CN103863292A

CN103863292A - 机电制动系统车辆的控制系统和方法

Info

Publication number: CN103863292A
Application number: CN201310154316.1A
Authority: CN
Inventors: 金仁洙
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2014-06-18
Also published as: DE102013207874A1; JP2014114005A; US20140163834A1; KR20140075177A; KR101449157B1

Abstract

本发明公开了一种机电制动系统车辆的控制系统和方法。本发明公开了一种用于EMB车辆的控制系统和方法。具体地，在车辆行驶的时候允许EMB发生故障时，通过检测驾驶员驾驶车辆的意图并在正常状态下持续制动，在制动器踏板信号产生之前，EMB的发动机控制单元（ECU）自动地进行初始化。

Description

机电制动系统车辆的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及一种机电制动系统（EMB）车辆的控制系统和方法，更具体而言，涉及EMB车辆的控制系统和方法，在车辆行驶的时候允许EMB发生故障时，通过检测驾驶员驾驶车辆的意图并在正常状态下制动，在制动器踏板信号产生之前，EMB的发动机控制单元（ECU）可以自动地进行初始化。

背景技术

通常地，在液压制动器中，当驾驶员踩踏制动器踏板时，在主缸中产生液压力，并且液压力到达设置在每一个车轮上的卡钳，同时，制动垫在竖直方向对盘增压以执行制动操作。

因此，车辆通常通过由使用机械液压制动器产生的制动力而制动。然而，通过电动机的旋转力产生制动力的不同类型的机电制动系统（EMB）近来已被研发。EMB不使用液压，因而更加环保。由于电动机的快速响应特性，它们具有比液压制动器更快的响应速率，并且能够从当前传感器中知道精确的电动机扭矩。此外，它们能够独立地控制每一个车轮的制动力，因此具有高精确度。

由于EMB以电子方式操作，不像现有的液压制动器，与每一个EMB相关联的发动机控制单元（ECU）应当连续地操作，以便适当地驱动EMB致动器。然而，在一些EMB车辆中，甚至是当EMB长时间没有操作时，即当驾驶员将车辆停车了长时间的情况下，EMB的ECU持续地操作，并因此使动力消耗增加。此外，在EMB车辆中，当车辆行驶的同时在EMB中发生故障时，不能执行正常的车辆制动。

发明内容

本发明提供了一种用于机电制动系统（EMB）车辆的控制系统和方法，通过检测或确定驾驶员驾驶车辆的意图，在驾驶员踩踏制动器踏板之前，EMB可以自动地进行初始化，以便可以自动地设定所述EMB的发动机控制单元（ECU）的打开/关闭模式。

本发明也提供了一种EMB车辆的控制方法和系统，当EMB车辆行驶的时候在EMB内部发生故障时，可以持续地执行使用EMB的车辆制动直到EMB车辆停止，以便在允许所述EMB故障的情况下可以在正常状态下执行EMB制动。

根据本发明的一个方面，提供了一种机电制动系统（EMB）车辆的控制方法，该控制方法包括：检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图；响应于确定驾驶员驾驶车辆的意图，开始对EMB的初始化并确定是否产生EMB可操作信号；响应于确定已产生EMB可操作信号，识别EMB控制能够执行并确定EMB发动机控制单元（ECU）中是否发生故障；响应于确定一个EMB ECU中已发生了故障，确定EMB车辆是否停止行驶，并且响应于确定EMB车辆未停止行驶（即，仍在行驶），通过使用当前处于非故障状态的不同EMB执行正常制动。

所述控制方法可以进一步重复地确定通过使用处于非故障状态的EMB执行正常制动之后，所述EMB车辆是否已停止，并且如果所述车辆已最终停止，可以通过故障通知单元通知驾驶员所述EMB ECU的故障，并且开始在其中发生故障的所述EMB的初始化。

检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图可以包括通过检测IG ON信号、门打开信号、与门打开信号同时产生的座椅负荷传感器信号、机电停车制动器（EPB）释放信号和变速器杠杆操作信号来识别驾驶员驾驶的意图。

而且，在本发明的一些示例性实施方案中，当确定所述EMB可操作信号没有产生时，所述系统和方法可以进一步配置成确定所述EMB的初始化正在进行，并且通过使用行驶电动机控制器阻止行驶电动机的行驶。

附图说明

通过参照所附附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述，本发明的上述和其他特征以及优势将变得更加清晰，其中：

图1显示了根据本发明的示例性实施方案的机电制动系统（EMB）车辆的控制系统的结构；

图2为在图1中显示的用于控制EMB车辆的中心制动器控制器的输入/输出信号的示意图；以及

图3为说明根据本发明的示例性实施方案的EMB车辆的控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明现将参照附图进行更完整的描述，其中显示了本发明的示例性实施方案，以便本领域技术人员能够容易地理解本发明。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆（SUV）、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧发动机式车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非汽油的能源的燃料）。

此外，本发明的控制逻辑可以被具体化为在包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非临时性的计算机可读媒体。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、压缩盘(CD)-ROM、磁带、软磁盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也能够被分布在网络耦合计算机系统中，以便计算机可读媒体以分布的方式被储存并执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络（CAN）。

此处所使用的术语仅是出于描述具体实施方案的目的，并非旨在限制本发明。此处所使用的单数形式“一个”和“这个”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚指明了另外的情况。应该进一步理解的是，当被用在该说明书中时，术语“包括”，指定存在陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其组合。此处所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列出的项目的任何和全部组合。

本发明涉及配备有机电制动系统（EMB）的车辆的控制方法，在车辆行驶的时候允许EMB发生故障的情况下，通过检测或识别驾驶员的驾驶意愿与在正常状态下的EMB制动，在制动器踏板信号产生之前，EMB的发动机控制单元（ECU）可以自动地进行初始化，从而可以执行所述控制方法。

因此，根据本发明，当EMB车辆最初停止时（即，每一个EMB ECU都被设定为动力节省模式并且驾驶员的不驾驶车辆的意图被检测到的瞬间），EMB ECU自动地被初始化，并被设定处于操作模式。因此，能够通过在没有使用EMB ECU的时候将EMB ECU设定处于动力节省模式而降低动力消耗。

而且，EMB的初始化需要预先确定的时间量以确定在制动盘与垫之间的距离是否被维持以防止拖动，在电动机中是否发生故障，以及传感器输入/输出和CAN通信是否已发生故障。因此，根据本发明的示例性实施方案，通过检测驾驶员驾驶车辆的意图，在驾驶员踩踏制动器踏板之前完成EMB的初始化，从而能够确保EMB的可操作性。

图1显示了根据本发明的实施方案的EMB车辆的控制系统的结构。如图1中所示，EMB车辆通常包括连接到设置在车辆的前、后、右和左侧的四个车轮的四个EMB 1，以及控制每一个EMB 1的ECU的中心制动器控制器2。

中心制动器控制器2可以连接至每一个EMB 1的ECU以与其通信，可以通过使用EMB ECU控制EMB 1的整个操作，可以连接至EMB车辆的不同传感器单元以与其通信，并且接收来自传感器单元的信号。例如，传感器单元可以包括座位负荷传感器和车轮速度传感器。而且，可以将中心制动器控制器2连接至行驶电动机控制器3，可以将所述行驶电动机控制器3配置成控制EMB车辆的行驶电动机通过网络与行驶电动机控制器3通信，并因此控制行驶电动机的操作。

连接到四个车轮的每一个的每一个EMB 1也可以包括被配置成执行制动操作的EMB致动器。因此，控制EMB的ECU被配置成控制EMB致动器的操作。

每一个EMB ECU可以通过网络连接至中心制动器控制器2以与中心制动器控制器2进行通信，与中心制动器控制器2交换不同信息，并通过接收来自中心制动器控制器2的信号控制EMB致动器。如上所述，中心制动器控制器可以包括配置成存储并处理一个或多个程序指令的处理器和存储器，所述程序指令配置为具体执行下文的方法。因此，将在下文描述的根据本发明的EMB车辆的整个控制系统和方法通过使用中心制动器控制器2而执行。

图2为在图1中显示的配置为控制EMB车辆的中心制动器控制器2的输入/输出信号的示意图。如图2所示，为了执行将在下文描述的控制方法，中心制动器控制器2可以配置为接收起动钥匙输入信号、变速器杠杆操作信号、门切换（door switch）信号、座椅负荷传感器信号（即是说，指示驾驶员已坐在车辆内）、机电停车制动器（EPB）切换（switch）操作信号以及来自车轮速度传感器和踏板传感器的信号。

中心制动器控制器2可以在驾驶员踩踏制动器踏板之前接收这些信号并使用它们以开始对每一个EMB 1的初始化。而且，当EMB车辆行驶的时候EMB ECU发生故障时，中心制动器控制器2通过使用在正常状态下的每一个EMB 1对驾驶员所需的制动力进行补偿。

因此，当EMB车辆行驶的时候四个EMB ECU中的一个发生故障时，中心制动器控制器2通过使用在正常状态下的不同EMB产生驾驶员所需的制动力以执行制动操作。每一个车轮都设置有单独的EMG。因此，当在一个车轮内的EMB发生故障时，则在其他车轮内的其他正常EMB操作。

以这种方式，当EMB ECU中的一个发生故障时，通过使用处于非故障状态的替代的EMB补偿驾驶员所需的制动力的系统和方法为公知的技术，并因此将省略其说明。中心制动器控制器2可以直接地接收上述信号，或者连接到接收信号的EMB车辆内的控制器时通过网络接收信号以与在EMB车辆内的控制器进行通信，。

图3为说明根据本发明的示例性实施方案的EMB车辆的控制方法的流程图。如图3所示，根据本实施方案的EMB车辆的控制系统和方法包括检测/确定是否驾驶员已准备好驾驶车辆（即是说，打算驾驶）（S10）。

用于检测/确定驾驶员的驾驶的信号将包括IG ON信号（例如，起动钥匙输入信号）、门打开信号（例如，门切换信号）、与门打开信号（例如，门切换信号）同时地产生的座椅负荷传感器信号、EPB释放信号以及变速器杠杆操作信号。换句话说，驾驶员的意图能够通过以下方式检测，即通过基于IG ON信号是否由实际地起动EMB车辆（或通过执行IG ON）而产生，通过打开EMB车辆的门并同时地在驾驶员座椅内产生座椅负荷传感器信号的门打开信号，通过释放EPB产生EPB释放信号，或者通过操作变速器杠杆产生变速器杠杆操作信号。当检测到驾驶员的驾驶车辆的意图时，中心制动器控制器2开始对每一个EMB 1进行初始化，并同时通过使用行驶电动机控制器3阻止行驶电动机的行驶，以防止在每一个EMB 1被初始化之前驾驶员踩踏加速器踏板的情况，以便能够阻止EMB车辆的行驶（S11）。

接着，中心制动器控制器2检测EMB操作信号（或EMB可操作信号）的产生，并确定EMB的初始化是否完成（S12）。如果连接到设置在EMB车辆的前、后、右和左侧的四个车轮的每一个的四个EMB的每一个的初始化已完成，则中心制动器控制器2识别能够控制EMBECU以执行EMB制动，并且将信号传递至行驶电动机控制器3以使行驶电动机行驶（即是说，释放行驶电动机的行驶阻止信号），以便EMB车辆能够行驶（S13）。当确定没有产生EMB操作信号时，确定EMB的初始化在进行中，并且使用行驶电动机控制器3阻止行驶电动机的行驶，以便阻止EMB车辆的行驶（S14）。

中心制动器控制器2实时地检查并确定是否在每一个EMB的ECU中已发生故障（S15），并且如果确定在四个EMB的一个的ECU中发生了故障，通过使用报警灯和/或报警声音（例如，通过故障通知单元）指示驾驶员EMB ECU的故障。中心制动器控制器2也可以配置成在将EMB ECU的故障指示给驾驶员之前通过使用车轮速度传感器控制EMB车辆的速度，以便检测EMB车辆当前是否在行驶或者已停止（S16）。

如果确定故障发生在EMB ECU内，作为检查EMB车辆的速度的结果，并且EMB车辆在行驶，中心制动器控制器2通过使用当前处于非故障状态的EMB补偿驾驶员所需的制动力以执行正常EMB制动，并持续地这样做直到EMB车辆的行驶已停止（S17）。在这种情况下，将制动器报警灯维持在关闭状态，并且不产生制动器报警声音（S17）。

接着，当基于接收到车轮速度传感器信号确定车辆已停止时（S18），中心制动器控制器2打开制动器报警灯并生成制动器报警声音，并且同时停止EMB致动器的控制，并通过使用行驶电动机控制器3阻止EMB车辆的行驶（S19）。

中心制动器控制器2关闭在其中发生故障的EMB，然后打开EMB并初始化EMB（S19）。当确定EMB的初始化已完成时（S20），中心制动器控制器2识别了现在能够执行EMB ECU的控制，并且将信号（例如，行驶电动机行驶阻止释放信号）传递至行驶电动机控制器3，以便能够执行EMB车辆的行驶。当控制器确定EMB的初始化没有完成时，中心制动器控制器2维持制动器报警灯处于打开状态，并且持续地阻止EMB控制和EMB车辆的行驶。

如上所述，在根据本发明的示例性实施方案的EMB车辆的控制系统和方法中，每一个EMB ECU都通过检测驾驶员的驾驶车辆的意图而进行自动地初始化，以便能够自动地将EMB ECU从动力节省模式设定为操作模式。因此，当每一个EMB长时间未使用时，即EMB车辆已停止一会后的起动期间的情况，能够使用EMB ECU的动力节省模式降低动力消耗。此外，在根据本发明的EMB车辆的控制方法和系统中，即使当EMB车辆行驶时在EMB内发生故障时，能够持续地执行正常EMB制动，直到EMB车辆停车/停止。

虽然本发明已参照其示例性实施方案而具体显示和描述，本领域的普通技术人员应当理解，可以在其中的形式和细节上作出各种改变，而不偏离由上述权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种控制多个机电制动系统车辆的控制方法，所述控制方法包括：

通过控制器检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图；

响应于确定驾驶员驾驶车辆的意图，通过所述控制器开始对所述多个机电制动系统中的至少一个的初始化；

通过所述控制器基于来自机电制动系统的信号是否已在所述控制器处接收而确定是否至少一个机电制动系统为可操作的；

响应于确定至少一个机电制动系统为可操作的，确定机电制动系统的机电制动系统发动机控制单元内是否发生了故障；

响应于确定已发生了故障，确定车辆是否停止或行驶，并且在车辆行驶时，通过使用未发生故障的不同机电制动系统执行正常制动。

2.根据权利要求1所述的控制多个机电制动系统车辆的控制方法，进一步包括，响应于通过使用未发生故障的不同机电制动系统执行正常制动，持续地确定车辆是否已停止，当确定车辆已停止时，通过故障通知单元通知驾驶员发生故障的机电制动系统发动机控制单元，并且开始在其中发生故障的机电制动系统的初始化。

3.根据权利要求1所述的控制多个机电制动系统车辆的控制方法，其中检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图包括确定IG ON信号、门打开信号、与门打开信号同时产生的座椅负荷传感器信号、机电停车制动器释放信号和变速器杠杆操作信号被所述控制器接收的时间。

4.根据权利要求1所述的控制多个机电制动系统车辆的控制方法，进一步包括，当机电制动系统可操作信号没有产生时，确定机电制动系统的初始化正在进行，并通过行驶电动机控制器阻止行驶电动机的行驶。

5.一种包括由处理器或控制器执行的程序指令的非临时性的计算机可读媒体，计算机可读媒体包括：

检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图的程序指令；

响应于确定驾驶员驾驶车辆的意图，开始对多个机电制动系统中的至少一个的初始化的程序指令；

基于来自机电制动系统的信号是否已在控制器处接收而确定是否至少一个机电制动系统为可操作的的程序指令；

响应于确定至少一个机电制动系统为可操作的，确定机电制动系统的机电制动系统发动机控制单元内是否已发生了故障的程序指令；以及

响应于确定已发生了故障，确定车辆是否停止或行驶，并且在车辆行驶时，通过使用未发生故障的不同机电制动系统执行正常制动的程序指令。

6.根据权利要求5所述的包括由处理器或控制器执行的程序指令的非临时性的计算机可读媒体，进一步包括，响应于通过使用未发生故障的不同机电制动系统执行正常制动，持续地确定车辆是否已停止，当确定车辆已停止时，通过故障通知单元通知驾驶员发生故障的机电制动系统发动机控制单元，并且开始在其中发生故障的机电制动系统的初始化的程序指令。

7.根据权利要求5所述的包括由处理器或控制器执行的程序指令的非临时性的计算机可读媒体，其中检测并确定驾驶员驾驶车辆的意图的程序指令包括确定IG ON信号、门打开信号、与门打开信号同时产生的座椅负荷传感器信号、机电停车制动器释放信号和变速器杠杆操作信号被所述控制器接收的时间的程序指令。

8.根据权利要求5所述的包括由处理器或控制器执行的程序指令的非临时性的计算机可读媒体，进一步包括，当机电制动系统可操作信号没有产生时，确定机电制动系统的初始化正在进行，并通过行驶电动机控制器阻止行驶电动机的行驶的程序指令。