电子制动系统及其控制方法与流程

本申请基于2017年6月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0083694的韩国专利申请并且要求该韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

本公开涉及一种电子制动系统及其控制方法，并且更特别地，涉及一种电子制动系统及其控制方法，其用于减少将由主缸、踏板模拟器等构成的致动器，电子稳定性控制系统(esc)和液压动力单元(hpu)设置为单个单元的集成电子制动系统中的振动。

背景技术：

近年来，混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等的开发正在积极地进行以提高燃料效率并减少排气。制动设备，即车辆制动系统的制动设备基本上被安装在这样的车辆中，其中用于车辆的制动设备是用于使行驶车辆的速度降低或停止的设备。

用于车辆制动系统的传统制动设备包括使用发动机的吸入压力产生制动力的真空制动器和通过使用液压产生制动力的液压制动器。

作为液压制动器类型的电子制动系统通过在驾驶员踩下制动踏板时将制动液压传输到主缸和各个车轮的轮缸而产生制动力。

在这样的电子制动系统中，由主缸、增压器、储液器、踏板模拟器等构成的致动器，用于独立地控制每个车轮的制动力的调制器模块以及由马达、泵、蓄压器、阀等构成的hpu由各个单元组成，以控制传输到轮缸的制动液压。此时，调制器模块可以选择性地设置有防抱死制动系统(abs)、牵引力控制系统(tcs)、电子稳定性控制系统(esc)等。

然而，由于构成电子制动系统的各个单元分开设置，因此不仅存在由于车辆的安装空间的限制而需要确保安装空间的问题，而且存在重量增加的问题。因此，需要一种先进的电子控制液压制动系统，其确保车辆在制动期间的安全性，提高燃料效率并且具有适当的踏板感觉。

另外，存在以下问题：由于当执行制动施加控制或马达的释放控制时同时控制两个阀，因此由于电流的叠加而产生噪声。

因此，正在研究开发一种结构简单、易于控制、最小化在阀开启和关闭期间可能发生的噪声的电子制动系统。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的一方面提供一种用于最小化多个阀的控制期间产生的噪声的电子制动系统。

进一步地，本公开的一方面提供一种用于最小化在最小化多个阀的控制期间产生的噪声时可能发生的发热问题的电子制动系统。

本公开的另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来习得。

根据本公开的一方面，可以提供一种电子制动系统，其包括：第一内阀，其用于将液压传输到第一液压回路；第二内阀，其用于将液压传输到第二液压回路；第一外阀，其用于从第一液压回路排出液压；第二外阀，其用于从第二液压回路排出液压；以及电子控制单元，其用于当电流控制信号被施加到第一内阀和第二内阀时产生用于一个内阀的相位延迟控制信号，并且当电流控制信号被施加到第一外阀和第二外阀时产生用于一个外阀的相位延迟控制信号。

进一步地，电流控制信号可以包括pwm(脉宽调制)控制信号。

进一步地，当产生用于一个内阀的相位延迟控制信号时，电子控制单元可以计算相位延迟控制信号，使得施加到第一内阀的电流控制信号和施加到第二内阀的电流控制信号的叠加电流被消除。

进一步地，电子控制单元可以产生用于一个内阀的180度相位延迟控制信号。

进一步地，当产生用于一个外阀的相位延迟控制信号时，电子控制单元可以计算相位延迟控制信号，使得施加到第一外阀的电流控制信号和施加到第二外阀的电流控制信号的叠加电流被消除。

进一步地，电子控制单元可以产生用于一个外阀的180度相位延迟控制信号。

根据本公开的另一方面，可以提供一种电子制动系统的控制方法，该电子制动系统包括：第一内阀，其用于将液压传输到第一液压回路；第二内阀，其用于将液压传输到第二液压回路；第一外阀，其用于从第一液压回路排出液压；以及第二外阀，其用于从第二液压回路排出液压，该电子制动系统的控制方法包括：当电流控制信号被施加到第一内阀和第二内阀时产生用于一个内阀的相位延迟控制信号；以及当电流控制信号被施加到第一外阀和第二外阀时产生用于一个外阀的相位延迟控制信号。

进一步地，电流控制信号可以包括pwm(脉宽调制)控制信号。

进一步地，当电流控制信号被施加到第一内阀和第二内阀时产生用于一个内阀的相位延迟控制信号可以产生用于一个内阀的180度相位延迟控制信号。

进一步地，当电流控制信号被施加到第一外阀和第二外阀时产生用于一个外阀的相位延迟控制信号可以产生用于一个外阀的180度相位延迟控制信号。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述中，本公开的这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的电子制动系统的非制动状态的液压回路图；

图2是示出根据本公开的实施例的电子制动系统的正常操作状态的液压回路图；

图3是根据本公开的实施例的电子制动系统的框图；

图4是根据本公开的实施例的电子制动系统的详细框图；

图5是示出流动通过包括在传统电子制动系统中的多个阀的电流的曲线图；

图6是示出流动通过包括在根据本公开的实施例的电子制动系统中的多个阀的电流的曲线图；以及

图7是示出根据本公开的实施例的电子制动系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。提供以下实施例以将本公开的实质完全传达给本公开所属领域的普通技术人员。本公开不限于本文所示的实施例，而是可以以其它形式体现。附图不旨在以任何方式限制本公开的范围，并且为了说明的清楚起见，部件的尺寸可能被夸大。

图1是示出根据本公开的实施例的电子制动系统的非制动状态的液压回路图。

根据本公开的电子制动系统可以主要由两个单元构成。例如，电子制动系统可以由集成液压控制设备100和动力源单元200构成。参照图1，集成液压控制设备100包括：制动踏板30，驾驶员在制动期间操作制动踏板30；主缸110，力被从制动踏板30传输到主缸110；储液器115，联接到主缸110的上部以在其中存储油；两个液压回路hc1和hc2，分别连接到车轮rr、rl、fr和fl中的两个车轮；踏板模拟器180，连接到主缸110并被设置成提供制动踏板30的作用力；以及模拟阀186，设置在连接踏板模拟器180与储液器115的流动通道188上。动力源单元200包括：蓄压器230，用于存储特定水平的压力；泵210，用于从储液器115吸入油并且将油排到蓄压器230以在蓄压器230中形成压力；以及马达220，用于驱动泵210。

进一步地，集成液压控制设备100可以进一步包括分别连接到液压回路hc1和hc2的内阀141、142和外阀143、144，以及压力传感器101、102和103，以控制从储液器115或蓄压器230传输到设置在各个车轮fl、fr、rl和rr上的轮缸20的压力。

集成液压控制设备100和动力源单元200通过外部管道10彼此连接。即，动力源单元200的蓄压器230和集成液压控制设备100的液压流动通道120通过外部管道10连接。包括泵210、马达220和蓄压器230的动力源单元200被构造为单独单元的原因是为了分离操作噪声。另外，在集成液压控制设备100包括作为单个单元的主缸110、储液器115和踏板模拟器180并且包括esc模块和hpu模块的功能的情况下，可以减小整个电子制动系统的重量并且可以改进安装空间。

将更具体地描述构成这种电子制动系统的每个部件的结构和功能。

主缸110可以利用一个室产生流体压力。然而，在该实施例中，主缸110由两个室构成以在故障情况下确保安全性。第一活塞111和第二活塞112分别被设置在室中。第一活塞111和第二活塞112分别连接到两个液压回路hc1和hc2，并且当制动踏板30被踩下时，第一活塞111和第二活塞112被连接到制动踏板30的输入杆31按压以产生液压。主缸110通过设置在其上部的储液器115接收油，并通过设置在其下部的出口将油排到设置在各个车轮rr、rl、fr和fl上的轮缸20。

虽然根据本实施例的电子制动系统被示出为如图所示安装在x-分路式(交叉分路式(cross-split))车辆中，但是本公开不限于此。在本文中，交叉分路式车辆是指当控制两个前轮fl和fr以及两个后轮rl和rr时前轮和后轮交叉制动的车辆。即，两个液压回路hc1和hc2中的第一液压回路hc1连接到车辆的右前轮fr和左后轮rl并且第二液压回路hc2连接到左前轮fl和右后轮rr。

液压回路hc1和hc2中的每一个包括连接到轮缸20的流动通道，并且用于控制液压的多个阀161和162被设置在流动通道中。如图所示，阀161是设置在轮缸20的上游侧以控制传输到轮缸20的液压的常开型(在下文中，被称为no型)电磁阀，并且阀162是设置在轮缸20的下游侧以控制从轮缸20排出的液压的常闭型(在下文中，被称为nc型)电磁阀。电磁阀161和162的打开操作和关闭操作可以通过常用的电子控制单元(未示出)来控制。

进一步地，液压回路hc1和hc2中的每一个包括连接nc型电磁阀162和储液器115的回流通道160。回流通道160被形成为将传输到轮缸20的液压排出并返回到储液器115。回流通道160被连接到储液器115，并且同时被连接到稍后将描述的设置有模拟阀186的流动通道188。因此，当模拟阀186打开并且液压流体从踏板模拟器180流出时，其被传输到储液器115。

泵210被配置为一个或多个泵以便将从储液器115引入的油泵送到高压以形成制动压力，并且用于向泵210提供驱动力的马达220被设置在泵210的一侧。可以通过从稍后将描述的第二压力传感器102或踏板位移传感器(未示出)接收根据驾驶员的制动意愿的制动踏板30的按压力来操作马达220。

蓄压器230被设置在泵210的出口侧并且临时存储通过驱动泵210产生的高压油。即，如上所述，蓄压器230通过外部管道10连接到液压流动通道120。

止回阀125被设置在液压流动通道120上，以防止油倒流。进一步地，第一压力传感器101被设置在液压流动通道120上以测量蓄压器230的油压。由第一压力传感器101测量的油压通过电子控制单元40与设置的压力进行比较，并且当测量的压力低于设置的压力时，泵210被驱动以吸入储液器115中的油并填充蓄压器230。液压流动通道120通过流入通道131和132连接到液压回路hc1和hc2。

流入通道131和132由连接到第一液压回路hc1的第一流入通道131和连接到第二液压回路hc2的第二流入通道132构成。用于控制存储在蓄压器230中的制动油的第一内阀141和第一外阀143被设置在第一流入通道131上，并且用于控制存储在蓄压器230中的制动油的第二内阀142和第二外阀144被设置在第二流入通道132上。即，蓄压器230中的制动油可以通过第一流入通道131和第二流入通道132传输到轮缸20。

第一内阀141和第二内阀142是常闭的常闭型电磁阀，第一外阀143和第二外阀144是常开的常开型电磁阀。因此，当驾驶员踩下制动踏板30时，第一内阀141和第二内阀142被打开以将存储在蓄压器230中的制动油传输到轮缸20，并且第一外阀143和第二外阀144被关闭。

根据本公开的实施例，用于控制流动通过第一外阀143和第二外阀144的液压流入储液器115中的控制阀150被设置在连接与储液器115连接的回流通道160与第一外阀143和第二外阀144的连接流动通道154上。控制阀150被设置为保持常闭状态的常闭型电磁阀，并且当液压减小以允许油被输送到储液器115时被打开。另外，当控制阀150保持常闭状态时，控制阀150用于在电子制动系统异常地操作时防止主缸110产生的液压流到储液器115。

集成液压控制设备100可以进一步包括分别设置在第一流入通道131和第二流入通道132上以使压力脉动最小化的脉动阻尼装置135。脉动阻尼装置135，作为能够临时存储油以分别阻尼在内阀141和外阀143与no型电磁阀161之间以及内阀142和外阀144与no型电磁阀161之间产生的脉动的装置，是本技术领域中众所周知的公知技术，因此将省略其的详细描述。

未说明的附图标记“103”是安装在第一流入通道131和第二流入通道132上以感测传输到第一流入通道131和第二流入通道132的制动液压的第三压力传感器。因此，脉动阻尼装置135可以根据由第三压力传感器103感测的制动油的压力被控制成使得脉动减小。

根据本公开，可以提供用于在电子制动系统故障时连接主缸110与两个液压回路hc1和hc2的第一备用通道171和第二备用通道172。用于打开和关闭第一备用通道171的第一截止阀173被设置在第一备用通道171上，并且用于打开和关闭第二备用通道172的第二截止阀174被设置在第二备用通道172上。第一备用通道171经由第一截止阀173连接到第一流入通道131，并且第二备用通道172经由第二截止阀174连接到第二流入通道132。特别地，第二压力传感器102可以设置在第一截止阀173与主缸110之间以测量主缸110的油压。因此，在正常状态下的制动期间，第一备用通道17和第二备用通道172被第一截止阀173和第二截止阀174阻断，并且驾驶员的制动意愿可以由第二压力传感器102确定。

第一截止阀173和第二截止阀174被设置为常开的no型电磁阀并且在正常制动期间被致动以关闭。因此，当制动液压通过第一流入通道131和第二流入通道132传输到轮缸20时，第一截止阀173和第二截止阀174关闭以将油平稳地传输到轮缸20，而不使油流入备用通道171和172中。

根据本公开，踏板模拟器180被设置在第二压力传感器102与主缸110之间以形成制动踏板30的踏板力。

踏板模拟器180包括：模拟室182，被设置成存储从主缸110的出口侧流出的油；以及模拟阀186，连接到模拟室182的后端部。模拟室182设置有活塞183和弹性构件184，并且被形成为通过被引入到模拟室182中的油而具有一定范围的位移。

模拟阀186连接到连接踏板模拟器180的后端和储液器115的流动通道188。如图所示，踏板模拟器180的入口连接到主缸110，模拟阀186被安装在踏板模拟器180的后端，并且模拟阀186的出口经由流动通道188连接到与储液器115连接的回流通道160，使得踏板模拟器180，即模拟室182的整个内部充满油。

模拟阀186被设置为保持常闭状态的常闭型电磁阀，并且当驾驶员踩下制动踏板30时打开。

模拟止回阀185被设置在踏板模拟器180和主缸110之间，即在踏板模拟器180和模拟阀186之间。模拟止回阀185通过油通道189连接到储液器115，使得油从储液器115流动到模拟室182。模拟止回阀185被配置为使得根据制动踏板30的踏板力的踏板模拟器180的后端压力仅通过模拟阀186传输。即，当踏板模拟器180的活塞183按压弹性构件184时，模拟室182中的油通过模拟阀186和流动通道188被传输到储液器115。因此，由于油被填充在模拟室182中，因此在踏板模拟器180的操作期间，活塞183的摩擦被最小化，使得踏板模拟器180的耐久性提高，并且来自外部的异物的流入被阻挡。

另外，由于当释放制动踏板30的踏板力时，油通过模拟止回阀185被供给到模拟室182，因此确保踏板模拟器180的压力快速恢复。优选的是，模拟止回阀185由不具有弹簧的管道用止回阀构成，使得当制动踏板30的踏板力被释放时，踏板模拟器180的剩余压力被恢复。

集成液压控制设备100可以被设置为包括电连接到每个阀和传感器的电子控制单元40的单个块，使得电子制动系统可以制造得紧凑。即，通过集成液压控制设备100包括作为单个块形式的由马达220、泵210和蓄压器230组成的动力源单元200和用于利用各种阀和传感器形成制动踏板30的踏板力的踏板模拟器180，根据本公开的实施例的电子制动系统能够容易地确保安装空间并且解决由于重量增加而导致的问题。

在下文中，将详细描述根据本公开的优选实施例的电子制动系统的操作。

图2是示出根据本公开的实施例的电子制动系统的正常操作状态的液压回路图。

参照图2，当驾驶员开始制动时，驾驶员的需求制动量可以通过第二压力传感器102或踏板位移传感器(未示出)来通过由驾驶员引起的制动踏板30的压力信息来感测。电子控制单元40可以接收再生制动量的大小并且可以根据驾驶员的需求制动量与再生制动量之间的差来计算摩擦制动量的大小，并且因此可以掌握车轮侧的压力增加量或压力减小量。

具体地，当驾驶员在制动初期踩下制动踏板30时，利用再生制动进行车辆的制动是足够的，使得由于摩擦引起的制动量可以被控制以不发生。因此，需要对制动油减压，使得由制动踏板30的按压力在主缸110中产生的液压不被传输到轮缸20。此时，通过打开外阀143和144以将形成在流入通道131和132中的液压排出到储液器115，可以防止产生车轮rr、rl、fr和fl上的压力并保持制动踏板压力。

此后，可以执行根据再生制动量的变化来调整摩擦制动量的过程。再生制动量取决于电池的荷电状态或车辆的速度。低于车辆的特定速度，再生制动量迅速减小。为了控制轮缸20的液压以应对这种情况，第一内阀141可以控制从蓄压器230传输到第一流入通道131的制动油的流量，并且类似地，第二内阀142可以控制从蓄压器230传输到第二流入通道132的制动油的流量。

此后，由于不存在再生制动量，因此可以根据正常的制动情况制动。

同时，通过制动踏板30的按压力在主缸110中产生的液压被传输到连接到主缸110的踏板模拟器180。此时，设置在连接踏板模拟器180的后端和储液器115的流动通道188上的模拟阀186打开，使得填充在模拟室182中的油通过模拟阀186流入储液器115中。进一步地，对应于活塞183和支撑活塞183的弹性构件184的重量的压力通过模拟室182向驾驶员提供适当的踏板感觉。另外，当制动踏板30的按压力被释放时，油通过模拟止回阀185被重新填充到模拟室182中，以确保踏板模拟器180中的压力快速恢复。

上文已经描述根据本公开的能够再生制动的电子制动系统1的回路图。

在下文中，将详细描述根据本公开的电子制动系统1的框图。

参照图3，图3是根据本公开的实施例的电子制动系统的框图，用于车辆的电子制动系统1包括：感测单元10，用于使用设置在液压回路中的压力传感器感测压力；电子控制单元40，用于集中控制电子制动系统1；以及阀操作单元50和马达驱动单元60，由电子控制单元40控制。

如图4所示，图4是根据本公开的实施例的电子制动系统的详细框图，阀操作单元50包括用于执行制动施加控制的施加阀操作部52和用于执行制动释放控制的释放阀操作部53。

进一步地，如图4所示，电子制动系统1包括包含第一阀51a至第四阀51d的阀单元51。当驾驶员踩下制动踏板30时，对应于第一内阀141和第二内阀142的第一阀51a和第二阀51b打开，使得存储在蓄压器230中的制动油可以被传输到轮缸20。

进一步地，当制动液压需要减小时，对应于图1所示的第一外阀143和第二外阀144的第三阀51c和第四阀51d打开，使得在流入通道131和132中形成的液压可以被排到储液器115。

即，电子制动系统1的阀单元51基于从阀操作单元50获得的控制信号来控制第一阀51a至第四阀51d的打开和关闭，并且特别地执行用于打开和关闭的电流控制。

进一步地，阀操作单元50可以从集中控制电子制动系统1的电子控制单元40获取控制信号以驱动阀单元51。

在下文中，将详细描述电子制动系统1的每个构造。

感测单元10包括如图1所示的多个压力传感器，图1示出电子制动系统1的回路图。具体地，感测单元10包括图1所示的压力传感器101、102和103。进一步地，感测单元10可以基于驾驶员产生的制动踏板30的压力信息通过踏板位移传感器(未示出)感测驾驶员的需求制动量。

电子控制单元40包括用于共同控制电子制动系统1的主处理器41和用于存储各种程序和控制方法的存储器42。

具体地，主处理器41基于从感测单元10获取的压力信息来确定是打开阀还是关闭阀，并且根据确定产生用于操作阀的控制信号。

具体地，当驾驶员踩下制动踏板30时，主处理器41产生控制信号，使得第一内阀141和第二内阀142打开，以将存储在蓄压器230中的制动油传输到轮缸20。

具体地，主处理器41使用利用pwm(脉宽调制)的电流控制方法来确定阀的打开程度，以便根据由驾驶员踩下的制动踏板30的按压力来确保准确的制动压力。即，主处理器41将pwm控制信号传输到阀操作单元50以调节阀的打开和关闭程度。

因此，如果作为传输到阀操作单元50的电流控制信号的pwm驱动频率在可听频率范围内，则主处理器41可能产生噪声。

作为传统示例，图5是示出流动通过包括在传统电子制动系统中的多个阀的电流的曲线图。

在图5所示的阀1和阀2是图1所示的第一内阀141和第二内阀142的情况下，当驾驶员踩下制动踏板30时，电子控制单元40基于驾驶员的按压力产生如图所示的pwm控制信号。即，基于pwm控制信号将相同波形的电流信号施加到阀1和阀2。然而，此时，存在以下问题：当施加到阀1和阀2的根据pwm控制信号的电流叠加时，例如叠加电流，产生较大的噪声。

在该情况下，波形的样式可以是如图5所示的三角波形，但是不限于此，并且可以是正弦波形等。

图6是示出流动通过包括在根据本公开的实施例的电子制动系统中的多个阀的电流的曲线图。具体地，在阀1和阀2是图1所示的第一内阀141和第二内阀142的情况下，当驾驶员踩下制动踏板30时，电子控制单元40基于驾驶员的按压力产生如图所示的pwm控制信号。然而，如图6所示，电子控制单元40对流动通过第一内阀141的电流和流动通过第二内阀142的电流中的一个执行180度相位延迟控制。

例如，当流动通过第二内阀142的电流经受180度相位延迟控制时，叠加的电流可以相对消除，从而减少噪声。

已经在阀1和阀2是图1所示的第一内阀141和第二内阀142的情况下描述了图6所示的实施例。然而，在阀1是第一外阀143并且阀2是第二外阀144的情况下，流动通过一个阀的pwm电流可以经受180度相位延迟控制，从而减少当第一外阀143和第二外阀144打开并且液压流体流入储液器115中时可能产生的噪声。

马达驱动单元60从电子控制单元40接收控制信号并驱动马达61。具体地，电子控制单元40从踏板位移传感器接收驾驶员的制动意愿并且控制马达驱动单元60产生马达驱动信号，从而驱动对应于图1所示的马达220的马达61。

上文已经描述用于执行根据本公开的电子制动系统1的阀操作方法的阀操作单元的构造和操作。

在下文中，将描述根据本公开的电子制动系统1的阀操作电流的控制方法。

当施加制动踏板压力(900)时，根据本公开的电子制动系统1执行施加控制或释放控制(1000)以根据踏板压力执行制动控制。具体地，为了执行施加控制，电子控制单元40可以打开图1所示的液压回路图中的第一内阀141和第二内阀142，以将存储在蓄压器230中的制动油传输到轮缸20。另外，当确定应执行释放控制时，电子控制单元40打开第一外阀143和第二外阀144以执行释放控制。

具体地，当确定电子制动系统1处于施加操作(1100)时，操作第一内阀141和第二内阀142(1200)。具体地，电子控制单元40执行pwm电流控制(1250)以产生对应于由驾驶员施加的踏板压力的液压。进一步地，电子控制单元40产生控制信号以将施加到第一内阀141的电流的相位延迟180度(1300)，以消除在pwm电流控制期间产生的噪声。然而，也可以产生控制信号，以将施加到第二内阀142而不是第一内阀141的电流的相位延迟180度。

进一步地，如果电子制动系统1不是施加操作，则操作第一外阀143和第二外阀144(1400)。具体地，电子控制单元40执行pwm电流控制(1450)，以将恒定的油压排到储液器，使得产生对应于驾驶员的踏板力的适当油压。进一步地，电子控制单元40产生控制信号以将施加到第一外阀143的电流的相位延迟180度(1500)，以消除在pwm电流控制期间产生的噪声。然而，也可以产生控制信号，以将施加到第二外阀144而不是第一外阀143的电流的相位延迟180度。

如从以上显而易见的是，根据本公开，可以最小化多个阀的控制期间产生的噪声。

进一步地，根据本公开，可以最小化在最小化多个阀的控制期间产生的噪声时可能发生的发热问题。

虽然已经示出并描述本公开的一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的原理和实质的情况下，可以对这些实施例进行改变，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。