车辆的集成制动系统及其制动方法与流程

车辆的集成制动系统及其制动方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于并要求2020年10月30日提交的韩国专利申请10-2020-0142896的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
3.在一些实施方式中，本公开涉及用于车辆的制动系统及其制动方法。


背景技术：

4.本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并不一定构成现有技术。
5.在国际上，有关二氧化碳排放(尤其是在汽车废气中)的法规越来越严格。因此，为了减少二氧化碳的量，也越来越需要提高车辆的燃料效率。与这些普遍的需求一致，近年来已经看到了对具有内燃发动机和电动电机的混合动力车辆以及由电动电机驱动的电动车辆的供求关系的增加。
6.由于电动车辆和混合动力车辆的增加，对再生制动的需求正在增加，并且为了满足该需求，对用于车辆的集成制动系统的需求不断增长，其中制动踏板与制动液压管路或通向车轮的流动路径分开。集成制动系统是称为常规制动系统(cbs)的机械制动系统和称为电子稳定性控制(esc)系统的电子制动系统的集成。在此，再生制动是指利用车辆的驱动惯性来驱动作为发电机的电动电机，并使用通过驱动电动电机产生的阻力作为制动力。通过对再生制动和液压制动的协调控制，这种集成的车辆制动系统可以提供稳定的制动力。
7.然而，这种集成的车辆制动系统缺点在于昂贵，并且在体积和重量不期望的大。特别地，在集成的车辆制动系统的构造中，传统的液压泵在泵送操作中利用了滚珠丝杠和缸体，从而导致设备不期望的庞大且笨重，并且生产成本不合要求。
8.此外，迄今为止开发的集成车辆制动系统由于在增压/降低制动压力时使用特定阀的频率较高(参见图1显示的第一和第二牵引控制阀)而遭受了耐久性问题，从而削弱了减轻不必要的噪声、振动和粗糙度(nvh)的努力。


技术实现要素：

9.根据至少一个实施方式，本公开提供了一种用于车辆的集成制动装置，其配备有用于制动车辆的车轮制动器，其包括油箱、主缸、双向泵、液压电机、入口阀、牵引控制阀和制动控制单元。每个双向泵被设置为使用从油箱供应的液压油在第一方向上产生液压，以向车轮制动器施加制动力，或者在与第一方向相反的第二方向上产生液压，以控制液压油流向油箱。液压电机被设置为驱动双向泵。入口阀设置为控制从双向泵流向车轮制动器的液压。每个牵引控制阀被设置在主缸和每个双向泵之间，以控制主缸内的液压油的流动。被配置为通过将驱动信号传输到集成制动装置中包括的电磁阀、双向泵以及液压电机从而控制液压的流动，来执行车辆的制动。
10.根据另一个实施方式，本公开提供一种控制用于车辆的集成制动装置的方法，该
车辆配备有用于制动该车辆的车轮制动器并且包括能够双向地排出液压油的双向泵，方法包括：确定车辆是否已经启动；以及当确定车辆已经启动时，关闭在主缸和每个双向泵之间设置的各牵引控制阀；进行确定是由于车辆驾驶员踩踏制动踏板还是由于在车辆行驶时检测到制动而需要制动车辆；以及在确定车辆需要制动时，在第一方向上驱动双向泵以将制动力提供给车轮制动器；以及在确定车辆不再需要制动时，通过在第二方向上驱动双向泵来减小提供给车轮制动器的制动力。
附图说明
11.图1是根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆的集成制动装置的框图。
12.图2是车辆集成制动装置的框图，其示出了根据至少一个实施方式的当通过使用双向泵提供给车轮制动器的制动力时，液压油的流动。
13.图3是车辆集成制动装置的框图，其示出了根据至少一个实施方式的当减小通过使用双向泵提供给车轮制动器的制动力时的液压油的流动。
14.图4是车辆集成制动装置的框图，其示出了根据至少一个实施方式的当通过使用第一牵引控制阀减小提供给车轮制动器的制动力时的液压油的流动。
15.图5是根据本公开的至少一个实施方式的控制用于车辆的集成制动装置的方法的流程图。
16.图6是根据本公开的另一实施方式的控制用于车辆的集成制动装置的方法的流程图。
17.附图标记
18.100：制动装置；101：第一供给流动路径；102：第二供给流动路径；103：第一制动液路径；104：第二制动液路径；105：混合液路径；110：油箱；120：主缸；121：制动踏板；123：行程传感器；131：回流阀；132：第一牵引控制阀；133：第二牵引控制阀；140：液压电机；141a：第一双向泵；141b：第二双向泵；151：第一入口阀；152：第二入口阀；153：第三入口阀；154：第四入口阀；160：混合阀；181：第一油室；182：第二油室；200：制动控制单元；w1、w2、w3、w4：第一至第四车轮制动器。
具体实施方式
19.本公开的至少一个实施方式试图最小化构成用于车辆的集成制动装置的电磁阀的数量，以节省制造成本并减小集成制动装置的体积和重量。
20.此外，本公开在单向泵上用双向泵代替集成车辆制动装置的构造中的液压泵，从而不仅在液压增压过程中，而且甚至在压力下降过程中，都能够实现快速的增压/降压，以在需要时进行精确的车辆制动控制。
21.下面参考附图描述本公开的示例性实施方式。在以下描述中，尽管在不同附图中示出了元件，但是相同的附图标记优选地指示相同的元件。此外，在一些实施方式的以下描述中，为了清楚和简洁起见，将省略在此并入的已知功能和配置的详细描述。
22.此外，编号组件中的字母数字代码(例如第一，第二，i)，ii)，(a)，(b)等)仅用于将一个组件与另一个组件区分开的目的，但不暗示或建议物质，成分的顺序或序列。在整个说明书中，当部分“包括”或“包括”部件时，除非有相反的具体说明，否则该部分旨在进一步包
括其他部件，但不排除该部件。
23.在本说明书中，术语“左”和“右”仅用于指示在附图中示出某些部件的方向，并且本公开不限于部件的所示方向和位置。
24.图1是根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆的集成制动装置的框图。图2是车辆集成制动装置的框图，其示出了当通过使用双向泵提供给车轮制动器的制动力时，液压油的流动。图3是车辆集成制动装置的框图，其示出了当减小通过使用双向泵提供给车轮制动器的制动力时的液压油的流动。图4是车辆集成制动装置的框图，其示出了当通过使用第一牵引控制阀减小提供给车轮制动器的制动力时的液压油的流动。
25.如图1所示，车辆集成制动装置包括油箱110、主缸120、第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133、回流阀131、第一至第四入口阀151、152、153、154、液压电机140、第一双向泵141a和第二双向泵141b、混合阀160、第一油室181和第二油室182以及制动控制单元200中的全部或一些。
26.油箱110是用于储存液压油的油箱。油箱110储存将被供应到主缸120以及第一双向泵141a和第二双向泵141b的液压油。
27.第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133是设置在主缸120与第一双向泵141a和第二双向泵141b之间的电磁阀，以控制液压的流动。第一和第二牵引控制阀132，133可以形成为当没有从制动控制单元200输入控制信号时通常打开的类型。当车辆起动或启动时，制动控制单元200将控制信号传递到第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133以使其关闭，从而阻止主缸120与第一双向泵141a和第二双向泵141b之间的液压流动。通过关闭第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133，当踩踏制动踏板121时，驾驶员能够由于主缸120内的液压而获得踏板感觉。第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133的作用彼此独立，并且一个牵引控制阀的打开和关闭不影响另一个的打开和关闭。
28.通过设置在制动踏板121中的行程传感器122检测驾驶员对制动踏板121的踩踏，将踩踏信号或踩压信号发送至制动控制单元200。然后，制动控制单元200基于踩踏信号来计算制动所需的液压，以控制包括液压电机140、第一双向泵141a和第二双向泵141b、以及各种阀的负责组件，用于将制动车辆所需的液压供给到安装在其中的第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4。
29.回流阀131适于在车辆起动时打开。回流阀131使在驾驶员踩踏制动踏板121时产生的主缸120中的压力的一些返回到油箱110，以防止不必要的压力累积。换句话说，回流阀131可以防止在主缸120中产生不必要的压力，从而在踩踏制动踏板121时为驾驶员提供适当的踏板感觉。另外，当要将液压油回收到油箱110中时，可以通过打开的回流阀131。当没有从制动控制单元200输入控制信号时，回流阀131可被配置为通常关闭。
30.第一双向泵141a和第二双向泵141b分别设置在液压电机140的左侧和右侧。第一双向泵141a和第二双向泵141b可以由旋转泵组成。第一双向泵141a和第二双向泵141b连接到液压电机140的转子轴，并且通过液压电机140的旋转而操作，以控制液压的流动。第一双向泵141a和第二双向泵141b可以在第一方向和与第一方向相反的第二方向上施加液压。在此，在第一方向上，液压油从第一双向泵141a和第二双向泵141b通过第一至第四入口阀152、152、153、154流向第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4。在第二方向上，液压油从第一双向泵141a和第二双向泵141b沿着第一和第二供给流动路径101、102流到油箱110。这里，
第一至第四入口阀151、152、153、154可被配置为当没有从制动控制单元200输入控制信号时通常打开。
31.第一油室181和第二油室182分别设置在第一供给流动路径101和第二供给流动路径102上，以提高被设置为将液压油从油箱110引导到第一双向泵141a和第二双向泵141b的相同的供应流路101、102的增压性能。第一油室181和第二油室182存储液压油，该液压油可以直接从油箱110供应，或者当在第二方向上驱动时通过第一双向泵141a和第二双向泵141b供应。
32.第一油室181和第二油室182被配置为如下的附加设备：通过防止第一双向泵141a和第二双向泵141b由于远离油箱110而在抽吸操作中降低泵送效率，从而提高在制动情况下的增压效率的附加设备。因此，可以从本公开的至少一个实施方式的构造中省略第一油室181和第二油室182。
33.第一至第四入口阀151、152、153、154设置在从第一双向泵141a和第二双向泵141b延伸到沿其流过的液压路径的第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4的第一和第二制动液路径103、104上，以对其进行控制。第一和第二入口阀151、152控制从第一双向泵141a供应的液压油的流动，而第三和第四入口阀153、154控制从第二双向泵141b供应的液压油的流动。
34.与根据常规的集成车辆制动系统的入口阀不同，根据本公开的至少一个实施方式的入口阀不具有单独的止回阀(check valve)。根据常规的集成车辆制动系统的入口阀通常用于供应或保持供应给车轮制动器的制动力，然而，根据本公开的至少一个实施方式的入口阀还用于减小提供给车轮制动器的制动力，这与降低制动压力的传统出口阀(outlet valve)相同。因此，常规的集成车辆制动系统需要设置四个附加的出口阀，但是根据本公开的至少一个实施方式的用于车辆的集成制动装置不包括出口阀，通过仅使用第一至第四入口阀151、152、153、154执行增加、保持和减小制动压力的全过程。通过减少安装在车辆集成制动装置中的电磁阀的数量，可以降低生产成本以及系统的尺寸和重量。这里，第一至第四入口阀151、152、153、154可被配置为当没有从制动控制单元200输入控制信号时通常打开。
35.在第一制动液路径103和第二制动液路径104之间设置有安装有混合阀160的混合流体路径105。安装混合阀160以控制液压油在第一制动液路径103和第二制动液路径104之间的流动。
36.制动控制单元200将驱动信号传输到车辆集成制动装置中包括的各种阀、第一双向泵141a和第二双向泵141b以及的液压电机140，以控制液压流，并从而执行车辆制动。制动控制单元200可以被包括为安装在车辆中的电子控制单元(ecu)的一部分，或者可以与ecu物理上分离以执行对车辆集成制动装置的单独控制。制动控制单元200可以包括硬件处理器和存储器，该存储器至少存储用于执行制动控制单元200的命令和车辆制动所需的命令。
37.当车辆启动时，制动控制单元200将控制信号传递到第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133以使其关闭，从而停止主缸120与第一双向泵141a和第二双向泵141b之间的液压流。根据本公开的至少一个实施方式，当驾驶员踩踏制动踏板121时，车辆集成制动装置被配置为并不是使踏板行程来直接将液压传递至第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4，而是接收制动踏板121上的踏板踩踏，并使用液压电机140以产生并传递与踏板踩踏相对应的作为液压的制动力到第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4。
38.关闭的第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133阻止主缸120内的液压油流动，以便驾驶员在踩踏制动踏板121时，由于液压油的阻力或其他因素，可以获得踏板的感觉。可以通过制动控制单元200控制回流阀131的打开和关闭来调节通过踩踏制动踏板121而产生的踏板感觉。
39.当处于制动状态时，制动控制单元200可以适当地调节第一至第四入口阀151、152、153、154的打开和关闭以及第一双向泵141a和第二双向泵141b的驱动方向，以在不发生车轮锁死的情况下制动车辆。这里，由于每个入口阀的打开和关闭是独立控制的，因此第一至第四入口阀151、152、153、154不必整体打开或关闭。
40.图2示出了液压油从油箱110开始向第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4供应制动力的路径。
41.当制动控制单元200确定需要将制动力提供给车轮制动器时，其打开相关的车轮制动器的入口阀，并在第一方向上驱动第一双向泵141a和/或第二双向泵1141b以将制动力提供给相关的车轮制动器。在其他情况下，当驾驶员踩踏制动踏板121时，或者当在无驾驶员的情况下在自主驾驶期间车辆确定需要减速或制动时，制动控制单元200确定需要将制动力提供给相关的车轮制动器。
42.从油箱110供应液压油并且沿着第一和第二供给流动路径101和102被输送到第一双向泵141a和第二双向泵141b。当液压油沿着第一和第二供给流动路径101和102移动期间，它可能会充满第一油室181和第二油室182。另外，当充分地填充有液压油时，第一油室181和第二油室182可以响应于当发生制动情况时以及需要增加压力时，更快地将液压油提供给泵141a、141b以改善增压性能。可以通过液压电机140沿第一方向驱动第一双向泵141a和第二双向泵141b，从而沿第一和第二制动流动路径103、104输送液压油至第一至第四入口阀151、152、153、154。液压油仅通向在第一至第四入口阀151、152、153、154中打开的入口阀，从而允许将制动力提供给相关的车轮制动器。
43.图3示出了与图2所示的路径相同的路径，在不同的方向上输送液压油，以减小提供给第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4的制动力。
44.当制动控制单元200确定需要减少提供给车轮制动器的制动力时，其打开相关的车轮制动器的入口阀，并在第二方向上驱动第一双向泵141a和/或第二双向泵141b，以在制动后从相关的车轮制动器中抽出液压油。当驾驶员完成踩踏制动踏板121时，当车辆确定在无驾驶员干预的自动驾驶过程中不再需要车辆减速时，或者在车轮中发生车轮锁定现象时，制动控制单元200确定需要在这些情况下减小相关车轮制动器的制动力。
45.制动控制单元200沿第二方向驱动第一双向泵141a和第二双向泵141b，同时打开与需要减小制动力的车轮相对应的入口阀，以将来自相关车轮制动器的液压油传回油箱110。当液压油流向油箱110时，第一油室181和第二油室182设置在第一和第二供给流动路径101和102中，液压油也填充第一油室181和第二油室182。在传统的车辆集成制动系统中，另外提供了单独的出口阀并且用于诱导提供给车轮制动器的制动力的降低，但是根据本公开，车辆的集成制动装置可以单独地使用入口阀执行上述降压，而无需出口阀。
46.图4不仅示出了图3中所示的液压油的压降路径，而且还示出了供给至第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4的液压油被回收至油箱110的另一路径。图4中所示的压降路径是用于在不驱动第一双向泵141a和第二双向泵141b的情况下减小提供给第一至第四车轮制
动器w1、w2、w3、w4的液压制动力的路径。
47.制动控制单元200可以通过打开第一至第四入口阀151、152、153、154和混合阀160并打开第一牵引控制阀132和回流阀131来执行通过回收流动路径106的压降。
48.根据本公开的至少一个实施方式的车辆集成制动装置可以根据需要通过两条路径迅速减小车轮制动器的液压制动力。该压降性能在防止车辆中发生车轮锁死方面更有效。
49.图2至图4示出了第一至第四入口阀151、152、153、154都是打开的，尽管它们不受此限制，并且可以仅打开一个或多个入口阀以向第一至第四车轮制动器w1、w2、w3和w4中的一些提供制动力。此外，第一双向泵141a和第二双向泵141b不必被一起驱动，并且当一起被驱动时，不必在相同方向上驱动它们。在此，相同方向是指第一方向或第二方向。例如，在第一方向上驱动第一双向泵141a，并且仅打开第一入口阀151和第二入口阀152中的第一入口阀151，以单独地部分地向第一车轮制动器w1提供制动力。
50.图5是根据本公开的至少一个实施方式的控制用于车辆的集成制动装置的方法的流程图。
51.制动控制单元200确定车辆是否启动(步骤s51)。当制动控制单元200确定车辆未启动时保持待机状态，不执行后续处理，直到车辆启动为止。
52.当制动控制单元200确定车辆已启动时，其关闭第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133(s52)。通过关闭第一牵引控制阀132和第二牵引控制阀133，液压路径在主缸120和制动系统100之间分离。因此，当驾驶员踩踏制动踏板121时，踏板行程不会直接导致液压传递到车轮制动器，但是，通过行程传感器123检测到驾驶员踩踏制动踏板121，行程传感器123生成检测信号并将该检测信号发送至制动控制单元200。制动控制单元200利用所接收的信息作为基础来计算与踏板踩踏压力成比例的所需制动力，因此，驱动第一双向泵141a和第二双向泵141b，从而将制动力提供给第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4。
53.制动控制单元200连续地检测驾驶员在驾驶车辆时是否踩踏制动踏板121(s53)。当制动控制单元200在车辆行驶中检测到踩踏制动踏板121时，计算与踩踏踏板成比例的所需制动力，并将液压提供至第一至第四车轮制动器(s54)。具体地，制动控制单元200沿第一方向驱动第一双向泵141a和第二双向泵141b，并且打开第一至第四入口阀151、152、153、154以向第一至第四车轮制动器w1、w2、w3、w4提供制动力。可以根据所需制动力来控制第一双向泵141a和第二双向泵141b的驱动。在提供了所需的制动力之后，关闭第一至第四入口阀151、152、153、154以保持相同的制动力。
54.制动控制单元200确定驾驶员的制动踏板121的踩踏是否已经结束(s55)。当制动控制单元200确定制动踏板121的踩踏尚未结束时，其返回到步骤s54。当制动控制单元200确定制动踏板121的踩踏已经结束时，其执行控制以降低施加到车轮制动器的液压(s56)。为了降低施加到车轮制动器的液压，可以使用与图3和图4的描述中详述的方法相同的方法，将不再重复。
55.由于制动控制单元200需要在驾驶车辆时连续地执行这种制动压力的增加、保持或减小，除非关停车辆，否则它重复执行与控制车辆集成制动装置的当前方法等效的算法。因此，当车辆没有关停时，制动控制单元200返回到步骤s53。当制动控制单元200确定车辆关停时，其结束该算法。
56.图6是根据本公开的另一实施方式的控制用于车辆的集成制动装置的方法的流程图。流程图的大部分与图5所示的流程图相同。尽管图5是当驾驶员直接进行制动时的流程图，但是图6示出了在无驾驶员干预的情况下自动驾驶期间车辆控制制动情况的车辆。将省略对与图5所示的处理重叠的图6所示的处理的一部分的描述。图6的流程图的仅步骤s63和s65与图5的流程图不同。
57.制动控制单元200确定在没有驾驶员踩踏制动踏板121的情况下自动驾驶车辆期间是否检测到制动情况(s63)。在车辆中，安装相机传感器、雷达传感器、激光雷达传感器和超声传感器中的至少一个以检测车辆周围的状况。利用这些传感器，车辆在行驶中可以检测前方情况并检测车辆的制动情况。另外，即使当制动控制单元200没有通过使用前检测传感器来检测制动情况时，则制动控制单元200也可以检测何时由于驾驶员的干预而踩踏制动踏板121。当发生这些制动情况时，执行步骤s64(其等效于图5中的步骤s54)以向车轮制动器提供液压或保持车轮制动器的制动力。
58.在执行步骤s64之后，制动控制单元200确定制动情况是否已经结束(s65)。还通过使用车辆中安装的用于检测周围环境的传感器来确定制动情况是否已经结束。在这种情况下，即使当驾驶员干预了制动然后停止踩踏制动踏板121时，如果制动控制单元200确定仍然需要制动，则其不能确定制动情况已经结束并且返回到步骤s64。当制动控制单元200确定制动情况已经结束时，其执行与图5中的步骤s56等效的步骤s66，以进行控制来降低施加至车轮制动器的液压。
59.尽管图5和图6中的步骤被描述为顺序地执行，但是它们仅例示了本公开的一些实施方式的技术思想。换句话说，通过改变在各个附图中描述的顺序或者通过并行执行两个或更多个步骤，可以进行各种修改，增加和替换，因此，图5和图6中的步骤不限于所示的时间顺序。
60.如上所述，根据本公开的一些实施方式，双向泵用于执行现有的电磁阀所需的操作并替换现有的电磁阀，以减少车辆集成制动装置中电磁阀的数量，从而节省了制造成本并减小了车辆集成制动装置的体积和重量。
61.此外，当在第一方向上操作双向泵时，通过入口阀将制动力提供给车轮制动器，或者引起快速的压降，以实现对车辆的精确控制的制动。
62.此外，当在第二方向上操作时，双向泵可使得液压油流向油室以注满油，并快速地将液压油回收到油箱，这可以减少通过入口阀提供给车轮制动器的制动力，从而无需添加单独的气门。
63.尽管出于说明性目的描述了本公开的示例性实施方式，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，增加和替换。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方式。本实施方式的技术思想的范围不受图示的限制。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明确描述的实施方式的限制，而是由权利要求及其等同物限制。