CN113771816B - 一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及商用车临停领域，公开了一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，包括商用车电子驻车制动***和行车制动的ASR***和ABS***；其计算包括以下步骤：第一步，根据车辆当前所处的坡度获取临停状态下车辆所需要的最优气压值，车辆各个状态下的最优气压值通过标定获取或通过设置气压传感器获取；第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停。该临停方法能够优化临停气压，能够延长制动器的使用寿命。

Description

一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法

技术领域

本发明涉及商用车临停领域，尤其涉及一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法。

背景技术

中国专利CN202011643751.7公开了一种临停驻坡***及车辆，该种临停方式为传统临停方式。传统临停无法实现最优气压控制，一般采用最大气压控制算法，制动器长期工作在最大气压负荷下，容易导致制动器提前失效，增加了车辆的安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供了一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，包括商用车电子驻车制动***和行车制动的ASR***和ABS***；其计算包括以下步骤：

第一步，根据车辆当前所处的坡度获取临停状态下车辆所需要的最优气压值，车辆各个状态下的最优气压值通过标定获取或通过设置气压传感器获取；

第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停；

其中步骤二包括以下步骤；

2.1EPB阀根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对中央处理器发出执行临停命令；

2.2中央处理器接收到临停指令，驱动ASR电磁阀，储气筒中的气压通过ASR电磁阀到达ABS电磁阀，对弹簧制动腔的行车腔进行加压制动；

2.3根据已经标定的ASR阀的升减压曲线方程，结合最优气压值，获得ASR阀导通时间值；

2.4当ASR电磁阀达到通电的目标时间后，ABS电磁阀进行保压控制，从而实现最优气压临停。

作为优选，其中，第一步包括如下步骤：

1.1驾驶员踩下气制动阀，储气筒的制动气压通过气制动阀进入前桥和后桥的ABS电磁阀，对车辆进行，获取此时气制动阀出气端的气压值；气制动阀的出气端连接有气压传感器，气压传感器和中央控制器连接；

1.2根据车辆的车速信号，确认车辆当前是否处于静止状态；

1.3根据气制动阀获取的电信号判断当前驾驶员是否踩着气制动阀；

1.4当步骤1.2获取车辆处于静止状态，同时步骤1.3获取车辆处于制动状态时；气压传感器获取当前状态气制动阀的压力值并将压力信号传输至中央控制器；

1.5根据坡角传感器获取当前车辆所处的路况；

1.6若步骤1.5获取的坡角值-a≤α≤a之间，a为正值，则定义车辆处于水平状态，则临停最优气压为步骤1.4气压传感器获取的压力值；

1.7若步骤1.5获取的坡角值不在步骤1.6定义的水平状态时间，则通过标定获取处于该斜度条件下所需要气压值，该气压值为临停最优气压值。

作为优选，标定车辆的三种路况，水平状态、小坡状态、大坡状态；

定义车辆坡角值处于-a≤α≤a之间时为水平状态；

车辆坡角值介于a～b之间或者-a～-b之间为小坡状态，b为正值，b大于a；

车辆坡角值大于b或者小于-b时为大坡状态；

标定车辆处于小坡状态下的最优气压值为车辆满载状态下制动停稳在坡角值为b坡道上的气压值；

标定车辆处于大坡度时的最优气压值为车辆制动的最大气压值。

作为优选，样车标定方法如下：

将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器，将车辆停在坡角为b的坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在坡角为b的坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压。

作为优选，a的值为2％，b的值为6％；步骤1.4气压传感器具体采集气压值的方法如下：当发现车辆满足静止状态且驾驶员踩着气制动阀时，触发软件调用延时500ms函数，当完成延时后，再次判断车辆是否为静止且踩着气制动阀，满足此条件，触发中央处理器采集气压传感器的气压值，以5ms周期采集10次取平均值或得最终车辆静止时后桥行车制动所需要的气压值。

作为优选，第一步最优气压值通过标定获取方法如下：

1.1车辆满载状态下，标定车辆处于不同坡度上维持静止状态时，后桥行车制动所需的最小压力值；标定获得临停的最优控制气压；获得坡度与最优控制气压的对照表；

样车的标定方法如下：将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器，将车辆停在所需要的坡角坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在该坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压；

1.2通过坡度传感器获取当前车辆所处的实际坡角值，中央处理器当前车辆所处工况的实际坡度值获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值。

作为优选，第一步还包括以下步骤：

1.2标定车辆的ASR的加减压曲线；获得ASR电磁阀加减压的方程函数；

1.3根据步骤1.1中的不同坡道下的最优临停气压，结合步骤1.2中ASR电磁阀加减压的方程函数，计算步骤1.1中对照表各最优临停气压所需的ASR开断时间值。

作为优选，第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停的方法如下：

2.1根据车速信号，对车辆是否处于静止状态进行判断；

2.2根据EPB内部的坡角传感器来识别当前车辆所处于的路况；

2.3根据2.2中的坡道值，中央处理器根据实际坡角值，获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值；再根据步骤1.3从而获得ASR开断时间值；

2.4EPB根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对中央处理器发出执行临停命令；

2.5ABS ECU接收到临停指令，按2.3中ASR的通断时间来驱动ASR电磁阀；

2.6当ASR达到通电的目标时间后，ABS ECU对ABS电磁阀进行保压控制，从而实现临停最优气压控制。

作为优选，车辆的车速信号以变速箱的车速传感器传递的车速信号为准。

作为优选，车辆当前所处的坡角值通过EPB阀内部的坡角传感器获取。

通过以上技术方案，本发明具有以下技术效果：

本方案设计了一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，该种算法提出一种最优临停气压的概念，使临停气压不再是传统的均以最大气压来临停，能够延长制动器的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1各部件连接的***图。

图2为气压采集的流程图。

图3为实施例1临停控制逻辑图。

图4为ASR阀升降压曲线图。

图5为实施例2各部件连接的***图。

图6为实施例2ASR阀的开闭时间获取逻辑图。

图7为实施例2临停控制逻辑图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—中央处理器、2—气制动阀、3—EPB阀、4—ASR阀、5—气压传感器、6—齿轮箱、7—车速传感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

为了解决背景技术的技术问题，本方案提供了两种解决思路。

一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，包括商用车电子驻车制动***和行车制动的ASR***和ABS***；其中传统的临停方案也是采用EPB+ABS+ASR的方式进行临停，其并不具备控制的方法，其整体方案在于，EPB根据当前的车辆状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对ABS ECU发出执行临停命令；ABS ECU接收到临停指令，对ASR电磁阀通电，使达到最大的临停气压，一般均为行车制动的最大压力值10bar，所以制动器长期工作在最大气压负荷下，容易出现制动器开裂、刹车片制动蹄片碎裂等现象。

本申请根据现有技术的缺陷提供一种临停最优气压值的控制算法；其计算包括以下步骤：

第一步，根据车辆当前所处的坡度获取临停状态下车辆所需要的最优气压值，车辆各个状态下的最优气压值通过标定获取或通过设置气压传感器5获取；

第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停。

所以本方案提出了最优临停气压的概念，具体的本方案中临停气压的获取通过以下步骤实现。

上述第一步包括如下步骤：

1.1驾驶员踩下气制动阀2，储气筒的制动气压通过气制动阀2进入前桥和后桥的ABS电磁阀，对车辆进行，获取此时气制动阀2出气端的气压值；气制动阀2的出气端连接有气压传感器5，气压传感器5和中央控制器连接；中央处理器1通过气压传感器5实时采集当前气制动阀2的出气气压。

1.2根据车辆的车速信号，确认车辆当前是否处于静止状态；其中本方案中的车速信号选用车辆的轮速信号作为参考，车轮轮速传感器与中央处理器1连接，中央处理器1根据车轮传感器的信号判断车辆是否处于制动过程的停止状态。

1.3根据气制动阀2获取的电信号判断当前驾驶员是否踩着气制动阀2；

1.4当步骤1.2获取车辆处于静止状态，同时步骤1.3获取车辆处于制动状态时；气压传感器5获取当前状态气制动阀2的压力值并将压力信号传输至中央控制器；具体采集气压值的方法如下：当发现车辆满足静止状态且驾驶员踩着气制动阀2时，触发软件调用延时500ms函数，当完成延时后，再次判断车辆是否为静止且踩着气制动阀2，满足此条件，触发中央处理器1采集气压传感器5的气压值，以5ms周期采集10次取平均值或得最终车辆静止时后桥行车制动所需要的气压值。

为了实现最优气压值的计算：还包括以下步骤：

1.5根据坡角传感器获取当前车辆所处的路况；

1.6若步骤1.5获取的坡角值-a≤α≤a之间，a为正值，则定义车辆处于水平状态，则临停最优气压为步骤1.4气压传感器5获取的压力值；本实施例中a的数值为2％。即处于该种坡度范围内，本实施例认定该种状态处于水平状态，该种状态不需要采用较大的制动力，采用停车制动的气压即可实现稳定临停；

1.7若步骤1.5获取的坡角值不在步骤1.6定义的水平状态时间，则通过标定获取处于该斜度条件下所需要气压值，该气压值为临停最优气压值。

标定车辆的三种路况，水平状态、小坡状态、大坡状态；

如上所述，定义车辆坡角值处于-a≤α≤a之间时为水平状态；

车辆坡角值介于a～b之间或者-a～-b之间为小坡状态，b为正值，b大于a；该种范围内的坡度，其具备一定的惯性，所以为了保证临停的稳定，其需要进行标定最优的临停气压；

车辆坡角值大于b或者小于-b时为大坡状态；该种坡度较大，为了保证制动稳定性，直接采用最大的气压值进行临停制动即可。所以定义车辆处于大坡度时的最优气压值为车辆制动的最大气压值。

其中步骤1.7中的标定方法如下：标定车辆处于小坡状态下的最优气压值为车辆满载状态下制动停稳在坡角值为b坡道上的气压值；

将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器5，将车辆停在坡角值为b的坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在坡角为b的坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器5的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压。

本方案中b的值为6％。车辆当前所处的坡角值通过EPB阀3内部的坡角传感器获取。

其中步骤二具体实施临停过程包括以下步骤；

2.1EPB根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，当满足临停条件时，对中央处理器1发出执行临停命令；

2.2中央处理器1接收到临停指令，驱动ASR电磁阀，储气筒中的气压通过ASR电磁阀到达ABS电磁阀，对弹簧制动腔的行车腔进行加压制动；

2.3根据已经标定的ASR阀5的升减压曲线方程，结合升压目标气压最优气压值，获得ASR阀5导通时间值；如图4所示本实施例中升压过程的升压起步时，压力信号与电信号的滞后时间：22.02ms(<25ms)

降压过程的降压起步时，压力信号与电信号的滞后时间：15.99ms(<45ms)

升压响应时间电信号开启后气压升到75％的时间：369.96ms(≤550ms)

降压响应时间电信号关闭后气压降到10％的时间：0.98s(≤1.2s)，图4中横轴代表时间，纵轴代表气压值，其中上部分曲线为升降压曲线，下部分的“几”型线为信号发出指令线，升降压曲线为前段升压，到达一定气压值后稳压，然后进行降压。

2.4对ASR电磁阀进行通电，当ASR电磁阀达到通电的目标时间进行断电后，ABS电磁阀进行保压控制，从而实现最优气压临停。

其中临停条件为车速为零、档位为空挡、油门开度信号为0％、有刹车信号。

本方案设计了一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，该种算法提出一种最优临停气压的概念，使临停气压不再是传统的均以最大气压来临停，能够延长制动器的使用寿命。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于：本方案不使用气压传感器5，其通过其主要通过标定的方法实现上述目的。

首先车辆必须配备变速箱车速传感器7，对车辆车速的识别必须以变速箱车速传感器7作为基准。然后进行标定。选用变速箱车速传感器7更加精确，而传统的ABS***的车速传感器7在车速较低时会输出速度为0的信号，所以采用该信号标定不准。

1.1车辆满载状态下，标定车辆处于不同坡度上维持静止状态时，后桥行车制动所需的最小压力值；标定获得临停的最优控制气压；获得坡度与最优控制气压的对照表；本实施例中标定坡度值为3％坡度、6％坡度、9％坡度、12％坡度、15％坡度、18％坡度、20％坡度，然后测试实车满载情况在坡道上测试获得的最优气压值进行标定。

样车的标定方法如下：将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器5，将车辆停在所需要的坡角坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在该坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器5的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压。

对照表如下：

1.2通过坡度传感器获取当前车辆所处的实际坡角值，中央处理器1当前车辆所处工况的实际坡度值获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值。其中***标定EPB传递的坡角大小与分段标定坡角对应值，标定表如下：

当标定好当前的最优气压值之后，进行如下标定：

1.3标定车辆的ASR的加减压曲线；获得ASR电磁阀加减压的方程函数；

1.4根据步骤1.1中的不同坡道下的最优临停气压，结合步骤1.2中ASR电磁阀加减压的方程函数，计算步骤1.1中对照表各最优临停气压所需的ASR开断时间值。

第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停的方法如下：

2.1根据车速信号，对车辆是否处于静止状态进行判断；

2.2根据EPB内部的坡角传感器来识别当前车辆所处于的路况；

2.3根据2.2中的坡道值，中央处理器1根据实际坡角值，获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值；再根据步骤1.3从而获得ASR开断时间值；

2.4EPB根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对中央处理器1发出执行临停命令；

2.5ABS ECU接收到临停指令，按2.3中ASR的通断时间来驱动ASR电磁阀；

2.6当ASR达到通电的目标时间后，ABS ECU对ABS电磁阀进行保压控制，从而实现临停最优气压控制。

本实施例中，车辆当前所处的坡角值通过EPB阀3内部的坡角传感器获取。

本方案设计了一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，该种算法提出一种最优临停气压的概念，使临停气压不再是传统的均以最大气压来临停，能够延长制动器的使用寿命。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于：轮速传感器的个数至少为4个。

Claims (9)

1.一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于:包括商用车电子驻车制动***和行车制动的ASR***和ABS***；其计算包括以下步骤：

第一步，根据车辆当前所处的坡度获取临停状态下车辆所需要的最优气压值，车辆各个状态下的最优气压值通过标定获取或通过设置气压传感器获取；

第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停；

其中步骤二包括以下步骤；

3.1EPB阀根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对中央处理器发出执行临停命令；

3.2中央处理器接收到临停指令，驱动ASR电磁阀，储气筒中的气压通过ASR电磁阀到达ABS电磁阀，对弹簧制动腔的行车腔进行加压制动；

3.3根据已经标定的ASR阀的升减压曲线方程，结合最优气压值，获得ASR阀导通时间值；

3.4当ASR电磁阀达到通电的目标时间后，ABS电磁阀进行保压控制，从而实现最优气压临停；其中，第一步包括如下步骤：

1.1驾驶员踩下气制动阀，储气筒的制动气压通过气制动阀进入前桥和后桥的ABS电磁阀，对车辆进行，获取此时气制动阀出气端的气压值；气制动阀的出气端连接有气压传感器，气压传感器和中央控制器连接；

1.2根据车辆的车速信号，确认车辆当前是否处于静止状态；

1.3根据气制动阀获取的电信号判断当前驾驶员是否踩着气制动阀；

1.4当步骤1.2获取车辆处于静止状态，同时步骤1.3获取车辆处于制动状态时；气压传感器获取当前状态气制动阀的压力值并将压力信号传输至中央控制器；

1.5根据坡角传感器获取当前车辆所处的路况；

1.6若步骤1.5获取的坡角值-a≤α≤a之间，a为正值，则定义车辆处于水平状态，则临停最优气压为步骤1.4气压传感器获取的压力值；

1.7若步骤1.5获取的坡角值不在步骤1.6定义的水平状态时间，则通过标定获取处于该斜度条件下所需要气压值，该气压值为临停最优气压值。

2.根据权利要求1所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：标定车辆的三种路况，水平状态、小坡状态、大坡状态；

定义车辆坡角值处于-a≤α≤a之间时为水平状态；

车辆坡角值介于a～b之间或者-a～-b之间为小坡状态，b为正值，b大于a；

车辆坡角值大于b或者小于-b时为大坡状态；

标定车辆处于小坡状态下的最优气压值为车辆满载状态下制动停稳在坡角值为b坡道上的气压值；

标定车辆处于大坡度时的最优气压值为车辆制动的最大气压值。

3.根据权利要求2所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：样车标定方法如下：

将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器，将车辆停在坡角为b的坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在坡角为b的坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压。

4.根据权利要求2所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：a的值为2％，b的值为6％；步骤1.4气压传感器具体采集气压值的方法如下：当发现车辆满足静止状态且驾驶员踩着气制动阀时，触发软件调用延时500ms函数，当完成延时后，再次判断车辆是否为静止且踩着气制动阀，满足此条件，触发中央处理器采集气压传感器的气压值，以5ms周期采集10次取平均值或得最终车辆静止时后桥行车制动所需要的气压值。

5.根据权利要求1所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：第一步最优气压值通过标定获取方法如下：

1.1车辆满载状态下，标定车辆处于不同坡度上维持静止状态时，后桥行车制动所需的最小压力值；标定获得临停的最优控制气压；获得坡度与最优控制气压的对照表；

样车的标定方法如下：将车辆进行满载加载，并在弹簧制动腔的行车腔加装气压传感器，将车辆停在所需要的坡角坡道上，对后桥行车腔进行加压，当后桥行车腔加到某个压力时，车辆能静止停稳在该坡道上，读取此时加装在后桥行车腔的气压传感器的气压值，此气压即为车辆处于小坡的临停最优气压；

1.2通过坡度传感器获取当前车辆所处的实际坡角值，中央处理器当前车辆所处工况的实际坡度值获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值。

6.根据权利要求5所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：第一步还包括以下步骤：

1.2标定车辆的ASR的加减压曲线；获得ASR电磁阀加减压的方程函数；

1.3根据步骤1.1中的不同坡道下的最优临停气压，结合步骤1.2中ASR电磁阀加减压的方程函数，计算步骤1.1中对照表各最优临停气压所需的ASR开断时间值。

7.根据权利要求6所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：第二步，ASR***和ABS***根据当前获取的最优气压值实施临停的方法如下：

2.1根据车速信号，对车辆是否处于静止状态进行判断；

2.2根据EPB内部的坡角传感器来识别当前车辆所处于的路况；

2.3根据2.2中的坡道值，中央处理器根据实际坡角值，获取该坡角值对应的***标定坡角值，参照步骤1.1中的对照表获取标定坡角值对应的最优控制气压值；再根据步骤1.3从而获得ASR开断时间值；

2.4EPB根据车辆当前状态，判断车辆是否满足临停条件，同时对中央处理器发出执行临停命令；

2.5ABS ECU接收到临停指令，按2.3中ASR的通断时间来驱动ASR电磁阀；

2.6当ASR达到通电的目标时间后，ABS ECU对ABS电磁阀进行保压控制，从而实现临停最优气压控制。

8.根据权利要求5所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：车辆的车速信号以变速箱的车速传感器传递的车速信号为准。

9.根据权利要求1所述的一种通过联合控制计算商用车临停最优气压的控制算法，其特征在于：车辆当前所处的坡角值通过EPB阀内部的坡角传感器获取。

Images