CN106627553B - 气压刹车异常侦测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气压刹车异常侦测方法及其系统。气压刹车异常侦测方法包含以下步骤：一气压异常判断步骤，侦测一刹车踏板行程、一刹车分泵压力及一气压源压力，并且比对判断异常后发出一第一异常信号。一薄膜异常判断步骤，进行一驻刹车侦测，并且以驻刹车启闭状态与刹车分泵压力比对判断异常后发出一第二异常信号。以及一备援估测步骤，结合判断该第一异常信号、该第二异常信号及一车速后进行备援启动的自动判断与估测。借此，气压刹车异常侦测方法可以明确判断刹车异常，并且及早进行备援机制的启动及意外前的故障排除。

Description

气压刹车异常侦测方法及其系统

技术领域

本发明是关于一种刹车侦测系统及侦测方法，特别地，是关于一种可预先启动备援或进行故障排除的气压刹车异常侦测方法及其系统。

背景技术

现今仅以车辆驾驶员的反应已无法应付日渐复杂的行车环境，因而驾驶员个人反应能力的良窳将大幅影响行车安全。其中车辆刹车系统对于行车安全是最重要的系统之一，辅助车辆驾驶员以便增加行车安全的刹车辅助系统已被大量发展。然而现今此等刹车辅助系统多用以提供刹车失灵时提醒驾驶断电、使用驻刹车或中断动力的设计。但是对于车辆行驶间发生的气压异常并未提供足够的研究与开发。

前述车辆行驶间发生的气压异常为现今大多数货车、卡车或大型车辆的刹车故障意外主因。以往市场上的已知技术皆是侦测储气瓶内的压力作为唯一的气压刹车判断因子，且备援方案仅为增加辅助的气压源，例如中国台湾专利I1312324号案。也有增加刹车踏板力量评估与储气瓶内的压力整合的刹车异常侦测技术，例如美国专利US7216552B2号案。但是对于实际的车辆驾驶而言，单纯的气压源与刹车踏板并无法精确判断是前轴刹车或后轴刹车将产生失灵状况，也令后续的驾驶紧急刹车动作经常发生错误，不仅会造成气压刹车的紧急刹车再度失灵或反应不及，也常见驾驶紧急刹车方式错误而发生货车翻车意外。

然而，前述习用中虽然有备援方式，但增加辅助气压源的方式在极端的状况下极易失效，例如车速过快或与前车距离过近时，因辅助气压源启动机制或装设位置的差异，将无法即时反应到刹车位置而导致无法即时减缓车速或致动车辆自动刹车，因而仍然导致碰撞发生。

此外，上述的问题尤特别发生于辅助刹车系统只能单纯警示驾驶员的系统上。一般驾驶员在信息不足且反应不及的状况下，根本无法充分解决刹车故障的状况。因此，厂商仍急于寻求能够全面应付各种气压刹车故障状况的气压刹车异常侦测系统，更期盼出现相关的刹车备援系统，有效降低大型车辆气压刹车失常或辅助刹车动作失败的状况。

发明内容

据上，本发明提供一气压刹车异常侦测系统，整合有踏板行程、分泵气压侦测、储气单元压力及驻刹车的侦测，再以异常判断电路进行对比后得到精确的异常信号，借此不但可以精确判断刹车的故障状况，更能有效分析出较佳的排除故障方式。

为达上述目的，于一实施方式中，本发明提供一气压刹车异常侦测系统，其是包含一踏板行程侦测器、一前轴分泵气压侦测器、一后轴分泵气压侦测器、一储气单元压力侦测器、一驻刹车控制阀侦测器及一异常判断电路。踏板行程侦测器连接一刹车踏板以向外输出一踏板行程信号。前轴分泵气压侦测器则是连接一前轴刹车以向外输出一前轴分泵压力信号。后轴分泵气压侦测器是连接一后轴刹车以向外输出一后轴分泵压力信号。而储气单元压力侦测器是连接一储气单元以向外输出一储气单元压力信号。另有驻刹车控制阀侦测器连接一驻刹车以向外输出一驻刹车控制信号。且以异常判断电路连接踏板行程侦测器、前轴分泵气压侦测器、后轴分泵气压侦测器、储气单元压力侦测器及驻刹车控制阀侦测器，且异常判断电路获得踏板行程信号、前轴分泵压力信号、后轴分泵压力信号、储气单元压力信号及驻刹车控制信号。其中，异常判断电路以踏板行程信号比对前轴分泵压力信号或后轴分泵压力信号后判断输出一第一异常信号；且异常判断电路以驻刹车控制信号比对后轴分泵压力信号后判断输出一第二异常信号。

前述的气压刹车异常侦测系统中，异常判断电路可以为电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)，利用ECU直接掌握控制车辆上的各种辅助刹车动作及装置。

前述的气压刹车异常侦测系统中，还可以包含一快放阀及一中继阀。快放阀气压连接于刹车踏板与前轴刹车之间，且前轴分泵气压侦测器气压连接于快放阀与该前轴刹车之间；中继阀则是气压连接于储气单元、刹车踏板与后轴刹车之间，且后轴分泵气压侦测器气压连接于中继阀与后轴刹车之间。

于另一实施方式中，本发明提供一气压刹车异常侦测方法，其步骤包含：一气压异常判断步骤及一薄膜异常判断步骤。气压异常判断步骤是侦测一刹车踏板行程、一刹车分泵压力及一气压源压力，并且比对判断异常后发出一第一异常信号。而薄膜异常判断步骤是进行一驻刹车控制阀侦测，并且以驻刹车启闭状态与刹车分泵压力比对判断异常后发出一第二异常信号。通过前述第一异常信号与第二异常信号的判断结果，驾驶不但可以得到精确的异常信号，借此更可以精确判断不同刹车的故障状况，更能有效分析出较佳的排除故障方式。

前述的气压刹车异常侦测方法中，还可以执行一备援估测(stand-byestimation)步骤，备援估测步骤结合判断第一异常信号、第二异常信号及一车速后进行备援启动的自动判断与估测。通过前述第一异常信号与第二异常信号加上车速估测出判断结果后，可以分析较正确的辅助刹车方法或紧急刹车的动作。

通过前述的气压刹车异常侦测方法可以具备一警示步骤，警示步骤结合判断第一异常信号、第二异常信号及一车速后进行音效、光线或震动警示。

此外，本发明再一实施方式提供一气压刹车异常侦测系统，不但整合有踏板行程、分泵气压侦测、储气单元压力及驻刹车控制信号侦测，还具备有一备援模块进行辅助刹车。借此不但以异常判断电路进行对比后得到精确的异常信号，且可以搭配备援模块直接排除刹车故障。

为达上述目的，于再一实施方式中，本发明提供一气压刹车异常侦测系统，其是包含一踏板行程侦测器、一前轴分泵气压侦测器、一后轴分泵气压侦测器、一储气单元压力侦测器、一驻刹车控制阀侦测器、一异常判断电路及一备援模块。踏板行程侦测器连接一刹车踏板以向外输出一踏板行程信号。前轴分泵气压侦测器则是连接一前轴刹车以向外输出一前轴分泵压力信号。后轴分泵气压侦测器是连接一后轴刹车以向外输出一后轴分泵压力信号。而储气单元压力侦测器是连接一储气单元以向外输出一储气单元压力信号。另有驻刹车控制阀侦测器连接一驻刹车以向外输出一驻刹车控制信号。且以异常判断电路连接踏板行程侦测器、前轴分泵气压侦测器、后轴分泵气压侦测器、储气单元压力侦测器及驻刹车控制阀侦测器，且异常判断电路获得踏板行程信号、前轴分泵压力信号、后轴分泵压力信号、储气单元压力信号及驻刹车控制信号。其中，异常判断电路以踏板行程信号比对前轴分泵压力信号或后轴分泵压力信号后判断输出一第一异常信号；且异常判断电路以驻刹车控制信号比对后轴分泵压力信号后判断输出一第二异常信号。最后，备援模块接收异常判断电路传递的第一异常信号或第二异常信号后受控进行备援刹车动作。

前述的气压刹车异常侦测系统中，备援模块数量可以是多个，且备援模块可以是连接前轴刹车、后轴刹车或驻刹车上。备援模块数量可以是三个，三个备援模块分别连接安装在前轴刹车、驻刹车及一驱动轴上。此外，前述备援模块可以包含一备援电磁阀及一备援气瓶，备援电磁阀受到异常判断电路控制而启闭备援气瓶，借以直接进行刹车。前述备援模块可以包含一备援电磁阀及一手动阀，备援电磁阀受到异常判断电路控制而容许驻刹车能够介入后轴进行稳定备援刹车动作。前述备援模块可以包含一再生回充马达，以再生回充马达动力连结车辆的传动系统进行辅助刹车。

附图说明

图1是绘示依据本发明的气压刹车异常侦测方法流程示意图；

图2是绘示本发明一实施例的气压刹车异常侦测系统架构示意图；

图3是绘示图2中的系统异常诊断逻辑示意图；

图4是绘示图2中的储气单元压力侦测器侦测比对判断图；

图5是绘示图2中的踏板行程侦测器与储气单元压力侦测器侦测比对判断图；

图6是绘示图2中的前轴分泵气压侦测器或后轴分泵气压侦测器的建压时间比对判断图；

图7是绘示图2中的踏板行程侦测器与前轴分泵气压侦测器或后轴分泵气压侦测器的比对判断图；

图8是绘示图2中的后轴分泵气压侦测器与驻刹车控制信号的比对判断图；及

图9是绘示本发明另一实施例的具备援功能的气压刹车异常侦测系统架构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

请参照图1，图1是绘示依据本发明的气压刹车异常侦测方法流程示意图。本发明的主要方法流程为一气压异常判断步骤S101及一薄膜异常判断步骤S102；但在此图实施例中增加一备援估测步骤S103。

在气压异常判断步骤S101中，首先侦测一刹车踏板行程、一刹车分泵压力及一气压源压力，并且运用刹车踏板行程轻重是否适切刹车分泵压力及一气压源压力来比对判断异常，若是异常再向外发出一第一异常信号。

而薄膜异常判断步骤S102是进行一驻刹车侦测及刹车分泵压力侦测。并且以驻刹车启闭状态(上锁或解离)与刹车分泵压力比对，判断出异常后发出一第二异常信号。前述驻刹车功能是作为停车固定位置或上坡起步辅助固定位置的用途。

前述备援估测步骤S103，备援估测步骤结合判断第一异常信号、第二异常信号及一车速后进行备援启动的自动判断与估测。通过前述第一异常信号与第二异常信号加上车速估测出判断结果后，可以分析较正确的辅助刹车方法或紧急刹车的动作。通过气压刹车异常侦测方法中的气压异常判断步骤S101及薄膜异常判断步骤S102可以得到精确的异常信号，还可以进一步运用前述备援估测步骤S103进行备援启动的自动化判断与估测。

此外，前述的气压刹车异常侦测方法可以具备一警示步骤，警示步骤结合判断第一异常信号、第二异常信号及一车速后进行音效、光线或震动警示，此为一般常见的技术转用，在此不多作赘述。

请参阅图2到图8，图2是绘示本发明一实施例的气压刹车异常侦测系统架构示意图。在图3绘示图2中的系统异常诊断逻辑示意图。而图4则绘示图2中的储气单元压力侦测器202侦测比对判断图。图5是绘示图2中的踏板行程侦测器201与储气单元压力侦测器202侦测比对判断图。图6是绘示图2中的前轴分泵气压侦测器203或后轴分泵气压侦测器204的建压时间比对判断图。又以图7是绘示图2中的踏板行程侦测器201与前轴分泵气压侦测器203或后轴分泵气压侦测器204的比对判断图。最后以图8是绘示图2中的后轴分泵气压侦测器204与驻刹车控制阀105控制信号的比对判断图。

参阅前述各图可知本发明提供一气压刹车异常侦测系统100，其是包含一刹车踏板101、一踏板行程侦测器201、一储气单元102、一储气单元压力侦测器202、一前轴刹车分泵103、一前轴分泵气压侦测器203、一后轴刹车分泵104、一后轴分泵气压侦测器204、一驻刹车控制阀105、一驻刹车接点205、一异常判断电路206、一中继阀107、一快放阀108及一空压机109。前述各元件的详细说明与连接关系如后。

前述空压机109供气连接储气单元102后，由储气单元102分别连接刹车踏板101的制动阀1011、中继阀107及驻刹车控制阀105。制动阀1011通过快放阀108向前轴刹车分泵103提供刹车压力。而中继阀107连接制动阀1011并向后轴刹车分泵104提供刹车压力。前述后轴刹车分泵104也连接驻刹车控制阀105。

前述异常判断电路206则分别电路连接踏板行程侦测器201、储气单元压力侦测器202、前轴分泵气压侦测器203、后轴分泵气压侦测器204及驻刹车接点205，且此异常判断电路206为电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的一部分。

踏板行程侦测器201连接刹车踏板101以向异常判断电路206输出一踏板行程信号S。前轴分泵气压侦测器203则是连接前轴刹车分泵103以向异常判断电路206输出一前轴分泵压力信号Pf。后轴分泵气压侦测器204连接一后轴刹车分泵104以向异常判断电路206输出一后轴分泵压力信号Pr。而储气单元压力侦测器202是连接一储气单元102以向异常判断电路206输出一储气单元压力信号P。另有驻刹车接点205连接驻刹车控制阀105以向异常判断电路206输出一驻刹车控制信号Z。异常判断电路206共获得驻刹车控制信号Z、踏板行程信号S、前轴分泵压力信号Pf、后轴分泵压力信号Pr及储气单元压力信号P。

请一并参阅图3中异常判断电路206的系统异常诊断逻辑示意图，借以配合图4至图8，应能理解本发明的各项侦测及判断正常、异常或失效的技术手段。

如图4所示的储气单元压力侦测器(图号参见图2)侦测比对判断图可说明本案气压正常与否的比对判断。其中，异常判断电路206可根据前轴分泵压力侦测器、后轴分泵压力侦测器、储气单元压力侦测器取得前轴分泵压力信号、后轴分泵压力信号与储气单元压力信号进行高低压力分布判断，依气压分布状况分为三种情形：正常、异常、失效。

如图5所示的踏板行程侦测器201与储气单元压力侦测器202侦测比对判断图。其中，异常判断电路206可以对比踏板行程信号S与储气单元压力侦测器202取得的储气单元压力信号P进行储气单元102的泄漏异常判断侦测结果。

如图6所示的前轴分泵气压侦测器203或后轴分泵气压侦测器204的建压时间比对判断图。其中，异常判断电路206如图6可以对比踏板行程信号S、前轴分泵压力信号Pf及后轴分泵压力信号Pr进行建压时间的侦测判断。

如图7所示的踏板行程侦测器201与、储气单元压力侦测器202、前轴分泵气压侦测器203、后轴分泵气压侦测器204的比对判断图。异常判断电路206获得踏板行程信号S、前轴分泵压力信号Pf、后轴分泵压力信号Pr及储气单元压力信号P后利用图7的压力时间分布判断异常。再以踏板行程信号S比对前轴分泵压力信号Pf或后轴分泵压力信号Pr后利用图7的时间与刹车制动压力(踏板行程信号S)分布判断输出一第一异常信号。

最后，如图8所示的驻刹车接点205与驻刹车控制阀105控制信号的比对判断图。其中，异常判断电路206获得驻刹车接点205的驻刹车控制信号Z后，利用驻刹车接点205的驻刹车控制信号Z对比判断驻刹车控制阀105的启闭(上锁或解离)，进而可以评估后轴分泵压力信号Pr是存在正压或负压状况，借此利用后轴分泵压力信号Pr判断后轴分泵薄膜是否失效或异常，并判断输出一第二异常信号。

前述的气压刹车异常侦测系统中，异常判断电路206在包含有第一异常信号、第二异常信号、车速及其他因子分析判断的运算下，可以利用异常判断电路206配合电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)其他部份直接掌握控制车辆上的各种辅助刹车动作及装置。

再请参阅图9，图9为另一实施例的气压刹车异常侦测系统架构示意图。本实施例中增加三个备援模块301～303。其余构件与前述实施例一致，在此实施例不再论述相同元件。本发明提供三个备援模块301～303配合异常判断电路(图中未示)进行判断后的备援刹车。备援模块301～303分别接收异常判断电路传递的第一异常信号、第二异常信号或其他状况信号后，结合判断第一异常信号、第二异常信号及一车速后进行备援模块301～303的自动启闭或手动启闭与估测；自动或手动进行备援刹车动作。

前述备援模块301连接前轴刹车分泵103，且备援模块301包含一备援电磁阀3021及一备援气瓶3012，备援电磁阀3021受到异常判断电路控制而启闭备援气瓶3012，借以直接对前轴刹车分泵103供气加压以有效进行备援刹车。

前述备援模块302连接后轴刹车分泵104，且备援模块302则包含一备援电磁阀3021及一手动阀3022，备援电磁阀3021受到异常判断电路控制而适度泄放驻刹车气压，使驻刹车弹簧介入后轴进行备援刹车动作。

前述备援模块303则是一再生回充马达，以此回充马达动力连结车辆的传动系统(传动轮或传动轴)，就可在再生回充马达回充蓄能的同时降低车速而进行辅助刹车。

综合以上，本发明的气压刹车异常侦测系统具有刹车状况判断精确、反应快速无延迟及可以针对性控制备援等特点，其应用范围广泛，适用于各种行车状况，能有效提高行车安全。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种气压刹车异常侦测系统，其特征在于，包含：

一踏板行程侦测器，连接一刹车踏板以向外输出一踏板行程信号；

一前轴分泵气压侦测器，连接一前轴刹车以向外输出一前轴分泵压力信号；

一后轴分泵气压侦测器，连接一后轴刹车以向外输出一后轴分泵压力信号；

一储气单元压力侦测器，连接一储气单元以向外输出一储气单元压力信号；

一驻刹车接点，连接一驻刹车控制阀以向外输出一驻刹车控制信号；以及

一异常判断电路，连接该踏板行程侦测器、该前轴分泵气压侦测器、该后轴分泵气压侦测器、该储气单元压力侦测器及该驻刹车接点，且该异常判断电路获得该踏板行程信号、前轴分泵压力信号、后轴分泵压力信号、该储气单元压力信号及该驻刹车控制信号；

其中，该异常判断电路以该踏板行程信号比对该前轴分泵压力信号或该后轴分泵压力信号后判断输出一第一异常信号；且该异常判断电路以该驻刹车控制信号比对该后轴分泵压力信号后判断输出一第二异常信号。

2.根据权利要求1所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，还包含：

一快放阀，气压连接于该刹车踏板与该前轴刹车之间，且该前轴分泵气压侦测器气压连接于该快放阀与该前轴刹车之间；

一中继阀，气压连接于该储气单元、该刹车踏板与该后轴刹车之间，且该后轴分泵气压侦测器气压连接于该中继阀与该后轴刹车之间。

3.根据权利要求1所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该异常判断电路为电子控制单元ECU。

4.一种气压刹车异常侦测方法，其特征在于，包含以下步骤：

一气压异常判断步骤，侦测一刹车踏板行程、一刹车分泵压力及一气压源压力，并且比对判断异常后发出一第一异常信号；以及

一薄膜异常判断步骤，进行一驻刹车控制阀侦测，并且以一驻刹车启闭状态与该刹车分泵压力比对判断异常后发出一第二异常信号。

5.根据权利要求4所述的气压刹车异常侦测方法，其特征在于，另包含：

一备援估测步骤，结合判断该第一异常信号、该第二异常信号及一车速后进行备援启动的自动判断与估测。

6.根据权利要求4所述的气压刹车异常侦测方法，其特征在于，另包含：

一警示步骤，结合判断该第一异常信号、该第二异常信号及一车速后进行音效、光线或震动警示。

7.一种气压刹车异常侦测系统，其特征在于，包含：

一踏板行程侦测器，连接一刹车踏板以向外输出一踏板行程信号；

一前轴分泵气压侦测器，连接一前轴刹车以向外输出一前轴分泵压力信号；

一后轴分泵气压侦测器，连接一后轴刹车以向外输出一后轴分泵压力信号；

一储气单元压力侦测器，连接一储气单元以向外输出一储气单元压力信号；

一驻刹车接点，连接一驻刹车控制阀以向外输出一驻刹车控制信号；

一异常判断电路，连接该踏板行程侦测器、该前轴分泵气压侦测器、该后轴分泵气压侦测器、该储气单元压力侦测器、该驻刹车接点，且该异常判断电路获得该踏板行程信号、前轴分泵压力信号、后轴分泵压力信号、该储气单元压力信号及该驻刹车控制信号，该异常判断电路以该踏板行程信号比对该前轴分泵压力信号或该后轴分泵压力信号后判断输出一第一异常信号；且该异常判断电路以该驻刹车控制信号比对该后轴分泵压力信号后判断输出一第二异常信号；以及

一备援模块，接收该异常判断电路传递的该第一异常信号或该第二异常信号后受控进行备援刹车动作。

8.根据权利要求7所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块连接该前轴刹车、该后轴刹车或一驻刹车。

9.根据权利要求8所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块包含一备援电磁阀及一备援气瓶，该备援电磁阀受到该异常判断电路控制而启闭该备援气瓶。

10.根据权利要求7所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块包含一备援电磁阀及一手动阀，该备援电磁阀受到该异常判断电路控制而使一驻刹车能够介入进行备援刹车动作。

11.根据权利要求7所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块包含一再生回充马达，该再生回充马达动力连结进行辅助刹车。

12.根据权利要求7所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块数量为多个。

13.根据权利要求12所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块数量为二个，二该备援模块分别连接安装在该前轴刹车及一驻刹车上。

14.根据权利要求12所述的气压刹车异常侦测系统，其特征在于，该备援模块数量为三个，三该备援模块分别连接安装在该前轴刹车、一驻刹车及一驱动轴上。