮制动数据，以决定是否需要对制动***进行保养。

在这个用于确定车辆制动***是否需要保养的装置的第三个实施例中，自动制动***控制单元连接三个指示装置。每个指示装置分别被制动问题（BP）信号，轴制动问题（ABP）信号和拖车-挂车制动问题（TTBP）信号所驱动，因此可在车辆制动***需要保养时提供一个指示。

在下面的实现本发明的最佳方式的详细描述及其附图中，很容易看出本发明的目的及其它优点。

通过参考下面的详细描述，并参照指示出了各个方面的对应部分的附图，可更完全地了解本发明及其所拥有的优点。在附图中，

图1是本发明主要元件的框图;

图2是说明本发明方法的流程图。

如图1所示，用于估测车辆的车轮制动效能的装置的第一个实施例总的以参考序号10来表示，它最好包括一个自动制动***控制单元14，用于测定车轮打滑量。自动制动***控制单元14包括一个计算机12，它由一个处理器16和一个存储器18组成。该装置还包括用于测定每个车轮转速的装置，或车轮转速传感器19以及用于检测车辆速度的装置，或车辆速度传感器21。

自动制动***（ABS）控制单元（14）提供一种普通操作的和一种自动操作的车辆制动方式。普通操作方式可以是只由司机启动和控制制动过程，而不是由自动制动***来控制，自动制动***的功能包括当车轮打滑超过某一预定值时减小制动压力以及当车轮打滑低于某一预定值时增加制动压力。

车轮打滑量与车轮转速和车辆速度间的差异有关。其关系通常用下列方程表示：

S＝1- (ωr)/(V)

式中：S＝车轮打滑量

ω＝车轮转速

r＝车轮半径

v＝车辆速度

应当注意的是，前述元件一般还包括除了与本发明有关的之外的其它功能，这些功能可能会需要特殊的联接，这些联接可能会与图1所示的不同或是建立在其基础之上的。

该装置的第二个实施例包括一个连接在自动制动***控制单元14上的输出接口20，第三个实施例则包括三个指示装置22，24和26，它们与自动制动***控制单元14相连。在图1中，输出接口20，指示装置22，24和26以及自动制动***控制单元14之间的连接均以虚线表示。

图2概括了使用装置10来确定车辆制动***是否需要保养的方法，参考图1和图2，可以理解该方法。在实际运行中，装备了装置10的车辆（未示出）正在制动28，使车辆减速。车轮转速被测定30，并由车轮速度传感器19产生出一个车轮转速信号;车辆速度被测定32，并由车辆速度传感器21产生出一个车辆速度信号。通过车轮和车辆速度信号的数据，每个车轮的打滑量被自动制动***（ABS）控制单元14测定出来34，并且由ABS控制单元14产生出一个代表每个测定的车轮打滑量的车轮打滑信号。

在一个正常运行的自动制动***中，最大车轮打滑量不应超过百分之十五或二十。这是轮胎和路面之间摩擦力最大时的车轮打滑量。

在本次及随后的车辆制动操作过程中，所测得的每一车轮的打滑量都在36被累积在计算机12的存储器18中。计算机12的处理器16把所累积的每一个轴上连接的车轮组的左侧车轮打滑量与右侧车轮的打滑量相比较38。如果制动器运行正常的话，所累积的轴上连接的车轮组中的每个车轮的打滑量应基本相同。如果差值超过某一预定值，则说明一个制动器有可能存在问题，该制动器与累积打滑量最小的车轮有关，同时计算机12在40产生一个代表该制动问题（BP）的信号。

在实际中，为了分离出车轮打滑的基本差异，通常只累积重要制动过程的打滑量，例如，只累积那些踏板力超过15磅每平方英寸（psig）的制动过程。如果只累积这样的过程，就可能观察到如果一个车轮的打滑量为百分之四，而另一个是百分之八时显然这表示存在问题。

计算机12的处理器16把累积的某一个轴上连接的车轮组的打滑量与其它各个轴上连接的车轮组相比较42。如前所述，当制动器正常工作时，所累积的一个轴上连接的车轮组的车轮打滑量应与其余各个轴上连接的车轮组的打滑量基本相同。如果差值超过某一预定值，则说明至少一个制动器可能存在问题，该制动器与累积打滑量最小的轴上连接的车轮组有关，于是计算机12会产生一个代表该轴制动问题（ABP）的信号。应当说明的是，由参考号42所指明的步骤可以先于以参考号38所指明的步骤而执行。

计算机12的处理器16把所累积的挂车上的所有车轮的打滑量与相关联的拖车上的所有车轮相比较46。如前所述，当制动器工作正常时，所累积的挂车上车轮的打滑量应与拖车车轮的打滑量基本相同。如果差值超过某一预定值的话，则说明至少有一个制动器可能存在问题，该制动器与拖车或挂车当中累积打滑量最小那个上的车轮相连，并且计算机12在46产生出一个代表该拖车一挂车制动问题（TTBP）的信号。应当清楚，以参考号46所指明的步骤可以先于以参考号38和42所指明的两个步骤或其中之一而执行。

应当注意，所累积的挂车车轮的打滑量和拖车车轮打滑量的差异可能只反映了车辆载荷分布的差异。在左-右、轴-轴和拖车-挂车的车轮打滑差异这三者中，最重要的是左-右差异。实际中的大部分问题都与间隙调整不当、制动器失灵、摩擦片浸油等等有关。

在这个确定车辆制动***是否需要保养的装置10的第二个实施例中，自动制动***控制单元14还与图1中虚线所示的输出接口20相连。输出接口20提供了对计算机12及其所存储数据的外部访问，因而车辆的周期性保养可以包括测定车辆车轮制动数据，以确定是否需要保养制动***。

车轮打滑量、车辆加速度、制动踏板力和车辆减速度这些数据也可以被复制或取出而存储到别处，或用于性能报告，保养计划以及保养成本预算等等。如果官方接受此数据，则它也可以在路旁检测中得到应用。输出接口20可以是多种已知装置中的一种，一种最简单的形式是一个可接收计算机12传输过来的数据信号的插座，它还可以***一个外部插头，把数据信号传输至外部计算机或数据存储设备。

在装置10的第三个实施例中，如图1中虚线所示，自动制动***控制单元14连接着三个指示装置22，24和26。当计算机产生出一个制动问题（BP）信号或轴制动问题（ABP）信号时，其中的前两个会分别产生车辆制动***需要保养的指示。当计算机产生出一个拖车-挂车制动问题（TTBP）信号时，第三个装置则会相应产生车辆制动***可能需要保养的指示。但是，如前所述，第三个指示可能只反应了车辆载荷分布的差异。指示装置22，24和26可以是多种已知的视觉或听觉指示器中的一种。

上面已详细地描述了实施本发明的最佳模式，熟悉与本发明有关领域的人员可以认识到实施由下述权利要求所规定的发明的各种不同的设计和实施例。

Claims (23)

1、一种用于确定轮式车辆是否需要进行制动***保养的装置(10)，该车辆包括可提供正常操作和自动操作制动方式的流体驱动式制动器，该装置包括：

确定车轮转速和产生代表该车轮转速信号的装置(19)；

确定车辆速度及产生代表该车辆速度信号的装置(21)；

在车辆减速期间，根据车轮转速信号和车辆速度信号计算每个车轮的车轮打滑量，并产生代表所测车轮打滑量的车轮打滑信号的计算装置(12，14)；

累积每个车轮的车轮打滑量的累积装置(12，18)；以及

用于比较所累积的车轮打滑量并根据其间预定最小差值产生保养信号以指示可能存在制动***问题的比较装置(12，16)。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于：计算装置（12，14）和比较装置（12，16）包括一个计算机处理器（16）。

3、根据权利要求2的装置，其特征在于：累积装置（12，18）包括一个计算机存储器（18）。

4、根据权利要求3的装置，进一步包括在自动操作制动方式下控制车辆减速的自动制动***控制单元（14），在自动制动***控制单元（14）中设置的计算机处理器（16）和计算机存储器（18），它们互相协作成为一个计算机。

5、根据权利要求4的装置，其特征在于：计算机包括用于比较每个轴上连接车轮组的左右车轮的打滑量的装置（12，16），并可根据其间的预定最小差值产生一个制动问题信号，以指示出与累积打滑量最小的车轮相连的制动器可能存在问题。

6、根据权利要求5的装置，进一步包括一个连接在计算机上并根据制动问题信号产生指示的制动问题指示装置（22）。

7、根据权利要求4的装置，其特征在于：计算机包括把一个轴上连接的车轮组的打滑量与其它各个轴上连接的车轮组的打滑量相比较，并根据其间预定的最小差值而产生出表明至少有一个制动器可能存在问题的轴制动问题信号的装置（12，16），可能存在问题的制动器与累积打滑量最小那个轴上连接的车轮组有关。

8、根据权利要求7的装置，进一步包括一个连接在计算机（12）上的轴制动问题指示装置（24），它根据轴制动问题信号而产生指示。

9、根据权利要求4的装置，其特征在于：处理器（16）包括比较所累积的拖车和其上的挂车的车轮打滑量的装置（16），并根据其间预定的最小值来产生拖车-挂车制动问题信号，以指示出至少一个制动器可能存在问题，该制动器与拖车或挂车当中累积打滑量最小的那个上的车轮有关。

10、根据权利要求9的装置，进一步包括一个连接在计算机（12）上的拖车-挂车制动问题指示装置（26），它根据拖车-挂车制动问题信号而产生指示。

11、根据权利要求4的装置，进一步包括一个连接在计算机（12）上的输出接口（20），它可提供对计算机及其在存储器（18）中所存储数据的外部访问。

12、一种用于确定轮式车辆是否需要进行制动***保养的方法，该车辆包括可提供正常操作和自动操作方式的流体驱动或制动器，该方法包括：

施加制动使车辆减速（28）;

确定每个车轮的转速（30）;

产生代表该车轮转速的信号（30）;

确定车辆速度（32）;

产生代表该车辆速度的信号（32）;

在车辆减速期间，根据车轮转速信号和车辆速度信号所表示的数据确定每个车轮的车轮打滑量（34）;

产生代表所得车轮打滑量的车轮打滑信号（34）;

累积每个车轮的车轮打滑量（36）;

比较所累积的每个轴上连接车轮组的左和右侧车轮的车轮打滑量（38）;

根据所记录的左、右车轮的车轮打滑量之间的预定最小差值而产生制动问题信号（40），以指示出与累积打滑量最小的那个车轮有关的制动器可能存在问题。

13、根据权利要求12的方法，其特征在于：车辆包括一个制动问题指示装置（22），该方法还进一步包括根据制动问题信号驱动制动问题指示装置的步骤。

14、根据权利要求12的方法，进一步包括以下步骤：

把所累积的一个轴上连接的车轮组的车轮打滑量与其它各个轴上连接的车轮组的车轮打滑量相比较（42）;并且

根据所记录的轴上连接的车轮组之间预定的最小差值而产生一个轴制动问题信号（44）以指示至少一个制动器可能有问题，该制动器与累积打滑量最小的那个轴上连接的车轮组有关。

15、根据权利要求14的方法，其特征在于：车辆包括一轴制动问题指示装置（24），该方法进一步包括根据轴制动问题信号驱动轴制动问题指示装置的步骤。

16、根据权利要求12的方法，还进一步包括以下步骤：

把所累积的拖车车轮的车轮打滑量和与其相连的挂车车轮的打滑量相比较（46）;以及

根据所累积的拖车和挂车车轮之间的预定的最小差值而产生一个拖车-挂车制动问题信号（48），以指示至少一个制动器可能存在问题，该制动器与拖车和挂车之中累积打滑量最小的那个的车轮有关。

17、根据权利要求16的方法，其特征在于：车辆包括一个拖车-挂车制动问题指示装置（26），该方法进一步包括根据拖车-挂车制动问题信号而驱动拖车-挂车制动问题指示装置的步骤。

18、一种用于确定轮式车辆是否需要进行制动***保养的***，该车辆包括可提供正常操作和自动操作制动方式的流体驱动式制动器，该***包括：

施加制动以使车辆减速的装置;

确定每个车轮的车轮转速的装置（19）;

产生代表该车轮转速信号的装置（19）;

确定车辆速度的装置（21）;

产生代表该车辆速度信号的装置（21）;

在车辆减速期间，根据车轮速度信号和车辆速度信号所表示的数据来确定每个车轮的车轮打滑量的装置（12，14）;

产生代表所测定车轮打滑量的车轮打滑信号的装置（14）;

用于累积每个车轮的车轮打滑量的装置（12，18）;

用于把所累积的轴上连接的车轮组的左侧和右侧车轮的车轮打滑量相比较的装置（12，16）;以及

根据所累积的左右侧车轮的车轮打滑量之间的预定最小差值而产生制动问题信号的装置（12），以指示出与累积打滑量最小的车轮有关的制动器可能存在问题。

19、根据权利要求18的***，其特征在于：车辆包括一个制动问题指示装置（22），该***还包括根据制动问题信号驱动制动问题指示装置的装置。

20、根据权利要求18的***进一步包括：

把所累积的一个轴上连接的车轮组的车轮打滑量与其它各个轴上连接的车轮组的打滑量相比较的装置（12，16）;

用于根据所累积的轴上连接的车轮组之间的预定最小差值而产生轴制动问题信号的装置（12），以指示出至少一个制动器可能存在问题，该制动器与累积打滑量最小的那个轴上连接的车轮有关。

21、根据权利要求20的***，其特征在于：车辆包括一个轴制动问题指示装置（24），该***还进一步包括根据轴制动问题信号驱动轴制动问题指示装置的装置。

22、根据权利要求20的***进一步包括：

把所累积的拖车及其所拖带的挂车的车轮的车轮打滑量相比较的装置（12，16）;以及

根据所累积的拖车及挂车车轮的车轮打滑量之间的预定最小差值而产生拖车-挂车制动问题信号的装置（12），以指示出至少一个制动器可能存在问题，该制动器与拖车和挂车之中累积打滑量最小的那个的车轮有关。

23、根据权利要求22的***，其特征在于：车辆包括一个拖车-挂车制动问题指示装置（26），该***还进一步包括根据拖车-挂车制动问题信号来驱动拖车-挂车制动问题指示装置的步骤。

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