用於車輛制動系統的診斷系統和診斷方法

2023-06-04 07:27:36

專利名稱：用於車輛制動系統的診斷系統和診斷方法
技術領域：
本發明涉及一種用於車輛制動系統的診斷系統和診斷方法。
背景技術：
目前，在汽車所從事的運輸生產過程中，有許多交通事故是由制動失效引起的。對 於鼓式自動器而言，制動失效的主要原因有1)剎車鼓破裂；2)剎車鼓內或剎車片(剎車 蹄片)上有油汙；3)長時間剎車導致剎車片溫度過高，摩擦係數大幅下降。而對於盤式制 動器而言，制動失效的主要原因有1)制動盤或剎車片(制動鉗)上有油汙；2)剎車片鉗制 無力；3)長時間剎車導致剎車片溫度過高，摩擦係數大幅下降；4)制動系統溫度過高導致 制動液部分汽化，使制動驅動力大幅降低。本申請的申請人通過對上述原因的分析後發現，無論鼓式自動器還是盤式制動 器，其制動失效的前兆總能夠通過剎車片溫度的變化予以識別。具體來講，對於鼓式自動器 以及盤式制動器制動失效的前兩種情況，均表現為摩擦不力，因此在相同制動驅動力的作 用下，制動過程中剎車片溫度的上升幅度和變化率將低於正常水平；而針對鼓式自動器以 及盤式制動器制動失效的後幾種情況，又表現為摩擦過度，因此在相同制動驅動力的作用 下，制動過程中剎車片溫度的上升幅度和變化率又會高於正常水平。由此可見，如果能夠將制動系統的制動驅動力變化與剎車片溫度的變化聯繫起 來，並通過一個診斷系統進行分析，就能夠提前預見制動失效的前兆，以便及時採取措施避 免交通事故的發生。

發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種能夠對制動系統失效提前做出判斷的用於 車輛制動系統的診斷系統和診斷方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是用於車輛制動系統的診斷系統，該診斷系統包括用於監測每一個制動器或者其中部分制動器中剎車片溫度的傳感器，以及與這些傳感器連接的接收器，此外，該診斷系統還 包括用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置，該檢測裝置和接收器分別與信號處 理裝置連接，所述信號處理裝置依據所記錄的各傳感器的測量信號以及檢測裝置的測量信 號經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器所發出的測量信號的值 相對檢測裝置所發出的測量信號的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，或 者大於或等於一預先設定的第二閥值K2，則該信號處理裝置將產生一個表示相應的制動器 故障的信號。所說的「制動驅動力」，是指用於驅動剎車片與剎車鼓或制動盤產生摩擦的力。由 於車輛制動系統對駕駛者踩踏制動踏板的力進行了數倍的放大後才最終傳遞到剎車片，因 此在車輛制動系統中的不同傳動環節上所產生的制動驅動力存在相應的倍差。因此，所述 檢測裝置所監測到的制動系統的制動驅動力大小也會根據其具體監的測制動系統中傳動環節的差異發生相應的變化，因此對第一閥值Kl和第二閥值K2也應當進行相應的調整。在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器所發出的測量信號的值相對檢測裝置所 發出的測量信號的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，則說明剎車片與 剎車鼓或制動盤的摩擦不力，對於鼓式自動器而言，表明剎車鼓可能破裂或者剎車鼓內或 者剎車片上有油汙，對於盤式制動器而言，則表明制動盤或剎車片上有油汙或者剎車片鉗 制無力；如果任意一傳感器所發出的測量信號的值相對檢測裝置所發出的測量信號的值的 變化率K大於或等於一預先設定的第二閥值K2，則說明剎車片與剎車鼓或制動盤的摩擦過 度，表明剎車片與剎車鼓或制動盤的間隙過小。為了保證診斷的準確，該診斷系統設定當檢測裝置檢測到制動驅動力的大小從Xl 增加到X2的過程為一個診斷期，如果在該診斷期內任意一傳感器所發出的測量信號的值 從Yl增加到Y2，則所述變化率K= (Y2-Y1)/(X2-X1)。也就是說，該診斷系統實際上將診 斷期設定到當檢測裝置檢測到制動驅動力的大小從Xl增加到Χ2的這個確切的範圍內，因 此就可以預先通過反覆的實驗得到當制動驅動力這個範圍內時所述第一閥值Kl和第二閥 值Κ2最合理的值。此外，為了進一步的提升駕駛安全性，該診斷系統中當所述信號處理裝置檢測到 任意兩個或兩個以上的制動器故障後，該信號處理裝置則產生一個控制發動機關閉的強制 信號。這樣，即便駕駛者沒有注意或存在僥倖心理，也不可能持續駕駛車輛。為了進一步的 保證駕駛安全，也可以設定當信號處理裝置檢測到後橋左輪制動器或後橋右輪制動器中任 意一個制動器故障時，信號處理裝置則產生一個控制發動機關閉的強制信號。相應的，本發明用於車輛制動系統的診斷方法，該方法依賴用於監測每一個制動 器或者其中部分制動器中剎車片溫度的傳感器，以及與這些傳感器連接的接收器，該診斷 方法還依賴用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置，該檢測裝置和接收器分別與 信號處理裝置連接，所述信號處理裝置依據所記錄的各傳感器的測量信號以及檢測裝置的 測量信號經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器所發出的測量信 號的值相對檢測裝置所發出的測量信號的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥 值Κ1，或者大於或等於一預先設定的第二閥值Κ2，則該信號處理裝置將產生一個表示相應 的制動器故障的信號。本發明的有益效果是可見，上述診斷系統和診斷方法能夠對制動系統失效的多 種因素提前進行識別並預警，使車輛的駕駛安全性大為提高。


圖1為本發明診斷系統的示意圖。圖2為剎車片溫度相對制動驅動力變化的曲線圖。圖3為剎車片溫度相對時間變化的曲線圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的說明。如圖1所示的用於車輛制動系統的診斷系統，該診斷系統包括用於監測每一個制動器2或者其中部分制動器2中剎車片溫度的傳感器3，以及與這些傳感器3連接的接收器4，該診斷系統還包括用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置10，該檢測裝置10和接收器4分別與信號處理裝置5連接，所述信號處理裝置5依據所記錄的各傳感器3 的測量信號7以及檢測裝置10的測量信號11經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內， 如果任意一傳感器3所發出的測量信號7的值相對探測裝置10所發出的測量信號11的值 的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，或者大於或等於一預先設定的第二閥值 K2，則該信號處理裝置5將產生一個表示相應的制動器2故障的信號。上述診斷系統針對的是四輪車輛。如圖1，車輪1包括前橋左輪101、前橋右輪102、 後橋左輪103以及後橋右輪104。制動系統中的前橋左輪制動器201、前橋右輪制動器202、 後橋左輪制動器203以及後橋右輪制動器204均採用鼓式制動器。在上述各制動器2中均 安裝有用於監測剎車片溫度的傳感器3，即包括傳感器301、302、303、304。所述傳感器301、 302,303,304分別通過數據線與接收器4連接。用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢 測裝置10以及所述接收器4分別通過數據線與信號處理裝置5連接。在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器3所發出的測量信號7的值相對檢測裝 置10所發出的測量信號11的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，則說明 剎車片與剎車鼓的摩擦不力，表明剎車鼓可能破裂或者剎車鼓內或者剎車片上有油汙；如 果任意一傳感器3所發出的測量信號7的值相對檢測裝置10所發出的測量信號11的值的 變化率K大於或等於一預先設定的第二閥值K2，則說明剎車片與剎車鼓或制動盤的摩擦過 度，表明剎車片與剎車鼓的間隙過小。為了保證診斷的準確，該診斷系統設定當檢測裝置10檢測到制動驅動力的大小 從Xl增加到X2的過程為一個診斷期，如果在該診斷期內任意一傳感器3所發出的測量信 號7的值從Yl增加到Y2，則所述變化率K= (Y2-Y1)/(X2-X1)。也就是說，該診斷系統實際 上將診斷期設定到當檢測裝置10檢測到制動驅動力的大小從Xl增加到Χ2的這個確切的 範圍內，因此可預先通過反覆的試驗得到當制動驅動力這個範圍內時所述第一閥值Kl和 第二閥值Κ2最合理的值。具體來講，如圖2所示，通過試驗得到的曲線Sl表示當剎車片與剎車鼓處於摩擦 不力的臨界狀態下時剎車片溫度相對制動驅動力變化的曲線。通過試驗得到的曲線S2則 表示當剎車片與剎車鼓處於摩擦過度的臨界狀態下時剎車片溫度相對制動驅動力變化的 曲線。對於曲線Si，在制動驅動力的大小從Xl增加到Χ2的範圍內，直線Ll的斜率即為第一 閥值Κ1。同樣，對於曲線S2，直線L2的斜率即為第二閥值Κ2。如果在檢測裝置10所檢測 到制動驅動力的大小從Xl增加到Χ2的過程中，剎車片溫度從Yl增加到Υ2，則所述變化率 K= (Υ2-Υ1)/(Χ2-Χ1)。此時如果Κ2<Κ<Κ1，反映在圖2中即曲線S4在Xl到Χ2的範圍 內位於曲線Sl和曲線S2之間，說明相應的制動器2正常工作。但如果K彡Kl或K彡Κ2， 則該信號處理裝置5將產生一個表示相應的制動器2故障的信號。此外，為了進一步的提升駕駛安全性，當所述信號處理裝置5檢測到任意兩個或 兩個以上的制動器2故障後，該信號處理裝置5則產生一個控制發動機6關閉的強制信號 9。這樣，即便駕駛者沒有注意或存在僥倖心理，也不可能持續駕駛車輛。此外，所述信號處理裝置5還連接一個用於顯示各傳感器3所發出的測量信號7 的值相對時間變化的曲線Sl的顯示系統8。顯示系統8設置在駕駛室內，以便駕駛者可隨 時掌握各制動器2的溫度狀況。
相應的，本發明用於車輛制動系統的診斷方法依賴用於監測每一個制動器2或者 其中部分制動器2中剎車片溫度的傳感器3，以及與這些傳感器3連接的接收器4，其特徵 在於 該診斷方法還依賴用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置10，該檢測裝置 10和接收器4分別與信號處理裝置5連接，所述信號處理裝置5依據所記錄的各傳感器3 的測量信號7以及檢測裝置10的測量信號11經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內， 如果任意一傳感器3所發出的測量信號7的值相對探測裝置10所發出的測量信號11的值 的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，或者大於或等於一預先設定的第二閥值 K2，則該信號處理裝置5將產生一個表示相應的制動器2故障的信號。
權利要求
用於車輛制動系統的診斷系統，該診斷系統包括用於監測每一個制動器(2)或者其中部分制動器(2)中剎車片溫度的傳感器(3)，以及與這些傳感器(3)連接的接收器(4)，其特徵在於該診斷系統還包括用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置(10)，該檢測裝置(10)和接收器(4)分別與信號處理裝置(5)連接，所述信號處理裝置(5)依據所記錄的各傳感器(3)的測量信號(7)以及檢測裝置(10)的測量信號(11)經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器(3)所發出的測量信號(7)的值相對檢測裝置(10)所發出的測量信號(11)的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，或者大於或等於一預先設定的第二閥值K2，則該信號處理裝置(5)將產生一個表示相應的制動器(2)故障的信號。
2.如權利要求1所述的診斷系統，其特徵在於設定當檢測裝置(10)檢測到制動驅動 力的大小從Xl增加到X2的過程為一個診斷期，如果在該診斷期內任意一傳感器(3)所發 出的測量信號(7)的值從Yl增加到Y2，則所述變化率K= (Y2-Y1)/(X2-X1)。
3.如權利要求1或2所述的診斷系統，其特徵在於當所述信號處理裝置(5)檢測到 任意兩個或兩個以上的制動器(2)故障後，該信號處理裝置(5)則產生一個控制發動機(6) 關閉的強制信號(9)。
4.如權利要求1或2所述的用於車輛剎車系統的診斷系統，其特徵在於所述信號處 理裝置(5)還連接一個用於顯示各傳感器(3)所發出的測量信號(7)的值相對時間變化的 曲線(Si)的顯示系統⑶。
5.用於車輛制動系統的診斷方法，該診斷方法依賴用於監測每一個制動器(2)或者其 中部分制動器(2)中剎車片溫度的傳感器(3)，以及與這些傳感器(3)連接的接收器(4)， 其特徵在於該診斷方法還依賴用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置(10)，該 檢測裝置(10)和接收器⑷分別與信號處理裝置(5)連接，所述信號處理裝置(5)依據所 記錄的各傳感器(3)的測量信號(7)以及檢測裝置(10)的測量信號(11)經過分析後做出 判斷在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器(3)所發出的測量信號(7)的值相對檢測裝 置(10)所發出的測量信號(11)的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值Κ1，或 者大於或等於一預先設定的第二閥值Κ2，則該信號處理裝置(5)將產生一個表示相應的制 動器(2)故障的信號。
6.如權利要求5所述的診斷方法，其特徵在於設定當檢測裝置(10)檢測到制動驅動 力的大小從Xl增加到Χ2的過程為一個診斷期，如果在該診斷期內任意一傳感器(3)所發 出的測量信號(7)的值從Yl增加到Υ2，則所述變化率K= (Υ2-Υ1)/(Χ2-Χ1)。
全文摘要
本發明公開了一種能夠對制動系統失效提前做出判斷的用於車輛制動系統的診斷系統和診斷方法。該診斷系統包括用於監測每一個制動器或者其中部分制動器中剎車片溫度的傳感器，以及與這些傳感器連接的接收器，此外，該診斷系統還包括用於監測制動系統的制動驅動力大小的檢測裝置，該檢測裝置和接收器分別與信號處理裝置連接，所述信號處理裝置依據所記錄的各傳感器的測量信號以及檢測裝置的測量信號經過分析後做出判斷在至少一個診斷期內，如果任意一傳感器所發出的測量信號的值相對檢測裝置所發出的測量信號的值的變化率K小於或等於一預先設定的第一閥值K1，或者大於或等於一預先設定的第二閥值K2，則該信號處理裝置將產生一個表示相應的制動器故障的信號。
文檔編號B60T17/22GK101823482SQ20101018591
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者馮兵 申請人:馮兵