CN114763124A - 控制机电制动器的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开在一些实施例中提供了一种用于控制多个EMB的装置，该EMB被配置为使用电机控制车辆的制动，该装置包括：多个WCU，其被配置为控制电机以使得多个EMB产生分别对应于多个制动信号的多个制动力；中央ECU，其被配置为将多个制动信号传输到多个WCU；以及多条总线，其包括第一和第二总线并在中央ECU和多个WCU之间延伸，其中中央ECU还被配置为：经由第一总线传输多个制动信号中的至少一个到多个WCU中的至少一个；并且经由第二总线将另一个或其他制动信号传输到另一个或其他WCU。本公开提供的装置能够确保包括ABS控制的车辆制动控制的稳定性。

Description

控制机电制动器的装置及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年1月12日递交的，申请号为10-2021-0004168的韩国专利申请的优先权和权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及控制机电制动器的装置及方法。

背景技术

此处所描述的内容仅提供背景信息，不构成相关技术。

在发生车辆打滑现象的情况下，当没有根据车辆的行驶状态和地面状况执行最佳制动时，发生事故的风险可能更大。因此，开发了机电制动器(electro-mechanical brake，EMB)，与液压制动器相比，EMB可以被精确控制并且允许整个制动系统的结构被简化。

EMB是这样一种装置：其中由电机驱动的致动器安装在卡钳上并且致动器使用电机的驱动力直接制动车辆，而不需要例如制动液之类的介质。在这种情况下，中央电子控制单元(electronic control unit，ECU)被配置为传输与安装在每个车轮的致动器中的车轮控制单元(wheel control unit，WCU)的制动有关的命令信号，并且该信号在中央ECU和WCU之间使用控制器区域网络(controller area network，CAN)进行交换。

使用EMB，可以实现常规制动系统(conventional brake system，CBS)、防抱死制动系统(anti-lock brake system，ABS)、电子稳定控制(electronic stability control，ESC)等。特别地，ABS被配置为根据从车辆的行驶状态计算出的滑移率，通过快速且自动地调节施加到车辆的车轮的制动压力来防止车辆打滑现象。

然而，当使用常规CAN通信控制车辆制动时，并且当如在ABS中那样反复要求减小和增大制动力时，可能发生信号延迟。尽管中央ECU和WCU可以使用导线连接而不使用CAN通信，但是在这种情况下，存在的问题是整个制动系统的尺寸和复杂度增加，并且制造成本也增加。

发明内容

本公开旨在提供一种机电制动器的控制装置及其控制方法，该装置能够通过在使用常规控制器区域网络(CAN)通信的同时解决信号延迟问题来确保包括防抱死制动系统(ABS)控制的车辆制动控制的稳定性。

根据至少一个实施例，本公开提供了一种用于控制多个机电制动器(EMB)的装置，EMB被配置为使用电机控制车辆的前轮和后轮的制动，该装置包括：多个车轮控制单元(WCU)，其被配置为控制所述电机以使得所述多个EMB产生分别对应于多个制动信号的多个制动力；中央电子控制单元ECU，其被配置为将所述多个制动信号传输到所述多个WCU；以及多条总线，其包括第一总线和第二总线，并在所述中央ECU和所述多个WCU之间延伸，其中，所述中央ECU还被配置为：经由所述第一总线传输所述多个制动信号中的至少一个到所述多个WCU中的至少一个；以及经由所述第二总线将所述另一个或其他制动信号传输到所述另一个或其他WCU。

本公开的另一个实施例提供了一种由中央电子控制单元(ECU)执行的方法，该ECU经由多条总线电连接到多个车轮控制单元(WCU)，多个WCU被配置为控制多个机电制动器(EMB)，EMB被配置为控制车辆的前轮和后轮的制动，该方法包括：计算每个所述前轮和所述后轮的滑移率；基于每个所述前轮和所述后轮的所述滑移率，产生多个制动信号，所述多个制动信号被配置为控制所述多个EMB；以及经由所述多条总线将所述多个制动信号传输到所述多个WCU，其中，所述多条总线包括第一总线和第二总线，且经由所述第一总线传输所述多个制动信号中的至少一个，经由所述第二总线传输所述另一个或其他制动信号。

附图说明

通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更显而易见，其中：

图1是示出了根据本公开的一个实施例的机电制动器(EMB)的控制装置的构造的视图；

图2是示出了根据本公开的一个实施例的控制器区域网络(CAN)通信模块的第一总线和第二总线的视图；以及

图3A、3B和3C是示出了根据本公开的一个实施例的传输第一和第二制动信号的示例的视图。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本公开的一些示例性实施例。在以下描述中，相同的附图标记优选地表示相同的元件，尽管这些元件在不同的附图中示出。此外，在以下对一些实施例的描述中，为了清楚和简洁起见，将省略其中所包含的已知功能和配置的详细描述。

此外，例如第一、第二、i)、ii)、(a)、(b)等各种字母数字代码在编号组件时仅用于区分一个组件与另一个组件，而非意味或暗示该组件的实质、顺序或次序。在整个说明书中，当一个部件“包括”或“包含”一个组件时，意为该部件还包括其它组件，除非另有相反的特别说明，否则不排除其它组件。

图1是示出了根据本公开的一个实施例的机电制动器(EMB)的控制装置的构造的视图。

图2是示出了根据本公开的一个实施例的控制器区域网络(CAN)通信模块的第一总线和第二总线的视图。

参照图1和图2，根据本公开的一个实施例的EMB的控制装置可以包括制动踏板100、中央电子控制单元(ECU)110、车轮控制单元(WCU)120、电机130、第一总线150和第二总线160中的全部或者一些。同时，EMB可以设置为对应于车辆车轮的四个EMB并被配置为使用电机130制动车辆的前轮和后轮。

根据本发明的装置或方法的每个元件可以通过硬件或软件，或者硬件和软件的组合来实现。各个元件的功能可以通过软件实现，并且可以应用微处理器来执行各个元件对应的软件功能。

本文描述的系统和技术的各种实施例可以通过数字电子电路、集成电路、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合来实现。各种实施例可包括使用可在可编程系统上执行的一个或多个计算机程序来实现。可编程系统包括至少一个可编程处理器，该可编程处理器可以是专用处理器或通用处理器，被耦合为从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，以及向存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备传输数据和指令。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的指令，并且存储在“计算机可读记录介质”中。

计算机可读记录介质可以包括可以存储计算机可读数据的所有类型的存储设备。计算机可读记录介质可以是非易失性或非瞬态介质，例如只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、光盘ROM(CD-ROM)、磁带、软盘或光学数据存储设备。此外，计算机可读记录介质还可以包括例如数据传输介质的瞬态介质。此外，计算机可读记录介质可以分布在通过网络连接的计算机系统上，并且计算机可读程序代码可以以分布式方式存储和执行。

制动踏板100是当用户试图降低车辆速度或停止车辆时使用的装置，并且设置在车辆的驾驶员侧以利用用户的身体(例如脚)按压。此外，被配置为当驾驶员踩下制动踏板100时，用于检测制动踏板100的行程量的行程传感器(未示出)可以安装在制动踏板100上。

中央ECU 110被配置为向多个WCU 120传输制动信号。此外，中央ECU110可以被配置为计算车辆前轮的滑移率和车辆后轮的滑移率。因此，中央ECU 110可以电连接到安装在车轮中的轮速传感器(未示出)。轮速传感器可以检测车轮的转速，并且由轮速传感器检测到的车轮的转速被传输到中央ECU 110。此外，中央ECU 110可以电连接到行程传感器，在这种情况下，由行程传感器检测到的制动踏板100的行程量可以被传输到中央ECU 110。

中央ECU 110可以包括制动计算单元112以便计算滑移率和制动力。滑移率可以使用车辆的速度和车轮的转速来计算，并且计算滑移率的方法作为已知技术是众所周知的。制动计算单元112可以基于计算得到的每个车轮的滑移率来计算每个车轮所需的制动力。

例如，当计算滑移率的结果确定在一个或多个车轮处发生车轮抱死现象，即车轮停止旋转的现象时，制动计算单元112可以反复计算制动力，以反复减小和增大车轮的制动力，以实现防抱死制动系统(ABS)。

同时，中央ECU 110可以包括车载通信单元114，以便传输制动信号到多个WCU120。车载通信单元114被配置为将与制动计算单元112计算出的制动力相对应的制动信号传输给多个WCU 120。此外，中央ECU 110可以使用车载通信单元114从轮速传感器接收车轮的转速。车载通信单元114可以通过使用例如控制器区域网络(CAN)通信形成。

在这种情况下，制动信号可以包括增加EMB的制动力的增大信号和/或减少EMB的制动力的减小信号。

WCU 120控制电机130，使得多个EMB产生对应于制动信号的制动力。因此，WCU 120可以被包括在电机130内或安装在电机130上。

此外，WCU 120包括左前(front left，FL)WCU 122、右前(front right，FR)WCU124、右后(rear right，RR)WCU 126和左后(rear left，RL)WCU128。即，前WCU(未示出)包括FL WCU 122和FR WCU 124，后WCU(未示出)包括RR WCU 126和RL WCU 128。

电机130根据WCU 120的控制沿正向或反向旋转以产生旋转力。由电机130产生的旋转力被传输到齿轮箱(未示出)，并且接收旋转力的齿轮箱被配置为使得主轴(未示出)作直线运动。

当齿轮箱的主轴作直线运动时，连接在卡钳体(未示出)一端的活塞(未示出)向前或向后运动，相应地，与活塞相连的制动片(未示出)对圆盘(未示出)加压以产生制动力。在本公开中，由于与电机130和齿轮箱的驱动相关的结构是本领域技术人员公知的技术，与其相关的附图和详细描述将被省略。

第一总线150可以将多个WCU 120和中央ECU 110电连接并且可以用于将第一制动信号350(参见图3)传输到至少一个WCU。在这种情况下，第一制动信号350是使用第一总线150向其传输的制动信号。

第二总线160可以将多个WCU 120和中央ECU 110电连接并且可以用于将第二制动信号360(参见图3)传输到除了接收第一制动信号350的WCU之外的其余WCU。在这种情况下，第二制动信号360是使用第二总线160向其传输的制动信号。

即，第一总线150和第二总线160都可以将多个WCU 120和中央ECU 110电连接并且可以并行地传输制动信号。因此，中央ECU 110可以使用不同的总线将制动信号传输到多个WCU 120中的至少一些和其余WCU 120。

传统EMB的控制装置被配置为使用第一总线150传输制动信号并且被配置为当第一总线150发生故障时使用第二总线160传输制动信号。本公开的EMB的控制装置被配置为同时或不同时使用第一总线150和第二总线160传输制动信号，而没有另外包括单独的总线，并且控制装置不必限于仅在第一总线150发生故障时该制动信号通过第二总线160传输。即，传统的EMB也包括两条总线来实现冗余，但在本发明中，也可以实现冗余，并且由于正常时间使用两条总线，制动信号可以被更快地传输。

图3A、3B和3C是示出了根据本公开的一个实施例的传输第一和第二制动信号的示例的视图。

参照图3A，第一制动信号350和第二制动信号360可以被各自传输到前WCU 122和WCU 124中的一个WCU和后WCU 126和WCU 128中的一个。

在这种情况下，中央ECU 110可以使用第一总线150将第一制动信号350传输到多个WCU 120中的一个前WCU和一个后WCU。此外，中央ECU 110可以使用第二总线160将第二制动信号360传输到多个WCU 120中的另一个前WCU和另一个后WCU。

即，如图3A所示，第一制动信号350可以被传输到FL WCU 122和RR WCU 126，并且第二制动信号360可以被传输到FR WCU 124和RL WCU 128。然而，只要第一制动信号350被传输到FL WCU 122和FR WCU 124中的一个以及RL WCU 128和RR WCU 126中的一个，并且第二制动信号360被传输到除了第一制动信号350传输到的WCU之外的其余WCU，本公开不必限于图3A中的传输方法。

参照图3B，第一制动信号350可被传输到对应于车辆前轮的前WCU 122和WCU 124，并且第二制动信号360可被传输到对应于车辆后轮的后WCU126和WCU 128。

在这种情况下，中央ECU 110可以使用第一总线150将第一制动信号350传输到多个WCU 120中的前WCU 122和WCU 124，并且可以使用第二总线160将第二制动信号360传输到多个WCU 120中的后WCU 126和WCU 128。

即，如图3B所示，第一制动信号350可以被传输到FL WCU 122和FR WCU 124，并且第二制动信号360可以被传输到RR WCU 126和RL WCU 128。

如图3A和图3B所示，由于第一制动信号350和第二制动信号360各自被传输到WCU122、WCU 124、WCU 126和WCU 128中的两个WCU，与使用一条总线将制动信号传输到四个WCU122、WCU 124、WCU 126和WCU128的情况相比，传输速度可以更高。

即，参考图2，当使用一条总线将制动信号传输到四个WCU 122、WCU124、WCU 126和WCU 128时，由于制动信号从FL WCU 128按顺序依次被传输，因此到达RL WCU128的制动信号，可能被最晚传输。因此，由于第一总线150和第二总线160共享并传输被传输到多个WCU120的制动信号，因此当需要快速制动时，例如，当ABS运行时，制动信号可以更快地传输到多个WCU 120。

参照图3C，第一制动信号350可以被传输到FL WCU 122，并且第二制动信号360可以被传输到FR WCU 124、RR WCU 126和RL WCU 128。在任意一个WCU被极快地控制的情况下，本公开可以配置为如图3C所示。

此外，中央ECU 110可以根据车辆的行驶状态和地面状态在WCU 122、WCU 124、WCU126和WCU 128中确定第一制动信号350和第二制动信号360所传输到的WCU。例如，第一制动信号350和第二制动信号360所传输到的WCU的确定可以在WCU 122、WCU 124、WCU 126和WCU128之间连续改变。

例如，无论何时ABS运行，中央ECU 110都可以存储关于传输到WCU122、WCU 124、WCU 126和WCU 128的制动信号的数据，并且使用存储的数据和反馈系统分配传输到WCU122、WCU 124、WCU 126和WCU 128的制动信号。因此，使用车辆的行驶状态、地面状态、ABS运行时的数据等，中央ECU 110可以确定哪些制动信号应该传输到WCU 122、WCU 124、WCU126、WCU 128中的哪些WCU，并且在这种情况下，中央ECU 110可以确定可以最快传输制动信号的情况，以将制动信号分配给第一总线150和第二总线160。

同时，每个第一制动信号350和第二制动信号360可以包括增大信号和/或减小信号，并且可以在传输增大信号之前，将减小信号传输到WCU 120。即，中央ECU 110可以在传输增大信号之前，向多个WCU 120传输减小信号可以优先于向多个WCU 120。例如，当第一制动信号350和第二制动信号360各自被传输到两个WCU时，在制动信号中，首先传输的信号可以是减小信号。

当ABS运行时，与其它车轮相比，发生车轮抱死的车轮需要快速控制，特别地，通过快速减小制动力来确保车轮的旋转是重要的。即，减小制动力需要比增大制动力更快地进行，因此传输减小信号给WCU 120之后传输增大信号。

此外，当减小信号被传输到多个WCU 120中的前WCU 122和WCU 124以及后WCU 126和WCU 128时，减小信号可以被优先传输到后WCU 126和WCU 128。与前轮发生车轮抱死现象的情况相比，当后轮出现车轮抱死现象时，很有可能是发生了更危险的情况，即，在位姿控制方面发生车辆失去平衡的情况。因此，由于需要相对较快地控制后轮，因此当应将减小信号传输到所有前WCU 122和WCU 124以及后WCU 126和WCU 128时，可优先将减小信号传输到后WCU 126和WCU 128。

同时，中央ECU 110可以使用第一总线150和第二总线160交替地向多个WCU 120中的每一个传输减小信号。例如，可以配置为第一制动信号和第二制动信号被传输到的WCU122、WCU 124、WCU 126、WCU 128在预定时间内不改变，并且在这种情况下，根据中央ECU110的控制，可以交替使用第一总线150和第二总线160将减小信号传输到WCU 122、WCU124、WCU 126和WCU 128中的每一个。

在一般制动情景的情况下，即使当ABS运行时，由于减小信号被传输到三个或更多个WCU的情况几乎不会发生，因此即使当第一制动信号350和第二制动信号360被各自传输到两个WCU时，减小信号显著延迟的情况也不会发生。此外，当第一制动信号350和第二制动信号360被传输到的WCU122、WCU 124、WCU 126和WCU 128固定时，可以简化信号传输的方法。

同时，在图3中，示出了制动信号被传输到WCU 122、WCU 124、WCU126和WCU 128中的全部，但是本公开不必限于此。即，可以不向不需要接收制动信号的WCU传输制动信号。

根据本公开的一个实施例的控制EMB的方法是由电连接到多个WCU120的中央ECU110执行的方法，所述多个WCU控制所述多个EMB，所述多个EMB被配置为通过至少两条总线150和总线160制动车辆前轮和后轮。

中央ECU 110计算车轮的滑移率。基于计算的滑移率在多个WCU 120中产生用于控制多个EMB的多个制动信号350和360。使用至少两条总线150和160将产生的多个制动信号350和360传输到多个WCU 120。在这种情况下，可以使用车载通信单元114传输制动信号。在这种情况下，多个制动信号350和360中的至少一个可以使用总线传输到所述多个WCU 120，所述总线与用于剩余制动信号的剩余总线不同。

传输多个制动信号350和360的过程可以包括将第一制动信号350传输到多个WCU120中的一个前WCU和一个后WCU的过程。在这种情况下，传输多个制动信号350和360的过程可以包括将第二制动信号360传输到多个WCU 120中的另一个前WCU和另一个后WCU的过程。

同时，传输多个制动信号350和360的过程可以包括将第一制动信号350传输到多个WCU 120中的前WCU 122和WCU 124的过程和传输第二制动信号360到多个WCU 120中的后WCU 126和WCU 128的过程。

此外，传输多个制动信号350和360的过程可以包括在传输增大信号之前将减小信号传输到多个WCU 120的过程。在这种情况下，当减小信号被传输到多个WCU 120中的前WCU122和WCU 124以及后WCU 126和WCU128时，减小信号可以被优先传输到后WCU 126和WCU128。

因此，根据上述对接收第一制动信号350和第二制动信号360的多个WCU 122、WCU124、WCU 126和WCU 128的控制，多个EMB产生与制动信号对应的制动力。

根据本公开的一个实施例，由于解决了在使用车辆中设置的常规CAN通信时的信号延迟问题，因此具有确保包括ABS控制的车辆制动控制的稳定性的效果。

根据本实施例，通过解决信号延迟问题，即使使用常规CAN通信，也具有确保包括ABS控制的车辆制动控制的稳定性的效果。

尽管已经出于说明性目的描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不偏离要求保护的发明的思想和范围的情况下，可进行各种修改、添加和替换。因此，为了简洁和清楚，已经描述了本公开的示例性实施例。本实施例的技术思想的范围不受示例说明的限制。因此，普通技术人员将理解要求保护的发明的范围不受上述明确描述的实施例的限制，而是受权利要求及其等效替代的限制。

Claims (11)

1.一种用于控制多个机电制动器EMB的装置，所述多个EMB被配置为使用电机控制车辆的前轮和后轮的制动，所述装置包括：

多个车轮控制单元WCU，其被配置为控制所述电机以使得所述多个EMB分别产生对应于多个制动信号的多个制动力；

中央电子控制单元ECU，其被配置为将所述多个制动信号传输到所述多个WCU；以及

多条总线，其包括第一总线和第二总线，并在所述中央ECU和所述多个WCU之间延伸，

其中，所述中央ECU还被配置为：

经由所述第一总线传输所述多个制动信号中的至少一个到所述多个WCU中的至少一个；以及

经由所述第二总线将所述另一个或其他制动信号传输到所述另一个或其他WCU。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述多个制动信号包括第一制动信号和第二制动信号，

所述多个WCU包括第一前WCU和第二前WCU以及第一后WCU和第二后WCU，以及

所述中央ECU还被配置为：

经由所述第一总线将所述第一制动信号传输到所述第一前WCU和所述第一后WCU；以及

经由所述第二总线将所述第二制动信号传输到所述第二前WCU和所述第二后WCU。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述多个制动信号包括第一制动信号和第二制动信号，

所述多个WCU包括多个前WCU和多个后WCU，以及

所述中央ECU还被配置为：

经由所述第一总线将所述第一制动信号传输到所述多个前WCU；以及

经由所述第二总线将所述第二制动信号传输到所述多个后WCU。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述多个制动信号包括指示减小制动力的减小信号和指示增大制动力的增大信号，以及

所述中央ECU还被配置为，在向所述多个WCU传输所述增大信号之前，向所述多个WCU传输所述减小信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其中：

所述多个WCU包括前WCU和后WCU，以及

所述中央ECU还被配置为当所述减小信号被传输到所述前WCU和后WCU时，在向所述前WCU传输所述减小信号之前，向所述后WCU传输所述减小信号。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述中央ECU还被配置为经由所述第一总线和所述第二总线交替地向所述多个WCU传输所述减小信号。

7.一种由中央电子控制单元ECU执行的方法，所述中央ECU经由多条总线电连接到多个车轮控制单元WCU，所述多个WCU被配置为控制多个机电制动器EMB，所述多个EMB被配置为控制车辆前轮和后轮的制动，所述方法包括：

计算所述前轮和所述后轮中每一者的滑移率；

基于所述前轮和所述后轮中每一者的滑移率，产生多个制动信号，所述多个制动信号被配置为控制所述多个EMB；以及

经由所述多条总线将所述多个制动信号传输到所述多个WCU，

其中，所述多条总线包括第一总线和第二总线，且经由所述第一总线传输所述多个制动信号中的至少一个，经由所述第二总线传输所述另一个或其他制动信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述多个制动信号包括第一制动信号和第二制动信号，

所述多个WCU包括第一前WCU和第二前WCU以及第一后WCU和第二后WCU，

向所述多个WCU传输所述多个制动信号包括：

将所述第一制动信号传输到所述第一前WCU和所述第一后WCU；以及

将所述第二制动信号传输到所述第二前WCU和所述第二后WCU。

9.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述多个制动信号包括第一制动信号和第二制动信号，

所述多个WCU包括前WCU和后WCU，

向所述多个WCU传输所述多个制动信号包括：

将所述第一个制动信号传输到所述前WCU；以及

将所述第二个制动信号传输到所述后WCU。

10.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述多个制动信号包括指示减小制动力的减小信号和指示增大制动力的增大信号，以及

向所述多个WCU传输所述多个制动信号包括：在向所述多个WCU传输所述增大信号之前，向所述多个WCU传输所述减小信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

所述多个WCU包括前WCU和后WCU，

向所述多个WCU传输所述减小信号包括，当向所述前WCU和所述后WCU传输所述减小信号时，在向所述前WCU传输所述减小信号之前，向所述后WCU传输所述减小信号。

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