CN102616226B - 电子液压制动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子液压制动器及其控制方法，以提供液压制动力以传递稳定的踏板感觉并提供再生制动以提高燃料效率。电子液压制动器包括主缸、包括助力器室和基室的壳体、储油器、连接到储油器的液压控制单元、模拟单元以及踏板位移传感器。液压控制单元包括：蓄压器；从储油器吸收油并将油排放到蓄压器的泵；驱动泵的马达；标准切断阀、模拟控制阀；用于控制在助力器室中的压力的两个控制阀；用于感测在基室、蓄压器和助力器室中的压力的压力传感器；以及用于基于压力信息和踏板位移信息来控制马达和这些阀的控制器。

Description

电子液压制动器及其控制方法

技术领域

本发明的实施方式涉及提供液压制动力以传递稳定的踏板感觉并提供再生制动以提高燃料效率的电子液压制动器及其控制方法。

背景技术

近来，已经积极开发提高燃料效率并减少废气的混合车辆、燃料电池车辆和电动车辆。在这样的车辆的每一种中，基本安装了制动装置、即车辆制动器。这样的车辆制动器称为具有使驱动的车辆减速或停止的功能的装置。

一般来说，车辆制动器分类为使用发动机的抽吸压生成制动力的真空制动器和使用液压生成制动力的液压制动器。

真空制动器使用车辆发动机的抽吸压和真空助力器中的大气压之间的差而以很小的力展现出大的制动力。即，当驾驶员按压踏板时，真空制动器生成比施加到制动器踏板的力更大的输出。

在这样的常规真空制动器中，车辆发动机的抽吸压需要提供给真空助力器以形成真空，并因而可能降低燃料效率。此外，甚至当车辆停止时发动机需要一直操作以形成真空。

此外，由于燃料电池车辆或电动车辆不包括发动机，在制动期间放大驾驶员的脚部作用力的常规真空制动器不适用于燃料电池车辆或电动车辆。而且，由于混合车辆在停止期间执行空转停止功能以提高燃料效率，需要将液压制动器引入到混合车辆中。

即，如上所述，全部车辆需要实现再生制动以提高燃料效率，并因而通过引入液压制动器而有助于再生制动的实现。

对于作为一种液压制动器的电子液压制动器，当驾驶员按压踏板时，控制器感测到踏板的按压，向主缸提供液压，并向相应车轮的轮缸发送制动液压以生成制动力。

这样的电子液压制动器配置为容易可控制，但需要满足用户需求(如制动期间车辆的安全性、燃料效率的提高、适当的踏板感觉等)的改进的电子液压制动器。

因此，正在进行对具有简单构造、甚至在出现故障时提供制动力并且容易控制的电子液压制动器的研究和开发。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种电子液压制动器及其控制方法，该电子液压制动器改善制动中的安全性和在车辆上的安装特性，具有简单的构造并在制动期间提供稳定的踏板感觉和再生制动以提高燃料效率。

本发明的另外的方面将在随后的说明中部分地阐述，并且根据该描述将是清楚的，或者可以通过实践本发明而获知。

根据本发明的一个方面，一种电子液压制动器包括：主缸，其具有两个液压回路并生成液压；壳体，其包括助力器室和基室，该助力器室接触主缸以压缩主缸，基室包括借助驾驶员的脚部作用力而运动的活塞并基于因脚部作用力导致的该活塞的位移而生成压力；储油器，其连接到主缸的上部部分以存储油；液压控制单元，其连接到储油器以生成液压；模拟单元，其用于提供对踏板的反作用力；以及踏板位移传感器，其用于感测踏板的位移，其中液压控制单元包括：蓄压器，其用于存储指定水平的压力以向助力器室提供压力；泵，其用于从储油器吸收油并将油排放到蓄压器，以在蓄压器中形成压力；马达，其用于驱动泵；标准切断阀，其用于控制基室和助力器室之间的连接；模拟控制阀，其用于控制基室和模拟单元之间的连接；两个控制阀，其用于控制在助力器室中的压力；压力传感器，其用于感测在基室、蓄压器和助力器室中的压力；以及控制器，其用于基于压力信息和踏板位移信息控制马达和这些阀。

标准切断阀可以是常开类型的电磁阀，该常开类型的电磁阀在正常状态下打开，而当该阀接收到来自控制器的关闭信号时关闭，并且在基室和助力器室之间可以与标准切断阀并联地设置有允许油从基室流到助力器室的止回阀。

两个控制阀可以包括：压缩控制阀，其控制从蓄压器向助力器室提供的油的流动；以及减压控制阀，其控制从助力器室连接到储油器的油的流动，并且压缩控制阀和减压控制阀中的每一个可以是常闭类型的电磁阀，该常闭类型的电磁阀在正常状态下关闭，而当该阀接收到来自控制器的打开信号时打开。

模拟控制阀可以是常闭类型的电磁阀，该常闭类型的电磁阀在正常状态下关闭，而当该阀接收到来自控制器的打开信号时打开。

压力传感器可以包括：第一压力传感器，其用于测量在基室中的压力；第二压力传感器，其用于测量在蓄压器中的压力；以及第三压力传感器，其用于测量在助力器室中的压力。

根据本发明的另一方面，一种电子液压制动器的控制方法包括以下步骤：通过踏板位移传感器判断踏板的位移；以及将基室中的压力与踏板位移传感器的压力进行比较并判断该电子液压制动器是否正常地由控制器操作，以控制连接在基室和助力器室之间的标准切断阀、连接在基室和模拟单元之间的模拟控制阀、以及控制助力器室中油的流动的压缩控制阀和减压控制阀。

附图说明

根据结合附图对实施方式的以下描述，本发明的这些和/或其他方面将变得明显并且更容易理解，在附图中：

图1是示出了根据本发明的一个实施方式的电子液压制动器的电路图以及电子液压制动器的控制方法；

图2是示出了根据本发明的该实施方式在电子液压制动器及其控制方法中在正常制动期间出现踏板位移情况下的液压控制单元的操作的电路图；

图3是示出了根据本发明的该实施方式在电子液压制动器及其控制方法中在正常制动期间踏板位移减少或消除情况下的液压控制单元的操作的电路图；和

图4是示出了根据本发明的该实施方式在电子液压制动器及其控制方法中在由于系统的故障而生成紧急制动的情况下的液压控制单元的操作的电路图。

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施方式，在附图中示出了本发明实施方式的示例，其中贯穿全图相似的标号表示相似的元件。下面的描述中使用的术语是考虑到根据实施方式获得的功能所限定的术语，并且这些术语的限定应该基于本说明书的全部内容而确定。在本发明的实施方式和图中公开的构造仅是示例性的，并且不包括本发明全部的技术精神，并因而将理解的是，可以不同地修改和变化这些实施方式。

如图1所示，根据本发明的一个实施方式的电子液压制动器包括：壳体110，其设置有助力器室112和基室111；主缸120，其连接到壳体110；储油器140，其连接到主缸120以存储油；液压控制单元200，其连接到储油器140以生成液压；模拟单元130，其提供踏板10的反作用力；以及踏板位移传感器150，其用于感测踏板10的位移。

通过驾驶员的脚部作用力而向前运动的活塞111a设置在基室111中，基室111设置在壳体110的一侧。由此，根据由于脚部作用力导致的活塞111a的位移，在基室111中形成压力。

活塞111a接触安装在踏板10上的推杆11，并且通过踏板10的脚部作用力与推杆11一起可滑动地前后运动。这里，弹簧111b设置在基室111中，以在释放脚部作用力时使活塞111a返回到它的原始位置。

助力器室112设置在主缸120和基室111之间并用于通过从基室111生成的压力来压缩主缸120。这样的助力器室112在正常制动期间接收高压力的油，并移动设置在主缸120内的活塞121和122。即，助力器室112是接收高压力的油的空间，并且当将液压控制单元200生成的高压力的油提供到助力器室112时因高压力的油而移动主缸120内的活塞121和122，以压缩主缸120内的油并因而向轮缸(未示出)传送液压并生成制动力。

主缸120设置有其中形成的第一活塞121和第二活塞122，以形成两个液压回路并由于由助力器室112生成的上述压力而生成液压。主缸120具有两个液压回路的原因是要在故障的情况下保证安全性。例如，两个液压回路中的一个回路连接到车辆的右前轮和左后轮，并且另一回路连接到车辆的左前轮和右后轮。另外，两个液压回路中的一个回路可以连接到两个前轮，并且另一个可以连接到两个后轮。按照这样的方式，两个独立的回路用于实现车辆的制动，即使一个回路故障。

第一弹簧121a和第二弹簧122a设置在主缸120的第一活塞121和第二活塞122上。当压缩第一活塞121和第二活塞122时，第一弹簧121a和第二弹簧122a存储弹力。当第一活塞121的推力小于这种弹力时，该弹力推动第一活塞121和第二活塞122以返回到它们的原始位置。

踏板位移传感器150安装在踏板10上以感测踏板10的位移。由踏板位移传感器150感测的信号发送到稍后将描述的控制器260，并且控制器260测量踏板10的位移并控制设置在液压控制单元200中的多个阀220、230、241和242，以控制液压的流动。稍后将描述根据踏板10的位移的多个阀220、230、241和242的控制操作。

踏板位移传感器150可以是可变电阻型冲程传感器(stoke sensor)或旋转角度传感器。

模拟单元130设置有模拟室131，并且反作用活塞132和反作用活塞133设置在模拟室131内。即，当驾驶员按压踏板10时，活塞111a在基室111内的运动连同推杆11的运动所生成的压力使模拟单元130的反作用活塞132运动，以弹性地压缩反作用弹簧133。由压缩反作用弹簧133所生成的弹力向活塞111a和推杆11提供反作用力，由此向驾驶员提供适当的踏板感觉。

储油器140连接到主缸120的上部部分并向主缸120和液压控制单元200供应油。排出油的出口设置在储油器140上，并因而通过该出口向主缸120供应油。

液压控制单元200压缩从储油器140供应的油并接着将油供应到助力器室112。

更详细地说，液压控制单元200包括泵221和驱动泵221的马达222，泵221从储油器140吸收油并向蓄压器210排出油以在蓄压器210中形成压力，并且由泵221压缩的高压力的油存储在蓄压器210中。即，蓄压器210存储油以具有指定水平的压力，以向助力器室112提供压力。

液压控制单元200还包括：标准切断阀220，其用于控制基室111和助力器室112之间的连接；模拟控制阀230，其用于控制基室111和模拟单元130之间的连接；两个控制阀241和242，其用于控制助力器室112的压力；以及控制器260，其用于控制阀220、230、241和242。

标准切断阀220是常开类型(以下称为“NO-类型”)的电磁阀，该电磁阀在正常状态下打开并且当该阀在制动期间接收到来自控制器260的关闭信号时关闭。

这里，考虑到标准切断阀220的阻塞，与标准切断阀220并联的止回阀270设置在基室111和助力器室112之间，以使得制动力能够在从基室111到助力器室112的方向上流动。

此外，模拟控制阀230和控制助力器室112的压力的两个控制阀242及242中的每一个是常闭类型(以下，称为“NC-类型”)的电磁阀，该电磁阀在正常状态下关闭并且当该阀在制动期间接收到来自控制器260的打开信号时打开。

这里，控制助力器室112的压力的两个控制阀242及242包括：压缩控制阀241，其控制从蓄压器210向助力器室112提供的油的流动；以及减压控制阀242，其控制从助力器室112连接到储油器140的油的流动。

液压控制单元200还包括用于感测基室111、蓄压器210和助力器室112的压力的压力传感器251、252和253。压力传感器251、252和253包括：用于测量基室111的压力的第一压力传感器251，用于测量蓄压器210的压力的第二压力传感器252，以及用于测量助力器室112的压力的第三压力传感器253。因此，控制器260基于来自压力传感器251、252和253的压力信息和踏板位移信息来控制马达222以及阀220、230、241和242。

下面将描述上述电子液压制动器的操作、即在正常制动和由于系统的故障导致的紧急制动情况下的上述电子液压制动器的操作。

首先，参照图1和图2，将描述电子液压制动器的正常操作。

当驾驶员按压踏板10时，连接到踏板10的推杆11向左运动，并且同时接触推杆11的活塞111a向左运动。

接着，基室111的压力升高，并且控制器260接收由踏板位移传感器150感测的踏板位移信息，关闭标准切断阀220并打开模拟控制阀230。然后，基室111的压力施加到模拟单元130的反作用活塞132，以弹性地压缩反作用弹簧133，并且由因反作用弹簧133的压缩所生成的弹力而形成的压力被传送到基室111，以将适当的踏板感觉提供给驾驶员。

此外，基于由踏板位移传感器150感测的踏板位移信息和由感测基室111的压力的第一压力传感器251感测的压力信息，控制器260操作泵221来生成制动液压。由于泵221的这种操作，吸收来自储油器140的油，并因而在蓄压器210中存储高压力的油。这里，为了有效地向助力器室112提供压力、即高压力的油，驱动马达222，泵221将油从储油器140排出到蓄压器210，并将指定的压力存储在蓄压器210，并且为了在蓄压器210中维持适当的压力，将蓄压器210的压力信息从第二压力传感器252传输到控制器260。

因此，控制器260计算对应于踏板位移的制动压力，并在NC-类型的减压控制阀242关闭的情况下通过打开NC-类型的压缩控制阀241而将存储在蓄压器210中的压力提供到助力器室112，以向助力器室112提供对应于制动压力的压力。

助力器室112是这样的空间：接收高压力的油，并在由液压控制单元200生成的高压力的油被提供到助力器室112时推动在主缸120内的第一活塞121以压缩主缸120内收集的油，并因而生成制动力。

接着，参照图1和图3，将描述在减小或消除正常制动所生成的踏板位移情况下的电子液压制动器的操作。

当踏板10在正常制动后收回时，控制器269感测踏板10的位移，关闭压缩控制阀241，打开用于控制从助力器室112连接到储油器140的油的流动的减压控制阀242，以降低助力器室112中的压力，由此生成驾驶员需要的制动力。这里，为了调整助力器室112中的适当压力，助力器室112的压力信息从第三压力传感器253被传输到控制器260。

当释放踏板10的位移时，踏板10通过设置在基室111中的弹簧111b的弹性恢复力而返回到它的原始位置。

上述电子液压制动器总是将基室111中的压力和踏板位移传感器150的压力进行比较以使控制器260判断制动器是否正常操作。这里，基室111中的压力由第一压力传感器251感测，并且感测到的压力信息被传送给控制器260。

下面，参照图1和图4，将描述在紧急制动期间电子液压制动器的操作。

在电子液压制动器的紧急制动的情况下，当驾驶员按压踏板10时，连接到踏板10的推杆11向左运动，并且同时接触推杆11的活塞111a向左运动，并且由此基室111中的压力升高。

接着，维持NC-类型的模拟控制阀230的关闭状态，NO-类型的标准的切断阀220被打开，NC-类型的压缩控制阀241和减压控制阀242被关闭，由此基室111中的、由驾驶员的脚部作用力所生成的压力被传送到助力器室112。这种压力推动主缸120中的第二活塞122，并因而压缩主缸120内的油，由此生成制动液压。这种制动液压被传递到轮缸，并因而生成制动力。考虑到标准切断阀220的阻塞，与标准切断阀220并联地设置实现制动力从基室111到助力器室112的方向上的流动的止回阀270。

为了在正常制动期间执行电子液压制动器的再生制动，根据本发明实施方式的电子液压制动器可以通过随机地控制在助力器室112中的压力来控制在主缸120中的压力和轮缸的压力。由于基室111中的压力和助力器室112中的压力由标准切断阀220分开，尽管控制器260升高或降低助力器室112中的压力，但驾驶员可以通过模拟单元130接收稳定的踏板感觉。

如根据上面的描述明显的，根据本发明的一个实施方式的电子液压制动器及其控制方法可以产生驾驶员需要的制动力，而与发动机的存在或不存在以及发动机的操作和非操作无关，由此提高了燃料效率。

此外，尽管随机地调整制动期间的压力，但电子液压制动器及其控制方法可以维持传递给驾驶员的稳定的踏板感觉。

此外，如与常规负压型助力器相比，电子液压制动器具有简单的构造，因而容易应用于小型车辆。

另外，即使当制动系统故障时，电子液压制动器及其控制方法实现了车辆的制动，因而容易应用于电动车辆、燃料电池车辆和混合车辆。

而且，与真空制动器不同，该电子液压制动器及其控制方法不使用的发动机的抽吸压，并因而可以提高车辆的燃料效率，并简化电子液压制动器的构造，并因而可以容易地应用于小型车辆。

尽管已经示出并描述了本发明的一些实施方式，但本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的原理和精神的情况下可以在这些实施方式中进行变化，本发明的范围在权利要求和它们的等同物中限定。

本申请要求2011年1月27日提交的韩国专利申请No.2011-0008028的权益，其公开的内容以引用的方式合并于此。

Claims (5)

1.一种电子液压制动器，该电子液压制动器包括：

主缸，其具有两个液压回路并生成液压；

壳体，其包括助力器室和基室，所述助力器室接触所述主缸以压缩所述主缸，所述基室包括借助驾驶员的脚部作用在踏板上的作用力而运动的活塞并基于因脚部作用力导致的所述活塞的位移而生成压力；

储油器，其连接到所述主缸的上部部分以存储油；

液压控制单元，其连接到所述储油器以生成液压；

模拟单元，其用于提供对所述踏板的反作用力；以及

踏板位移传感器，其用于感测所述踏板的位移，

其中，所述液压控制单元包括：蓄压器，其用于存储指定水平的压力以向所述助力器室提供压力；泵，其用于从所述储油器吸收油并将油排放到所述蓄压器以在所述蓄压器中形成压力；马达，其用于驱动所述泵；标准切断阀，其用于控制所述基室和所述助力器室之间的连接；模拟控制阀，其用于控制所述基室和所述模拟单元之间的连接；两个控制阀，其用于控制在所述助力器室中的压力；压力传感器，其用于感测在所述基室、所述蓄压器和所述助力器室中的压力；以及控制器，其用于基于压力信息和踏板位移信息来控制所述马达和这些阀，

其中，所述两个控制阀包括：压缩控制阀，其控制从所述蓄压器向所述助力器室提供的油的流动；以及减压控制阀，其控制从所述助力器室连接到所述储油器的油的流动；并且

所述压缩控制阀和所述减压控制阀中的每一个是常闭类型的电磁阀，该常闭类型的电磁阀在正常状态下关闭，而当该阀接收到来自所述控制器的打开信号时打开。

2.根据权利要求1所述的电子液压制动器，其中：

所述标准切断阀是常开类型的电磁阀，该常开类型的电磁阀在正常状态下打开，而当该阀接收到来自所述控制器的关闭信号时关闭；并且

在所述基室和所述助力器室之间与所述标准切断阀并联地设置有允许油从所述基室流到所述助力器室的止回阀。

3.根据权利要求1所述的电子液压制动器，其中，所述模拟控制阀是常闭类型的电磁阀，该常闭类型的电磁阀在正常状态下关闭，而当该阀接收到来自所述控制器的打开信号时打开。

4.根据权利要求1所述的电子液压制动器，其中，所述压力传感器包括：第一压力传感器，其用于测量在所述基室中的压力；第二压力传感器，其用于测量在所述蓄压器中的压力；以及第三压力传感器，其用于测量在所述助力器室中的压力。

5.一种根据权利要求1-4中的任一项所述的电子液压制动器的控制方法，该方法包括以下步骤：

通过踏板位移传感器判断踏板的位移；以及

将基室中的压力与所述踏板位移传感器的压力进行比较并判断所述电子液压制动器是否正常地由控制器操作，以控制连接在所述基室和助力器室之间的标准切断阀、连接在所述基室和模拟单元之间的模拟控制阀、以及用于控制所述助力器室中油的流动的压缩控制阀和减压控制阀。