KR100418817B1 - 압력변수결정방법및장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 브레이크 시스템에 있어서 압력 변수를 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 때의 차압은 압력 경사도와 솔레노이드 밸브의 가동 존속 시간을 기초로 산출된다.

Description

압력 변수 결정 방법 및 장치
(종래기술)
본 발명은 차압(difference pressures)을 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 안티블록킹 콘트롤(antiblocking control) 및/ 또는 트랙션 콘트롤(traction control)을 갖는 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차압은 센서 수단에 의해 검출되며, 그러한 센서는 비용에 있어서 매우 고가이다.
(발명의 목적)
본 발명은 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤을 갖는 브레이크 시스템에서 차압이 제공될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 장치를 채용할 경우 비용이 저렴해지고 지출이 매우 감소될 수 있다.
(발명의 장점)
본 발명에 따른 장치 및 방법에 따라, 특히 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤을 갖는 브레이크 시스템에 있어서, 차압은 단순하고 비용절감 방식으로 결정될 수 있다.
본 발명에 대한 장점과 적합한 실시예 및 개량에 대하여는 청구범위에 있어서 특정화 된다.
(적합한 실시예의 상세한 설명)
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
공지된 바와 같이, 전기적으로 가동되는 입구 밸브 및 출구 밸브는 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤과 함께 설치된 차량의 개별 휠브레이크에 있어서압력을 조절하기 위해 제공한다. 이를 위해 적합하게는 2방 밸브, 즉 오직 2개의 개폐 위치(개방 및 폐쇄)만을 갖는 유압구동 밸브가 사용된다.
예정 압력 상승 경사도 또는 압력 강하 경사도는 펄스 시퀀스를 구비한 밸브를 가동시키고 또한 펄스 길이/펄스 단락비를 변화시킴으로써 성취된다.
브레이크 압력 센서 또는 마스터 브레이크 실린더와 휠 브레이크 사이의 브레이크 라인에 삽입된 입구 밸브는 일반적으로 유동을 허용하기 위해 정지 위치에서 개폐되며, 반면 정지위치에 있어서 압력을 하강시키기 위한 출구 밸브는 펌프 또는 압력 평형 용기를 거쳐 마스터 브레이크 실린더로 복귀하는 압력 매체로를 차단한다.
입구 밸브/출구 밸브 쌍 대신에, 3개의 개폐 위치(압력 상승, 압력 지속 및 압력 강하)를 구비한 밸브 배열부가 또한 사용될 수 있다.
제 1 도에 있어서는 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤의 입구 밸브 및 출구 밸브의 예로서 설명된다. 상술된 방식은 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤을 갖는 브레이크 시스템의 입구 밸브 및 출구 밸브에서 사용되는 것만으로 제한되지 않는다.
상기 입구 밸브(100)는 제 1 라인(105)을 통과하는 제 1 포트를 거쳐 마스터 브레이크 실린더(110)에 연결된다. 일반적으로 압력(PV)은 제 1 라인에서 크다. 솔레노이드 밸브(100)의 제 2 배출구는 제 2 라인(115)을 통해 휠 브레이크(120)에 연결된다. 상기 휠의 제동력을 결정하는 압력(PW)은 제 2 라인(115)에서 크다.
상기 라인(115)으로부터 출구 밸브(160)의 포트에 걸쳐 연결부가 구비되며,상기 출구 밸브(160)의 제 2 포트는 복귀 펌프(170)에 연결된다.
상술된 입구 밸브(100)는 소위 2/2-방 솔레노이드 밸브이다. 정지 위치에서 상기 솔레노이드 밸브(100)는 어떠한 전류도 흐르지 않는 한 제 1 라인(105) 및 제 2 라인(115) 사이를 유동하게 한다. 이 위치에서 상기 솔레노이드 밸브 아마츄어는 스프링에 의해 보유된다. 코일(130)을 에너지화함으로써, 힘은 밸브를 폐쇄 위치 내로 이동시키는 스프링력의 반대로 가하여진다.
상술된 출구 밸브(160)는 소위 2/2-방 솔레노이드 밸브이다. 정지 위치에서, 상기 솔레노이드 밸브(160)는 어떠한 전류도 흐르지 않는 한 제 2 라인(115)과 복귀 펌프(170) 사이의 관통을 차단한다. 이 위치에서 솔레노이드 밸브 아마츄어는 스프링에 의해 보유된다. 코일(165)을 에너지화함으로써, 힘은 밸브를 개방 위치 내로 이동시키는 스프링력의 반대로 가하여진다.
상기 코일(165)은 제 1 전기 단자에 의해 공급 전압(Ubat)에, 그리고 제 2 단자에 의해 개폐 수단(180)에 접속된다. 마찬가지로 상기 코일(130)은 제 1 전기 단자에 의해 공급 전압(Ubat)에, 그리고 제 2 단자에 의해 제 2 개폐 수단(140)에 접속된다.
적합하게 전계 효과 트랜지스터는 개폐 수단으로 사용된다. 상기 제 1 개폐 수단(180)의 제어 단자는 제어 유니트(150)에 연결된다. 상기 제 1 개폐 수단은 접속부를 통해 제 1 가동 신호(A1)와 함께 제공된다. 상기 제 2 개폐 수단(130)의 제어 단자도 또한 제어 유니트(150)에 연결되며, 상기 제어 유니트(150)에 의해 제 2가동 신호(A2)와 함께 제공된다.
상기 개폐 수단(140,180)을 폐쇄함으로써, 코일(130 또는 165)을 통해 접지 단자로 이동하는 공급 전압 사이의 전류의 흐름이 가능해진다.
상기 제어 유니트(150)는 적합하게는 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤이다. 그것은 여러 센서로부터 다양한 신호를 또한 이동 속도 제어 장치 및/또는 이동 속도 제한기와 같은 다른 제어 유니트로부터 신호를 처리한다. 특히, 상기 장치는 다양한 자동차용 휠의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 센서(190)로부터 신호를 처리한다. 여러 처리 신호를 기초로, 상기 제어 유니트(150)는 코일(130,165) 가동용 신호(A1,A2)를 결정한다.
제 2 라인(150) 및 그에 따른 휠 브레이크 실린더(120)에 있어서의 압력 상승 및 압력 강하는 밸브(100,160)에 의해 제어될 수 있다.
만약 상기 밸브(100)가 폐쇄되면, 제 1 라인(105)과 제 2 라인(115) 사이에 차압이 형성된다. 솔레노이드 밸브(100)의 적정 가동을 위하여, 상기 라인들(105,115) 사이의 차압(PD)은 공지되어야 한다.
상기 마스터 브레이크 실린더(110)에서의 압력(PV)은 반드시 운전자에 의한 브레이크 페달의 작동에 의존한다. 운전자가 어떻게 브레이크 페달을 작동하느냐에 따라, 상기 압력(PV)은 다른 값을 나타낸다.
제 2A 도 내지 제 2C 도는 상기 수단을 명확히 하기 위하여 적용된다. 제 2A 도에 있어서는, 밸브(160)용 가동 신호(A1)가 도표화되고, 제 2B 도에 있어서는 밸브(100)용 가동 신호 (A2) 및 각각의 가동 시간(AT1, AT2, ....AT7)이 도표화 되었다. 제 2B 도에 있어서는 상기 휠 브레이크 압력에 대응하는 라인(115)에 있어서의 압력(PW)이 도표화 되었다.
상기 브레이크 페달이 운전자에 의해 가동될 때, 압력(PV)은 주 마스터 브레이크 실린더(110)에서 상승한다. 상기 솔레노이드 밸브(100)는 낮은 수준(lower level)을 갖는 가동 시간(A2)과 함께 시간 T1 까지 공급된다. 제 1 가동 시간(A1)도 또한 낮은 수준을 갖는다. 이것은 상기 코일(165)이 또한 에너지화 되지 않은 것을 의미한다. 따라서, 양쪽 솔레노이드 밸브는 그의 정지 위치에 위치한다. 이것은 브레이크 페달을 가동함으로써 운전자에 의해 처리된 압력(PV)이 휠 실린더(120)에 작용하는 것을 의미한다.
시간 T1에서, 제어 유니트(150)는 회전 속도 센서(190)의 평가에 의해 차단하기 위한 휠의 성향을 검출한다. 상기 시간(T1)에서 개시하여, 양쪽 가동 신호(A1 및 A2)는 높은 수준(high level)으로 설정된다. 이것은 상기 개폐기(140,180)가 폐쇄되는 것을 의미한다. 양쪽 솔레노이드 밸브는 에너지화 되고 작업 위치로 진행한다. 이것은 상기 밸브(PV)에 잔류하는 제 1 라인(105)의 압력에 기초한다. 반대로, 라인(115)의 압력은 작은 값으로 강하하며, 휠의 제동 효과는 감소한다.
상기 압력이 강하된 후, 솔레노이드 밸브(160)가 압력 하강을 저해하고 압력이 일정하게 되는 것에 반응하여 가동 신호(A1)는 철회된다.
그 후, 상승 펄스 시퀀스가 이어진다. 상기 솔레노이드 밸브(100)를 개방함으로써, 휠 브레이크 실린더(120)의 압력은 다수의 단계에 있어서 원래 값으로 상승된다. 일반적으로 단계의 수에 대한 값(AZS)과 전체 가동 길이에 대한 값(ATS)은엄격히 처리된다. 이 때, 상기 솔레노이드 밸브(160)는 폐쇄 상태로 남게 된다.
상기 시간들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8)에서, 상기 제어 유니트(150)는 각각의 경우 특정 존속 시간(ATN)동안 제 2 가동 신호(A2)를 철회한다. 상기 가동 신호(A2)가 각각 철회되는 존속 시간은 각각 제 2 라인(115)의 압력(PW)이 상승하는 값을 결정한다. 비교적 긴 가동 존속 시간의 경우, 상기 압력은 짧은 가동 존속 시간의 경우에 있어서 보다 큰 값으로 상승한다.
제 2 가동 신호(A2)가 철회될 때마다, 압력은 철회 존속 기능으로서 특수 값으로 상승한다. 시간 T8에 있어서, 상기 압력은 다시 원래 값에 도달된다. 시간 T9에서 휠을 차단하기 위한 경향이 검출되며, 제어 장치(150)는 다시 제 1 가동 신호(100)를 처리하며, 상기 제 1 가동신호(100)는 제 2 라인(115)의 압력 하강 및 그에 따른 제동력 철회로 인해 발생한다. 상기 시간(T9)은 안티블록킹 콘트롤 및/또는 트랙션 콘트롤의 새로운 제어 사이클이 개시할 때의 시간(T1)과 일치한다.
적정 방식으로 가동 신호(A2)를 처리하기 위하여 상기 마스터 브레이크 실린더(110)에 있어서 압력(PV)과 압력(PW) 사이의 차압(PD)이 공지되어야만 한다. 압력 센서상의 저장을 위하여 다음의 절차가 적용되어야 한다.
공지된 경사도로서, 즉 만약 시간 유니트당 압력의 변화가 공지되면, 제 2 라인(115)에 있어서의 압력(PW) 변화가 가동 신호(A1 또는 A2)의 존속 시간으로부터 추정될 수 있으며, 라인(115)에서의 압력(PW)과 마스터 브레이크 실린더(110)에서의 압력(PV) 사이의 차압(PD)이 상기 압력(PW)에서의 변화로부터 확인될 수 있다.
차압을 위한 새로운 값(PDi+1)은 다음 수학식에 따라 얻어진다 :
여기서, PDi는 차압에 대한 종래 값이고, ATi는 차압의 최종 계산 이후 가동 존속 시간이다. 상기 가동 시간은 가동 신호(A2)의 존속 시간에 대응한다. 변수(AUSG)는 또한 상승 경사도로 표시될 수 있는 압력 상승 방향에서의 압력 경사도이다. 이와 같은 압력 경사도는 시간 단위 내에서 압력이 상승하는 값에 의해 지시된다.
따라서, 상기 제 2 라인에 있어서 압력(PW)의 변화와 그에 따른 차압은 상기 밸브(100)가 개방되는 시간에 대응하는 가동 존속 시간과 시간 유니트당 압력의 변화에 기초하여 산정된다.
이어서, 압력 강하의 결과로서 변화하는 차압(PD)이 산정되야만 한다. 이를 위해 가능한 여러 방법이 제공된다.
첫번째 가능한 방법에 있어서, 상기 산출은 다음의 수학식에 따른 압력 상승에 대응하는 방식으로 이루어진다 :
여기서, PDi는 차압에 대한 종래 값이고, AT는 밸브(160)의 가동 존속 시간이다. 상기 가동 존속 시간은 가동 신호(A1)의 길이에 대응한다. 변수(ABG)는 또한 하강 경사도로 표시될 수 있는 압력 강하 방향에서의 압력 경사도이다. 이와 같은 압력 경사도는 시간 단위 내에서 압력이 하강하는 값에 의해 지시된다.
두번째 가능한 방법에 있어서 새로운 차압(PDi+1)은 압력 상승 국면의 가동 시간(ATi)과 다음 수학식에 따른 상승 경사도(AUSG)에 기초하여 결정된다.
여기서, PDi는 상승 펄스 시퀀스의 마지막에 나타나는 차압에 대한 종래 값이고, 압력 상승의 개시 전에 나타나는 차압의 값은 새로운 차압으로 얻어진다.
일반적으로, 상기 차압의 새로운 값은 차압의 종래값, 솔레노이드 밸브의 가동 존속 시간 및 압력 경사도로부터 얻을 수 있다.
만약, 상기 제 1 가동 신호(A1)가 너무 일찍 또는 너무 늦게 발생한다면 보정이 행해져야 한다. 너무 일찍 발생한다는 것은 전체 가동 존속 시간에 대한 값(AZS) 또는 가동 펄스의 수에 대한 값(ATS)이 아직 도달되지 않은 것을 의미한다.
제 1 변형에 있어서, 차압에 대한 새로운 개시값(PDi+1)은 다음과 같은 수학식에 따른 차압(PDi)에 대한 종래 개시값에 기초하여 확인된다 :
상기 값(AT)은 이전의 제어 사이클의 상승 펄스 시퀀스의 가동 펄스 존속 시간의 합이다. 상기 값(K1)은 상수 값이다. 상기 값(P100)은 휠의 성향에 대한 압력 상승이 차단되는 전체 산출 가동 시간을 포함하는 제어 장치 변수이다.
특별한 장점을 갖는 실시예에 있어서, 차압에 대한 개시값은 다음의 수학식에 따라 산출된다 :
상기 값(AZS)은 밸브(100)가 일반적으로 제어 사이클 사이에 가동되는 가동 펄스의 수이다. 상기 값(AZ)은 이전의 제어 사이클의 가동 펄스의 실제 수이다. 상기 값(K2)은 상수이다. F는 예정 함수이며, 적합하게는 상기 차이는 제곱된다.
상기 차압(PD)에 대한 값은 압력 상승 펄스의 수에 대한 일반값(AZS)과 압력 상승 펄스의 실제수(AZ) 사이의 비교에 기초하여 보정된다.
제 3A 도 내지 제 3C 도에 있어서는 여러 압력 형상이 시간에 대응하여 도표화 되어 있다. 제 3A 도에 있어서는 제어 장치 변수(P100)가 도표화 되고, 제 3B도에 있어서는 제 2 라인(115) 및 그에 따른 휠 브레이크 실린더에 있어서의 실제 압력(PW)이 도표화 되며, 또한 제 3C 도에 있어서는 산출된 차압(PD)이 시간에 대응하여 도표화 된다.
시간 1의 제어 개시하에서, 상기 차압은 확고히 처리된 초기값으로 설정된다. 시간 1, 5, 8 및 11에서, 상기 상승 펄스 시퀀스 개시, 즉 가동은 제 2 도의 제 2 라인에서 설명된 바와 같이, 차압은 수학식 (1)에 따라 산출된다. 이러한 방법은 가동 신호(A1)의 양성 엣지(positive edge)가 발생하자마자 중단된다. 이러한 상황은 시간 3, 6, 9 및 12에서 발생된다.
이들 시간에서, 차압은 수학식 (2) 또는 수학식 (3)에 따라 얻어진 값에 대항하여 설정된다. 다음에 차압은 수학식 (4) 또는 수학식 (5)에 따라 보정된다.
제 3A 도 내지 제 3C 도에 도시된 예시적 압력 형상에 있어서, 상기값(P100)이 도달되거나 또는 통상수의 압력 상승 펄스가 발생하므로, 시간 4에서는 어떠한 보정도 발생하지 않는다. 시간 7에서, 상기 값(100)이 도달되지 않거나 또는 통상보다 적은 수의 압력 상승 펄스가 발생되므로, 차압(PD)은 높은 값으로 보정된다. 시간 10에서, 상기 값(P100)이 과다하거나 또는 통상보다 더욱 큰 압력 상승 펄스가 발생되므로, 차압은 작은 값으로 보정된다.
제 4 도에 있어서는 상기 마스터 브레이크 실린더(110)의 압력(PV) 및 휠 브레이크의 압력(PW)이 도표화 된다. 시간은 제 3A 도 내지 제 3C 도에서 설명된 것에 대응한다. 시간 (0)에서, 운전자는 브레이크를 가동한다. 상기 시간에서 개시하여, 압력은 마스터 브레이크 실린더에서 상승한다. 시간 (1)에서 제어 장치(150)는 차단 경향을 갖는 휠을 검출한다. 솔레노이드 밸브(160)는 개방되고, 솔레노이드 밸브(100)는 대응하는 가동 신호에 의해 폐쇄된다. 이러한 작업은 시간(1)로부터 개시한 압력 강하의 결과에 따른다. 시간 (2)에서 개시하여, 상승 펄스 시퀀스는 제 2A 도 내지 제 2C 도에서 설명한 바와 같이 개시한다. 차압(PD)은 압력(PV)과 압력(PW) 사이의 차이에 대응한다. 제어 장치 변수(P100)는 또한 화살표에 의해 도시되어 있으며, 상기 변수는 각각 제어 사이클이 시간 (1)로부터 개시하는 동안 압력이 변화되는 압력 범위 및 압력 강하의 측정값이다.
제 1 도는 본 발명에 따른 장치의 필수 요소에 대한 약도.
제 2A 도 내지 제 2C 도는 시간에 따라 도표화된 가동 신호의 변화를 도시한 도면.
제 3A 도 내지 제 3C 도 및 제 4 도는 시간에 따라 도표화된 압력 신호의 변화를 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 입구 밸브 105 : 제 1 라인
110 : 마스터 브레이크 실린더 115 : 제 2 라인
120 : 휠 브레이크 130 : 제 2 개폐 수단
140 : 개폐 수단 150 : 제어 장치(유니트)
160 : 솔레노이드 밸브 165 : 코일
170 : 복귀 펌프 180 : 개폐 수단
190 : 회전 속도 센서

Claims (7)

  1. 제 1 솔레노이드 밸브에 연결된 제 1 라인에서의 제 1 압력과 상기 제 1 솔레노이드 밸브에 연결된 제 2 라인에서의 제 2 압력 사이의 차압을 결정하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 솔레노이드 밸브의 가동 존속 시간을 결정하는 단계와;
    상기 제 1 솔레노이드 밸브의 가동 전에 이전의 차압을 결정하는 단계; 및
    가동 존속 시간, 이전의 차압 및 미리 결정된 압력 경사도의 함수로서 차압을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 솔레노이드 밸브는 브레이크 시스템에 포함되는 것을 특징으로 하는 차압 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차압은 압력 상승 방향(AUSG)에서의 압력 경사도와 제 1 솔레노이드 밸브의 가동 존속 시간(AT)을 기초로 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차압 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 차압은 압력 하강 방향에서의 압력 경사도(ABG)와 제 2 라인 및 제 3 라인 사이에 배열된 제 2 솔레노이드의 가동 존속 시간(AT)을 기초하여 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차압 결정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 2 솔레노이드 밸브의 가동 후에, 상기 차압은 예정 가동 존속 시간에 대응하는 변수(P100)와, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들 중 적어도 하나의 최종 가동 후 제 1 솔레노이드 밸브의 실제 가동 존속 시간(AT) 사이의 비교 함수로서 보정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차압 결정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 솔레노이드 밸브의 가동 후에, 상기 차압은 통상 가동 펄스의 수(AZS)와, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들 중 적어도 하나의 최종 가동 후 제 1 솔레노이드의 실제 가동 펄스수(AZ) 사이의 비교 함수로서 보정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차압 결정 방법.
  6. 제 1 솔레노이드 밸브에 연결된 제 1 라인에서의 제 1 압력과 상기 제 1 솔레노이드 밸브에 연결된 제 2 라인에서의 제 2 압력 사이의 차압을 결정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 제 1 솔레노이드 밸브의 제 1 가동 존속 시간을 결정하기 위한 수단과;
    상기 제 1 솔레노이드 밸브의 가동 전에 이전의 차압을 결정하기 위한 수단과;
    압력 하강을 나타내는 미리 결정된 압력 경사도를 얻기 위한 수단; 및
    상기 제 1 가동 존속 시간, 이전의 차압, 미리 결정된 압력 경사도, 및 상기 제 2 라인과 제 3 라인 사이에 배열된 제 2 솔레노이드 밸브의 제 2 가동 존속 시간의 함수로서 상기 차압을 결정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 결정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 통상 가동 펄스의 수를, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브들 중 적어도 하나의 최종 가동 후 상기 제 1 솔레노이드 밸브의 실제 가동 펄스의 수와 비교하기 위한 수단; 및
    상기 제 2 솔레노이드 밸브의 가동 후 비교 함수로서 차압을 보정하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 결정 장치.
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