一种汽车制动冷却改进控制系统

文档序号:42039488发布日期:2025-05-30 17:36阅读:30来源:国知局

本发明涉及汽车制动控制,具体涉及一种汽车制动冷却改进控制系统。


背景技术:

1、在汽车行驶过程中,制动系统的性能与可靠性至关重要。制动冷却系统作为制动系统的关键组成部分,直接关系到制动效能的稳定以及车辆的行驶安全。

2、传统的汽车制动冷却系统往往采用较为简单的设计和控制策略。早期的制动冷却主要依赖自然风冷或基础的强制风冷方式,通过车辆行驶过程中产生的气流对制动盘等部件进行散热。这种方式在车辆低速行驶或制动频率较低时,尚可维持一定的散热效果。然而,当车辆处于高速行驶状态下频繁制动,或者在高温、高海拔等恶劣环境中行驶时,其散热能力便捉襟见肘。例如,在山区道路行驶时,车辆需要频繁制动以控制车速,制动盘因持续摩擦产生大量热量。传统冷却系统无法及时有效地将这些热量散发出去,导致制动盘温度急剧升高。过高的温度不仅会使制动盘发生热变形,影响制动的平稳性和准确性,还可能引发制动片的热衰退现象,极大地降低制动效能,严重危及行车安全。

3、同时,传统系统对环境因素的考虑极为有限。环境湿度、海拔高度和环境温度等因素对制动系统的散热效率有着显著影响,但传统冷却系统并未对此进行有效监测和应对。在潮湿环境中,水分可能会在制动部件表面凝结,影响热量传导,降低散热效率;在高海拔地区,空气稀薄,散热条件变差,传统系统却缺乏相应的调节机制;而在高温环境下,外界环境温度与制动盘的温差减小,散热难度进一步加大。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种汽车制动冷却改进控制系统,解决了背景技术中所提出的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种汽车制动冷却改进控制系统,包括:

4、参数采集单元,用于采集关于汽车制动的关键数据,其制动盘温度、制动压力、车辆行驶速度、环境湿度、海拔高度、环境温度;

5、数据处理单元,用于对关键数据进行特征提取处理,以得出多个制动盘温度的温度差异系数和制动盘的散热效率修正系数;

6、数据评估单元,用于结合预先设定的阈值对特征提取处理结果进行比较判定,来确定制动盘温度分布是否均匀,并确定出制动盘的有效温度,以及确定当前环境是否利于散热;

7、综合处理单元,用于根据数据处理单元确定的有效温度,以及结合数据处理单元采集的制动压力、车辆行驶速度,进行热负荷综合计算,并得出制动盘的综合热负荷指数:

8、数据评估单元还用于将热负荷综合计算结果与预设阈值进行比对评估,以判定制动系统的热负荷状态,并根据热负荷程度分级触发相应的冷却模式。

9、作为本发明进一步的方案:其中:

10、关键数据通过配置的温度传感器组、压力传感器、车速传感器以及环境传感器组件采集;

11、温度传感器组用于感知制动盘温度,温度传感器组包括多个温度传感器单元;

12、压力传感器用于监测制动压力;

13、车速传感器用于获取车辆行驶速度;

14、环境传感器组件用于收集外界环境信息,外界环境信息涵盖通过湿度传感器采集的环境湿度、通过卫星定位式海拔传感器采集的海拔高度、通过非接触式温度传感器采集的环境温度。

15、作为本发明进一步的方案:特征提取处理方式如下:

16、stepk1、提取多个温度传感器单元分别得到的制动盘温度,随之从中提取值最大和值最小的制动盘温度;

17、同时求取多个温度传感器单元对应制动盘温度的平均值;

18、然后将值最大的制动盘温度减去值最小的制动盘温度,再将其差值除以制动盘温度的平均值,得出温度差异系数;

19、其计算公式为:;

20、式中,tc为温度差异系数,tmax为值最大的制动盘温度,tmin为值最小的制动盘温度,tp为多个温度传感器单元对应制动盘温度的平均值;

21、stepk2、提取预先设定的环境湿度对散热效率影响的比例系数hsb、海拔高度对散热效率影响的比例系数hab以及环境温度对散热效率影响的比例系数htb;

22、随之通过:;

23、计算出制动盘的散热效率修正系数k;

24、式中,hs为环境湿度、ha为海拔高度、ht为环境温度。

25、作为本发明进一步的方案:比较判定方式如下:

26、stepr1、将温度差异系数tc与预先设定的温度差异阈值tcy进行比较:

27、当tc>tcy,则表明制动盘温度分布不均匀,随之通过数据处理单元来启用温度补偿算法来确定有效温度;

28、温度补偿算法如下:;

29、式中,ty为有效温度,β为预设的温度补偿权重值,其中,β取值为0.5;

30、stepr2、将散热效率修正系数k与预先设定的散热效率修正阈值ky进行比较:

31、当k<ky,则判定当前环境不利于散热,随之触发高负荷冷却模式。

32、作为本发明进一步的方案:热负荷综合计算公式为:;

33、式中,q为制动盘的综合热负荷指数,综合热负荷指数q用于衡量制动系统热负荷程度,p为制动压力、v为车辆行驶速度。

34、作为本发明进一步的方案:比对评估方式如下:

35、将综合热负荷指数q分别与热负荷程度判定阈值q1、q2进行比对:

36、其中,q1<q2;

37、当q<q1时,则判定制动系统当前的热负荷程度处于低负荷状态,随之触发低负荷冷却模式;

38、当q1≤q<q2时,则判定制动系统当前的热负荷程度处于中负荷状态,随之触发中负荷冷却模式;

39、当q≥q1时,则判定制动系统当前的热负荷程度处于高负荷状态,随之触发高负荷冷却模式。

40、作为本发明进一步的方案:其中:

41、低负荷冷却模式执行如下控制策略:

42、针对符合预先指定规格参数的降温风扇和导流板,将降温风扇的运行转速调节至额定最大允许转速的30%来运行,同时将导流板的开度调整为最大允许开度的20%;

43、中负荷冷却模式负荷冷却模式执行如下控制策略:

44、针对符合预先指定规格参数的降温风扇和导流板,将降温风扇的运行转速调节至额定最大允许转速的60%来运行,同时将导流板的开度调整为最大允许开度的50%;

45、高负荷冷却模式执行如下控制策略:

46、针对符合预先指定规格参数的降温风扇和导流板,将降温风扇的运行转速调节至额定最大允许转速的100%来运行,同时将导流板的开度调整为最大允许开度的100%。

47、作为本发明进一步的方案:所述综合处理单元还用于基于当前时间节点的综合热负荷指数计算结果,与距当前时间点指定时间间隔的前一历史时间节点的综合热负荷指数进行趋势分析,并确定其变化趋势特征;

48、趋势分析方式如下:

49、通过:;

50、计算出当前时间节点与前一历史时间节点对应综合热负荷指数之间的变化趋势特征值bh;

51、式中,qd为当前时间节点的综合热负荷指数,qq为前一历史时间节点的综合热负荷指数,t0为指定的时间间隔值;

52、所述数据评估单元还用于将变化趋势特征结果与预设阈值进行调整判定处理,以判定制动系统的热负荷变化状态,并根据热负荷变化状态调整冷却模式;

53、调整判定处理方式如下:

54、将变化趋势特征值bh分别与变化趋势阈值b1、b2进行比对:

55、其中,b2>b1;

56、若bh>b1,则说明制动系统热负荷上升速度过快,随之立即提升一个冷却模式等级;

57、若b1≥bh≥b2,则说明制动系统热负荷变化速度正常,则保持当前的冷却模式等级;

58、若bh<b2,表明制动系统热负荷在快速下降,随之每隔预设的指定时间t1降低一个冷却模式等级。

59、作为本发明进一步的方案:所述数据评估单元还用于从温度传感器组中提取制动盘温度的最大值tmax,随之将制动盘温度最大值tmax与预设的制动盘温度阈值tymax进行比较:

60、当制动盘温度最大值tmax>tymax,则表示此时制动系统温度过高,存在安全隐患;

61、同时提取散热效率修正系数k,并将其与预先设定的散热效率修正阈值k0y进行比较:

62、其中,k0y<ky;

63、当k<k0y,则说明当前环境严重影响散热;

64、当上述两组比较结果至少含有一项结果成立时,则采取如下处理措施:

65、启动备用风道上的降温风扇,并将该降温风扇的运行转速调节至额定最大允许转速的60%来运行;

66、同时在仪表盘显示提示信息“制动过热-请降速”,提醒驾驶员降低制动系统负荷。

67、本发明的有益效果:

68、全面数据采集与精准特征提取:通过参数采集单元利用温度传感器组、压力传感器、车速传感器及环境传感器组件,全面采集制动盘温度、制动压力、车辆行驶速度、环境湿度、海拔高度、环境温度等关键数据。数据处理单元对这些数据进行深度特征提取,如计算温度差异系数来精准判断制动盘温度分布均匀性,通过复杂公式计算散热效率修正系数,全面考量环境因素对散热的影响,为后续系统决策提供了精确的数据支撑。

69、智能判定与有效应对:数据评估单元依据预先设定的阈值,对特征提取结果进行科学比较判定。通过与温度差异阈值、散热效率修正阈值等比较,不仅能确定制动盘温度分布是否均匀,还能准确判断当前环境是否利于散热。当温度分布不均时,启用温度补偿算法确定有效温度;环境不利于散热时,及时触发高负荷冷却模式,确保系统在各种情况下都能有效应对。

70、热负荷精准计算与分级冷却:综合处理单元结合有效温度、制动压力和车辆行驶速度进行热负荷综合计算,得出制动盘的综合热负荷指数。数据评估单元再将该指数与热负荷程度判定阈值比对评估,依据制动系统热负荷状态精准分级,触发低、中、高负荷冷却模式。并且针对不同冷却模式,制定了详细且合理的控制策略,如对降温风扇转速和导流板开度的精准调节,实现了根据实际热负荷进行精准、高效的冷却控制,极大提升了制动系统的稳定性和安全性。

71、动态趋势分析与智能模式调整:综合处理单元能够对不同时间节点的综合热负荷指数进行趋势分析,计算出变化趋势特征值。数据评估单元根据该值与预设阈值的比对结果,判断制动系统热负荷变化状态,进而智能调整冷却模式。当热负荷上升速度过快时立即提升冷却模式等级加快散热,热负荷快速下降时按指定时间降低冷却模式等级避免能源浪费,进一步提高了系统的智能化水平和能源利用效率。

72、安全保障机制完善:数据评估单元通过对制动盘温度最大值与预设制动盘温度阈值、散热效率修正系数与另一预设散热效率修正阈值的比较,构建了完善的安全保障机制。当制动盘温度过高或当前环境严重影响散热时,系统会自动启动备用风道上的降温风扇并调整转速增强散热,同时在仪表盘显示提示信息提醒驾驶员降低制动系统负荷,有效避免因制动过热和恶劣散热环境导致的安全隐患,全方位保障了汽车制动系统的安全运行。

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