阅读说明：本技术 基于减速辅助的拖车制动方法和装置 (Deceleration assistance-based trailer braking method and device ) 是由 P.福尔肯 D.J.斯普赖 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：提供了用于基于减速辅助的拖车制动的方法和装置。该设备包括:拖车制动控制器,用于响应于制动控制信号而施加拖车制动；车轮速度传感器；加速度计,用于确定加速度；以及拖车控制器,用于响应于指示负值的加速度变化而产生制动控制信号,拖车控制器还可操作以将制动控制信号耦合到拖车制动控制器。(Methods and apparatus for deceleration assistance based trailer braking are provided. The apparatus includes a trailer brake controller for applying trailer brakes in response to a brake control signal; a wheel speed sensor; an accelerometer to determine an acceleration; and a trailer controller for generating a brake control signal in response to the change in acceleration indicating a negative value, the trailer controller further operable to couple the brake control signal to the trailer brake controller.)

基于减速辅助的拖车制动方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及一种用于机动车辆牵引应用的辅助制动系统。更具体地，本公开的一些方面涉及用于响应于没有来自牵引车的制动请求的情况，使用拖车速度、加速度和坡度数据而在拖车上提供基于减速度变化辅助的制动系统、方法和设备。

背景技术

对许多司机来说，用牵引车拉动拖车一直是一项复杂的工作。球栓钩(ballhitch)通常用作拖车连接件，并在牵引车和拖车之间提供接头。拖车通常还会有一个电气连接，为车灯和拖车制动器供电。如果电气连接断开或损坏，就会出现问题。从牵引车到拖车的制动功率或制动信号将无法传输，导致在停车期间没有应用拖车制动。因此，在没有可操作的拖车制动的情况下停止车辆和拖车会导致停车距离大大延长，并且增加了控制拖车保持直线的难度。目前的脉动制动系统(surge brake system)具有液压系统，允许卡车和拖车之间的相对运动。液压系统利用这种相对运动来产生液压，从而在制动系统中产生压力。希望提供一种更鲁棒的制动机构，即使与拖车的电连接断开，该制动机构也能工作。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本发明背景的理解，因此它可能包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息

发明内容

本文公开了用于供应车辆系统的车辆制动方法和系统以及相关的控制逻辑，制造这种系统的方法和操作这种系统的方法，以及装备有车载控制系统的机动车辆。作为示例而非限制，这里公开了用于机动车辆中拖车的基于自动减速的制动系统的各种实施例，以及用于执行机动车辆中进行拖车的基于自动减速的制动的方法。

根据本发明的一个方面，一种拖车制动系统具有用于测量加速度的惯性测量单元、用于响应于制动控制信号而施加拖车制动的制动控制器、以及用于响应于具有负值的加速度来确定制动力并响应于制动力来产生制动控制信号的处理器。

根据本发明的另一方面，具有用于测量车轮速度的车轮速度指示器，并且其中进一步响应于车轮速度来确定制动力。

根据本发明的另一个方面，具有用于存储校准表的存储器，并且其中处理器操作为响应于校准表来确定制动力。

根据本发明的另一方面，其中处理器可操作为响应于一算法确定制动力。

根据本发明的另一个方面，具有用于检测牵引车制动信号的接口，并且其中牵引车制动信号代替制动控制信号被耦合到制动控制器。

根据本发明的另一方面，具有制动灯，其中响应于制动控制信号而点亮制动灯。

根据本发明的另一方面，具有用于测量车轮速度的车轮速度指示器，其中，响应于低于最小车轮速度的车轮速度，制动力为零。

根据本发明的另一方面，一种拖车制动方法，用于确定加速度、确定车轮速度、响应于加速度和车轮速度计算制动力、以及响应于制动力应用拖车制动。

根据本发明的另一方面，其中响应于超过最小值的车轮速度和具有负值的加速度而应用拖车制动。

根据本发明的另一个方面，其中响应于校准表来计算制动力。

根据本发明的另一方面，其中响应于一算法来计算制动力。

根据本发明的另一方面，检测牵引车制动信号，其中响应于牵引车制动信号来控制拖车制动。

根据本发明的另一方面，响应于具有正值的制动力产生制动灯控制信号。

根据本发明的另一方面，其中响应于低于最小车轮速度的车轮速度，制动力为零。

根据本发明的另一个方面，提供一种设备，其具有用于响应制动控制信号而施加拖车制动的拖车制动控制器、用于确定加速度的加速度计、以及用于响应于指示负值的加速度而产生制动控制信号的拖车控制器，拖车控制器还可操作为将制动控制信号耦合到拖车制动控制器。

根据本发明的另一方面，其中拖车控制器还可操作为响应于具有正值的加速度而产生制动释放信号，并且其中拖车制动控制器可操作为响应于制动释放信号而释放拖车制动器。

根据本发明的另一方面，其中拖车控制器还可操作为响应于加速度而确定制动力，并且其中制动控制信号指示制动力。

根据本发明的另一方面，具有用于测量车轮速度的车轮速度指示器，并且其中响应于车轮速度而产生制动控制信号。

根据本发明的另一方面，制动灯控制器用于响应于制动控制信号而点亮制动灯。

根据本发明的另一方面，具有用于测量车轮速度的车轮速度指示器，其中响应于低于阈值的车轮速度而产生制动释放信号。

附图说明

下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中:

图1示出了根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动的方法和设备的应用。

图2示出了说明根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动的系统框图。

图3示出了图示根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动的方法流程图。

图4示出了图示根据本公开的另一示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动的系统框图。

图5示出了图示根据本公开的另一示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动的方法流程图。

这里阐述的示例说明了本发明的优选实施例，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不期望受前述技术领域、背景技术、简要概述或以下详细描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。如这里所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的部件。

现在转向图1，示出了根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动(assisted deceleration based trailer braking)100的方法和设备的应用。该示例性应用示出了具有根据本发明的拖车制动系统的装载拖车(loaded trailer)130和牵引车120。牵引车120和拖车130沿着向下倾斜的路面行驶。使用传统的电拖车制动系统，如果拖车电连接器从牵引车120断开，则在减速期间拖车将不会响应于牵引车120的制动而施加制动。这可能导致危险情况，例如制动时间延长以及拖车130和牵引车120的稳定性丧失。

在该示例性实施例中，在拖车130没有来自牵引车120的制动请求的情况下，拖车制动系统可以使用拖车速度、加速度和/或坡度数据(grade data)而在拖车上提供基于减速辅助的制动。拖车制动系统可以利用按坡度调整的加速度(grade adjustedacceleration)的变化来确定何时施加制动以及施加多大的制动力。此外，来自拖车的车轮速度传感器数据和惯性测量单元(IMU)加速度计数据可用于确定按坡度调整的加速度。

在另一个示例性实施例中，如果拖车130没有接收到来自牵引车120的制动信号，并且按坡度调整的加速度的变化为负，则系统可以假设牵引车120正试图减速，但是制动请求出于某种原因没有到达拖车130。此时，系统可以触发拖车130上的制动器。

现在转向图2，示出了根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动系统200的框图。示例性系统200包括车轮速度传感器210、加速度计220、拖车接口250、处理器230、拖车制动控制器245和拖车照明系统240。

在示例性实施例中，拖车接口250可操作，以响应于来自牵引车的指令或信号，从而控制拖车系统，例如灯和制动。例如，拖车接口250可以从牵引车接收表明牵引车制动器已被应用的信号。拖车接口250然后可操作，以产生制动控制信号，以耦合到制动控制器245，以指示制动控制器245以对应于牵引车制动水平的一定制动力来应用拖车制动。拖车接口250还可操作为向拖车灯240施加制动灯控制信号，以照亮拖车制动灯。拖车接口250还可操作为响应于来自牵引车的指示，产生行驶灯控制信号和转向信号控制信号，以耦合到拖车灯240。

在该示例性实施例中，处理器230操作为监测车轮速度传感器210和加速度计220的输出。处理器230可以根据车轮速度传感器210的数据和加速度计220的数据确定存在变化，使得按坡度调整的加速度为负。处理器230然后可以生成警告信号以耦合到拖车接口250，表明可能正在发生潜在的制动情况。拖车接口250然后可以响应于来自处理器230的指示而生成制动控制信号，以耦合到制动控制器245。处理器然后可以监测车轮速度传感器210数据和加速度计220数据，以确定按坡度调整的加速度何时达到零。在那之前，处理器230可以继续向拖车接口250提供警告信号。一旦处理器230确定坡度调整加速度的变化为正值，则处理器可以停止警告信号和/或向拖车接口250提供释放制动指示。制动力可以响应于坡度调整加速度由处理器230确定，并提供给拖车接口250，使得拖车接口可以向制动控制器245施加适当的制动力。处理器230可以响应于存储器235上的校准表并利用拖车速度和按坡度调整的加速度的变化来确定制动力。或者，响应于具有拖车速度和/或按坡度调整的加速度变化的校准表，处理器230可以使用一算法来确定制动力。响应于车轮速度低于最小车轮速度值，制动力可以设置为零。这可以避免在拖车速度较低(例如每小时五公里)的情况下应用刹车。一旦释放制动指示由处理器230提供给拖车接口250，则处理器继续监测拖车车轮速度IMU数据、拖车速度和按坡度调整的加速度。

在另一个实施例中，处理器可以操作为计算按坡度调整的加速度，并将该值提供给拖车接口。如果没有接收到来自牵引车的制动信号，则拖车接口250可操作为监测按坡度调整的加速度值。如果拖车接口250确定按坡度调整的加速度的变化是负的，则系统可以假设牵引车试图减速，但是制动请求没有到达拖车接口250。拖车接口250随后可以产生制动控制信号，以耦合到制动控制器245，从而触发拖车上的制动器，直到减速变慢，此时，算法可以解除制动，并允许牵引车再次加速。

现在转向图3，示出了根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动300的示例性方法的流程图。在该示例性实施例中，该方法首先操作为响应于至少一个拖车传感器来确定按坡度调整的加速度值(305)。该拖车传感器可以包括IMU、GPS检测器、车轮速度传感器等。按坡度调整的加速度值可以响应于一算法来确定，或者可以通过将拖车传感器数据与查找表等进行比较来确定。按坡度调整的加速度是根据路面的向前或向后斜度或坡度进行调整的、拖车速度相对于时间的变化。该方法随后可操作来将按坡度调整的加速度值与先前的按坡度调整的加速度值进行比较(310)，以确定变化的按坡度调整的加速度。按坡度调整的加速度值可以被定期测量，例如每100毫秒测量一次，并存储在存储器中。响应于两个或更多存储值而确定的按坡度调整的加速度。如果按坡度调整的加速度的变化是正的，表示加速度增加，则制动器将被释放(如果其是激活的)(315)。该方法随后可操作为返回以确定按坡度调整的加速度值(305)。

如果按坡度调整的加速度的变化为负，表示减速度增加，则该方法可操作为响应于按坡度调整的加速度和拖车速度的变化来确定制动力(320)。例如，如果按坡度调整的加速度的变化为零，即加速度恒定，则当前制动力将保持不变。如果坡度加速度的变化为负值，表明牵引车正在减速，则可以使用制动。如果坡度加速度的变化为正值，表明牵引车正在加速，则可以释放制动应用。

该方法随后操作为响应于所确定的制动力而在拖车上应用制动(325)。在示例性实施例中，如果存在来自牵引车或拖车接口的制动请求，则该制动请求获得优先权。如果没有从牵引车或拖车接口请求制动，则使用已确定的制动力。可以响应于特定的拖车属性，例如重量、尺寸、车轴的数量等，来对施加制动和释放制动之间的不同转变点(transitionpoint)和阈值进行校准。

现在转向图4，示出了根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动系统400的框图。系统400可以包括控制器410、制动控制器415和加速度计420。在该示例性实施例中，控制器410是拖车电气系统的一部分。控制器410可操作为从牵引车接收各种控制信号。这些控制信号可以包括制动控制信号，包括制动力，以及灯(例如行车灯、刹车灯、倒车灯等)控制信号。在正常操作条件下，控制器410将从牵引车接收制动控制信号，并将产生拖车制动控制信号，以耦合到制动控制器415。该拖车制动控制信号指示将由制动控制器415施加到制动器上的制动力或制动力的大小。

在根据本公开的示例性实施例中，控制器410操作为在没有来自牵引车的制动控制信号的情况下产生拖车制动控制信号。如果拖车和牵引车之间的电连接被切断，则可能无法从牵引车接收制动控制信号。除了监测来自牵引车的信号之外，控制器410可操作为监测加速度计420的输出。加速度计420操作为检测拖车的纵向或前后加速度。该加速度可以表示为加速中车辆的正加速度或减速中车辆的负值。

在控制器410监测加速度计420的输出的情况下，其中加速度计表明加速度的负变化，控制器410可以在没有来自牵引车的制动控制信号的情况下产生拖车制动控制信号。该拖车制动控制信号可以表明响应于制动控制器415而要施加到拖车制动器的制动力，其中制动力与加速度的变化成反比。因此，加速度变化越负，则制动力越大。制动控制器415可以响应于制动控制信号选择性地点亮制动灯。可以响应于存储在存储器中的校准表或响应于用于计算制动力的算法而由控制器来确定制动力。

在示例性实施例中，如果加速度计420指示负加速度，并且从牵引车接收到指示制动力的制动控制信号，则来自牵引车的制动力将被用于代替由控制器410确定的制动力。

控制器410可进一步操作为响应具有正值的加速度变化而产生制动释放信号，并且其中制动控制器415操作为响应于制动释放信号而释放拖车制动。控制器410可以响应于加速度的变化来确定制动力，并且其中制动控制信号指示制动力。系统400还可以包括用于测量车轮速度的车轮速度传感器425，并且其中响应于车轮速度产生制动控制信号。车轮速度传感器425可以表明车轮速度低于阈值，例如5km/h，可以产生制动释放信号。例如，如果用于测量车轮速度的车轮速度传感器425表明车轮速度小于5km/h，则制动力被设置为零。

现在转向图5，示出了图示根据本公开的示例性实施例的用于基于减速辅助的拖车制动500的另一方法的流程图。在示例性拖车制动方法中，该方法首先操作为确定加速度(510)。加速度可以响应于IMU测量信号、加速度计信号、车轮速度指示器信号或全球定位信号等来确定。该方法还可操作为从车轮速度指示器520确定车轮速度。该方法随后响应于车轮速度和加速度的变化来计算制动力(530)。特别地，该方法可以响应于表示拖车减速度的负加速度来计算制动力。该方法随后操作为响应于制动力而应用拖车制动(540)。可响应超过最小值的车轮速度和具有负值的加速度变化而施加拖车制动。可以响应于校准表或响应于算法来计算制动力。该方法还可以响应于具有正值的制动力而产生制动灯控制信号(550)。响应于低于最小车轮速度的车轮速度，制动力可以被确定为零。

虽然在前面的详细描述中已经给出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其法律等同物中阐述的公开范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。