CN103122799A - 内燃机用防抱死制动检测控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的内燃机用防抱死制动检测控制装置及方法无论在何种制动操作中，都能检测出防抱死制动，确保驱动制动助力装置所需的负压。包括：检测出进气管的实际进气管压力的实际进气管压力检测单元；基于内燃机的转速和节流阀的开度、计算出推定进气管压力的推定进气管压力检测单元；计算出实际进气管压力与推定进气管压力之间的压力差的压力差计算单元；按时间对压力差进行积分的压力差积分单元；在积分值在第一判定值以上时、判定为驾驶员进行的制动操作是防抱死制动操作的防抱死制动检测单元；以及基于防抱死制动检测单元的判定结果、在进行防抱死制动操作期间进行防抱死制动用节流阀控制、除此之外、进行常规控制的节流阀控制单元。

Description

内燃机用防抱死制动检测控制装置及方法
技术领域
本发明涉及对防抱死制动(puming brake)操作进行检测的防抱死制动检测控制装置及方法，特别涉及内燃机用防抱死制动检测控制装置及方法。
背景技术
一般而言，车辆具备制动助力装置(制动助力器(brake booster))，该制动助力装置用来辅助驾驶员对制动踏板的踩踏操作力。内燃机设有用于导入空气的进气管，向内燃机的燃烧室内导入空气时，进气管中产生负压(此处指比大气压要低的压力)。制动助力装置将进气管中产生的该负压用作为动力源。将负压经由在节流阀(throttle valve)下游侧从进气管分支出来的制动导压管，导入制动助力装置。然后，与制动踏板的踩踏量相对应的负压作用于调整阀，从而辅助制动踏板的踩踏操作力，其中该调整阀在制动助力装置内的空气压力下工作。
为了驱动上述制动助力装置，断开节流阀以确保负压。但是，当进行驾驶员重复进行踩踏制动踏板的操作的防抱死制动操作时，由于将空气从制动助力装置导入到进气管，因此，进气管内的压力变成大气压力，难以确保驱动制动助力装置所需的负压。因此，制动助力装置无法对制动的踩踏操作力进行辅助，驾驶员会感到不舒服。另外，所谓防抱死制动操作是驾驶员的一种驾驶技术，重复以下动作：即，如在冻结的路面或雪地上行驶等时，不是一下子踩踏制动踏板，而是缓缓踩踏，车轮开始滑动后，稍微释放对制动踏板的踩踏，再进行踩踏。通过防止车轮锁死，能使制动时的制动距离缩短至最小限度。
作为检测出防抱死制动操作的方法，专利文献1所记载的车载内燃机的负压控制装置中，基于从进行了制动操作后到下一次进行制动操作为止的时间，检测出是否是防抱死制动操作。
专利文献1：日本国专利特开2000－110606号公报
发明内容
在上述专利文献1中，基于制动踏板的踩踏量，对制动开关的接通/断开进行判定。即，制动踏板的踩踏量为“0”时，判定为制动开关断开，制动踏板的踩踏量为“0”以外的值时，判定为制动开关接通。但是，制动开关一般会产生颤动。例如，在制动操作中释放制动踏板时，由于制动踏板的变动，制动开关会产生颤动。由此，会误判定制动开关的接通/断开，结果，会误判定为驾驶员在进行防抱死制动操作。因而，在常规控制中，对制动开关的判定设置延迟。
但是，在设置延迟的情况下，即使制动开关从接通切换到断开(或者相反，从断开切换到接通)，也会因延迟而导致忽略该制动开关的接通/断开，有可能无法检测出防抱死制动操作。结果，空气从制动助力装置导入到进气管，因此，进气管内的压力发生压力变化而成为大气压力，难以确保驱动制动助力装置所需的负压。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供无论在何种制动操作中，都能检测出是否为防抱死制动操作、能确保驱动制动助力装置所需的负压的内燃机用防抱死制动检测控制装置及方法。
本发明涉及内燃机用防抱死制动检测控制装置，其包括：实际进气管压力检测单元，该实际进气管压力检测单元基于进气管压力传感器检测出的检测值，检测出向内燃机提供空气的进气管的实际进气管压力；推定进气管压力检测单元，该推定进气管压力检测单元基于所述内燃机的转速和节流阀的开度，计算出推定进气管压力；压力差计算单元，该压力差计算单元计算出所述实际进气管压力检测单元检测出的所述实际进气管压力与所述推定进气管压力检测单元计算出的推定进气管压力之间的压力差；压力差积分单元，该压力差积分单元按时间对所述压力差计算单元计算出的所述压力差进行积分；防抱死制动检测单元，该防抱死制动检测单元在所述压力差积分单元计算出的所述积分值在预先设定的第一判定值以上时，判定为驾驶员进行的制动操作是防抱死制动操作；以及节流阀控制单元，该节流阀控制单元基于所述防抱死制动检测单元的判定结果，在进行防抱死制动操作期间对设置在所述进气管内的节流阀进行防抱死用的控制，除此之外，对所述节流阀进行常规控制。
由于本发明涉及内燃机用防抱死制动检测控制装置，其包括：实际进气管压力检测单元，该实际进气管压力检测单元基于进气管压力传感器检测出的检测值，检测出向内燃机提供空气的进气管的实际进气管压力；推定进气管压力检测单元，该推定进气管压力检测单元基于所述内燃机的转速和节流阀的开度，计算出推定进气管压力；压力差计算单元，该压力差计算单元计算出所述实际进气管压力检测单元检测出的所述实际进气管压力与所述推定进气管压力检测单元计算出的推定进气管压力之间的压力差；压力差积分单元，该压力差积分单元按时间对所述压力差计算单元计算出的所述压力差进行积分；防抱死制动检测单元，该防抱死制动检测单元在所述压力差积分单元计算出的所述积分值在预先设定的第一判定值以上时，判定为驾驶员进行的制动操作是防抱死制动操作；以及节流阀控制单元，该节流阀控制单元基于所述防抱死制动检测单元的判定结果，在进行防抱死制动操作期间对设置在所述进气管内的节流阀进行防抱死用的控制，除此之外，对所述节流阀进行常规控制，因此，无论在何种制动操作中，都能检测出是否为防抱死制动操作，从而确保驱动制动助力装置所需的负压。
附图说明
图1是表示设有本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置的车辆的结构的结构图。
图2是表示相对于本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置的制动踩踏量的、制动开关的状态的特性图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置中的处理步骤的流程图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置中的运行状态的流程图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置中的推定的进气管压力的特性图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置的发明结构图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示设有本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置的车辆的结构的图。在图1中，标号1是内燃机。标号8是检测出内燃机1的转速的转速传感器。转速传感器8将与检测出的转速相对应的信号送至ECU10。标号6是向内燃机1的燃烧室提供空气的进气管。标号7是进气管压力传感器，用来检测出进气管6内的压力，从而检测出流过进气管6的空气量。进气管压力传感器7将与检测出的进气管6内的压力相对应的信号送至ECU10。标号9是对流过进气管6的空气量进行调节的节流阀(即throttle valve)。
ECU10通过输入输出接口10e接收内燃机1的转速的信息等，计算内燃机1所需的燃料量等，并且经由驱动电路10f对节流阀9等进行控制。ECU10内置有随时存储和更新来自各种传感器的信息或内燃机1的控制状态的可读写存储器(RAM)10a、存储有各种控制程序或控制信息的只读存储器(ROM)10b、以及根据ROM10b内的控制程序进行各种运算及各种控制的中央运算处理装置(CPU)10c等。
另外，本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置包括ECU10。
如图1所示，在进气管6中，在节流阀9的下游设有进气管6的分支、即制动导压管5。制动导压管5与制动助力装置3相连接。制动助力装置3减轻驾驶员进行对制动踏板2的踩踏操作时的操作力。制动助力装置3利用内燃机1运行时在进气管6中产生的负压，来驱动与制动助力装置3相连接的制动油压配管4。从而，利用制动助力装置3将驾驶员的制动操作力和负压转换成油压，将该油压通过制动油压配管4传送至各车轮的制动器主体。
制动踏板2中具有检测制动踏板2的踩踏操作的制动开关2a，根据制动踏板2的踩踏量，制动开关2a对接通/断开进行切换。制动开关2a经由输入输出接口10e将表示接通/断开的信号输入到ECU10。图2是表示制动踩踏量和制动开关2a的接通/断开之间的关系的特性图。在图2所示的一个例子中，当驾驶员踩踏制动踏板2、制动踩踏量超过R103的情况下，制动开关2a被判定为接通。接下来，当驾驶员减弱对制动踏板2的踩踏力、制动踩踏量成为R102的情况下，制动开关2a依旧被判定为接通。当驾驶员进一步减弱踩踏力、制动踩踏量成为R101以下的情况下，制动开关2a被判定为断开。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置的结构的图。如图6所示，内燃机用防抱死制动检测控制装置包括：实际进气管压力检测单元11、推定进气管压力检测单元12、压力差计算单元13、压力差积分单元14、防抱死制动检测单元15、以及节流阀控制单元16。
实际进气管压力检测单元11基于进气管压力传感器7的实际测量值(检测值)，来检测进气管6内的实际压力。
推定进气管压力检测单元12基于转速传感器8检测出的内燃机1的转速与节流阀开度传感器(未图示)检测出的节流阀9的开度，来计算出进气管6内的压力的推定值。
压力差计算单元13计算出实际进气管压力检测单元11检测出的实际压力值与推定进气管压力检测单元12计算出的推定值之差(压力差)。
压力差积分单元14按时间对压力差计算单元13计算出的压力差进行积分。
防抱死制动检测单元15基于压力差积分单元14求出的积分值，对有无防抱死制动操作进行判定。即，将该积分值与预先设定的规定的判定值(阈值)相比较，在该积分值为判定值以上的情况下，判定为有防抱死制动操作。
节流阀控制单元16基于防抱死制动检测单元15的判定结果，来控制节流9。即，当防抱死制动检测单元15判定为没有防抱死制动操作的情况下，节流阀控制单元16进行常规节流阀控制。另一方面，当防抱死制动检测单元15判定为有防抱死制动操作的情况下，进行防抱死制动用的节流阀控制。
图3是表示本发明的实施方式1中的内燃机用防抱死制动检测控制装置的处理步骤的流程图。该处理是主程序中的一个处理，是在接通作为电源开关(省略图示)的钥匙开关后反复进行的处理。接通钥匙开关后，启动图3的流程图的处理。
首先，在步骤S1中，ECU10的实际进气管压力检测单元11根据进气管压力传感器7的实际测量值(检测值)，检测出进气管6内的实际压力(以下，称作实际进气管压力A)。
接着，在步骤S2中，ECU10的推定进气管压力检测单元12基于转速传感器8检测出的内燃机1的转速与节流阀9的开度，来计算出进气管6内压力的推定值。推定进气管压力检测单元12具有图5所示的、用来求出进气管6内压力推定值的表。该表中预先设定了与内燃机1的转速值及节流阀9的开度值分别相对应的推定进气管压力值。另外，图5的曲线图中的各实线表示“推定进气管压力”，以“大气压(侧)”及“真空(侧)”来表示其状态。图5的曲线图中存在8条实线，它们分别表示每个一定空气量(g/sec)的“推定进气管压力”，从左到右，空气量(一定)依次为“10g/sec”、“20g/sec”、“30g/sec”、“40g/sec”、“50g/sec”、“60g/sec”、“70g/sec”、“80g/sec”，越往右空气量越大。由于空气量与进气管压力之间存在相关关系，因此，例如，在空气量为30g/sec(一定)的情况下，若发动机转速为低转速，则推定进气管压力是大气压侧的压力，若发动机转速为高转速，则推定进气管压力是真空侧的压力。此外，在相同条件(空气量为30g/sec(一定))下，若节流阀开度处于接通侧，则推定进气管压力是大气压力侧的压力，若处于断开侧，则推定进气管压力是真空侧的压力。在其它空气量(一定)的情况下，如图5的曲线图的各实线所示，也有同样的倾向。由此，若参照图5的表，则能基于内燃机1的转速值及节流阀9的开度值，唯一地求出推定进气管压力的值。推定进气管压力检测单元12利用该表，根据内燃机1的转速及节流阀9的开度，计算出进气管6内的压力的推定值(以下，称作推定进气管压力B)。
接着，在步骤S3中，ECU10的压力差计算单元13利用下式(1)，计算出实际进气管压力A与推定进气管压力B之间的压力差C。将这些信息存储到RAM10a。
(压力差C)＝(实际进气管压力A)－(推定进气管压力B)···(1)
接着，在步骤S4中，ECU10的压力差积分单元14利用下式(2)，按一定时间t(t1时刻到t2时刻的时间)对压力差C进行积分，计算出积分值D。一定时间t例如为内燃机1旋转一周的时间。
【数学式1】
D = ∫ t 1 t 2 C ( t ) dt . . . ( 2 )
接着，在步骤S5中，ECU10的防抱死制动检测单元15对步骤S4求出的积分值D是否在判定值N1以上进行检测。若积分值D在判定值N1以上，则前进到步骤S7。在步骤S7中，防抱死制动检测单元15判定为防抱死制动操作已开始，前进到步骤S10。此处，判定值N1的值是基于驱动制动助力装置3所需的最小负压值来预先设定的值。
另一方面，在步骤S5中，在判定为积分值D小于判定值N1的情况下，前进到步骤S6。
在步骤S6中，ECU10的防抱死制动检测单元15对步骤S4求出的积分值D是否小于判定值N2进行检测，若积分值D小于判定值N2，则在步骤S8中判定为防抱死制动操作结束，前进到步骤S10。此处，将判定值N2设定成为对判定值N1设置了延迟的值(例如，判定值N1的80％的设定值)。因而，判定值N2小于判定值N1。
另一方面，在步骤S6中，在判定为积分值D在判定值N2以上的情况下，前进到步骤S9，防抱死制动检测单元15判定为正在进行防抱死制动操作，前进到步骤S10。
接着，在防抱死制动检测单元15在步骤S10中判定为防抱死制动开始(步骤S7)或正在进行防抱死制动操作(步骤S9)的情况下，在步骤S11中，节流阀控制单元16进行防抱死制动用的节流阀控制。即，节流阀控制单元16按照与从制动助力装置3流入到进气管6的空气量相对应的压力，将节流阀9控制成处于闭合侧，以确保用于驱动制动助力装置3的负压。另一方面，在步骤S10中，判定为不是防抱死制动操作(步骤S8)的情况下，在步骤S12中，节流阀控制单元16进行常规节流阀控制。
由此，当压力差积分单元14所计算出的积分值D在判定值N1以上时，防抱死制动检测单元15判定为防抱死制动操作已开始，之后，在积分值D小于判定值N2之前，判定为正在进行防抱死制动操作，当积分值D小于判定值N2时，判定为防抱死制动操作结束。
图4是与上述说明相对应的、横轴为时间的时序图。在图4中，V1表示驾驶员的制动操作、V2表示制动开关2a的状态、V3表示防抱死制动判定、V4表示进气管6内的压力(实际压力及推定值)、V5表示压力差积分单元14计算出的积分值、V6表示内燃机1的转速、V7表示节流阀9的开度。
制动操作(V1)表示驾驶员对制动踏板2的踩踏操作。根据制动操作(V1)，在定时T1，防抱死制动操作开始，在定时T3，防抱死制动操作结束。在防抱死制动操作期间(定时T1～T3的区间)，图4的制动操作(V1)的“踩踏”是超过图2所示R103的、驾驶员踩踏制动踏板2的情况，图4的“释放”是将对制动踏板2的踩踏量减弱到图2所示R102的情况。防抱死制动期间以外(定时T1以前及定时T3以后)的“释放”是使制动踏板2的踩踏操作量小于R101的情况。
制动开关(V2)表示与制动操作(V1)相应的、图2所示的制动开关2a的状态。在防抱死制动操作期间(定时T1～T3的区间)，维持接通状态。
进气管压力(V4)表示实际进气管压力值及推定进气管压力值。与制动操作(V1)中制动踏板2的踩踏量相对应，空气从制动助力装置3流入进气管6，因此，实际进气管压力朝大气压侧上升。此外，由于进气管6的压力上升，因此，内燃机1的转速(V6)上升，根据图5的表，推定进气管压力朝真空侧下降。
积分值(V5)是进气管压力(V4)的实际进气管压力值及推定进气管压力值的压力差、以及由内燃机1的转速来决定的规定时间t的积分结果。
对于防抱死制动判定(V3)，在积分值(V5)为判定值N1以上时(定时T2)，防抱死制动判定成立，在积分值(V5)小于判定值N2时(定时T4)，防抱死制动判定不成立。
防抱死制动判定(V3)成立的情况下(定时T2)，节流阀开度(V7)按照与从制动助力装置3流入到进气管6的空气量相对应的压力，将节流阀9控制到断开侧，从而确保制动助力装置3的负压。防抱死制动判定(V3)不成立的情况下(定时T4)，对节流阀9实施常规节流阀开度控制。
因而，根据本实施方式，无论在何种制动操作中，都能检测出防抱死制动，能确保驱动制动助力装置3所需的负压。
如上所述，由于本发明所涉及的内燃机用防抱死制动检测控制装置包括：实际进气管压力检测单元11，该实际进气管压力检测单元11基于进气管压力传感器7检测出的检测值，检测出向内燃机1提供空气的进气管6的实际进气管压力；推定进气管压力检测单元12，该推定进气管压力检测单元12基于内燃机1的转速和节流阀9的开度，计算出推定进气管压力；压力差计算单元13，该压力差计算单元13计算出实际进气管压力检测单元11检测出的实际进气管压力与推定进气管压力检测单元12计算出的推定进气管压力之间的压力差；压力差积分单元14，该压力差积分单元14按时间对压力差计算单元13计算出的压力差进行积分；防抱死制动检测单元15，该防抱死制动检测单元15在压力差积分单元14计算出的积分值D在判定值N2以上时，判定为防抱死制动操作开始，之后，在积分值D小于判定值N2时，判定为防抱死制动操作结束，其中判定值N2小于判定值N1；以及节流阀控制单元16，该节流阀控制单元16基于防抱死制动检测单元15的判定结果，在进行防抱死制动操作期间对设置在进气管6内的节流阀9进行防抱死用的控制，除此之外，对所述节流阀9进行常规控制，对基于内燃机1的转速和节流阀的开度的推定进气管压力与实际进气管压力的差分进行积分，在积分值D在判定值N1以上时，判定为防抱死制动，因此，无论在何种制动操作中，都能检测出防抱死制动，确保驱动制动助力装置所需的制动负压。
标号说明
1   内燃机
2   制动踏板
2a  制动开关
3   制动助力装置
4   制动油压配管
5   制动导压管
6   进气管
7   进气管压力传感器
8   转速传感器
9   节流阀
10  ECU
10a RAM
10b ROM
10c CPU
10e 输入输出接口
10f 驱动电路

Claims (3)

1.一种内燃机用防抱死制动检测控制装置，其特征在于，包括：
实际进气管压力检测单元，该实际进气管压力检测单元基于进气管压力传感器检测出的检测值，检测出向内燃机提供空气的进气管的实际进气管压力；
推定进气管压力检测单元，该推定进气管压力检测单元基于所述内燃机的转速和设置在所述进气管内的节流阀的开度，计算出推定进气管压力；
压力差计算单元，该压力差计算单元计算出所述实际进气管压力检测单元检测出的所述实际进气管压力与所述推定进气管压力检测单元计算出的推定进气管压力之间的压力差；
压力差积分单元，该压力差积分单元按时间对所述压力差计算单元计算出的所述压力差进行积分；
防抱死制动检测单元，该防抱死制动检测单元在所述压力差积分单元计算出的积分值在预先设定的第一判定值以上时，判定为驾驶员进行的制动操作是防抱死制动操作；以及
节流阀控制单元，该节流阀控制单元基于所述防抱死制动检测单元的判定结果，在进行防抱死制动操作期间对所述节流阀进行防抱死用的控制，除此之外，对所述节流阀进行常规控制。
2.如权利要求1所述的内燃机用防抱死制动检测控制装置，其特征在于，
所述压力差积分单元计算出的所述积分值在预先设定的第一判定值以上时，所述防抱死制动检测单元判定为防抱死制动操作开始，之后，所述积分值小于预先设定的第二判定值时，所述防抱死制动检测单元判定为所述防抱死制动操作结束，其中所述第二判定值比所述第一判定值要小。
3.一种内燃机用防抱死制动检测控制方法，其特征在于，包括：
实际进气管压力检测步骤，该实际进气管压力检测步骤基于进气管压力传感器检测出的检测值，检测出向内燃机提供空气的进气管的实际进气管压力；
推定进气管压力检测步骤，该推定进气管压力检测步骤基于内燃机的转速和设置在所述进气管内的节流阀的开度，计算出推定进气管压力；
压力差计算步骤，该压力差计算步骤计算出所述实际进气管压力检测步骤检测出的所述实际进气管压力与所述推定进气管压力检测步骤计算出的推定进气管压力之间的压力差；
压力差积分步骤，该压力差积分步骤按时间对所述压力差计算步骤计算出的所述压力差进行积分；
防抱死制动检测步骤，该防抱死制动检测步骤在所述压力差积分单元计算出的积分值在预先设定的第一判定值以上时，判定为驾驶员进行的制动操作是防抱死制动操作；以及
节流阀控制步骤，该节流阀控制步骤基于所述防抱死制动检测步骤的判定结果，在进行防抱死制动操作期间对所述节流阀进行防抱死用的控制，除此之外，对所述节流阀进行常规控制。
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