汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)，屬于汽車電子及安全【技術(shù)領(lǐng)域】。該系統(tǒng)所述原車讀卡器、原車CAN總線、陀螺儀和制動踏板傳感器輸出分別和信息采集及控制單元輸入相連；所述信息采集與控制單元用陀螺儀采集車輛俯仰角，監(jiān)測路面坡度不大于1％；檢測ABS工作期間車輛最大減速度，監(jiān)測路面附著系數(shù)不小于0.7；根據(jù)車輛最大制動減速度，排除過凹坑、減速帶、路階等工況；用制動踏板位移傳感器，對制動踏板行程進(jìn)行監(jiān)測，辨別緊急制動工況。通過CAN總線采集ABS輪速信號，用最大輪速法對制動初速度進(jìn)行估計，結(jié)合制動減速度速信號，實(shí)時計算MFDD，與預(yù)先存儲的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果發(fā)給報警裝置對駕駛員進(jìn)行報警。本發(fā)明對行車制動效能進(jìn)行在線監(jiān)測和評價，對預(yù)防因行車制動效能異常導(dǎo)致的交通事故具有極大的幫助作用；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉。
【專利說明】汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)屬于汽車電子及安全【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車制動性能是安全行車的重要因素之一，也是汽車安全性能檢測的重要指標(biāo)之一。制動性能按照國家相關(guān)規(guī)定定期進(jìn)行檢測，對保障行車安全起到了重要作用。分析2009年全國道路交通事故情況，在所有的交通事故中，因機(jī)動車機(jī)械故障的比例占5%左右，而由于制動原因而直接引起的交通事故占總機(jī)械故障事故數(shù)的60%左右，由于制動原因引起的交通事故仍屢見不鮮，縮短檢測周期又會增加成本。隨著電子集成芯片技術(shù)和傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展，在一定的誤差允許范圍內(nèi)，制動性能檢驗(yàn)所需的各種參數(shù)已經(jīng)能夠在線進(jìn)行測量；目前關(guān)于制動性能監(jiān)測和評價的相關(guān)研究，大多針對臺架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)。關(guān)于車輛制動性能在線監(jiān)測和評價技術(shù)的相關(guān)研究較少。因此，有必要開發(fā)一種汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在車輛運(yùn)行過程中對制動性能進(jìn)行監(jiān)測和異常報警，進(jìn)一步保障車輛運(yùn)行安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是開發(fā)一種汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)在車輛制動過程中在線計算MFDD，并保證MFDD計算的前提條件，包括①路面平坦，檢測路面坡度不應(yīng)大于1% ;②發(fā)動機(jī)脫開，制動時檢測離合器踏板開關(guān)信號；③輪胎與路面之間的附著系數(shù)不應(yīng)小于0.7。通過實(shí)時監(jiān)測MFDD變化情況，以判斷汽車行車制動效能是否符合法規(guī)要求，并及時提醒駕駛員采取安全措施，保障安全行車。該監(jiān)測及報警系統(tǒng)從整體上對汽車行車制動效能進(jìn)行監(jiān)測，在其行車制動效能下降時及時給駕駛員提供預(yù)警信息，更為重要的是能夠?qū)囕v的行車制動效能進(jìn)行在線評價，駕駛員應(yīng)根據(jù)報警信息主動去檢測站進(jìn)行檢測，確認(rèn)和消除安全隱患，保障行車安全。報警信息還可以通過遠(yuǎn)程通訊模塊傳輸至監(jiān)控中心，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛連續(xù)或者多 次出現(xiàn)制動性能不達(dá)標(biāo)時，可以通知其進(jìn)行檢測和維修。
[0004]本發(fā)明是汽車運(yùn)行安全性能監(jiān)測的重要內(nèi)容，通過對汽車行車制動效能的實(shí)時監(jiān)測，判斷汽車行車制動效能的狀態(tài)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下及時向駕駛員提供報警信息，預(yù)防交通事故。該汽車行車制動效能監(jiān)測及報警系統(tǒng)在硬件上的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
[0005]該系統(tǒng)利用陀螺儀采集車輛俯仰角，監(jiān)測路面坡度不大于1% ;檢測ABS工作期間車輛最大減速度，監(jiān)測路面附著系數(shù)不小于0.7 ;利用陀螺儀采集制動減速度，根據(jù)車輛最大制動減速度，排除過凹坑、減速帶、路階甚至碰撞等工況；用制動踏板位移傳感器，對制動踏板行程進(jìn)行監(jiān)測，辨別緊急制動工況。通過CAN總線采集ABS輪速信號，用最大輪速法對制動初速度進(jìn)行估計，結(jié)合制動減速度速度信號，實(shí)時計算MFDD。信息采集及控制單元預(yù)先存儲該車輛行車制動效能良好以及滿足國家香港標(biāo)準(zhǔn)基本要求的情況下的MFDD值，車輛運(yùn)行過程中，實(shí)時監(jiān)測MFDD的變化情況，如果存在制動介質(zhì)泄漏、制動部件磨損、超載等原因造成行車制動效能的降低，相應(yīng)MFDD值減小。如圖2所示，曲線I是車輛行車制動效能良好情況下的曲線，若行車制動效能降低，則可能變?yōu)榍€2所示的曲線。信息采集及控制單元根據(jù)一定的判定準(zhǔn)則，判斷是否需要向駕駛員提供制動效降低的報警信息，以提醒駕駛員。信息采集及控制單元還可以定期記錄汽車MFDD值的變化情況，預(yù)測行車制動效能變化的趨勢，為駕駛員提供預(yù)警信息，幫助駕駛員及早發(fā)現(xiàn)問題，保證車輛能夠在行車制動效能良好情況下運(yùn)行。
[0006]本發(fā)明通過在制動過程中實(shí)時計算MFDD值變化情況，監(jiān)測行車制動效能的變化，其突出特點(diǎn)體現(xiàn)在:首先，突破了路試檢驗(yàn)車輛行車制動效能的限制，實(shí)現(xiàn)了車輛行車制動效能在線監(jiān)測和評價。第二，從總體上監(jiān)測制動系統(tǒng)的狀況，與單個部件分別進(jìn)行監(jiān)控報警的裝置相比，既增加了系統(tǒng)的可靠性，又降低了成本；第三，能夠記錄行車制動效能變化的整個過程，可以預(yù)測行車制動效能變化的趨勢，對預(yù)防因行車制動效能異常造成的交通事故具有極大的幫助作用；第四，報警系統(tǒng)既可以采用語音報讀的方式，也可以采用蜂鳴的方式進(jìn)行，可根據(jù)行車制動效能變化的程度，采用分級的方式向駕駛員提供不同級別的報警；第五，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，既可在新開發(fā)的車型上應(yīng)用，也可在在用車上改裝使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1汽車行車制動效能在線監(jiān)測及報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0008]圖2汽車行車制動效能(MFDD)曲線
[0009]圖3本發(fā)明信息采集及控制單元中各模塊關(guān)系圖
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1所示為本發(fā)明裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖，其主要包括三個部分:信號感知部分、信號采集及控制單元、報警提示單元。下面結(jié)合圖和實(shí)例對本發(fā)明各部分分別作進(jìn)一步說明。
[0011]1、信號感知部分
[0012]信號感知部分由原車CAN總線、原車讀卡器、陀螺儀、制動踏板傳感器組成，原車CAN總線將發(fā)送輪速、ABS開關(guān)量到信息采集及控制單元，原車讀卡器采集載客數(shù)并輸出至信息采集及控制單元，陀螺儀采集車輛制動減速度、俯仰角并輸出至信息采集及控制單元。制動踏板傳感器感知制動踏板行程并輸出至信息采集及控制單元。
[0013]為保證預(yù)警的有效性和駕駛員操作的便利性，主機(jī)安裝在駕駛員儀表盤的右側(cè)上方。
[0014]2、信息采集及控制單元
[0015]信息采集及控制單元預(yù)先存儲車輛在行車制動效能良好及滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本要求情況下的MFDD值。在車輛使用過程中，利用上述信號感知部分實(shí)時采集MFDD計算及其條件監(jiān)測所需的各種參數(shù)，實(shí)時計算MFDD并監(jiān)測其變化情況，如果存在因如果存在制動介質(zhì)泄漏、制動部件磨損、超載等原因造成的車輛側(cè)行車制動效能降低，MFDD值則變小，如圖2所示。曲線I是汽車行車制動效能良好情況下的曲線。曲線2為僅能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)最基本要求的行車制動效能曲線。例如，車型與車輛狀態(tài)不同，曲線2將有所不同，需要提前對其進(jìn)行標(biāo)定。以大于3500kg的大客車為例，《GB 7258機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中規(guī)定制動初速度30km/h，其滿載檢驗(yàn)充分發(fā)出的平均減速度應(yīng)> 5.0，空載> 5.4，從而繪制出曲線2。[0016]法規(guī)中規(guī)定的制動初速度是30km/h，制動初速度增大時，MFDD增加或保持穩(wěn)定，所以在線監(jiān)測時，對于30km/h及其以上的制動初速度采用法規(guī)中規(guī)定的MFDD閾值，當(dāng)制動初速度小于30km/h時，不進(jìn)行監(jiān)測。車輛制動過程中，將實(shí)時計算得到的MFDD表示為Mf，曲線I對應(yīng)的MFDD為M1，曲線2對應(yīng)的MFDD為M2，M2≥M1，設(shè)定報警級別G如下:
[0017]表1報警級別
[0018]
【權(quán)利要求】
1.汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括CAN模塊、原車讀卡器、陀螺儀、制動踏板傳感器、信息采集及控制單元和報警裝置； CAN模塊接收原車CAN總線發(fā)送輪速、ABS開關(guān)量、制動踏板開關(guān)量、離合踏板開關(guān)量并輸出到信息采集及控制單元，原車讀卡器采集載客數(shù)并輸出至信息采集及控制單元，陀螺儀采集車輛制動減速度、俯仰角并輸出至信息采集及控制單元。制動踏板傳感器感知制動踏板行程并輸出至信息采集及控制單元。信息采集及控制單元接收上述信息并進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果將信號傳遞給報警裝置； CAN模塊、原車讀卡器、陀螺儀、制動踏板傳感器輸出分別和信息采集及控制單元輸入相連；信息采集及控制單元輸出與報警裝置輸入相連。 所述信息采集及控制單元根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》標(biāo)定滿足其要求的制動效能曲線和制動效能良好的曲線，并將其作為判斷汽車制動效能高低的基準(zhǔn)吣。 車輛制動過程中，將實(shí)時計算得到的MFDD表示為Mf，曲線I對應(yīng)的MFDD為M1,曲線2對應(yīng)的側(cè)傾角為M2，M2≥M1,設(shè)定報警級別G如下: 表1報警級別
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車行車制動效能動態(tài)監(jiān)測及報警系統(tǒng)，其特征在于，所述信息采集及控制單元各模塊原理如下: (1)載客量監(jiān)測及閾值調(diào)整模塊 信息采集及控制單元基于原車CAN總線采集車門開關(guān)信號，當(dāng)車門有開轉(zhuǎn)關(guān)時，獲取原車讀卡器載客量信號載客量N，根據(jù)曲線2調(diào)整MFDDmin。 (2)脫檔制動監(jiān)測模塊 信息采集及控制單元基于CAN總線采集車輛離合器踏板開關(guān)量信號、制動踏板開關(guān)量信號，當(dāng)二者同時為I時，車輛開始脫檔制動。 (3)MFDD在線監(jiān)測 T0為制動踏板踩下的時間，通過CAN總線采集制動踏板的狀態(tài)。 Sb—試驗(yàn)車速從V。到Vb之間車輛行駛的距離，單位為米(m)；
【文檔編號】B60T17/18GK103625459SQ201210311112
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】李文亮, 周煒, 任春曉, 郝盛 申請人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所