CN101987615A - 电子停车制动***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电子停车制动***及其控制方法。所述电子停车制动***包括：制动器；停车线缆，其向制动器施加制动力；电动机，其向停车线缆施加张力；电流感应器，其感测电动机的电流；以及电子控制单元，其基于电动机的电流来判断制动器的制动力，并基于所述制动力来控制电动机的驱动。所述电子停车制动***利用小尺寸电流感应器来感测停车线缆的张力，从而容易地获得可以安装电流感应器的空间，由此减小电子停车制动***的产品尺寸。此外，电子停车制动***利用便宜的电流感应器来感测停车线缆的张力，从而降低电子停车制动***的制造成本，并降低电子停车制动***产品的成本和配备了该电子停车制动***产品的车辆的成本。

Description

电子停车制动***及其控制方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种确保线缆牵引器式停车制动装置的制动力的电子停车制动***、以及该电子停车制动***的控制方法。
背景技术
一般而言，制动***是在驾驶期间使车辆减速并停止、同时保持车辆的停止状态的***。制动***包括停车制动装置，该停车制动装置在驾驶期间使车辆减速并停止、同时保持车辆的停止状态。
停车制动装置被构成为，当操作在车辆中的驾驶员座位的一侧设置的控制杆时，拉动停车线缆(cable)，然后向与停车线缆相连接的车轮提供制动力，从而保持车轮的停止状态，并且，当释放控制杆时，停车线缆放松，从而从车轮解除制动力。将利用停车线缆的张力向车轮提供制动力或者从车轮解除制动力的停车制动装置的这种操作方式称为线缆牵引器式。
对于这样的线缆牵引器式的停车制动装置，每当操作停车制动装置时，即，每当开始停车或者驾驶车辆时，驾驶员都必须只能有意识地操作控制杆，因此使用停车制动装置是非常麻烦的。因此，开发了一种电子停车制动(EPB：electronic parking brake)***，其使得能够由电动机根据车辆的工作状态而自动操作停车制动装置。
电子停车制动(EPB)***操作停车制动装置，或者停止停车制动装置的操作，并且，通过切换操作，与手动操作模式、液压电子控制单元(HECU：hydraulic electronic control unit)、引擎电子控制单元(ECU：engine electronic control unit)和牵引控制单元(TCU：traction control unit)相结合，在紧急情况下确保制动稳定性。
上述电子停车制动(EPB)***包括整体形成的电子控制单元(ECU)、电动机、传动装置、停车线缆和力量感应器。此处，电子控制单元(ECU)通过控制器局域网(CAN：controller area network)通信而接收从液压电子控制单元(HECU)、引擎电子控制单元(ECU)和牵引控制单元(TCU)输入的相关数据，理解驾驶员的意图，然后驱动电动机。然后，通过电动机的驱动来使传动装置运转，并通过传动装置的运转来牵引停车线缆，以向车轮提供制动力，从而保持车辆的稳定状态。此处，由力量感应器感应停车线缆的张力，并基于车辆条件和车辆倾斜度来自动设置停车线缆的张力，从而能够向车轮提供合适的制动力。
感应停车线缆的张力的力量感应器具有较大尺寸和复杂的结构，并且很昂贵，因此，电子停车制动(EPB)***的尺寸也增加，并且电子停车制动(EPB)***的制造成本升高。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供一种电子停车制动***，该***根据电动机的电流来控制制动力，以实现产品尺寸的降低以及制造成本的减小，并且，还提供所述电子停车制动***的控制方法。
本发明的其它方面在随后的说明中进行阐释，并且，其部分地可以从说明中显见，或者可以通过实施本发明来获悉。
根据本发明一个方面，一种电子停车制动***包括制动器、向所述制动器施加制动力的停车线缆、向所述停车线缆施加张力的电动机、感应所述电动机的电流的电流感应器，以及基于所述电动机的电流来判断所述制动器的制动力并且基于所述制动力来控制对所述电动机的驱动的电子控制单元。
所述电子控制单元可以基于所述电动机的电流来计算施加于所述停车线缆的张力，并判断与所计算出的张力相对应的所述制动器的制动力。
所述电子停车制动***还可以包括对所述电动机的转数进行计数的霍尔感应器，并且所述电子控制单元可以通过将所述电动机的转数应用于所计算出的张力来对所计算出的张力进行补偿。
所述电子停车制动***还可以包括存储单元，在所述存储单元中预先存储有与所述电动机的转数相对应的所述停车线缆的操作冲程数据。
根据本发明另一个方面，一种电子停车制动***的控制方法包括以下步骤：在制动器的工作期间检测电动机电流，基于所述电动机的电流来判断所述制动器的制动力，并且对应于所述制动力来控制对所述电动机的驱动。
对所述制动器的制动力的判断步骤可以包括以下步骤：检测所述电动机的转数，基于所述电流和所述电动机的转数来判断与所述制动器相连接的停车线缆的张力，并且判断与所述停车线缆的张力相对应的制动力。
附图说明
结合附图，根据对实施方式的如下说明，本发明的这些和/或其它方面将变得更明显，也更容易得到理解，在附图中：
图1是根据本发明一个实施方式的电子停车制动装置的示例图；
图2是根据本发明的实施方式的电子停车制动***的框图；
图3是流程图，其示出根据本发明的实施方式的电子停车制动***的控制方法。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的实施方式，在附图中示出其示例，其中，通篇用类似的参考数字表示类似的元件。
图1是根据本发明的一个实施方式的电子停车制动装置的示例图，图2是控制图1的电子停车制动器的电子停车制动***的框图。
如图1所示，该电子停车制动装置是线缆牵引器式电子停车制动装置，其包括电动机10、传动机构20、螺母构件25、轴30、停车线缆40和弹性构件50。电子停车制动***包括电子停车制动装置、制动器60、车轮70、控制杆80、自动停车开关90、电子控制单元(ECU)200、电流感应器110和霍尔感应器120。
电动机10在控制杆80或者自动停车开关90的操作期间通过由电池(未示出)供应的电能沿正常方向或者相反方向旋转，并向制动器60提供制动力或者从制动器60解除制动力，从而操作制动器60或者停止制动器60的操作。
传动机构20通过电动机10的旋转来驱动，传动机构20包括多个传动机构，所述多个传动机构通过形成在其外周面的螺旋齿轮齿而彼此啮合并且旋转，从而使轴30直线往复。传动机构20配备有螺母构件25，螺母构件25与轴30螺钉连接，并沿与轴30的运动方向相反的方向运动。
轴30配备有形成在其外周面上的螺钉，并且该螺钉与传动机构20的螺母构件25螺钉连接。从而，由于传动机构20被驱动，轴30在螺母构件25中旋转，并且直线式运动。停车线缆40连接到轴30的梢部，从而根据轴30的直线运动来牵引或者放松停车线缆40。当轴30运动时，向传动机构20的螺母构件25施加与轴30的运动力相对应的斥力。
停车线缆40连接至轴30的梢部，并根据轴30的运动而被牵引或者放松，从而向制动器60提供制动力。
基于传动机构20的螺母构件25的运动来压缩弹性构件50。即，基于根据与螺母构件25的运动相对应的轴30的运动而施加于停车线缆40的张力，来压缩弹性构件50。
分别在左后车轮和右后车轮70处安装制动器60，并通过停车线缆40将制动器60连接至轴30。当与轴30的直线式运动相对应的停车线缆40的张力传递到制动器60时，制动器60向车轮70提供制动力或者从车轮70解除制动力。
控制杆80用于允许用户运行驱动模式(D)、中性模式(N)、反向模式(R)、序列模式(S)或停车模式(P)。在此实施方式中，将描述在车辆的停车模式(P)中的控制杆80的操作。用户操作控制杆80，以便将停车模式转变为停车解除模式(即，驱动或者中性模式)或者将停车解除模式转变为停车模式，并向电子控制单元(ECU)100发送操作信号。
当用户接通自动停车开关90时，自动停车开关90向电子控制单元(ECU)100发送自动停车模式设置信号。即，自动停车开关90被构成为，当用户接通自动停车开关90时，根据车辆状态的改变而自动实现车辆在停车模式和停车解除模式之间的转换。
电子控制单元(ECU)100通过分析从控制杆80发送的模式信号，来判断是否执行从停车模式到停车解除模式或者从停车解除模式到停车模式的模式改变，并基于判断的结果来控制制动器60的运转。
当从自动停车开关90向电子控制单元(ECU)100输入自动停车模式设置信号时，电子控制单元(ECU)100设置自动停车模式，通过基于从***的各种感应器(未示出)或各种电子控制单元(未示出)发送的数据对车辆状态进行分析，来判断是否执行从停车模式到停车解除模式或者从停车解除模式到停车模式的模式改变，并且，如果判断出执行从停车模式到停车解除模式或者从停车解除模式到停车模式的模式改变，则控制电子控制单元(ECU)100的运转。此外，电子控制单元(ECU)100控制电动机10的旋转，以使制动器60运转或者停止制动器60的运转。从而，实行车辆的停车模式或者停车解除模式。
当实行停车模式或者停车解除模式时，电子控制单元(ECU)100基于电动机10中流动的电流来计算停车线缆40的张力，获取与电动机10的转数相对应的停车线缆40的操作冲程数据，利用该操作冲程数据补偿所计算出的停车线缆40的张力，基于停车线缆40的张力来预测制动器60的制动力，并且基于所预测的制动力来控制电动机10的旋转，从而控制停车线缆40的张力和制动器60的制动力。
当电动机10以正常方向或者相反方向旋转时，电流感应器110感应电动机10中流动的电流，并向电子控制单元(ECU)100发送所述电流，并且，当电动机10以正常方向或者相反方向旋转时，霍尔感应器120对电动机10的转数进行计数，并向电子控制单元(ECU)100发送所述转数。
此处，向螺母构件25施加与当电动机10旋转时牵引停车线缆40的轴30的移动力相斥的力量，从而使螺母构件25运动，并通过螺母构件25的移动力来压缩弹性构件50。即，由于发电机10的旋转导致螺母构件25运动，同时压缩弹性构件50，并且螺母构件25的移动力对应于电动机10的旋转力量。因此，可以基于与电动机10的旋转力量相对应的电动机10的电流来计算停车线缆40的张力。
此外，可以计算与电动机10的转数对应的停车线缆40的牵引距离数据，即，操作冲程数据。通过实验来计算对应于电动机10的转数的操作冲程数据，并将其预先进行存储。
图3是流程图，其示出根据本发明实施方式的电子停车制动***的控制方法。以下，将参照图1至图3来描述电子停车制动***的控制方法。
在此实施方式中，描述了线缆牵引器式电子停车制动装置。当通过接通自动停车开关90来进行自动停车模式时，如果需要执行自动停车，则使得电动机10旋转。
此后，通过传动机构20将电动机10的旋转力转化为轴30的直线运动，并通过轴30的运动来牵引固定于轴30梢部的停车线缆40。当向停车线缆40施加的张力大于目标张力时，设置在车轮70上的制动器60进行运转，从而将车辆保持在稳定姿态。
为了在制动器60运转期间向制动器60提供合适的制动力，需要准确地控制电动机10的旋转力。为此，需要感测施加于停车线缆40的张力。通过电流感应器110来感测施加于停车线缆40的张力，以感测电动机10的电流。这将在以下更详细描述。
如果判断在接通自动停车开关90之后执行停车模式(操作201)，则使电动机10旋转。在电动机10旋转期间，感测电动机10中流动的电流，并且对电动机10的转数进行计数(操作202)。
通过电动机10的旋转，经由传动机构20，使得轴30旋转并移动，并且根据轴30的运动来牵引与轴30梢部相连接的停车线缆40(操作203)。这里，向停车线缆40施加张力。
向与轴30螺钉式连接的传动机构20的螺母构件25施加与轴30的运动方向相反的方向的移动力，并通过传动机构20的螺母构件25的移动力来压缩弹性构件50。即，向传动机构20的螺母构件25施加与牵引停车线缆40的轴30的移动力相斥的力。从而，通过感测向传动机构20传递旋转力以使传动机构20的螺母构件25运动的电动机10的电流，来计算停车线缆40的张力。
即，计算在轴30和螺母构件25运动期间与电动机10的电流相对应的停车线缆40的张力(操作204)。
此后，获取与电动机10的转数相对应的停车线缆40的操作冲程数据(操作205)。此处，与电动机10的转数相对应的停车线缆40的操作冲程数据是预先存储的。
此后，通过将停车线缆40的操作冲程数据应用于所计算出的停车线缆40的张力来对所计算出的停车线缆40的张力进行补偿(操作206)，并且预测与补偿后的停车线缆40的张力相对应的制动器60的制动力(操作207)。
此后，将所预测出的制动器60的制动力与目标制动力相比较(操作208)。如果所预测出的制动器60的制动力大于目标制动力，则停止电动机10的旋转(操作209)，并且如果所预测出的制动器60的制动力小于目标制动力，则重新控制电动机10的旋转，以使得预测的制动器60的制动力达到目标制动力(操作210)。
如上所述，根据电动机10的电流计算停车线缆40的张力，并根据所计算出的停车线缆40的张力来生成用于控制电动机10的旋转的控制信号，从而正确地控制制动器60的制动力。
此处，电流感应器110是用于感测停车线缆40的张力的小而便宜的感应器，容易获得该电流感应器110的安装空间，减小了电子停车制动***的产品尺寸，降低了电子停车制动***的制造成本，并且，进一步降低了电子停车制动***产品的成本和配备了该电子停车制动***产品的车辆的成本，从而对于客户而言更加经济。因此，应用了所述电子停车制动***的车辆可以更加普及，从而增进了驾驶员的便利。
根据以上说明，很明显，根据本发明一个实施方式的电子停车制动***利用小尺寸电流感应器来感测停车线缆的张力，从而容易地获得可以安装所述电流感应器的空间，从而减小所述电子停车制动***的产品尺寸。
此外，根据本发明实施方式的电子停车制动***利用便宜的电流感应器来感测停车线缆的张力，从而降低电子停车制动***的制造成本，并且降低了电子停车制动***产品的成本和配备了该电子停车制动***产品的车辆的成本，从而对于客户而言更加经济。因此，应用了所述电子停车制动***的车辆可以更加普及，从而增进了驾驶员的便利。
尽管已经示出并描述了本发明的一些实施方式，但是，本领域技术人员可以理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的保护范围在权利要求及其等同物中界定。
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年7月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2009-0069421的权利，通过引用将其公开内容并入本文。

Claims (6)

1.一种电子停车制动***，该电子停车制动***包括：
制动器；
停车线缆，其向所述制动器施加制动力；
电动机，其向所述停车线缆施加张力；
电流感应器，其感测所述电动机的电流；以及
电子控制单元，其基于所述电动机的电流来判断所述制动器的制动力，并基于所述制动力来控制所述电动机的驱动。
2.根据权利要求1所述的电子停车制动***，其中，所述电子控制单元基于所述电动机的电流来计算施加于所述停车线缆的张力，并判断与所计算出的张力相对应的所述制动器的制动力。
3.根据权利要求2所述的电子停车制动***，该电子停车制动***还包括对所述电动机的转数进行计数的霍尔感应器，
其中，所述电子控制单元通过将所述电动机的转数应用于所计算出的张力，对所计算出的张力进行补偿。
4.根据权利要求3所述的电子停车制动***，该电子停车制动***还包括存储单元，在所述存储单元中预先存储有与所述电动机的转数相对应的所述停车线缆的操作冲程数据。
5.一种电子停车制动***的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
在制动器的工作期间检测电动机的电流；
基于所述电动机的电流来判断所述制动器的制动力；以及
对应于所述制动力来控制所述电动机的驱动。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，判断所述制动器的制动力的步骤包括以下步骤：
检测所述电动机的转数；
基于所述电流和所述电动机的转数，来判断连接到所述制动器的停车线缆的张力；以及
判断与所述停车线缆的张力相对应的制动力。
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