KR101726474B1 - 전기적으로 작동가능한 브레이크를 제어하는 방법 및 디바이스 그리고 전자식 브레이크 시스템 - Google Patents

전기적으로 작동가능한 브레이크를 제어하는 방법 및 디바이스 그리고 전자식 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

액추에이터 (2) 에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 브레이크를 제어하는 방법으로서, 액추에이터 체결력 실제값 (Fact) 이 체결력 센서 (7) 에 의해 결정될 수 있고, 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013004428174-pct00102
) 및/또는 액추에이터 속도 실제값 (nact) 이 포지션 센서 (8) 에 의해 결정될 수 있고, 액추에이터 (2) 를 구동시키기 위한 조작된 변수 (U) 가 제어기 디바이스 (1) 에 의해 생성되고, 제어기 디바이스 (1) 는 선택 및 평가 디바이스 (3) 그리고 제어기 구조 (4) 를 포함하고, 제어기 구조 (4) 의 선택 및 평가 디바이스 (3) 는 제어기 구조 입력 변수들로서 제어기 구조 입력 설정포인트 값 (
Figure 112013004428174-pct00112
) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
Figure 112013004428174-pct00104
) 을 공급하고, 제어기 구조 입력 변수들 (
Figure 112013004428174-pct00105
,
Figure 112013004428174-pct00106
) 은, 액추에이터 체결력 설정포인트 값 (Fsetp) 을 설정하는 힘 제어 (M1) 또는 액추에이터 포지션 설정포인트 값 (
Figure 112013004428174-pct00107
) 을 설정하는 포지션 제어 (M3, M4) 또는 액추에이터 속도 설정포인트 값 (nsetp) 을 설정하는 속도 제어 (M2) 의 제어 모드들 중 적어도 2개의 제어 모드에서 동일한 제어기 구조 (4) 에 의해 제어기 디바이스 (1) 가 동작될 수 있는 방식으로 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 이용가능하게 되는, 상기 방법 및 디바이스가 제공된다.

Description

전기적으로 작동가능한 브레이크를 제어하는 방법 및 디바이스 그리고 전자식 브레이크 시스템{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTRICALLY ACTUABLE BRAKE AND AN ELECTRONIC BRAKE SYSTEM}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 액추에이터에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 브레이크를 제어하는 방법, 및 청구항 제11항의 전제부에 따른 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 디바이스를 갖는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
전기 모터에 의해 작동될 수 있는 디스크 브레이크에 있어서 정의된 체결력(clamping force)들을 발휘하기 위한 방법 및 제어 시스템이 국제특허출원 WO 05/100114호로부터 공지되어 있다. 이 경우, 제어 시스템은 3개의 연속하는 제어기들, 즉, 힘 이동 (force-travel) 제어기의 형태인 제 1 제어기, 제 1 제어기의 다운스트림에 접속되고 회전 속도 제어기의 형태인 제 2 제어기, 및 제 2 제어기의 다운스트림에 접속되고 전류 제어기의 형태인 제 3 제어기로 이루어진 캐스케이드 구조를 가진다. 체결력 기준값만이 제어 시스템에 공급되며; 즉, 이 체결력 기준값을 조절하는 힘 제어가 그 제어 시스템으로 가능하다.
DE 103 02 515 A1 은 자동차의 전자식 브레이크 시스템의 힘 및 포지션을 제어하는 디바이스 및 방법을 기술한다. 제어 시스템 구조는 2개의 동작 모드들, 즉, 힘 제어 또는 포지션 제어로 동작될 수 있으며, 동작 모드들 간의 이동은 스위치에 의해 실시되고, 이에 의해, 엔진 제어기에 대한 포지션 기준값이 힘 제어기에 의해 또는 추가 유닛에 의해 이용가능하게 된다. 따라서, 기술된 제어 시스템 구조는, 말하자면, 2개의 병렬 유닛들 (힘 제어기 및 추가 유닛) 을 포함하고, 그 2개의 유닛들 중 오직 하나만이 규정된 동작 모드에 대해 이용된다.
따라서, 본 발명의 목적은 액추에이터에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 브레이크를 제어하는 방법 및 디바이스를 제안하는 것이고, 그 방법/디바이스는 통합형 특히 단순한 제어기 디바이스를 이용하여 상황 적응형 제어를 실행할 수 있다.
이 목적은 청구항 제1항에서 청구된 바와 같은 방법에 의한 그리고 청구항 제11항에서 청구된 바와 같은 디바이스에 의한 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명은 제어기 디바이스가, 미리정의된 타입의 제어기 구조 입력 변수들이 공급되는 미리정의된 통합형 제어기 구조에 부가하여, 제어기 디바이스의 입력 변수들로부터 적절한 제어기 구조 입력 변수들을 결정하는 선택 및 평가 디바이스를 포함하여 제어기 디바이스가 영구적으로 미리정의된 제어기 구조를 가짐에도 불구하고 힘 제어 또는 속도 제어 또는 포지션 제어와 같은 적어도 2개의 상이한 제어 모드들을 실행할 수 있다는 개념에 기반한다.
본 발명에 따르면, 용어 '액추에이터 포지션' 은, 포지션 예를 들어 액추에이터의 스핀들의 축방향 포지션에 부가하여, 또한 각 예를 들어 액추에이터의 회전자의 각, 또는 다른 변수 특성화 포지션을 의미하도록 이해된다.
본 발명의 이점은, 동일한 기능에 대해, 필요한 제어기들/유닛들의 수 및 따라서 제조 비용이, 공지된 제어 시스템 구조들에 비해, 감소될 수 있다는 것이다.
본 발명의 추가적인 이점은, 예를 들어, 제어기 디바이스가 재초기화되어야 하는 경우에 더 단순한 작동을 발생시키는 통합형의 단순한 구조에 있다.
더욱이, 통합형 구조의 결과로서, 제어 모드들 간의 스위칭이, 예를 들어 제어기 자체에서 스위칭 프로세스들을 실행할 필요없이 단순한 방식으로 가능하다. 이러한 방식으로, 정의되지않은 제어기 상태들의 발생이 회피된다.
바람직하게는, 제어기 디바이스는 동일한 제어기 구조를 이용하여, 적어도 3개의 제어 모드들, 즉, 힘 제어 또는 포지션 제어 또는 속도 제어로 동작될 수 있다.
제어 모드들의 가능한 선택을 실시하기 위하여, 제어기 디바이스에 의해 구현될 제어 모드가 결정되게 하는 제어 모드 파라미터가 선택 및 평가 디바이스에 입력 변수로서 바람직하게 공급된다. 선택 및 평가 디바이스의 추가 입력 변수들은, 선택 및 평가 디바이스에서 이용가능하게 되는, 제어 모드 파라미터, 적어도 하나의 액추에이터 실제값, 및 적어도 하나의 액추에이터 기준값에 의존한다. 특히 바람직하게는, 액추에이터 체결력 및 액추에이터 포지션에 대한 실제값들은 제어 모드 파라미터와 무관하게 선택 및 평가 디바이스에 공급되며, 그 때, 선택 및 평가 디바이스는 제어 모드에 요구되는 실제값만을 평가를 위해 이용한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 제어기 구조는 적어도 하나의 포지션 제어기를 포함하고, 선택 및 평가 디바이스는 제어기 구조가 각각의 제어 모드에서 액추에이터 포지션을 제어기 구조 입력 기준값 및 제어기 구조 입력 실제값으로서 이용가능하게 한다.
본 발명의 유리한 전개예에 따르면, 제어기 구조는 포지션 제어기와, 포지션 제어기의 다운스트림에 접속된 속도 제어기를 포함한다. 그 후, 포지션 제어기에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값 및 액추에이터 속도 실제값은 속도 제어기에 입력 변수들로서 공급된다. 특히 바람직하게는, 제어기 구조는 추가 제어기를 포함하지 않아서 속도 제어기가 액추에이터에 대한 조작된 변수를 출력하게 한다. 유리하게는, 포지션 제어기는, 손상으로부터 액추에이터를 보호하기 위해 포지션 제어기에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값을 미리정의된 최대값으로 제한하는 속도 한계를 포함한다.
속도 제어를 실행하기 위해, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에 따르면, 액추에이터 포지션에 대한 기준값이, 선택 및 평가 디바이스에서, 액추에이터 포지션과 액추에이터 체결력 간의 미리정의된 관계를 참조하여 선택 및 평가 디바이스에 공급된 액추에이터 체결력 기준값으로부터 결정되고, 액추에이터 포지션에 대한 실제값이, 선택 및 평가 디바이스에 공급된 액추에이터 체결력 실제값으로부터 결정된다. 액추에이터 포지션에 대한 이들 결정된 기준값 및 실제값은 제어기 구조 입력 기준값 및 제어기 구조 입력 실제값으로서 포지션 제어기에 출력된다.
액추에이터 포지션에 대한 기준값 및 실제값의 신속한 결정을 위해, 액추에이터 포지션과 액추에이터 체결력 간의 미리결정된 관계가 선택 및 평가 디바이스에 테이블의 형태로 바람직하게 저장된다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시형태에 따르면, 속도 제어를 위해, 액추에이터 속도 기준값 및 액추에이터 포지션 실제값이 선택 및 평가 디바이스에 공급된다. 선택 및 평가 디바이스에 있어서, 액추에이터 포지션에 대한 기준값은 액추에이터 속도 기준값으로부터 결정되고, 액추에이터 포지션 실제값과 함께 포지션 제어기에 공급된다.
포지션 제어기의 다운스트림에 접속된 속도 제어기의 경우, 속도 제어 동작에 있어서, 액추에이터 포지션에 대한 기준값은, 포지션 제어기에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값이 선택 및 평가 디바이스에 공급되었던 액추에이터 속도 기준값에 대응하는 방식으로, 선택 및 평가 디바이스에서 액추에이터 속도 기준값으로부터 바람직하게 결정된다. 따라서, 속도 제어 동작은 외부 포지션 제어기 및 내부 속도 제어기를 갖는 미리정의된 제어기 구조에 의해 실행될 수 있다. 제어기 디바이스는 상대적인 포지션 제어를 갖는 제어 모드에서 바람직하게 동작될 수 있다. 이러한 목적으로, 원하는 포지션 변화를 재생하는 상대적인 액추에이터 포지션 기준값, 및 액추에이터 포지션 실제값이 선택 및 평가 디바이스에 공급된다. 선택 및 평가 디바이스는, 상대적인 포지션 제어 모드로 진입하기 전에 저장된 액추에이터 포지션 값 및 상대적인 액추에이터 포지션 기준값으로부터 가산에 의해, 액추에이터 포지션에 대한 기준값을 결정하며, 이는 액추에이터 포지션 실제값과 함께 포지션 제어기에 출력된다.
바람직하게는, 제어기 디바이스는, 적어도 하나의 액추에이터 포지션 기준값 및 액추에이터 포지션 실제값이 선택 및 평가 디바이스에 공급되는 절대적인 포지션 제어를 갖는 제어 모드에서 대안적으로 또는 부가적으로 동작될 수 있으며, 이들 값들은 제어기 구조 입력 기준값 및 제어기 구조 입력 실제값으로서 제어기 구조의 포지션 제어기에 공급된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 제어 모드 파라미터 및 적어도 하나의 액추에이터 기준값이 더 높은 레벨의 전자식 제어 및 조절 유닛에 의해 선택 및 평가 디바이스에 공급된다. 예를 들어, 운전자 제동 소망, 미끄럼 제어 시스템 (ABS: 안티록 시스템, TCS: 트랙션 제어 시스템) 또는 운전자 보조 시스템 (ESC: 전자식 안정화 제어) 의 요구들, 초기화 요청, 브레이크 라이닝 클리어런스 조정에 대한 요청에 관한 정보 및/또는 요청들이 더 높은 레벨의 전자식 제어 및 조절 유닛에 통상 존재하여, 브레이크의 적절한 제어가 더 높은 레벨의 전자식 제어 및 조절 유닛에서 결정될 수 있고 대응하는 액추에이터 기준값이 결정되게 한다.
본 발명은 또한, 액추에이터에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 적어도 하나의 브레이크, 그리고 제어 및 조절 유닛을 포함하는 자동차용 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이며, 제어 및 조절 유닛은 본 발명에 따른 적어도 하나의 디바이스를 갖거나 또는 본 발명에 따른 적어도 하나의 디바이스에 접속된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태들은 종속항들로부터 그리고 도면들을 참조한 다음의 설명으로부터 자명하다.
도 1 은 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 는 힘 제어를 실행하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 은 속도 제어를 실행하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다. 그 디바이스는, 전자기계식 작동가능 브레이크의 액추에이터 (2) 가 조작된 변수 (U), 예를 들어 전압을 통해 작동되는 제어기 디바이스 (1) 를 포함한다. 브레이크의 체결력 (Fist) 이 체결력 센서 (7) 에 의해 측정된다. 부가적으로, 각각의 실제 액추에이터 포지션 (
Figure 112013003781782-pct00001
) 이 포지션 측정 시스템 (8) 에 의해 측정된다. 액추에이터 포지션 측정은, 예를 들어, 액추에이터의 또는 그 액추에이터의 출력에 접속된 트랜스미션의 각, 또는 포지션 예를 들어 액추에이터에 의해 구동된 스핀들의 축방향 포지션을 측정함으로써 구현될 수도 있다. 액추에이터 속도 (nist; 또는 액추에이터 회전 속도) 는, 실시예에 있어서, 측정된 액추에이터 포지션에 대응하는 포지션 측정 시스템 (8) 의 신호를 미분함으로써 형성된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 액추에이터 속도 (nist) 는 또한 부가적인 액추에이터 속도 센서로 측정될 수도 있다.
제어기 디바이스 (1) 는 선택 및 평가 디바이스 (3) 그리고 제어기 구조 (4) 를 포함한다. 제어를 위한 기준 입력 변수로서, 제어기 디바이스 (1) 의 원하는 제어 모드 (힘 제어 또는 포지션 제어 또는 속도 제어) 를 결정하는 제어 모드 파라미터 (MX), 및 적어도 하나의 기준값 (Fsoll,
Figure 112013003781782-pct00002
,
Figure 112013003781782-pct00003
, nsoll) 이 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 입력 변수들로서 공급된다. 선택 및 평가 디바이스 (3) 는, 제어기와 무관하게, 제어기 구조 입력 기준값 및 제어기 구조 입력 실제값 (제어기 구조 입력 변수들) 으로서 제어기 구조에 공급되는 미리결정된 액추에이터 변수 (예를 들어, 액추에이터 포지션 (
Figure 112013003781782-pct00004
) 또는 액추에이터 체결력 (F) 또는 액추에이터 속도 (n)) 의 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00005
) 및 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00006
) 을 출력한다. 실시예에 있어서, 미리결정된 액추에이터 변수는 액추에이터 포지션이며, 즉, 선택 및 평가 디바이스 (3) 는 포지션 기준값 및 포지션 실제값을 제어기 구조 입력 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00007
) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00008
) 으로서 제어기 구조 (4) 에 출력한다. 부가적으로, 실시예에 있어서, 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 및 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00009
) 이 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 입력 변수들로서 공급된다.
제어기 구조 (4) 는, 실시예에 있어서, 포지션 제어기 (5; P 제어기) 및 그 포지션 제어기 (5) 의 다운스트림에 접속된 속도 제어기 (6; PI 제어기) 를 포함한다. 포지션 제어기 (5) 는, 다운스트림의 속도 제어기 (6) 에 입력 변수로서 전송되는 액추에이터 속도 기준값 (naus-soll) 을 출력 변수로서 출력한다. 부가적으로, 액추에이터 속도 실제값 (nist) 이 속도 제어기 (6) 에 공급된다.
옵션적으로, 액추에이터 속도 한계 (9) 가 존재할 수도 있으며, 이는 손상으로부터 액추에이터 (2) 를 보호하기 위해 포지션 제어기 (5) 에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값 (naus - soll) 을 미리결정된 최대값 (nmax) 으로 제한한다.
도 1 에 도시된 디바이스의 동작, 또는 본 발명에 따른 방법의 구현은, 특히, 도 2 및 도 3 을 참조하여 이하 더 상세히 설명된다.
도 2 에 있어서, 힘 제어를 실행하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태가 개략적으로 도시된다. (제어 모드 파라미터 (M1) 에 의해 특징을 나타내는) 힘 제어에 있어서, 적어도, 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 및 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 이 제어기 디바이스 (1) 에 입력 변수들로서 공급된다. 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 있어서, 액추에이터 포지션에 대한 대응하는 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00010
) 및 대응하는 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00011
) 이 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 및 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 으로부터 결정된다. 이는, 사용된 브레이크의 특성인, 액추에이터 포지션 (
Figure 112013003781782-pct00012
) 과 액추에이터 체결력 (F) 간의 미리결정된 함수 관계 (f) 의 도움으로 실시된다. 도 2 에 특성 곡선으로서 개략적으로 도시된 함수 관계 (f) 는 예를 들어, 테이블의 형태로 또는 수학식의 형태로 미리정의될 수도 있다. 함수 관계 (f) 를 참조하여 결정된 실제값 및 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00013
,
Figure 112013003781782-pct00014
) 은, 배율 (Kp) 의 비례 성분을 갖는 P 제어기로서 구현되는 포지션 제어기 (5) 에 공급된다. 포지션 제어기 (5) 에 있어서, 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00015
) 과 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00016
) 으로부터 차가 형성되고, 그 차는 포지션 오차 (
Figure 112013003781782-pct00017
) 로서 표시된다. 포지션 제어기 (5) 는, 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00018
) 이 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00019
) 을 뒤따라감을, 즉, 포지션 오차 (
Figure 112013003781782-pct00020
) 가 제로가 됨을 확실하게 하는 태스크를 가진다. 포지션 제어기 (5) 의 출력은, 뒤따르는 속도 제어기 (6) 에 대한 대응하는 기준값 (naus - soll) 이다. 속도 제어기 (6) 는 액추에이터 속도 기준값 (naus - soll) 과 액추에이터 속도 실제값 (nist) 간의 편차 (
Figure 112013003781782-pct00021
) 를 평가하고 (이 편차는 또한 속도 제어기 (6) 에 공급됨), 대응하는 조작된 변수 (U) 를 액추에이터 (2) 로 출력한다 (도 1 참조).
도 3 은 속도 제어를 실행하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태를 개략적으로 도시한 것이다. (제어 모드 파라미터 (M2) 에 의해 특징을 나타내는) 속도 제어에 있어서, 적어도, 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00022
) 및 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 이 제어기 디바이스 (1) 에 입력 변수들로서 공급된다. 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 있어서, 액추에이터 포지션에 대한 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00023
) 은, 뒤따르는 포지션 제어기 (5) 에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값 (naus - soll) 이 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급된 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 에 대응하는 방식으로 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 으로부터 결정된다. 이러한 목적으로, 포지션 제어기 (5) 가 배율 (Kp) 을 갖는 P 제어기로서 구현되는 경우, 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 은 배율 (Kp) 에 의해 제산되고 (블록 10), 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00024
) 에 가산된다 (블록 11). 그 결과는 제어기 구조 입력 변수들 (
Figure 112013003781782-pct00025
,
Figure 112013003781782-pct00026
) 로서의 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00027
) 과 함께 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00028
) 으로서 포지션 제어기 (5) 에 공급된다. 그 후, 포지션 제어기 (5) 및 속도 제어기 (6) 에 의한 제어 동작이 도 2 를 참조하여 설명된 바와 같이 뒤따른다.
포지션 제어에 있어서, 2가지 타입들의 제어가 구별될 수 있다: 즉, 상대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00029
) 이 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00030
) 에 부가하여 제어기 디바이스 (1) 에 입력 변수로서 공급되고 상대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00031
) 은 원하는 액추에이터 포지션 변화에 대응하는 (제어 모드 파라미터 (M3) 에 의해 특징을 나타내는) "상대적인" 포지션 제어; 및 절대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00032
) 이 액추에이터 포지션 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00033
) 에 부가하여 제어기 디바이스 (1) 에 입력 변수로서 공급되고 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00034
) 은 원하는 절대적인 액추에이터 포지션에 대응하는 (제어 모드 파라미터 (M4) 에 의해 특징을 나타내는) "절대적인" 포지션 제어.
"상대적인" 포지션 제어 (M3) 에 있어서, 액추에이터 포지션 (
Figure 112013003781782-pct00035
) 은 중간 저장부에, 예를 들어 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 임시로 저장되어, "상대적인" 포지션 제어 (M3) 로의 진입 시, 액추에이터 포지션 값 (
Figure 112013003781782-pct00036
) 이 포지션 제어 (M3) 로의 진입 직전 시간으로부터 이용가능하다. "상대적인" 포지션 제어에 있어서, 제어기 구조 입력 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00037
) 은,
Figure 112013003781782-pct00038
에 따라, 제어 모드 (M3) 로의 진입 이전에 저장된 액추에이터 포지션 값 (
Figure 112013003781782-pct00039
) 및 상대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00040
) 으로부터 선택 및 평가 디바이스 (3) 에서 가산에 의해 결정되고, 포지션 제어기 (5) 로 출력된다.
"절대적인" 포지션 제어 (M4) 에 있어서, 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급된 액추에이터 포지션 기준값 및 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00041
,
Figure 112013003781782-pct00042
) 은 제어기 구조 입력 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00043
) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
Figure 112013003781782-pct00044
) 으로서 포지션 제어기 (5) 에 직접 단순히 공급된다.
요약하면, 따라서, 제어기 디바이스 (1) 가, 동일한 제어기 구조 (4) 를 이용하여, 액추에이터 체결력 기준값을 조정하는 힘 제어, 또는 액추에이터 포지션 기준값을 조정하는 포지션 제어, 또는 액추에이터 속도 기준값을 조정하는 속도 제어를 실행할 수 있는 방식으로 선택 및 평가 디바이스 (3) 가 제어 구조 (4) 에 대한 제어기 구조 입력 변수들 (
Figure 112013003781782-pct00045
,
Figure 112013003781782-pct00046
) 을 이용가능하게 한다고 일컬어질 수 있다.
제어기 디바이스 (1) 는 동적 조정 디바이스를 나타내고, 선택된 제어 모드: 즉, 힘 제어 (M1) 또는 속도 제어 (M2) 또는 포지션 제어 (M3, M4) 에 따라, 체결력 또는 액추에이터 속도 또는 액추에이터 포지션이 대응하는 기준 입력 변수: 즉, 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll), 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 또는 (절대적인 또는 상대적인) 액추에이터 포지션 기준값 (
Figure 112013003781782-pct00047
,
Figure 112013003781782-pct00048
) 을 수반함을 확실히 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템의 예시적인 실시형태를 순수하게 개략적으로 도시한 것이다. 브레이크 시스템 (20) 은 중앙 제어 유닛 (ECU), 및 제어기 디바이스 (1) 에 의해 제어 또는 조절되는 액추에이터 (2) 에 의해 작동될 수 있는 적어도 하나의 전기적으로 작동가능한 브레이크 (22) 를 포함한다. 도 4 의 실시예에 있어서는, 액추에이터 (2) 및 연관된 제어기 디바이스 (1) 를 각각 갖는 4개의 휠 브레이크들 (22) 이 도시되어 있다. 중앙 제어 유닛 (ECU) 은 제어기 디바이스들 (1) 에 접속된다 (커넥션들 (21) 이 도 4 에 개략적으로 도시되어 있음). 중앙 제어 유닛 (ECU) 에 있어서, 운전자 제동 소망, 미끄럼 제어 시스템 (ABS: 안티록 시스템, TCS: 트랙션 제어 시스템) 또는 운전자 보조 시스템 (ESC: 전자식 안정화 제어) 의 요구들, 초기화 요청, 브레이크 라이닝 클리어런스 조정에 관한 요청 등과 같은, 제어 유닛 (ECU) 에 존재하는 정보 및 요청들을 참조하여, 원하는 제어 모드 (힘 제어 (M1) 또는 속도 제어 (M2) 또는 포지션 제어 (M3, M4)) 에 대한 판정이 행해지고, 제어 모드 파라미터 (MX) 의 형태로 제어기 디바이스 (1) 로 전송된다. 부가적으로, 중앙 제어 유닛 (ECU) 은, 제어기 디바이스들 (1) 에 대해, 요구 또는 원하는 제어 모드에 따라, 제어 동작에 대한 기준 입력 변수로서 기준값 (Fsoll,
Figure 112013003781782-pct00049
,
Figure 112013003781782-pct00050
, nsoll) 을 미리정의한다.
브레이크에 대한 상이한 요구들을 충족시킬 수 있기 위해서는, 설명된 종류들의 제어 모드들 (M1 내지 M4) 을 실행할 수 있는 제어기 디바이스가 유리하다. 따라서, 힘 제어 동작은, 예를 들어, 운전자에 의해 또는 미끄럼 제어식 제동 프로세스들에 있어서 요구되는 제동력을 설정하기 위해 실행된다. 포지션 제어 동작은, 예를 들어, 디스크 브레이크에 있어서의 클리어런스, 즉, 브레이크 디스크와 변위가능한 브레이크 라이닝 간의 거리를 미리정의된 값으로 설정하기 위해 실행된다. 주차 브레이크 기능을 구현하는 기계식 록킹 메커니즘을 포함하는 전자기계식 브레이크를 록킹시키기 위하여, 록에 맞물리게 하는 적절한 포지션으로 액추에이터를 이동시키기 위해 포지션 제어 동작이 유사하게 수행된다. 속도 제어 동작은, 예를 들어, 브레이크 라이닝들로부터 떨어져 배향된 액추에이터의 한계 정지 (limit stop) 을 결정하기 위해 실행될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 액추에이터 (2) 에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 브레이크를 제어하는 방법으로서,
    액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 이 체결력 센서 (7) 에 의해 결정되고, 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00051
    ) 및/또는 액추에이터 속도 실제값 (nist) 이 포지션 센서 (8) 에 의해 결정되고,
    액추에이터 (2) 를 작동시키기 위한 조작된 변수 (U) 가 제어기 디바이스 (1) 에 의해 생성되고,
    상기 제어기 디바이스 (1) 는 선택 및 평가 디바이스 (3) 그리고 제어기 구조 (4) 를 포함하고,
    상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 는 상기 제어기 구조 (4) 에, 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00052
    ) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00053
    ) 을 제어기 구조 입력 변수들로서 공급하고,
    상기 제어기 구조 입력 변수들 (
    Figure 112013003781782-pct00054
    ,
    Figure 112013003781782-pct00055
    ) 은, 제어 모드들: 즉, 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 을 조정하는 힘 제어 (M1) 또는 액추에이터 포지션 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00056
    ,
    Figure 112013003781782-pct00057
    ) 을 조정하는 포지션 제어 (M3, M4) 또는 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 을 조정하는 속도 제어 (M2) 중 적어도 2개의 제어 모드에서 동일한 제어기 구조 (4) 를 이용하여 상기 제어기 디바이스 (1) 가 동작될 수 있는 방식으로 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 이용가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동일한 미리결정된 물리적 액추에이터 변수 (
    Figure 112013003781782-pct00058
    ) 가, 각각의 제어 모드 (M1, M2, M3, M4) 에서 제어기 구조 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 상기 제어기 구조 (4) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기 디바이스 (1) 에 의해 실행될 제어 모드 (M1, M2, M3, M4) 를 결정하는 제어 모드 파라미터 (MX), 그리고, 상기 제어 모드 파라미터 (MX) 의 함수로서, 적어도 하나의 액추에이터 실제값 (Fist,
    Figure 112016126277310-pct00059
    ) 및 적어도 하나의 액추에이터 기준값 (Fsoll,
    Figure 112016126277310-pct00060
    ,
    Figure 112016126277310-pct00061
    , nsoll) 이 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 및 상기 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00062
    ) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급되고,
    상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 는 상기 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00063
    ) 을 결정하기 위해 상기 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 또는 상기 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00064
    ) 을 상기 제어 모드 파라미터 (MX) 의 함수로서 평가하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기 구조 (4) 는 적어도 하나의 포지션 제어기 (5) 를 포함하고,
    각각의 제어 모드 (M1, M2, M3, M4) 에 있어서, 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00065
    ) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112016126277310-pct00066
    ) 에 대한 액추에이터 포지션 (
    Figure 112016126277310-pct00067
    ) 이 제어기 구조 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 상기 제어기 구조 (4) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어기 구조 (4) 는 포지션 제어기 (5), 및 상기 포지션 제어기 (5) 의 다운스트림에 접속된 속도 제어기 (6) 를 포함하고,
    상기 포지션 제어기 (5) 에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값 (naus - soll) 및 상기 액추에이터 속도 실제값 (nist) 이 입력 변수들로서 상기 속도 제어기 (6) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    제어 모드 힘 제어 (M1) 에 있어서, 적어도 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 및 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급되고,
    상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 있어서, 액추에이터 포지션 (
    Figure 112013004428174-pct00068
    ) 과 액추에이터 체결력 (F) 간의 미리정의된 관계 (f) 를 참조하여, 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013004428174-pct00069
    ) 은 상기 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 으로부터 결정되고, 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112013004428174-pct00070
    ) 이 상기 액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 으로부터 결정되고,
    상기 결정된 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013004428174-pct00071
    ) 및 상기 결정된 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112013004428174-pct00072
    ) 은 제어기 구조 입력 변수들 (
    Figure 112013004428174-pct00073
    ,
    Figure 112013004428174-pct00074
    ) 로서 상기 제어기 구조 (4) 의 상기 포지션 제어기 (5) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    제어 모드 속도 제어 (M2) 에 있어서, 적어도 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 및 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112016126277310-pct00075
    ) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급되고,
    제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00076
    ) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 있어서 상기 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 으로부터 결정되고,
    상기 결정된 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00077
    ) 및 상기 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112016126277310-pct00078
    ) 이 제어기 구조 입력 변수들 (
    Figure 112016126277310-pct00079
    ,
    Figure 112016126277310-pct00080
    ) 로서 상기 제어기 구조 (4) 의 상기 포지션 제어기 (5) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00081
    ) 은, 상기 포지션 제어기 (5) 에 의해 출력된 상기 액추에이터 속도 기준값 (naus-soll) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급된 상기 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 과 동일한 방식으로 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급된 상기 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  10. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어기 디바이스 (1) 는, 적어도, 상기 액추에이터 포지션의 원하는 포지션 변화를 나타내는 상대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00082
    ) 및 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112016126277310-pct00083
    ) 이 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 공급되는 상대적인 포지션 제어를 갖는 제어 모드 (M3) 에서 동작될 수 있고,
    제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00084
    ) 은, 상대적인 포지션 제어를 갖는 상기 제어 모드 (M3) 에 진입하기 전에 저장된 액추에이터 포지션 값 (
    Figure 112016126277310-pct00085
    ) 으로부터 및 상기 상대적인 액추에이터 포지션 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00086
    ) 으로부터 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에서 결정되고,
    상기 결정된 제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112016126277310-pct00087
    ) 및 상기 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112016126277310-pct00088
    ) 이 제어기 구조 입력 변수들 (,
    Figure 112016126277310-pct00090
    ) 로서 상기 제어기 구조 (4) 의 상기 포지션 제어기 (5) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 방법.
  11. 액추에이터 (2) 에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 브레이크를 제어하는 디바이스로서,
    액추에이터 체결력 실제값 (Fist) 을 결정하는 체결력 센서 (7), 및 액추에이터 포지션 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00091
    ) 및/또는 액추에이터 속도 실제값 (nist) 을 결정하는 포지션 센서 (8) 를 포함하고, 액추에이터 (2) 가 작동되게 하는 조작된 변수 (U) 를 생성하는 제어기 디바이스 (1) 를 포함하고,
    상기 제어기 디바이스 (1) 는 선택 및 평가 디바이스 (3) 그리고 제어기 구조 (4) 를 포함하고,
    제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00092
    ) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00093
    ) 이 제어기 구조 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 상기 제어기 구조 (4) 에 공급되고,
    상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 는, 제어 모드들: 즉, 액추에이터 체결력 기준값 (Fsoll) 을 조정하는 힘 제어 (M1) 또는 액추에이터 포지션 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00094
    ,
    Figure 112013003781782-pct00095
    ) 을 조정하는 포지션 제어 (M3, M4) 또는 액추에이터 속도 기준값 (nsoll) 을 조정하는 속도 제어 (M2) 중 적어도 2개의 제어 모드에서 동일한 제어기 구조 (4) 를 이용하여 상기 제어기 디바이스 (1) 가 동작될 수 있는 방식으로 상기 제어기 구조 (4) 에 대한 상기 제어기 구조 입력 변수들 (
    Figure 112013003781782-pct00096
    ,
    Figure 112013003781782-pct00097
    ) 을 이용가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 은, 제어기 구조 입력 기준값 및 제어기 구조 입력 실제값에 대한 동일한 미리결정된 물리적 액추에이터 변수 (
    Figure 112013003781782-pct00098
    ) 가 각각의 제어 모드 (M1, M2, M3, M4) 에서 제어기 구조 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 상기 제어기 구조 (4) 에 공급되는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 디바이스.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기 구조 (4) 는 적어도 포지션 제어기 (5), 및 상기 포지션 제어기 (5) 의 다운스트림에 접속된 속도 제어기 (6) 를 포함하고,
    제어기 구조 입력 기준값 (
    Figure 112013003781782-pct00099
    ) 및 제어기 구조 입력 실제값 (
    Figure 112013003781782-pct00100
    ) 에 대한 액추에이터 포지션 (
    Figure 112013003781782-pct00101
    ) 이 각각의 제어 모드 (M1, M2, M3, M4) 에 있어서 제어기 구조 입력 변수들로서 상기 선택 및 평가 디바이스 (3) 에 의해 상기 포지션 제어기 (5) 에 공급되고,
    상기 포지션 제어기 (5) 에 의해 출력된 액추에이터 속도 기준값 (naus - soll) 및 상기 액추에이터 속도 실제값 (nist) 이 입력 변수들로서 상기 속도 제어기 (6) 에 공급되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 제어 디바이스.
  14. 서비스 브레이크 및/또는 주차 브레이크 기능을 위한 액추에이터 (2) 에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 적어도 하나의 브레이크 (22) 를 갖고 또한 제어 및 조절 유닛 (ECU) 을 갖는 자동차에 대한 전자식 브레이크 시스템 (20) 으로서,
    상기 제어 및 조절 유닛 (ECU) 은 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 적어도 하나의 디바이스를 갖거나, 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 적어도 하나의 디바이스에 접속 (21) 되는 것을 특징으로 하는, 전자식 브레이크 시스템.
KR1020137001005A 2010-06-15 2011-05-11 전기적으로 작동가능한 브레이크를 제어하는 방법 및 디바이스 그리고 전자식 브레이크 시스템 KR101726474B1 (ko)

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