CN102036864A - 带有内部参数自动校准功能的车辆用abs控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种带有自动参数校准功能的ABS控制装置及软件。本发明的ABS控制装置具有电子控制单元(ECU)、车轮速度传感器、制动压力传感器。在ABS制动中，车轮速度传感器及制动压力传感器测定车轮速度及制动压，ABS控制装置根据车轮速度及制动压的测定结果，自动校准用于ABS控制的内部参数。

Description

带有内部参数自动校准功能的车辆用ABS控制装置

技术领域

本发明涉及利用搭载在车辆上的电子控制单元(ECU)来控制车轮的制动压的ABS控制装置，特别是涉及具有自动校准内部参数的功能的ABS控制装置。另外，本发明涉及具有自动校准内部参数的功能的ABS控制程序、以及ABS控制程序的内部参数的校准方法。

背景技术

一般而言，在车辆上搭载有ABS(Antilock Brake System，防抱死制动系统)。ABS是进行制动控制的系统，通过在制动时检测到车轮处于打滑状态时，缓解该车轮的制动力以消除打滑状态，之后再次增大制动力，使车辆的操纵稳定，并且使制动距离尽可能变短。ABS主要由液压调节器、车轮速度传感器、电子控制单元(ECU)构成。ECU处理信号，控制液压调节器内的致动器，以控制制动压。一般而言，在ABS中，基于来自车轮速度传感器的车轮速度信号，ECU判断制动车轮的打滑倾向，若判断为制动车轮有打滑的倾向，则ECU向调整制动压力的调节器输出控制信号。据此，调节器调整制动压力，以消除制动车轮的打滑状态。

ABS的软件通常是将ABS制动模型化，根据该模型来设计控制程序。ABS控制程序中使用各种参数。通过将该参数最优化(校准)，可以实现根据模型的ABS制动。用于ABS控制的参数根据ABS制动模型、控制算法等而各不相同，但应该有与液压调节器的动作特性相关的参数、由ABS制动的模型所要求的参数、与车辆的制动特性相关的参数等。这些与ABS控制相关的参数，在初始的设计阶段，可以根据各部件的规格、仿真等来临时确定。但是，利用仿真等而临时设定的参数不一定可以得到最佳的ABS制动。因此，使用安装有设定了临时参数的ABS软件的实际车辆进行ABS制动实验，测定ABS制动中的车轮速度、液压、车辆的运动等，以这些实测值为基础，对各参数进行最优化(校准)，以得到最佳的ABS制动。

发明内容

本发明要解决的问题

ABS控制的参数的校准，以往是分析实际车辆测试的ABS制动中的车轮速度或制动压等测定值，以该分析结果为基础，基于设计方针或设计者的经验、专业知识来确定最佳的参数。

图8简要地示出以往的ABS软件的参数的确定步骤。首先，使用设定了临时参数的ABS软件，在实际车辆测试中进行ABS制动，测定ABS制动中的车轮速度、液压值、车辆的运动等。之后，分析这些测定值。然后，从分析结果，基于设计方针或设计者的经验或专业知识，人为地确定新的参数。然后，基于确定的参数变更ABS软件。然后，将变更的ABS软件下载至ECU。进一步地，基于变更的参数，进一步测试是否可以得到最佳的ABS制动。此处，若可以得到最佳的ABS制动，则参数的校准结束，但在无法得到最佳的ABS制动时，进一步重复上述步骤。

这样，ABS控制的参数的校准需要时间。特别是，近些年来，由于为了应对各种制动性能的要求，ABS制动模型及ABS软件算法复杂化，从而参数也变多，因此ABS软件开发越来越需要花时间。

因此，在将来自人为地进行的测定结果的参数的确定操作自动化，执行实际车辆测试中，若能立即将新的参数反映在ABS软件中，以新的参数继续实际车辆测试来校准参数，就可以大幅缩短ABS设计、制造工序。基于这样的观点，本发明提供一种带有自动参数校准功能的ABS控制装置及软件。

用于解决问题的方法

本发明的ABS控制装置具有电子控制单元、车轮速度传感器、制动压传感器。在ABS制动中，车轮速度传感器及制动压传感器测定车轮速度及制动压，电子控制单元根据车轮速度及制动压的测定结果，自动校准用于ABS控制的内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制装置中，(a)在ABS制动中车轮速度传感器及制动压传感器测定车轮速度及制动压，电子控制单元根据车轮速度及制动压的测定结果，计算用于ABS控制的内部参数，将计算的内部参数设定作为用于ABS控制的新的内部参数，通过这样，可以自动校准用于ABS控制的内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制装置中，进一步地，(b)判断所计算的内部参数是否满足给定的条件，(c)若判断计算的内部参数满足给定的条件，则结束校准，若判断计算的内部参数不满足给定的条件，则再次执行上述(a)和(b)步骤，通过这样，可以自动校准用于ABS控制的内部参数。

另外，本发明提供一种利用电子控制单元来控制车轮的制动压的ABS控制程序。本发明的ABS控制程序可以根据在ABS制动中测定的车轮速度及制动压，自动校准ABS控制程序的内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制程序中，(a)根据在ABS制动中测定的车轮速度及制动压，计算ABS控制程序的内部参数，将计算的内部参数设定作为ABS控制程序的新的内部参数，通过这样，可以自动校准ABS控制程序的内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制程序中，进一步地，(b)判断计算的内部参数是否满足给定的条件，(c)若判断计算的内部参数满足给定的条件，则结束校准，若判断计算的内部参数不满足给定的条件，则再次执行上述(a)及(b)步骤，通过这样，可以自动校准ABS控制程序的内部参数。

另外，本发明提供一种利用电子控制单元控制车轮的制动压的ABS控制程序的内部参数的校准方法。本发明的校准方法具有以下步骤：(a)测定在ABS制动中车轮速度及制动压；(b)根据测定的车轮速度及制动压，根据ABS控制程序的给定的算法来自动校准内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制程序的内部参数的校准方法中，在步骤(b)具有以下步骤：(b-1)根据测定的车轮速度及制动压，根据ABS控制程序的给定的算法来计算内部参数；(b-2)将计算的内部参数设定作为ABS控制程序的新的内部参数。

在本发明的一个形态的ABS控制程序的内部参数的校准方法中，在步骤(b)还具有以下步骤：(b-3)判断计算的内部参数是否满足给定的条件；(b-4)若判断计算的内部参数满足给定的条件，则结束校准，若判断计算的内部参数不满足给定的条件，则再次执行(a)、(b-1)、(b-2)和(b-3)步骤。

附图说明

图1是表示本发明的ABS控制装置的系统结构的图。

图2是表示使用本发明的ABS软件的、内部参数的校准步骤的图。

图3是表示使用本发明的ABS软件的、内部参数的校准的更详细的步骤的图。

图4是表示各制动压的减压阀的驱动时间和减压量的关系的图。

图5是表示制动压特性曲线的图。

图6是表示主缸体液压模型值与减速度的关系的图。

图7是表示ABS基本减压量的图。

图8是表示以往的ABS软件的内部参数的校准步骤的图。

具体实施方式

本发明的ABS控制装置如图1所示，由组装有本发明的ABS控制程序(软件)的ECU、液压调节器(各种阀、缸、活塞、电磁螺线管等)、车轮速度传感器及液压传感器等各种测量传感器构成。本发明的ABS控制装置的系统结构不限于图1所示的系统结构，只要不违反本发明的精神，可以增减系统部件。本发明的ABS控制装置的硬件结构除了包括液压传感器之外，与以往的ABS控制装置相同，另外，由于可以为任意的结构，因此在本说明书中不进行详细说明。在本发明的ABS控制装置中，液压传感器是在后述的实际车辆测试中用于测定制动压而使用的，可以不使用于ABS制动。

本发明的ABS控制程序可以通过在以往的ABS控制程序中装入参数的校准功能来实现。另外，此处所说的以往的ABS控制程序是指仅安装有ABS控制功能，没有校准内部参数的功能的ABS控制程序。即，本发明的ABS控制程序可以通过在基于从车轮速度传感器等信号判断车轮的打滑倾向来控制液压调节器的以往的功能的基础上，安装校准内部参数的功能来实现。由于以往的ABS控制功能是已知的，另外可以使用任意的结构，因此在本说明书中不进行详细说明，下面仅说明内部参数的校准功能。

本发明的ABS软件的校准功能，具有从车轮速度传感器、液压传感器等各测量装置接收测定数据，分析接收的数据的功能。另外，ABS软件的校准功能具有使用数据分析结果计算新的参数，将参数变更为所计算的新的数值的功能。并且，该校准功能具有判断所计算的新的参数是否最佳的功能。

图2是简要地示出使用本发明的带有内部参数的校准功能的ABS软件，校准参数的流程图。若使用本发明的ABS软件，则可以将数据分析、参数的计算、参数的变更自动化。因此，使用变更的新的参数立即就可以在实际车辆获取数据。而且，通过将判定参数是否最优化的功能装入软件，可以将参数的校准自动化。这样，由于若使用本发明的ABS软件，则不需要以往所需的ABS软件随着参数变更而变更、也不需要将变更的ABS软件下载至ECU，因此可以缩短校准工序。

图3是进一步详细示出使用本发明的带有内部参数的校准功能的ABS软件来校准参数时的典型的流程图。

首先，开始校准功能(步骤10)。在该阶段，准备好实际车辆测试所需的环境。即，准备搭载有具有本发明的内部参数校准功能的ECU的实际车辆。

接下来，生成校准用的ASAP文件(步骤12)。ASAP文件是含有特性值(参数、曲线、映射)、实际测定值、虚拟测定值、依存值等ECU内的相关的数据对象的信息，标准化的校准用的文件。由于ASAP文件的生成方法是已知的，另外能以任意的方法进行，因此在本说明书中不作说明。

接下来，在ABS软件中设定临时(初始)参数(步骤14)。初始参数可以记录在外部文件中，ABS软件读入外部文件，设定为ABS软件内的变量。另外，初始参数是根据液压调节器等各部件的规格、仿真等预先确定的。另外，也可以基于在虚拟的简易实验环境下测试的结果来确定初始参数。参数可以定义作为可由ABS软件自身改写的内部变量(例如全局变量)。

接下来，开始实际车辆测试(步骤16)。即，使ABS软件以校准模式起动。在校准模式下，定义ABS制动的次数、定时等，实际车辆测试的操作者根据校准模式来操作车辆。校准模式中的制动操作的步骤，可以任意确定。即，根据ABS软件描述的参数计算算法来确定制动操作的步骤即可。例如，在相同条件下执行多次ABS制动，得到多个测定值，在从这些相同条件的多个测定值计算参数时(例如使用平均值时等)，在相同条件下重复多次ABS制动来确定即可。

接下来，测定ABS制动的车轮速度、液压等，ABS软件接收这些测定值，根据这些测定值来计算各参数(步骤18)。然后，将计算的参数设定作为ABS软件的新的内部参数。可以对ABS软件进行编程，对于每个要计算的参数以函数F1～Fn，以接收的测定值为基础来计算各参数。从维护性等观点而言，优选的是对每个参数都生成参数确定函数。另外，用于参数计算的测定值不仅限于车轮速度或液压。即，测定参数计算函数所需的测量值，根据需要使用这些测量值即可。例如，除了车轮速度传感器或液压传感器以外，也可以在测试车辆上搭载加速度传感器、温度传感器等，编程为使用它们的测定值来计算参数。

接下来，在ABS软件内部判断在步骤18计算的参数是否是最优化的(步骤20)。具体而言，在ABS软件内判定计算的新的参数是否满足给定的条件。参数是否最优化的判断对每个参数，能以各种方法进行。例如，若变更前的参数与步骤18计算的参数之差在给定值以内，则可以判断为充分收敛，将本次确定的参数判断为最佳参数。或者，也可以将反复多次测定及参数计算，计算的参数的方差在给定值以内作为最优化的判断基准。或者，也可以以重复给定次数实际车辆测定及参数计算为条件，将计算的参数的平均值确定为最佳参数。无论怎样，优选的是考虑参数计算所需的测定数据的种类、数量、参数计算算法、该参数给ABS控制带来的影响的大小等来确定最优化的条件。另外，自动化的参数的计算步骤以及最优化的判断方法的例子在后面说明。

在步骤20若判断参数是最优化的，则将最优化的参数保存在外部文件中(步骤22)，结束校准(步骤24)。在步骤20若判断参数不是最优化的，则返回步骤16，以新设定的参数，重新再次执行ABS制动、测定数据获取、参数计算，并进行重复，直至参数被最优化。

这样，在本发明中，能以ABS软件自动校准用于ABS控制的任意参数。另外，如果是能以软件表现的方法，则参数的校准的方法也是任意的。本发明的ABS软件的参数的计算及最优化的算法、以及其所需的测定数据的种类(车轮速度、制动压等)、数据的测量次数等，本技术领域的从业人员可以根据参数适当变更。

下面，说明在本发明中可采用的ABS控制的参数及其校准方法的例子。

(例1)

说明车轮压模型的制动液压特性曲线的校准。

如图4所示，从给定的液压(例如约10MPa)，以一定时间、一定的间隔驱动减压用阀，测定液压值。据此，可以算出各液压的液压的斜率(MPa/s)。通过将其在每个车轮进行，可以求出每个车轮的图5这样的液压-液压斜率的特性曲线。将该特性曲线的值作为新的参数设定在ABS软件中。关于该特性曲线的值的最优化的方法，例如可以多次测定，将平均值作为最佳值。或者，若由上次的测定算出的特性曲线与由本次的测定算出的特性曲线之差在给定值以下，则也可以将本次的测定结果判断为最佳值。

(例2)

说明制动力模型的制动力传递系数的校准。能以下式表达制动力的关系。

F(制动力)＝m(车辆质量)×a(减速度)＝CP_FA×(P_FL+P_FR)+CP_RA×(P_RL+P_FR)

此处，CP_FA是前轮的制动力传递系数，CP_RA是后轮的制动力传递系数，P_FL表示左前轮的液压，P_FR表示右前轮的液压，P_RL表示左后轮的液压，P_FR表示右后轮的液压。

前轮的制动力传递系数，可以通过将后轴的制动液压限制在0MPa，进行实际车辆测试，由CP_FA＝m·a/(P_FL+P_FR)的算式求出。其中，减速度a可以从车轮速度的变化量推定。由于从车轮速度的变化量推定减速度a的方法是已知的，能以任意的方法进行，因此此处不作说明。由于制动力传递系数CP依赖于温度，因此重复数次并将平均值作为最佳参数值，设定在ABS软件中。另外，对于后轴，也可以由同样的步骤确定制动力传递系数。

(例3)

说明与主缸体液压模型相关的参数。ABS开始时的主缸体压模型值的初始值可以由车轮的减速度推定。如图6所示，可以测定ABS控制开始时的主缸体压P和此时的车轮减速度a，求出近似曲线作为最佳参数。能以最小二乘法等任意的近似法求出近似曲线。另外，前轴和后轴可以为不同的参数。

此处，说明对于过度制动的校正的阈值。若增加制动踏力，则车轮的增压增益会上升，车轮的运动或ABS控制周期会变化。因此，在这样的情况下，需要校正上述主缸体模型值。过度制动校正值一般而言是从车轮加速度a、其微分a′及控制周期T_cycle求出的。即，校正值由OBR_Factor＝f(a、a′、T_cycle)算出。为了避免不必要的校正，监视主缸体压为一定的状态的过度制动校正值，求出用于使过度制动校正有效的阈值(参数)。即，在过度制动校正值为某阈值(参数)以上时，在主缸体的液压模型值上加上算出的校正值。将该阈值设定在ABS软件中。

(例4)

说明ABS减压量。ABS的基本减压量为了与各锁定压一致地调整，例如由图7这样的图表定义。减压量的校准根据减压后的车轮加速度进行。具体而言，进行调节，使得减压后的车轮加速度成为给定的目标值。基本上，若减压量较小则加速度也小，若减压量较大则加速度也大。因此，可以从减压后的车轮加速度的目标值与测定值之差算出新的减压量。可以算出多个新的减压量，将平均值作为最佳值。或者，若减压后的车轮加速度的目标值与实测值之差为给定值以下，则也可以判断为最优化。将确定的减压量图表(参数)设定在ABS软件中。

如上所述，说明了若干本发明的带有自动校准功能的ABS软件中可采用的参数及其校准方法，但本发明可利用的参数及其校准方法不限于以上的例子。关于所需的参数及其校准方法，设计者可以根据ABS控制方式、ABS的系统结构、ABS制动模型等来自由设计。根据参数的不同，参数也可以是ABS软件描述的，不能将校准自动化。在这样的情况下，不能将校准自动化的参数将由以往的方法进行校准，仅将可以自动化的参数的校准步骤装入ABS软件中。

如上所述，本发明的ABS软件，由于可以自动校准内部参数，因此与以往的校准方法相比，可以大幅缩短校准工序。

以往，参数的确定是以实际车辆测试的测定值及分析结果为基础，基于设计方针或设计者的经验或专业知识人为地确定的。而且，为了将确定的参数反映在ABS软件中，需要离线变更ABS软件的参数，下载至ECU这样的步骤。但是，在本发明的ABS软件中，可以在ABS软件内将以往的人为的参数确定、反映步骤自动化。因此，由于不中断实际车辆测试就能以新的参数进行测试，因此可以缩短校准工序。另外，由于排除以往的人为的参数确定步骤，在软件内自动化，因此可以不依赖于设计者的熟练度等进行校准，结果可以使ABS控制装置的品质提高。

Claims (9)

1.一种ABS控制装置，利用电子控制单元来控制车轮的制动压，

具有车轮速度传感器和制动压传感器，

在ABS制动中，所述车轮速度传感器及所述制动压传感器测定车轮速度及制动压，所述电子控制单元根据所述车轮速度及制动压的测定结果，自动校准用于ABS控制的内部参数。

2.根据权利要求1所述的ABS控制装置，其特征在于，

(a)在ABS制动中，所述车轮速度传感器及所述制动压传感器测定车轮速度及制动压，所述电子控制单元根据所述车轮速度及制动压的测定结果，计算用于ABS控制的内部参数，将所述计算的内部参数设定作为用于ABS控制的新的内部参数，

通过这样，自动校准用于ABS控制的内部参数。

3.根据权利要求2所述的ABS控制装置，其特征在于，

进一步地，(b)判断所述计算的内部参数是否满足给定的条件，

(c)若判断所述计算的内部参数满足所述给定的条件，则结束校准，若判断所述计算的内部参数不满足给定的条件，则再次执行(a)和(b)步骤，

通过这样，自动校准用于ABS控制的内部参数。

4.一种ABS控制程序，利用电子控制单元来控制车轮的制动压，

根据在ABS制动中测定的车轮速度及制动压，自动校准所述ABS控制程序的内部参数。

5.根据权利要求4所述的ABS控制程序，其特征在于，

(a)根据在ABS制动中测定的车轮速度及制动压，计算ABS控制程序的内部参数，将所述计算的内部参数设定作为ABS控制程序的新的内部参数，

通过这样，自动校准ABS控制程序的内部参数。

6.根据权利要求5所述的ABS控制程序，其特征在于，

进一步地，(b)判断所述计算的内部参数是否满足给定的条件，

(c)若判断所述计算的内部参数满足所述给定的条件，则结束校准，若判断所述计算的内部参数不满足所述给定的条件，则再次执行(a)和(b)步骤，

通过这样，自动校准ABS控制程序的内部参数。

7.一种校准方法，是利用电子控制单元来控制车轮的制动压的ABS控制程序的内部参数的校准方法，具有以下步骤：

(a)在ABS制动中测定车轮速度及制动压；

(b)根据测定的所述车轮速度及所述制动压，根据ABS控制程序的给定的算法自动校准内部参数。

8.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，

所述步骤(b)具有以下步骤：

(b-1)根据测定的所述车轮速度及所述制动压，根据ABS控制程序的给定的算法来计算内部参数；

(b-2)将所述计算的内部参数设定作为所述ABS控制程序的新的内部参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述步骤(b)还具有以下步骤：

(b-3)判断所述计算的内部参数是否满足给定的条件；

(b-4)若判断所述计算的内部参数满足所述给定的条件，则结束校准，若判断所述计算的内部参数不满足所述给定的条件，则再次执行(a)、(b-1)、(b-2)和(b-3)步骤。

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