用于车辆的制动设备及其控制方法与流程

1.本公开涉及一种用于车辆的制动设备。更具体地说，本公开涉及一种用于装备有冗余系统的车辆的电子驻车制动器。


背景技术：

2.本节中描述的内容仅提供了关于本公开的背景信息，而不构成现有技术。
3.随着自动驾驶向更高水平发展，驾驶员的干预减少，因此在紧急情况下确保精确的安全技术是至关重要的。因此，未来将引入自动驾驶功能的车辆(例如电动车辆)必须具备针对驻车制动功能的可靠性。许多公司正在构建驻车制动功能的冗余系统，以便确保驻车制动功能的可靠性。
4.近来，电子驻车制动器(epb)的作用延伸到用于在车辆行驶时以及当车辆驻车时制动车辆的主制动设备。因此，确保驻车制动功能的可靠性是重要的。
5.已经提出了一种向用于控制驻车制动设备的电子控制单元(ecu)提供冗余结构的方法。即使ecu具有应对电气故障的冗余结构，当单个epb切换发生故障时，也不能确保驻车制动功能的可靠性。然而，大多数驻车制动设备的冗余系统都是针对ecu的冗余，并且冗余系统不适用于用于生成ecu的驱动信号的开关。


技术实现要素：

6.鉴于上述情况，本公开提供了一种用于车辆的制动设备，其中第一切换构件和第二切换构件被包括在该用于车辆的制动设备中，从而可以确保驻车制动功能的可靠性。
7.本公开要解决的问题不限于上述问题，本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解未提及的其它问题。
8.根据至少一个实施方式，本公开提供了一种用于控制车辆制动的设备，该设备包括：第一切换构件，其被配置为接收驻车启动信号并响应于接收到该驻车启动信号而生成第一驱动信号；第二切换构件，其被配置为接收所述驻车启动信号并响应于接收到所述驻车启动信号而生成第二驱动信号；第一控制器，其被配置为接收由所述第一切换构件生成的所述第一驱动信号；第二控制器，其被配置为接收由所述第二切换构件生成的所述第二驱动信号，所述第一控制器和所述第二控制器还被配置为相互收发切换故障信号；以及电子驻车制动马达，其被配置为由所述第一控制器和所述第二控制器中的至少一个控制，其中，当所述第一驱动信号和所述第二驱动信号中的至少一个异常时，所述电子驻车制动马达由所述第一控制器和所述第二控制器中的至少一个基于所述切换故障信号来控制。
9.根据另一实施方式，本公开提供了一种操作用于车辆的制动设备的方法，所述制动设备包括电子驻车制动器、第一切换构件和第二切换构件、第一控制器和第二控制器，所述方法包括以下步骤：在所述第一切换构件处接收驻车启动信号并且使所述第一切换构件发送第一驱动信号；在所述第二切换构件处接收所述驻车启动信号并且使所述第二切换构件发送第二驱动信号；在所述第一控制器处接收从所述第一切换构件发送的所述第一驱动
信号；在所述第二控制器处接收从所述第二切换构件发送的所述第二驱动信号；使所述第一控制器和所述第二控制器相互收发切换故障信号；以及当所述第一驱动信号和所述第二驱动信号中的至少一个异常时，基于所述切换故障信号使用所述第一控制器和所述第二控制器中的至少一个来控制电子驻车制动马达。
10.如上所述，根据本公开的用于车辆的制动设备的优点在于：在用于车辆的制动设备中包括第一切换构件和第二切换构件，从而可以确保驻车制动功能的可靠性。
附图说明
11.图1是示出根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备的平面图。
12.图2是示出根据本公开的另一实施方式的用于车辆的制动设备的框图。
13.图3是示出根据本公开的输入装置和切换构件的透视图。
14.图4是示出包括本公开的紧急切换构件的实施方式的框图。
15.图5是示出根据本公开的实施方式的控制用于车辆的制动设备的方法的流程图。
具体实施方式
16.下面参照附图描述本公开的一些示例性实施方式。在下面的描述中，相同的附图标记优选地表示相同的元件，尽管这些元件在不同的附图中示出。此外，在一些实施方式的以下描述中，为了清楚和简洁的目的，将省略对本文中所包含的已知功能和配置的详细描述。
17.另外，在对部件进行编号时的如第一、第二、i)、ii)、a)、b)等的字母数字编码仅用于区分一个部件与另一个部件的目的，而不是暗指或暗示部件的实质、次序或顺序。在整个说明书中，当部分“包括”或“包括”部件时，其是指进一步包括其它部件，而不排除其它部件，除非有与之相反的具体描述。
18.根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备包括第一切换构件121、第二切换构件123、第一控制器131、第二控制器133、电子驻车制动马达140、数字信号传输线150、存储器单元、第一警示灯、紧急切换构件410和第二警示灯中的全部或一些。
19.第一切换构件121被配置为接收驻车启动信号并响应于接收到驻车启动信号而生成第一驱动信号。第二切换构件123被配置为接收驻车启动信号并响应于接收到驻车启动信号而生成第二驱动信号。这里，驻车启动信号可以是电信号。然而，驻车启动信号不限于此，也可以是由操纵驻车启动信号输入装置110的人将两个切换构件121和123按压在一起的动作。在这方面，术语“一起”是指同时物理地接收驻车启动信号的情况以及切换构件121和123按社会公认的观念同时接收驻车启动信号的情况。
20.根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备还可以包括输入装置110，该输入装置110同时向第一切换构件121和第二切换构件123发送驻车启动信号。
21.图1是示出根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备的平面图。
22.图2是示出根据本公开的另一实施方式的用于车辆的制动设备的框图。
23.参照图1和图2，驻车启动信号可以通过输入装置同时被发送到切换构件121和123。例如，通过按下车辆的导航监视器上的按钮，可以同时生成信号并将其发送到第一切换构件121和第二切换构件123。这里，车辆的导航监视器是输入装置110的一个示例。
24.图3是示出根据本公开的另一实施方式的输入装置110和切换构件121和123的透视图。以下，参照图1至图3，对从输入装置向切换构件121和123中的每一个发送驻车启动信号、从切换构件121和123中的每一个向控制器131和133中的每一个发送驱动信号的动作进行说明。
25.参照图3，根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备被配置成使得两个驻车制动切换构件121和123由一个盖110覆盖。制动设备被配置成使得当车辆乘客按压盖时，第一切换构件121和第二切换构件123同时接收驻车启动信号。这里，输入装置是盖110，并且驻车启动信号是当车辆乘客按压盖110时生成的信号。
26.当第一切换构件121和第二切换构件123接收到驻车启动信号时，启动切换构件冗余系统的算法。
27.第一控制器131接收来自第一切换构件121的第一驱动信号。第一控制器131被配置为控制电子驻车制动马达140。
28.第二控制器133从第二切换构件123接收第二驱动信号。第一控制器131和第二控制器133可使用硬线分别从第一切换构件121和第二切换构件123接收驱动信号。第二控制器133同样被配置为控制电子驻车制动马达140。参照图2，电子驻车制动马达140可以安装在电子驻车制动器中，电子驻车制动器安装在车辆的车轮171、173、175和177中的每一个车轮中。因此，每个第一控制器131和每个第二控制器133可被配置为控制一个或更多个电子驻车制动马达140。
29.此外，第二控制器133被配置为与第一控制器131收发切换故障信号。第一控制器131和第二控制器133可以使用can(控制器局域网)通信方法来收发切换故障信号，但是本公开不限于此。
30.例如，根据本公开的实施方式的第一控制器131和第二控制器133使用数字信号传输线150来收发信号。can(控制器局域网)的信号传输周期约为10ms。当在第一控制器131中发生异常情况时，第一控制器131使用can通信向第二控制器133通知异常情况。如果向第二控制器133发送转移制动设备的控制权的信号，则需要大约20ms。另一方面，数字信号传输线150需要小于1ms的时间来发送数字信号。因此，根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备允许在诸如切换构件121和123或控制器故障的紧急情况下使用数字信号传输线150更快速地执行冗余系统的算法。
31.数字信号传输线150可以根据电压的大小发送两个数字信号。例如，如果第一控制器131或第二控制器133将大约5v的电压施加到数字信号传输线150，则信号可以为高。如果施加大约0v的电压，则信号可以为低。数字信号传输线150可以被配置为在第一控制器131和第二控制器133之间收发正常信号或故障信号。这里，正常信号可以是1，而故障信号可以是0。在术语的符号不受限制的情况下，取代1/0，这两个数字信号也可以被称为诸如开/关、高/低和真/假的术语。
32.参照图1，根据本公开的实施方式，使用第一数字信号传输线151将信号从第一控制器131发送到第二控制器133。根据本公开的实施方式，使用第二数字信号传输线153将信号从第二控制器133发送到第一控制器131。根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备包括第一数字信号传输线151和第二数字信号传输线153中的至少一个。举例来说，第一数字信号传输线151可被配置为将第一驱动信号的故障或第一控制器131的故障信号发送到
第二控制器133。此外，第二数字信号传输线153可以被配置为将第二驱动信号的故障发送到第二控制器133。换句话说，根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备可以包括具有不同功能的多条数字信号传输线150，而不是使用一条数字信号传输线150。
33.电子驻车制动马达140由第一控制器131和第二控制器133中的至少一个控制。此外，即使当第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一个异常时，也可以由第一控制器131和第二控制器133中的至少一个基于切换故障信号控制电子驻车制动器。
34.第一控制器131可以确定第一驱动信号中是否存在故障或者第一驱动信号是否异常。第二控制器133可以确定第二驱动信号中是否存在故障或者第二驱动信号是否异常。在下文中，将例示在每个驱动信号中可能发生的两个故障，并且将描述用于由每个控制器131或133确定驱动信号是否具有故障的算法。
35.首先，确定在第一控制器131向第一切换构件121发送预定模式的信号之后返回到第一控制器131的返回值中是否存在故障，使得第一控制器131检查发送第一驱动信号的硬线是否短路。更具体地，在第一切换构件121和第一控制器131之间的电路中没有故障的情况下，当第一控制器131接收到大小不同于返回电压的电压时，确定在返回值中存在故障。
36.第二，当杂质粘附到第一切换构件121时，第一切换构件121可连续地向第一控制器131输出错误信号值。在这种情况下，第一控制器131可以确定第一切换构件121处于卡住状态。
37.在本公开中，诸如第一或第二的术语被简单地用于彼此区分两个部件，并且上述示例同样地应用于第二控制器133和第二驱动信号的情况。
38.可以由第一控制器131和第二控制器133确定的每个驱动信号的故障不限于上述示例。在本公开中，用于感测在连接第一切换构件121和第二切换构件123以及第一控制器131和第二控制器133的电路中发生的故障的配置不限于上述示例。根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备可以包括用于确定驱动信号中的故障的单独部件。
39.当在第一驱动信号中发生故障时，根据本公开的实施方式的第一控制器131向第二控制器133发送故障信号。此外，第一控制器131从第二控制器133接收第二驱动信号。接收第二驱动信号的第一控制器131基于第二驱动信号控制电子驻车制动马达140。这里，第一控制器131可以是主控制器，而第二控制器133可以是备用控制器。特别地，当第一控制器131是主控制器并且第二控制器133是备用控制器时，使得第一控制器131具有比第二控制器133更高的规格时，具有更高规格的主控制器在上述情况下控制epb，并且用于冗余的备份控制器处于待机状态。因此，第一控制器131具有允许电子驻车制动器被更精确地控制的控制权。在这种情况下，第二驱动信号可以经由第一数字信号连接线从第二控制器133发送到第一控制器131。当主控制器失去车辆的驱动功能或制动功能时，备用控制器可以接管这些功能。主控制器和备用控制器可以被布置为物理上彼此相邻、安装在单个壳体中、或者安装在车辆中的分开的位置处。
40.另一方面，当第二控制器133是主控制器并且第一控制器131是备用控制器时，第一控制器131接收第二驱动信号，以根据相同的机制基于第二驱动信号来控制电子驻车制动马达140。在这种情况下，具有更高规格的主控制器不具有控制权。然而，即使在由第一切换构件121和第二切换构件123发送的信号中存在故障时，也可以平稳地操作电子驻车制动器。
41.在根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备中，当第一控制器131中存在故障时，第一控制器131将第一控制器131的故障信号发送到第二控制器133。接收第一控制器131的故障信号的第二控制器133接收第二驱动信号以控制电子驻车制动马达140。例如，可以使用第二数字信号连接线来收发故障信号。数字信号传输线150可以被配置为在第一控制器131和第二控制器133之间收发正常信号或故障信号。这里，正常信号可以是1，故障信号可以是0。在术语的符号不受限制的情况下，取代1/0，这两个数字信号也可以被称为诸如开/关、高/低和真/假的术语。
42.接收第一控制器131的故障信号的第二控制器133基于第二驱动信号控制电子驻车制动马达140。以这种方式，可以实现控制器冗余功能，即使主控制器发生故障，该控制器冗余功能也可以控制车辆的电子驻车制动器。
43.根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备还包括存储器单元，该存储器单元存储第一控制器131和第一切换构件121的故障记录。存储在存储器单元中的故障记录使得容易确定第一切换构件121是否存在故障。如果故障记录包含故障内容，则很容易修复故障部件。
44.当第一控制器131中存在故障时，根据本公开的实施方式的第一警示灯打开。在这种情况下，第二控制器133可以进行控制以接收第一控制器131的故障信号并打开警示灯。当第一控制器131是主控制器时，这种功能特别有效。当主要负责控制安装在车辆上的一个或更多个部件的主控制器发生故障时，车辆的部件未被适当地控制，这可能导致严重的安全问题。因此，根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备可以通过打开警示灯来指示危险信号，以通知第一控制器131的故障。如果由除了第一控制器131和第二控制器133之外的第一切换构件121和第二切换构件123中的任何一个发送的驱动信号中存在故障，则这不是具有控制权的部件的故障，从而警示灯不被打开。
45.图4是示出包括本公开的紧急切换构件410的实施方式的框图。
46.参照图4，紧急切换构件410向第一控制器131和第二控制器133中的每一个发送驱动信号。紧急切换构件410在第一切换构件121和第二切换构件123均未正常操作的情况下安装。当第一切换构件121和第二切换构件123都故障时，用户按压紧急切换构件410以发送第一驱动信号和第二驱动信号。
47.当第一驱动信号和第二驱动信号都出现故障时，根据本公开的实施方式的第二警示灯打开。在本公开中，第二警示灯可以使用与第一警示灯相同的警示灯。当仅在第一驱动信号或第二驱动信号中的任何一个中存在故障时，可以根据本公开的冗余算法正常地控制电子驻车制动器。然而，当在第一切换构件121和第二切换构件123中都存在故障，使得在第一驱动信号和第二驱动信号中都存在故障时，难以按照驾驶员的意图控制电子驻车制动器。因此，安装第二警示灯以通知驾驶员已经发生紧急情况。
48.当通过电子驻车制动器执行车辆的驻车制动时，根据本公开的实施方式的紧急切换构件410释放电子驻车制动器的制动力。当不执行车辆的驻车制动时，在车辆停止后经过预定时间之后，通过电子驻车制动器执行车辆的驻车制动。这里，驻车制动是指通过电子驻车制动器施加的制动力来制动车辆。根据本公开的实施方式的用于车辆的制动设备使用警示灯来通知在车辆的部件中发生故障。
49.电子驻车制动马达140由第一控制器131和第二控制器133中的至少一个控制。如
果第一切换构件121和第二切换构件123接收到驻车启动信号，则第一切换构件121和第二切换构件123将第一驱动信号和第二驱动信号分别发送到第一控制器131和第二控制器133。分别接收第一驱动信号和第二驱动信号的第一控制器131和第二控制器133控制电子驻车制动马达140。在本公开的一个实施方式中，第一控制器131是主控制器，第二控制器133是备用控制器。因此，在第一控制器131可以正常地控制电子驻车制动马达140的情况下，第二控制器133可以处于待机状态而不控制电子驻车制动马达140。电子驻车制动器的活塞通过驱动马达而朝向制动盘平移。车轮170的旋转受到制动盘两侧平移活塞按压件按压的摩擦垫的约束。
50.如上所述，当在第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一个中存在故障时，电子驻车制动马达140由第一控制器131和第二控制器133中的至少一个基于切换故障信号而控制。
51.根据本公开的实施方式，第一控制器131或第二控制器133中的任何一个是主控制器，而剩余的一个是备用控制器。这意味着，构成控制器的冗余系统的各个控制器被配置为考虑到成本而具有不同的规格。两个控制器的规格不同的控制器冗余结构的效果可以通过如上文描述的几个示例中的本公开的效果来补充。
52.根据本公开的控制用于车辆的制动设备的方法可以通过上述用于车辆的制动设备来执行。
53.图5是示出根据本公开的实施方式的控制用于车辆的制动设备的方法的流程图。
54.当车辆被驱动时，第一切换构件121和第二切换构件123同时接收驻车启动信号(s510)。接收驻车启动信号的第一切换构件121生成第一驱动信号，并且第二切换构件123生成第二驱动信号，然后第一切换构件和第二切换构件分别将信号发送到第一控制器131和第二控制器133(s520)。第一控制器131接收第一驱动信号，第二控制器133接收第二驱动信号(s530)。第一控制器131可以是主控制器，第二控制器133可以是备用控制器。第一控制器131和第二控制器133可以收发切换故障信号。
55.在根据本公开的实施方式的控制用于车辆的制动设备的方法中，确定第一驱动信号中是否存在故障(s540)。第一控制器131可以被配置为确定第一驱动信号中是否存在故障，第二控制器133可以被配置为确定第二驱动信号中是否存在故障。然而，在不限于此的情况下，根据本公开的控制用于车辆的制动设备的方法可以包括通过其它部件确定控制器131和133中的每一个中是否存在故障的步骤。当确定在第一驱动信号中存在故障时，第一控制器131将该信息发送到第二控制器133。当在第一驱动信号中存在故障时，第一控制器131从第二控制器133接收第二驱动信号(s571)。这里，第一控制器131和第二控制器133可以经由数字信号传输线150交换关于驱动信号或驱动信号中的故障的信息。从第二控制器133接收第二驱动信号的第一控制器131基于第二驱动信号控制电子驻车制动马达140(s573)。
56.在根据本公开的实施方式的控制用于车辆的制动设备的方法中，当在第一控制器131中存在故障时，第一控制器131发送第一控制器131的故障信号(s581)。故障信号可以经由数字信号传输线150发送。从第一控制器131接收故障信号的第二控制器133可以接收第二驱动信号以控制电子驻车制动马达140(s583)。在描述根据本公开的实施方式的部件时，术语“第一”或“第二”仅用于将部件与其它部件区分开，并且部件的性质、顺序或次序不受
符号限制。因此，即使当第一控制器131和第二控制器133分别是第二控制器133和第一控制器131时，上述算法也同样适用。当根据上述算法在第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一个中存在故障时，电子驻车制动马达140由第一控制器131和第二控制器133中的至少一个基于切换故障信号来控制。
57.当各个驱动信号和各个控制器中都没有故障时，第一控制器131使用第一驱动信号控制电子驻车制动器(s560)。在步骤s583之后，图5的算法终止。
58.虽然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本发明的思想和范围的情况下，各种修改、添加和替换是可行的。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，本领域普通技术人员将理解，要求保护的本发明的范围不受上述明确描述的实施方式的限制，而是受权利要求及其等同物的限制。
59.相关申请的交叉引用
60.本技术要求于2021年6月3日提交的韩国专利申请no.10-2021-0072039的优先权，其公开内容通过整体引用合并于此。