CN110667542A - 用于控制esc集成制动系统的防抱死制动系统的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备和方法。该设备包括：主制动缸，其通过活塞生成液压制动压力，所述活塞由当压下车辆的制动踏板时操作的致动器向前/向后移动；以及控制器，当车辆的制动模式是ABS模式并且活塞已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置时，所述控制器通过根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件，来控制施加到致动器的驱动电流，从而控制活塞的向前/向后移动方向变化。

Description

用于控制ESC集成制动系统的防抱死制动系统的设备和方法
相关申请的引证
本申请要求于2018年7月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0076304号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开的实施例涉及一种用于控制ESC集成制动系统的防抱死制动系统(ABS)的设备和方法，更具体地，涉及一种用于控制ESC集成制动系统的防ABS的设备及其方法，该设备能够改善ESC集成制动系统中的ABS控制特性。
背景技术
最近，已经提出了一种包括电子稳定控制(ESC)的ESC集成制动系统，其能够在传统制动系统(CBS)中提供主动制动。当车辆行驶时直行、转弯和上坡行驶的稳定性降低时，这种ESC集成制动系统通过执行防抱死制动系统(ABS)、车辆动力学控制(VDC)和牵引力控制系统(TCS)的功能来确保车辆的稳定性。
ESC集成制动系统通常包括：由备用制动缸、为驾驶员实现踏板感觉的踏板模拟器、为车轮实现制动压力的主制动缸、控制主制动缸液压的马达以及将马达的旋转运动转换成线性运动的线性运动转换机构(例如，滚珠丝杠和丝杠导向器)组成的致动器；以及控制通道中的液压的多个阀。
同时，在ABS模式下，车轮压力根据车轮速度而增加或减少，以提高ESC集成制动系统中直线行驶的稳定性。与现有的CBS制动系统不同，制动油在ESC集成制动系统中减压时排放到储油器，因此需要通过在预定位移内向前和向后往复移动主制动缸的连接到马达的活塞来补充用于ABS控制所消耗的制动油，以便持续增加和减少压力。通过打开要增加压力的车轮的入口阀并将通过该过程生成的主制动缸的液压制动压力提供给相应的轮缸来增加车轮压力，通过关闭相应的入口阀和打开相应的出口阀来降低需要降低压力的车轮的车轮压力，并且通过关闭相应的入口阀和出口阀来保持需要保持车轮压力的车轮的车轮压力。
已经在韩国专利申请公开号2007-0104982(2007年10月30日公开)中公开了本公开的背景技术。
发明内容
如上所述，通过在ESC集成制动系统的ABS控制中连续向前/向后移动，主制动缸的活塞连续供应在车轮压力控制中消耗的制动油。
然而，当活塞将移动方向从向前运动改变为向后运动或者从向后运动改变为向前运动时，要加压的腔室的压力为0巴，并且存在活塞的惯性，因此需要预定时间，直到活塞的移动方向改变并且主制动缸的压力增加到先前的压力。
当入口阀在增加车轮压力所需的压力增加控制状态下打开时，车轮压力在增加压力所需的状态下降低，因此需要通过关闭入口阀来防止车轮压力降低，直到主制动缸的压力增加大于先前的压力。因此，当活塞在需要增加车轮压力的状态下改变向前/向后移动方向时，需要通过关闭入口阀来保持，因此制动减速度降低，ABS控制效率降低。
此外，为了快速改变活塞的移动方向，需要施加大扭矩来反转马达，但是在这种情况下，由于活塞和马达的操作而生成噪音，并且液压回路压力显著增加，这对致动器的耐久性产生不利影响。
各种实施例涉及一种用于控制ESC集成控制系统的ABS的设备及其方法，用于当活塞改变向前/向后移动方向时保持制动减速，降低由于活塞方向变化而产生的噪音，并通过在ESC集成制动系统中连续向前/向后运动来提高ABS控制中致动器的耐久性，其中，活塞必须连续供应在车轮压力控制中消耗的制动油。
在一个实施例中，一种用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备可以包括：主制动缸，其通过活塞生成液压制动压力，所述活塞由当压下车辆的制动踏板时操作的致动器向前/向后移动；以及控制器，当车辆的制动模式是ABS模式并且活塞已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置时，所述控制器通过根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件，来控制施加到致动器的驱动电流，从而控制活塞的向前/向后移动方向变化。
根据车轮压力的控制状态的方向变化条件可以是以下条件，其中，前轮和后轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，或者前轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力升高控制状态。
所述控制器可以通过检查连接/断开供应给车辆的每个轮缸的液压制动压力的入口阀的打开/关闭状态，来确定是否满足所述方向变化条件。
所述方向变化位置可以包括上限方向变化位置和下限方向变化位置，所述上限方向变化位置被设置为低于所述活塞的阈值上限位置的位置，所述下限方向变化位置被设置为高于所述活塞的阈值下限位置的位置。
所述控制器可以通过控制施加到所述致动器的驱动电流来执行所述活塞的向前/向后移动方向变化，所述驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少，其中，所述参考驱动电流可以是施加到致动器以生成活塞在阈值上限位置或阈值下限位置的向前/向后移动方向变化所需的扭矩的电流。
在一个实施例中，一种控制ESC集成制动系统的ABS的方法可以包括：控制器确定车辆的制动模式是否是ABS模式的步骤；当车辆的制动模式是ABS模式时，所述控制器确定主制动缸的活塞是否已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置的步骤，其中，所述主制动缸通过活塞生成液压制动压力，所述活塞由当压下车辆的制动踏板时操作的致动器向前/向后移动；当活塞已经到达方向变化位置时，所述控制器根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件的步骤；以及当满足方向变化条件时，所述控制器通过控制施加到致动器的驱动电流来执行活塞的向前/向后移动方向变化的步骤。
根据这些实施例，在ESC集成制动系统的ABS控制中，考虑到车轮压力的控制状态，通过执行主制动缸的活塞的向前/向后移动方向变化来减少制动力的损失，从而可以保持制动减速，并且通过在预定范围内线性增加的驱动电流来控制致动器，可以减少由于活塞的方向变化而引起的噪音，并且提高致动器的耐久性。
附图说明
图1是用于说明根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备的液压线路图；
图2和图3是用于说明根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备的效果的示例图；
图4是示出根据本公开的实施例的控制ESC集成制动系统的ABS的方法的流程图。
具体实施方式
此后，将参考附图详细描述根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备和方法。为了以下描述的清晰和方便，附图中所示的线的厚度或部件的尺寸可能夸大。此外，下面描述的术语是考虑本公开中的功能而确定的术语，并且可以通过用户和运营商或客户的意图以不同的方式来解释。因此，术语的定义应该基于整个说明书的内容来解释。
图1是用于说明根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备的液压线路图，图2和3是用于说明根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备的效果的示例图。
参考图1，总体描述了根据本公开的实施例的ESC集成制动系统的结构。当驾驶员向制动踏板10施加下压力时，由备用制动缸(backup master cylinder)20生成液压，生成的液压提供给踏板模拟器21的活塞，踏板模拟器21的弹性构件被按压，并且通过按压的弹性构件的反作用力来实现驾驶员的踏板感觉。当车辆处于制动状态时(也就是当压下制动踏板10时)，控制器90控制操作致动器30(马达)，以便基于从踏板行程传感器(未示出)和备用制动缸压力传感器输出的信号生成液压制动压力，并且主制动缸(main mastercylinder)40通过由致动器30向前/向后移动的活塞41生成液压制动压力。提供了用于实现减小气缸直径和调节液压的效果的多个液压控制阀51～57，提供了用于供应和阻断供应到每个轮缸的制动油的入口阀61～64，并且用于供应和阻断从每个轮缸排出的制动油的出口阀71～74设置在位于每个轮缸和储油器80之间的通道中。
此后，主要基于上述ESC集成制动系统的结构，根据控制器90的操作，来详细描述根据本公开的实施例的用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备。
当车辆的制动模式是防抱死制动系统(ABS)模式并且活塞41到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置时，控制器90可以通过根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件来控制施加到致动器30的驱动电流，从而控制活塞41的向前/向后移动方向变化。
具体地，本实施例的技术方案是在控制ABS时改善控制特性，其中，应当连续供应制动油，以通过ESC集成制动系统中活塞41的向前/向后运动来补充在车轮压力控制中消耗的制动油，为此，控制器90首先确定车辆的当前制动模式是否是ABS模式。
当确定车辆的制动模式是ABS模式时，控制器90确定主制动缸40的活塞41是否已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定的方向变化位置。方向变化位置可以包括上限方向变化位置和下限方向变化位置，上限方向变化位置设置为低于活塞41的阈值上限位置的位置，下限方向变化位置设置为高于活塞41的阈值下限位置的位置。
阈值上限位置是指用于在活塞41和主制动缸40的腔室之间没有碰撞的情况下将向前运动改变为向后运动的阈值位置。类似地，阈值下限位置是指用于在活塞41和主制动缸40的腔室之间没有碰撞的情况下将向后运动改变为向前运动的阈值位置。
因此，当活塞41在阈值上限位置处或阈值下限位置处改变移动方向时，控制器90可以控制活塞41在上限方向变化位置(该位置是设置为低于阈值上限位置的位置)处或者在下限方向变化位置(该位置是设置为高于阈值下限位置的位置)处改变移动方向，以便减轻其必须向致动器30施加大驱动电流以快速改变活塞41的方向的负载。在图1中，①示出了阈值上限位置的示例，②示出了上限方向变化位置的示例。
当确定活塞41已经到达上限方向变化位置或下限方向变化位置时，控制器90确定是否满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件。
即，如上所述，当在压力增加控制状态(在该状态下需要增加车轮压力)下执行活塞41的向前/向后移动方向变化时，需要通过关闭入口阀61～64来保持，因此存在制动减速度降低和ABS控制效率降低的问题。因此，控制器90可以考虑是否满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件来控制活塞41的向前/向后移动方向变化。
根据车轮压力的控制状态的方向变化条件是指一种这样的条件，在该条件中，前轮和后轮的车轮压力保持或处于压力降低控制状态，或前轮的车轮压力保持或处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力升高控制状态。
即，为了最大限度地避免在增加车轮压力所需的压力增加控制状态下执行活塞41的向前/向后移动方向变化的情况，当前轮和后轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态(第一条件)，或者前轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力增加控制状态(第二条件)时，控制器90可以执行活塞41的向前/向后移动方向变化。在第二条件下，车辆的重心向前偏移大约70％，因此，即使后轮的车轮压力处于压力升高控制状态，当前轮的车轮压力保持或处于压力降低控制状态时，也可以在不减小制动减速度的情况下执行活塞41的移动方向变化。
同时，控制器90可以通过检查连接/断开供应给车辆的每个轮缸的液压制动压力的入口阀61～64的打开/关闭状态，来确定是否满足方向变化条件。即，当入口阀61～64处于关闭状态时，控制器90可以确定满足第一条件，并且当入口阀61和64处于关闭状态并且入口阀62和63处于打开状态时，控制器90可以确定满足第二条件。
当确定满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件时，控制器90可以通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化。
在该过程中，控制器90可以通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化，该驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少。参考驱动电流是指一种这样的电流，该电流施加到致动器30，以生成活塞41在上述阈值上限位置或阈值下限位置的向前/向后移动方向变化所需的扭矩。
即，大驱动电流(即，参考驱动电流)应当施加到致动器30，以便活塞41在阈值上限位置或阈值下限位置改变移动方向，如上所述。然而，活塞41和致动器30的操作相应地生成噪音，并且液压回路压力显著增加，这对致动器30的耐久性产生不利影响。因此，本实施例的控制器90可以通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化，该驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少。考虑到设计者的意图和制动系统的规格，可以不同地选择驱动电流的变化率(即，倾斜度)。
图2示出了在车轮压力的压力增加控制状态下，当基于在阈值上限位置或阈值下限位置施加到致动器30的大驱动电流(即，参考驱动电流)执行活塞41的向前/向后移动方向变化时的情况，其中，可以看出，当活塞41的移动方向改变时，液压回路压力显著增加，这可能对致动器30的耐久性产生不利影响。
图3示出了当在上限方向变化位置或下限方向变化位置满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件并且基于在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化的情况，其中，可以看出，可以通过减少制动力的损失来保持制动减速，减少由于活塞41的方向变化而生成的噪音，并提高致动器30的耐久性。
此后，参考图4，主要根据时间序列配置来描述上述用于控制ESC集成制动系统的ABS的设备的操作。
图4是示出根据本公开的实施例的控制ESC集成制动系统的ABS的方法的流程图。
参考图4，根据本公开的实施例的控制ESC集成制动系统的ABS的方法可以包括：步骤S10，其中，控制器90确定车辆的制动模式是否是防抱死制动系统(ABS)模式；步骤S50，其中，当车辆的制动模式是ABS模式时，控制器90确定主制动缸40的活塞41是否已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置；步骤S60，其中，当活塞41已经到达方向变化位置时，控制器90确定是否满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件；以及步骤S70，其中，当满足方向变化条件时，控制器90通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化。
详细描述了这些步骤。首先，控制器90确定车辆的制动模式是否是ABS模式(步骤S10)。
当在步骤S10中确定车辆的制动模式是ABS模式时，控制器90确定活塞41是否已经到达阈值上限位置或阈值下限位置(步骤S20)。
当在步骤S20中确定活塞41没有到达阈值上限位置或阈值下限位置时，控制器90确定活塞41是否已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定方向变化位置(步骤S50)。如上所述，方向变化位置可以包括上限方向变化位置和下限方向变化位置，上限方向变化位置被设置为低于活塞41的阈值上限位置的位置，下限方向变化位置被设置为高于活塞41的阈值下限位置的位置。
当在步骤S50中确定活塞41没有到达方向变化位置时，控制器90继续执行当前ABS相关的控制(步骤S40)。
当在步骤S50中确定活塞41已经到达方向变化位置时，控制器90确定是否满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件(步骤S60)。如上所述，根据车轮压力的控制状态的方向变化条件是指一种这样的条件，其中，前轮和后轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，或者前轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力升高控制状态。此外，在步骤S60中，控制器90可以通过检查入口阀61～64的打开/关闭状态来确定是否满足方向变化条件。
当在步骤S60中确定不满足方向变化条件时，控制器90继续执行当前ABS相关的控制(步骤S40)。
然而，当在步骤S60中确定满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件时，控制器90通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化(步骤S70)。在步骤S70中，控制器90可以通过控制施加到致动器30的驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化，该驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少。此外，如上所述，参考驱动电流是指一种电流，该电流施加到致动器30，以生成活塞41在阈值上限位置或阈值下限位置的向前/向后移动方向变化所需的扭矩。
在步骤S70之后，控制器90继续执行当前ABS相关的控制(步骤S40)。
在步骤S40之后，从步骤S10重复该过程，并且当在步骤S20确定活塞41已经到达阈值上限位置或阈值下限位置时，控制器90通过控制要施加到致动器30的参考驱动电流来执行活塞41的向前/向后移动方向变化(步骤S30)。
重复步骤S10至步骤S70，直到车辆的制动模式脱离ABS模式。
根据这种配置，可以最大限度地避免在车轮压力的压力增加控制状态下基于在阈值上限位置或阈值下限位置施加到致动器30的大驱动电流(即，参考驱动电流)来执行活塞41的向前/向后移动方向变化的情况。此外，当在上限方向变化位置或下限方向变化位置满足根据车轮压力的控制状态的方向变化条件时，可以最大化基于驱动电流执行活塞41的向前/向后移动方向变化的情况，该驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少。因此，可以通过减少制动力的损失来保持制动减速，减少由于活塞41的方向变化而生成的噪音，并提高致动器30的耐久性。
尽管已经参考附图中示出的示例性实施例描述了本公开，但是这些仅仅是示例，并且可以由本领域技术人员根据本公开改变和修改为其他等效的示例性实施例。因此，本公开的技术保护范围应当由以下权利要求来确定。

Claims (10)

1.一种用于控制电子稳定控制集成制动系统的防抱死制动系统的设备，所述设备包括：
主制动缸，所述主制动缸通过活塞生成液压制动压力，所述活塞由致动器向前/向后移动，当车辆处于制动状态时操作所述致动器；以及
控制器，当车辆的制动模式是防抱死制动系统模式并且所述活塞已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定的方向变化位置时，所述控制器根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件，来控制施加到所述致动器的驱动电流，从而控制所述活塞的向前/向后移动方向变化。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，根据车轮压力的控制状态的方向变化条件是这样的条件，在该条件中，前轮和后轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，或者前轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力升高控制状态。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器通过检查连接/断开供应给车辆的每个轮缸的液压制动压力的入口阀的打开/关闭状态，来确定是否满足所述方向变化条件。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述方向变化位置包括上限方向变化位置和下限方向变化位置，所述上限方向变化位置被设置为低于所述活塞的阈值上限位置的位置，所述下限方向变化位置被设置为高于所述活塞的阈值下限位置的位置。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器通过控制施加到所述致动器的驱动电流来执行所述活塞的向前/向后移动方向变化，所述驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少，
其中，所述参考驱动电流是施加到致动器以生成所述活塞在所述阈值上限位置处或所述阈值下限位置处的向前/向后移动方向变化所需的扭矩的电流。
6.一种控制电子稳定控制集成制动系统的防抱死制动系统的方法，所述方法包括：
控制器确定车辆的制动模式是否是防抱死制动系统模式的步骤；
当车辆的制动模式是所述防抱死制动系统模式时，所述控制器确定主制动缸的活塞是否已经到达用于向前/向后移动方向变化的预定的方向变化位置的步骤，在该步骤中，所述主制动缸通过所述活塞生成液压制动压力，所述活塞由致动器而向前/向后移动，当车辆处于制动状态时，操作所述致动器；
当活塞已经到达所述方向变化位置时，所述控制器根据车轮压力的控制状态确定是否满足方向变化条件的步骤；以及
当满足所述方向变化条件时，所述控制器通过控制施加到所述致动器的驱动电流来执行活塞的向前/向后移动方向变化。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据车轮压力的控制状态的方向变化条件是这样的条件，在该条件中，前轮和后轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，或者前轮的车轮压力保持或者处于压力降低控制状态，后轮的车轮压力处于压力升高控制状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述控制器确定是否满足方向变化条件的步骤中，所述控制器通过检查连接/断开供应给车辆的每个轮缸的液压制动压力的入口阀的打开/关闭状态，来确定是否满足所述方向变化条件。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方向变化位置包括上限方向变化位置和下限方向变化位置，所述上限方向变化位置被设置为低于所述活塞的阈值上限位置的位置，所述下限方向变化位置被设置为高于所述活塞的阈值下限位置的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述控制器执行活塞的向前/向后移动方向变化的步骤中，所述控制器通过控制施加到所述致动器的驱动电流来执行所述活塞的向前/向后移动方向变化，所述驱动电流在具有低于参考驱动电流的值的范围内线性增加/减少，
其中，所述参考驱动电流是施加到致动器以生成活塞在所述阈值上限位置处或所述阈值下限位置处的向前/向后移动方向变化所需的扭矩的电流。
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