危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控方法与系统，通过在线监控等温容器内部压力和等温容器与危险品半挂运输车制动气室之间的压力差，并基于危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率测量模型来计算出危险品半挂运输车ECPBS的每一个制动气室的制动压力变化率。能够实现危险品运输车制动气室压力变化率的实时精确测量，为基于制动压力变化率的车辆态势控制提供参考信息，同时提升车辆态势控制精度，提高车辆行驶稳定性、平顺性和乘客舒适性，有效解决目前商用车气压制动系统存在的无法自主辨识车辆制动需求、实际制动压力响应和期望制动压力响应之间存在压力偏差和时间偏差，以及无法对车轮制动力实现有效的独立调节等问题。有效的独立调节等问题。有效的独立调节等问题。

【技术实现步骤摘要】
危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控方法与系统


[0001]本专利技术属于汽车制动领域，尤其涉及一种危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率的在线监控方法和系统。

技术介绍

[0002]商用车ECPBS(电子控制气动制动系统)对减速度的控制和响应是其设计过程中的重要指标，但这些指标仅能用最终的制动效果来评价，对在制动动作过程中的制动压力变化特性缺乏相应的评价指标、有效的检测方式和控制手段。
[0003]危险品半挂运输车ECPBS由牵引车EBS(电子制动控制系统)模块和半挂车EBS(电子制动控制系统)模块组成，中间通过标准的电、气接口连接，统一由牵引车上的ECPBS ECU控制。关于牵引车和半挂车之间的机械互换性、电气接口连接协议及组成汽车列车后的制动系统功能和性能要求均有相应标准，建立了汽车列车制动性能正常运行的基础。
[0004]在实际使用中，基础的车辆信息如牵引车和半挂车各自的长度、轴距、载荷信息和EBS布置信息等会储存在牵引车和挂车EBS轴控模块自带的独立电控单元中，方便ECPBS ECU综合调用。但值得注意的是牵引车和半挂车各自EBS的硬件属性，如底盘各气动元件之间连接管路的长度和各气压控制阀的调压特性等无法被记录在系统数据中，并最终导致在气压制动系统工作时，虽然在控制器算法设置中各轮的制动压力响应完全一致，但各个轴控模块的实际压力响应由于供给压力波动和系统传输时延等影响，存在与预期制动压力响应之间的压力或时间偏差。
[0005]同时，由于结构制造精度和形位误差等影响，即使是同一型号的轴控模块内部及不同模块之间也会产生实际制动压力响应和预期值之间的压力或时间偏差，产生额外的纵向、横向加速度和横摆角速度等影响车辆的制动安全。对于危险品半挂运输车而言，由于其载荷大、承载货物的危险性高且车辆行驶状态复杂，因此要求危险品半挂运输车ECPBS的制动压力必须被精确控制，各轴、轮间的制动力的大小和构建有效制动压力的时间应与期望值保持一致，并且能够保证输出压力的稳定性和平顺性。综上所述，需纳入一种同时考虑制动压力大小及建立有效压力所需时间的偏差的新参数，作为危险品半挂运输车ECPBS控制器评价和控制车辆制动状态的新指标。
[0006]CN111572524A中公开了一种车辆气压制动压力变化率测量方法及装置，旨在实现制动压力变化率的实时精确测量，为基于制动压力变化率的车辆态势控制提供参考信息，可提升车辆态势控制精度，提高车辆行驶稳定性、平顺性和乘客舒适性。但是该种车辆气压制动压力变化率测量装置仅仅针对于通用车辆，精度和测量方式无法应用于危险品半挂运输车。目前危险品半挂运输车并无有效方案对制动压力变化率进行实时监测，仅在试验台层面完成了功能的实现，缺乏结合车辆结构的实现方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的以上缺陷或需求，提出一种危险品
半挂运输车制动气室压力变化率监控方法与系统，能够实现危险品运输车制动气室压力变化率的实时精确测量，为基于制动压力变化率的车辆态势控制提供参考信息，同时提升车辆态势控制精度，提高车辆行驶稳定性、平顺性和乘客舒适性，有效解决目前商用车气压制动系统存在的无法自主辨识车辆制动需求、实际制动压力响应和期望制动压力响应之间存在压力偏差和时间偏差，以及无法对车轮制动力实现有效的独立调节等问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控系统，其特征在于包括：层流阻尼管、等温容器、压差传感器、压力传感器、危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块和ECPBS ECU；其中，将危险品半挂运输车ECPBS的各制动气室与一个等温容器利用1根层流阻力管相连，将压差传感器的两端分别接在制动气室和等温容器上，同时等温容器上安装有压力传感器；所述层流阻力管设置多个流道；待测量的制动气室与危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块相连，危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块设置为接受ECPBS ECU的指令而进行调压作动使得待测量的制动气室内压力产生变化。
[0010]进一步地，所述层流阻尼管的第一端及所述压差传感器的第一端分别与待测量的制动气室连接，所述层流阻尼管的第二端及所述压差传感器的第二端均与所述等温容器连接，所述等温容器的另一端与所述压力传感器的一端连接，所述压力传感器的另一端及所述压差传感器的另一端均与ECPBS ECU相连。
[0011]进一步地，所述层流阻尼管位于所述待测量的制动气室和等温容器之间，所述层流阻尼管由多条内半径相同长度一致的毛细管并联插入气管中构成。
[0012]进一步地，所述危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率监控系统安装在危险品半挂运输车的各个制动气室上，半挂车制动气室上的传感器经由半挂车与牵引车的电控接口传输给ECPBS ECU。
[0013]一种危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控方法，其特征在于利用已知参数的等温容器和层流阻力管，通过在线监控等温容器内部压力和等温容器与危险品半挂运输车制动气室之间的压力差，并基于危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率测量模型来计算出危险品半挂运输车ECPBS的每一个制动气室的制动压力变化率。
[0014]进一步地，危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率测量模型为：
[0015][0016]式中，V
d
为等温容器体积，单位为m3；P
d
为压力传感器测得的等温容器内压力，单位为Pa；R为气体常数，单位为J/(kg
·
K)；θ为等温容器内温度，单位为K；μ为气体黏性系数，单位为Pa
·
s；P为大气压力，单位为Pa；P
q
为制动气室压力，单位为Pa；ρ
d
为等温容器内压缩气体密度，单位为kg/m3；ρ为大气密度，单位为kg/m3；n为流道的个数；l为流道的长度，单位为m；r为流道的半径，m；P
c
为压差传感器的测量值，Pa；G
d
为流过层流阻力管进入等温容器内的气体质量流量，单位为kg/s。
[0017]进一步地，上述方法包括如下步骤：
[0018]S1:危险品半挂运输车ECPBS的ECPBS ECU向ECPBS的轴控模块输出压力调节控制信号；
[0019]S2：在ECPBS轴控模块的调压作用下，危险品半挂运输车的制动气室内部气压产生
变化；
[0020]S3：测得等温容器内的压力，测量等温容器与制动气室之间的压差，并将所述压力和压差信息传递给ECPBS ECU；
[0021]S4：ECPBS ECU在接收到所述信息后，ECPBS ECU借由内置的制动压力变化率模型计算当前时刻制动气室内的制动压力变化率，并作为压力控制的参考参数。
[0022]步骤S3中，所述压力和压差信息一同经过车载总线传输给ECPBS ECU。
[0023]步骤S4中，计算危险品半挂运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控系统，其特征在于包括：层流阻尼管、等温容器、压差传感器、压力传感器、危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块和ECPBS ECU；其中，将危险品半挂运输车ECPBS的各制动气室与一个等温容器利用1根层流阻力管相连，将压差传感器的两端分别接在制动气室和等温容器上，同时等温容器上安装有压力传感器；所述层流阻力管设置多个流道；待测量的制动气室与危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块相连，危险品半挂运输车的ECPBS轴控模块设置为接受ECPBS ECU的指令而进行调压作动使得待测量的制动气室内压力产生变化。2.根据权利要求1所述的危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控系统，其特征在于所述层流阻尼管的第一端及所述压差传感器的第一端分别与待测量的制动气室连接，所述层流阻尼管的第二端及所述压差传感器的第二端均与所述等温容器连接，所述等温容器的另一端与所述压力传感器的一端连接，所述压力传感器的另一端及所述压差传感器的另一端均与ECPBS ECU相连。3.根据权利要求1所述的危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控系统，其特征在于所述层流阻尼管位于所述待测量的制动气室和等温容器之间，所述层流阻尼管由多条内半径相同长度一致的毛细管并联插入气管中构成。4.根据权利要求1所述的危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控系统，其特征在于所述危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率监控系统安装在危险品半挂运输车的各个制动气室上，半挂车制动气室上的传感器经由半挂车与牵引车的电控接口传输给ECPBS ECU。5.一种危险品半挂运输车制动气室压力变化率监控方法，其特征在于利用已知参数的等温容器和层流阻力管，通过在线监控等温容器内部压力和等温容器与危险品半挂运输车制动气室之间的压力差，并基于危险品半挂运输车ECPBS制动气室压力变化率测量模型来计算出危险品半挂运输车ECPBS的每一个制动气室的制动压力变化率。6.根据权利要求5所述的危险品半挂运输车制动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚炎，赵燃，杨凡，胡剑，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：