基于发动机负功循环的车辆辅助制动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机辅助制动装置技术领域，具体来说是一种基于发动机负功循环的车辆辅助制动系统。
【背景技术】
[0002]进入21世纪，中国的汽车工业步入高速发展期，汽车行业安全问题一直是近几年汽车行业及道路运输部门关注的热点。传统的车辆主动制动系统可在短时间内产生较大的制动功率，但随着制动时间的增长，由于产生的热量不能及时传递给周围环境，使得制动器的温度不断升高，发生热衰退现象。尤其对于自重较大重型商用车，其制动效能易下降，进而发生制动失效现象，引发恶性交通事故。
[0003 ]据统计，我国交通死亡事故占全球的15%，已成为交通事故最多发的国家，由于制动失效和制动不良所导致的机动车事故占总事故的比例分别超过20%和40%，制动性能下降与失效两大原因造成的死亡人数超过总死亡人数的50%。由于受地形因素的限制，中国的道路中，尤其在西南地区，山区道路所占的比例较大，由于重型商用车制动器失效所引发的事故频频发生。车辆在山区道路下坡行驶时，需要利用制动系统消减的能量除了车辆的动能外还有重力势能，主制动器长时间在高负荷工况下工作时易失去或部分失去制动效能，因此传统制动器已不满足汽车尤其是重型商用车在道路上连续制动的要求。
[0004]研究发现，发动机作为汽车上唯一的动力源，可通过改变与调整运行模式，起到辅助制动的作用。常见的发动机辅助方式为排气制动，即通过节流的手段提高发动机排气冲程的背压，减小发动机的输出功率，从而相对地起到反拖制动的作用。但发动机排气制动的效果甚微，当车辆所需制动力较大或制动失效时无法提供足够的制动效能。而四冲程发动机的工作过程包含进气、压缩、做功、排气四个冲程，其中只有做功冲程对外输出正功，其余三个冲程均做负功。因此适当减小发动机对外输出的正功，增大自身运转所消耗的负功，可产生良好的制动效果。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供基于发动机负功循环的车辆辅助制动系统，当车辆制动器性能下降或失效时，在不额外增加设备的情况下，使发动机在负功循环工况下工作，提供适宜的制动力使车辆保持车速或紧急制动。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的基础技术方案是提供基于发动机负功循环的车辆辅助制动系统，包括ECU，车轮主制动器制动性能检测模块，车轮主制动器制动性能检测模块与ECU连接;还包括发动机辅助制动系统驾驶舱提示操作模块，发动机辅助制动系统驾驶舱提示操作模块包括均与ECU连接的车轮主制动器制动性能提示装置和发动机辅助制动装置启动装置;还包括受ECU控制的发动机辅助制动系统执行模块，发动机辅助制动系统执行模块包括燃油供给装置和可变气门正时机构;还包括检测发动机缸内燃烧情况的发动机缸内燃烧条件监测模块，发动机缸内燃烧条件监测模块与ECU连接。
[0007]上述基础技术方案中，通过车轮主制动器制动性能检测模块实时监测车轮制动器的制动性能，并将数据信号传递给ECU，ECU接收数据信号后，做出处理，并指示发动机辅助制动系统驾驶舱提示操作模块，使车轮主制动器制动性能提示装置做出车轮主制动器制动性失效或者下降的提示。驾驶员在接收到提示后，根据实际状况做出启动发动机辅助制动装置，发动机辅助制动装置接收驾驶员的操作指示后，将执行信息反馈至ECU;当ECU接收到驾驶员开启发动机辅助制动装置的指令后，根据执行信息的指示控制发动机辅助制动系统执行模块，根据指示要求控制燃油供给装置和可变气门正时机构，控制可变气门正时机构改变发动机进排气门开闭时刻，同时燃油供给装置改变喷油策略，以使实现发动机负功循环。同时，发动机缸内燃烧条件监测模块实时监测缸内燃烧条件，并将监测信息传递给ECU，ECU根据监测信息做出指示，相应地调整配气正时与喷油策略，稳定发动机负功循环工况，实现闭环控制。
[0008]本实用新型的有益效果为:能够在车辆行驶过程中，检测到车辆车轮主制动器制动性能下降或失效的信息，并能够将信息处理后展示出来提醒驾驶员，驾驶员可以做出操作指令，对发动机可变气门正时机构与燃油供给装置做出控制，调整进排气门开闭时刻与喷油策略，在不额外增加设备的情况下，利用发动机自身的动力对车辆传动系做负功，达到辅助制动的目的，即车辆在行驶过程中能够提供足够且适宜的制动力，使车辆保持车速或制动器失效时紧急制动停车。同时，本系统还设置有发动机缸内燃烧条件监测模块，实时监测缸内燃烧条件，通过检测信息相应地调整配气正时与喷油策略，稳定发动机负功循环工况，实现闭环控制，提升系统的安全性能。
[0009]对基础方案的改进得到的优选方案1:车轮主制动器制动性能检测模块包括车轮制动压力传感器与车速传感器;车轮制动压力传感器能够检测车轮在行驶中的制动压力，车速传感器能够检测车轮在行驶中的速度，通过两者结合，可以判断出车轮在行驶中受到的制动力与车轮速度的关系，从而判断车轮主制动器制动性能完好、下降或失效。
[0010]对基础方案的改进得到的优选方案2:发动机缸内燃烧条件监测模块包括发动机缸内压力传感器与发动机缸内温度传感器;通过检测发动机缸内压力和发动机缸内温度能够较好的得出发动机的燃烧信息，通过这两项监测即可获得需要监控的信息。
[0011]对基础方案或优选方案I或优选方案2的进一步优化得到的优选方案3:车轮主制动器制动性能提示装置安装在仪表盘上方，车轮主制动器制动性能提示装置包括红色指示灯和黄色指示灯，将车轮主制动器制动性能提示装置安装在仪表盘上方，便于驾驶员观察和操作，红色指示灯用于标识车轮主制动器制动性能失效，黄色指示灯用于标识车轮主制动器制动性能下降，红色和黄色能够较好的起到提示作用。
[0012]对优选方案3的进一步优化得到的优选方案4:燃油供给装置包括喷油量控制机构和设于喷油量控制机构上的喷油时刻表，可变气门正时机构包括进排气气门开闭时刻表；喷油量控制机构用于控制喷油量，喷油时刻表用于指示喷油时间，喷油量控制机构和喷油时刻表能够实现ECU所分配的喷油策略，排气气门开闭时刻表，用于指示排气气门开闭的时间，便于控制排气气门的开合。
[0013]对优选方案4的进一步优化得到的优选方案5:发动机辅助制动装置包括第一开关和第二开关，第一开关、E⑶和可变气门正时机构接通，第二开关与E⑶接通后，E⑶再分别与燃油供给装置和可变气门正时机构接通。第一开关能够通过ECU控制可变气门正时机构，当黄色指示灯亮，即车轮主制动器制动性能下降时，启动第一开关，控制进排气门开闭时刻即可起到制动作用;第一开关能够通过ECU同时控制可变气门正时机构和燃油供给装置，当红色指示灯亮，即车轮主制动器制动性能失效时，启动第二开关，控制进排气门开闭时刻与喷油的量和喷油时刻即可起到制动作用。
[0014]对优选方案5的进一步优化得到的优选方案6:燃油供给装置为缸内喷射供油装置;缸内喷射供油的方式便于控制，能够根据需求准确的调整喷油的量与喷油的时刻。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型基于发动机负功循环的车辆辅助制动系统实施例的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型基于发动机负功循环的车辆辅助制动控制系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过【具体实施方式】和附图标记对本实用新型作进一步详细的说明:
[0018]说明书附图中的附图标记包括:ECU1、车轮主制动器制动性能检测模块2、发动机辅助制动系统驾驶舱提示操作模块3、发动机辅助制动系统执行模块4、发动机缸内燃烧条件监测模块5、车轮制动压力传感器6、车速传感器7、车轮主制动器制动性能提示装置8、发动机辅助制动系统启动装置9、发动机缸内压力传感器10、发动机缸内温度传感器11、燃油供给装置12、可变气门正时机构13。
[0019]基于发动机负功循环的车辆辅助制动控制系统实施例基本如附图1、图2所示:包括ECUl，车轮主制动器制动性能检测模块2，车轮主制动器制动性能检测模块2包括车轮制动压力传感器6与车速传感器7，车轮制动压力传感器6与车速传感器7均与ECUl连接。发动机辅助制动系统驾驶舱提示操作模块3包括车轮主制动器制动性能提示装置8和发动机辅助制动装置启动装置，车轮主制动器制动性能提示装置8和发动机辅助制动装置启动装置均与E⑶I连接，车轮主制动器制动性能提示装置8包括红色指示灯和黄色指示灯，红色指示灯和黄色指示灯安装在仪表盘上方，发动机辅助制动装置启动装置包括第一开关和第二开关，第一开关与第二开关均安装在仪表盘上方。还包括受ECUl控制的发动机辅助制动系统执行模块4，发动机辅助制动系统执行模块4包括燃油供给装置12和可变气门正时机构13，燃油供给装置12为缸内喷射装