CN100406321C - 轮式车辆的制动力控制设备和方法 - Google Patents

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Abstract

在一种采用至少能够检测车辆纵向上的斜坡的车辆传感器和调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力的液压调节器的轮式车辆的制动力控制设备中，控制单元被配置为电连接到车辆传感器和液压调节器，用于通过各不相同的控制规则控制前行轮的车轮制动缸压力和后行轮的车轮制动缸压力。当两个不同的控制规则中的第一控制规则被应用到前行轮时，控制单元将第二控制规则应用到后行轮。相反，当两个不同的控制规则中的第二控制规则被应用到前行轮时，控制单元将第一控制规则应用到后行轮。

Description

轮式车辆的制动力控制设备和方法
技术领域
本发明涉及轮式车辆的制动力控制设备，尤其涉及轮式车辆制动力控制技术的改进，这种技术采用斜坡行驶控制系统，尤其是能够在不需要驾驶者施加制动的情况下实现受控下坡的下坡控制(hill-descent control，缩写为HDC)系统，从而实现下坡时的稳定车辆行驶。
背景技术
近年来，已经提出和开发了各种下坡控制(HDC)技术。在具有HDC系统的轮式车辆的制动力控制设备中，为了基于加速度器打开使实际车轮速度更接近所需的车轮速度，每个车轮制动缸的制动液体压力命令值一般是通过比例加积分加导数(PID)控制的方式来计算的，其中控制信号是误差信号、其积分以及其导数的线性组合。一种这样的配备有HDS系统的轮式车辆已在与日本专利临时公布No.10-507145对应的国际公布号WO96/11826中公开。前置发动机、前轮驱动(FF)型车辆一般使用所谓的对角分割型制动电路布局(有时称为“X分割型布局”)，其中串联式主缸输出的一部分经由第一制动管(初级制动电路)连接到左前和右后车轮制动缸，其他部分经由第二制动管(次级制动电路)连接到右前和左后车轮制动缸，在具有这种X分割型制动电路布局的机动车辆中，当与初级制动电路和次级制动电路之一相关联的后行轮的车轮制动缸压力在与相同制动电路相关联的前行轮的压力升高模式期间降低时，工作液(制动液)从后车轮制动缸返回贮液器，并且返回的工作液被抽出，然后抽出的工作液被馈送到前车轮制动缸。其结果是，前车轮制动缸中的液体压力将会进一步增大。如上所述，前轮液体压力控制和后轮液体压力控制彼此干扰的趋势增大。从而，当与初级制动电路和次级制动电路之一相关联的后行轮在压力降低模式下被操作，并且与相同制动电路相关联的前行轮同时在压力升高模式下被操作时，在这种X分割型布局中难以独立于彼此地精确控制前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力。相反，假设相同制动电路中包括的前行轮和后行轮同时在其压力升高模式下被操作，则必须提供大量工作液，从而液体压力控制响应度可能会恶化。避免这种情况的一种方式是将所需的后轮液体压力值保持为“0”，并且只通过前轮液体压力控制的方式实现制动力施加。但是，设想具有HDC系统和X分割型制动电路布局的轮式车辆处于下坡控制模式(下坡模式)中，额外的制动施加仅通过前轮制动压力控制来实现。这导致了其他问题，例如制动系统所产生的操作噪声增大以及由于过热的制动衬块和转子所造成的不合需要的制动失效现象。
发明内容
因此，考虑到上述现有技术缺点，本发明的一个目的是提供一种配备有下坡控制(HDC)系统的车辆的制动力控制设备，其能够防止前轮制动液体压力控制和后轮制动液体压力控制彼此干扰，并且避免由制动系统所产生的操作噪声的增大以及由过热造成的不合需要的制动失效(制动效力的降低)。
为了实现本发明的上述和其他目的，一种轮式车辆的制动力控制设备包括：车轮传感器，其检测车辆的操作条件；液压制动单元，其调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力；以及控制单元，其被配置为电连接到车辆传感器和液压制动单元，用于通过各不相同的控制规则独立控制前行轮的车轮制动缸压力和后行轮的车轮制动缸压力。
根据本发明的另一方面，一种轮式车辆的制动力控制设备，包括：车轮传感器装置，用于检测车辆的操作条件；液压调节装置，用于调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力；以及控制装置，其被配置为电连接到车辆传感器装置和液压调节装置，用于至少在车辆的斜坡行进状态期间执行斜坡行进控制模式，在该模式下，前行轮的车轮制动缸压力和后行轮的车轮制动缸压力通过各不相同的控制规则被独立控制。
根据本发明的另一方面，一种通过调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力的液压调节器来控制轮式车辆的制动力的方法，该方法包括：至少在车辆的斜坡行进状态期间，通过各不相同的控制规则独立控制前行轮的车轮制动缸压力和后行轮的车轮制动缸压力。
根据本发明的另一方面，一种轮式车辆的制动力控制设备，包括：车轮速度传感器，其检测前行轮和后行轮中每一个的车轮速度；斜坡检测器，其检测车辆的纵向上的斜坡；液压制动单元，其调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力；控制单元，其具有第一控制规则和第二控制规则，该第一控制规则是基于使检测到的车轮速度更接近所需车轮速度的反馈控制的，该第二控制规则是基于由斜坡检测器所检测到的斜坡的；当第一控制规则被应用到前行轮时，控制单元将第二控制规则应用到后行轮；并且当第二控制规则被应用到前行轮时，控制单元将第一控制规则应用到后行轮。
从以下参考附图的描述中将会更好地理解本发明的其他目的和特征。
附图说明
图1是示出具有下坡控制(HDC)系统的轮式车辆的制动力控制设备的实施例的系统图。
图2是该实施例的制动力控制设备中结合的液压制动单元的液压电路图。
图3是示出在该实施例的制动力控制设备内执行的下坡控制的基本控制例程(或主控制程序)的流程图。
图4是示出与图3的步骤100相对应的所需车轮速度算术处理的流程图。
图5是与图3的步骤S200相对应的PID控制信号算术处理的流程图。
图6是示出该实施例的制动力控制设备内执行的用于基于PID控制的前轮受控变量和基于纵向G的后轮受控变量的受控变量算术处理的流程图。
图7是示出受控变量算术处理的比较示例的流程图，根据该比较示例，前轮受控变量是基于PID控制信号确定的，而后轮受控变量被保持为“0”。
图8是纵向G XGF、后轮受控变量PHS_HDC和后轮控制模式特性的关系图。
图9是关于纵向加速度XGF并且与图8相关的后轮控制模式和后轮受控变量的转换表。
图10是示出与图3的步骤S400相对应的螺线管压力升高控制处理的流程图。
图11是示出与图3的步骤S500相对应的螺线管减压控制处理的流程图。
图12是与图3的步骤S600相对应的螺线管压力保持控制处理的流程图。
图13A-13E是说明由该实施例的制动力控制设备执行的、使用图6的算术处理所确定的受控变量的下坡控制与使用图7的算术处理所确定的受控变量的下坡控制之间的差异的时间图。
具体实施方式
现参考附图，尤其是图1，其中示出了该实施例的制动力控制设备的系统图。该实施例的制动力控制设备例如用于采用下坡控制(HDC)系统的四轮车辆并具有所谓的对角分割型制动电路布局(X分割型制动电路布局)。如图1中清楚示出的，制动力控制设备采用了四个主要操作组件，这四个组件是电子控制单元(ECU)1、液压制动单元(或液压调节器或液压调节装置)2、充当检测车辆纵向上的斜坡陡度或路面梯度的斜坡检测器的加速度传感器3(确切地说是纵向G传感器)，以及分别位于左前、右前、左后、右后行轮FL、FR、RL、RR处的车轮速度传感器4、4、4、4。ECU 1一般包括微计算机。ECU 1包括输入/输出接口(I/O)、存储器(RAM、ROM)以及微处理器或中央处理单元(CPU)。ECU 1的输入/输出接口(I/O)接收来自各种引擎/车辆开关和传感器的输入信息，即由纵向G传感器3检测到的纵向加速度以及由车轮速度传感器4检测到的左前、右前、左后、右后车轮速度VW(FL)、VW(FR)、VW(RL)和VW(RR)。左前、右前、左后、右后车轮速度VW(FL)、VW(FR)、VW(RL)和VW(RR)被统称为“VW”。在ECU 1内，中央处理单元(CPU)允许I/O接口访问来自先前讨论的传感器3和4的输入信息数据信号。ECU 1的CPU基于检测到的斜坡(来自斜坡检测器3的信号)估计斜坡的陡度。ECU 1的CPU负责传送存储在存储器中的下坡控制程序(稍后参考图3-6和8-11描述)，并且通过执行必要的算术和逻辑操作。计算结果(算术计算结果)，即计算出的输出信号(控制命令信号)经由ECU 1的输出接口电路被传递到输出级，即包括在制动力控制设备中的液压制动单元2的电磁阀，以便最优地控制施加到行轮FL、FR、RL和RR中的每一个的制动力。在图示实施例中，运用在车辆上的纵向加速度是通过纵向G传感器3检测到的。或者，根据检测到的车轮速度估计或得出伪车辆速度VSP，然后可以按估计出的伪车辆速度的微分值dVSP/dt来计算纵向加速度。
现参考图2，其中示出了液压制动单元2的液压电路图。制动单元2包括串联设置的、具有独立工作的初级制动电路(P制动电路)和次级制动电路(S制动电路)的串联式液压电路或双制动系统、以及具有两个活塞的串联式主缸20。在图示实施例中，液压泵P由单向双柱塞式泵构造而成。也可使用另一种类型的液压泵作为泵P。泵P由电动机M驱动。对于泵进口一侧，泵P的第一进气口经由制动液线路51和通常关闭的入流闸式阀21连接到主缸20的初级出气口，而泵P的第二进气口经由制动液线路52和通常关闭的入流闸式阀22连接到主缸20的次级出气口。对于泵出口一侧，泵P的第一出气口经由入流阀25和27以及制动液线路53和55连接到左前和右后车轮制动缸W/C(FL)和W/C(RR)，而泵P的第二出气口经由入流阀26和28以及制动液线路54和56连接到右前和左后车轮制动缸W/C(FR)和W/C(RL)。
液体线路53和55经由出流阀29和31和制动液线路57连接到贮液器41，并且还和液体线路51一起连接到泵P的第一入气口。液体线路54和56经由出流阀30和32和制动液线路58连接到贮液器42，并且还和液体线路52一起连接到泵P的第二入气口。入流阀25和27的连接到第一泵出气口的端口还经由制动液线路61和通常打开的出流闸式阀23连接到初级主缸出气口。类似地，入流阀26和28的连接到第二泵出气口的端口还经由制动液线路62和通常打开的出流闸式阀24连接到次级主缸出气口。与出流闸式阀23并行地提供了止回阀(单向控制阀)33，以允许在一个方向上的自由流动而防止在相反方向上的回流(朝向主缸20的初级出气口)。以类似的方式，与出流闸式阀24并行地提供了止回阀(单向控制阀)34，以允许在一个方向上的自由流动而防止在相反方向上的回流(朝向主缸20的次级出气口)。分别与入流阀25和27并行地提供了止回阀35和37，以防止分别朝向车轮制动缸W/C(FL)和W/C(RR)的回流。以类似的方式，分别与入流阀26和28并行地提供了止回阀36和38，以防止分别朝向车轮制动缸W/C(FR)和W/C(RL)的回流。初级电路膜片式蓄压器43(简称为第一膜片)连接到液体线路51，并被置于入流闸式阀21和泵P的第一出气口之间，而次级电路膜片式蓄压器44(简称为第二膜片)连接到液体线路52，并被置于入流闸式阀22和泵P的第二出气口之间。先前提到的液压电路(制动单元2)的操作方式如下。
(在压力升高模式期间)
在压力升高模式期间，入流闸式阀21-22以及入流阀25-28被保持在其阀打开位置，而出流阀29-32被保持在其阀关闭位置。在这些条件下，泵P被驱动。在泵P旋转期间，工作液(制动液)被抽出主缸20。抽出的工作液经由液体线路51-52和53-56分别被馈送到车轮制动缸W/C(FL)、W/C(RR)、W/C(RR)和W/C(RL)，从而在每个车轮制动缸中产生压力升高。
(在压力降低模式期间)
在压力降低模式期间，入流阀25-28被保持在其阀关闭位置，而出流阀29-32被保持在其阀打开位置。结果，车轮制动缸W/C(FL)和W/C(RR)中每一个中的工作液返回到贮液器41，同时车轮制动缸W/C(FR)和W/C(RL)中每一个中的工作液返回到贮液器42，从而在每个车轮制动缸中产生压力降低。
参考图3，其中示出了本实施例的制动力控制设备内执行的主HDC控制例程。图3的HDC控制例程是以时间触发的例程的方式被执行的，该时间触发的例程每隔预定时间间隔就被触发，所述预定时间间隔例如是10毫秒。以下描述步骤S1-S6和S100-S600中每一个的详细算术和逻辑操作。
在步骤S1处，进行检查以确定HDC控制开关是被接通。当步骤S1的答案是肯定(是)时，即HDC控制开关被接通，从而对下坡控制的请求存在时，例程前进到步骤S100。相反，当步骤S1的答案为否定(否)时，即HDC控制开关被断开，从而对下坡控制的请求不存在时，例程前进到步骤S500。
在步骤S100处，从算术上计算适用于HDC控制模式(下坡模式)的所需的车轮速度VMOKU。然后，发生步骤S200。
在步骤S200处，执行PID控制信号算术处理。具体而言，计算从算术上计算的所需的车轮速度与检测到的实际车轮速度之间的偏差，即误差信号。此外，计算偏差的导数(即误差信号的导数)和偏差的积分(即误差信号的积分)。然后，发生步骤S300。
在步骤S300处，通过基于反馈控制(在图示实施例中是PID控制)的控制规则从算术上计算和确定左前行轮FL的受控变量和右前行轮FR的受控变量。另一方面，通过基于来自纵向G传感器3的G传感器信号、而不是基于PID控制的控制规则，从算术上计算和确定左后行轮RL的受控变量和右后行轮RR的受控变量。然后，例程从步骤S300前进到步骤S2。
在步骤S2处，进行检查以确定通过步骤S300计算的前轮受控变量，即左前和右前车轮制动缸压力中每一个的受控变量PBS_HDC，是否大于前车轮制动缸W/C(FL)和W/C(FR)中每一个的实际制动液体压力Pr。当步骤S2的答案为肯定(是)时，即PBS_HDC＞Pr时，ECU1的处理器确定前车轮制动缸W/C(FL)和W/C(FR)中每一个中的实际液体压力不足，然后例程流向步骤S4。相反，当步骤S2的答案为否定(否)时，即PBS_HDC≤Pr时，例程从步骤S2前进到步骤S3。
在步骤S3处，进行另一个检查以确定通过步骤S300计算的前轮受控变量，即左前和右前车轮制动缸压力中每一个的受控变量PBS_HDC，是否小于实际前车轮制动液体压力Pr。当步骤S3的答案为肯定(是)时，即PBS_HDC＜Pr时，ECU 1的处理器确定前车轮制动缸W/C(FL)和W/C(FR)中每一个中的实际液体压力过高，然后例程流向步骤S500，以启动压力降低控制模式。相反，当步骤S3的答案为否定(否)时，即PBS_HDC≥Pr时，例程从步骤S3前进到步骤S600，以启动压力保持控制模式。
在步骤S4处，为了为压力升高模式做出准备，电动机M被激励并驱动。然后，例程从步骤S4前进到步骤S400。
在步骤S400处，根据通过基于PID控制的控制规则从算术上计算和确定的左前和右前车轮FL和FR的受控变量来执行前轮压力升高控制。然后，发生步骤S5。
在步骤S500处，根据通过基于PID控制的控制规则从算术上计算和确定的左前和右前车轮FL和FR的受控变量来执行前轮压力降低控制。然后，发生步骤S5。
在步骤S600处，执行前轮压力保持控制，然后发生步骤S5。
在步骤S5处，进行检查以确定从HDC控制的当前执行周期的开始点测量或计算的流逝时间达到预定的时间间隔，例如10毫秒。当步骤S5的答案为肯定(是)时，例程从步骤S5返回步骤S1，以启动下一执行周期。相反当步骤S5的答案为否定(否)时，继续测量流逝时间。
在从步骤S1流到步骤S500之后，发生步骤S6。在步骤S6处，电动机M被解除激励，从而HDC控制的一个执行周期终止。
[所需的车轮速度算术处理]
参考图4，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤100相对应的所需车轮速度算术处理。
在步骤S101处，基于来自预编程的加速器打开与所需车轮速度VMOKU特性相互关系映射图以映射方式取得或计算HDC控制的所需车轮速度VMOKU。然后，图4的子例程返回图3的主程序的步骤S200。
[PID控制信号算术处理]
参考图5，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤S200相对应的PID控制信号算术处理。
在步骤S201处，基于所需的输出和实际输出之间的差异，即从算术上计算的所需车轮速度和检测到的实际车轮速度之间的偏差，来从算术上计算或估算PID控制所需的四个信号。更具体而言，根据以下表达式计算所需车轮速度VMOKU和实际车轮速度VW之间的偏差的初始值VWSA0、偏差VWSA、偏差VWSA的导数VWSAD和偏差VWSA和积分VWSAI。
VWSA0＝VW-VWMOKU
VWSA＝VWSA+1/4(VW-VWSA)
VWSAD＝(VWSA-VWSA30msBEFORE)/30MS
VWSAI＝VWSA+VWSA10msBEFORE
其中VWSA30msBEFORE表示30毫秒之前(即三个执行周期之前)计算的偏差，VWSA10msBEFORE表示10毫秒之前(即一个执行周期之前计算的偏差。
[受控变量算术处理]
现参考图6，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤S300相对应并且是在实施例的制动力控制设备内执行的受控变量算术处理。
在步骤S301处，通过基于PID控制的控制规则从算术上计算和确定前车轮一侧FL、FR的受控变量PBS_HDC。具体而言，基于均通过步骤S201计算的偏差VWSA、其导数VWSAD以及其积分VWSAI计算前轮受控变量PBS_HDC。正如可从以下表达式中意识到的，前轮受控变量PBS_HDC被确定为以下项的和值：通过用增益KP乘偏差VWSA所获得的比例项P_HDC、通过用增益KD乘导数VWSAD所获得的微分项D_HDC和通过用增益KI乘积分VWSAI所获得的积分项I_HDC。基于计算出的PID控制的受控变量PBS_HDC，使得前车轮速度VW(FL)和VW(FR)中每一个更接近所需的车轮速度VMOKU。
P_HDC＝VWSA×KP
D_HDC＝VWSAD×KD
I_HDC＝VWSAI×KI
PBS_HDC＝P_HDC+I_HDC+D_HDC
       ＝VWSA×KP+VWSAI×KI+VWSAD×KD
在图示实施例中，正如从图2的液压图意识到的，四轮车辆使用X分割型制动电路布局，其中串联式主缸输出的一部分经由初级制动电路连接到左前和右后车轮制动缸W/C(FL)和W/C(RR)，另一部分经由次级制动电路连接到右前和左后车轮制动缸W/C(FR)和W/C(RL)。在具有这种X分割型制动电路布局的四轮车轮中，假设前行轮和后行轮是在不同液体压力操作模式(即压力升高模式和压力降低模式)下被操作的。例如，假设，在下坡时，前行轮FL和FR处于其压力升高模式状态，而后行轮RL和RR处于其压力降低模式状态，左前和右前车轮制动缸压力Pr_W/C(FL)和Pr_W/C(FR)被从主缸20抽出的工作液所增大。另一方面，左后车轮制动缸W/C(RL)中的工作液返回初级电路一侧的贮液器41，而右后车轮制动缸W/C(RR)中的工作液返回次级电路一侧的贮液器42。返回的工作液被用于在左前和右前车轮制动缸W/C(FL)和W/C(FR)中每一个中产生压力升高。结果，前车轮制动缸压力Pr_W/C(FL)和Pr_W/C(FR)的增加过大的趋势增大。这导致前轮制动压力控制和后轮制动压力控制之间不合需要的干扰问题。为了避免此问题，在图7所示的比较示例中，前轮受控变量是基于PID控制信号确定的，并且后轮受控变量被保持在“0”。即，在图7的比较示例中，为了避免前轮制动压力控制和后轮制动压力控制的不合需要的干扰，只有前车轮制动缸压力Pr_W/C(FL)和Pr_W/C通过PID控制被控制以在前车轮制动缸中产生压力升高，而后车轮制动缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)的所需的液体压力值被保持或固定到“0”。左前、右前、左后和后右车轮制动缸压力Pr_W/C(FL)、Pr_W/C(FR)、Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)被统称为“Pr_W/C”。但是，在图7的比较示例中，对于后行轮RL、RR中每一个没有制动力应用，并且制动施加仅由前轮制动压力控制实现。从而，前轮制动系统的负担如此之重，以至于导致了其他问题，例如，由前轮制动系统产生的增大的操作噪声，以及由过热造成的不合需要的制动失效现象。
相反，根据本实施例的制动力控制设备，正如可从图6意识到的，对于前车轮一侧的制动，在下坡模式期间，前车轮制动缸压力Pr_W/C(FL)和Pr_W/C(FR)是以与图7的比较示例类似的方式通过PID控制来控制的。另一方面，正如可从图6、8和9中意识到的，对于后车轮一侧的制动，在下坡期间，后车轮制动缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)是在压力升高模式、或压力保持模式下被操作的，而不是在压力降低模式下被操作的。换言之，后车轮一侧的制动的控制规则被编程为仅执行车轮制动缸压力升高控制和车轮制动缸压力保持控制中选择的一个，而禁止车轮制动缸压力降低控制。此外，正如可从图8的预先编程的特性图以及图9的纵向G(XGF)与后轮控制模式转换表中看出的，后车轮制动缸W/C(RL)和W/C(RR)中每一个的后轮控制模式(＝0；＝1；＝2；＝3；＝4)是基于由纵向G传感器3检测到的纵向加速渡值XGF逐步地确定或设置的。此外，对于每个后轮控制模式(＝0；＝1；＝2；＝3；＝4)，后轮压力升高受控变量PBS_HDC是按以下乘积(PBS_HDC＝XGF×KG)的方式从算术上计算或确定的：该乘积是通过用增益KG乘以检测到的纵向加速度值XGF来获得的。因此，后轮受控变量PBS_HDC根据所检测到的纵向加速度值XGF逐步改变(见图8-9)。
根据本实施例的制动力控制设备，前车轮一侧的制动力和后车轮一侧的制动力可根据各不相同的控制规则来独立产生，并且在下坡模式期间，后车轮中每一个是在压力升高模式或压力保持模式下被操作的，而不是在压力降低模式下被操作的。这避免了前轮压力升高控制和后轮压力降低控制之间的不合需要的干扰，从而压力降低了前轮制动系统的负担。
对于后车轮制动缸压力控制，假设频繁发生从多个后轮控制模式(＝0；＝1；＝2；＝3；＝4)中的一个到另一个的模式转移。这种频繁的模式转移导致其他问题，例如根据液体压力控制而输送的大量工作液，后轮受控变量的频繁变化、电功耗增大(燃料效率恶化)、以及可控制性恶化。为了避免不合需要的振荡、抑制不合需要的频繁模式转移以及提高可控制性，在从两个相邻的后轮控制模式(两个的后车轮制动缸压力控制模式)中的一个到另一个的模式转移中提供了滞后(见图8-9)。在图示实施例中，前车轮FL、FR中每一个的受控变量是通过基于PID控制的控制规则(即PBS_HDC＝P_HDC+I_HDC+D_HDC)来确定的，而后车轮RL、RR中每一个的受控变量是通过基于纵向G传感器信号的控制规则(即PBS_HDC＝XGF×KG)来确定的。或者，作为修改，前车轮FL、FR中每一个的受控变量可通过基于纵向G传感器信号的的控制规则(即PBS_HDC＝XGF×KG)来确定，而后车轮RL、RR中每一个的受控变量可通过基于PID控制的控制规则(即PBS_HDC＝P_HDC+I_HDC+D_HDC)来确定。
[螺线管压力升高控制]
参考图10，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤S400相对应的螺线管压力升高控制处理。
在步骤S401处，通常关闭的入流闸式阀(缩写为“G/V IN”)21和通常关闭的入流闸式阀22的电磁螺线管都被激励以完全打开它们。同时，通常打开的出流闸式阀(缩写为“G/V OUT”)23和通常打开的出流闸式阀24的电磁螺线管都被激励以完全关闭它们。然后，图10的子例程返回图3的主程序的步骤S5。
[螺线管压力降低控制]
参考图11，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤S500相对应的螺线管减压控制处理。
在步骤S501处，通常关闭的入流闸式阀21和22的电磁螺线管都被解除激励以完全关闭它们。同时，通常打开的出流闸式阀23和24的电磁螺线管都被解除激励以完全打开它们。然后，图11的子例程返回图3的主程序的步骤S5或步骤S6。
[螺线管压力保持控制]
参考图12，其中示出了与图3的主HDC控制例程的步骤S600相对应的螺线管压力保持控制处理。
在步骤S601处，通常关闭的入流闸式阀21和22的电磁螺线管都被解除激励以完全关闭它们。同时，通常打开的出流闸式阀23和24的电磁螺线管都被激励以完全关闭它们。然后，图12的子例程返回图3的主程序的步骤S5。
[HDC控制模式期间车轮速度和车轮缸压力的变化]
现参考图13A-13E，其中示出了说明(i)由本实施例的控制设备执行的、使用图6的算术处理所确定的受控变量的下坡控制与(ii)使用图7的算术处理所确定的受控变量的下坡控制之间的差异的时间图。如前所述，对于前车轮一侧的制动，在本实施例的控制设备中的HDC控制模式期间，前车轮FL、FR中每一个的前轮受控变量PBS_HDC是以与图7的比较示例类似的方式基于PID控制来确定的。另一方面，对于后车轮一侧的制动，在本实施例的控制设备中的下坡模式期间，后车轮RL、RR中每一个的后轮受控变量PBS_HDC是基于纵向G传感器信号来确定的。相反，在图7的比较示例中，后轮受控变量PBS_HDC被保持在“0”。从而，为了比较图6的实施例的控制设备和图7的比较示例，在图13D-13E的时间图中，基于图7的比较示例在HDC控制模式期间的受控变量算术处理所确定的后车轮缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)由虚线表示，而基于图6的实施例在HDC控制期间的受控变量算术处理所确定后车轮缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)由实线表示。
(时刻t0)
当压力升高命令在时刻t0被输出时，前车轮缸压力Pr_W/C(FL)和Pr_W/C(FR)中的每一个开始上升。在本实施例的控制设备，由于图6的步骤S301的控制规则(即PBS_HDC＝XGF×KG)，从时刻t0开始，后车轮制动缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)中的每一个开始上升(见由图13D-13E中每一幅中的实线所指示的后车轮制动缸压力上升)。相反，在图7的比较示例的控制设备中，由于图7的算术处理(即PBS_HDC＝0)，后车轮制动缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)中的每一个被保持或固定到“0”(见图13D-13E中每一幅中的虚线所指示的零压力)。
(时刻t1)
假设在时刻t1，由车轮速度传感器4所检测到的实际左前和右前车轮速度VW(RL)和VW(FR)中每一个变得低于通过图3的步骤S100所计算的所需要的车轮速度VMOKU，从而每个前车轮FL、FR的压力保持控制开始工作。在执行压力保持模式一段时间后，压力降低控制开始工作。这样，从时刻t1开始，前车轮FL、FR的压力保持控制和压力降低控制被重复执行，直到实际左前和右前车轮速度VW(FL)和VW(FR)中的每一个都变得高于所需要的车轮速度VMOKU。
(时刻t2)
然后，假设在时刻t2，实际右前车轮速度VW(FR)超过所需要的车轮速度VMOKU，右前车轮FR的压力降低控制终止。之后，右前车轮压力升高命令和右前车轮保持命令被重复输出，直到实际右前车轮速度VW(FR)再次达到所需要的车轮速度VMOKU，即VW(FR)≤VMOKU。从实际车轮速度VW变得低于所需车轮速度VMOKU的时刻(见时刻t1)经由实际车轮速度VW变得低于所需车轮速度VMOKU之后实际车轮速度VW超过所需车轮速度VMOKU的时刻(见时刻t2)到实际车轮速度VW再次变得低于所需VMOKU的时刻的时间段，被视为制动压力控制(车轮制动缸压力控制)的一个周期。在该周期期间，右前车轮FR的压力降低控制和压力保持控制根据压力降低/压力保持命令被重复执行，然后右前车轮FR的压力升高控制和压力保持控制根据压力升高/压力保持命令被重复执行。
(时刻t3)
然后，假设在时刻t3实际左前车轮速度VS(FL)超过所需车轮速度VMOKU，左前车轮的压力降低控制终止。之后，以对右前车轮FR执行的制动压力控制类似的方式，对于每个周期，左前车轮FL的压力降低控制和压力保持控制根据压力降低/压力保持命令被重复执行，然后左前车轮FL的压力升高控制和压力保持控制根据压力升高/压力保持命令被重复执行。
如前所述，对于后轮RL、RR中每一个的制动压力控制，如图13D-13E中的实线所示，在图7的比较示例的控制设备中，在时刻t1之后以及时间段(t0-t1)期间，后车轮制动缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)中的每一个被持续保持或固定到“0”，从而在HDC控制模式期间，没有制动力施加到后车轮RL、RR中的每一个。另一方面，在本实施例的控制设备中，在从压力升高命令被输出的时刻t0到压力保持命令被输出的时刻t1的时间段(t0-t1)期间，后车轮缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)中的每一个上升，并且在时刻t1之后，后车轮缸压力Pr_W/C(RL)和Pr_W/C(RR)中的每一个被保持在一个压力值(＞0)上，该压力值是基于图6的步骤S301的控制规则(即PBS_HDC＝XGF×KG)来确定的。这样，根据由本实施例的控制设备所执行的图6的步骤S301的控制规则，在HDC控制模式期间，对每个后车轮RL、RR的制动力施加和对每个前车轮FL、FR的制动力施加同时发生。即使在HDC控制系统操作期间，这也降低了前轮制动系统的负担，从而避免了HDC控制模式期间由制动系统所产生的操作噪声的增大以及由过热所造成的不合需要的制动失效(制动效力的压力降低)。
正如可从以上所意识到的，在本实施例的制动力控制设备中，前车轮一侧的制动力和后车轮一侧的制动力可以根据各不相同的控制规则来独立产生。例如，假设前车轮FL、FR中每一个的受控变量是由基于PID控制的控制规则来确定的，后车轮RL、RR中每一个的受控变量是由基于纵向G传感器信号值XGF的控制规则来确定的，其中所述基于PID控制的控制规则是使实际车轮速度VW更接近所需车轮速度VMOKU。或者，假设前车轮FL、FR中每一个的受控变量是由纵向G传感器信号值XGF的控制规则来确定的，后车轮RL、RR中每一个的受控变量是由基于PID控制的控制规则来确定的，其中所述基于PID控制的控制规则是使实际车轮速度VW更接近所需车轮速度VMOKU。如上所述，根据本实施例的控制设备，前车轮一侧的制动力和后车轮一侧的动力可由两个不同的控制规则独立控制，即基于PID控制的控制规则和基于纵向G传感器信号的控制规则。假设本实施例的控制设备被应用到具有X分割型制动电路布局的四轮车辆。即使当在X分割型制动电路布局的情况下每个前车轮FL、FR的受控变量不同于每个后车轮RL、RR的受控变量时，也可以避免前轮制动压力控制和后轮制动压力控制的不合需要的干扰。此外，当在HDC控制模式期间前轮制动力是根据前述两个不同控制规则中的第一控制规则来产生的时，后轮制动力是根据第二控制规则来产生的。通过施加到每个后车轮RL、RR的制动力的发生和施加到每个前车轮FL、FR的制动力的发生，可以有效地降低下坡控制期间前轮制动系统的负担，从而确保制动系统的操作噪声降低以及抑制制动失效。
此外，根据本实施例的控制设备，后车轮制动缸W/C(RL)和W/C(RR)中每一个的后轮控制模式是基于检测到的纵向加速度值XGF逐步地设置地(见图8的预编程的纵向-G XGF、后轮受控变量PBS_HDC和后轮控制模式特性的关系图)。此外，对于每个后轮控制模式(＝0；＝1；＝2；＝3；＝4)，后轮受控变量PBS_HDC是按以下乘积(PBS_HDC＝XGF×KG)的方式从算术上来计算的，该乘积是通过用增益KG乘检测到的纵向加速度值XGF来获得的(见图9的转换表)。注意，在从两个相邻后轮控制模式中的一个到另一个的模式转移中提供了滞后作用(见图8-9)。提供这种滞后作用避免或抑制了各种问题，例如根据制动压力控制而输送的大量工作液、后轮受控变量PBS_HDC的频繁变化、电功耗的增大(燃料效率恶化)以及可控制性恶化。
在图示实施例中，后轮受控变量PBS_HDC是以根据检测到的纵向加速度值逐步变化的方式根据基于纵向G传感器信号值XGF的控制规则来确定的。或者，后轮受控变量PGK可根据另一种控制规则来确定，该控制规则基于纵向G传感器信号值XGF，但起的作用是根据纵向加速度值XGF的变化(增大/减小)来连续改变后轮受控变量PBS_HDC。
虽然，在图示实施例中，两个不同控制规则之一是使实际车轮速度VW更接近所需车轮速度VMOKU的基于PID控制的控制规则，但是PID控制也可由诸如比例加积分(PI)、或比例加导数(PD)之类的另一种反馈控制所取代。
虽然，在图示实施例中，本发明的创造性概念被应用到采用能够实现受控下坡的HDC系统的四轮车辆，但是将会意识到，创造性概念也可应用到采用HDC系统的两轮车辆。或者，创造性概念可应用到采用前后车轮和能够实现受控下坡和/或受控上坡的斜坡行进控制系统的轮式车辆。
通过引用将日本专利申请No.2005-073940(2005年3月15日递交)的全部内容包含进来。
虽然以上是对实现本发明的优选实施例的描述，但是将会理解，本发明不限于这里示出和描述的特定实施例，而是可在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的范围或精神的情况下做出各种变化和修改。

Claims (18)

1.一种轮式车辆的制动力控制设备，包括：
车辆传感器，其检测所述车辆的操作条件，所述车辆传感器包括检测前行轮和后行轮中每一个的车轮速度的车轮速度传感器，以及检测所述车辆的纵向上的斜坡的斜坡检测器；
液压制动单元，其调节所述前行轮和所述后行轮中每一个的车轮制动缸压力；以及
控制单元，其被配置为电连接到所述车辆传感器和所述液压制动单元，用于通过各不相同的控制规则独立控制所述前行轮的车轮制动缸压力和所述后行轮的车轮制动缸压力，所述控制单元包括被编程为执行以下步骤的处理器：
(a)通过两个不同控制规则中的第一控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力之一的受控变量，所述第一控制规则基于使检测到的车轮速度更接近所需车轮速度的反馈控制；以及
(b)通过第二控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力中另一个的受控变量，所述第二控制规则基于由所述斜坡检测器所检测到的斜坡。
2.如权利要求1所述的制动力控制设备，其中：
所述轮式车辆包括具有X分割型布局的初级和次级制动管路的四轮车辆，其中左前和右后车轮制动缸经由所述初级制动管路彼此相连，右前和左后车轮制动缸经由所述次级制动管路彼此相连。
3.如权利要求1所述的制动力控制设备，其中所述处理器还被编程为用于：
(c)当所述第一控制规则被应用到所述前行轮时，将所述第二控制规则应用到所述后行轮。
4.如权利要求1所述的制动力控制设备，其中所述处理器还被编程为用于：
(c)当所述第二控制规则被应用到所述前行轮时，将所述第一控制规则应用到所述后行轮。
5.如权利要求1所述的制动力控制设备，其中：
所述第二控制规则被编程为，基于由所述斜坡检测器所检测到的斜坡，只执行车轮制动缸压力升高控制和车轮制动缸压力保持控制中所选择的一个，同时禁止车轮制动缸压力降低控制。
6.如权利要求1所述的制动力控制设备，其中：
所述斜坡检测器包括检测在所述车辆上施加的纵向加速度的加速度传感器；并且
所述第二控制规则被编程为基于检测到的纵向加速度执行车轮制动缸压力控制模式，并且还被编程为在从两个不同的车轮制动缸压力控制模式中的一个到另一个的模式转移中提供滞后作用。
7.如权利要求2所述的制动力控制设备，其中：
所述处理器还被编程为基于检测到的斜坡估计所述斜坡的陡度，并且根据估计出的斜坡陡度以分步的方式设置与所述第二控制规则的多个车轮制动缸压力控制模式相对应的多个受控变量。
8.如权利要求7所述的制动力控制设备，其中：
所述斜坡检测器包括检测在所述车辆上施加的纵向加速度的加速度传感器；并且
所述第二控制规则被编程为基于检测到的纵向加速度执行车轮制动缸压力控制模式，并且还被编程为在从两个不同的车轮制动缸压力控制模式中的一个到另一个的模式转移中提供滞后作用。
9.如权利要求3所述的制动力控制设备，其中：
所述轮式车辆包括具有X分割型布局的初级和次级制动管路的四轮车辆，其中左前和右后车轮制动缸经由所述初级制动电路彼此相连，右前和左后车轮制动缸经由所述次级制动管路彼此相连。
10.如权利要求9所述的制动力控制设备，其中所述第二控制规则被编程为，基于由所述斜坡检测器所检测到的斜坡，只执行车轮制动缸压力升高控制和车轮制动缸压力保持控制中所选择的一个，同时禁止车轮制动缸压力降低控制。
11.如权利要求10所述的制动力控制设备，其中：
所述斜坡检测器包括检测在所述车辆上施加的纵向加速度的加速度传感器；并且
所述第二控制规则被编程为基于检测到的纵向加速度执行车轮制动缸压力控制模式，并且还被编程为在从两个不同的车轮制动缸压力控制模式中的一个到另一个的模式转移中提供滞后作用。
12.一种轮式车辆的制动力控制设备，包括
车辆传感器装置，用于检测所述车辆的操作条件，所述车辆传感器装置包括检测前行轮和后行轮中每一个的车轮速度的车轮速度传感器装置，以及检测所述车辆的纵向上的斜坡的斜坡检测装置；
液压调节装置，用于调节所述前行轮和所述后行轮中每一个的车轮制动缸压力；以及
控制装置，其被配置为电连接到所述车辆传感器装置和所述液压调节装置，用于至少在所述车辆的斜坡行进状态期间执行斜坡行进控制模式，在该模式下，所述前行轮的车轮制动缸压力和所述后行轮的车轮制动缸压力通过各不相同的控制规则被独立控制，所述控制装置包括被编程为执行以下步骤的处理器：
(a)通过两个不同控制规则中的第一控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力之一的受控变量，所述第一控制规则基于使检测到的车轮速度更接近所需车轮速度的反馈控制；以及
(b)通过第二控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力中另一个的受控变量，所述第二控制规则基于由所述斜坡检测装置所检测到的斜坡。
13.如权利要求12所述的制动力控制设备，其中：
所述轮式车辆包括具有X分割型布局的初级和次级制动管路的四轮车辆，其中左前和右后车轮制动缸经由所述初级制动管路彼此相连，右前和左后车轮制动缸经由所述次级制动管路彼此相连。
14.如权利要求13所述的制动力控制设备，其中所述处理器还被编程为用于：
(c)当所述第一控制规则被应用到所述前行轮时，将所述第二控制规则应用到所述后行轮。
15.如权利要求14所述的制动力控制设备，其中：
所述第二控制规则被编程为，基于由所述斜坡检测装置所检测到的斜坡，只执行车轮制动缸压力升高控制和车轮制动缸压力保持控制中被选择的一个，同时禁止车轮制动缸压力降低控制。
16.如权利要求15所述的制动力控制设备，其中：
所述斜坡检测装置包括检测施加在所述车辆上的纵向加速度的加速度传感器；并且
所述第二控制规则被编程为基于检测到的纵向加速度执行车轮制动缸压力控制模式，并且还被编程为在从两个不同的车轮制动缸压力控制模式中的一个到另一个的模式转移中提供滞后作用。
17.一种通过调节前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力的液压调节器来控制轮式车辆的制动力的方法，该方法包括：
至少在所述车辆的斜坡行进状态期间，通过各不相同的控制规则独立控制所述前行轮的车轮制动缸压力和所述后行轮的车轮制动缸压力；
通过两个不同控制规则中的第一控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力之一的受控变量，所述第一控制规则基于使检测到的车轮速度更接近所需车轮速度的反馈控制；以及
通过第二控制规则来确定前车轮制动缸压力和后车轮制动缸压力中另一个的受控变量，所述第二控制规则被编程为只执行车轮制动缸压力升高控制和车轮制动缸压力保持控制中被选择的一个，同时禁止车轮制动缸压力降低控制。
18.一种轮式车辆的制动力控制设备，包括：
车轮速度传感器，其检测前行轮和后行轮中每一个的车轮速度；
斜坡检测器，其检测所述车辆的纵向上的斜坡；
液压制动单元，其调节所述前行轮和后行轮中每一个的车轮制动缸压力；
控制单元，其具有第一控制规则和第二控制规则，所述第一控制规则基于使检测到的车轮速度更接近所需车轮速度的反馈控制，所述第二控制规则基于由所述斜坡检测器所检测到的斜坡；
当所述第一控制规则被应用到所述前行轮时，所述控制单元将所述第二控制规则应用到所述后行轮；并且
当所述第二控制规则被应用到所述前行轮时，所述控制单元将所述第一控制规则应用到所述后行轮。
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