CN103072564B - 智能助力制动系统的压力控制装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是涉及将提前求出的对于智能助力器需求制动压力的电流的前馈增益（feed forward gain），附加输入到电流控制器的需求电流中，由此来实现迅速稳定的系统应答性能的智能助力制动系统的压力控制装置及其方法，其特征在于，包括：压力控制器，按照当前压力与需求制动压力的差值，输出用于控制电机的需求扭矩；压力前馈部（pressure feedforward），通过已设定的前馈增益（feed forward gain），运算并输出对于所述需求制动压力的电流；及电流控制器，从所述压力控制器接收需求扭矩，从所述压力前馈部接收对于所述需求制动压力的电流，从而生成需求电流并将对于所述需求电流的需求电压施加到电机上，来控制制动压力。

Description

智能助力制动系统的压力控制装置及其方法
技术领域
本发明涉及智能助力制动系统的压力控制装置及其方法，更详细地说是涉及将提前求出的对于智能阻力器需求制动压力的电流的前馈增益（feedforwardgain），附加输入到电流控制器的需求电流中，由此来实现迅速稳定的系统应答性能的智能助力制动系统的压力控制装置及其方法。
背景技术
通常，车辆的制动装置是为行驶中的车辆减速或停止的同时，维持驻车状态而使用的装置，大概是通过利用摩擦力将汽车的动能转换为热能，并将其放散到空气中，来执行制动。
所述的车辆制动装置大体分为，对行驶中的车辆减速或停止而使用的主制动，与为了维持驻车状态而使用的驻车制动，主制动是在驾驶者脚踏踏板时，将发生的响应力通过传达到各个车轮的器具，分流为机械式、油压式及空气式，其中油压式的制动，可以将制动力可以均等地传达到所有轮胎，因此摩擦损失少，所需操作力少等优点，而被广泛使用。
图1是为了说明通常的智能助力制动系统结构的图，图2是为了说明根据以往技术的智能助力制动装置结构的图，图3是图示根据以往技术的智能助力制动装置的实验波形及测量数据的图。
如图1所示，智能助力制动系统包括：电机1与主主缸2，用于形成前后轮制动压；副主缸3与踏板模拟器4，用于生成驾驶者的响应力；电磁阀5与踏板行程传感器6，用于油路的开闭；ECU（未图示）、踏板模拟器8与储油箱9，用于控制电机1。
这样的智能助力制动系统，在驾驶者脚踏踏板时，从踏板行程传感器6接收传感到的踏板变位值，与从分别设置于主主缸2与副主缸3的压力传感器（未图示）接收压力值，并通过接收的踏板变位值与压力值来决定需求制动压力，再根据决定的需求制动压力来驱动电机1，由此来执行前后轮的制动。
此时，智能助力制动系统的制动装置，如图2所示，当控制智能助力器的压力时，压力控制器10会按照当前的压力与需求制动压力的差值，通过比例及积分器，使电机1按照比例地输出最终需要输出的扭矩。
因为扭矩与电流具有比例关系（1/Kt），因此，需求扭矩可以转换为需求电流来输出，并输入为电流控制器20的需求电流。
电流控制器20由R与L构成，由此来满足需求电流，并向电机1施加电压来执行制动。
但是，如图3的B与C所示，为了加快压力的应答性，增加压力控制器10的比例、积分控制器的增益（gain）的情况下，比较需求制动压力图表C1与输出扭矩图表C2时，会发生比需求制动压力更大的过冲（overshoot），如A与C所示，为了消除过冲，减少压力控制器10的比例、积分控制器的增益的情况下，比较需求制动压力图表C1与输出扭矩图表C2时，虽然可以消除过冲，但是存在应答性慢，并在正常状态下，与需求制动压力发生差异的问题。
本发明的背景技术公开于，韩国公开专利公报2001-0003279号（2001.01.15公开，发明的名称：车辆用制动装置的踏板与制动助力器的连接结构）。
发明内容
（要解决的技术问题）
本发明的目的在于提供智能助力制动系统的压力控制装置及其方法，将提前求出的对于智能助力器需求制动压力的电流的前馈增益（feedforwardgain），附加输入到电流控制器的需求电流中，由此来实现迅速稳定的系统应答性能。
（解决问题的手段）
根据本发明的智能助力制动系统的压力控制装置，其特征在于，包括：压力控制器，按照当前压力与需求制动压力的差值，输出用于控制电机的需求扭矩；压力前馈部（pressurefeedforward），通过已设定的前馈增益（feedforwardgain），运算并输出对于所述需求制动压力的电流；及电流控制器，从所述压力控制器接收需求扭矩，从所述压力前馈部接收对于所述需求制动压力的电流，从而生成需求电流并将对于所述需求电流的需求电压施加到电机上，来控制制动压力。
此外，根据本发明的智能助力制动系统的压力控制方法，其特征在于，包括：接收踏板变位信号的步骤；通过所述踏板变位信号运算需求制动压力的步骤；将根据所述需求制动压力与当前压力的差值的需求扭矩转换为电流的步骤；通过已设定的前馈增益（feedforwardgain），运算对于所述需求制动压力的电流的步骤；在对于所述需求扭矩的电流上加上对于所述需求制动压力的电流来生成所述需求电流的步骤；将所述需求电流转换为用于驱动电机的电压，并施加到电机上的步骤；及根据施加到所述电机上的电压来驱动电机，由此来控制制动压力的步骤。
（发明的效果）
如上所述，本发明是将提前求出的对于智能助力器需求制动压力的电流的前馈增益（feedforwardgain），附加输入到电流控制器的需求电流中，由此来实现迅速稳定的系统应答性能。
附图说明
图1是为了说明通常的智能助力制动系统结构的图。
图2是为了说明根据以往技术的智能助力制动装置的压力控制装置结构的图。
图3是图示根据以往技术的智能助力制动装置的压力控制装置的实验波形及测量数据的图。
图4是为了说明根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制装置结构的图。
图5是为了说明根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制方法的图。
图6与图7是图示根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制装置的实验波形及测量数据的图。
（附图标记说明）
100：压力控制器200：电流控制器
300：压力前馈部400：电机
500：制动系统
具体实施方式
下面，通过实施例对本发明进行更加详细地说明。但这仅仅是例示性的实施例，本发明的技术保护范围并不限定于这些实施例。
在此过程中，附图中所示的线条的厚度或结构元件的大小等，为了说明上的明确性和便利而可能会被放大图示。此外，后述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，其可以根据用户、操作者的意图或惯例而不同。因此，针对该术语的定义应当基于本说明书全文的内容而确定。
图4是为了说明根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制装置结构的图。
如图4所示，根据本发明的一实施例的智能助力制动装置包括：压力控制器100；电流控制器200；压力前馈部（pressurefeedforward）300。
压力控制器100按照当前压力与需求制动压力的差值，输出用于控制电机400的需求扭矩。
这样的压力控制器100，在智能助力器的压力控制时，按照当前压力与需求制动压力的差值，通过比例积分器，使电机400按照比例地输出最终需要输出的需求扭矩。
由于需求扭矩与电流具有比例关系（1/Kt），因此可以转换为需求电流输入到电流控制器200。
压力前馈部300，转换为对于需求制动压力的电流来输出。
这样的压力前馈部300，通过已设定的前馈增益（feedforwardgain）运算对于需求制动压力的电流并输出到电流控制器200。
这样的对于需求制动压力的电流，会被加到作为电流控制器200的输入值的参考值上。
电流控制器200，从压力控制器100接收需求扭矩，从压力前馈部300接收对于需求制动压力的电流，在对于需求扭矩的电流上加上对于需求制动压力的电流，来生成需求电流，并将对于生成的需求电流的需求电压施加到电机400上。
这样的电流控制器200，将用于满足需求电流的需求电压施加到电机400上，由此来通过制动系统500来执行制动。
具有如上所述结构的智能助力制动装置的压力控制装置，压力控制时，将根据需求制动压力与当前压力的差值的需求扭矩转换为电流，通过已设定的前馈增益（feedforwardgain）来运算对于需求制动压力的电流，在对于需求扭矩的电流上加上对于需求制动压力的电流来生成用于驱动电机400的需求电流。
图5是为了说明根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制方法的图。图6与图7是图示根据本发明的一实施例的智能助力制动系统的压力控制装置的实验波形及测量数据的图。
如图5所示，首先，通过接收根据驾驶者的踏板操作的踏板变位信号或主缸的压力变位，来判断制动需求（S10）。
此时，通过输入的踏板变位信号来运算需求制动压力（S20）。
之后，输出根据需求制动压力与当前压力的差值的需求扭矩来执行压力控制（S30）。
为了实质性地控制电机，相对于需求扭矩，按照比例地转换需求电流，来电流控制电机（S40）。
此时，需求电流的生成，首先，接收对于根据需求制动压力与当前压力的差值的需求扭矩的电流，接收通过已设定的前馈增益（feedforwardgain）运算的对于需求制动压力的电流。
之后，在对于需求扭矩的电流上加上对于需求制动压力的电流来生成需求电流。
将这样生成的对于需求电流的需求电压施加到电机400上，来生成制动压力（S50）。
通过施加的需求电压驱动电机400，来生成制动压力后，对需求制动压力与根据接收到的压力传感值的实际制动压力进行比较，当实际制动压力无法达到需求制动压力时，反复地执行压力控制（S60），当相同时，接收制动结束状态，来判断制动结束（S70）。
此时，制动结束状态可以为踏板变位信号。
如图6与图7图示的实验波形与图表所示，通过接收对于智能助力器的需求制动压力的电流与对于需求扭矩的电流来生成需求电流，由此可以实现迅速稳定的系统应答性能。
即，如图6图示的实验波形所示，加上通过已设定的前馈增益运算的对于需求制动压力的电流的情况下，比较需求制动压力图表C1与输出扭矩图表C2时，可以实现没有过冲（Overshoot）的稳定应答性能，如图7的图表所示，可以知道本发明的数据得到了显著地提升。
综上所述，智能助力器的压力控制时，按照当前的压力与需求制动压力的差值，压力控制器100会通过比例积分器，使电机400按照比例地输出最终需要输出的扭矩，这样的扭矩，因为与电流具有比例关系（1/Kt），因此可以转换为电流输入到电流控制器200。
此外，压力前馈部300，通过前馈增益（feedforwardgain），运算对于需求制动压力的电流，并输出到电流控制器200。
此时，电流控制器200会在对于需求扭矩的电流上加上对于需求制动压力的电流来生成需求电流。
这样生成的需求电流，会以用于驱动电机的需求电压的形式施加到电机400上，通过电机400驱动生成的压力，来执行制动系统5的制动。
如上所述，本发明是通过接收对于智能助力器的需求制动压力的电流与对于需求扭矩的电流，来生成需求电流，由此来实现迅速稳定的系统应答性能。
以上参照附图中所示的实施例对本发明进行了说明，但这仅仅是例示性的实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，能够从中实现多种变形及等同的其他实施例。

Claims (2)

1.一种智能助力制动系统的压力控制装置，其特征在于，包括：
压力控制器，按照当前压力与需求制动压力的差值，输出用于控制电机的需求扭矩；
压力前馈部，通过已设定的前馈增益，对所述需求制动压力的电流进行运算并输出；及
电流控制器，从所述压力控制器接收需求扭矩，从所述压力前馈部接收所述需求制动压力的电流，通过比例积分器将所述需求扭矩转换为需求扭矩的电流，并将所述需求扭矩的电流加上所述需求制动压力的电流来生成需求电流，并将所述需求电流转换为需求电压施加到电机上，来控制制动压力。
2.一种智能助力制动系统的压力控制方法，其特征在于，包括：
接收踏板变位信号的步骤；
通过所述踏板变位信号运算需求制动压力的步骤；
通过比例积分器将需求制动压力与当前压力的差值的需求扭矩转换为需求扭矩的电流的步骤；
通过已设定的前馈增益，对所述需求制动压力的电流进行运算的步骤；
所述需求扭矩的电流加上所述需求制动压力的电流来生成需求电流的步骤；
将所述需求电流转换为用于驱动电机的电压，并施加到电机上的步骤；及
根据施加到所述电机上的电压来驱动电机，由此来控制制动压力的步骤。
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