估計(jì)制動(dòng)塊磨損的方法和具有實(shí)施該方法的控制器的車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本教導(dǎo)一般包括估計(jì)制動(dòng)塊磨損的方法和具有實(shí)施該方法的控制器的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 制動(dòng)塊壽命檢測已經(jīng)以多種方式被實(shí)施在車輛上。某些車輛具有提供可聽聲音的 機(jī)械傳感器，當(dāng)制動(dòng)塊磨損明顯時(shí)，該傳感器接觸制動(dòng)器轉(zhuǎn)子。某些車輛具有當(dāng)制動(dòng)塊磨損 達(dá)到預(yù)定量的磨損時(shí)提供單次信號的電子傳感器，并且該電子傳感器將該信號指示給車輛 操作者作為在儀表板或方向盤上可訪問的車輛信息中心中的剩余制動(dòng)塊壽命的百分比。更 先進(jìn)的磨損壽命算法基于與相對低制動(dòng)能量所需要的典型驅(qū)動(dòng)狀況相關(guān)的估計(jì)的轉(zhuǎn)子溫 度來估計(jì)制動(dòng)塊磨損。
[0003] 某些車輛擁有者偶然地或常規(guī)地在公共道路上或在賽道機(jī)動(dòng)期間呈現(xiàn)侵略性的 高能量制動(dòng)行為。車輛的賽道操作需要關(guān)注制動(dòng)塊磨損，因?yàn)橹苿?dòng)塊在相對高的速度機(jī)動(dòng) 下可能傾向于磨損的更快。在賽道階段期間視覺上檢查制動(dòng)塊是不方便的，因?yàn)檫@樣"加油 (或維修）停車"時(shí)間被延長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] -種用于估計(jì)車輛上制動(dòng)塊（brake pad)磨損的方法是精確的，甚至在諸如在賽 道狀況下的高能量制動(dòng)狀況下。制動(dòng)塊磨損率隨著新的制動(dòng)塊的磨損機(jī)構(gòu)被觸發(fā)而在高能 量制動(dòng)狀況下明顯地改變。制動(dòng)塊磨損率對高能量制動(dòng)狀況下的車輛動(dòng)力學(xué)是敏感的，因 為后者在組合的制動(dòng)和轉(zhuǎn)彎期間的重量傳遞將能量驅(qū)動(dòng)至更遠(yuǎn)的外側(cè)制動(dòng)器。如在此處使 用的，"外側(cè)"部件一般是更遠(yuǎn)離車輛的縱向中心軸線，而"內(nèi)側(cè)"部件一般更靠近車輛的縱 向中心軸線。外側(cè)方向遠(yuǎn)離縱向中心軸線，而內(nèi)側(cè)方向朝向縱向中心軸線。諸如空氣動(dòng)力 阻力、輪胎阻力和發(fā)動(dòng)器制動(dòng)等的因素在高能量賽道驅(qū)動(dòng)狀況期間變化更多。此外，該方法 能夠可選地應(yīng)用不同模型以依賴于是否會(huì)發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)的相對低能量或相對高能量制動(dòng)而確 定制動(dòng)塊磨損，
[0005] 該方法可以包括根據(jù)能量劃分模型，經(jīng)由電子控制器確定由車輛的制動(dòng)系統(tǒng)將消 耗的所需要的制動(dòng)能量作為車輛的總動(dòng)能的一部分。所需要的制動(dòng)能量的分布然后被確 定，其中根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)模型所需要的制動(dòng)能量被分布至車輛上的多個(gè)車輛制動(dòng)機(jī)構(gòu)。該 方法可以進(jìn)一步包括根據(jù)利用所需要的制動(dòng)能量和所需要的制動(dòng)能量的分布的轉(zhuǎn)子溫度 模型確定每個(gè)制動(dòng)器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子溫度，并且然后根據(jù)利用轉(zhuǎn)子溫度和所分布的需要的制動(dòng) 能量的制動(dòng)塊磨損模型確定每個(gè)制動(dòng)塊的制動(dòng)塊磨損。該方法然后包括經(jīng)由制動(dòng)塊磨損指 示器輸出設(shè)備指示制動(dòng)塊磨損。
[0006] 能量劃分模型、車輛動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子溫度模型和制動(dòng)塊磨損模型表示如下車輛 狀況：轉(zhuǎn)子溫度大于預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度時(shí)；制動(dòng)速度大于預(yù)定的最小制動(dòng)速度時(shí)以及所 需要的制動(dòng)能量大于預(yù)定的最小制動(dòng)能量時(shí)。
[0007] -方面，該方法可以在依賴于諸如轉(zhuǎn)子溫度的各種輸入的不同的制動(dòng)塊磨損模型 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，該方法可以包括當(dāng)估計(jì)的制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度小于或等于預(yù)定的轉(zhuǎn)子溫 度時(shí)，經(jīng)由電子控制器根據(jù)第一制動(dòng)塊磨損模型確定制動(dòng)塊磨損，以及當(dāng)估計(jì)的制動(dòng)器轉(zhuǎn) 子溫度大于預(yù)定的轉(zhuǎn)子溫度時(shí)，經(jīng)由電子控制器根據(jù)第二制動(dòng)塊磨損模型確定制動(dòng)塊磨 損。
[0008] 具有實(shí)施該方法的控制器的車輛包括車體和制動(dòng)系統(tǒng)，該車體可操作地連接至用 于移動(dòng)車體的可旋轉(zhuǎn)車輪，該制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置為停止車輪的旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)系統(tǒng)包括對應(yīng)的制 動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地與車輪的不同的對應(yīng)一個(gè)連接。每個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)具有與車輪 一起可旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)器轉(zhuǎn)子和放置成在車輪的制動(dòng)期間與制動(dòng)器轉(zhuǎn)子接觸的制動(dòng)塊。電子控 制器具有執(zhí)行存儲(chǔ)的算法的處理器，算法用于執(zhí)行以下操作：確定制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度；以及 當(dāng)制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度小于或等于預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度時(shí)根據(jù)第一制動(dòng)塊磨損模型確定制動(dòng) 塊磨損；以及當(dāng)估計(jì)的制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度大于預(yù)定的轉(zhuǎn)子溫度時(shí)根據(jù)第二制動(dòng)塊磨損模型確 定制動(dòng)塊磨損。然后經(jīng)由制動(dòng)塊磨損指示器輸出設(shè)備指示制動(dòng)塊磨損。
[0009] 該方法減少在賽道階段期間制動(dòng)器檢查的頻率，因?yàn)槟芤蕾囉诳刂破魈峁┑闹苿?dòng) 塊磨損估計(jì)或剩余的壽命估計(jì)，從而精確地估計(jì)在高能量制動(dòng)狀況下的制動(dòng)塊磨損。這使 得制動(dòng)塊的任何視覺檢查能夠以更有區(qū)別的方式（即，以與需要替換摩擦片更相關(guān)的方 式）被安排，并且能夠用更短的持續(xù)時(shí)間。因?yàn)橹苿?dòng)塊的僅高度可視的外側(cè)部分的快速 檢查能夠被實(shí)施從而核查與控制器提供的估計(jì)和耗時(shí)的相關(guān)性，所以全制動(dòng)器角點(diǎn)分解 (brake corner teardown)可能是不必要的。此外，每天制動(dòng)器壽命預(yù)測的精確度通過并入 該高能量模型與標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)塊磨損模型和賽道制動(dòng)塊磨損模型之間的"轉(zhuǎn)換"邏輯來提高，從 而導(dǎo)致最大限度的驅(qū)動(dòng)，甚至在公共道路上。精確的預(yù)測算法避免對昂貴的基于電容的換 能器的需要，該換能器能夠提供制動(dòng)塊磨損的物理測量并且對由電子磨損傳感器提供的離 散的（不連續(xù)的）摩擦片磨損壽命預(yù)測進(jìn)行改善。
[0010] 提供一種估計(jì)車輛上制動(dòng)塊磨損的方法，方法包括：
[0011] 根據(jù)能量劃分模型，經(jīng)由電子控制器確定由車輛的制動(dòng)系統(tǒng)將消耗的需要的制動(dòng) 能量作為車輛的總動(dòng)能的一部分；
[0012] 根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)模型，經(jīng)由電子控制器確定至車輛上的多個(gè)車輛制動(dòng)機(jī)構(gòu)的需要 的制動(dòng)能量的分布；其中多個(gè)車輛制動(dòng)機(jī)構(gòu)中的每個(gè)具有制動(dòng)器轉(zhuǎn)子和制動(dòng)塊；
[0013] 根據(jù)利用需要的制動(dòng)能量和需要的制動(dòng)能量的分布的轉(zhuǎn)子溫度模型，經(jīng)由電子控 制器確定每個(gè)制動(dòng)器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子溫度；
[0014] 根據(jù)制動(dòng)塊磨損模型，經(jīng)由電子控制器確定每個(gè)制動(dòng)塊的制動(dòng)塊磨損；
[0015] 經(jīng)由制動(dòng)塊磨損指示器輸出設(shè)備指示制動(dòng)塊磨損；以及
[0016] 其中能量劃分模型、車輛動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子溫度模型和制動(dòng)塊磨損模型表示如下 車輛狀況：當(dāng)轉(zhuǎn)子溫度大于預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度時(shí)；當(dāng)制動(dòng)速度大于預(yù)定的最小制動(dòng)速度 時(shí)以及當(dāng)需要的制動(dòng)能量大于預(yù)定的最小制動(dòng)能量時(shí)。
[0017] 其中能量劃分模型、車輛動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子溫度模型和制動(dòng)塊模型僅當(dāng)預(yù)定的最 小轉(zhuǎn)子溫度和預(yù)定的最小制動(dòng)速度在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)超過預(yù)定次數(shù)時(shí)或制動(dòng)能量超過預(yù)定 的最小制動(dòng)能量達(dá)預(yù)定最小時(shí)間段時(shí)，被分別用于如下確定：確定將被消耗的需要的制動(dòng) 能量；確定需要的制動(dòng)能量的分布；確定轉(zhuǎn)子溫度；以及確定制動(dòng)塊磨損。
[0018] 其中能量劃分模型、車輛動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子溫度模型和制動(dòng)塊模型響應(yīng)于操作者 選擇，即使預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度和預(yù)定的最小制動(dòng)速度在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒有超過預(yù)定次數(shù) 并且即使制動(dòng)能量沒有超過預(yù)定的最小制動(dòng)能量達(dá)預(yù)定最小時(shí)間段時(shí)，被分別用于如下確 定：確定將被消耗的需要的制動(dòng)能量；確定需要的制動(dòng)能量的分布；確定轉(zhuǎn)子溫度；以及確 定制動(dòng)塊磨損。
[0019] 其中當(dāng)預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度和預(yù)定的最小制動(dòng)速度在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒有超過預(yù) 定次數(shù)并且制動(dòng)能量沒有超過預(yù)定的最小制動(dòng)能量達(dá)預(yù)定最小時(shí)間段時(shí)，利用替代的制動(dòng) 塊磨損模型。
[0020] 其中預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度表示第一驅(qū)動(dòng)模式下的車輛的操作；其中轉(zhuǎn)子溫度模型 表示第二驅(qū)動(dòng)模式下的車輛的操作；并且其中第二驅(qū)動(dòng)模式下的制動(dòng)速度和制動(dòng)能量大于 第一驅(qū)動(dòng)模式下的制動(dòng)速度和制動(dòng)能量。
[0021] 其中用在第二驅(qū)動(dòng)模式下的轉(zhuǎn)子溫度模型包括具有比用在第一驅(qū)動(dòng)模型下的冷 卻系數(shù)小的冷卻系數(shù)的轉(zhuǎn)子比熱容的集總?cè)萘磕Ｐ汀?br>[0022] 其中制動(dòng)塊磨損模型通過參考存儲(chǔ)的線性磨損數(shù)據(jù)或參考擬合的線性磨損方程 確定每預(yù)定的時(shí)間量每個(gè)制動(dòng)塊的線性磨損量。
[0023] 其中能量劃分模型至少部分基于齒輪比、車輛速度和制動(dòng)能量。
[0024] 其中車輛動(dòng)力學(xué)模型至少部分基于車輛的橫向加速度和縱向加速度。
[0025] 方法進(jìn)一步包括：
[0026] 接收指示預(yù)定量的實(shí)際制動(dòng)塊磨損的傳感器信號；
[0027] 根據(jù)制動(dòng)塊磨損模型確定的制動(dòng)塊磨損與預(yù)定量的實(shí)際制動(dòng)塊磨損相比較；以及
[0028] 基于與預(yù)定量的實(shí)際制動(dòng)塊磨損的比較修正制動(dòng)塊磨損模型。
[0029] 還提供一種估計(jì)車輛上制動(dòng)塊磨損的方法，方法包括：
[0030] 當(dāng)所估計(jì)的制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度小于或等于預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度時(shí)，根據(jù)第一制動(dòng)塊 磨損模型經(jīng)由電子控制器確定制動(dòng)塊磨損；以及
[0031] 當(dāng)估計(jì)的制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度大于預(yù)定的最小轉(zhuǎn)子溫度時(shí)，根據(jù)第二制動(dòng)塊磨損模型 經(jīng)由電子控制器確定制動(dòng)塊磨損；
[0032] 經(jīng)由制動(dòng)塊磨損指示器輸出設(shè)備指示制動(dòng)塊磨損。
[0033] 其中，根據(jù)第一制動(dòng)塊磨損模型確定制動(dòng)塊磨損是僅當(dāng)制動(dòng)速度小于或等于預(yù)定 的最小制動(dòng)速度時(shí)，以及當(dāng)所需要的制動(dòng)能量小于或等于預(yù)定的最小制動(dòng)能量時(shí)；并且