CN107444381A - 电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法 - Google Patents

电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法，该电动助力制动系统的制动压力控制装置包括：踏板行程传感器，检测制动踏板的操作程度；电子控制单元，利用所述踏板行程传感器的检测结果求出制动压力；以及马达，根据所述电子控制单元的控制，使活塞在泵内移动，以进行制动操作，其中，所述电子控制单元确定符合所述制动压力的所述活塞的第一位置，并基于所述活塞的位置控制所述马达。

Description

电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法，具体地，涉及一种能够实现与机械式制动系统相同的制动感觉的电动助力制动系统的制动压力控制装置及方法。
背景技术
一般，电动助力制动系统是为提高电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)的电效率或燃油效率而有效运用再生制动的同时，还能够感觉到良好的制动感觉的制动系统。
电动助力制动系统包括：踏板行程传感器，检测制动踏板(Brake pedal)的操作；电子控制单元(ECU)，将所述踏板行程传感器检测到的压力转换成制动压力，并根据所述制动压力控制驱动电动机(马达)的驱动部；以及活塞，根据所述电动机的旋转而在主缸内进行直线运动，并将压力传递至前/后轮卡钳。
作为现有的电动助力制动系统的例子，有韩国公开专利第10-2014-0044702号(公开日：2014年4月15日、车辆用智能助力制动系统的增加驱动功率的控制方法)。
在上述公开专利中，ECU利用制动踏板的操作检测结果计算出制动压力，并根据该压力驱动马达，检测基于马达驱动的主缸内的压力，当检测出的压力达到上述制动压力时，停止马达的驱动。
但是，如上所述的现有的电动助力制动系统在驱动马达的同时需要持续检测缸体内的压力，且ECU需要不断地比较所检测的缸体内压力与制动压力，因此导致运算负荷增加，会引起压力控制性能的降低，与现有的机械式真空制动系统相比，存在制动感觉降低的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明的优选实施例的电动助力制动系统的控制装置及方法将下面所要解决的技术问题作为发明目的。
首先，提供一种制动时能够减少不必要的缸体内部压力的检测，从而显著减少运算负荷的电动助力制动系统的控制装置及其方法。
另外，提供一种能够提高压力控制性能，并能够提供与现有的机械式真空制动系统相同的制动感觉的电动助力制动系统的控制装置及方法。
本发明所要解决的技术问题并不限定于上面提及的内容，本发明所属技术领域的普通技术人员能够根据下面的记载内容清楚地理解未提及的其他技术问题。
(二)技术方案
本发明的电动助力制动系统的制动压力控制装置可包括：踏板行程传感器，检测制动踏板的操作程度；电子控制单元，利用所述踏板行程传感器的检测结果求出制动压力；以及马达，根据所述电子控制单元的控制，使活塞在泵内移动，以进行制动操作，其中，所述电子控制单元可确定符合所述制动压力的所述活塞的第一位置，并基于所述活塞的位置控制所述马达。
所述电动助力制动系统的制动压力控制装置还可包括压力传感器，所述压力传感器在所述活塞移动至第一位置的状态下，检测作用于制动操作的流体压力，并提供给所述电子控制单元。
所述电子控制单元可比较由所述压力传感器检测的流体压力与所述制动压力，当所述流体压力与所述制动压力存在差异时，确定补偿所述差异的所述活塞的第二位置，驱动所述马达，以使所述活塞移动至所述第二位置。
为了确定所述第一位置或所述第二位置，所述电子控制单元可包括基于制动压力和所需液量的所述活塞的位置信息查找表。
为了使所述活塞移动至所述第一位置或所述第二位置，并调节移动速度，所述电子控制单元可控制所述电动机的旋转程度和旋转速度。
所述电子控制单元可反复进行补偿通过所述压力传感器检测的流体压力与所述制动压力之差的所述活塞的移动控制。
根据本发明的另一方面的电动助力制动系统的制动压力控制方法，可包括以下步骤：检测制动踏板的操作程度；利用所述制动踏板操作程度求出制动压力；以及根据所述制动压力驱动马达并执行制动操作，其中，驱动所述马达的步骤是，确定位于泵内的活塞的第一位置以符合所述制动压力，并基于所述活塞的位置驱动所述马达。
可在所述活塞移动至第一位置的状态下，检测作用于制动操作的流体压力，并与所述制动压力进行比较，当所述流体压力与所述制动压力存在差异时，确定补偿所述差异的第二位置，使所述活塞移动至所述第二位置。
为了确定所述第一位置或所述第二位置，可参照基于制动压力和所需液量的所述活塞的位置信息查找表。
可反复进行补偿所检测的所述流体压力与所述制动压力之差的所述活塞的移动控制。
(三)有益效果
本发明的电动助力制动系统的控制装置及方法，利用制动压力确定缸体内活塞的移动位置和速度，并通过电动机的驱动使活塞移动至相应位置，然后在该状态下检测缸体内的压力，比较所检测的压力与所述制动压力，并根据比较结果校正所述活塞的位置，从而能够省略持续检测缸体内部压力并反复比较所检测的压力与制动压力的过程，因此具有能够减少运算负荷的效果。
并且，在本发明的电动助力制动系统的控制装置及方法中，对电动机的操作的控制是将活塞移动至所确定的位置上的基于位置的控制，与现有的基于压力的控制方式相比，具有能够提高制动压力控制性能和稳定性的效果。
并且，通过所述制动压力控制性能和稳定性的提高，能够执行与驾驶员通过制动踏板输入的制动请求相符合的制动压力的控制，从而具有能够实现与机械式真空制动系统相同的制动感觉的效果。
附图说明
图1是示意表示一体型电动式制动装置的图。
图2是本发明的优选实施例的电动助力制动系统的控制装置的框图。
图3是表示本发明中活塞移动至缸体的第一位置(a)的状态的结构图。
图4和图5分别表示在图3的状态下根据位置的校正活塞移动至第二位置(b)的状态的结构图。
图6是本发明的优选实施例的电动助力制动系统的控制方法的流程图。
附图说明标记
10：制动踏板 11：踏板行程传感器
40：轮缸 60：马达
80：泵 81：活塞
82：压力传感器
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，其中，与附图标记无关地，相同或相似的结构组件使用相同的附图标记，且省略对其的重复说明。
并且，在对本发明进行说明时，认为对相关的公知技术的具体说明可能会混淆本发明的主旨时，省略其详细的说明。并且，需要指出的是，附图是为了更容易地理解本发明的思想而提出的，因此本发明的思想并不能限定于附图来进行解释。
在对本发明的多个实施例的电动式制动装置的致动器组件进行说明之前，首先将参照图1对一体型电动式制动装置进行说明。图1是示意表示一体型电动式制动装置的图。
如图1所示，电动式制动装置包括主缸20、储液槽30、轮缸40、踏板模拟器50、马达60、齿轮单元70以及泵80。
主缸20执行当驾驶员操作制动踏板10时被输入杆12加压而产生液压的功能，所产生的液压传递至踏板模拟器50，踏板模拟器50再次将与液压相应的反作用力经由主缸20传递至制动踏板10，从而使驾驶员感受到踏板感觉。并且，当整个系统没有电力供给的紧急情况下，主缸20的液压会直接传递至轮缸40侧，从而能够制动车辆。
另外，在正常情况下，泵80向轮缸40侧传送流体，具体地，当驾驶员对制动踏板10加压时，踏板行程传感器11检测制动踏板10的位移并传递至电子控制单元，电子控制单元基于制动踏板10的位移驱动马达60。当通过马达60产生的旋转运动通过齿轮单元70转换为直线往复运动，并对泵80内的活塞加压时，容纳在泵80的腔室中的流体将向轮缸40侧移动。
储液槽30是存储流体的装置，与主缸20、踏板模拟器50以及泵80流体连通。并且，液压回路部90包括流路和多个阀，所述流路是用于上述主缸20、泵80以及轮缸40的相互间的流体输送，所述多个阀是用于约束流路内的流体的流动，在此省略对其的详细说明。
图2是本发明的优选实施例的电动助力制动系统的控制装置的框图。
参照图2，本发明的优选实施例的电动助力制动系统的控制装置包括：踏板行程传感器11，检测制动踏板10的操作程度；电子控制单元(ECU)，接收所述踏板行程传感器11所检测的制动踏板10的操作程度并将其转换为制动压力，确定与所述制动压力相符的活塞81位置；马达60，改变所述活塞81的位置，以与所述ECU所确定的活塞81的位置相符；泵80，将基于所述活塞81移动的压力传递至轮缸40；以及压力传感器82，检测所述泵80内部的压力并提供给所述ECU。其中，所述ECU比较从压力传感器82接收的所述泵80内部的压力与所述制动压力，以判断所述活塞81的目前位置是否适当，当所述判断结果为所处位置不适当时，控制所述马达60以改变所述活塞81的位置。
另外，压力传感器82可配置在泵80的输出端，以检测泵80内部的压力。
下面，进一步详细说明具有上述结构的本发明的优选实施例的电动助力制动系统控制装置的结构和作用。
首先，当驾驶员踩踏制动踏板10表示减速或停止时，踏板行程传感器11检测所述制动踏板10的按压程度和按压速度即操作程度的信息。
所述踏板行程传感器11的制动踏板10操作程度信息被传送至ECU，ECU将其转换为符合所述操作程度信息的制动压力。此时，所述操作程度信息可包括压力信息和速度信息。
所述ECU不会根据制动压力立即控制马达60，而是确定预先存储的查找表并转换成对应于目前制动压力的活塞81在泵80内的位置信息。所述查找表(look up table)优选利用车辆的液压回路内的所需液量数据，可以是通过反复实验来获得基于活塞81位置的泵80的提供液压信息。
此时，所述查找表包括基于ECU的制动压力的所述活塞81在泵80内的位置信息和活塞81的移动速度信息。为了便于说明，将在此过程中获得的所述活塞81在泵80内的位置称为第一位置。
提供所述制动压力与位置信息关系的查找表根据不同车型之间存在差异的制动力形成所需要的所需液量可能存在差异。即，即使制动压力相同时，根据车辆的所需液量的差异，所述活塞81的位置信息也会存在差异。
接着，为了使活塞81移动至所述第一位置，ECU控制马达60。所述马达60的旋转运动被转换为活塞81的直线运动，这种运动方式的转换是通过前面图1中说明的齿轮单元70来实现。
通过对所述马达60的旋转程度和旋转速度的控制来确定所述活塞81在缸体内移动程度和移动速度，通过马达60的驱动使活塞81的前端部移动至所述第一位置。
图3是所述活塞81移动至泵80内的第一位置a的状态结构图。
在图3的状态下，通过活塞81的移动对泵80内的流体施加压力时，该压力将传递至轮缸40，并实现基于该压力的制动。
此时，压力传感器82检测基于所述活塞81移动的流体压力的变化。虽然从检测泵80内的流体压力的方面来看，所述压力传感器82与现有的压力传感器的作用相似，但是在以下方面有明显的区别，本发明中，在所述活塞81移动至第一位置a的状态下检测一次流体压力，但是，前述的现有压力传感器是在活塞移动的过程中持续检测流体压力。
即，本发明是基于在泵80内的活塞81位置来进行制动控制，而现有技术是基于流体压力的控制方式，根据这种差异能够显著减少通过所述压力传感器82的流体压力的检测次数。
通过这种流体压力的检测次数的减少，本发明能够大幅降低ECU的运算负荷。
所述压力传感器82所检测的流体的压力被提供给ECU，ECU确定压力传感器82所检测的目前压力是否符合最初计算的制动压力。当ECU的判断结果为所检测的流体的压力符合制动压力时，处理为基于上述制动踏板10的操作的制动操作已完成，当所检测的流体的压力不符合制动压力时，利用该差异再次确定活塞81的校正位置。
ECU判断为所述检测的流体压力小于制动压力时，ECU可判断为需要进一步向前移动活塞81，当判断为所检测的流体压力大于制动压力时，可判断为需要向后移动活塞81。
此时，活塞81的位置移动程度根据所检测的流体压力与制动压力的差异来确定，这将参照所述查找表来确定活塞81的新的位置。为便于说明，将所述活塞81的新的位置称为第二位置。
图4和图5分别表示在图3的状态下根据位置的校正活塞移动至第二位置(b)的状态的结构图。
图4示出了在活塞81移动至泵80内的第一位置a的状态下判断为所述压力传感器82所检测的流体压力小于所述制动压力的情况的例子。为了使所检测的流体压力符合制动压力，ECU确定活塞81的新的位置即第二位置b，并控制马达60以使活塞81移动至第二位置b。
通过上述过程，可执行符合驾驶员的制动踏板10操作的制动操作。
与图4所示的情况相反，图5示出了判断为压力传感器82所检测的流体压力大于所述制动压力的情况的例子，为了使所检测的流体压力符合制动压力，ECU确定活塞81的新的位置即第二位置b，并控制马达60以使活塞81移动至第二位置b。
进一步，可以在所述活塞81移动至第二位置b的状态下，再次利用压力传感器82检测流体压力，并再次确定所检测的流体压力是否符合制动压力，然后根据该结果反复进行确定活塞81位置的过程。
如上所述，本发明中，制动操作是基于缸体的位置，而不是基于压力，从而无需进行持续的压力检测，因此，能够减少ECU的负荷。
并且，执行基于位置的控制，而不是执行基于压力的控制，从而能够提高所述电动机的制动压力控制性能和稳定性，实现与机械式制动系统相同的制动感觉。
图6是本发明的优选实施例的电动助力制动系统的制动压力控制方法的流程图。
参照图6和所述图2，本发明的优选实施例的电动助力制动系统的制动压力控制方法包括以下步骤：确定制动踏板是否操作(S10)；制动踏板10操作时通过踏板行程传感器20检测踏板操作程度信息(S20)；ECU计算出制动压力后，参照查找表确定活塞81的第一位置(S30)；控制马达60，使活塞81在泵80内移动至所述第一位置(S40)；通过压力传感器82检测所述泵80的流体压力(S50)；ECU比较所述检测的流体压力与所述制动压力是否相同，若相同则返回至所述S10步骤(S60)；当所述S60步骤的判断结果为不相同时，确定用于对所检测的流体压力与制动压力的差异进行补偿的活塞81的第二位置(S70)；驱动所述马达60使活塞81移动至第二位置，以补偿流体压力与制动压力之差(S80)。
执行所述S80步骤之后，根据设定遵循A路径返回S10步骤，或者为了更精确的制动控制，可遵循B路径返回所述S50步骤，反复补偿所检测的流体压力与制动压力之差。遵循所述B路径时，设定反复次数，当达到所设定的反复次数时，不再遵循B路径，而是遵循A路径返回S10步骤。
下面将更详细地说明本发明的优选实施例的电动助力制动系统的制动压力控制方法的结构和作用。
首先，在S20步骤中感测到在S10步骤中驾驶员踩踏制动踏板10以对车辆进行制动时，踏板行程传感器20检测包括所述制动踏板10的操作信息和速度信息的踏板操作程度信息。
接着，在S30步骤中ECU利用从所述踏板行程传感器20接收的踏板操作程度信息求出用于执行制动的制动压力。此时，制动压力可包括制动速度信息。
求出所述制动压力后，参照查找表确定对应于制动压力的活塞81位置即第一位置。
所述查找表表示对于制动压力的活塞81的位置信息，查找表中提供的对于制动压力的活塞81的位置信息可根据不同车型之间存在差异的所需液量而变化。即，即使制动压力相同的情况下，根据车辆的所需液量的差异而所述活塞81的位置信息也会不同，查找表提供所需液量数据和对于制动压力的活塞81的位置信息。
接着，在S40步骤中，ECU控制马达60，使所述活塞81移动至泵80内的第一位置。此时，对马达60的控制可包括旋转程度和旋转速度。
如上所述，本发明是基于活塞81的位置控制对制动压力进行控制。
然后，在S50步骤中，在所述活塞81位于第一位置的状态下，利用压力传感器60在包括泵80或轮缸40的液压回路中检测流体压力。
所述压力传感器60是在所述活塞81移动至第一位置的状态下检测液压回路的流体压力，因此无需像现有的基于压力的制动控制一样持续检测压力，只需检测一次活塞81移动至第一位置的状态的压力。
因此，相比需要持续检测压力并与制动压力进行比较的现有的基于压力的制动控制方式，能够减少ECU的运算负荷。
接着，在S60步骤中，比较在所述S50步骤中所检测的流体的压力与在所述S30步骤中获得的制动压力，确定是否为适当的压力。此时，虽然可判断两者的相同性，但是也可计算误差范围，当所述压力在该误差范围内时，则判断为适当的压力。
所述S60步骤的判断结果为，目前所检测的流体压力相对于制动压力为适当的压力时，返回所述S10步骤，确定下一个制动踏板10的操作与否。
所述S60步骤的判断结果为，在所述S50步骤中所检测的流体的压力与在所述S30步骤中获得的制动压力存在差异，或所述差异超过误差范围时，确定能够补偿所检测的流体压力与制动压力的差异的活塞81的第二位置。
所述第二位置的确定也可以是参照查找表而确定的。
接着，如S70步骤所示，通过驱动马达60使所述活塞81移动至第二位置，反映最初驾驶员操作制动踏板10的意图来进行制动操作。
之后的过程可根据设定而变化。在执行所述S70步骤后，可遵循A路径返回S10步骤，或者遵循B路径从S50步骤再次执行。
本发明中，当遵循A路径时，使活塞81移动至第一位置，并进行一次误差补偿，以使活塞81移动至第二位置，来实现适当的制动操作，当遵循B路径时，为了实现更接近于驾驶员意图的制动操作，通过反复执行使所检测的流体压力与制动压力之差在误差范围内。
即使遵循所述B路径时，也优选设定最大反复次数，使得当反复次数达到最大反复次数时遵循A路径。
本发明中说明的实施例和附图仅仅是例示说明本发明中所包含的部分技术思想。因此，本说明书中公开的实施例并不是为了限定本发明的技术思想而提出的，对本领域技术人员来说是本发明的技术思想的范围并不限定于所述实施例是显而易见的。应理解为，在本发明的说明书和附图中所包含的技术思想范围内，本发明所述领域的技术人员能够容易类推的变形例和具体实施例均属于本发明的权利要求的范围。

Claims (11)

1.一种电动助力制动系统的制动压力控制装置，其包括：
踏板行程传感器(11)，检测制动踏板(10)的操作程度；
电子控制单元(ECU)，利用所述踏板行程传感器(11)的检测结果求出制动压力；以及
马达(60)，根据所述电子控制单元的控制，使活塞(81)在泵(80)内移动，以执行制动操作，
其中，所述电子控制单元确定符合所述制动压力的所述活塞(81)的第一位置(a)，并基于所述活塞(81)的位置控制所述马达(60)。
2.根据权利要求1所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，还包括压力传感器(82)，所述压力传感器(82)在所述活塞(81)移动至第一位置(a)的状态下，检测作用于制动操作的所述泵(80)的流体压力，并提供给所述电子控制单元。
3.根据权利要求2所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，其中，所述电子控制单元比较由所述压力传感器(82)检测的流体压力与所述制动压力，当所述流体压力与所述制动压力存在差异时，确定补偿所述差异的所述活塞(81)的第二位置(b)，驱动所述马达(60)，以使所述活塞(81)移动至所述第二位置(b)。
4.根据权利要求3所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，其中，当所述流体压力与所述制动压力的差异在误差范围内时，所述电子控制单元将所述第一位置(a)判断为正常位置，并停止所述活塞(81)的移动控制。
5.根据权利要求3所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，其中，所述电子控制单元利用存储有基于所述制动压力的所述活塞(81)的位置信息的查找表，来确定所述第一位置(a)或所述第二位置(b)。
6.根据权利要求5所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，其中，存储在所述查找表中的所述活塞(81)的位置信息根据形成车辆制动力所需要的所需液量而不同。
7.根据权利要求3所述的电动助力制动系统的制动压力控制装置，其中，为了补偿通过所述压力传感器(82)检测的流体压力与所述制动压力之差，所述电子控制单元反复进行所述活塞(81)的移动控制。
8.一种电动助力制动系统的制动压力控制方法，其包括以下步骤：
检测制动踏板(10)的操作程度；
利用所述制动踏板(10)操作程度求出制动压力；以及
根据所述制动压力驱动马达(60)并执行制动操作，
其中，驱动所述马达(60)的步骤是，确定位于泵(80)内的活塞(81)的第一位置(a)以符合所述制动压力，并基于所述活塞(81)的位置驱动所述马达(60)。
9.根据权利要求8所述的电动助力制动系统的制动压力控制方法，其中，在所述活塞(81)移动至第一位置(a)的状态下，检测作用于制动操作的流体压力，并与所述制动压力进行比较，当所述流体压力与所述制动压力存在差异时，确定补偿所述差异的第二位置(b)，使所述活塞(81)移动至所述第二位置(b)。
10.根据权利要求9所述的电动助力制动系统的制动压力控制方法，其中，利用存储有基于所述制动压力的所述活塞(81)的位置信息的查找表，来确定所述第一位置(a)或所述第二位置(b)。
11.根据权利要求9所述的电动助力制动系统的制动压力控制方法，其中，为了补偿所检测的所述流体压力与所述制动压力的差异，反复进行所述活塞(81)的移动控制。
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