[0032] 如图1所示,为本发明拖挂式房车电磁制动系统控制系统,牵引车辆ECU 2安装在牵引车辆1中,其作用是接受牵引车辆1的传感器7采集的信号,并将信号进行分析计算,处理得到牵引车辆1的制动踏板行程x、减速度a、行驶道路坡角α以及车辆行驶状态i,再将处理结果传递给同步制动控制器3;所述传感器为行程传感器(安装在制动踏板上)、加速度计、陀螺仪与水平位移传感器(安装在牵引车辆1上),用于采集牵引车辆1的制动踏板行程、行驶减速度、车身角度变化量以及车身水平状态变化量;同步制动控制器3安装在牵引车辆1的尾部,其输入信号为牵引车辆ECU 2提供的牵引车辆1的制动踏板行程x、减速度a、行驶道路坡角α以及车辆行驶状态i信号和载荷传感器6提供的房车轴荷信号,输出信号为控制电磁制动器5的占空比信号;载荷传感器6安装在拖挂式房车4的车轴上,用于测量房车轴荷,为计算制动力矩提供拖挂式房车4整备质量;电磁制动器5安装在拖挂式房车4的制动轮毂上,为拖挂式房车4制动提供制动力,是电磁制动系统的执行器;电磁制动器5制动力矩可转换为同步制动控制器3的输出占空比,从而控制电磁制动器5动作。
[0034] 步骤(1):根据当前同步制动控制器3装载的系统参数(具体为:拖挂式房车4的车轮半径、拖挂式房车4的车轮个数、拖挂式房车4的车轮转动惯量和重力减速度)及当前拖挂式房车4的轴荷,对拖挂式房车4进行系统参数初始化,通过牵引车辆1上安装的牵引车辆ECU 2分析计算传感器7采集的车辆信息,处理得到牵引车辆1的制动踏板行程x、减速度a、行驶道路坡角α以及车辆行驶状态i,并记水平行驶状态为i=0,下坡行驶状态为i=‑1,上坡行驶状态为i=1;判断牵引车辆1的当前行驶状态,选择不同的同步制动模式:当i=0时,执行步骤(2),水平行驶同步制动模式;当i=‑1时,执行步骤(6),坡道下行同步制动模式,当i=1时,执行步骤(9),为坡道上行同步制动模式。
[0035] 步骤(2):进入水平行驶同步制动模式,根据同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的制动踏板行程x大小,将制动踏板行程x与制动踏板空行程x0进行比较判断牵引车辆1是否处于制动状态(即制动踏板行程x≥x0),如果x≥x0,执行步骤(3);如果x
[0036] 步骤(3):以已读取的牵引车辆1的减速度a信号做参考,估计出拖挂式房车4当前应保持的跟随减速度a1,依据拖挂式房车4跟随减速度a1计算电磁制动器5的制动力矩,公式如下:
[0037]
[0038] 其中,T为电磁制动器5的制动力矩,m为拖挂式房车4的质量,r为拖挂式房车4的车轮直径,n为拖挂式房车4的车轮个数,J为拖挂式房车4的车轮转动惯量, 为制动踏板被踩下的速度, 为制动踏板被踩下的加速度,ξ1、ξ2为经验系数,用来根据制动踏板被踩下的缓急程度,对制动力矩进行修正补偿,a0为预设的固定常数,用于补偿制动踏板被踩下而加速度计未检测到减速度过程中拖挂式房车4需要响应的制动减速度,做到预先制动保证制动安全;t为制动时间。
[0039] Δt=t1‑t0 (2)
[0040] 其中,t0为制动踏板被踩下的时刻,即x>0时的时刻,t1为加速度计检测到减速度的时刻,Δt为t1与t0的差,表示制动踏板被踩下而加速度计未检测到减速度的时间。
[0041] 步骤(4):根据当前所需电磁制动器5的制动力矩,同步制动控制器3对电磁制动器5输出占空比信号,使电磁制动器5动作,对拖挂式房车4进行水平行驶同步制动操作。
[0042] 步骤(5):经过步骤(4)的制动过程,同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的实时制动踏板行程x'大小,如果x'≥x0,则保持当前输出占空比,同时读取牵引车辆1的实时减速度a'并将并a'赋值给a,然后返回步骤(2),如果x'
[0043] 步骤(6):进入坡道下行同步制动模式,以已读取的牵引车辆1的减速度a信号做参考,估计出拖挂式房车4当前应保持的跟随减速度a2,再依据拖挂式房车4跟随减速度a2以及道路坡角α信号计算电磁制动器5制动力矩,公式如下:
[0044]
[0045] 步骤(7):根据当前所需电磁制动器5制动力矩,同步制动控制器3对电磁制动器5输出占空比信号,使电磁制动器5动作,对拖挂式房车4进行坡道下行同步制动操作。
[0046] 步骤(8):经过步骤(7)的制动过程,同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的实时行驶道路坡角α'和车辆行驶状态i',如果i'<0,则保持当前输出占空比,并返回步骤(6),如果i'≥0,为保证制动安全,当前时刻同步制动控制器3保持输出上一时刻占空比,返回步骤(1),重新进行制动模式选择。
[0047] 步骤(9):进入坡道上行同步制动模式,根据同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的制动踏板行程x大小,将制动踏板行程x与制动踏板空程x0判断牵引车辆1是否处于制动状态(即制动踏板行程x≥x0),如果x≥x0,执行步骤(10);如果x
[0048] 步骤(10):根据已读取的牵引车辆1加速度a信号进行预瞄,估计出房车当前应保持的跟随减速度a3,再依据房车跟随减速度a3以及道路坡角α信号计算电磁制动器5制动力矩,公式如下:
[0049]
[0050] 步骤(11):根据当前所需电磁制动器5制动力矩,同步制动控制器3对电磁制动器5输出占空比信号,使电磁制动器5动作,对拖挂式房车4进行坡道上行同步制动操作。
[0051] 步骤(12):经过步骤(11)的制动过程,同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的实时制动踏板行程x'大小,如果x'≥x0,则保持当前输出占空比,同时读取牵引车辆1的实时减速度a'并将并a'赋值给a,然后返回步骤(9),如果x'
[0052] 步骤(13):同步制动控制器3从牵引车辆ECU 2中读取牵引车辆1的实时行驶道路坡角α'和车辆行驶状态i',如果i'>0,则保持当前输出占空比,并返回步骤(9),如果i'≤0,为保证制动安全,当前时刻同步制动控制器3保持输出上一时刻占空比,返回步骤(1),重新进行制动模式选择。
[0053] 如图6所示,根据拖挂式房车4水平行驶受力平衡示意图,当拖挂式房车4制动时,理想同步制动状态下,牵引车辆1与拖挂式房车4之间是没有作用力的,则根据牛顿力学定律,拖挂式房车4的平衡关系式为公式(1)。
[0054] 如图7所示,根据拖挂式房车4坡道下行受力平衡示意图,当拖挂式房车4制动时,理想同步制动状态下,牵引车辆1与拖挂式房车4之间是没有作用力的,则根据牛顿力学定律,拖挂式房车4的平衡关系式为公式(3)。
[0055] 如图8所示,根据拖挂式房车4坡道上行受力平衡示意图,当拖挂式房车4制动时,理想同步制动状态下,牵引车辆1与拖挂式房车4之间是没有作用力的,则根据牛顿力学定律,拖挂式房车4的平衡关系式为公式(4)。
[0056] 以上所述对本发明所提供的一种拖挂式房车电磁制动系统全工况同步控制策略进行了简单说明,并不受上述工作范围限值,只要采取本发明思路和工作方法进行简单修改运用到其他设备,或在不改变本发明主要构思原理下做出改进和润饰的等行为,均在本发明的保护范围之内。