CN101932484A

CN101932484A - 用于车辆的制动力控制装置

Info

Publication number: CN101932484A
Application number: CN2009801037706A
Authority: CN
Inventors: 石本武
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: CN101932484B; EP2266851A1; WO2009107663A1; JP5228209B2; US8346453B2; US20110004385A1; JP2009227266A

Abstract

一种用于车辆的制动力控制装置的控制器，其特征在于，所述控制器包括：自动制动选择启动部分，其构造为将手动制动装置产生的制动力与自动制动装置的要求制动力进行比较，并且当要求制动力的制动力值较大时选择性地启动自动制动装置；制动力差值时间变化率计算部分，其构造为计算与如下差值的每单位时间的变化率对应的制动力差值时间变化率，所述差值通过将手动制动装置产生的制动力减去自动制动装置的要求制动力而得到；以及要求制动力控制部分，其构造为在选择性地启动自动制动装置时以减小自动制动装置的要求制动力的方式来修正所述要求制动力。另外，当计算得出的制动力差值时间变化率增大时，减小要求制动力的减小量来修正该减小量。

Description

用于车辆的制动力控制装置

技术领域

本发明涉及对液压制动系统的控制，在该液压制动系统中，由驾驶员操作启动的手动制动器和无需驾驶员操作而自动启动的自动制动器彼此结合。

背景技术

驾驶员的制动踏板在自动制动器的操作过程中的下压，由于制动踏板反作用力与正常的制动踏板反作用力相比较弱或者反作用力不足，给驾驶员带来制动踏板令人讨厌地被迫下移而缩入的不适感。

为了消除这种不适感，在专利文献1中描述的自动制动装置被构造为：当判断出需要急剧减速以避免本车与本车前方的前方车辆发生碰撞时，或者当判断出在执行自动行驶模式并同时将与前方车辆的车间距离保持为特定距离的情况下车间距离变得小于特定距离时，该自动制动装置通过启动自动制动装置而产生制动液压。然而，当在自动制动装置的操作过程中出现驾驶员的制动踏板下压时，从自动制动状态转换到手动制动状态。在这种情况下，该自动制动装置被构造为：当由驾驶员的制动操作产生的主气缸压力和通过自动制动得到的轮缸压力变得彼此大致相等时，该自动制动装置打开截止阀，从而避免产生制动操作感暂时减弱的不良制动感和诸如制动踏板弹回的不适感。

专利文献1：日本专利临时公开No.JP 8-198075(A)

发明内容

然而，在如前所述的现有技术的自动制动装置中，当从自动制动状态转换到驾驶员手动制动状态时，自动制动功能变得无效或无法启动。因此，该装置具有下述的问题。也就是说，根据专利文献1中所述的技术，当在从自动制动状态转换到手动制动状态的过程中由驾驶员手动制动产生的制动力小于由自动制动产生的制动力时，减速度趋于减小。这会导致产生不良减速感的问题。

因此，有鉴于现有技术的前述缺点，本发明的目的在于提供一种如下的制动力控制装置，该制动力控制装置具有高的减速控制响应性，并被构造为避免在从自动制动模式转换到手动制动模式的模式转换过程中可能产生的不良减速感，并且还可以避免在从手动制动模式转换到自动制动模式的模式转换过程中产生的制动踏板缩入的不适感。

为了实现前述目标和其它目标，根据本发明，提供一种用于车辆的制动力控制装置，该制动力控制装置包括手动制动装置、自动制动装置和控制器，所述控制器包括：自动制动选择启动部分，其构造为将所述手动制动装置产生的制动力与所述自动制动装置的要求制动力进行比较，并且当所述要求制动力的制动力值较大时选择性地启动所述自动制动装置；制动力差值时间变化率计算部分，其构造为计算与如下差值的每单位时间的变化率对应的制动力差值时间变化率，所述差值通过将所述手动制动装置产生的制动力减去所述自动制动装置的要求制动力而得到；以及要求制动力控制部分，其构造为在选择性地启动所述自动制动装置时以减小所述自动制动装置的要求制动力的方式来修正所述要求制动力，并且构造为以当计算得出的制动力差值时间变化率增大时减小所述要求制动力的减小量的方式来修正所述减小量。

附图说明

图1是示出根据本发明制造的制动力控制装置的一个实施例的整个系统构造的框图，该制动力控制装置与液压制动系统相连并包括控制器和各种传感器。

图2是示出制动力控制装置的构造的示意图。

图3是示出由行驶控制控制器执行的控制程序的流程图。

图4是示出取高值处理的示意图，该取高值处理用于计算基于主气缸压力和ITS控制要求值确定的目标液压。

图5是用于设定电动机转速的参考图。

图6是用于设定电动机转速系数的参考图。

图7是用于确定泵和电动机单元以及第二闸阀的启动定时的流程图。

图8是示出主气缸压力、ITS控制要求值、目标液压、制动开关信号、ITS控制要求标志的变化以及泵和电动机单元的操作和第二闸阀的操作的时间图。

图9是示出由行驶控制控制器进一步执行的控制程序的流程图。

图10是示出手动制动的制动力和自动制动的要求制动力的时间图。

图11是用于设定第二制动力系数γ的参考图。

图12是用于设定第三制动力系数γ’的参考图。

具体实施方式

因此，根据本发明的制动力控制装置，在手动制动装置产生的制动力和自动制动装置的要求制动力之间进行比较，然后当该要求制动力的制动力值较大时选择性地启动自动制动装置。也就是说，可以选择性地执行如下制动模式：该制动模式具有由手动制动装置产生的制动力和自动制动装置的要求制动力之中较高的制动力。因此，即使当驾驶员的手动制动产生的制动力小于自动制动的制动力时，也可以通过使自动制动装置执行操作而达到要求制动力，从而消除不良减速感。

另外，当制动力差值的时间变化率大时，可以减小自动制动装置的要求制动力的减小量。因此，可以通过大大提高自动制动装置产生的制动力而不是手动制动装置产生的制动力来实现更快的制动，并且减轻制动踏板缩入的不适感。相反地，当制动力差值的时间变化率小时，可以增大自动制动装置的要求制动力的减小量。因此，可以合理地提高自动制动装置产生的制动力而不是手动制动装置产生的制动力，并且还可以更大地减轻制动踏板缩入的不适感。

根据本发明的制动力控制装置，在自动制动装置装备有智能交通系统(ITS)的机动车辆中，可以通过由自动制动装置产生比驾驶员手动制动产生的制动力值大的减速度来防止本车与前方车辆碰撞，并且还可以将前方车辆与本车之间的车间距离保持在预定距离。

参考附图通过以下说明来理解本发明的实施例。

例如，通过微型计算机构成：行驶控制控制器101，其构造为用于控制车辆的加速度/减速度；以及ITS控制控制器102，其构造为计算适用于最佳道路交通的目标行驶指标(例如，目标加速度/减速度和目标车速，等等)，从而基于各种传感器检测到的信号来执行行驶控制处理，并且通过引擎输出控制单元111的控制操作和制动力控制单元112的控制操作来根据车辆行驶状态使车辆自动加速或减速。由于上述原因，行驶控制控制器101接收来自以下装置的信号：ITS控制控制器102；电磁感应式轮速传感器106，其用于检测各个车轮的轮速Vwi(i＝FL～RR)；光学非接触式转向角传感器107，其用于检测转向轮的转向角θ；横向G值和偏航速率传感器108，其用于检测车辆的横向G值和偏航速率；主气缸压力传感器109，其用于检测主气缸压力mc_P；以及制动开关110，其用于检测驾驶员的制动踏板的下压。

另外，为了计算目标行驶指标(例如，目标加速度/减速度和目标车速，等等)，ITS控制控制器102接收来自以下装置的信号：白色车道标记识别装置103，其例如为用于识别车道白线的摄像机；道路环境识别装置104，其例如为用于识别道路环境的导航仪；以及物体识别装置105，其例如为用于识别位于本车前方的前方车辆或物体的激光雷达。以这种方式，可以读取本车的行驶环境和行驶状态。

图2是示出制动力控制单元112的构造的示意图。如图2中所示，制动力控制单元112设置在主气缸3与各个轮缸11FL、11FR、11RL和11RR之间。主气缸3是串联型主气缸，在该主气缸中根据踏板上的腿力来产生双制动系统液压，该踏板上的腿力由被驾驶员足部下压并操作的制动踏板1输入并被工作液压升压器2放大。主气缸3上装备有蓄液器4，以储存大气压下的液压制动流体并将液压制动流体从蓄液器4供应至主气缸3。制动力控制单元112采用X分开对角布置方式(X split diagonal layout)的制动回路。因此，主气缸3的一级(primary)侧P与左前轮缸11FL和右后轮缸11RR相连。另一方面，主气缸3的二级(secondary)侧P与右前轮缸11FR和左后轮缸11RL相连。

各个轮缸11FL至11RR内置于盘式制动器或鼓式制动器中，在该盘式制动器中，利用接触压力将盘式转子夹在制动片之间以产生制动力，在该鼓式制动器中，将制动靴推压在制动鼓的内周表面上以产生制动力。制动力控制单元112使用用于防滑制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、稳定性控制或车辆动力学控制系统(VDC)等等的液压制动压力控制回路。制动力控制单元112被构造为以无关于驾驶员是否执行制动操作的方式来对各个轮缸11FL至11RR的液压进行增压、保持或减压。

一级侧P的制动回路经由流体压力管路6与主气缸3相连，该制动回路装备有：常开的第一闸阀12A，其能够关闭主气缸3和轮缸11FL(11RR)之间的流道；常开的入口阀13FL(13RR)，其能够关闭第一闸阀12A和轮缸11FL(11RR)之间的流道；蓄压器14，其与轮缸11FL(11RR)和入口阀13FL(13RR)之间的流道相连；常闭的出口阀15FL(15RR)，其能够打开轮缸11FL(11RR)和蓄压器14之间的流道；常开的第二闸阀16A，其能够打开使主气缸3和第一闸阀12A之间的流道与蓄压器14和出口阀15FL(15RR)之间的流道互相连通的通道；以及泵和电动机单元(pump-and-motor unit)17，其吸入侧与蓄压器14和出口阀15FL(15RR)之间的流道连通，并且泵和电动机单元17的排出侧与第一闸阀12A和入口阀13FL(13RR)之间的流道相连。在泵和电动机单元17的排出侧还设置有缓冲室18，以便抑制所排出的液压制动流体的波动并减弱制动踏板的振动。

以类似于一级侧P的方式，二级侧S的制动回路经由流体压力管路7与主气缸3相连，该制动回路装备有：第一闸阀12B、入口阀13FR(13RL)、蓄压器14、出口阀15FR(15RL)、第二闸阀16B、泵和电动机单元17以及缓冲室18。各个第一闸阀12A和12B、入口阀13FL至13RR、出口阀15FL至15RR以及第二闸阀16A和16B由二位二通切换的单螺线管弹簧偏置电磁螺线管操作阀构成。第一闸阀12A和12B以及入口阀13FL至13RR被构造为在它们未通电的常态位置打开所在的流道，而出口阀15FL至15RR以及第二闸阀16A和16B被构造为在它们未通电的常态位置关闭所在的流道。

蓄压器14是弹簧式蓄压器，在该蓄压器14中，对于气缸中的活塞，在该活塞的与弹簧端相对的一侧上被压缩弹簧施加预载。

泵和电动机单元17包括：变量泵，其诸如为齿轮泵或活塞泵，并且无论负载/压力为多少都能够保证排出量大致恒定；以及DC(直流)电动机。

下面将以一级侧P为例详细说明具有前述布置方式的制动力控制装置的操作。当第一闸阀12A、入口阀13FL(13RR)、出口阀15FL(15RR)和第二闸阀16A均保持在未通电的常态位置时，来自主气缸3的流体压力直接传输或传送至轮缸11FL(11RR)，从而使相关的车轮制动，由此实现正常的手动制动(手动制动模式)。

即使在制动踏板1保持在非操作状态时，也可以通过对第一闸阀12A通电并且保持第一闸阀12A关闭，并且通过对第二闸阀16A通电并且保持第二闸阀16A打开，以及还通过驱动泵和电动机单元17，并同时将入口阀13FL(13RR)和出口阀15FL(15RR)保持在未通电的常态位置，来经由第二闸阀16A将主气缸3中的流体压力引入泵中，然后经由入口阀13FL(13RR)将从泵排出的流体压力传输至轮缸11FL(11RR)，从而实现轮缸压力的增加(自动制动增压模式)。

当在第一闸阀12A、出口阀15FL(15RR)和第二闸阀16A均保持在未通电常态位置的情况下使入口阀13FL(13RR)通电并关闭时，从轮缸11FL(11RR)到主气缸3和蓄压器14的流道被阻断，从而保持轮缸11FL(11RR)中的流体压力(自动制动压力保持模式)。

此外，当在第一闸阀12A和第二闸阀16A均保持在未通电常态位置的情况下使入口阀13FL(13RR)通电并关闭并且使出口阀15FL(15RR)通电并打开时，轮缸11FL(11RR)中的流体压力流入蓄压器14中并且轮缸压力降低。流入蓄压器14中的流体压力被泵和电动机单元17抽吸并随后返回至主气缸3。因此，可以降低轮缸11FL(11RR)中的流体压力(自动制动减压模式)。

至于二级侧S，正常手动制动的操作以及可以执行增压、保压和减压中选定的一者的自动制动的操作与一级侧P中的操作相似，因此，由于有关二级侧S的上述说明不言自明，所以省略对二级侧S操作的详细说明。

以这种方式，行驶控制控制器101被构成为通过控制第一闸阀12A和12B、入口阀13FL至13RR、出口阀15FL至15RR、第二闸阀16A和16B以及泵和电动机单元17的操作，对各个轮缸11FL至11RR中的流体压力进行增压、保持或减压。也就是说，行驶控制控制器101构造了下述自动制动装置：该自动制动装置被构成为从泵和电动机单元17获得流体压力，并且还根据本车的行驶环境和行驶状态控制车轮的制动力。

所示实施例采用了X分开对角布置方式，在该X分开对角布置方式中，液压制动系统被划分为分别与左前轮缸11FL和右后轮缸11RR相关联的制动回路以及与右前轮缸11FR和左后轮缸11RL相关联的制动回路。应当理解，本发明不限于此处所示和所述的特定实施例，本发明的构思还可以适用于前后并行布置的制动回路，在该前后并行布置中，液压制动系统被划分为分别与左前轮缸11FL和右前轮缸11FR相关联的制动回路以及与左后轮缸11RL和右后轮缸11RR相关联的制动回路。

此外，所示实施例采用了弹簧式蓄压器14。应当理解，本发明不限于此处所示和所述的特定实施例，本发明的构思还可以适用于任何类型的蓄压器，诸如气体压缩直压式蓄压器、活塞式蓄压器、金属波纹管式(metal bellow)蓄压器或者膜片式蓄压器等，利用上述蓄压器可以暂时储存从轮缸11FL至11RR接收到的液压制动流体，并且可以有效地降低轮缸压力。

此外，所示实施例采用了如下液压系统，该液压系统被构造为：在第一闸阀12A和12B以及入口阀13FL至13RR均保持在未通电的常态位置时，流道打开；而在出口阀15FL至15RR以及第二闸阀16A和16B均保持在未通电的常态位置时，流道关闭。应当理解，本发明不限于此处所示和所述的特定实施例，本发明的构思还可以适用于能够打开和关闭各个阀门的其它类型的液压系统。例如，本发明可以适用于下述系统构造：在该系统中，在第一闸阀12A和12B以及入口阀13FL至13RR均保持在通电的偏置位置时，流道打开；而在出口阀15FL至15RR以及第二闸阀16A和16B均保持在通电的偏置位置时，流道关闭。

下面参考图3中的流程图详细说明由行驶控制控制器101执行的控制程序。该控制程序作为时间触发的中断程序来执行，并以诸如10毫秒的预定时间间隔触发。首先，在步骤S1中，读取来自各种传感器和开关106至110的信息数据(即，各个车轮的轮速Vwi(i＝FL～RR)、转向角θ、横向G值Yg和偏航速率Ф、主气缸压力mc_P以及来自制动开关的ON/OFF信号值)。接着，在步骤S2中，为了实现基于本车的行驶环境和行驶状态确定的目标行驶指标，读取由ITS控制控制器102计算出的数据(即，ITS控制要求值mc_ITS和ITS控制要求标志，这两者均对应于ITS流体压力要求值)。

然后，在步骤S3中，为了判断驾驶员是否启动了手动制动，进行检测以判断制动开关是否开启(ON)。当在S3中判断出已经启动制动开关时，程序转入步骤S4。在步骤S4中，进行检测以判断主气缸压力mc_P是否大于或等于预定压力mc_P_min。在此，预定压力mc_P_min可以被设定在下述压力水平：在该压力水平，存在于制动片和制动钳之间的间隙变为零间隙(即，在该压力水平，发生流体压力从无效到有效的转变)。作为选择，该预定压力mc_P_min也可以被设定为在充分考虑到主气缸压力传感器109的各个传感器的操作特性的情况下确定的液压制动压力(例如，2kgf/cm²)。通过利用或检测来自制动开关110和主气缸压力传感器109的传感器信号，冗余系统可以实现提高制动力控制可靠性的目的。当在步骤S4中判断出主气缸压力mc_P大于或等于预定压力mc_P_min时，程序转入步骤S5。在步骤S5中，进行检测以判断ITS控制控制器102是否存在制动力要求。当在步骤S5中判断出不存在制动力要求时，控制程序的当前执行循环终止，从而制动力控制单元112通过普通手动制动装置进行操作以使车辆制动。

相反地，当在步骤S5中判断出存在制动力要求时，程序转入步骤S6。在步骤S6中，对泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16的控制动作以下述方式执行：响应于基于ITS控制要求值mc_ITS和主气缸压力mc_P确定的目标流体压力Pm(在下文中说明)，选择性地启动自动制动装置。

如图4中最佳所示，更具体地说，在步骤S6中，通过所谓的取高值处理Pm＝MAX(mc_ITS，mc_P)计算执行减速控制所需的目标流体压力Pm，该取高值处理Pm＝MAX(mc_ITS，mc_P)为：将ITS控制要求值mc_ITS与主气缸压力mc_P进行相互比较，然后从它们之中选择较高者。也就是说，在ITS控制要求值mc_ITS≥主气缸压力mc_P的情况下，目标流体压力Pm被设定为ITS控制要求值mc_ITS，即，Pm＝mc_ITS。相反，在ITS控制要求值mc_ITS＜主气缸压力mc_P的情况下，目标流体压力Pm被设定为主气缸压力mc_P，即，Pm＝mc_P。

基于如上所述计算得出的目标流体压力Pm计算前轮目标制动力Fm_f和后轮目标制动力Fm_r，该计算步骤如下：

Fm_f＝Pm×ik_f

Fm_r＝Pm×ik_r

其中Fm_f表示前轮目标制动力，Fm_r表示后轮目标制动力，Pm表示目标流体压力，ik_f表示前轮制动力转换因数(常数)，而ik_r表示后轮制动力转换因数(常数)。

以这种方式，控制程序的当前执行循环终止。因此，步骤S6对应于自动制动的选择启动阶段。

作为对步骤S6的补充说明，通常，当在驾驶员的手动制动操作过程中执行自动制动的操作时，泵和电动机单元17开始旋转，从而从主气缸侧抽吸液压制动流体。因此，存在会发生制动踏板缩入现象的问题。

也就是说，假设在驾驶员的手动制动操作对车轮进行制动的过程中执行自动制动的操作，然后自动制动产生的制动力大于由驾驶员的手动制动产生的制动力(即，自动制动的增压侧)。在这种情况下，可以利用自动制动产生的制动力得到更大的减速度。这样，可以防止本车与前方车辆碰撞，并且还可以将本车与前方车辆的车间距离确实地保持在特定距离。然而，在所示实施例中，制动力控制单元112由装备有泵和电动机单元17的液压制动启动器构成，从而泵和电动机单元17在自动制动操作的过程中以下述方式旋转：从主气缸3侧抽吸液压制动流体，然后将排出的液压制动流体压入轮缸11侧，从而产生制动力。此时，假设已经启动了驾驶员手动制动，则随着从主气缸3侧抽吸的液压制动流体流入泵和电动机单元17，趋于产生制动踏板缩入的现象，从而使驾驶员对制动踏板的感觉不适。

因此，当在步骤S6中选择性地启动自动制动时，泵和电动机单元17的电动机转速被设定为比在步骤S8(在下文中说明)中必须启动自动制动时的电动机转速小的值，从而可以减轻制动踏板缩入的现象。另外，在执行驾驶员手动制动的情况下，轮缸中的液压制动压力变得高于不执行手动制动时的液压制动压力，从而即使在电动机转速被设定为较低值时也可以保证可接受的控制响应性，由此抑制不必要的电动机转速升高，并从而抑制电刷磨损和泵密封件的使用寿命缩短，并且还可以改进由于电动机的高速运转产生的劣化的噪音/振动特性。

此外，当驾驶员启动手动制动时，主气缸3中的流体压力与手动制动处于非操作状态时的流体压力相比变得较高，从而即使在电动机转速被设定为较低值时也可以保证可接受的控制响应性，由此抑制不必要的电动机转速升高，并从而抑制泵和电动机单元17的电刷磨损和泵密封件的使用寿命缩短，并且还可以改进由于电动机的高速运转产生的劣化的噪音/振动特性。

然而，上述规则不适用于下述情况：即，在ITS控制要求值mc_ITS超过主气缸压力mc_P之后，ITS控制要求值mc_ITS变得小于主气缸压力mc_P(即，自动制动的减压侧)。

优选地，当在步骤S6中选择性地启动自动制动时，如图5中所示，随着主气缸压力mc_P增大，电动机转速α_rpm被设定为更高的值。可以根据主气缸压力mc_P，在最小电动机转速α_min和最大电动机转速α_max之间选择电动机转速α_rpm(即，α_min≤α_rpm≤α_max)。这里，根据主气缸压力mc_P的变化连续地确定电动机转速α_rpm。然而，由于主气缸压力mc_P的波动导致了电动机转速α_rpm的波动，所以会存在发生诸如音质变化等噪音/振动特性劣化的可能。有鉴于此，可以使用并预先编制根据主气缸压力mc_P的二级或三级电动机转速图表，从而可以通过根据主气缸压力mc_P适当地转换预先编制的电动机转速图表来确定电动机转速α_rpm。由此，一方面，可以实现更迅速的减速。另一方面，对于制动踏板缩入现象，即使在随着主气缸压力mc_P的升高将电动机转速α_rpm设定为更高值的情况下，也可以由于驾驶员对制动踏板强有力地下压而减弱制动踏板缩入的不适感。因此，可以调和这两种矛盾的功效。

更优选地，当在步骤S6中选择性地启动自动制动时，如图6中所示，在假设下压制动踏板的方向为正向的情况下，随着主气缸压力mc_P的时间增加率dmc_P/dt增大，电动机转速系数α’被设定为更高的值。因此，根据下面的算式计算电动机转速α_rpm：

α_rpm＝α_rpm×α’(1≤α’≤2)

由此，一方面，可以实现更迅速的减速。另一方面，对于制动踏板1的缩入现象，即使在随着主气缸压力mc_P的升高将电动机转速α_rpm设定为更高值的情况下，也可以由于驾驶员对制动踏板强有力地下压而减弱制动踏板缩入的不适感。因此，可以调和这两种矛盾的功效。这里，通过乘以电动机转速系数α’而得到电动机转速。有鉴于此，可以将电动机转速系数α’设定在从0rpm到2000rpm的转速范围内，并且可以使用预先编制的dmc_P/dt-α’图表来根据主气缸压力mc_P的时间增加率dmc_P/dt确定电动机转速系数α’，然后根据下面的算式计算电动机转速α_rpm：

α_rpm＝α_rpm+α’(0rpm≤α’≤2000rpm)

此外，除了使用主气缸压力mc_P的时间增加率dmc_P/dt的当前值以外，也可以抽取时间增加率dmc_P/dt的若干在先值并且对抽取的在先值进行平均处理，然后使用预先编制的平均时间增加率dmc_P/dt与电动机转速系数α’的关系图表来基于平均时间增加率dmc_P/dt确定电动机转速系数α’，随后基于所确定的电动机转速系数α’来计算电动机转速α_rpm。

另外，在由于驾驶员手动制动的进一步下压踏板而导致时间增加率dmc_P/dt上升时，驾驶员意图通过迅速减速并将本车与前方车辆的车间距离保持在特定的距离以防止碰撞。因此，可以增强下述功效：通过在执行自动制动操作时提高电动机转速，可以实现更迅速的减速。另一方面，对于制动踏板的缩入现象，即使在随着主气缸压力mc_P的升高将电动机转速α_rpm设定为更高值的情况下，也可以由于驾驶员对制动踏板强有力地下压而减弱制动踏板缩入的不适感。因此，可以调和这两种矛盾的功效。

作为对步骤S6的进一步补充说明，下面参考图7的流程图说明当在步骤S6中操作泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16时与这些流体压力控制装置进入操作的定时相关的详细过程。在步骤S11中，计算主气缸压力mc_P与ITS控制要求值mc_ITS之间的差值ΔP(＝mc_P-mc_ITS)。在步骤S 12中，计算上述差值ΔP的时间变化率dΔP/dt。除了使用时间变化率dΔP/dt的当前值以外，也可以抽取时间变化率dΔP/dt的若干在先值，并且可以计算并使用经过平均处理后的时间变化率。

在步骤S13中，将在ITS控制要求标志首次转换至ON状态时的时间点计算得到的差值ΔP设定为基准值ΔP_flag。然后，程序转入步骤S14。在步骤S14中，根据在图7中的步骤S14中示出的参考特性图表，基于通过在步骤S12中计算得出的时间变化率dΔP/dt来确定阈值ΔP_thr。所例示的特性图表是预先编制的，从而用于确定泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B的启动定时所需的阈值ΔP_thr随着时间变化率dΔP/dt的增大而增大。

在步骤S15中，将在步骤S13中计算得出的基准值ΔP_flag与在步骤S14中计算得出的阈值ΔP_thr相比较，然后进行检测以判断计算得出的阈值ΔP_thr是否大于或等于计算得出的基准值ΔP_flag。当ΔP_thr≥ΔP_flag时，程序转入步骤S16。在步骤S16中，执行对泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16的控制动作。相反，当在步骤S15中判断出计算得出的阈值ΔP_thr小于计算得出的基准值ΔP_flag(即，ΔP_thr＜ΔP_flag)时，程序转入步骤S17。

在步骤S17中，进行检测以判断计算得出的阈值ΔP_thr是否大于或等于计算得出的差值ΔP。当ΔP_thr≥ΔP时，程序转入步骤S16，从而执行对泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16的控制动作。相反，当ΔP_thr＜ΔP时，控制程序的当前执行循环终止，而不执行对泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16的控制动作。

根据本实施例的特性图表，如图7中所示，当时间变化率dΔP/dt变小时，用于确定启动定时所需的阈值ΔP_thr也变小(参见图7中的步骤S14)。因此，在时间变化率dΔP/dt小的情况下，根据图7中的程序，重复执行由S11→S12→S13→S14→S15→S17→S11确定的流程。结果，直至接近当ITS控制要求值mc_ITS开始超过主气缸压力mc_P的时间点，泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B才开始工作。相反，当时间变化率dΔP/dt变大时，用于确定启动定时所需的阈值ΔP_thr也变大。因此，在时间变化率dΔP/dt大的情况下，根据图7中的程序，执行由S11→S 12→S 13→S 14→S 15→S 16确定的流程。结果，在接近ITS控制要求标志转换至ON状态的时间点，泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B开始工作。由此，在需要迅速减速的情况下，可以通过较早地操作泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B来保证升压响应性。相反，在不需要迅速减速的情况下，可以改进劣化的耐用性和劣化的噪音/振动特性(由于流体压力控制装置17、16A和16B的不必要启动而产生)，并且还可以消除踏板缩入的不适感。

在由自动制动产生的制动力(对应于ITS控制要求值mc_ITS)超过由驾驶员手动制动产生的制动力(对应于主气缸压力mc_P)时泵和电动机单元17开始操作的情况下，尽管驾驶员希望立即减速，升压响应也可能会延迟。相反，根据图7中的流程图，可以适当地确定并控制泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B的启动定时，从而可以调和前述两种矛盾的需求。

因此，上述步骤16对应于要求制动力控制手段。

返回至步骤S3，相反地，当在步骤S3中判断出制动开关关断(OFF)时，程序转入步骤S7。在步骤S7中，进行检测以判断ITS控制控制器102是否存在制动力要求。当在步骤S7中判断出存在制动力要求时，程序转入步骤S8，从而必要地启动自动制动装置。也就是说，在步骤S8中，响应于ITS控制要求值mc_ITS执行对泵和电动机单元17以及各个阀门12、13、15和16的控制动作。以这种方式，控制程序的当前执行循环终止。

图8所示的时间图示出了主气缸压力mc_P、ITS控制要求值mc_ITS、制动开关110的信号、ITS控制要求标志的状态中的变化以及泵和电动机单元17和第二闸阀16的操作。例如，假设在时刻t1制动开关110开启(ON)，在时刻t1后输出主气缸压力mc_P，然后主气缸压力mc_P固定在恒定的压力值。此后，假设在时刻t2，ITS控制要求标志转换至ON状态，并且在时刻t2后输出ITS控制要求值mc_ITS，并且在前半段ITS控制要求值mc_ITS趋于增大，而之后ITS控制要求值mc_ITS开始减小并由此返回至“0”。

在时刻t3后，ITS控制要求值mc_ITS超过主气缸压力mc_P。此后，ITS控制要求值mc_ITS达到最大值并随后开始减小。之后，ITS控制要求值mc_ITS从时刻t4起变得小于主气缸压力mc_P。然后，ITS控制要求值mc_ITS在时刻t5变为“0”。

在这种情况下，借助于步骤S6，可以将目标流体压力Pm表示为通过下述方式得到的复合曲线：将图8中的最上方的时间图中表示两种流体压力特性的两条不同粗线的较高粗线部分结合。在时刻t2和时刻t3之间的时间间隔(在该间隔期间控制要求值mc_ITS从“0”开始增加)中的某个时间点，泵和电动机单元17开始启动(ON)并且第二闸阀16开始启动(ON)，从而为在时刻t3之后执行自动制动的选择性启动做准备。自动制动的流体压力控制装置的启动定时趋于如图8中箭头所示而变化。基于图7中的前述流程得到详细的启动定时确定规则，该启动定时确定规则是关于泵和电动机单元17以及第二闸阀16应该在时刻t2和时刻t3之间的时间间隔中的哪个定时开始工作。根据图7中的示例性流程图，将ITS控制要求值mc_ITS超过主气缸压力mc_P时的时刻t3的点用作基点，并且自动制动控制系统被构造为从该基点之前的某个时刻起操作泵和电动机单元17以及第二闸阀16A和16B。有鉴于此，可以将ITS控制要求标志转换至ON状态时的时刻t2的点用作基点。在这种情况下，自动制动控制系统可以被构造为：当上述差值ΔP的时间变化率dΔP/dt减小时，启动定时延迟。

之后，在ITS控制要求值mc_ITS变得小于主气缸压力mc_P时的时刻t4，泵和电动机单元17停动(OFF)并且第二闸阀16同时停动(OFF)。

本实施例的制动力控制装置使用了：手动制动装置，其构成为与用作液压制动系统的制动力控制单元112相连，通过该制动力控制单元112将制动力施加在车轮上，并且该手动制动装置还构成为响应于由驾驶员的足部下压并操作的制动踏板1产生的主气缸压力mc_P对车轮进行制动；以及自动制动装置，其构成为从泵和电动机单元17获得流体压力，并且还构成为基于由ITS控制控制器102计算得出的ITS控制要求值mc_ITS来控制施加在车轮上的制动力，其中通过该ITS控制控制器102读取本车的行驶环境和行驶状态。

此外，将手动制动装置产生的主气缸压力mc_P与输入到自动制动装置中的ITS控制要求值mc_ITS进行相互比较。当ITS控制要求值mc_ITS大于或等于主气缸压力mc_P时，可以借助于能选择性地启动的自动制动装置的取高值处理，产生与由驾驶员手动制动产生的制动力值相比更大的减速度。

根据上述实施例，借助于取高值处理，可以避免不良减速感，并且还可以防止与前方车辆的碰撞，并且还减小了碰撞速度。另外，可以更加确实地将本车与前方车辆的车间距离保持为预定距离。

图9是示出由本实施例的行驶控制控制器101进一步执行的控制程序的流程图。该控制程序作为时间触发的中断程序执行，并以诸如10毫秒的预定时间间隔触发。首先，在步骤S21中，从轮速传感器106读取本车的车速V，并从ITS控制控制器102读取从本车到前方车辆的距离L和前方车辆的车速V0。ITS控制控制器102被构成为通过来自物体识别装置105的信号来识别前方车辆并且测量从本车到前方车辆的相对距离L，ITS控制控制器102还被构成为基于相对距离L的时间变化率dL/dt和本车的车速V来计算前方车辆的车速V0。

在步骤S22中，如图10所示，基于由本车车速V和前方车辆车速V0得到的本车与前方车辆之间的相对速度(V-V0)以及前方车辆与本车的相对距离L，计算在无制动作用的情况下本车与前方车辆相碰所需的碰撞时间tc{＝L/(V-V0)}。另外，通过将手动制动产生的制动力F_d减去自动制动的要求制动力F_ITS而得到制动力差值ΔF(＝F_d-F_ITS)。在步骤S23中，计算制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt(＝|ΔF1-ΔF2|/|t1-t2|)，其中制动力差值ΔF1和时刻t1表示在先值，而制动力差值ΔF2和时刻t2表示当前值。在本实施例中，手动制动产生的制动力F_d保持恒定，从而制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt可以被认为是要求制动力F_ITS的变化曲线的切线的斜率。因此，步骤S22对应于碰撞时间计算手段，而步骤S23对应于制动力差值的时间变化率计算手段。

在步骤S24中，计算基于上述碰撞时间tc以恒定制动力进行制动直至前方车辆与本车之间的相对距离L为“0”所需的制动力，即，基本制动力F_c(＝M ×(V-V0)/tc)，其中M表示本车的车重，并且基本制动力F_c为非负，即F_c≥0。由此，步骤S24对应于基本制动力计算手段。

顺便提及，假设以基本制动力F_c进行制动，那么本车与前方车辆在相对距离为零时相撞。为此，在步骤S25中，通过将基本制动力F_c乘以第一制动力系数β(β＞1)，来计算不会发生碰撞的无碰撞制动力F_cc(＝F_c×β)。

在步骤S26中，将无碰撞制动力F_cc与自动制动的要求制动力F_ITS相互比较。当无碰撞制动力F_cc大于要求制动力F_ITS(即，F_cc＞F_ITS)时，程序转入步骤S27，在步骤S27中，通过所谓的取高值处理，将自动制动的要求制动力F_ITS设定为与无碰撞制动力F_cc相等。也就是说，F_ITS＝MAX(F_ITS，F_cc)。由此，可以防止本车与前方车辆相撞，从而提高车辆的安全性。

也就是说，在自动制动产生的制动力小于以恒定制动力制动直至相对距离为“0”所需的制动力时，即使当自动制动产生的制动力大于驾驶员手动制动产生的制动力时，本车也会与前方车辆碰撞。相反，根据本实施例，可以通过取高值处理F_ITS＝MAX(F_ITS，F_cc)来防止本车与前方车辆相撞，从而提高车辆的安全性。对于前述的自动制动，可以包括使用传感器组的自动制动或者采用导航仪的自动制动。

相反地，当无碰撞制动力F_cc小于或等于自动制动的要求制动力F_ITS时，程序跳过步骤S27，从而继续使用要求制动力F_ITS。

在步骤S28中，参考图11中所示的关系图，根据在步骤S23中计算得出的制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt，来计算并得到第二制动力系数γ。除了使用制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt的当前值以外，也可以抽取时间变化率dΔF/dt的若干在先值并且对抽取的在先值进行平均处理，然后基于平均时间变化率计算第二制动力系数γ。从关系图中可以看到，第二制动力系数γ从最小值γ_min起随着时间变化率dΔF/dt的增大而增大，并且随后达到最大值“1”(即，γ≤1)。在步骤S29中，通过将从ITS控制控制器102输出的要求制动力F_ITS乘以第二制动力系数γ而计算得出减小的要求制动力F_ITS_F1(F_ITS_F1＝F_ITS×γ)。然而，为了确保防止碰撞功能，对减小的要求制动力F_ITS_F_1进行取高值处理F_ITS_F1＝MAX(F_ITS_F1，F_cc)。

由此，当制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt大时，可以减小自动制动的要求制动力F_ITS的减小量，从而可以通过大大提高自动制动产生的制动力而非手动制动产生的制动力以实现更快的制动作用，还可以减轻制动踏板缩入的不适感。相反，当制动力差值ΔF的时间变化率dΔF/dt小时，可以增大自动制动的要求制动力F_ITS的减小量，从而可以合理地提高自动制动产生的制动力而非手动制动产生的制动力，还可以更大地减轻制动踏板缩入的不适感。

在随后的步骤S30中，参考图12中所示的关系图，根据在步骤S22中计算得出的碰撞时间tc的在先值与碰撞时间tc的当前值之差的绝对值(|tc(在先值)-tc(当前值)|)，计算并得到第三制动力系数γ’，换句话说，碰撞时间tc的时间变化率Δtc。从关系图中可以看到，第三制动力系数γ’从“1”起随着绝对值(|tc(在先值)-tc(当前值)|的增大而增大，并且随后达到最大值γ’max(即，1≤γ’)。之后，在步骤S31中，通过将步骤29中计算得出的减小的要求制动力F_ITS_F1乘以第三制动力系数γ’来计算并得到自动制动的最终要求制动力F_ITS_F2(F_ITS_F2＝F_ITS_F1×γ’)。然而，为了确保防止碰撞功能，对最终要求制动力F_ITS_F2进行取高值处理F_ITS_F2＝MAX(F_ITS_F2，F_cc)。

由此，即使在由于前方车辆突然减速或者另一辆前方车辆突然插入在前方车辆与本车之间而使得本车与前方车辆相撞所需的碰撞时间tc缩短的情况下，也可以通过增大自动制动产生的制动力而避免碰撞，并且还可以减轻制动踏板缩入的不适感。

尽管前面说明了用于实施本发明的优选实施例，但应当理解，本发明不限于此处所示和所述的特定实施例，而是可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下做出各种改型和变型。在图3至图7中分别示出的本发明特有的减速控制系统构造可以根据选择彼此适当结合。此外，通过适当地设定阈值，也可以优化和平衡多个矛盾需求，即，减轻制动踏板1缩入的不适感、减轻制动力控制单元112的耐用性的劣化、改进劣化的噪音/振动特性以及良好的升压响应。

Claims

1.一种用于车辆的制动力控制装置，所述制动力控制装置与液压制动系统相互作用，所述制动力控制装置包括：

手动制动装置，其构造为响应于驾驶员的操作而对车轮进行制动；

自动制动装置，其构造为从泵获得流体压力，并且基于本车的行驶环境和行驶状态控制施加在所述车轮上的制动力；以及

控制器，其构造为与所述手动制动装置和所述自动制动装置相连以控制减速，所述控制器包括：

自动制动选择启动部分，其构造为将所述手动制动装置产生的制动力与所述自动制动装置的要求制动力进行比较，并且当所述要求制动力的制动力值较大时选择性地启动所述自动制动装置；

制动力差值时间变化率计算部分，其构造为计算与如下差值的每单位时间的变化率对应的制动力差值时间变化率，所述差值通过将所述手动制动装置产生的制动力减去所述自动制动装置的要求制动力而得到；以及

要求制动力控制部分，其构造为在选择性地启动所述自动制动装置时以减小所述自动制动装置的要求制动力的方式来修正所述要求制动力，并且构造为以当计算得出的制动力差值时间变化率增大时减小所述要求制动力的减小量的方式来修正所述减小量。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的制动力控制装置，其中：

所述控制器还包括：

物体识别部分，其构造为识别位于所述本车前方的物体，并检测所述物体与所述本车之间的相对速度；

碰撞时间计算部分，其构造为基于所述物体与所述本车之间的相对速度来计算在无制动作用的情况下所述本车与所述物体相撞所需的碰撞时间；以及

基本制动力计算部分，其构造为基于所述碰撞时间计算基本制动力，所述基本制动力对应于以恒定制动力进行制动作用直至所述物体与所述本车之间的相对距离为零所需的制动力，并且

其中，当所述要求制动力小于或等于所述基本制动力时，所述要求制动力控制部分增大所述要求制动力。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的制动力控制装置，其中：

当所述碰撞时间缩短时，所述要求制动力控制部分大大地增大所述要求制动力。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的制动力控制装置，其中：

当所述制动力差值时间变化率增大时，所述要求制动力控制部分将流体压力泵的启动定时提前至较早的时间。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的制动力控制装置，其中：

当所述碰撞时间的时间变化率增大时，所述要求制动力控制部分大大地增大所述要求制动力。

6.一种用于车辆的制动力控制方法，所述制动力控制方法控制与液压制动系统相互作用的自动制动系统，所述方法包括：

将手动制动装置产生的制动力与自动制动装置的要求制动力进行比较，并且当所述要求制动力的制动力值较大时选择性地启动所述自动制动装置；

计算与如下差值的每单位时间的变化率对应的制动力差值时间变化率，所述差值通过将所述手动制动装置产生的制动力减去所述自动制动装置的要求制动力而得到；以及

在选择性地启动所述自动制动装置时以减小所述自动制动装置的要求制动力的方式来修正所述要求制动力，并且以当计算得出的制动力差值时间变化率增大时减小所述要求制动力的减小量的方式来修正所述减小量。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的制动力控制方法，所述方法还包括：

检测位于本车前方的物体与所述本车之间的相对速度；

基于所述物体与所述本车之间的相对速度来计算在无制动作用的情况下所述本车与所述物体相撞所需的碰撞时间；

基于所述碰撞时间计算基本制动力，所述基本制动力对应于以恒定制动力进行制动作用直至所述物体与所述本车之间的相对距离为零所需的制动力，并且

当所述要求制动力小于或等于所述基本制动力时，增大所述要求制动力。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的制动力控制方法，其中：

当所述碰撞时间缩短时，大大地增大所述要求制动力。

9.根据权利要求6所述的用于车辆的制动力控制方法，其中：

当所述制动力差值时间变化率增大时，将流体压力泵的启动定时提前至较早的时间。

10.根据权利要求8所述的用于车辆的制动力控制方法，其中：

当所述碰撞时间的时间变化率增大时，大大地增大所述要求制动力。