根据路面摩擦特性的刹车控制方法

技术领域

本发明涉及一种刹车控制方法，特别涉及一种根据路面摩擦特性的刹车控制方法。

背景技术

在车辆配备先进车辆驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)是各车厂积极发展的重点，其主要目的是帮助驾驶人行车，可在事故发生以前主动介入车辆的控制，藉此保障驾驶人及乘客的安全，进而顾及车外用路人的人身安全及减少道路设施的危害。

举例来说，请参考图8，电子式车身稳定系统(Electronic Stability Control,ESC)包含一控制模块30与电连接该控制模块30的多个检测器，所述检测器可包含轮转速计31、加速度计32、转向角检测器33及偏航角速度检测器34，该控制模块30与车辆的动力系统40、转向系统41、刹车系统42等控制系统信号连接。该控制模块30利用从该多个检测器得到的数值，判断车辆动态是否进入不稳定状态；若是，该控制模块30主动介入车辆的控制，例如修正轮胎转向、限制动力输出及调整该刹车系统42的油压装置的刹车压力…等，藉此试图稳定车辆以避免车辆失控。

再举另一例来说，请参考图9，现有防锁死刹车系统(Anti-lock Braking System,ABS)包含一控制模块50及电连接该控制模块50的一轮转速计51，该控制模块50与车辆的刹车系统60信号连接，以调整该刹车系统60的油压装置的刹车状态。防锁死刹车系统(ABS)的控制模块50利用从该轮转速计51得到的即时轮速值及根据车速与轮速的滑差状态(slipdifferential)判断是否主动介入刹车系统60的操作，其中滑差状态是指车速与轮速的速度差异，表示如下：

以检测器的数量来看，和电子式车身稳定系统(ESC)相比，因为防锁死刹车系统(ABS)仅利用轮转速计51，故防锁死刹车系统(ABS)的硬体成本较电子式车身稳定系统(ESC)更低。

以下简述防锁死刹车系统(ABS)的现有控制流程，该控制模块50先判断是否有刹车事件，即判断刹车踏板是否被踩下；若判断有刹车事件，此时车轮轮速减慢，该控制模块50根据所述即时轮速值及所述滑差状态判断车辆动态是否达到预警的门槛，例如轮加速度是否降低到一下门槛值，或滑差状态是否达到一滑差上限；若达到预警的门槛，代表轮速急遽减慢但车速却未如预期减慢，恐导致车轮被锁死而使车辆在路面打滑，故该控制模块50主动介入刹车系统60以调整车轮的减慢速度及降低滑差状态。反之，当该控制模块50判断出车辆动态未达到预警的门槛，代表车辆仍在可控的状态，故该控制模块50未介入刹车系统60的控制。

以下通过范例说明防锁死刹车系统(ABS)的现有控制流程。请参考图10A至10C，分别为包含车速与轮速的曲线图、轮加速度曲线图及刹车压力曲线图。如图10C所示，当刹车踏板在t

当轮加速度降低到下门槛值(-a

综上所述，该间歇式刹车模式的刹车压力变化大致上依序包含t

如图10B所示，在阶段式增压期中，轮加速度随着时间降低，可让刹车中的车轮仍保持一定程度的转动以维持与路面的摩擦，故可抑制滑差状态的增加速度。当该控制模块50在t

前述范例主要是说明现有间歇式刹车模式可包含阶段式增压期，另一方面，间歇式刹车模式也可包含阶段式泄压期，如图11A、11B所示的另一范例，该控制模块50在t

虽然现有防锁死刹车系统(ABS)执行间歇式刹车模式有助于稳定急煞中的车辆，但其阶段式增压期的增压控制周期T

举例来说，车辆用路环境往往随着气候或人为因素而变，例如晴朗天气可导致干燥的路面，雨天可导致潮湿的路面，施工环境可能导致泥泞的路面。增压控制周期T

发明内容

本发明的主要目的是提供一种根据路面摩擦特性的刹车控制方法，可因应不同路面摩擦特性适应性调整刹车手段，期以克服现有技术所述固定的阶段式增压期或阶段式泄压期无法应付不同路面摩擦特性的缺点。

本发明根据路面摩擦特性的刹车控制方法是于电连接一车轮转速计的一防锁死刹车系统模块执行，该防锁死刹车系统模块启动一间歇式刹车模式并从该车轮转速计接收一轮转速信号，其中该间歇式刹车模式包含一阶段式增压期或一阶段式泄压期，该控制方法应用于该阶段式增压期与该阶段式泄压期，且包含：

根据所述轮转速信号计算即时轮速值；

将刹车当下所得到的即时轮速值储存为一轮速初始值；

根据所述即时轮速值判断出一轮速相对峰值；

根据该轮速相对峰值与该轮速初始值计算一车辆估算减速度值；

根据该车辆估算减速度值以及一滑差门槛值产生一调整参数，该调整参数反映路面摩擦系数；以及

根据该调整参数调整该阶段式增压期的增压时间的时间长度，或根据该调整参数调整该阶段式泄压期的泄压时间的时间长度。

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，当所述调整参数反映的路面摩擦系数越高，所述增压控制周期的增压时间越长；当所述调整参数反映的路面摩擦系数越低，所述增压控制周期的增压时间越短。

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，当所述调整参数反映的路面摩擦系数越高，所述泄压控制周期的泄压时间越短；当所述调整参数反映的路面摩擦系数越低，所述泄压控制周期的泄压时间越长。

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，该阶段式增压期包含多个连续且时间长度彼此相同的增压控制周期，其包含根据该调整参数被调整的所述增压时间，与接续于所述增压时间后的持压时间；该阶段式泄压期包含多个连续且时间长度彼此相同的泄压控制周期，其包含根据该调整参数被调整的所述泄压时间，与接续于所述泄压时间后的持压时间。

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，所述调整参数表示如下：

其中，u为调整参数，其反映路面摩擦系数；a为所述车辆估算减速度值；ABSout为滑差门槛值，其值大于零及小于1。

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，所述车辆估算减速度值表示如下：

其中：x：次数；a

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，所述即时轮速值表示如下：

其中：v

如前所述的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，该控制模块根据所述即时轮速值的曲线的斜率由正转负时，判断出所述轮速相对峰值。

本发明是利用车辆估算减速度值与路面摩擦特性具有关联性的特性，举例来说，将高低不同的路面摩擦系数相比，车辆行驶在较高路面摩擦系数的路面进行急煞时，车轮较不易被锁死，刹车效果较好，车速降得较快，故车辆估算减速度值较高；相对的，车辆行驶在较低路面摩擦系数较的路面进行急煞时，车轮较容易被锁死而打滑，刹车效果较差，车速降得较慢，故车辆估算减速度值较低。

由此可见，车辆估算减速度值与路面摩擦特性具有关联性。藉由本发明的根据路面摩擦特性的刹车控制方法，该调整参数用以调整该阶段式增压期与该阶段式泄压期，其中，该调整参数是依据车辆估算减速度值计算而得到的数值，又车辆估算减速度值与路面摩擦系数具有关联性，故本发明是根据路面摩擦特性进行刹车控制，而能针对不同路面摩擦特性而适应性调整刹车手段，克服现有技术所述问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1：防锁死刹车系统(ABS)的电路方框示意图；

图2：本发明根据路面摩擦特性的刹车控制方法的实施例的流程示意图；

图3A：即时轮速值的曲线示意图；

图3B：本发明在不同时间点所得到的调整参数的示意图；

图4A：在阶段式增压期的刹车压力的波形示意图；

图4B：增压控制周期的时序示意图；

图5A：增压控制周期的时序示意图；

图5B：增压控制周期的时序示意图；

图6A：在阶段式泄压期的刹车压力的波形示意图；

图6B：泄压控制周期的时序示意图；

图7A：泄压控制周期的时序示意图；

图7B：泄压控制周期的时序示意图；

图8：现有电子式车身稳定系统(ESC)的电路方框示意图；

图9：现有防锁死刹车系统(ABS)的电路方框示意图；

图10A：刹车后的车速与轮速的波形示意图；

图10B：刹车后的轮加速度的波形示意图；

图10C：刹车后的刹车压力的波形示意图；

图11A：刹车后的车速的波形示意图；

图11B：刹车后的刹车压力的波形示意图。

其中，附图标记

10 控制模块 11 轮转速计

20 刹车系统 30 控制模块

31 轮转速计 32 加速度计

33 转向角检测器 34 偏航角速度检测器

40 动力系统 41 转向系统

42 刹车系统 50 控制模块

51 轮转速计 60 刹车系统

v

P

T

P

T

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参考图1，防锁死刹车系统(Anti-lock Braking System,ABS)主要包含一控制模块10及电连接该控制模块10的一轮转速计11，该控制模块10与车辆的刹车系统20信号连接，该控制模块10从该轮转速计11接收轮转速信号v

上式中，r为车轮的半径(单位：公尺)。

一般而言，车辆发动后，控制模块10即可记录即时轮速值v

当该控制模块10主动介入刹车系统20的操作(步骤S03)后，可进行一间歇式刹车模式，该间歇式刹车模式的刹车压力变化的模式大致上依序包含一泄压期、一持压期及一增压期，其中，该泄压期可为阶段式泄压期，该增压期可为阶段式增压期，故该间歇式刹车模式可包含该阶段式增压期、该阶段式泄压期或同时包含阶段式增压期及该阶段式泄压期。需说明的是，防锁死刹车系统(ABS)所执行的该间歇式刹车模式、进入该阶段式增压期及该阶段式泄压期的条件、该阶段式增压期的增压速度及该阶段式泄压期泄压速度…等，是本发明技术领域中具有通常知识者所熟知的，已如现有技术所述，在此不加以详述。

当该控制模块10介入刹车系统20的操作时，本发明的实施例中，可依据路面摩擦特性适应性调整该阶段式增压期的增压时间，及依据路面摩擦特性适应性调整该阶段式泄压期的泄压时间，说明如后。

1、轮速初始值

如前所述，车辆发动时，控制模块10即可记录即时轮速值v

2、即时轮速值的相对峰值

在间歇式刹车模式下，即时轮速值v

3、车辆估算减速度值

本发明是根据所述轮速相对峰值与所述轮速初始值计算一车辆估算减速度值，车辆估算减速度值可表示如下：

上式中，x表示次数，a

进一步而言，根据该第一车辆估算减速度值a

V

上式中，t为发生刹车事件后经过的时间。

随着时间推进，当该控制模块10在t

同样的，根据该第二车辆估算减速度值a

V

上式中，t为发生刹车事件后经过的时间。

可依此类推，故在发生刹车事件之后，随着时间推进，该控制模块10可根据轮速相对峰值及轮速初始值依序得到多个笔车辆估算减速度值(步骤S05)。再者，如前所述，这些车辆估算减速度值a可分别与该轮速初始值v

V

上式中，t为发生刹车事件后经过的时间。

换句话说，本发明实施例所计算的车辆估算减速度值a与车速估测值v

另一方面，为了估计发生刹车事件后至第一轮速相对峰值v

V

上式中，t为发生刹车事件后经过的时间，且在t

4、反映路面摩擦系数的调整参数

本发明实施例中，该控制模块10介入刹车系统20的操作后，是根据步骤S05得到的各车辆估算减速度值以及一滑差门槛值产生一调整参数(步骤S06)，其表示如下：

上式中，u为调整参数，其可反映路面摩擦系数；a为车辆估算减速度值；ABSout为滑差门槛值。需说明的是，所述滑差门槛值ABSout为预设的常数，其值为大于零及小于1，即0

另一方面，将干燥路面与潮湿路面相比，车轮在干燥路面的摩擦力表现优于车轮在潮湿路面的摩擦力表现，故进行刹车时，车轮在干燥路面的减速度慢于车轮在潮湿路面的减速度，又调整参数u是以车辆估算减速度值计算而得，故调整参数u可用以反映路面摩擦系数；换句话说，当调整参数u越小，代表车辆估算减速度值较小，其可反映较低摩擦系数的路面；反之，当调整参数u越高，代表车辆估算减速度值较大，可反映较高摩擦系数的路面。

由此可见，请参考图3B，随着时间推进，在不同的车辆估算减速度值a可分别计算得到不同的调整参数u，举例来说，第一车辆估算减速度值a

第二车辆估算减速度值a

接下来的各调整参数可依此类推。

5、依据调整参数控制调整刹车

请参考图4A、4B，该控制模块10进入任一阶段式增压期P

举例来说，请比较图5A与图5B，如图5A所示，当该调整参数u反映的是较高的路面摩擦系数，可延长增压时间T

同理，请参考图6A、6B，该控制模块10进入任一阶段式泄压期P

请比较图7A与图7B，如图7A所示，当该调整参数u反映的是较高的路面摩擦系数，可延长持压时间T

综上所述，本发明依据调整参数控制调整刹车，因为该调整参数反映路面摩擦系数，故本发明能随着路况不同而适应性调整阶段式泄压期的泄压时间的时间长度，或调整阶段式增压期的增压时间的时间长度，进而有效率的让刹车中的车轮仍保持一定程度的转动以维持与路面的摩擦，避免车轮被锁死。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。