一种车用鼓式制动器自动冷却系统及其控制方法与流程

本发明属于汽车制动技术领域，具体涉及一种车用鼓式制动器自动冷却系统及其控制方法，适用于改善其使用可靠性、降低成本。

背景技术：

重型卡车通常会采用鼓式制动器。虽然鼓式制动器的制动力大，但其散热及抗热衰退能力差。当卡车载重行驶在山区时，特别在下坡时，弯多、坡陡，制动器极易产生高温，不仅会使摩擦片及制动鼓磨损，还会因制动鼓热衰退导致制动失效，严重影响行车安全，因此在运行车辆上一般会安装有制动器冷却喷淋装置。

中国专利：申请公布号为CN202557516U，申请公布日为2012年11月28日的实用新型专利公开了一种汽车制动器自动降温装置，包括中央处理单元、温度传感器、水箱、液位传感器和喷淋装置，喷淋装置包括电磁阀和淋水器，中央处理单元分别与温度传感器、电磁阀、液位传感器相连，电磁阀通过水管分别与水箱和淋水器相连，温度传感器安装在汽车制动器上，液位传感器设置在水箱内，扬声器安装在汽车尾部，淋水器安装在汽车制动器上方。其通过温度传感器监控汽车制动器的温度情况，只在制动器温度超过预先设置的阈值时启动淋水器喷水降温，虽然能够避免水资源的浪费，但该系统控制的关键在温度传感器检测，而由于制动鼓旋转，传感器只能安装在其附近，车轮污泥会沾在传感器上，影响其精度，同时，高温、污水也会影响传感器线束的连接可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术存在的使用可靠性较差的问题，提供一种能够改善其使用可靠性、并降低成本的车用鼓式制动器自动冷却系统及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种车用鼓式制动器自动冷却系统，包括ECU电控单元、喷淋装置、水箱，所述喷淋装置通过管路与水箱相通，喷淋装置的控制端与ECU电控单元信号连接；

所述自动冷却系统还包括VECU整车电控单元、仪表、TCU自动变速箱控制单元，所述VECU整车电控单元的制动开关信号输出端口与CAN总线信号连接，所述仪表的车速信号输出端口与CAN总线信号连接，所述TCU自动变速箱控制单元的整车质量和减速度以及坡度信号输出端口与CAN总线信号连接，所述ECU电控单元的车辆信号输入端口与CAN总线信号连接，且ECU电控单元的内部设置有摩擦热量计算模块、喷水量控制模块，所述摩擦热量计算模块的输入端口与车辆信号输入端口信号连接，摩擦热量计算模块的输出端口通过喷水量控制模块与喷淋装置信号连接。

所述喷淋装置包括放水电磁阀、喷嘴，所述放水电磁阀的进水端与水箱底部的出水阀门相通，放水电磁阀的出水端与喷嘴相通，且放水电磁阀的控制端与喷水量控制模块信号连接。

所述喷水量控制模块通过ECU电控单元的PWM占空比信号输出端口与放水电磁阀信号连接。

一种车用鼓式制动器自动冷却系统的控制方法，该方法为：首先，VECU整车电控单元通过制动开关信号输出端口实时发送制动开关信号，仪表通过车速信号输出端口实时发送车速信号，TCU自动变速箱控制单元通过整车质量和减速度以及坡度信号输出端口实时发送整车质量、减速度和坡度信号，ECU电控单元通过车辆信号输入端口接收上述信号，当ECU电控单元接收到制动开启信号且坡度信号为负时控制喷淋装置开始工作，同时摩擦热量计算模块开始计算摩擦热量，随后喷水量控制模块根据计算得到的摩擦热量控制喷淋装置的喷水量。

所述摩擦热量计算模块通过以下公式计算摩擦热量Q：

式中，t为制动时间，m为整车质量，v为车速，a为减速度，i为坡度；

所述喷水量W通过以下公式计算得到：

W＝k(Q-Q₀)

式中，k为比例系数，Q为摩擦热量，Q₀为起始喷水热量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种车用鼓式制动器自动冷却系统包括VECU整车电控单元、仪表、TCU自动变速箱控制单元，VECU整车电控单元的制动开关信号输出端口、仪表的车速信号输出端口、TCU自动变速箱控制单元的整车质量和减速度以及坡度信号输出端口、ECU电控单元的车辆信号输入端口均与CAN总线信号连接，且ECU电控单元的内部设置有摩擦热量计算模块、喷水量控制模块，摩擦热量计算模块的输入端口与车辆信号输入端口信号连接，输出端口通过喷水量控制模块与喷淋装置信号连接，该设计取消了温度传感器的使用，通过采集到的制动开关、车速、整车质量、减速度以及坡度信号计算摩擦热量实现冷却水量的控制，不仅避免了因传感器故障引起的喷水不良现象的发生，提高了使用可靠性，而且降低了成本。因此，本发明不仅改善了使用可靠性，而且降低了成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中ECU电控单元的内部结构框图。

图中：ECU电控单元1、车辆信号输入端口11、摩擦热量计算模块12、喷水量控制模块13、PWM占空比信号输出端口14、喷淋装置2、放水电磁阀21、喷嘴22、水箱3、VECU整车电控单元4、制动开关信号输出端口41、仪表5、车速信号输出端口51、TCU自动变速箱控制单元6、整车质量和减速度以及坡度信号输出端口61、CAN总线7。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种车用鼓式制动器自动冷却系统，包括ECU电控单元1、喷淋装置2、水箱3，所述喷淋装置2通过管路与水箱3相通，喷淋装置2的控制端与ECU电控单元1信号连接；

所述自动冷却系统还包括VECU整车电控单元4、仪表5、TCU自动变速箱控制单元6，所述VECU整车电控单元4的制动开关信号输出端口41与CAN总线7信号连接，所述仪表5的车速信号输出端口51与CAN总线7信号连接，所述TCU自动变速箱控制单元6的整车质量和减速度以及坡度信号输出端口61与CAN总线7信号连接，所述ECU电控单元1的车辆信号输入端口11与CAN总线7信号连接，且ECU电控单元1的内部设置有摩擦热量计算模块12、喷水量控制模块13，所述摩擦热量计算模块12的输入端口与车辆信号输入端口11信号连接，摩擦热量计算模块12的输出端口通过喷水量控制模块13与喷淋装置2信号连接。

所述喷淋装置2包括放水电磁阀21、喷嘴22，所述放水电磁阀21的进水端与水箱3底部的出水阀门31相通，放水电磁阀21的出水端与喷嘴22相通，且放水电磁阀21的控制端与喷水量控制模块12信号连接。

所述喷水量控制模块13通过ECU电控单元1的PWM占空比信号输出端口14与放水电磁阀21信号连接。

一种车用鼓式制动器自动冷却系统的控制方法，该方法为：首先，VECU整车电控单元4通过制动开关信号输出端口41实时发送制动开关信号，仪表5通过车速信号输出端口51实时发送车速信号，TCU自动变速箱控制单元6通过整车质量和减速度以及坡度信号输出端口61实时发送整车质量、减速度和坡度信号，ECU电控单元1通过车辆信号输入端口11接收上述信号，当ECU电控单元1接收到制动开启信号且坡度信号为负时控制喷淋装置2开始工作，同时摩擦热量计算模块11开始计算摩擦热量，随后喷水量控制模块12根据计算得到的摩擦热量控制喷淋装置2的喷水量。

所述摩擦热量计算模块11通过以下公式计算摩擦热量Q：

式中，t为制动时间，m为整车质量，v为车速，a为减速度，i为坡度；

所述喷水量W通过以下公式计算得到：

W＝k(Q-Q₀)

式中，k为比例系数，Q为摩擦热量，Q₀为起始喷水热量。

本发明的原理说明如下：

本发明提供了一种鼓式制动器自动冷却系统，该系统无需采用温度传感器，通过增加CAN总线、根据行车情况计算摩擦热量及喷水量，从而实现主动喷水控制。

由于摩擦热量Q主要由鼓式制动器吸收，而鼓式制动器主要靠空气对流散热，显然Q越大，鼓式制动器的温升越高，需要的喷水量W也越大。相关研究发现，可以认为Q与喷水量W成比例关系，即W＝k(Q-Q₀)，其中，k、Q₀可根据实车条件标定得到。

实施例1：

参见图1、图2，一种车用鼓式制动器自动冷却系统，包括ECU电控单元1、喷淋装置2、水箱3、VECU整车电控单元4、仪表5、TCU自动变速箱控制单元6，所述喷淋装置2包括放水电磁阀21、喷嘴22，所述放水电磁阀21的进水端与水箱3底部的出水阀门31相通，放水电磁阀21的出水端与喷嘴22相通，所述VECU整车电控单元4的制动开关信号输出端口41与CAN总线7信号连接，所述仪表5的车速信号输出端口51与CAN总线7信号连接，所述TCU自动变速箱控制单元6的整车质量和减速度以及坡度信号输出端口61与CAN总线7信号连接，所述ECU电控单元1的车辆信号输入端口11与CAN总线7信号连接，且ECU电控单元1的内部设置有摩擦热量计算模块12、喷水量控制模块13，所述摩擦热量计算模块12的输入端口与车辆信号输入端口11信号连接，摩擦热量计算模块12的输出端口依次通过喷水量控制模块13、ECU电控单元1的PWM占空比信号输出端口14与放水电磁阀21信号连接。

一种车用鼓式制动器自动冷却系统的控制方法，该方法为：首先，VECU整车电控单元4通过制动开关信号输出端口41实时发送制动开关信号，仪表5通过车速信号输出端口51实时发送车速信号，TCU自动变速箱控制单元6通过整车质量和减速度以及坡度信号输出端口61实时发送整车质量、减速度和坡度信号，ECU电控单元1通过车辆信号输入端口11接收上述信号，当ECU电控单元1接收到制动开启信号且坡度信号为负时控制喷淋装置2开始工作，同时摩擦热量计算模块11开始计算摩擦热量，随后喷水量控制模块12根据计算得到的摩擦热量控制喷嘴22的喷水量，其中，

所述摩擦热量计算模块11通过以下公式计算摩擦热量Q：

式中，t为制动时间，m为整车质量，v为车速，a为减速度，i为坡度；

所述喷水量W通过以下公式计算得到：

W＝k(Q-Q₀)

式中，k为比例系数，Q为摩擦热量，Q₀为起始喷水热量。