TWI760195B - 電液壓煞車系統 - Google Patents

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TWI760195B
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陳柏全
柯人文
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國立臺北科技大學
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Abstract

一種電液壓煞車系統包含一電液壓煞車模組及一控制單元,該電液壓煞車模組包括一第一常開型主油閥、一第三常閉型隔離閥、一第一止回閥、一第二止回閥、一馬達泵、一第五常開型進油閥、一第三止回閥、及一第六常閉型出油閥。該控制單元控制該電液壓煞車模組操作在一增壓模式或一減壓模式,並分別以一第五控制信號控制該第五常開型進油閥通電或不通電,而改變一煞車分泵所增加的液壓大小,及一第一控制信號控制該第一常開型主油閥通電或不通電,以改變該煞車分泵所減少的液壓大小。

Description

電液壓煞車系統
本發明是有關於一種煞車系統,特別是指一種藉由脈寬調變信號控制開關型電磁閥以取代線性電磁閥的電液壓煞車系統。
隨著科技的進步與發展,自動跟車或自動緊急煞車的功能也逐漸廣泛地應用於現在汽車的輔助配備之中。而這些輔助駕駛的功能普遍需要仰賴行車電腦對於行車狀況的判讀,以控制一電液壓煞車模組在適當時機對車輛執行對應的煞車功能。現有的電液壓煞車模組是藉由線性電磁閥來控制煞車流路的導通程度,以達到控制煞車分泵的壓力大小。然而,線性電磁閥卻具有成本較高,且體積較大的特性。因此,是否存有其他的電液壓煞車模組及對應的控制方法來取代現有的電液壓煞車模組,便成為一個待解決的問題。
因此,本發明的目的,即在提供一種藉由脈寬調變信號控制開關型電磁閥的電液壓煞車系統。
於是,本發明提供一電液壓煞車系統,適用於一煞車油油壺、一煞車分泵、及一幫浦馬達,並包含一電液壓煞車模組及一控制單元。該電液壓煞車模組包括一第一常開型主油閥、一第三常閉型隔離閥、一第一止回閥、一第二止回閥、一馬達泵、一第五常開型進油閥、一第三止回閥、及一第六常閉型出油閥。
該第一常開型主油閥及一第三常閉型隔離閥都包括連接該煞車油油壺的一第一端、一第二端、及電連接該控制單元的一控制端。該第一止回閥包括連接該第一常開型主油閥的該第一端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥的該第二端的一輸出端。該第二止回閥包括一輸入端,及連接該第三常閉型隔離閥的該第二端的一輸出端。該馬達泵受到該幫浦馬達的運轉而驅動,並包括連接該第三常閉型隔離閥的該第二端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥的該第二端的一輸出端。
該第五常開型進油閥包括連接該第一常開型主油閥的該第二端的一第一端、連接該煞車分泵的一第二端、及電連接該控制單元的一控制端。該第三止回閥包括連接該第五常開型進油閥的該第二端的一輸入端,及連接該第五常開型進油閥的該第一端的一輸出端。該第六常閉型出油閥包括連接該第二止回閥的該輸入端的一第一端、連接該煞車分泵的一第二端、及電連接該控制單元的一控制端。
其中,該電液壓煞車模組受到該控制單元的控制而操作在一增壓模式或一減壓模式。當在該增壓模式時,該控制單元控制該第一常開型主油閥及該第三常閉型隔離閥保持通電,且控制該第六常閉型出油閥保持不通電,且產生一第五控制信號控制該第五常開型進油閥通電或不通電,以改變該煞車分泵所增加的液壓大小。
當在該減壓模式時,該控制單元控制該第三常閉型隔離閥、該第五常開型進油閥、及該第六常閉型出油閥保持不通電,且產生一第一控制信號控制該第一常開型主油閥通電或不通電,以改變該煞車分泵所減少的液壓大小。
在一些實施態樣中,其中,當在該增壓模式時,該控制單元所產生的該第五控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第五佔空比及一操作週期,並在每一該操作週期的一持壓區間,控制該第五常開型進油閥通電以維持該煞車分泵的液壓大小,且在每一該操作週期的一增壓區間,控制該第五常開型進油閥不通電以增加該煞車分泵的液壓大小。該第五佔空比相關於該煞車分泵所增加的液壓大小。
在一些實施態樣中,其中,當在該減壓模式時,該控制單元所產生的該第一控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第一佔空比及該操作週期,並在每一該操作週期的另一持壓區間,控制該第一常開型主油閥通電以維持該煞車分泵的液壓大小,且在每一該操作週期的一減壓區間,控制該第一常開型主油閥不通電以減少該煞車分泵的液壓大小。該第一佔空比相關於該煞車分泵所減少的液壓大小。
在一些實施態樣中,其中,該控制單元包括一模糊控制器,該模糊控制器包含一減速度誤差歸屬函數及一減速度誤差變化量歸屬函數,該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數都包括七個三角形。該控制單元計算一減速度目標值減去一當前減速度估測值等於一當前減速度誤差值,且根據該當前減速度誤差值計算相鄰取樣時間的一減速度誤差變化量,並將該當前減速度誤差值及該減速度誤差變化量分別輸入該模糊控制器的該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數,以獲得一理想增減壓百分比,再根據該理想增減壓百分比產生該第一控制信號或該第五控制信號。
在一些實施態樣中,其中,在該減速度誤差變化量歸屬函數中,分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是-1、-2/3、-1/3、0、1/3、2/3、及1,在該減速度誤差歸屬函數中,分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO )、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是大於等於-1、大於-2/3、大於-1/3、0、大於1/3、大於2/3、1。
在一些實施態樣中,其中,該第五佔空比等於該第五控制信號的該持壓區間/該操作週期,該第一佔空比等於該第一控制信號的該持壓區間/該操作週期。該控制單元執行一第一控制方法,該第一控制方法包含步驟S1~S4。
於步驟S1,當判斷該理想增減壓百分比等於0,或判斷該當前減速度誤差值的絕對值小於一第一閥值時,執行步驟S2。
於步驟S2,控制在該增壓模式時的該第五控制信號的該佔空比等於100%,且控制在該減壓模式時的該第一控制信號的該佔空比等於100%,接著,執行步驟S3。
於步驟S3,當判斷該當前減速度誤差值的絕對值小於一第二閥值時,執行步驟S2。而當判斷該當前減速度誤差值的絕對值大於該第二閥值時,執行步驟S4。該第二閥值大於該第一閥值。
於步驟S4,當判斷一車輛縱向速度是不等於0時,執行步驟S1。而當判斷該車輛縱向速度是等於0時,結束。
在一些實施態樣中,其中,該第一控制方法還包含步驟S5~S7。於步驟S1,當判斷該理想增減壓百分比不等於0,且判斷該當前減速度誤差值的絕對值大於等於該第一閥值時,執行步驟S5。
於步驟S5,當判斷該理想增減壓百分比大於0時,執行步驟S6,當判斷該理想增減壓百分比小於等於0時,執行步驟S7。
於步驟S6,控制該電液壓煞車模組操作在該增壓模式,且控制該第五控制信號的該佔空比等於100%減去該理想增減壓百分比,接著,執行步驟S4。
於步驟S7,控制該電液壓煞車模組操作在該減壓模式,且控制該第一控制信號的該佔空比等於100%加上該理想增減壓百分比,接著,執行步驟S4。
在一些實施態樣中,其中,該控制單元以一時間窗格隨著取樣時間儲存多個該當前減速度估測值,並計算對應每一車輪的多個滑差估測值,並在最新的該當前減速度估測值不再變小時,將此時的該當前減速度估測值等於一最大減速度值且將對應的該滑差估測值等於一滑差最佳值,並執行一第二控制方法。該第二控制方法包含步驟S21~S28。
於步驟S21,將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於一減速度命令初始值,初始時的該滑差最佳值等於一滑差經驗值,接著,執行步驟S22。
於步驟S22,當判斷獲得該最大減速度值及對應的該滑差最佳值時,執行步驟S23,當判斷未獲得該最大減速度值及對應的該滑差最佳值時,執行步驟S21。
於步驟S23,將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於該最大減速度值,接著,執行步驟S24。
於步驟S24,當判斷任何其中一個該車輪的該滑差估測值小於該滑差最佳值且該滑差估測值的一變化率小於0時,執行步驟S25,否則,執行步驟S23。
於步驟S25,將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於該當前減速度估測值,且將一鎖死旗標值由0改為1,接著,執行步驟S26。
於步驟S26,當判斷每一該車輪的該滑差估測值的該變化率大於0時,執行步驟S27,否則,執行步驟S25。
於步驟S27,將該鎖死旗標值由0改為1,接著,執行步驟S28。
於步驟S28,當判斷該車輛縱向速度等於0時,結束,而當判斷該車輛縱向速度不等於0時,執行步驟S27。
其中,當該鎖死旗標值等於1時,該控制單元控制該電液壓煞車模組操作在該減壓模式的該減壓區間,而當該鎖死旗標值等於0時,該控制單元執行該第一控制方法以獲得該第一佔空比及該第五佔空比。
本發明的功效在於:藉由該控制單元在該增壓模式時,以該第五控制信號的佔空比,改變該煞車分泵所增加的液壓大小,且在該減壓模式時,以該第一控制信號的佔空比,改變該煞車分泵所減少的液壓大小,進而實現一種藉由脈寬調變信號控制開關型電磁閥以取代線性電磁閥,且達到相近似的控制效果的電液壓煞車系統。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明電液壓煞車系統之一實施例,適用於一煞車油油壺1、一煞車總泵端2、一幫浦馬達3、及四煞車分泵41~44,並包含一電液壓煞車模組5及一控制單元6。該電液壓煞車模組5包括一第一常開型主油閥V1、一第二常開型主油閥V2、一第三常閉型隔離閥V3、一第四常閉型隔離閥V4、一第五常開型進油閥V5、一第八常開型進油閥V8、一第九常開型進油閥V9、一第十二常開型進油閥V12、一第六常閉型出油閥V6、一第七常閉型出油閥V7、一第十常閉型出油閥V10、一第十一常閉型出油閥V11、一第一止回閥51、一第二止回閥52、一第三止回閥53、一第四止回閥54、一第五止回閥55、一第六止回閥56、一第七止回閥57、一第八止回閥58、及二馬達泵71、72。
該四煞車分泵41~44分別是對應設置於一個四輪車(如汽車)的左前輪、右前輪、左後輪、及右後輪。該煞車總泵端2以一機械式煞車連桿91連接一煞車踏板92。該第一常開型主油閥V1、該第二常開型主油閥V2、該第三常閉型隔離閥V3、該第四常閉型隔離閥V4、該第五常開型進油閥V5、該第八常開型進油閥V8、該第九常開型進油閥V9、該第十二常開型進油閥V12、該第六常閉型出油閥V6、該第七常閉型出油閥V7、該第十常閉型出油閥V10、及該第十一常閉型出油閥V11都是屬於一種開關型電磁閥。此外,由於該電液壓煞車模組5所包括的組件及油路迴路成對稱性。因此,為方便說明起見,以下僅以其中的該第一常開型主油閥V1、該第三常閉型隔離閥V3、該第一止回閥51、該第二止回閥52、該馬達泵71、該第五常開型進油閥V5、該第三止回閥53、及該第六常閉型出油閥V6作詳細地說明。
該第一常開型主油閥V1及該第三常閉型隔離閥V3都包括連接該煞車油油壺1的一第一端、一第二端、及電連接該控制單元6的一控制端。該第一止回閥51包括連接該第一常開型主油閥V1的該第一端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥V1的該第二端的一輸出端。該第二止回閥52包括一輸入端,及連接該第三常閉型隔離閥V3V3的該第二端的一輸出端。
該馬達泵71受到該幫浦馬達3的運轉而驅動,並包括連接該第三常閉型隔離閥V3的該第二端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥V1的該第二端的一輸出端。在本實施例中,該幫浦馬達3以固定的轉速持續地保持運轉,而在其他的實施例中,並不以此為限。
該第五常開型進油閥V5包括連接該第一常開型主油閥V1的該第二端的一第一端、連接該煞車分泵41的一第二端、及電連接該控制單元6的一控制端。該第三止回閥53包括連接該第五常開型進油閥V5的該第二端的一輸入端,及連接該第五常開型進油閥V5的該第一端的一輸出端。該第六常閉型出油閥V6包括連接該第二止回閥52的該輸入端的一第一端、連接該煞車分泵41的一第二端、及電連接該控制單元6的一控制端。
該控制單元6例如是一行車電腦,並控制該電液壓煞車模組5操作在一增壓模式或一減壓模式。當在該增壓模式時,該控制單元6控制該第一常開型主油閥V1及該第三常閉型隔離閥V3保持通電,且控制該第六常閉型出油閥V6保持不通電,且產生一第五控制信號控制該第五常開型進油閥V5通電或不通電,以改變該煞車分泵41所增加的液壓大小。
參閱圖1與圖2,更詳細地說,當在該增壓模式時,該控制單元6所產生的該第五控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第五佔空比及一操作週期。在本實施例中,該操作週期等於0.01秒,但在其他的實施例中,該操作週期也可以大於0.01秒,也就是說,對應該操作週期的工作頻率是小於100Hz,以配合該實施例所使用的這種開關型電磁閥的響應速度。該操作週期等於在前的一持壓區間加上在後的一增壓區間。
在每一該操作週期的該持壓區間,該控制單元6控制該第五常開型進油閥V5通電維持該煞車分泵41的液壓大小(如圖2的(a))。而在每一該操作週期的該增壓區間,該控制單元6控制該第五常開型進油閥V5不通電以增加該煞車分泵41的液壓大小(如圖2的(b),虛線為加壓方向)。在本實施例中,該第五佔空比等於該第五控制信號的該持壓區間/該操作週期。舉例來說,該第五佔空比等於0%時,該煞車分泵41所增加的液壓為最大,即對應的液壓建立過程中的斜率也越大,而隨著該第五佔空比越來越大,對應的該煞車分泵41所增加的液壓也越來越小,即對應的液壓建立過程中的斜率也越小。
當在該減壓模式時,該控制單元6控制該第三常閉型隔離閥V3、該第五常開型進油閥V5、及該第六常閉型出油閥V6保持不通電,且產生一第一控制信號控制該第一常開型主油閥V1通電或不通電,以改變該煞車分泵41所減少的液壓大小。
參閱圖1與圖3,更詳細地說,當在該減壓模式時,該控制單元6所產生的該第一控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第一佔空比及該操作週期,該操作週期等於在前的另一持壓區間加上在後的一減壓區間。
在每一該操作週期的該另一持壓區間,該控制單元6控制該第一常開型主油閥V1通電維持該煞車分泵41的液壓大小(如圖3的(a))。而在每一該操作週期的該減壓區間,該控制單元6控制該第一常開型主油閥51不通電以減少該煞車分泵41的液壓大小(如圖3的(b),虛線為洩壓方向),在本實施例中,該第一佔空比等於該第一控制信號的該持壓區間/該操作週期。舉例來說,該第一佔空比等於0%時,該煞車分泵41所減少的液壓為最大,即對應的液壓釋放過程中的斜率也越大,而隨著該第一佔空比越來越大,對應的該煞車分泵41所減少的液壓也越來越小,即對應的液壓釋放過程中的斜率也越小。
另外要特別補充說明的是:為使圖1的標示清楚起見,省略該控制單元6所產生的該第一控制信號至該第一常開型主油閥V1的該控制端的一連接線、該第五控制信號至該第五常開型進油閥V5的該控制端的另一連接線、及其他多個控制信號分別至對應的該第二常開型主油閥V2、該第三常閉型隔離閥V3、該第四常閉型隔離閥V4、該第六常閉型出油閥V6、該第七常閉型出油閥V7、該第八常開型進油閥V8、該第九常開型進油閥V9、該第十常閉型出油閥V10、該第十一常閉型出油閥V11、與該第十二常開型進油閥V12的另外多個連接線。
參閱圖1,該控制單元6包括一模糊控制器61,該模糊控制器61包含一減速度誤差歸屬函數及一減速度誤差變化量歸屬函數,該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數都包括七個三角形。再參閱圖4,示例性地說明該減速度誤差變化量歸屬函數的一種態樣,其中,橫軸是一減速度誤差變化量,介於-1與1之間,縱軸是減速度誤差變化量歸屬函數值,且分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是-1、-2/3、-1/3、0、1/3、2/3、及1。再參閱圖5,示例性地說明該減速度誤差歸屬函數的一種態樣,其中,橫軸是一當前減速度誤差值,介於-1與1之間,縱軸是減速度誤差之歸屬函數值,且分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是大於等於-1、大於-2/3、大於-1/3、0、大於1/3、大於2/3、1。
要特別說明的是:對應正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該三個三角形是對應該增壓模式,而對應負大(NB)、負中(NM)、及負小(NS)的該三個三角形是對應該減壓模式。由於該電液壓煞車模組5在增壓時受到分泵油壓阻力的影響,所以相較於減壓時需要更多的補償量,故將歸屬函數向1靠近。相反地,減壓時受到分泵高壓端且油壺為低壓端的影響,故補償量所需較少,則向原點靠近。此外,在本實施例中,為避免系統碰上減速度誤差值過小的情況且仍需較大的減壓量,故將負值範圍縮小(例如是-0.9)。而在其他的實施例中,該負值範圍也可以保持在-1。
該控制單元6計算一減速度目標值減去一當前減速度估測值等於該當前減速度誤差值,且根據相鄰取樣時間的兩次該當前減速度誤差值的差值,計算出該減速度誤差變化量,並將該當前減速度誤差值及該減速度誤差變化量分別輸入該模糊控制器61的該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數,以獲得一理想增減壓百分比,再根據該理想增減壓百分比產生該第一控制信號或該第五控制信號。另外要特別補充說明的是:該當前減速度誤差值及該減速度誤差變化量被輸入至該模糊控制器61之後,通常會經過大小的調整,再分別輸入至該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數,且所對應的輸出值也通常會經過大小的調整,才等於該理想增減壓百分比。
參閱圖1與圖6,更詳細地說,該控制單元6執行一第一控制方法,以產生該第一控制信號或該第五控制信號。該第一控制方法包含步驟S1~S7。
於步驟S1,該控制單元6判斷是否符合一第一條件。該第一條件是該理想增減壓百分比等於0,或該當前減速度誤差值的絕對值小於一第一閥值,在本實施例中,該第一閥值是0.1,而在其他的實施例中,也可以是其他接近0的數值。當判斷符合該第一條件時,執行步驟S2。而當判斷不符合該第一條件時,執行步驟S5。
於步驟S2,控制在該增壓模式時的該第五控制信號的該佔空比等於100%,且控制在該減壓模式時的該第一控制信號的該佔空比等於100%。也就是都保持操作在對應的該持壓區間。接著,執行步驟S3。
於步驟S3,該控制單元6判斷是否符合一第二條件。該第二條件是該當前減速度誤差值的絕對值大於一第二閥值,在本實施例中,該第二閥值是0.3,以避免減速度控制過程中系統快速切換而導致油壓沒有明顯的變化量進而形成虛功。而在其他的實施例中,該第二閥值也可以是其他大於該第一閥值的數值。當判斷不符合該第二條件時,執行步驟S2。而當判斷符合該第二條件時,執行步驟S4。
於步驟S4,當該控制單元6判斷一車輛縱向速度(即本車的速度)是不等於0時,執行步驟S1,而當判斷該車輛縱向速度是等於0時,表示本車已經煞車至停止狀態,故結束。
於步驟S5,當該控制單元6判斷該理想增減壓百分比大於0時,執行步驟S6。而當判斷該理想增減壓百分比小於等於0時,執行步驟S7。
於步驟S6,該控制單元6控制該電液壓煞車模組5操作在該增壓模式,且控制該第五控制信號的該佔空比等於100%減去該理想增減壓百分比。接著,執行步驟S4。
於步驟S7,該控制單元6控制該電液壓煞車模組5操作在該減壓模式,且控制該第一控制信號的該佔空比等於100%加上該理想增減壓百分比。接著,執行步驟S4。
該控制單元6還以一時間窗格隨著取樣時間儲存多個該當前減速度估測值(例如是五個),並計算對應每一車輪的多個滑差估測值(例如四個車輪之其中每一者在對應五個該當前減速度估測值的五個時間點的五個滑差估測值)。每一該車輪的該滑差估測值等於該車輪的一輪速減去該當前速度估測值後再除以該當前速度估測值。該控制單元6並在最新的該當前減速度估測值不再變小時,將此時的該當前減速度估測值等於一最大減速度值且將對應的該滑差估測值等於一滑差最佳值。
參閱圖1與圖7,更詳細地說,該控制單元6還執行一第二控制方法,該第二控制方法包含步驟S21~S28。
於步驟S21,該控制單元6將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於一減速度命令初始值,且初始時的該滑差最佳值等於一滑差經驗值,且初始時的一鎖死旗標職等於0,以表示輪胎未鎖死。在本實施例中,該滑差經驗值=-0.12,是對應柏油路面的統計經驗值。接著,執行步驟S22。
於步驟S22,該控制單元6判斷是否獲得該最大減速度值及對應的該滑差最佳值。當判斷已獲得時,執行步驟S23。而當判斷未獲得時,執行步驟S21。
於步驟S23,該控制單元6將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於該最大減速度值。接著,執行步驟S24。
於步驟S24,該控制單元6判斷是否符合一第三條件。該第三條件是任何其中一個該車輪的該滑差估測值小於該滑差最佳值且該滑差估測值的一變化率小於0。當判斷符合該第三條件時,也就是該前輪或該後輪已經鎖死,則執行步驟S25。而當判斷不符合該第三條件時,執行步驟S23。
於步驟S25,該控制單元6將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於該當前減速度估測值,且將該鎖死旗標值由0改為1,以表示輪胎已鎖死。接著,執行步驟S26。
於步驟S26,該控制單元6判斷是否符合一第四條件。該第四條件是每一該車輪的該滑差估測值的該變化率大於0,表示輪胎恢復為未鎖死。當判斷符合該第四條件時,執行步驟S27。而當判斷不符合該第四條件時,執行步驟S25。
於步驟S27,將該鎖死旗標值由0改為1,以表示輪胎未鎖死。接著,執行步驟S28。
於步驟S28,該控制單元6判斷該車輛縱向速度是否等於0。當判斷等於0時,表示本車已停止,則結束。而當判斷不等於0時,執行步驟S27。
其中,在步驟S21~S28中,當該鎖死旗標值等於1時,該控制單元6控制該電液壓煞車模組5操作在該減壓模式的該減壓區間,也就是藉由洩放油壓以避免輪胎鎖死。而當該鎖死旗標值等於0時,該控制單元6執行該第一控制方法以獲得該第一佔空比及該第五佔空比。
另外要特別補充說明的是:在本實施例中,該電液壓煞車系統是適用於一個四輪車(如汽車),而在其他的實施例中,該電液壓煞車系統也可以適用於一個二輪車(如機車、單車)或任何形式車輛的其中至少一個輪子上。
綜上所述,藉由該控制單元6在該增壓模式時,以該第五控制信號的該佔空比控制該第五常開型進油閥V5操作在該持壓區間及該增壓區間,或在該減壓模式時,以該第一控制信號的該佔空比控制第一常開型主油閥V1操作在該持壓區間及該減壓區間,而能夠實現步進增減壓。再者,藉由該第一控制方法,計算該第五控制信號及該第一控制信號的該等佔空比,進而實現一種藉由脈寬調變信號控制開關型電磁閥以取代線性電磁閥,且達到相近似的控制效果的電液壓煞車系統。此外,藉由該第二控制方法,能夠在輪胎發生鎖死之際,切換為減壓模式,以達到防鎖死的效果,故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:煞車油油壺 2:煞車總泵端 3:幫浦馬達 41~44:煞車分泵 5:電液壓煞車模組 V1:第一常開型主油閥 V2:第二常開型主油閥 V3:第三常閉型隔離閥 V4:第四常閉型隔離閥 V5:第五常開型進油閥 V6:第六常閉型出油閥 V7:第七常閉型出油閥 V8:第八常開型進油閥 V9:第九常開型進油閥 V10:第十常閉型出油閥 V11:第十一常閉型出油閥 V12:第十二常開型進油閥 51:第一止回閥 52:第二止回閥 53:第三止回閥 54:第四止回閥 55:第五止回閥 56:第六止回閥 57:第七止回閥 58:第八止回閥 71、72:馬達泵 6:控制單元 61:模糊控制器 91:機械式煞車連桿 92:煞車踏板 S1~S7:步驟 S21~S28:步驟
本發明的其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中: 圖1是一方塊圖,說明本發明電液壓煞車系統的一實施例; 圖2是一方塊圖,輔助說明該實施例的一持壓區間及一增壓區間; 圖3是一方塊圖,輔助說明該實施例的一持壓區間及一減壓區間; 圖4是一示意圖,說明該實施例的一減速度誤差變化量歸屬函數; 圖5是一示意圖,說明該實施例的一減速度誤差歸屬函數; 圖6是一流程圖,說明該實施例所執行的一第一控制方法;及 圖7是一流程圖,說明該實施例所執行的一第二控制方法。
1:煞車油油壺
2:煞車總泵端
3:幫浦馬達
41~44:煞車分泵
5:電液壓煞車模組
V1:第一常開型主油閥
V2:第二常開型主油閥
V3:第三常閉型隔離閥
V4:第四常閉型隔離閥
V5:第五常開型進油閥
V6:第六常閉型出油閥
V7:第七常閉型出油閥
V8:第八常開型進油閥
V9:第九常開型進油閥
V10:第十常閉型出油閥
V11:第十一常閉型出油閥
V12:第十二常開型進油閥
51:第一止回閥
52:第二止回閥
53:第三止回閥
54:第四止回閥
55:第五止回閥
56:第六止回閥
57:第七止回閥
58:第八止回閥
71、72:馬達泵
6:控制單元
61:模糊控制器
91:機械式煞車連桿
92:煞車踏板

Claims (8)

  1. 一種電液壓煞車系統,適用於一煞車油油壺、一煞車分泵、及一幫浦馬達,並包含一電液壓煞車模組及一控制單元,該電液壓煞車模組包括:一第一常開型主油閥及一第三常閉型隔離閥,都包括連接該煞車油油壺的一第一端、一第二端、及電連接該控制單元的一控制端;一第一止回閥,包括連接該第一常開型主油閥的該第一端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥的該第二端的一輸出端;一第二止回閥,包括一輸入端,及連接該第三常閉型隔離閥的該第二端的一輸出端;一馬達泵,受到該幫浦馬達的運轉而驅動,並包括連接該第三常閉型隔離閥的該第二端的一輸入端,及連接該第一常開型主油閥的該第二端的一輸出端;一第五常開型進油閥,包括連接該第一常開型主油閥的該第二端的一第一端、連接該煞車分泵的一第二端、及電連接該控制單元的一控制端;一第三止回閥,包括連接該第五常開型進油閥的該第二端的一輸入端,及連接該第五常開型進油閥的該第一端的一輸出端;及一第六常閉型出油閥,包括連接該第二止回閥的該輸入端的一第一端、連接該煞車分泵的一第二端、及電連接該控制單元的一控制端; 其中,該電液壓煞車模組受到該控制單元的控制而操作在一增壓模式或一減壓模式,當在該增壓模式時,該控制單元控制該第一常開型主油閥及該第三常閉型隔離閥保持通電,且控制該第六常閉型出油閥保持不通電,且產生一第五控制信號控制該第五常開型進油閥通電或不通電,以改變該煞車分泵所增加的液壓大小,當在該減壓模式時,該控制單元控制該第三常閉型隔離閥、該第五常開型進油閥、及該第六常閉型出油閥保持不通電,且產生一第一控制信號控制該第一常開型主油閥通電或不通電,以改變該煞車分泵所減少的液壓大小。
  2. 如請求項1所述的電液壓煞車系統,其中,當在該增壓模式時,該控制單元所產生的該第五控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第五佔空比及一操作週期,並在每一該操作週期的一持壓區間,控制該第五常開型進油閥通電以維持該煞車分泵的液壓大小,且在每一該操作週期的一增壓區間,控制該第五常開型進油閥不通電以增加該煞車分泵的液壓大小,該第五佔空比相關於該煞車分泵所增加的液壓大小。
  3. 如請求項2所述的電液壓煞車系統,其中,當在該減壓模式時,該控制單元所產生的該第一控制信號是一種脈衝調變信號,且具有一第一佔空比及該操作週期,並在每一該操作週期的另一持壓區間,控制該第一常開型主油閥通電以維持該煞車分泵的液壓大小,且在每一該操作週期的一減壓區間,控制該第一常開型主油閥不通電以減少該煞車 分泵所的液壓大小,該第一佔空比相關於該煞車分泵所減少的液壓大小。
  4. 如請求項3所述的電液壓煞車系統,其中,該控制單元包括一模糊控制器,該模糊控制器包含一減速度誤差歸屬函數及一減速度誤差變化量歸屬函數,該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數都包括七個三角形,該控制單元計算一減速度目標值減去一當前減速度估測值等於一當前減速度誤差值,且根據該當前減速度誤差值計算相鄰取樣時間的一減速度誤差變化量,並將該當前減速度誤差值及該減速度誤差變化量分別輸入該模糊控制器的該減速度誤差歸屬函數及該減速度誤差變化量歸屬函數,以獲得一理想增減壓百分比,再根據該理想增減壓百分比產生該第一控制信號或該第五控制信號。
  5. 如請求項4所述的電液壓煞車系統,其中,在該減速度誤差變化量歸屬函數中,分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是-1、-2/3、-1/3、0、1/3、2/3、及1,在該減速度誤差歸屬函數中,分別對應負大(NB)、負中(NM)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、及正大(PB)的該七個三角形的七個頂點的橫坐標分別是大於等於-1、大於-2/3、大於-1/3、0、大於1/3、大於2/3、1。
  6. 如請求項5所述的電液壓煞車系統,其中,該第五佔空比等於該第五控制信號的該持壓區間/該操作週期,該第一佔 空比等於該第一控制信號的該另一持壓區間/該操作週期,該控制單元執行一第一控制方法,該第一控制方法包含步驟S1~S4,於步驟S1,當判斷該理想增減壓百分比等於0,或判斷該當前減速度誤差值的絕對值小於一第一閥值時,執行步驟S2,於步驟S2,控制在該增壓模式時的該第五控制信號的該佔空比等於100%,且控制在該減壓模式時的該第一控制信號的該佔空比等於100%,接著,執行步驟S3,於步驟S3,當判斷該當前減速度誤差值的絕對值小於一第二閥值時,執行步驟S2,而當判斷該當前減速度誤差值的絕對值大於該第二閥值時,執行步驟S4,該第二閥值大於該第一閥值,於步驟S4,當判斷一車輛縱向速度是不等於0時,執行步驟S1,而當判斷該車輛縱向速度是等於0時,結束。
  7. 如請求項6所述的電液壓煞車系統,其中,該第一控制方法還包含步驟S5~S7,於步驟S1,當判斷該理想增減壓百分比不等於0,且判斷該當前減速度誤差值的絕對值大於等於該第一閥值時,執行步驟S5,於步驟S5,當判斷該理想增減壓百分比大於0時,執行步驟S6,當判斷該理想增減壓百分比小於等於0時,執行步驟S7,於步驟S6,控制該電液壓煞車模組操作在該增壓模 式,且控制該第五控制信號的該佔空比等於100%減去該理想增減壓百分比,接著,執行步驟S4,於步驟S7,控制該電液壓煞車模組操作在該減壓模式,且控制該第一控制信號的該佔空比等於100%加上該理想增減壓百分比,接著,執行步驟S4。
  8. 如請求項7所述的電液壓煞車系統,其中,該控制單元以一時間窗格隨著取樣時間儲存多個該當前減速度估測值,並計算對應每一車輪的多個滑差估測值,並在最新的該當前減速度估測值不再變小時,將此時的該當前減速度估測值等於一最大減速度值且將對應的該滑差估測值等於一滑差最佳值,並執行一第二控制方法,該第二控制方法包含步驟S21~S28,於步驟S21,將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於一減速度命令初始值,初始時的該滑差最佳值等於一滑差經驗值,接著,執行步驟S22,於步驟S22,當判斷獲得該最大減速度值及對應的該滑差最佳值時,執行步驟S23,當判斷未獲得該最大減速度值及對應的該滑差最佳值時,執行步驟S21,於步驟S23,將要計算該當前減速度誤差值的該減速度目標值等於該最大減速度值,接著,執行步驟S24,於步驟S24,當判斷任何其中一個該車輪的該滑差估測值小於該滑差最佳值且該滑差估測值的一變化率小於0時,執行步驟S25,否則,執行步驟S23,於步驟S25,將要計算該當前減速度誤差值的該減速 度目標值等於該當前減速度估測值,且將一鎖死旗標值由0改為1,接著,執行步驟S26,於步驟S26,當判斷每一該車輪的該滑差估測值的該變化率大於0時,執行步驟S27,否則,執行步驟S25,於步驟S27,將該鎖死旗標值由0改為1,接著,執行步驟S28,於步驟S28,當判斷該車輛縱向速度等於0時,結束,而當判斷該車輛縱向速度不等於0時,執行步驟S27,其中,當該鎖死旗標值等於1時,該控制單元控制該電液壓煞車模組操作在該減壓模式的該減壓區間,而當該鎖死旗標值等於0時,該控制單元執行該第一控制方法以獲得該第一佔空比及該第五佔空比。
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