CN108928336B - 电动液压制动装置的控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动液压制动装置的控制装置及其方法。该控制装置包括：电流感应部，对电动液压制动装置的驱动马达中流动的驱动电流进行感应；马达位置传感器，对基于驱动马达工作的位置变化进行感应；限位开关，用于在电动液压制动装置中感应基于限位器与滚珠螺母在设定距离以内的移动的工作状态；以及控制部，接收电动液压制动装置的工作信号的输入来计算工作量，从而使得驱动马达从初始位置工作，控制部接收解除信号的输入，从而为了使得驱动马达复位而使驱动马达驱动后，基于从电流感应部输入的驱动电流的电流变化和从马达位置传感器感应的驱动马达的位置变化中的至少一者来确定初始位置，并使得驱动马达停止。

Description

电动液压制动装置的控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种电动液压制动装置的控制装置及其方法，更为详细地，涉及一种在解除电动液压制动装置时固定并正确地设定初始位置，从而防止偏差并能够进行精准控制的电动液压制动装置的控制装置及其方法。

背景技术

最近，为了提高燃料消耗率并降低尾气，正在活跃地进行开发混合动力汽车、燃料电池汽车、电动汽车等。在这样的车辆上设置必要的制动装置，在此用于车辆的制动装置是指具有使得正在奔驰中的车辆的速度降低或停止的功能的装置。

通常，用于车辆的制动装置包括：真空制动器，其使用引擎的吸入压力从而产生制动力；液压制动器，其使用液压从而产生制动力。

真空制动器是在真空增压器(booster)中利用车辆引擎的吸入压力和大气压的压力差能够以较小的力发挥较大的制动力的装置。换句话说，是在驾驶员踩踏制动踏板时，相比向踏板施加的力产生更大的输出的装置。

这样的真空制动器为了形成真空，需要向真空增压器供应车辆引擎的吸入压力，由此，存在有燃料消耗率降低的问题。并且存在有在车辆停下时，为了形成真空而需使得引擎一直驱动的问题。

此外，就燃料电池汽车及电动汽车而言，因为不存在引擎，所以不能适用制动期间使得驾驶员的踏力扩大的真空制动器，并且就混合动力汽车而言，为了提升燃料消耗率，需要实现停车时空转停止的功能，因此需要采用液压制动器。

换句话说，如上所述，在所有车辆中为了提升燃料消耗率而需要实现再生制动，在采用液压制动器时易于实现该功能。

另外，作为液压制动器的一种，电动液压制动装置(Electric hydraulic brakedevice)是如下制动装置：如果驾驶员踩踏踏板，则电子控制单元对此进行感应并将液压供应至主缸，由此将制动液压传送至各个车轮的轮缸而产生制动力。

这样的电动液压制动装置由以下各个单元构成：促动器，由主缸、增力部、贮液器(reservoir)及踏板模拟器等构成，以便对传送至轮缸的制动液压进行控制；车身电子稳定系统(ESC，车身姿态控制装置)，对各个车轮的制动力进行单独控制；液动压力单元(HPU，Hydraulic Power Unit)，由驱动马达、泵、储气装置等构成。

图1是示出一般的电动液压制动装置的图。

如图1所示，一般的电动液压制动装置包括驱动马达100、滚珠螺杆120、滚珠螺母130、限位器150、滚珠轴承160、弹簧170、活塞180、及套管(sleeve)190。

驱动马达100产生使得液压制动器工作的工作力。

滚珠螺杆120与齿轮的内径中心轴连接，如果驱动马达100旋转并使得齿轮旋转，则在齿轮中增速/减速，从而滚珠螺杆120也一起旋转。滚珠螺杆120的旋转运动变换为使得后述的滚珠螺母130前进后退的轴力。

滚珠螺母130设置有以螺旋形延伸的内周槽，内周槽设置于滚珠螺杆120的外部，以便能够与形成于滚珠螺杆120的外周槽相对应。由此，当滚珠螺杆120不发生位移地原地旋转时，滚珠螺母130旋转并做直线运动。

限位器150形成为包围滚珠螺杆120的一端。当驱动马达100旋转时，限位器150与滚珠螺杆120一体旋转。

滚珠轴承160配置为围绕限位器150的外周面。当滚珠螺母130和活塞180在驱动马达100的内部进退并进行直线运动时，能够承受轴向荷重。

套管190在驱动马达100内部沿着滚珠螺母130的直线运动的移动线形成。

因此，电动液压制动装置在驾驶员踩踏踏板时，从踏板位移传感器接收踏板的位移，电子控制单元使得驱动马达100驱动，由此对活塞180进行加压而向主缸供应液压，进而将制动液压传送至各个车轮的轮缸，从而产生制动力。

本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第2016-0123179号(2016年10月25日公开，发明名称：用于车辆的液压制动装置)。

发明内容

要解决的技术问题

由此，在使得电动液压制动装置工作后，驾驶员去除踏板的踏力的情况下，电子控制单元使得驱动马达逆转，从而使得滚珠螺母复位至初始位置。

图2至图4是示出随着电动液压制动装置的工作的滚珠螺母的移动位移的图。

换句话说，如图2所示，如果在初始位置K使得驱动马达100驱动，则滚珠螺母130进行直线移动，如图3所示，移动的同时对活塞180进行加压，在使得制动器工作后解除制动器的情况下，电子控制装置使得驱动马达100驱动后，如图4所示，滚珠螺母130到达初始位置K位置时，向驱动马达100输出停止命令，从而使得驱动马达100关闭。

如此，滚珠螺母130由于驱动马达100的惯性而在K位置被推动，并在K位置与限位器150之间的L区间内停下。

由此，当滚珠螺母130由于惯性在L区间内停下时，因为在起点发生用于解除惯性推力的速度的分散，从而无法确定在哪一位置停下的正确的位置。此外，存在有如下问题：输出的停止命令的K位置不是绝对位置，而且可变的，并且包括能够准确控制在解除时所发生的减速、滚珠螺母130的重量及摩擦等因素，从而无法准确地得知初始位置(解除位置)。

由于这样的问题，在电动液压制动装置中根据踏板位移来确定驱动马达100的旋转量而产生制动力情况下，由于初始位置不准确或变化，需要的控制量发生改变，从而产生无法精准地控制的问题。

另外，在解除制动状态时使得驱动马达100工作后，在滚珠螺母130接触限位器150的瞬间使得驱动马达100停止的情况下，可使得初始位置始终保持在固定的位置，但是由此存在如下问题：如果滚珠螺母130接触限位器150的瞬间使得驱动马达100停止，则由于工作噪音和反复持久而使得限位器150破损，从而可能引起偏差。

本发明是为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种电动液压制动装置的控制装置及其方法，在解除电动液压制动装置的情况下，对初始位置进行固定并准确地设定，从而能够防止偏差并能够精准控制。

本发明的另一个目的在于提供一种电动液压制动装置的控制装置及其方法，不仅通过多种装置设定共同的初始位置而使得准确度提升，而且在任意一个感应装置发生错误时，通过其他装置使得驱动马达停止，从而能够提升稳定性。

解决技术问题的手段

根据本发明的一个侧面的电动液压制动装置的控制装置，包括：电流感应部，对电动液压制动装置的驱动马达中流动的驱动电流进行感应；马达位置传感器，对基于驱动马达工作的位置变化进行感应；限位开关，用于在电动液压制动装置中感应基于限位器与滚珠螺母在设定距离以内的移动的工作状态；以及控制部，接收电动液压制动装置的工作信号的输入来计算工作量，从而使得驱动马达从初始位置工作，控制部接收解除信号的输入，从而为了使得驱动马达复位而使驱动马达驱动后，基于从电流感应部输入的驱动电流的电流变化和从马达位置传感器感应的驱动马达的位置变化中的至少一者来确定初始位置，并使得驱动马达停止。

在本发明中，控制部从踏板位移传感器和外围控制装置中的至少一者接收工作信号和解除信号的输入，踏板位移传感器对制动踏板的位移进行感应，外围控制装置用于使得制动器在车辆中工作。

在本发明中，控制部通过从电流感应部输入的驱动电流的电流变化判断滚珠螺母向限位器和滚珠螺母之间设置的缓冲部冲撞的起点后，基于驱动马达随时间的位置变化来确定初始位置。

在本发明中，缓冲部包括橡胶减振器和弹簧中的一者。

在本发明中，当在驱动电流发生电流变化后，驱动电流满足设定电流值并且驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，控制部将当前位置确定为初始位置。

在本发明中，当在驱动电流发生电流变化后，驱动电流满足设定电流值或者驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，控制部将当前位置确定为初始位置。

根据本发明的一个侧面的的电动液压制动装置的控制方法，包括如下步骤：如果控制部接收电动液压制动装置的解除信号，则为了使得驱动马达复位而使驱动马达驱动；控制部从电流感应部接收驱动马达的驱动电流的输入，并且从马达位置传感器接收驱动马达的位置的输入；控制部从驱动电流的电流变化中来判断滚珠螺母向缓冲部冲撞的起点后，基于驱动电流和基于驱动马达随时间的位置变化中至少一者来确定初始位置；以及，在确定初始位置的情况下，控制部使得驱动马达在初始位置处停止。

在本发明中，在判断所述滚珠螺母冲撞的起点的步骤中，所述控制部基于所述驱动电流中产生拐点(point of inflection)的起点来判断所述滚珠螺母冲撞的起点。

在本发明中，在确定初始位置的步骤中，在驱动电流满足设定电流值并且驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，控制部将当前位置确定为初始位置。

在本发明中，在驱动电流满足设定电流值或驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，控制部将当前位置确定为初始位置。

发明的效果

根据本发明电动液压制动装置的控制装置及其方法，在电动液压制动装置解除时，对初始位置进行固定且准确地设定，从而能够防止偏差且能够精确控制，不仅如此，通过多种装置设定共同的初始位置，从而不仅提升准确度，而且在任意一个感应装置发生错误时通过其他装置使得驱动马达停止，从而能够提升稳定性。

附图说明

图1是示出一般的电动液压制动装置的构成图。

图2至图4是示出一般的电动液压制动装置中滚珠螺母的直线运动的构成图。

图5是示出根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置的结构框图。

图6是示出作为根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的限位器上所设置的缓冲部的橡胶减振器的图。

图7是示出作为根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的限位器上所设置的缓冲部的弹簧的图。

图8是示出根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置的限位开关的设置状态的图。

图9是用于说明根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置及其方法进行说明。在此过程中，附图中的线的粗细和构成要素的大小等可以为了说明的明了和方便而夸张地示出。

此外，后述的术语是考虑在本发明中的功能而定义的术语，其可能根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此针对这样的术语的定义应以本说明书的整体内容为基础来决定。

图5是示出根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置的结构框图，图6是示出作为根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的限位器所设置的缓冲部的橡胶减振器的图，图7是示出作为根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的限位器所设置的缓冲部的弹簧的图，图8是示出根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置的限位开关的设置状态的图。

如图5所示，根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置包括电流感应部250、马达位置传感器240、限位开关220及控制部230。

电流感应部250对电动液压制动装置的驱动马达100中流动的驱动电流进行感应，从而向控制部230提供。

因此，控制部230通过驱动电流的电流变化可将驱动电流的斜率变为相反的起点判断为滚珠螺母130解除而复位的同时对限位器150上所设置的缓冲部进行冲撞的起点。

换句话说，如图6所示，缓冲部在滚珠螺母130和限位器150之间设置有橡胶减振器262，从而能够在制动器解除的同时使得滚珠螺母130不与限位器150直接冲撞。此外，如图7所示，滚珠螺母130和限位器150之间设置有弹簧264，从而能够使得滚珠螺母130不与限位器150直接冲撞。

在此，如果滚珠螺母130解除的同时向缓冲部冲撞，则驱动马达100的位置变化急剧减小。由此，当以驱动马达100的位置变化急剧减小后所产生的位移为基础对初始位置进行设定时，由于不再发生因惯性推力的位移，因此能够使得滚珠螺母130一直处于固定的初始位置。

马达位置传感器240对基于驱动马达100工作的位置变化进行感应，从而向控制部230提供。

由此，滚珠螺母130向缓冲部冲撞后，以改变的驱动马达100的位置变化为基础对初始位置进行设定，使得驱动马达100停止，从而能够使得滚珠螺母130的初始位置或解除位置一直固定。

就限位开关220而言，如图8所示，设置于限位器150与设定距离以内，将基于滚珠螺母130移动的工作状态向控制部230提供，由此能够掌握滚珠螺母130的位置。

在此，限位开关220可设置在滚珠螺母130冲撞缓冲部之前的位置。

控制部230接收用于使电动液压制动装置工作的工作信号的输入来计算工作量，从而使得驱动马达100从初始位置工作。

在此，控制部230从踏板位移传感器210和车身电子稳定系统等设置于车辆的外围控制装置200接收用于使制动装置驱动的工作信号的输入，从而能够使得驱动马达100工作，并可接收解除信号的输入而能够使得驱动马达100复位，车身电子稳定系统踏板位移传感器210对制动踏板的位移进行感应，车身电子稳定系统用于使得车辆制动器工作。

换句话说，控制部230使得驱动马达100工作以对应于踏板位移传感器210的位移，从而使得滚珠螺母130的位置移动，由此不仅产生制动力，而且通过解除踏板的踏力而使得驱动马达100复位。

此外，控制部230接收解除信号的输入，为了使得驱动马达100复位而使驱动马达100驱动后，基于从电流感应部250输入的驱动电流的电流变化、从马达位置传感器240感应的驱动马达100的位置变化及限位开关220的工作状态中至少一者，使得驱动马达100停止在初始位置。

在此，控制部230在通过从电流感应部250输入的驱动电流的电流变化，当产生拐点时判断为滚珠螺母130向限位器150和滚珠螺母130之间设置的缓冲部冲撞的起点后，可基于驱动马达100随时间的位置变化将当前位置确定为初始位置。

由此，控制部230通过驱动电流的斜率变化的电流变化来判断滚珠螺母130复位并冲撞缓冲部的起点，可从冲撞的起点开始以随着时间发生的位移为基础来确定初始位置。

对其进行具体说明，在驱动电流发生电流变化后，驱动电流满足设定电流值并且驱动马达100随时间的位置变化满足设定位移的情况下，控制部230可将当前位置确定为初始位置。

例如，在全部满足驱动电流为-2A并且驱动马达100随时间的位置变化为150/4ms情况下，可将当前位置确定为初始位置。

此外，在发生持久工作及干扰的情况下，为了故障保护(fail safe)驱动也可通过冗余(redundancy)方式应用如下条件：判断驱动电流的电流变化的条件和判断根据时间驱动马达100的位置变化的条件。

由此，通过以冗余方式驱动的情况下，在驱动电流发生电流变化后，当驱动电流满足设定电流值或者驱动马达100随时间的位置变化满足设定位移情况下，换句话说，即使在满足任意一个条件的情况下，控制部230可将当前位置确定为初始位置。

例如，驱动电流满足-2A但是根据时间驱动马达100的位置变化不满足150/4ms，或者根据时间驱动马达100的位置变化满足150/4ms但是驱动电流不满足-2A，控制部230也会忽略发生偏差的测定值，能够基于任意一个条件中所满足的条件来确定初始位置。

由此，在初始位置确定的情况下，控制部230根据所确定的初始位置可使得驱动马达100停止。

另外，在设置有限位开关220的情况下，滚珠螺母130复位并使得限位开关220工作后，在到达所确定的初始位置情况下，控制部230使得驱动马达100停止，由此能够一直复位至固定的位置。

此外，在限位开关220工作后，如果经过设定的时间则使得驱动马达100停止，由此即使电流感应部250或马达位置传感器240发生偏差，控制部230也可稳定地使得驱动马达100复位。

在此，控制部230使得驱动马达100停止时，也可切断向驱动马达100供应的电源而使其停止，也可在驱动马达100的中点汇集电流，从而防止发生因惯性所致的推力，并且使其停止。

如上所示，根据本发明的实施例的电动液压制动装置的控制装置，在解除电动液压制动装置情况下，对初始位置进行固定并进行正确的设定，从而不仅能够防止偏差并精准控制，而且通过多种装置设定共同的初始位置而使得准确度提升，不仅如此，在任意一个感应装置发生错误情况下，可通过其他装置使得驱动马达停止，从而能够提升稳定性。

图9是用于说明根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制方法的流程图。

如图9所示，根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制方法中，首先，控制部230从踏板位移传感器210或外围控制装置200接收用于使得电动液压制动装置工作的工作信号的输入而计算工作量，从而使得驱动马达100从初始位置进行工作，由此产生制动力。

此后，控制部230从踏板位移传感器210或外围控制装置200接收解除信号的输入而使得驱动马达100进行复位工作S10。

S10步骤中，使得驱动马达进行复位工作，控制部230从电流感应部250接收驱动马达100的驱动电流的输入并且从马达位置传感器240接收驱动马达100的位置的输入S20。

此后，控制部230判断在S20步骤中从电流感应部250所接收的驱动马达100的驱动电流是否产生拐点S30。

在S30步骤中对驱动马达100的驱动电流是否产生拐点进行判断且未产生拐点情况下，控制部230返回S20步骤，继续接收驱动马达100的驱动电流和位置。

但是，在S30步骤中对驱动马达100的驱动电流是否产生拐点进行判断且产生拐点情况下，控制部230对驱动电流和设定电流值进行比较，并对驱动马达100随时间的位置变化和设定位移进行比较S40。

例如，控制部230比较驱动电流是否满足设定电流值-2A，并且比较驱动马达100随时间的位置变化是否满足设定位移150/4ms。

在S40步骤中比较驱动电流和基于驱动马达随时间的位置变化之后，判断是否满足比较条件S50。

在本实施例中，控制部230可判断：驱动电流是否满足设定电流值并且驱动马达100随时间的位置变化是否满足设定位移。

例如，可判断是否全部满足驱动电流为-2A并且基于驱动马达随时间的位置变化为150/4ms。

此外，在发生持久工作及干扰时，为了故障安全(fail safe)驱动也可通过冗余方式应用如下条件：判断驱动电流的电流变化的条件，判断基于驱动马达随时间的位置变化的条件。

由此，通过冗余方式驱动的情况下，在驱动电流满足设定电流值或者驱动马达100随时间的位置变化满足设定位移情况下，换句话说，控制部230也可判断是否满足即使任意一个条件。

例如，驱动电流满足-2A但是驱动马达100随时间的位置变化不满足150/4ms，或者驱动马达100随时间的位置变化满足150/4ms但是驱动电流不满足-2A的情况下，控制部230也会忽略发生偏差的测定值并且可判断是否满足即使任意一个条件。

但是，S50步骤中，比较驱动电流和基于驱动马达随时间的位置变化，从而在满足比较条件的情况下，控制部将当前位置确定为初始位置S60。

由此，在S60步骤中初始位置确定的情况下，控制部230在所确定的初始位置处使得驱动马达100停止S70。

在此，控制部230使得驱动马达100停止时，可切断向驱动马达100供应的电源，从而使其停止，也可在驱动马达100的中点汇集电流，从而防止发生因惯性所致的推力，并且使其停止。

另外，在设置有限位开关220的情况下，所述限位开关220设置于限位器150和设定距离以内，随着滚珠螺母130的移动而工作，滚珠螺母130复位并到达使得限位开关工作后所确定的初始位置时，控制部230使得驱动马达100停止，从而能够始终向固定的位置复位。

此外，在限位开关220工作后经过设定的时间的情况下，控制部230使得驱动马达100停止，由此即使电流感应部250或马达位置传感器240发生偏差，也能够稳定地使得驱动马达100复位。

如上所述，根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的控制装置，在解除电动液压制动装置时，对初始位置进行固定且正确地设定，从而不仅能够防止偏差且能够精准控制，而且通过多种装置设定共同的初始位置，从而使得准确度提升，不仅如此，在任意一个感应装置发生错误时，通过其他装置使得驱动马达停止，由此能够提升稳定性。

本发明参照附图所示的实施例进行了说明，这只是示例性的，但是应理解的是，对于该技术所属领域内具有通常知识的人员而言能够由此进行各种变形及均等的其他实施例。

由此，本发明的技术保护范围应根据以下权利要求范围来确定。

Claims (9)

1.一种电动液压制动装置的控制装置，其特征在于，包括：

电流感应部，对电动液压制动装置的驱动马达中流动的驱动电流进行感应；

马达位置传感器，对基于所述驱动马达工作的位置变化进行感应；

限位开关，用于在所述电动液压制动装置中感应基于限位器与滚珠螺母在设定距离以内的移动的工作状态；以及

控制部，接收所述电动液压制动装置的工作信号的输入来计算工作量，从而使得所述驱动马达从初始位置工作，所述控制部接收解除信号的输入，从而为了使得所述驱动马达复位而驱动所述驱动马达后，基于从所述电流感应部输入的所述驱动电流的电流变化和从所述马达位置传感器感应的所述驱动马达的位置变化中的至少一者来确定所述初始位置，并使得所述驱动马达停止，并且

其中，所述控制部通过所述电流感应部输入的所述驱动电流的电流变化，判断所述滚珠螺母向所述限位器和所述滚珠螺母之间设置的缓冲部冲撞的起点后，基于从冲撞的起点开始所述驱动马达随时间的位置变化来确定所述初始位置。

2.根据权利要求1所述的电动液压制动装置的控制装置，其特征在于，

所述控制部从踏板位移传感器和外围控制装置中的至少一者接收所述工作信号和所述解除信号的输入，所述踏板位移传感器对制动踏板的位移进行感应，所述外围控制装置用于使得制动器在车辆中工作。

3.根据权利要求1所述的电动液压制动装置的控制装置，其特征在于，

所述缓冲部包括橡胶减振器和弹簧中的一者。

4.根据权利要求1所述的电动液压制动装置的控制装置，其特征在于，

当在所述驱动电流发生电流变化后，所述驱动电流满足设定电流值并且所述驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，所述控制部将当前位置确定为所述初始位置。

5.根据权利要求1所述的电动液压制动装置的控制装置，其特征在于，

当在所述驱动电流发生电流变化后，所述驱动电流满足设定电流值或者所述驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，所述控制部将当前位置确定为所述初始位置。

6.一种电动液压制动装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

如果控制部接收电动液压制动装置的解除信号，则为了使得驱动马达复位而驱动所述驱动马达；

所述控制部从电流感应部接收所述驱动马达的驱动电流的输入，并且从马达位置传感器接收所述驱动马达的位置的输入；

所述控制部根据所述驱动电流的电流变化判断滚珠螺母向缓冲部冲撞的起点后，基于所述驱动电流和从冲撞的起点开始所述驱动马达随时间的位置变化中至少一者来确定初始位置；以及

在确定所述初始位置的情况下，所述控制部使得所述驱动马达在所述初始位置处停止。

7.根据权利要求6所述的电动液压制动装置的控制方法，其特征在于，

在判断所述滚珠螺母冲撞的起点的步骤中，所述控制部基于所述驱动电流中产生拐点的起点来判断所述滚珠螺母冲撞的起点。

8.根据权利要求6所述的电动液压制动装置的控制方法，其特征在于，

在确定所述初始位置的步骤中，在所述驱动电流满足设定电流值并且所述驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，所述控制部将当前位置确定为所述初始位置。

9.根据权利要求6所述的电动液压制动装置的控制方法，其特征在于，

在确定所述初始位置的步骤中，在所述驱动电流满足设定电流值或所述驱动马达随时间的位置变化满足设定位移时，所述控制部将当前位置确定为所述初始位置。

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