汽车制动控制系统、汽车制动系统、汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车工业技术领域，特别是涉及一种汽车制动控制系统、汽车制动系统、汽车。

背景技术：

随着汽车发动机功率的增高、发动机转速的降低、载重量的加大、车速的加快和车载质量的提高，汽车行驶的安全问题变得异常严峻。现有技术中，汽车的主要制动方式仍然为依靠刹车盘摩擦制动，尽管制动蹄块和轮毂刹车盘摩擦性能的改善对一次性刹车距离的缩短有所促进，但在长时间制动、长距离下坡制动和频繁制动的情况下，现有刹车盘摩擦制动失效仍然非常常见。

许多先进的电子技术如制动防抱系统abs、电子制动系统ebs以及拖动控制系统asr的采用在摩擦制动系统有效时，其可使得摩擦制动系统使用的安全性大大提高，但对如制动器温度过高和制动器磨损却无帮助。

目前的机动车辆的制动系统，执行机构都是在每个车轮上安装摩擦片，在需要停车的时候启用；但是在如下坡行车过程中需要停车或减速时，如果摩擦片制动一旦失效，在没有其它有效的减速措施的情况下，轻则造成财产损失，重则造成人员伤亡。针对该问题，如申请号为201620319658.3的实用新型专利所提供的技术方案所示，提供了一种新型汽车备用制动装置，采用该制动系统，相对于现有其他汽车备用制动系统，如：

1、利用设置在汽车底部的制动带，在汽车的刹车系统失灵时，放下制动带，由汽车的后轮压住制动带来实现刹车效果；

2、在原有的汽车刹车系统中增加三通阀，实现两套刹车系统控制刹车部件；

3、利用安装在汽车底部的摩擦块，在制动过程中摩擦块抓地产生摩擦力，起到制动的效果等制动方式，可能出现：制动带和摩擦块在制动过程中容易因为受力不均造成汽车刹车不稳、发生侧滑或翻车，或因地面的不平整等环境条件，使得备用制动装置失效等问题。

进一步优化现有汽车刹车系统的结构设计，以使得其在需要车辆减速时能够提供可靠的制动力以利于行车安全，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述提出的进一步优化现有汽车刹车系统的结构设计，以使得其在需要车辆减速时能够提供可靠的制动力以利于行车安全，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题，本实用新型提供了一种汽车制动控制系统、汽车制动系统、汽车及汽车制动方法，所述汽车制动系统包括所述汽车制动控制系统，所述汽车包括所述汽车制动系统，所述制动方法基于所述控制系统或制动系统。采用本方案，方便实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统的切换或叠加。

汽车制动控制系统，包括用于收集汽车运行状态参数的信号采集装置，所述信号采集装置包括汽车车轮转动速度采集装置，所述汽车车轮转动速度采集装置用于监测汽车行驶时车轮的转动速度。

车辆刹车系统即为车辆制动系统，现有刹车系统中，刹车系统或制动系统一般通过卡钳夹持刹车盘的方式实现，但在刹车系统在使用时，可能因为卡钳失去驱动力或执行力、因为热衰退现象、水衰退现象等情况，使得刹车系统失去车辆制动能力。为利于行车安全，现有技术中，公开了多个在汽车上设置多套刹车系统的方案，以在当下刹车系统失效情况下快速的实现刹车系统的切换或尽快进行应急处理，是保障行车安全、减轻交通事故严重程度的关键。

本方案中，通过设置为所述制动系统包括汽车车轮转动速度采集装置，利用汽车在制动时，无论汽车是否具有如abs系统，在制动过程中，若主刹车系统或刹车系统能够工作，汽车车轮的转速均会先于汽车行驶速度出现急停效应，即出现车轮的转速与汽车当下行驶速度不匹配的情况，故本方案中，通过所述汽车车轮转动速度采集装置采集到车轮的转动速度后，经过人工比对或汽车ecu进行比对，即可最为直观和及时的得出刹车系统的工作状态，以通过人工切换、ecu自行切换其他刹车系统用于制动汽车，达到方便实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统的切换的目的，利于行车安全或为驾驶员提供信号以尽早做出应急处理。

作为本领域技术人员，以上所述的刹车系统可理解为：主刹车系统即为车辆最为常使用的刹车系统，如安装在汽车车轮上的轮毂刹车，辅助刹车系统或其他刹车系统可理解为如安装于汽车车轮传动轴上的刹车装置、发动机制动、车轮驱动电机转变为发电机用于制动等。

所述汽车车轮转动速度采集装置采用汽车车轮轮速传感器即可，如用于直接检测车轮旋转速度的转速传感器、用于检测车轮驱动轴旋转速度的转速传感器等。

作为所述汽车制动控制系统进一步的技术方案：所述信号采集装置还包括制动踏板状态采集装置，所述制动踏板状态采集装置为以下装置中的任意一种或几种：制动踏板行程采集装置、制动踏板所受踩踏力大小采集装置、汽车行驶速度采集装置；

还包括处理模块；

所述制动踏板状态采集装置、汽车车轮转动速度采集装置的输出端均连接在处理模块的信号输入端上，所述处理模块用于对制动踏板状态采集装置采集的数据与汽车车轮转动速度采集装置采集的数据进行比对。

本方案中，旨在实现通过所述制动系统，实现汽车踏板状态信号、汽车行驶速度信号与以上车轮转动速度进行关联，用于实现：不仅能够反映当下刹车系统是否能够工作，同时通过比对，反映其输出的制动力或制动能力是否能够满足当下要求。

作为本领域技术人员，以上方案中，涉及到：车轮转动速度信号、制动踏板行程信号、制动踏板所受踩踏力大小信号、汽车行驶速度信号，以上信号分别为：转动速度信号、行程信号或位置信号、压力信号、以及运动速度信号，要实现所述对比以反映转动速度信号与其他信号是否匹配，以得到对比结果用于人工判断或直接输出其他信号，如输出控制信号：所述控制信号为输出报警信号，输出刹车系统切换信号，在具体实施时，相应控制系统如采用计算机程序实现时，可利用以下现有工控机：用于实现锅炉控制的工控机，其中涉及的参数包括锅炉给水泵转速信号、汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号，以上水泵转速信号与以下信号中任意一个信号：汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号不对应时，输出报警。而作为本领技术人员，以上水泵转速信号、汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号分别对应：转动速度信号、行程信号或位置信号、压力信号、以及运动速度信号，而以上报警输出可直接输出报警亦可作为切换刹车系统的控制信号。随着现有车辆的智能化，现有车载ecu的性能亦满足以上数据比对需求，即处理模块为车载ecu亦可。

优选设置为根据上述比对结果输出控制信号，以上控制信号用于控制系统切换当下被使用的刹车系统。

作为本领域技术人员，所述比对采用单片机和逻辑电路均可，单片机可采用搭载89f5162芯片的单片机进行数据比对。采用逻辑电路时，如针对采用制动踏板所受踩踏力大小采集装置，可采用压力传感器，具体的，如：通过转速传感器采集车轮转动数据，即汽车行驶时车轮的转动速度，通过压力传感器采集制动踏板制动压力大小情况，通过比较器对转动数据信号和压力信号进行对比，当制动踏板踏下后，压力传感器获取信号，压力数据触发或者上升时，转速信号下降，当转速信号未下降或下降速度低于预设速度即阈值时，输出报警信号或汽车刹车控制信号。

具体的，可设置为：对比采用的逻辑电路为在比较器中进行先或后与运算，在压力信号上升时和在压力信号触发时，进行逻辑或运算，逻辑或运算后，在转速未下降时，进行逻辑与运算，在压力信号触发和上升时，通过逻辑或运算，向逻辑与电路输出信号，逻辑与电路在接收到信号后，与转速信号进行对比，当转速信号未下降时或者转速信号下降未超过预设速度时，输出报警信号或汽车刹车控制信号。

作为本领域技术人员，在汽车制动过程中，考虑到驾驶员踩踏制动踏板的方式，如本身为间歇性踩踏制动或车辆本身具有abs系统，这样，在汽车制动的整个过程中，汽车车轮的转动速度实际上与车速是有关系的，而以上车速随着时间是变化的，故为更为准确的判断当下被使用刹车系统的制动性能：车轮转动速度与时间的关系或随时间变化的关系，设置为：还包括计时模块，所述计时模块用于判定汽车行驶时车轮转动速度与时间的关系。

作为一种辅助形式，设置为：还包括倾角传感器，所述倾角传感器用于监测汽车行驶过程中车身的倾斜情况，所述倾斜情况为沿着汽车车身长度方向的倾斜情况。本方案中，所述倾角传感器可以为单独存在于一个系统中，如配合传感器信号输出装置，为驾驶员提供倾斜数据以供驾驶员参考：是否存在制动高危因素，如倾角传感器检测到汽车在下坡，即可得出此时车辆存在制动高危因素，汽车制动时，车轮转速的变化率较上坡和平路慢；倾角传感器亦可连接在所述处理模块上，将结果输入至处理模块中，为处理模块进行比对提供原始数据或依据，如在汽车制动时，即使当下所使用刹车系统能够正常工作，车轮转速发生一定程度的变化对应更大的踏板行程、踏板压力或制动时间；在检测到车辆下坡时，如踏板被制动，具有踏板行程或踏板压力信号输入，而车轮转速未变化，亦可得出当下所使用刹车系统可工作。

本方案还公开了一种汽车制动系统，包括至少两套刹车系统，还包括如上任意一项所述的汽车制动控制系统。本汽车制动系统具有可实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统切换的特点。

作为所述汽车制动系统进一步的技术方案：

为避免多套刹车系统同时失效，利于行车安全性，设置为：所述的至少两套刹车系统中，至少有两套刹车系统为相互之间完全独立的刹车系统。所述的相互之间完全独立的刹车系统即为：如两套刹车系统中，用于执行刹车动作的执行机构相互独立，用于驱动执行机构动作的驱动系统独立，针对驱动系统，如一套为油压驱动，另一套也为油压驱动时，两套油路为不同油路，另一套亦可为气动系统，电动系统等。针对执行机构，如两套刹车系统中均有独立的卡钳和刹车片。

本方案还公开了一种汽车，包括汽车本体，还包括如上任意一项所述的汽车制动控制系统。本汽车具有利于形式安全的特点。

作为所述汽车进一步的技术方案：

所述汽车本体包括电力驱动系统，所述电力驱动系统包括蓄电池、变频器及驱动电机，所述蓄电池作为驱动电机的电力供应部件，所述变频器作为驱动电机的工作参数控制部件，所述变频器为四象限变频器，在通过所述驱动电机制动汽车时，驱动电机所产生的电能通过所述四象限变频器存储于蓄电池中。本方案即提供了一种可在可作为汽车驱动部件，且可制动汽车，在制动汽车的过程中回收能量的系统，如本系统与卡钳、刹车盘刹车系统共用；在制动踏板行程较小、制动踏板所受踩踏力大小较小、车速较低时，本系统在汽车制动时为唯一被使用的制动系统以尽可能提升能量利用率。作为本领域技术人员，以上制动踏板行程较小、制动踏板所受踩踏力大小较小、车速较低可根据具体的汽车类型、用途或行驶路况进行设置或调整。

同时本方案还公开了一种汽车制动方法，包括顺序进行的以下步骤：

s1、采集汽车行驶过程中车轮的转动速度信息；

s2、将s1所得数据与汽车制动踏板制动情况或车速进行比对，根据比对结果，输出报警信号或汽车刹车控制信号；

所述汽车制动踏板制动情况为制动踏板行程情况或制动踏板所受踩踏力的大小，所述车速为汽车行驶速度，所述比对为：判断s1中所得数据与当下汽车制动踏板制动情况、制动踏板所受踩踏力大小情况、车速情况所对应的预设车轮转动速度阈值的关系；

当s1所得数据大于所述阈值时，输出报警信号或汽车刹车控制信号；

所述汽车刹车控制信号用于切换汽车上的刹车系统或叠加启用闲置刹车系统，以对汽车进行制动。本方案提供了一种基于以上制动系统或控制系统的汽车制动方法，采用该方法，可有效提高汽车行驶的安全性。

作为所述的汽车制动方法进一步的技术方案，该方法中所采用的刹车系统至少有两套，且至少有两套刹车系统为相互之间完全独立的刹车系统。本方案旨在尽可能避免车辆的全部刹车系统同时失效。

作为本领域技术人员，所述汽车行驶速度采集装置采用速度传感器即可、所述制动踏板所受踩踏力大小采集装置采用压力传感器即可、制动踏板行程采集装置采用位置传感器即可、汽车车轮转动速度采集装置采用转速传感器即可。

作为本领域技术人员，以上所述的切换和叠加，即为在汽车上设置多套刹车系统，正常情况下，其中一套或部分刹车系统作为主要刹车系统，即在车辆行驶时，默认的用于制动车辆的刹车系统。剩余的刹车系统作为备用刹车系统，以上切换即为：将在先备用的刹车系统用于当下制动，在先启用的停用；以上叠加即为，在先启用的继续启用，同时将备用的部分启用或全部启用。

本实用新型具有以下有益效果：

所述汽车制动系统包括所述汽车制动控制系统，所述汽车包括所述汽车制动系统，采用本方案，方便实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统的切换或叠加。采用本方案，可提高汽车行驶的安全性。

附图说明

图1是本实用新型所述的汽车制动系统一个具体实施例的系统拓扑图。

本拓扑图中包括三套刹车系统，即第一刹车系统、第二刹车系统和第三刹车系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，汽车制动控制系统，包括用于收集汽车运行状态参数的信号采集装置，所述信号采集装置包括汽车车轮转动速度采集装置，所述汽车车轮转动速度采集装置用于监测汽车行驶时车轮的转动速度。

现有刹车系统中，刹车系统或制动系统一般通过卡钳夹持刹车盘的方式实现，但在刹车系统在使用时，可能因为卡钳失去驱动力或执行力、因为热衰退现象、水衰退现象等情况，使得刹车系统失去车辆制动能力。为利于行车安全，现有技术中，公开了多个在汽车上设置多套刹车系统的方案，以在当下刹车系统失效情况下快速的实现刹车系统的切换或尽快进行应急处理，是保障行车安全、减轻交通事故严重程度的关键。

本方案中，通过设置为所述制动系统包括汽车车轮转动速度采集装置，利用汽车在制动时，无论汽车是否具有如abs系统，在制动过程中，若主刹车系统或刹车系统能够工作，汽车车轮的转速均会先于汽车行驶速度出现急停效应，即出现车轮的转速与汽车当下行驶速度不匹配的情况，故本方案中，通过所述汽车车轮转动速度采集装置采集到车轮的转动速度后，经过人工比对或汽车ecu进行比对，即可最为直观和及时的得出刹车系统的工作状态，以通过人工切换、ecu自行切换其他刹车系统用于制动汽车，达到方便实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统的切换的目的，利于行车安全或为驾驶员提供信号以尽早做出应急处理。

作为本领域技术人员，以上所述的刹车系统可理解为：主刹车系统即为车辆最为常使用的刹车系统，如安装在汽车车轮上的轮毂刹车，辅助刹车系统或其他刹车系统可理解为如安装于汽车车轮传动轴上的刹车装置、发动机制动、车轮驱动电机转变为发电机用于制动等。

所述汽车车轮转动速度采集装置采用汽车车轮轮速传感器即可，如用于直接检测车轮旋转速度的转速传感器、用于检测车轮驱动轴旋转速度的转速传感器等。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为所述汽车制动控制系统进一步的技术方案：所述信号采集装置还包括制动踏板状态采集装置，所述制动踏板状态采集装置为以下装置中的任意一种或几种：制动踏板行程采集装置、制动踏板所受踩踏力大小采集装置、汽车行驶速度采集装置；

还包括处理模块；

所述制动踏板状态采集装置、汽车车轮转动速度采集装置的输出端均连接在处理模块的信号输入端上，所述处理模块用于对制动踏板状态采集装置采集的数据与汽车车轮转动速度采集装置采集的数据进行比对。

本方案中，旨在实现通过所述制动系统，实现汽车踏板状态信号、汽车行驶速度信号与以上车轮转动速度进行关联，用于实现：不仅能够反映当下刹车系统是否能够工作，同时通过比对，反映其输出的制动力或制动能力是否能够满足当下要求。

作为本领域技术人员，以上方案中，涉及到：车轮转动速度信号、制动踏板行程信号、制动踏板所受踩踏力大小信号、汽车行驶速度信号，以上信号分别为：转动速度信号、行程信号或位置信号、压力信号、以及运动速度信号，要实现所述对比以反映转动速度信号与其他信号是否匹配，以得到对比结果用于人工判断或直接输出其他信号，如输出控制信号：所述控制信号为输出报警信号，输出刹车系统切换信号，在具体实施时，相应控制系统如采用计算机程序实现时，可利用以下现有工控机：用于实现锅炉控制的工控机，其中涉及的参数包括锅炉给水泵转速信号、汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号，以上水泵转速信号与以下信号中任意一个信号：汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号不对应时，输出报警。而作为本领技术人员，以上水泵转速信号、汽包中液位信号、汽包中压力信号、蒸汽出口管介质流速信号分别对应：转动速度信号、行程信号或位置信号、压力信号、以及运动速度信号，而以上报警输出可直接输出报警亦可作为切换刹车系统的控制信号。

优选设置为根据上述比对结果输出控制信号，以上控制信号用于控制系统切换当下被使用的刹车系统。

作为本领域技术人员，所述比对采用单片机和逻辑电路均可，单片机可采用搭载89f5162芯片的单片机进行数据比对。采用逻辑电路时，如针对采用制动踏板所受踩踏力大小采集装置，可采用压力传感器，具体的，如：通过转速传感器采集车轮转动数据，即汽车行驶时车轮的转动速度，通过压力传感器采集制动踏板制动压力大小情况，通过比较器对转动数据信号和压力信号进行对比，当制动踏板踏下后，压力传感器获取信号，压力数据触发或者上升时，转速信号下降，当转速信号未下降或下降速度低于预设速度即阈值时，输出报警信号或汽车刹车控制信号。

具体的，可设置为：对比采用的逻辑电路为在比较器中进行先或后与运算，在压力信号上升时和在压力信号触发时，进行逻辑或运算，逻辑或运算后，在转速未下降时，进行逻辑与运算，在压力信号触发和上升时，通过逻辑或运算，向逻辑与电路输出信号，逻辑与电路在接收到信号后，与转速信号进行对比，当转速信号未下降时或者转速信号下降未超过预设速度时，输出报警信号或汽车刹车控制信号。

作为本领域技术人员，在汽车制动过程中，考虑到驾驶员踩踏制动踏板的方式，如本身为间歇性踩踏制动或车辆本身具有abs系统，这样，在汽车制动的整个过程中，汽车车轮的转动速度实际上与车速是有关系的，而以上车速随着时间是变化的，故为更为准确的判断当下被使用刹车系统的制动性能：车轮转动速度与时间的关系或随时间变化的关系，设置为：还包括计时模块，所述计时模块用于判定汽车行驶时车轮转动速度与时间的关系。

作为一种辅助形式，设置为：还包括倾角传感器，所述倾角传感器用于监测汽车行驶过程中车身的倾斜情况，所述倾斜情况为沿着汽车车身长度方向的倾斜情况。本方案中，所述倾角传感器可以为单独存在于一个系统中，如配合传感器信号输出装置，为驾驶员提供倾斜数据以供驾驶员参考：是否存在制动高危因素，如倾角传感器检测到汽车在下坡，即可得出此时车辆存在制动高危因素，汽车制动时，车轮转速的变化率较上坡和平路慢；倾角传感器亦可连接在所述处理模块上，将结果输入至处理模块中，为处理模块进行比对提供原始数据或依据，如在汽车制动时，即使当下所使用刹车系统能够正常工作，车轮转速发生一定程度的变化对应更大的踏板行程、踏板压力或制动时间；在检测到车辆下坡时，如踏板被制动，具有踏板行程或踏板压力信号输入，而车轮转速未变化，亦可得出当下所使用刹车系统可工作。

实施例3：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：本实施例提供了一种汽车制动系统，包括至少两套刹车系统，还包括实施例1或实施例2所提供的任意一项所述的汽车制动控制系统。本汽车制动系统具有可实现及时进行汽车主制动系统与备用制动系统切换的特点。

实施例4：

如图1所示，本实施例在实施例3的基础上作进一步限定：为避免多套刹车系统同时失效，利于行车安全性，设置为：所述的至少两套刹车系统中，至少有两套刹车系统为相互之间完全独立的刹车系统。所述的相互之间完全独立的刹车系统即为：如两套刹车系统中，用于执行刹车动作的执行机构相互独立，用于驱动执行机构动作的驱动系统独立，针对驱动系统，如一套为油压驱动，另一套也为油压驱动时，两套油路为不同油路，另一套亦可为气动系统，电动系统等。针对执行机构，如两套刹车系统中均有独立的卡钳和刹车片。

实施例5：

如图1所示，本实施例提供一种汽车，包括汽车本体，还包括实施例1或实施例2所提供的任意一项所述的汽车制动控制系统。本汽车具有利于形式安全的特点。

实施例6：

如图1所示，本实施例在实施例5的基础上作进一步限定，所述汽车本体包括电力驱动系统，所述电力驱动系统包括蓄电池、变频器及驱动电机，所述蓄电池作为驱动电机的电力供应部件，所述变频器作为驱动电机的工作参数控制部件，所述变频器为四象限变频器，在通过所述驱动电机制动汽车时，驱动电机所产生的电能通过所述四象限变频器存储于蓄电池中。本方案即提供了一种可在可作为汽车驱动部件，且可制动汽车，在制动汽车的过程中回收能量的系统，如本系统与卡钳、刹车盘刹车系统共用；在制动踏板行程较小、制动踏板所受踩踏力大小较小、车速较低时，本系统在汽车制动时为唯一被使用的制动系统以尽可能提升能量利用率。作为本领域技术人员，以上制动踏板行程较小、制动踏板所受踩踏力大小较小、车速较低可根据具体的汽车类型、用途或行驶路况进行设置或调整。

实施例7：

本实施例提供了一种汽车制动方法，包括顺序进行的以下步骤：

s1、采集汽车行驶过程中车轮的转动速度信息；

s2、将s1所得数据与汽车制动踏板制动情况或车速进行比对，根据比对结果，输出报警信号或汽车刹车控制信号；

所述汽车制动踏板制动情况为制动踏板行程情况或制动踏板所受踩踏力的大小，所述车速为汽车行驶速度，所述比对为：判断s1中所得数据与当下汽车制动踏板制动情况、制动踏板所受踩踏力大小情况、车速情况所对应的预设车轮转动速度阈值的关系；

当s1所得数据大于所述阈值时，输出报警信号或汽车刹车控制信号；

所述汽车刹车控制信号用于切换汽车上的刹车系统或叠加启用闲置刹车系统，以对汽车进行制动。本方案提供了一种基于以上制动系统或控制系统的汽车制动方法，采用该方法，可有效提高汽车行驶的安全性。

实施例8：

本实施例在实施例7的基础上作进一步限定：该方法中所采用的刹车系统至少有两套，且至少有两套刹车系统为相互之间完全独立的刹车系统。本方案旨在尽可能避免车辆的全部刹车系统同时失效。

作为本领域技术人员，所述汽车行驶速度采集装置采用速度传感器即可、所述制动踏板所受踩踏力大小采集装置采用压力传感器即可、制动踏板行程采集装置采用位置传感器即可、汽车车轮转动速度采集装置采用转速传感器即可。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。