一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法，包括，检测模块、采集模块、冷却装置和控制模块，控制模块用于根据检测模块输出判断道路信息，用于根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，当当前车速大于安全稳定车速，或当前温度大于安全温度时，控制模块控制冷却装置开启；检测模块与采集模块的输出端均与控制模块输入端连接，控制模块输出端与冷却装置连接。解决了货车在长下坡制动器过热和路面附着条件的利用率不高的问题，通过制动器温度实时监测预警装置的开启和选择合适挡位，来提高货车对路面附着条件利用率，实现货车安全下坡。

【技术实现步骤摘要】
一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法
本专利技术涉及货运车辆驾驶安全领域，具体为一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法。
技术介绍
当汽车长时间在长下坡路面上行驶时，自身重力势能转化为动能，使得车速有增大的趋势，当坡度比较长时，要求汽车具有足够的持续制动力，保证汽车在下坡行驶至坡底结束时其主制动系统还具有足够的制动性能。坡行驶时，利用制动系统将汽车的势能和动能转化成为热能，特别是在连续下坡行驶时，汽车的制动系统的热负荷是非常大的，而制动系统又无法及时将热量释放到周围环境，使得制动毂和制动蹄的温度大幅度增高，以至于达到制动器的失效温度。由于高速持续制动，可能会因过渡使用行车制动器控制车速而使得制动器温度急剧上升，发生制动效能热衰退，严重时甚至车辆制动能力丧失，致使重特大事故经常发生。为了使汽车在长下坡时具有足够的持续制动能力，目前一般采用发动机辅助制动、排气制动与缓速器联合作用的控制方式来达到稳定车速的目的。但是通常在长大下坡时，驾驶员所面对的车流一般比较混乱复杂，而对于经验较少的驾驶员来说，很难控制，容易造成刹车过于频繁致使制动器温度过高影响制动效果的情况发生。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法，用以解决货车在长下坡制动器过热和路面附着条件的利用率不高的问题，通过制动器温度实时监测预警装置的开启和选择合适挡位，来提高货车对路面附着条件利用率，实现货车安全下坡。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置，包括，检测模块，用于检测货运车辆当前行驶是否处于下坡；采集模块，用于采集当前下坡坡度、当前货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度；冷却装置，用于与制动器进行热交换，对制动器降温；控制模块，用于根据检测模块输出判断道路信息，如检测到未进入坡道则按预定速度正常行驶，如检测到进入下坡则根据采集模块输出计算当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度；用于根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，当当前车速大于安全稳定车速，或当前温度大于安全温度时，控制模块控制冷却装置开启；用于在制动过程中继续检测货运车辆的车速，如果检测到车速小于等于当前挡位与坡度下货运车辆的安全稳定车速，并且当前温度小于安全温度，则关闭冷却装置；检测模块与采集模块的输出端均与控制模块输入端连接，控制模块输出端与冷却装置连接。优选的，冷却装置通过冷却管道连接至制动器内部，管道内通入冷却液，根据冷却液的流速将冷却装置分为两个档位。进一步，控制模块包括有主单片机和辅助单片机，两个单片机均用于控制冷却液流速挡位；冷却装置一档模式时，主单片机工作；冷却装置二档模式时，主单片机和辅助单片机都工作。一种货运车辆长下坡制动器温度控制方法，采用上述任意一项所述的装置，包括如下步骤，步骤1，检测货运车辆当前行驶的道路信息，如检测到进入下坡则执行步骤2，如检测到未进入坡道则按预定速度正常行驶；步骤2，采集下坡坡度、货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度，得到当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度；步骤3，根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，实现制动器的温度控制；步骤4，在制动过程中继续检测货运车辆的车速，如果检测到车速小于等于当前挡位与坡度下货运车辆的安全稳定车速，并且当前温度小于安全温度，则关闭冷却装置。优选的，步骤2中，当货运车辆的下滑力与制动力相等时的速度即为此货运车辆挡位的安全稳定车速；所述货运车辆的坡道下滑力Fa为其中，α为下坡的坡道坡度，M为货运车辆的最大质量；所述货运车辆的制动力Fb为Fb＝mgsinα-(Ff+Fw+Fe)式中，Ff为滚动阻力，Fw为空气阻力，Fe为发动机制动力，mg为货运车辆所受重力。优选的，步骤2中，所述实时安全温度T0由升温模型可得，升温模型为式中，Pbx为制动器吸收热能占总能量的比例，Eh为重力势能变化，mz为制动器质量，c为比热容，T为温升。优选的，步骤3中，冷却模式选择的具体步骤如下，当车速小于安全稳定车速，且制动器温度小于安全温度时，作为安全状态，则不开启冷却装置，依靠发动机制动继续行驶；当制动器温度正常小于安全温度，且自车车速大于安全稳定车速时，作为危险状态，开启冷却装置；当自车车速小于安全稳定车速，且制动器温度高于安全温度时，作为非常危险状态，开启冷却装置；当自车车速大于安全稳定车速，且制动器温度高于安全温度时，作为非常危险状态，开启冷却装置。优选的，当处于危险状态时，发出危险警报并开启冷却装置一档模式；当处于非常危险状态，发出非常危险警报并开启冷却装置二档模式。优选的，冷却装置通过主单片机和辅助单片机进行冷却液流速挡位的控制；冷却装置一档模式时，主单片机工作；冷却装置二档模式时，主单片机和辅助单片机都工作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术在传统制动器的基础上，通过检测模块检测货运车辆当前行驶的道路信息，通过采集模块采集下坡坡度、货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度，由控制模块控制开启制动器冷却装置，通过控制制动器冷却液流速冷却制动器，降低制动器温度，提高货车在长下坡制动时的制动利用率，减少错误操作发生概率。本专利技术所述方法采用有效的检测手段检测出道路信息、坡度信息以及自车速度信息，传递给控制模块，并将计算出的当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度，与当前车速和当前温度进行比较，控制冷却装置自动开启，再使用粒子群改进的神经网络算法计算货车坡道上的所需冷却液流速挡位，通过控制制动器冷却液流速冷却制动器，提高了货车的制动器使用频率，保证货车安全有效的完成制动减速下坡。附图说明图1是本专利技术所述装置的结构框图；图2是冷却装置结构示意图；图3是满载货车下坡受力分析示意图；图4是本专利技术控制流程图；图5是本专利技术冷却装置控制流程图；图6是货车总制动力和坡道下滑力随速度变化曲线；图7是制动器温度和车速在平面内区域划分图；图8是本专利技术单片机连接结构图；图9是POS优化的BP神经网络算法流程图。其中：1-冷却管路；2-冷却液箱；3-制动榖；4-制动器壳体；5-半轴；6-轮胎。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术的目的是提供一种货运车辆长下坡制动器温度实时监测预警装置及其控制方法，用以解决货车在长下坡制动器过热和路面附着条件的利用率不高的问题，通过制动器温度实时监测预警装置的开启和选择合适挡位，来提高货车对路面附着条件利用率，实现货车安全下坡。将粒子群优化算法PSO用于训练BP神经网络的原理，粒子群中粒子的位置代表BP神经网络中当前迭代中的权值集合，神经网络中的权值的数量、阈值个数决定每个粒子的维数。通过改变粒子在权值空间内搜索的速度，即更新网络的权值，使得网络输出的均方误差逐步减小。PSO通过不断优化神经网络的权值和阈值这种方法，来获得更小的均方误差。将每次迭代过程中产生的均方误差最小的粒子作为目前全局最优的粒子。本专利技术基于一种货车长大下坡制动器温度监测控制装置，如图1和图4所示，包括控制模块、检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置，其特征在于，包括，检测模块，用于检测货运车辆当前行驶是否处于下坡；采集模块，用于采集当前下坡坡度、当前货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度；冷却装置，用于与制动器进行热交换，对制动器降温；控制模块，用于根据检测模块输出判断道路信息，如检测到未进入坡道则按预定速度正常行驶，如检测到进入下坡则根据采集模块输出计算当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度；用于根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，当当前车速大于安全稳定车速，或当前温度大于安全温度时，控制模块控制冷却装置开启；用于在制动过程中继续检测货运车辆的车速，如果检测到车速小于等于当前挡位与坡度下货运车辆的安全稳定车速，并且当前温度小于安全温度，则关闭冷却装置；检测模块与采集模块的输出端均与控制模块输入端连接，控制模块输出端与冷却装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置，其特征在于，包括，检测模块，用于检测货运车辆当前行驶是否处于下坡；采集模块，用于采集当前下坡坡度、当前货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度；冷却装置，用于与制动器进行热交换，对制动器降温；控制模块，用于根据检测模块输出判断道路信息，如检测到未进入坡道则按预定速度正常行驶，如检测到进入下坡则根据采集模块输出计算当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度；用于根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，当当前车速大于安全稳定车速，或当前温度大于安全温度时，控制模块控制冷却装置开启；用于在制动过程中继续检测货运车辆的车速，如果检测到车速小于等于当前挡位与坡度下货运车辆的安全稳定车速，并且当前温度小于安全温度，则关闭冷却装置；检测模块与采集模块的输出端均与控制模块输入端连接，控制模块输出端与冷却装置连接。2.根据权利要求1所述的一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置，其特征在于，冷却装置通过冷却管道连接至制动器内部，管道内通入冷却液，根据冷却液的流速将冷却装置分为两个档位。3.根据权利要求2所述的一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置，其特征在于，控制模块包括有主单片机和辅助单片机，两个单片机均用于控制冷却液流速挡位；冷却装置一档模式时，主单片机工作；冷却装置二档模式时，主单片机和辅助单片机都工作。4.一种货运车辆长下坡制动器温度控制方法，采用权利要求1-3任意一项所述的装置，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，检测货运车辆当前行驶的道路信息，如检测到进入下坡则执行步骤2，如检测到未进入坡道则按预定速度正常行驶；步骤2，采集下坡坡度、货运车辆的自车挡位、当前车速和当前制动器温度，得到当前挡位下货运车辆的安全稳定车速以及安全温度；步骤3，根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，实现制动器的温度控...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏朗，周文财，田顺，乔洁，刘永涛，闫星培，王凤辉，李凌伊，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61