CN111391805B - 用于电力制动系统的放气装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种用于电力制动系统的放气装置和方法。放气装置包括：活塞位置传感器，被配置为检测安装在主要主缸中的活塞的位置；电机驱动单元，被配置为驱动电机以移动活塞；电机速度检测单元，被配置为检测电机的旋转速度；制动踏板位置传感器，被配置为检测制动踏板的位置；以及控制单元，被配置为在进入放气模式时释放常致动阀的操作，并且当确定制动踏板被按压时通过根据由活塞位置传感器检测的活塞的位置或由电机速度检测单元检测的电机的旋转速度控制电机驱动单元而控制活塞的位置。

Description

用于电力制动系统的放气装置和方法
相关申请的引证
本申请要求于2019年1月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0000594号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种用于电力制动系统的放气装置和方法，并且更具体地，涉及一种即使在对电力制动系统供电时移除制动油中产生的气泡(bubble)的用于电力制动系统的放气装置和方法。
背景技术
如果电力制动系统没有得到电支持，操作控制单元以生成用于将压力施加到制动踏板的压力指令，从而响应于压力指令而驱动电机以通过压力控制驱动活塞。这影响了油的传送并且因此在放气模式期间电力制动系统必须保持在电支持状态。此外，必须在电支持状态中进行工作以释放阻挡液压调制器的通道的阀的操作。
当用户在电支持的状态被按压下踏板时，由于辅助主缸中两个室之间的压力差，活塞朝向电机向后移动。
当放气模式开始时，活塞处于其初始位置(当踏板在0mm的位置时，初始位置为1.5mm)，在这种情况下，如果进行放气时反复按压踏板，则活塞将在0mm的位置发生碰撞。
每当按压制动踏板时，活塞与初始位置的这种碰撞就会再现。活塞碰撞的速度通常约为1,000至1,200rpm。这种速度等级可能会对电力制动系统造成损坏，并且即使电力制动系统实际没有损坏，将来在实际驱动期间，累积的碰撞损伤将会成为使电力制动系统的性能下降的原因。
在标题为“用于车辆制动的放气装置”的韩国专利申请公开第10-2002-0018791号(2002年3月9日)中公开了本公开的相关技术。
发明内容
各种实施方式针对一种用于电力制动系统的放气装置和方法，其在进入放气模式时通过控制电机将活塞保持在预定目标位置而防止处于放气模式的活塞发生碰撞。
在实施方式中，提供一种用于电力制动系统的放气装置，包括：活塞位置传感器，被配置为检测安装在主要主缸中的活塞的位置；电机驱动单元，被配置为驱动电机以移动所述活塞；电机速度检测单元，被配置为检测所述电机的旋转速度；制动踏板位置传感器，被配置为检测制动踏板的位置；以及控制单元，被配置为：当进入放气模式时进行释放常致动阀的操作，并且当通过由所述制动踏板位置传感器检测的所述制动踏板的位置来确定所述制动踏板被按压时，通过根据由所述活塞位置传感器检测的所述活塞的位置或者由所述电机速度检测单元检测的所述电机的旋转速度来控制所述电机驱动单元而控制所述活塞的位置。
控制单元将所述活塞保持在预定目标位置。
常致动阀可以布置在轮缸的上游以控制供应给所述轮缸的制动液压；并且当进入所述放气模式时，所述控制单元释放所述常致动阀并且检查所述活塞的零位，以基于所述活塞的零位根据所述活塞的位置将所述活塞移动至目标位置。
所述目标位置可以为对应于所述活塞的总位移的一半的位置。
所述控制单元可以增加供应给所述电机的电机控制电流。
当所述活塞的位置在活塞位置的预设容许变化之外时，所述控制单元可以增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
当所述电机的旋转速度在电机旋转速度的预设容许变化之外时，所述控制单元可以增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
在实施方式中，提供一种用于电力制动系统的放气方法，可以包括以下步骤：当进入放气模式时，由控制单元通过由制动踏板位置传感器检测的制动踏板的位置来确定所述制动踏板是否被按压；以及当确定所述制动踏板被按压时，由所述控制单元根据由活塞位置传感器检测的活塞的位置或者由电机速度检测单元检测的电机的旋转速度来控制电机驱动单元，以控制所述活塞的位置。
当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，所述控制单元可以将所述活塞保持在预定目标位置。
放气方法还可以包括：当进入所述放气模式时，所述控制单元进行释放常致动阀的操作并且检查所述活塞的零位，以基于所述活塞的零位根据所述活塞的位置将所述活塞移动到目标位置。
目标位置可以是对应于活塞的总位移的一半的位置。
当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，所述控制单元可以增加供应给所述电机的电机控制电流。
当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，当所述活塞的位置在活塞位置的预设容许变化之外时，所述控制单元可以增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元控制中，当所述电机的旋转速度在电机旋转速度的预设容许变化之外时，所述控制单元可以增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
如从以上描述中显而易见的是，当进入放气模式时，根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气装置和方法能够通过控制电机将活塞保持在预定目标位置而防止处于放气模式的活塞发生碰撞。
附图说明
图1是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气装置的框图。
图2是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的致动器的示意图。
图3是示出了根据本公开的实施方式进入放气模式时的活塞位置控制方法的示图。
图4是示出了根据本公开的实施方式反复按压踏板时的活塞位置控制和最大活塞位移的示图。
图5是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气方法的流程图。
具体实施方式
根据相应领域的传统，一些示例性实施方式可以在附图中按照功能块、单元、和/或模块示出。本领域的普通技术人员应当理解的是，这些块、单元、和/或模块通过诸如逻辑电路、分立部件、处理器、硬连接电路、存储器元件、接线等的电子(或光学)电路物理地实现。当块、单元、和/或模块通过处理器或相似硬件实现时，可以使用软件(例如，代码)对它们进行编程和控制以执行本文中讨论的各种功能。可替换地，可以通过专用硬件、或作为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的处理器和相关联的电路)的组合来实现每个块、单元和/或模块。在不偏离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式中的每个块、单元和/或模块可以物理地分离成两个或更多个交互和离散的块、单元和/或模块。此外，在不偏离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式中的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
将通过实施方式的各种实例参考附图对用于电力制动系统的放气装置和方法进行详细描述。应指出，这些图并不必按比例绘制，并且可仅为了清楚和描述方便的目的而放大线条的厚度或者部件的大小。此外，如本文中使用的术语为考虑到本公开的功能定义的术语并且可以根据用户或操作者的意图或习惯改变。因此，这些术语应当基于本文中所阐述的整体公开内容定义。
图1是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气装置的框图。图2是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的致动器的示意图。图3是示出了根据本公开的实施方式进入放气模式时的活塞位置控制方法的示图。图4是示出了根据本公开的实施方式反复按压踏板时的活塞位置控制和最大活塞位移的示图。
参照图1和图2，根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气装置包括常致动阀(normally actuated valve)10、活塞位置传感器20、电机驱动单元30、电机40、电机速度检测单元50、制动踏板位置传感器60、控制单元70和致动器80。
参考图2，致动器80在ESC集成制动助力系统(是电力制动系统)中生成制动液压，并且将制动液压传送到第一回路和第二回路。
第一回路和第二回路是由用于制动车轮的电力制动系统的致动器80供给制动液压的液压回路。
致动器80包括：滚珠螺杆85，将电机40的旋转力转换为直线运动；主要主缸84，具有用于压力产生的活塞结构；以及辅助主缸82，包括模拟如在现有制动系统中的制动踏板力的踏板模拟器。
附图标记81是贮液箱。
当用户按压制动踏板时，辅助主缸82的第一室822和第二室821被压缩并且制动油分别通过主要主缸84的第三室和第四室传送到第一回路和第二回路。
第一回路和第二回路包括将轮缸连接到致动器80以用于供给制动液压的通道以及多个电磁阀，该多个电磁阀安装在通道中以控制通过通道供给的制动液压。通过控制各电磁阀，可以控制从电力制动系统的致动器80供应给轮缸的制动液压。
第一回路控制从致动器80供给的制动液压以对至少一个车轮进行制动，并且第二回路控制从致动器80供给的制动液压以对至少一个其他车轮进行制动。
例如，通过第一回路制动的车轮可以是左前轮FL和右后轮RR，并且通过第二回路制动的车轮可以是右前轮FR和左后轮RL。
常致动阀10是设置在第一回路和第二回路中的电磁阀中的一个，并且布置在轮缸的上游以控制供应给轮缸的制动液压。
活塞位置传感器20检测在其线性往复运动期间活塞的位置，以将检测的位置输入至控制单元70。
制动踏板位置传感器60检测制动踏板的位置以将检测的位置输入到控制单元70。
电机驱动单元30通过将电机控制电流施加到电机40而驱动电机40。例如，电机驱动单元30可以通过将电机控制电流施加到电机40，以驱动电机40而在直线方向上移动安装在主要主缸84中的活塞，从而控制活塞的位置。具体地，当进入放气模式时，电机驱动单元30响应于控制单元70的控制信号来驱动电机40，以将安装在主要主缸84中的活塞移动到预定目标位置。
目标位置是对应于安装在主要主缸84中的活塞的总位移的一半的位置。例如，当活塞的总位移为34mm时，目标位置可被设为16mm至18mm。
电机速度检测单元50检测当电机40通过电机驱动单元30旋转时电机的旋转速度，并且将检测的电机的旋转速度输入到控制单元70。
当进入放气模式时，控制单元70通过由制动踏板位置传感器60检测的制动踏板位置来确定制动踏板是否被按压。当确定按压制动踏板时，控制单元70根据活塞位置传感器20检测的活塞位置或电机速度检测单元50检测的电机的旋转速度来控制电机驱动单元30，从而控制安装在主要主缸84中的活塞的位置。
更详细地，当向其输入放气模式进入指令时，控制单元70首先进入放气模式。放气模式进入指令可以是用户发出的操作指令或诊断通信并且除此之外，可以包括满足用于进入放气模式的各种条件等的情形。
当进入放气模式时，控制单元70检查活塞的零位(0mm)。
然后，控制单元70基于活塞的零位根据活塞位置来控制电机驱动单元30，以将活塞移动到目标位置。
即使由于在第二回路中放气期间反复按压制动踏板而引起的主要主缸84的第三室841与第四室842之间出现压力差，将活塞保持在进行放气模式时活塞可移动的总位移的目标位置可限制活塞移动的位移。因此，可以防止活塞在零位(0mm)或相对端位置(约34mm)处发生碰撞。
为此，如图3所示，当进入放气模式时，控制单元70预先控制活塞处于零位(0mm)。原因是活塞很可能不会处于主要主缸84中的零位。因此，考虑到活塞未处于零位的环境，在将活塞放置于目标位置之前，控制单元70可以通过先检查活塞的零位来防止活塞故障。
此外，控制单元70释放常致动阀10的操作以用于确保通道，常致动阀在放气模式之前处于关闭状态或打开状态。
然后，当用户通过反复按压制动踏板进行放气时，控制单元70通过从制动踏板位置传感器60输入的制动踏板位置来检查制动踏板是否被反复按压。在这种情况下，控制单元70监测由相应活塞位置传感器20和电机速度检测单元50检测的活塞位置和电机的旋转速度，以通过电机驱动单元30可变地控制安装在主要主缸84中的活塞的位置。
即，如图4所示，在用户通过反复按压制动踏板进行放气的状态中，控制单元70控制电机驱动单元30以增加供应给电机40的电机控制电流，从而使安装在主要主缸84中的活塞能够保持在目标位置。
为此，控制单元70实时从活塞位置传感器20接收活塞位置。在这种状态下，如果活塞位置在活塞位置的预设容许变化之外，则控制单元70通过增加并且调制电机控制电流的位置控制比例增益来控制电机驱动单元30，从而允许电机控制电流增加。
在此，可以基于以上的目标位置设置活塞位置中的容许变化。
如果电机的旋转速度在电机旋转速度的预设容许变化之外，控制单元70增加并且调制电机控制电流的位置控制比例增益，从而允许电机控制电流增加。
因而，由于12V的低压电池的电压(为车载电源电压)的下降、主要主缸84的机构中过大的室压偏差(双倍的踏板输入或双倍的制动以通过放气螺塞(bleeding screw)更有效地推动制动油)等，通过根据活塞位置或电机的旋转速度来控制电机40，以将活塞的位置限制为目标位置，可以通过远离目标位置(18mm)防止活塞与主要主缸84中的两端发生碰撞。
图5是示出了根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气方法的流程图。
参考图5，当向其输入放气模式进入指令时，控制单元70首先进入放气模式(S10)。
当进入放气模式时，控制单元70检查活塞的零位(0mm)并且释放常致动阀10的操作以用于确保通道，常致动阀在放气模式之前处于关闭状态或打开状态(S20)。
然后，控制单元70基于活塞的零位(0mm)将活塞放置于活塞可移动的总位移的目标位置(S30)。
在活塞放置于目标位置的状态中，当用户通过反复按压制动踏板进行放气时，控制单元70通过由制动踏板位置传感器60输入的制动踏板位置来检查制动踏板是否被反复按压。在这种情况下，控制单元70实时从活塞位置传感器20接收活塞位置，以确定活塞位置是否在活塞位置的容许变化之外(S40)。
如果在步骤S40中确定的结果为活塞位置在活塞位置中的容许变化之外，则控制单元70通过增加并且调制电机控制电流的位置控制比例增益来控制电机驱动单元30(S60)，从而允许电机控制电流增加。
另一方面，如果在步骤S40中确定的结果为活塞位置未处于活塞位置的容许变化之外，则控制单元70确定电机的旋转速度是否处于电机旋转速度的容许变化之外(S50)。
如果在步骤S50中的确定结果为电机的旋转速度未处于电机旋转速度的容许变化之外，则控制单元70增加并且调制电机控制电流的位置控制比例增益，从而允许电机控制电流增加。
因而，由于控制单元70根据活塞位置或者电机的旋转速度来控制电机40，以将活塞的位置限制在目标位置，可以通过远离目标位置(18mm)防止活塞与主要主缸84中的两端发生碰撞。
在此，在进行放气(诸如，双踏板压力或双制动)时，通过根据活塞位置或电机的旋转速度控制电机40而将活塞的位置限制为目标位置的过程持续地进行。
因此，当进入放气模式时，根据本公开的实施方式用于电力制动系统的放气装置和方法能够通过控制电机40将活塞保持在预定目标位置而防止处于放气模式的活塞发生碰撞。
尽管以上已描述了各种实施方式，本领域中的技术人员将理解实施方式仅通过举例的方式描述。对本领域中的技术人员显而易见的是，在不偏离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变和其他等效实施方式。因此，本公开的真正技术保护范围应由所附权利要求定义。

Claims (14)

1.一种用于电力制动系统的放气装置，包括：
活塞位置传感器，被配置为检测安装在主要主缸中的活塞的位置；
电机驱动单元，被配置为驱动电机以移动所述活塞；
电机速度检测单元，被配置为检测所述电机的旋转速度；
制动踏板位置传感器，被配置为检测制动踏板的位置；以及
控制单元，被配置为：当进入放气模式时进行释放常致动阀的操作，并且当通过由所述制动踏板位置传感器检测的所述制动踏板的位置来确定所述制动踏板被按压时，通过根据由所述活塞位置传感器检测的所述活塞的位置或者由所述电机速度检测单元检测的所述电机的旋转速度来控制所述电机驱动单元而控制所述活塞的位置。
2.根据权利要求1所述的放气装置，其中，所述控制单元将所述活塞保持在预定目标位置。
3.根据权利要求2所述的放气装置，其中，
所述常致动阀布置在轮缸的上游以控制供应给所述轮缸的制动液压；并且
当进入所述放气模式时，所述控制单元释放所述常致动阀并且检查所述活塞的零位，以基于所述活塞的零位根据所述活塞的位置将所述活塞移动至目标位置。
4.根据权利要求2所述的放气装置，其中，所述目标位置为对应于所述活塞的总位移的一半的位置。
5.根据权利要求1所述的放气装置，其中，所述控制单元增加供应给所述电机的电机控制电流。
6.根据权利要求5所述的放气装置，其中，当所述活塞的位置在活塞位置的预设容许变化之外时，所述控制单元增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
7.根据权利要求5所述的放气装置，其中，当所述电机的旋转速度在电机旋转速度的预设容许变化之外时，所述控制单元增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
8.一种用于电力制动系统的放气方法，包括以下步骤：
当进入放气模式时，由控制单元通过由制动踏板位置传感器检测的制动踏板的位置来确定所述制动踏板是否被按压；以及
当确定所述制动踏板被按压时，由所述控制单元根据由活塞位置传感器检测的活塞的位置或者由电机速度检测单元检测的电机的旋转速度来控制电机驱动单元，以控制所述活塞的位置。
9.根据权利要求8所述的放气方法，其中，当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，所述控制单元将所述活塞保持在预定目标位置。
10.根据权利要求9所述的放气方法，还包括：当进入所述放气模式时，所述控制单元进行释放常致动阀的操作并且检查所述活塞的零位，以基于所述活塞的零位根据所述活塞的位置将所述活塞移动到目标位置。
11.根据权利要求9所述的放气方法，其中，所述目标位置为对应于所述活塞的总位移的一半的位置。
12.根据权利要求8所述的放气方法，其中，当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，所述控制单元增加供应给所述电机的电机控制电流。
13.根据权利要求12所述的放气方法，其中，当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元的控制中，当所述活塞的位置在活塞位置的预设容许变化之外时，所述控制单元增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
14.根据权利要求12所述的放气方法，其中，当确定所述制动踏板被按压时，在由所述控制单元对电机驱动单元控制中，当所述电机的旋转速度在电机旋转速度的预设容许变化之外时，所述控制单元增加并且调制所述电机控制电流的位置控制比例增益。
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