CN113548022B - 电动液压制动装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动液压制动装置及其控制方法，该电动液压制动装置包括：储液罐；行程传感器；多个车轮制动组件；主缸；电动助力器；电子稳定控制***；以及电子控制单元，被配置为控制ESC***，使得当踩踏量小于或等于第一参考时，供应给ESC***的流体压力仅制动多个车轮制动组件中的一部分，以及控制ESC***，使得当所述踩踏量大于所述第一参考时，供应给ESC***的流体压力制动所有车轮制动组件。

Description

电动液压制动装置及其控制方法
相关引用的交叉引证
本申请基于并要求2020年4月24日提交的韩国专利申请号10-2020-0050087的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实施例涉及一种电动液压制动装置。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且不一定构成现有技术。
在常规的电动液压制动器中，当驾驶员踩压踏板时，电动助力器负责制动所有车轮制动组件。即，制动所需的制动液量需要足以制动所有车轮制动组件。因此，电动助力器与驾驶员的踩踏力相对于足以制动所有车轮制动组件所需的制动液量相对应。因此，当所需的制动液量更大时，应使用具有更高扭矩规格的马达。因此，在马达的成本效益方面存在不利的问题。
此外，在车辆需要大量液体来制动车轮制动组件的情况下，常规的电动助力器存在一个问题，即由于驾驶员的踩踏力要求过大，驾驶员在制动期间感觉到的制动的感觉如同车辆被推动的感觉，并且出现感觉质量下降。
发明内容
根据至少一个实施例，本公开提供了一种电动液压制动装置，包括：储液罐，被配置为存储制动液；行程传感器，被配置为感测制动踏板的踩踏量；多个车轮制动组件，被配置为向车轮提供制动力；主缸，被配置为将从储液罐引入的制动液排出到第一主管线；电动助力器，被配置为助力驾驶员的踩踏力；电子稳定控制(ESC)***，被配置为接收通过第一主管道从主缸排出的制动液，并且打开或关闭布置在其中的多个入口阀，以改变从主缸排出的制动液的压力；以及电子控制单元(ECU)，被配置为控制ESC***，使得当踩踏量小于或等于第一参考时，供应给ESC***的流体压力仅制动多个车轮制动组件中的一部分，并且被配置为控制ESC***，使得当踩踏量大于第一参考时，供应给ESC***的流体压力制动所有车轮制动组件。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的框图。
图2是根据本发明的一个实施例的电子稳定控制(ESC)***的框图。
图3是根据本发明的一个实施例的制动分配的曲线图。
图4是根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的流程图。
附图标记
110：主体
120：电动助力器
130：电子控制单元
200：液压控制***
150：车轮
FL、RR、RL和FR：车轮制动组件
具体实施方式
本发明的实施例旨在提供一种制动装置，在与常规的电动助力器相比时，该装置能够降低马达所需的扭矩规格，该制动装置负责通过在低响应制动中仅制动多个车轮的一部分来制动所有车轮，从而降低制造成本。
此外，本发明的实施例旨在通过将以高响应制动的液压控制***的制动力添加到电动助力器的制动力，从而使电动助力器的马达的转数小于低响应时的马达的转数，来为驾驶员提供改善踏板感觉的效果，从而在高响应制动与低响应制动之间生成踏板感觉差异。
下面参考附图描述本公开的示例性实施例。在以下描述中，尽管元件在不同附图中示出，但是相同的附图标记优选地指示相同的元件。此外，在一些实施例的以下描述中，为了清楚和简洁起见，将省略本文并入的已知功能和配置的详细描述。
此外，编号的部件中的字母数字码(例如第一、第二、i)、ii)、(a)、(b)等)仅用于将一个部件与另一部件区分开的目的，但不暗示或建议物质、部件的顺序或序列。在整个说明书中，当部分“包括(include)”或“包含(comprise)”部件时，除非存在相反的具体说明，否则该部分旨在还包括而非排除其他部件。
图1是根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的框图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置100包括主体110、电动助力器120、电子控制单元130、液压控制***(下文被称为电子稳定控制(ESC)***)200和多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的部分或全部。
主体110包括行程传感器(未示出)、主缸111、储液罐112、推杆115、主活塞116、复位弹簧117和主腔室119中的部分或全部。
电动助力器120包括马达121、第一齿轮122、第二齿轮123、第三齿轮124、螺母螺钉125、螺栓螺钉126、操作杆127、反作用盘128和制动踏板129中的部分或全部。
主缸111被配置为按压制动液以形成用于制动的液压。储液罐112被配置为在其中存储制动液。推杆115被配置为按压主活塞116。主活塞116被配置为响应于推杆115的按压而在主缸111内线性运动。复位弹簧117被配置为根据主活塞的线性运动而压缩或膨胀。主腔室119是主缸111的内部空间。从主缸111排出的制动液流到主腔室119中。
第一齿轮122、第二齿轮123和第三齿轮124是将马达121的旋转运动传输到螺母螺钉125的齿轮。螺母螺钉125接收马达121的旋转运动并且引起螺栓螺钉126线性运动。
主体110具有右开口端。复位弹簧117布置在主活塞116的左端。
主活塞116的左端***主体110的右开口端。右端由主活塞116关闭。主活塞116被布置成在与主缸111的内壁紧密接触的同时可向左右线性运动。
主活塞116的右端连接到推杆115的左端。推杆115的右端连接到反作用盘128的左端。操作杆127的左端连接到反作用盘128的右端的中心。操作杆127连接到驾驶员的制动踏板129。操作杆127被配置为将驾驶员的踩踏力传输到反作用盘128。反作用盘128被配置为按压推杆115。即，操作杆127利用驾驶员的制动踏板129的踩踏力按压反作用盘128右端的中心。
反作用盘128右端的外轮廓连接到螺栓螺钉126。第一齿轮122和第二齿轮123通过从马达121接收扭矩而旋转。该旋转运动传输到第三齿轮124。第三齿轮124将由于旋转运动而生成的扭矩传输到螺母螺钉125。螺栓螺钉126根据螺母螺钉125的旋转运动而线性运动。因此，反作用盘128右端的外轮廓被螺栓螺钉126的线性运动压住。因此，推杆115被驾驶员的制动踏板129的踩踏力和电动助力器120的助力压住。
主活塞116被推杆115压住，以将主缸111中的制动液排出到第一主管线230(参见图2)。换言之，从储液罐112排出的制动液传输到主缸111，并且从主缸111排出的制动液沿第一主管线230传输到的电子稳定控制***200。这里，第一主管线230被配置为将从主缸111排出的制动液传输到电子稳定控制***200。
在本公开中，驾驶员的踩踏量小于或等于第一参考的情况被称为低响应制动，并且驾驶员的踩踏量大于第一参考的情况被称为高响应制动。这里，第一参考是图3的(b)的曲线图中的a点。
当驾驶员压住制动踏板129时，行程传感器感测踩踏量并且将踩踏量传输到电子控制单元130。
电子控制单元130接收由行程传感器测量的踩踏量。当踩踏量小于或等于第一参考时电子控制单元130生成第一制动信号，而在踩踏量大于第二参考的情况下生成第二制动信号。第一制动信号是仅向多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的一部分(例如FR和RL)传输的用于生成制动力的电信号。第二制动信号是向所有车轮制动组件FR、FL、RR和RL传输的用于生成制动力的电信号。电子控制单元130将这些电信号传输到电子稳定控制(ESC)***200。
当ESC***200的液压控制部分(未示出)接收到第一制动信号时，仅多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的一部分向车轮提供制动力。这里，至少一些车轮制动组件优选地是前轮上的车轮制动组件FR和FL。另一方面，当ESC***200的液压控制单元(未示出)接收到第二制动信号时，所有车轮制动组件FR、FL、RR和RL向车轮提供制动力。
根据本实施例，主缸111内部的主腔室119具有单个腔室结构。这里，单个腔室结构是主缸111内部的空间由一个区域构成的腔室，并且串联腔室结构是主缸111内部的空间由多个区域构成的腔室。由于根据本实施例的电动助力器120负责在低响应制动中仅制动多个车轮制动组件中的一部分，因此与制动所有多个车轮制动组件的情况相比，车轮制动组件制动所需的制动液量减少。
与使用配置在串联腔室结构中的主缸的情况相比，本实施例可以通过减少的制动液量来减少主缸111的体积。主缸111的体积减小引起主缸111的直径减小，从而主活塞116的直径减小。在电动助力器120的输出相同时，主缸111的直径越小，排出的制动液的液压助力比越大。这里，液压助力比是连接到车轮制动组件的活塞(未示出)的横截面积与主活塞116的横截面积之比。因此，主活塞116的横截面积越小，连接到车轮制动组件的活塞(未示出)的横截面积的相对比越大，因此助力比增大。
马达121的输出由马达121的扭矩规格和马达121的RPM确定，并且液压助力比的增加允许使用具有比常规马达更低输出的马达121。随着马达121的输出降低，即使不增加RPM，也可以使用具有低扭矩量的马达121。即，即使当马达121的扭矩规格减小时，也可以形成具有与常规马达相同大小的液压。因此，通过使用具有低扭矩量的马达121，可以减小电动助力器120的马达121的成本。
通过将主缸111配置为单个腔室而不是以常规方式的串联腔室，即使当多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的一部分(例如FR和FL)被制动时，也可以满足与紧急制动性能有关的规定。当电动助力器120的主缸111上的液压电路发生泄漏并且制动性能发生问题时，ESC***200可以制动车轮制动组件。因此，紧急制动期间液压电路的冗余可以是安全的，并且因此在遵守紧急制动性能法则方面没有问题。因此，当与由串联腔室形成的主缸相比时，由单个腔室形成的主缸111的成本降低。
此外，在根据本实施例的电动助力器120中，在高响应制动中添加ESC***200的制动力，使得与低响应制动相比，电动助力器120的马达121的旋转减小。当马达121的转数减小时，在高响应制动中，驾驶员需要比在低响应制动中更大的踩踏力以用于制动车辆。换言之，在低响应制动中需要驾驶员提供相对较小的踩踏力，并且在高响应制动中需要驾驶员提供相对较大的踩踏力。本发明提供了制动装置，在该制动装置中，由于上述踩踏力的差异，驾驶员的踏板感觉得到改善。
图2是根据本发明的一个实施例的电子稳定控制(ESC)***的框图。
参考图2，根据本发明的一个实施例的ESC***200包括压力传感器201、第一入口管线210、第二入口管线211、第三入口管线220、第四入口管线221、第一入口阀212、第二入口阀213、第三入口阀222、第四入口阀223、第一出口阀212a、第二出口阀213a、第三出口阀222a、第四出口阀223a、第一主管线230、第二主管线240、多个蓄能器252和254、多个牵引控制阀256和257、多个高压吸入阀258和259、致动单元260、液压泵262和液压控制部分(未示出)中的一些或全部。
多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL包括用于制动车辆右前轮151的第一车轮制动组件FR、用于制动车辆左前轮152的第二车轮制动组件FL、用于制动车辆右后轮153的第三轮制动器RR和用于制动左后轮154的第四车轮制动组件RL中的部分或全部。
压力传感器201设置在ESC***200内部。压力传感器201测量ESC***200中的液压，并且将所测量的液压传输到液压控制部分(未示出)。液压控制部分(未示出)基于由压力传感器201测量的值以及发送到电子控制单元130的制动信号来确定图3的(b)中的a点，以控制ESC***200。然而，本实施例不限于此，并且可以仅使用从电子控制单元130传输的制动信号来确定图3的(b)中的a点。
ESC***200控制多个牵引控制阀256和257、多个高压吸入阀258和259、致动单元260、多个入口阀212、213、222和223以及多个出口阀212a、213a、222a、223a的打开或关闭，使得制动液通过管线移动至主缸111、储液罐112和多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL。
多个牵引控制阀256和257被配置为中断ESC***200中的液压。第一牵引控制阀256可以适当地布置在与第一主管线230相对应的管线的路径上(即，向第一车轮制动组件FR和第二车轮制动组件FL供应液压)。第二牵引控制阀257可以适当地布置在与第二主管线240相对应的管线的路径上(即，向第三车轮制动组件RR和第四车轮制动组件RL供应液压)。
多个高压吸入阀258和259被配置为中断供应到液压泵262的入口的制动液的液压。第一高压吸入阀258可以适当地布置在与第一主管线230相对应的管线的路径上(即，向第一车轮制动组件FR和第二车轮制动组件FL供应液压)。第二高压吸入阀259可以适当地布置在与第二主管线240相对应的管线的路径上(即，向第三车轮制动组件RR和第四车轮制动组件RL供应液压)。
多个出口阀212a、213a、222a和223a布置在多个出口管线210a和220a上。多个出口阀212a、213a、222a和223a被配置为中断从多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL排出的液压。
ESC***200还可以包括低压蓄能器252和254。多个蓄能器252和254被配置为临时存储从多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL排出的制动液。同时，蓄能器252和254可以布置在ESC***200内部。
第一入口管线210包括第一入口阀212。第二入口管线211包括第二入口阀213。第一入口阀212被布置成与第一车轮制动组件FR相邻，并且第二入口阀213被布置成与第二车轮制动组件FL相邻。
ESC***200打开或关闭第一入口阀212和第二入口阀213，以改变第一入口管线210和第二入口管线211中的制动液的液压。即，第一入口管线210和第二入口管211线根据液压的变化将制动液传仅输到多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的一部分(例如，FR和FL)。
第三入口管线220包括第三入口阀222。第四入口管线221包括第四入口阀223。第三入口阀222被布置成与第三轮制动器RR相邻，第四入口阀223被布置成与第四车轮制动组件RL相邻。
ESC***200打开或关闭第三入口阀222和第四入口阀223，以改变第三入口管线220和第四入口管线221中的制动液的液压。即，第三入口管线220和第四入口管线221根据液压的变化将制动液传输到多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL当中的剩余车轮制动组件RR和RL。
第一主管线230从主缸111连接到ESC***200。第一主管线230被配置为将从主缸111排出的制动液传输到ESC***200。
第二主管线240从储液罐112直接连接到ESC***200。这里，直接连接意味着制动液从储液罐112连接到ESC***200，而不经过主缸111。因此，从储液罐112排出的制动液沿着第二主管线240传输到ESC***200。
多个车轮制动组件FR、FL、RR和RL通过使用从ESC***200排出的制动液的液压向多个车轮151、152、153和154提供制动力。
第一车轮制动组件FR通过第一入口管线210连接。第二车轮制动组件FL通过第二入口管线211连接。第三车轮制动组件RR通过第三入口管线220连接。第四车轮制动组件RL通过第四入口管线221连接。
当液压控制部分(未示出)接收到第一制动信号时，从主缸111引入的制动液仅排出到第一入口管线210和第二入口管线211。当液压控制部分(未示出)接收到第二制动信号时，打开高压吸入阀259，并且通过控制致动单元260通过第二主管线240从储液罐112吸入制动液，以通过ESC***200增加制动力。流入ESC***200的制动液通过所有入口管线210、211、220和221排出。即，当接收到第一制动信号时，仅制动车轮制动组件FR、FL、RR和RL中的一部分(例如，FR和FL)，并且当接收到第二制动信号时，制动所有车轮制动组件FR、FL、RR和RL。
图3是根据本发明的一个实施例的制动力分配的曲线图。
参考图3，在根据图3的(a)中的曲线图的常规制动分配中，当驾驶员的制动需求发生时，从一开始就一起生成后轮制动量和前轮制动量以形成制动力。在根据本发明实施例的制动分配中，当根据图3的(b)中的曲线图不是突然制动或高响应制动(高达曲线图中的a点)时，仅前轮被电动助力器120制动。
在配备有常规前轮驱动马达的电动车辆或混合动力车辆的情况下，当执行再生制动时，仅前轮再生制动，但是类似地，在本实施例的低响应制动中，由于已经知道甚至当仅前轮制动时也不存在重大的安全性问题，所以可以最小化ESC***200的操作。
如图3的(b)中的曲线图所示，当驾驶员的踩踏量大于a点时，通过ESC***200启动后轮制动，并且执行制动。根据已知的统计，小于0.3g(g是重力加速度)的制动大约与总制动的95％相对应。因此，当制动方案建立时，ESC***200仅在小于5％的突然制动时才操作，因此对ESC***200的耐久性没有显著影响。此外，由于在低响应制动中仅由电动助力器120执行制动，所以没有由于ESC***200的操作而出现噪声问题。
在高响应制动中的前轮制动中，前轮不是仅由电动助力器120制动，而是形成ESC***200与电动助力器120同时操作的部分，并且电动助力器120比在低响应制动的情况下更少地驱动马达。因此，可以进一步减小马达规格，从而更大程度地降低成本。
与使用常规真空助力器的制动装置相比，该真空助力器仅被动地操作，但是电动助力器120能够主动控制，使得在低响应制动中，仅对多个车轮中的一部分进行制动，使得马达的转数增加得比高响应制动中的多，并且在驾驶员的高响应制动中，马达的转数减少到由ESC***增加的剩余车轮的制动的程度。换言之，在低响应制动时需要来自驾驶员的相对较小的踩踏力，并且在高响应制动中需要来自驾驶员的相对较大的踩踏力。本发明提供了制动装置，在该制动装置中，由于上述踩踏力的差异，驾驶员的踏板感觉得到改善。
图4是根据本发明的一个实施例的电动液压制动装置的流程图。
当驾驶员压住制动踏板129时(S410)，行程传感器测量踩踏量(S420)。
电子控制单元130将所测量的踩踏量与第一参考进行比较(S430)，以当踩踏量小于或等于第一参考时生成第一制动信号(S440)，并且当踩踏量大于第一参考时生成第二制动信号(S450)，以向ESC***200传输制动信号。
当接收到制动信号时，ESC***200打开或关闭在其中形成的多个阀，并且改变制动液的液压以控制多个车轮制动组件FL、RR、RL和FR。
在接收到第一制动信号时，驱动电动助力器120的马达121以助力驾驶员的踩踏力(S441)。制动液根据驾驶员的踩踏力从主缸111排出。制动液沿着第一主管线230流入ESC***200，然后ESC***200打开第一入口管线210和第二入口管线211(S442)。制动液沿着第一入口管线210和第二入口管线211仅向多个车轮制动组件FL、RR、RL和FR(例如，FR和FL)中的一部分传输制动力(S443)。
在接收到第二制动信号时，驱动电动助力器120的马达121以助力驾驶员的踩踏力(S451)。制动液根据驾驶员的踩踏力从主缸111排出。制动液沿着第一主管线230流入ESC***200。此外，随着致动单元260的操作，打开高压吸入阀259，并且制动液沿着第二主管线240流入ESC***200。此后，ESC***200打开所有入口管线210、211、220和221(S452)。制动液沿着所有入口管线210、211、220和221使所有车轮制动组件FL、RR、RL和FR制动(S453)。
电子控制单元130重复制动处理并且连续地测量驾驶员的踩踏量，并且然后，当踩踏量达到零时(S460)，ESC***200的所有入口管线210、211、220和221关闭并且制动控制处理结束。
如上所述，根据本实施例，在低响应制动中仅制动多个车轮中的一部分，并且通过电动助力器将液压控制***的制动力添加到制动力中，以在高响应制动中制动所有车轮。与负责制动所有车轮的常规电动助力器相比，通过在低响应制动中仅制动多个车轮中的一部分，可以减少马达的扭矩规格，从而降低制造成本。
此外，在高响应制动中通过将液压控制***的制动力添加到电动助力器的制动力，本发明的实施例可以将电动助力器的马达的转数减少到小于低响应制动中的马达的转数。与低响应制动相比，当马达转数减少时，驾驶员在高响应制动中需要更大的踩踏力来制动车辆。换言之，在低响应制动中需要驾驶员提供相对较小的踩踏力，并且在高响应制动中需要驾驶员提供相对较大的踩踏力。由于上述踩踏力的差异，存在改善驾驶员的踏板感觉的效果。
尽管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，在不脱离所要求保护的发明的思想和范围的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，为了简洁和清楚起见，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附图的限制。因此，本领域的普通技术人员将理解，所要求保护的发明的范围不受上述描述限制，而是由权利要求及其等效物限制。

Claims (6)

1.一种电动液压制动装置，包括：
储液罐，被配置为存储制动液；
行程传感器，被配置为感测制动踏板的踩踏量；
多个车轮制动组件，被配置为向车轮提供制动力；
主缸，被配置为将从所述储液罐引入的所述制动液排出到第一主管线并且所述制动液被所述主缸被按压以形成用于制动的液压，所述主缸是单个腔室；
电动助力器，被配置为助力驾驶员的踩踏力；
电子稳定控制ESC***，被配置为接收从所述主缸通过所述第一主管线排出的所述制动液，并且打开或关闭布置在所述ESC***中的多个入口阀，以改变从所述主缸排出的所述制动液的压力；以及
电子控制单元ECU，被配置为：控制所述ESC***，使得当所述踩踏量小于或等于第一参考时，根据所述驾驶员的踩踏力从所述主缸排出的经过按压的制动液流入所述ESC***，供应给所述ESC***的流体压力仅制动所述多个车轮制动组件中的一部分；并且控制所述ESC***，使得当所述踩踏量大于所述第一参考时，根据驾驶员的踩踏力从所述主缸排出的经过按压的制动液流入所述ESC***并且从所述储液罐排出的制动液直接通过第二主管线流入所述ESC***，供应给所述ESC***的流体压力制动所有的所述多个车轮制动组件。
2.根据权利要求1所述的电动液压制动装置，其中，所述ESC***包括第一入口管线和第二入口管线，所述第一入口管线和所述第二入口管线连接到所述多个车轮制动组件中的一些，所述第一入口管线包括第一入口阀并且所述第二入口管线包括第二入口阀，并且
当所述踩踏量小于或等于所述第一参考时，所述ESC***打开所述第一入口阀和所述第二入口阀，以仅制动所述多个车轮制动组件的所述一部分。
3.根据权利要求2所述的电动液压制动装置，其中，所述ESC***还包括第三入口管线和第四入口管线，所述第三入口管线和所述第四入口管线连接到所述多个车轮制动组件中的一些，所述第三入口管线包括第三入口阀并且所述第四入口管线包括第四入口阀，并且当所述踩踏量大于所述第一参考时，所述ESC***打开所述第一入口阀至所述第四入口阀中的所有入口阀，以制动所有的所述多个车轮制动组件。
4.根据权利要求1所述的电动液压制动装置，其中，所述多个车轮制动组件中的所述一部分在前轮上。
5.一种控制电动液压制动装置的方法，所述电动液压制动装置包括电动助力器，所述电动助力器被配置为通过驱动马达助力驾驶员的踩踏力，所述方法包括：
通过行程传感器感测制动踏板的踩踏量；
当所述踩踏量小于或等于第一参考时，由电子控制单元生成第一制动信号，并且当所述踩踏量大于所述第一参考时，由所述电子控制单元生成第二制动信号，以将所述第一制动信号或所述第二制动信号传输至电子稳定控制ESC***；并且
响应于所述第一制动信号或所述第二制动信号而打开或关闭布置在所述ESC***中的多个入口阀，以改变从主缸排出的制动液的压力，从而制动多个车轮制动组件，
其中，打开或关闭所述多个入口阀包括：当接收到所述第一制动信号时，打开第一入口管线和第二入口管线，以仅制动所述多个车轮制动组件中的前轮，
所述踩踏量大于所述第一参考时的所述马达的RPM小于所述踩踏量小于所述第一参考时的所述马达的RPM，其中，所述马达的RPM基于所述第一制动信号或所述第二制动信号通过ESC***而改变。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，打开或关闭所述多个入口阀包括：当接收到所述第二制动信号时，打开所有入口管线，以制动所述多个车轮制动组件中的所有。
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