力控制防抱死制动系统策略的制作方法

本发明涉及车辆，更具体地说，涉及用于监测车辆制动角的方法和系统。

背景技术：

典型的车辆制动系统通常包括带有后鼓式制动器的前盘式制动器的布置，或者带有四轮盘式制动器的系统。这些传统的车辆制动系统的特征在于车轮制动器处的典型液压促动器，其响应于增加的液压流体压力而实现制动施加动作。流体压力通常由车辆制动踏板上的助力手动输入产生。其他系统使用对制动踏板施加做出响应的远程泵组件来产生、存储和操作用于制动活动的液压源。这些基本系统目前已经适于在电子控制的帮助下运行，以执行高级制动和车辆操纵功能，例如防抱死制动系统(abs)。abs可能会受到制动角内的状态的影响。

因此，希望提供用于更精确地监测制动角的方法和系统。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，提供了一种在具有制动角的车辆中操作防抱死制动系统的方法。该方法包括检测车辆的实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和减速参数。该方法还包括至少响应于实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和车辆的减速参数来确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，从实时制动角压力数据中去除噪声，以确定更新的实时制动角压力数据。更新的实时制动角压力数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，从实时制动角扭矩数据中去除噪声，以确定更新的实时制动角扭矩数据。更新的实时制动角扭矩数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，响应于实时制动角压力数据和温度校正系数来确定更新的实时制动角压力数据。更新的实时制动角压力数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，响应于实时制动角扭矩数据和温度校正系数来确定更新的实时制动角扭矩数据。更新的实时制动角扭矩数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括检测车辆的马达数据和车辆速度数据、车辆的前后制动配份以及车辆的车轮速度传感器数据。该方法还可以包括至少响应于表观摩擦力、马达数据、前后制动配份以及车轮速度传感器数据，确定制动角处的车轮打滑百分比。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，响应于车轮打滑百分比来确定防抱死制动系统启动触发器，防抱死制动系统启动触发器指示是否激活防抱死制动系统。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，获取制动片参数，并且至少响应于表观摩擦力、制动片参数、车速数据、车轮速度数据和实时制动角温度数据来确定施加在制动角处的被请求扭矩。用被请求扭矩激活防抱死制动系统。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，响应于车轮速度传感器数据，检测车轮打滑是否发生在制动角处实现了被请求扭矩之前，并且如果车轮打滑发生在实现了被请求扭矩之前，则停用防抱死制动系统。

除了这里描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括防抱死制动系统被激活。

在一个示例性实施例中，提供了一种用于操作具有制动角的车辆中的防抱死制动系统的控制器。控制器包括处理器和存储器，存储器包括计算机可执行指令，当由处理器执行时，这些指令使处理器执行操作。该操作包括检测实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和车辆的减速参数。该操作还包括至少响应于实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和车辆的减速参数来确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，该操作还包括从实时制动角压力数据中去除噪声，以确定更新的实时制动角压力数据。更新的实时制动角压力数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，该操作还包括从实时制动角扭矩数据中去除噪声，以确定更新的实时制动角扭矩数据。更新的实时制动角扭矩数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了这里描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，该操作还包括响应于实时制动角压力数据和温度校正系数来确定更新的实时制动角压力数据。更新的实时制动角压力数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了这里描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括操作还包括，响应于实时制动角扭矩数据和温度校正系数来确定更新的实时制动角扭矩数据。更新的实时制动角扭矩数据用于确定制动角处的表观摩擦力。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，该操作还包括检测车辆的马达数据和车辆速度数据、车辆的前后制动配份以及车辆的车轮速度传感器数据。该操作还可以包括至少响应于表观摩擦力、马达数据、前后制动配份以及车轮速度传感器数据确定制动角处的车轮打滑百分比。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括操作还包括，响应于车轮打滑百分比确定防抱死制动系统启动触发器，防抱死制动系统启动触发器指示是否激活防抱死制动系统。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括操作还包括，获取制动片参数，并且至少响应于表观摩擦力、制动片参数、车速数据、车轮速度数据和实时制动片温度数据来确定施加在制动角的被请求扭矩。用被请求扭矩激活防抱死制动系统。

除了在此描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括，该操作还包括响应于车轮速度传感器数据，检测车轮打滑是否发生在制动角处实现了被请求扭矩之前，并且如果车轮打滑发生在实现了被请求扭矩之前，则停用防抱死制动系统。

在一个示例性实施例中，提供了有形地包含在计算机可读介质上的计算机程序产品。该计算机程序产品包括指令，当由处理器执行时，该指令使处理器执行操作。该操作包括检测实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和车辆的减速参数。该操作还包括至少响应于实时制动角温度数据、实时制动角压力数据、实时制动角扭矩数据和车辆减速参数来确定制动角处的表观摩擦力。

结合附图，从下面的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，该详细描述参考附图，其中:

图1是根据本公开实施例的用于监测制动角的系统的框图；

图2是示出根据本公开实施例的用于监测防抱死制动系统的力控制的算法框图；和

图3是示出根据本公开实施例的监测制动角以监测防抱死制动系统的力控制的方法流程图。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。如这里所使用的，术语模块指的是处理电路，其可以包括专用集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的部件。

这里可以根据功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，这种块部件可以由被配置成执行指定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，示例性实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，这些部件可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，示例性实施例可以结合任意数量的控制系统来实施，并且这里描述的车辆系统仅仅是示例性实施例。

为了简洁起见，这里可能不详细描述与信号处理、数据传输、信令、控制和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作部件)相关的传统技术。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。应当注意，在各种实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。

典型的车辆制动系统通常包括带有后鼓式制动器的前盘式制动器的布置，或者带有四轮盘式制动器的系统。这些传统的车辆制动系统的特征在于车轮制动器处的典型液压促动器，其响应于增加的液压流体压力而实现制动施加动作。流体压力通常由车辆制动踏板上的助力手动输入产生。其他系统使用对制动踏板的施加产生响应的远程泵组件来产生、存储和操作制动活动的液压源。这些基本系统目前已经适于在电子控制的帮助下操作，以执行高级制动和车辆操纵功能，例如防抱死制动系统。防抱死制动系统(abs)的有效性可能会受到制动角(brakecorner)内的状况的影响。abs可能会受到制动角内的状况的影响。制动角包括制动转子和相关联的制动片。制动角21也可以包括制动钳。因此，希望提供用于更精确地监测制动角的方法和系统。

本文公开的实施例寻求提供增强的监测能力，以通过测量由制动系统产生的力来改善abs的功能，并且可以包括电子传感器，该电子传感器从制动角处的位置向车辆控制器提供连续和/或单次信号。该方法的一个优点是本文公开的力控制abs策略，其可以增加当前车载的控制系统的准确性和精确性，并有效地帮助减少停车距离。一种更先进的力控制器abs策略可以使用来自制动角的实时制动角扭矩、实时制动角压力和实时制动角温度测量来检测打滑并更精确和准确地控制制动施加，从而提高制动性能。该策略在abs事件期间(例如，当abs接合时)使用控制器来监测实时制动角扭矩、实时制动角压力和实时制动角温度，并且可以基于检测到的滑动水平主动地将制动片接合到转子或从转子上脱离。

现在参考图1，车辆10具有车身12，车身12可操作地连接到可旋转车轮14a、14b、14c、14d，用于在由发动机e1通过变速器t1推进时移动车身12。应当理解，本文公开的实施例不限于由发动机e1(例如，内燃发动机)推进的车辆12，因此本文公开的实施例也可以适用于其他车辆，包括但不限于完全和/或部分由电动机推进的电动车辆。在一个非限制性示例中，车辆10是前轮驱动车辆。众所周知，差速器(differential)d1可操作地连接前轮14a、14b，差速器d2通过半轴可操作地连接后轮14c、14d。轮胎15显示为安装在车轮14a-14d上。车辆10包括制动系统16，其被配置为停止车轮14a-14d的旋转。制动系统16包括与相应制动机构18a、18b、18c、18d连通的流体压力源bp，所述制动机构可操作地与每个相应车轮14a-14d连接。制动机构18a-18d各自具有可随相应车轮14a-14d旋转的制动转子20，以及在制动期间与制动转子20的相对侧接触的相应制动角21。制动片22和制动转子20形成制动角21。制动角21也可以包括制动钳。

每个制动角21包括传感器23，其被配置为测量实时制动角压力、实时制动角温度和实时制动角扭矩。该传感器23可以存在于制动片22上，或者制动角21内的其他地方。实时制动角温度可以在制动片22的衬里(lining)和制动片22的背衬(例如，背板)之间测量。传感器23可以包括三个独立的传感器，例如检测电压变化的两个压电传感器，以检测制动片22的实时制动角压力和实时制动角扭矩，以及测量实时制动角温度的一个热电偶传感器。

电子控制器c1具有处理器24，处理器24通过位于制动角21内的传感器23执行用于车辆监测的存储算法26，包括但不限于防抱死制动系统(abs)控制器的力控制。算法26可以包括用于监测abs的力控制的策略。

参照图2，继续参照图1，示出了根据本公开的实施例的用于力控制abs的系统30。车辆10上的系统30包括各种车辆传感器32，并且包括从传感器32接收输入信号的控制器c1，使得处理器24可以执行存储的算法26，该算法26被表示为各种模块，每个模块基于传感器输入来建模车辆操作的各个方面。虽然仅描绘了四个传感器32，但是系统30中可以包括更多的传感器。传感器32可以包括车轮速度传感器、制动流体压力传感器和其他传感器。来自传感器32的输入可以包括车轮速度、车辆速度、纵向加速度、动态制动比例(dynamicbrakeproportioning)、制动施加、车辆坡度(vehiclegrade)、制动温度(制动片或制动液)、制动施加传感器(bas)输入和方向盘输入。另外，制动角21的传感器23也向控制器c1提供数据。各种系统34可以提供输入信号，包括车辆系统和离车系统，例如远程信息处理系统、全球定位系统和地图信息。基于来自传感器32和系统34的输入，控制器c1可以估计或计算车辆质量、道路坡度、发动机制动量、制动能量、滚动阻力、适当的转子冷却系数、横向和纵向加速度以及本文所述的其他车辆运行特性。

应当理解，电子控制器c1可以被配置为单个或分布式控制设备，其与发动机e1或电动机(用于bev/hybrid)、变速器t1、制动系统16以及包括传感器在内的各种车辆部件电连接或者以其他方式进行硬连线或无线通信，用于发送和接收电信号以正确执行算法26。

电子控制器c1包括一个或多个控制模块，具有一个或多个处理器24和有形的非暂时性存储器(例如只读存储器(rom)，无论是光学的、磁性的、闪存的还是其他的)。电子控制器c1还可以包括足够数量的随机存取存储器(ram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)等，以及高速时钟、模数(a/d)和数模(d/a模)电路、输入/输出电路和设备(i/o)，以及适当的信号调节和缓冲电路。

电子控制器c1可以是主机或分布式系统(例如，诸如数字计算机或微型计算机的计算机)，用作车辆控制模块，和/或用作具有处理器的比例积分微分(pid)控制器设备，以及作为存储器的有形的、非暂时性的计算机可读存储器，诸如只读存储器(rom)或闪存。因此，控制器c1可以包括监测车辆10和控制该系统30所必需的所有软件、硬件、存储器、算法、连接、传感器等。这样，由控制器c1执行的一种或多种控制方法可以实施为与控制器c1相关联的软件或固件。应当理解，控制器c1还可以包括能够分析来自各种传感器的数据、比较数据并做出监测制动片磨损和提醒车辆操作者制动片寿命所需的决策的任何设备。此外，在不同的实施例中，电子控制器c1可以被配置为包括制动控制器、动力传动系控制器以及车辆10的车载或离车的其他控制器。

算法26开始于使用制动角输入求和模型370确定制动角输入的求和(summation)。制动角输入求和模型370被配置成响应于实时制动角压力数据224、实时制动角扭矩数据222、实时制动角温度数据112和减速参数102来确定制动角信息的求和。减速参数102可以指车辆10的瞬时减速率。制动角输入求和模型370可以执行一些处理，以从实时制动角扭矩数据222和实时制动角压力数据224中去除噪声，由此过滤掉车辆/道路噪声以清理信号，从而确定更新的实时制动角扭矩数据222a和更新的实时制动角压力数据224a。在这完成之后，温度校正系数402可以被添加到实时制动角压力数据224和实时制动角扭矩数据222，以考虑接近制动衰减条件和/或传感器操作极限的温度中的电压漂移，从而调整更新的实时制动角扭矩数据222a和更新的实时制动角压力数据224a。由于温度暴露，许多感测设备可能经历一些误差/漂移，这可以通过温度校正系数402来表征和校正。应当认识到，在该过程中，算法26通过使用更新的实时制动角扭矩数据222a和更新的实时制动角压力数据224a以及各种其他制动输入数据(例如，减速参数102、车轮速度传感器数据174等)计算制动片22和制动转子20界面的表观摩擦力(apparentfriction)410，来确定制动角21处是否存在制动衰减条件。)。最后，更新的实时制动角扭矩数据222a和更新的实时制动角压力数据224a可以相加，以便考虑板内和板外片的贡献(如果每个制动角21有两个制动片22装备有传感器23的话)。制动角输入求和模型370然后将更新的实时制动角扭矩数据222a、更新的实时制动角压力数据224a和实时制动角温度数据112以及每个制动角22的表观摩擦力410实时传递给abs启用标准模型380。

算法26接下来使用abs启用标准模型380来确定条件是否保证abs的使用。abs启用标准模型380被配置成响应于液压再生混合信号(hydraulicregenblendingsignal)108、马达数据110、前后制动配份(frontandrearbrakepartitioning)104和车轮速度传感器数据174来确定abs是否应该被启用。车轮速度传感器数据174与马达数据110、前后制动配份104和液压再生混合信号108并行，用于通过寻找短时间内的速度急剧下降来确定车轮15是否在路面上打滑。在车轮速度传感器有故障的情况下，表观摩擦力410的分析可用于诊断系统中的故障。马达数据110可以是关于发动机e1的数据，例如发动机制动。前后制动配份104可以是车辆10的前轴和后轴之间的发动机扭矩和/或制动配份。打滑与时间之间形成一个比率，以便产生在每个车轮15上出现的车轮打滑百分比420。车轮打滑百分比420与校准阈值进行比较，该阈值确定abs是否应该启用。abs启用标准模型380然后将每个车轮15的车轮打滑百分比420、每个车轮15的表观摩擦力力410和abs启用触发器430传递到图块143。abs启用触发器指示abs是否应被启用的触发器。

在图块143，算法26检查abs启用标准模型380是否已经确定abs应该通过abs启用触发器430启用。如果abs启用标准模型380确定abs不应启用，则算法26移回到制动角输入求和模型370。如果abs启用标准模型380确定abs应该启用，则算法26移动到被请求扭矩模型390以确定被请求扭矩。被请求扭矩模型390使用可用车辆信息的当前状态(例如，车辆速度数据122、车轮速度传感器数据174等)，以尽可能高效地确定停止车辆10所需的扭矩的理想设定点。这发生在带有各自车轮数据的每个制动角21上。被请求扭矩模型390被配置成响应于车速数据122、车轮速度传感器数据174、制动片参数184以及来自制动角输入求和模型370的表观摩擦力410、来自abs启用标准模型380的车轮打滑百分比420、更新的实时制动角扭矩数据222a和更新的实时制动角压力数据224a来确定车辆10的请求扭矩440。

响应于更新的实时制动角压力数据224a、更新的实时制动角扭矩数据222a、实时制动角温度数据112、车轮速度数据174和车辆速度数据122，被请求扭矩模型390将被请求扭矩440传递给abs应用模型394，以应用abs。对第一个压力循环的分析对于设定压力循环事件的基调来说很重要。实时表观摩擦力410、更新的实时制动角压力数据224a和更新的实时制动角扭矩数据222a与车轮速度传感器数据174并行工作，以便确定制动系统上的临界施加压力，该制动系统将在打滑区域的边界处破坏。有利的是，该方法允许第一压力循环和随后的压力循环，以避免在施加的制动压力中出现大的过冲和欠冲，从而导致更有效的制动事件。算法26然后将在从abs应用模型394回到制动角求和模型370以重复循环(reiterativeloop)运行，直到不再需要abs。此外，abs应用模型394可以考虑车轮速度传感器数据174，以用作在制动角21处获得所请求的扭矩440之前是否发生打滑的检查。如果发生这种情况，abs应用模型394脱离abs，并且一旦车轮恢复转动，重复该循环。

参考图3，继续参考图1和图2，示出了根据本公开实施例的操作防抱死制动系统(例如，用于力控制abs的系统30)的方法600的流程图。在一个实施例中，方法600由控制器c1执行。

在图块604，检测实时制动角温度数据112。在图块606，检测实时制动角压力数据224。在图块608，检测实时制动角扭矩数据222。在块610，检测车辆10的减速参数102。在图块612，至少响应于实时制动角温度数据112、实时制动角压力数据224、实时制动角扭矩数据222和车辆10的减速参数，确定制动角21处的表观摩擦力410。

方法600还可以包括从实时制动角压力数据224中去除噪声，以确定更新的实时制动角压力数据224a。更新的实时制动角压力数据224a用于确定制动角21处的表观摩擦力410。方法600还可以包括从实时制动角扭矩数据222中去除噪声，以确定更新的实时制动角扭矩数据222a。更新的实时制动角扭矩数据222a用于确定制动角21处的表观摩擦力410。

方法600还可以包括响应于实时制动角压力数据224和温度校正系数402来确定更新的实时制动角压力数据224a。更新的实时制动角压力数据224a用于确定制动角21处的表观摩擦力410。另外，方法600还可以包括响应于实时制动角扭矩数据222和温度校正系数402更新的实时制动角扭矩数据222a。更新的实时制动角扭矩数据222a用于确定制动角21处的表观摩擦力410。

方法600还可以包括车辆10的马达数据110、车辆10的前后制动配份104，以及检测车辆10的车轮速度传感器数据174。然后，可以至少响应于表观摩擦力410、马达数据110、前后制动配份104和车轮速度传感器数据174来确定制动角21处的车轮滑动百分比420。abs系统启动触发器430可以响应车轮打滑百分比420来确定。abs系统启动触发器430指示是否激活abs系统。

方法600还可以包括获得制动片参数184和车速数据122，并且至少响应于表观摩擦力410、制动片参数184、车速数据122、车轮速度数据174和实时制动角温度数据112来确定施加在制动角21处的被请求扭矩390。abs然后可以用被请求的扭矩390激活。此外，如果系统30响应于车轮速度传感器数据174在制动角21处获得被请求的扭矩390之前检测到车轮15打滑，则abs可以被停用。

方法600还可以包括激活车辆10的abs。为了激活车辆10的abs，可以获得制动片参数184，然后可以至少响应于制动片参数184、车速数据122、车轮速度数据174和实时制动角温度数据112来确定施加在制动角21处的请求扭矩。

虽然以上描述已经以特定顺序描述了图3的流程，但是应当理解，除非在所附权利要求中特别要求，否则步骤的顺序可以改变。

如上所述，实施例可以是处理器实现的过程和用于实践这些过程的设备的形式，例如处理器。实施例也可以是计算机程序代码的形式，该计算机程序代码包含实施在有形介质中的指令，有形介质例如是网络云存储、sd卡、闪存驱动器、光盘、硬盘驱动器或任何其他计算机可读存储介质，其中，当计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机变成用于实施该实施例的设备。实施例也可以是计算机程序代码的形式，例如，无论是存储在存储介质中，加载到计算机中和/或由计算机执行，还是通过某种传输介质传输，加载到计算机中和/或由计算机执行，或者通过某种传输介质传输，例如通过电线或电缆、通过光纤或通过电磁辐射，其中，当计算机程序代码加载到计算机中并由计算机执行时，计算机变成用于实施该实施例的设备。当在通用微处理器上实现时，计算机程序代码段配置微处理器来创建特定的逻辑电路。

术语“约”旨在包括与基于提交申请时可用设备的特定量的测量相关联的误差程度。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如这里所使用的，单数形式“一”、和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其组的存在或添加。

虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等同物来替代其元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。