KR101804337B1 - 특히 차량 브레이크 시스템을 위한 작동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 차량 브레이크 시스템을 위한, 작동 장치에 관한 것으로, 이 작동 장치는 작동 기구, 외부 힘 액츄에이터, 작동 기구의 이동을 감지하기 위한 제 1 이동 센서, 평가 유닛, 및 제 1 이동 센서와 별개로 작동될 수 있는 다른 이동 센서를 포함하며, 이동 센서들은 서로에 대하여 이동될 수 있는 2 개의 요소들에 의해 작동되고, 이동 센서들의 이동 차이들 및/또는 힘 차이들은 평가 유닛에 의해 측정되고 평가된다. 본 발명에 따르면, 서로에 대하여 이동될 수 있고 다른 이동 가능한 요소에 대하여 이동 가능하게 배치되는 요소들 중 하나에 이동 가능하게 연결되는 작동 요소(103a)가 제공된다.

Description

특히 차량 브레이크 시스템을 위한 작동 장치 {ACTUATING DEVICE, IN PARTICULAR FOR A VEHICLE BRAKE SYSTEM}
본 발명은 특히 차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 브레이킹 장치들이 공지된다. 따라서, 예컨대 브레이킹 시스템이 DE 10 2005 018649A1 호로부터 공지되고, 이 브레이킹 시스템은 전기 모터에 의해 구동되는 피스톤-실린더 시스템을 가지며, 여기서 이동 시뮬레이터는 전력 공급의 고장의 경우에 스위치 오프되며, 뒤이어서, 이동 시뮬레이터 차단에 의해 동력 동작식 액츄에이터가 스위치 오프된다.
작동 메커니즘의 부품들, 예컨대 피스톤-실린더 시스템의 피스톤이 막히는 등의 경우에 이러한 종류의 작동 장치들에서 문제들이 발생할 수 있다.
따라서, 예컨대 2 개의 여분의 센서들 및 하나의 이동 시뮬레이터 메커니즘 상에 동시적으로 작용하는 작동 장치가 이미 DE 10 2004 011622 호로부터 또한 공지된다. 전달 피스톤이 막힌다면 이러한 장치의 경우에 브레이크 페달은 메인 실린더에 힘을 전달할 수 없거나, 또는 단지 감소된 힘만을 전달할 수 있다. 이러한 결함은 여분의 센서들에 의해 검출되지 않는다. 다른 예는 클러치 작동이다. 슬레이브 실린더가 막힌다면 이러한 경우에 클러치 맞물림이 단지 증가된 힘에 의해 발생할 수 있거나 전혀 발생하지 않을 수 있다.
출원인들에게 속한 DE 102010051032.8 호에서 제 1 이동 센서와 별개로 작동될 수 있는 추가적인 이동 센서가 제공되고 이동 센서들의 상이한 이동들 및/또는 상이한 힘들이 평가 유닛에 의해 측정되고 평가되는 작동 장치가 이미 제안되었다. 이러한 해결책에서 페달 이동 센서들은 탄성 또는 탄력 요소와 관련되어 페달 답력(pedal force) 센서들로서 사용되고 힘은 상이한 이동 측정에 의해 측정된다. 이러한 해결책은 오기능들이 신뢰할 수 있게 판정되어 적절한 측정들이 행해질 수 있는 작동 장치 또는 이동 시뮬레이터를 효과적이고 비싸지 않게 생성한다.
상이한 이동은 이러한 해결책에서 비교적 작은데 이는 브레이크 부스터가 고장일 때 이동의 페달 손실로서 작용하기 때문이다. 이는 측정 범위의 제한을 유도할 수 있다.
본 발명은, 예컨대 부품들의 막힘에 의해 야기될 수 있는 작동 장치의 직간접적 오기능들이 비싸지 않게 검출될 수 있는 개선된 작동 장치 또는 이동 시뮬레이터를 생성하고자 하는 목적을 기본으로 한다.
이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징들에 의해 해결된다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 해결책은 탄성 또는 탄력 요소와 관련되어 페달 답력 센서들로서 사용되는 페달 이동 센서들을 기본으로 하고 힘 측정은 상이한 이동 측정에 의해 이루어진다.
이러한 해결책은 작동 장치 또는 이동 시뮬레이터를 효과적으로 그리고 비싸지 않게 생성하고 작동 장치 또는 이동 시뮬레이터에 의해 오기능들이 신뢰할 수 있게 판정될 수 있어서 적절한 측정이 행해질 수 있다.
특히 기능적 체인, 센서들, 탄성 부재, 피스톤 및 이동 시뮬레이터, 피스톤 및 스프링 전반에 걸친 결함들이 검출될 수 있다. 예컨대, 피스톤이 증가된 마찰을 겪는다면, 이는, 예컨대 도 4 로부터 드러나는 것과 같이, 2 개의 페달 이동 센서들 내에서 신호들의 할당에 의해 검출된다.
본 발명의 편의적인 실시예들 및 개량예들은 추가 청구항들에 포함된다.
이와 관련하여, 서로에 대하여 이동될 수 있는 2 개의 부품들이 제공될 수 있고 이들은 서로에 대하여 특히, 컵 스프링과 같은 탄력 요소에 의해 지지된다. 가동 부품들은, 하나 이상의 커플링에 의해 메인 실린더의 피스톤에 편의적으로 연결되는 이동 시뮬레이터용 작동 장치, 특히 피스톤-실린더 유닛의 피스톤 상에 또는 메인 실린더의 피스톤 상에 직접적으로 배치된다.
본 발명에 따르면 이동 시뮬레이터 및 이동 시뮬레이터의 기능을 감시하기 위한 방법이 또한 제공되며 이들은 설명된 원리들을 기본으로 하여 작업된다.
도입부에서 언급되었고 확장된 측정 범위를 포함하는 타입의 작동 장치가 또한 본 발명 및 본 발명의 실시예들에 의해 생성된다.
본 발명에 따른 해결책에 의해 본 발명의 작동 장치는 DE 102010051032.8(본원에 참조됨) 호에 설명되는 발명 및 그의 실시예들의 이점들을 유지하면서도 놀라울만큼 쉽게 생성되고, 이 장치에서 측정 범위는 확장된다. 상이한 이동은 이러한 해결책에 의해 2 내지 3 배만큼 증가될 수 있다.
본 발명에 따르면 피스톤-실린더 유닛이 제공되고, 전달 요소, 특히 전달 푸시(push) 로드가 피스톤-실린더 유닛의 피스톤에 연결되는, 특히 커플링되는 유리한 해결책에 대한 보호가 또한 주장된다. 이는 본질적인 구성 요소들이 휴식 상태로 되고 단지, 폴백(fallback) 위치들과 같은, 특별한 경우들에서만 이동되는 것을 방지한다. 예컨대 ECE-R 13H 와 같은 규정들이 이에 의해 구성적 측면에서 쉽게 만족된다. 전달 푸시 로드가 스프링에 의해 보조 피스톤에 대하여 프레스되거나 또는 가해져서, 전달 푸시 로드가 상이한 이동에 의해 스핀들과 푸시 로드 사이에서 이동되게 하는 다른 유리한 실시예가 제공된다. 동시에 전달 푸시 로드의 마찰은 대응하는 푸시 로드 운동 및 모터 전류에 의해 검출될 수 있다.
이후의 설명에서 DE 102010051032.8(설명의 목적을 위해 본원에서 참조됨) 호의 작동 장치들 및 본 발명에 따른 작동 장치 및 본 발명의 유리한 실시예들 및 본 발명 및 이들의 실시예들의 디자인들 그리고 다른 특징들 및 이점들이 도면들의 도움에 의해 더 상세하게 설명된다.
도 1 은, 예컨대 클러치를 위한, 작동 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고;
도 2 는 이동 시뮬레이터를 갖는 차량 브레이크를 위한 메인 실린더 시스템을 나타내는 도면이고;
도 3 은 자동차 브레이킹 시스템의 작동 장치를 나타내는 도면이고;
도 3a 는 도 3 에 따른 자동차 브레이킹 시스템의 작동 장치를 나타내는 도면이며, 피스톤 및 전달 푸시 로드는 서로 연결되고;
도 4 는 이동 시뮬레이터 작동 장치의 특징 커브 그래프를 나타내는 도면이고;
도 5 는 본 발명에 따른 작동 장치를 갖는 자동차 브레이킹 시스템의 작동 장치를 나타내는 도면이고;
도 5a 는 도 5 에 따른 본 발명의 작동 장치를 갖는 자동차 브레이킹 시스템의 작동 장치를 나타내는 도면이고; 피스톤 및 전달 푸시 로드는 서로 연결되고; 및
도 5b 는 실질적으로 도 5 에 따른 작동 장치를 나타내는 도면이지만 전달 푸시 로드 상에 탄력 메커니즘을 갖는다.
도 1 에 개략적으로 나타낸 작동 장치(1)는 포트 형상 전달 부재(3) 내에 그의 구형 단부가 장착되는 작동 요소(2)를 포함한다. 전달 부재(3)는 그의 부품에 대하여 일 단부에서 개방된 피스톤(4) 내에 변위 가능하게 배치되고 이는 그 후 밀봉되도록 실린더(5) 내에서 축방향으로 변위될 수 있다. 탄성 부재, 특히 컵 스프링(6)이 전달 부재(3)와 피스톤(4) 사이에 배치되고 또한 서로에 대하여 이동될 수 있는 2 개의 요소(전달 부재(3) 및 피스톤(4)들 사이의 다른 위치들에 배치되거나 또는 통합될 수 있다.
탄성 부재는 또한 가요성 스프링 또는 가요성 스프링 조립체 또는 탄성체로 만들어진 요소를 포함할 수 있다. 컵 스프링은 예컨대 이하의 특성들을 가질 수 있다 : Fped = 200 N 에서 s = 0.6 ㎜(높은 마찰 계수에서 압력을 차단하기 위한 페달 답력). 전달 부재(3) 및 피스톤(4) 각각은 각각 하나의 이동 센서(11 및 12) 상에 각각 작동 요소(9 및 10)들에 의해 각각 작용하는 돌출부(7 및 8)들을 각각 포함한다. 물론 다른 메커니즘들이 이동 센서(11, 12)들에, 서로에 대하여 이동될 수 있는 요소들의 운동을 전달하는 것이 또한 가능하다. 여분의 이동 센서(11 또는 12)들은 작동 요소(2)가 탄성 부재 또는 컵 스프링(6)을 통하여 피스톤(4) 상에 작용하여 이들의 운동들이 2 개의 이동 센서(11, 12)들에 별개로 전달되어서 별개로 작동된다. 이동 센서(11, 12)들로부터의 신호들 및 이들의 할당(예컨대 도 4 에 나타낸 것과 같은)은 전자 평가 유닛(13; ECU)에 의해 평가되어, 예컨대 피스톤(4) 또는 피스톤과 상호 작용하는 추가적 구성 요소들 또는, 예컨대 슬레이브 실린더들의 추가적 피스톤들이 막힌다면 오기능들이 검출될 수 있다. 탄성 부재 또는 컵 스프링(6)은 여기서 피스톤(4) 상에 작용한다. 평가 메커니즘(13)은 돌출부(7, 8)들 또는 작동 요소들에 의해 횡단되는 거리(sp)들을 측정함으로써 피스톤 힘 및 피스톤 거리를 검출하고 탄성 부재의 공지된 힘-이동 특징에서의 불일치의 경우 결함을 판정한다.
도 2 는 2 개의 이동 센서(15a, 15b)들, 작동 메커니즘(16) 및 피스톤들에 의해 작동되는 이동 시뮬레이터(17)를 포함하는 자동차의 브레이킹 시스템을 위한 탠덤(tandem) 메인 실린더(14)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 시뮬레이터는 솔레노이드 밸브(17a)에 의해 스위치 오프될 수 있다. 표시된 유압식 제어 유닛(HCU)이 또한 제공되며 이 유압식 제어 유닛은, 예컨대 이하에 도 3 과 연관되어 설명되는 것과 같이, 다양한 밸브들, 저장소들 및 센서들을 포함할 수 있다. 작동 메커니즘 및 전자 평가 메커니즘은 대부분 도 1 에서와 같이 구성되고 이에 관하여 더 설명되지 않을 것이다. 하지만, 실린더는 여기서 탠덤 메인 실린더(14)의 DK 피스톤(19)에 의해 형성된다. 이러한 종류의 시스템들, 예컨대 전자유압식 브레이크 부스터(EHB)들에서, 탠덤 메인 실린더는 EHB 의 고장의 경우에 압력 제어 기능 및 긴급 기능을 맡는다.
자동차 브레이크를 위한 도 3 에 나타낸 작동 장치(20)는 작동 메커니즘, 특히 페달 푸시 로드(22)를 갖는 브레이크 페달(21)을 포함한다. 페달 푸시 로드(22)는, 도 1 에 대하여 상기에서 설명된 것과 같이, 전달 부재(3a) 및 탄력 또는 탄성 메커니즘을 통하여 피스톤(24)과 상호 작용하며 이 피스톤은 실린더(25) 내에 변위 가능하게 배치되고 작업 공간(29)을 형성한다. 피스톤(24)은 밀봉되도록 실린더(25)의 파티션(27) 내에 가이드되는 중앙 돌출부(26)를 갖는다.
브레이크 부스트(BKV)를 위한 동력 동작식 액츄에이터 및 바람직하게는 ABS, ESP 등을 위한 압력 모듈의 하우징(30)이 실린더(25)에 접합된다. 액츄에이터는 하우징(30) 내에 배치되는 로터(32)를 갖는 전기 모터(31)를 포함한다. 베어링(33, 34)들에 의해 하우징(30) 내에 장착되는 로터(32)는 볼 스핀들 구동부의 부품이다. 이러한 구동부에 속하는 스핀들(35)은 비회전식으로 장착되고 전달 푸시 로드(37)가 안에 장착되는 중앙 홀(36)을 갖는다. 스핀들의 단부들 중 하나 상에 전달 푸시 로드(37)는 영구 자석(38)을 수반하고 이는 스핀들 내의 리세스(39) 내에 배치되며 제 1 커플링을 형성하기 위해 돌출부(26) 상에서 강자성 재료로 만들어진 부품(28)과 상호 작용한다. 다른 단부에서 전달 푸시 로드(37)에는, 이후에 설명되는 탠덤 메인 실린더의 구성 요소인, 피스톤(32) 내에 배치되는 영구 자석(37b)과 제 2 자석 커플링을 형성하는 강자성 재료로 만들어진 부품(37a)이 제공될 수 있다. 물론 돌출부(26) 또는 전달 푸시 로드(36)는 또한 전체적으로 강자성 재료로 만들어질 수 있다. 회전 각도 전달기(23)가 선택적으로는 하우징(30) 상에 또는 안에 배치될 수 있다.
이러한 커플링 메커니즘의 추가의 세부 사항들에 관하여 출원인들에게 속한 독일 특허 출원 DE 10 2010 045617.9 호가 참조되며 이는 기재의 목적들을 위해 본원에서 이와 관련하여 포함된다.
탠덤 메인 실린더(40)는 축방향으로 이를 접합하도록 하우징(30) 상에 제공되고, 공지된 것과 같이, 실린더(41) 및 그 안에 변위 가능하게 배치되고, 2 개의 작업 공간(44, 45)들을 형성하는 2 개의 피스톤(42, 43)을 포함한다.
피스톤(42)은 양측 상에 리세스들을 형성하고, 리세스 중 하나는 전달 푸시 로드(37)의 단부 및 이 단부 상에 제공되는 커플링 메커니즘을 수용한다. 피스톤의 단부는 대략적으로 리세스들 사이에 제공되는 파티션까지, 및 따라서 로터의 내부 안으로 들어가게 된다.
유압식 라인(46, 47)들은 작업 공간들로부터 보상 저장소(18)로 그리고 유압식 라인(48, 49)들은 HCU 내에 제공되는 밸브 시스템에 의해 브레이킹 시스템의 휠 브레이크들(도시되지 않음)로 유도한다. 도면들에서 파선들로 나타낸 유압식 작동 유닛(HCU)은 상이한 시스템들 또는 적용들에 따라 상이한 방식들로 구성될 수 있다. 방식들의 하나의 예는 DE 10 2007062839 호에 설명된다. 압력 제어기의 구성 요소들은, 예컨대 Bremsenhandbuch[브레이킹 핸드북], 제 1 판, Viehweg-Verlag 에 설명된 것과 같이, 전자 유압식 브레이크(EHB)를 위해 또한 여기 제공될 수 있다.
도 3a 에 나타낸 작동 장치의 실시예는 피스톤(24) 또는 그의 돌출부(26)가 전달 푸시 로드(37)에 연결되는 변형예를 나타낸다. 연결은 편의적으로는 부품들 내의 대응하는 홀들을 통하여 횡으로 유도되는 볼트 또는 핀에 의해 이루어질 수 있고, 푸시 로드(37)의 돌출부는 돌출부(26)의 대응하는 리세스 안으로 돌출하거나 또는 그 역도 가능하다. 하지만, 자유 이동(LW) 연결의 다른 방법들이 또한 가능하다. 자유 이동(LW)이 전달 푸시 로드(37)와 피스톤(42) 사이에 제공되고 이는 페달 작동의 경우에 편의적이며 페달 푸시 로드 또는 전달 푸시 로드가 피스톤에 즉시 충돌하지 않는다. 이러한 자유 이동은 또한 페달 이동 센서들을 조정하는데 또한 사용될 수 있다. 이러한 해결책은 막히는 전달 푸시 로드의 경우이더라도 2 개의 페달 이동 센서들 사이의 상이한 이동 때문에 결함이 검출될 수 있고 그 후 예컨대 슬레이브 부스터에 상이한 동작 모드로의 전환이 이루어질 수 있다는 추가적인 이점을 갖는다. 이러한 유리한 변형예에서 전달 푸시 로드는 스핀들(35)에 대하여 이동되어, 폴백 위치들에 대하여 작동될 부품들은, 브레이킹 시스템들에 적용 가능한 예컨대 규정 ECE-R13H 에 의해 요구되는 것과 같이, 정상의 경우에 휴식 위치에 있지 않는다.
동작의 모드 및 이로부터 초래되는 다른 특징들 및 이점들은 이후에 설명된다. 브레이크 페달(21)은 페달 푸시 로드(22)를 통하여 피스톤(24) 상에 작용하고, 이에 의해 변위되는 용적은 유압식 라인(67)을 통하여 유압식 이동 시뮬레이터(66)로 지나간다. 여분의 이동 센서(11, 12)들이, 도 1 과 연관하여 상기에 설명된 것과 같이, 피스톤(24)의 운동에 커플링된다. 이동 센서(11, 12)들은 평가 메커니즘(13)을 통하여 모터(31)를 제어하고 동시적으로 정상적인 개방 2/2 방 솔레노이드 밸브(64)를 작동시킨다.
이동 시뮬레이터(66)는 페달 답력 상에 원하는 반응을 발생시킨다. 페달 이동 의존 압력은 이동 시뮬레이터 내에 배치되는 시뮬레이터 스프링(69)에 따라 작업 공간(29) 내에 발생된다. 이동 시뮬레이터 피스톤이 막힌다면, 페달 이동 압력 기능은 방해된다. 즉 가압 매질이, 이러한 경우에 개방되는 솔레노이드 밸브(64)를 통하여 라인(47)을 통해 저장소(18)로 흐른다. 동력 동작식 액츄에이터가 고장인 경우에 피스톤(24)은 여전히 브레이킹 효과를 최적화하는데 사용될 수 있다. 브레이크 부스트가 고장이라면 페달 답력은 가능한 한 작아야 하며, 이는 작은 메인 실린더 피스톤 직경들을 필요로 한다. 작은 메인 실린더 피스톤 직경들이 사용된다면 큰 페달 이동들은 압력-용적 특징 곡선의 편평한 코스 때문에 낮은 압력 범위에 있어야할 필요가 있다.
낮은 압력 범위에서 가압 매질은 정상적으로는 무전해 폐쇄된 2/2 방 밸브(68)를 통하여 작업 공간(44) 및 연관된 DK 브레이킹 회로에 압력을 생성하기 위해 피스톤(24)으로부터 운반될 수 있다. 압력 감소의 경우에 가압 매질은 압력 센서(54)를 통하여 다시 피스톤(24)으로 작업 공간(29) 안으로 다시 운반될 수 있다.
중요한 경우는 얼음 상에서의 ABS 동작의 경우에 브레이크 부스트가 고장이고 브레이킹 상에 포지티브한 μ 점프가 발생하는 경우이다. 이러한 경우에 브레이킹 회로 내의 낮은 압력은 경계선 경우에 1 내지 2 바이어서, 이동 시뮬레이터의 부스터 종료 시점에서의 압력-용적 특징 곡선의 초기 범위는 약 40 % 페달 이동에서 시작하고, 이는 동시적으로 피스톤 이동 및 이에 의한 용적의 손실이 된다.
DK 피스톤(42)이 이동 시뮬레이터(66)를 작동시키는 시스템들에서 SK 피스톤(43)으로부터의 공간은 이러한 경우 대응적으로 작고 그 결과에 의해 이러한 중요한 경우에 단지 비교적 낮은 압력이 그 이후의 압력 생성의 경우에 DK 회로 내에서 가능하고, 이는 잠재적인 브레이킹 효과에 상당한 영향을 미친다. DK 피스톤이 ABS 규정의 경우에 낮은 압력 범위 내에서 페달 푸시 로드와 충돌하지 않아서, 대응하는 용적이 저장 챔버(52 또는 53) 안으로 유도된다는 점에서 대응하는 피스톤 이동 및 이에 의한 페달 푸시 로드로부터의 공간 = 자유 이동인 것이 달성된다. 이러한 시스템의 이점은 중요한 경우에서 용적의 일부가 브레이킹 회로 내에 다시 회수될 수 있다는 사실에 있다.
기능과 관련된 구성 요소들의 진단들에 대하여, 상기 설명된 것과 같이, 시스템은 또한 하나 이상의 넌-포지티브(non-positive) 커플링을 포함할 수 있다. 바람직하게는 자석 하우징 내의 영구 자석에 매립되는, 제 1 넌-포지티브 커플링은 스핀들의 극(pole) 부품 상에 작용한다. 이러한 커플링은 먼저 스핀들을 통하여 피스톤 설정이 커플링 힘, 특히 낮은 압력들에 의하여 강화되는 것을 필요로 한다. 제 2 커플링은 영구 자석 하우징에 의해 피스톤에 영구적으로 연결되는 전달 푸시 로드의 리딩 단부 상에 작용한다. 이러한 넌-포지티브 커플링은 바람직하게는 영구 자석에 의해 또한 생성된다. 작은 자유 이동이 극과 전달 푸시 로드 사이에 제공되고 이는 그 중에서도 페달 특징들 및 페달 이동 센서들의 조정을 위해 사용된다. 이러한 커플링 메커니즘의 동작의 모드 및 추가적인 특징들에 관하여 출원인들에게 속한 상기 언급된 독일 특허 출원 DE 102010045617 호가 참조된다.
도 4 는 피스톤 이동의 함수로서 피스톤 힘을 나타내는 그래프를 도시하는 도면이다. 특징 곡선(A)은 피스톤 스트로크 및, 하류에 연결되는 시스템으로부터 초래되는 연관된 피스톤 힘, 예컨대 저장소 압력을 나타낸다. 특징 곡선(B)은 상호 연결되는 탄성 부재 또는 스프링, 바람직하게는 컵 스프링으로부터 초래된다. 특징 곡선은 선택된 강성에 따라 진동하고(flatter), 이는 피스톤 이동(spk)과 푸시 로드의 이동(sps) 사이의 작업 지점(1)에서 시스템 유도되는 피스톤 저항력에 반드시 상이함이 있다는 것을 의미한다. 이러한 저항력이 결함에 의해서 고장이 난다면, 대응하는 피스톤 이동(spk)의 경우에 상이한 이동(s1)이 없어서, 결함이 진단 회로에 보고된다. 다른 한편으로, 피스톤이 1 에서 차단되고, 그 후 추가적인 이동(s0)이 측정된다면 일단 F0 는 초과되고, 이는 그 후 결함에 대응한다. 센서가 변동(drift) 또는 신호 편차를 갖는다면, 2 개의 센서 신호(spk 및 sp, 즉 s1)들의 최대의 차이는 1 에서 발생할 수 있다. 더 큰 페달 스트로크의 경우에, s 는 스프링의 멈춤(B1)까지 변한다. 스프링 상의 이러한 지점으로부터 특징 곡선(sp)은 등거리로서 spk 로 뻗어있다. B1 에서의 멈춤은 유리하게는 이 멈춤이 Fk1 에 의한 정상 작업 범위의 한계에 놓이도록 선택되어, 센서 편차, 과도한 피스톤 힘 또는 시스템 하류 내의 결함(솔레노이드 밸브 또는 피스톤의 차단에 의한 압력의 고장)들과 같은 모든 설명된 결함들이 검출된다.
도 5 는 상이한 이동의 연장부 및 또한 회복 스프링들을 갖는 본 발명에 따른 작동 장치를 나타내는 도면이다. 도 5 는 브레이크 페달(101)을 갖는 페달 인터페이스, 페달 푸시 로드(102), 전달 부재, 탄력 또는 탄성 메커니즘(105), EC 모터(108), 탠덤 메인 실린더(112) 및 HCU 를 포함하는 배치물을 나타낸다. 장치는 구동부(모터/기어), 메인 실린더(THZ) 및 HCU 에 관하여 도 3 에서의 설계에 대응하여, 이들에 관한 설명이 참조된다. DE 102010050132 호와 대조적으로, 도 5 에 따른 장치에서 피스톤(103)의 돌출부에는 푸시 로드(103a)를 위한 홀이 제공되며 이 푸시 로드는 홀 내에 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 브레이크 페달(101)의 작동 시에 모터(108)는 페달 이동 센서(109 및 110)들을 통하여 브레이크 부스트를 위해 스위치 온 되고, 이는 특히 넌-포지티브하게 커플링되는 DK 피스톤(107)과 스핀들(106)의 운동을 유도한다. 전달 푸시 로드(104)와 푸시 로드(103) 사이에 제공되는 작은 자유 이동(LW)은 이동 시뮬레이터 특징 곡선에 따라 페달 운동이 증가함에 따라 확대되고, 이는 여기서 더 이상 상세하게 설명되지 않는다. 브레이크 부스트가 고장난다면, 푸시 로드(103a)는, 작은 자유 이동(LW) 이후, 전달 푸시 로드와 충돌하여, LW 는 그 이후에 0 이다.
이동 시뮬레이터(66)는 피스톤 상에 저항력을 유도하고, 이 저항력은 회복 스프링(111 또는 111a)과 함께 페달 푸시 로드 힘에 저항하여 작용한다. 이러한 힘은 탄성 부재, 특히 컵 스프링(105)의 편향을 유도한다. 이러한 편향은 페달 이동 센서(109 및 110)들을 통하여 측정된다. 편향이 더 클수록, 측정 범위는 더 커진다. DE 102010051032.8 호에 이미 언급된 것과 같이, 결함들은 이동 센서 및 솔레노이드 밸브들에서 과도한 피스톤 마찰의 경우에 편향을 통하여 검출될 수 있고, 이는 상당한 고장 안전(failsafety)에 기여한다.
비 마모성이 아닌(non-wear-free) 컵 스프링(105)(도 5 의 하부 중간) 대신, 저 마모성 압축 스프링들이 페달 푸시 로드 샤프트(105a) 및/또는 이에 축방향으로 평행하게(105b)(도 5 의 상부 중간) 또한 사용될 수 있다. 스프링은 프리 텐션된다(pre-tensioned). 브레이크 페달(101) 및 보조 피스톤(103)을 갖는 페달 푸시 로드(102)는 시작 위치로 복귀되어야만 한다. 회복 스프링들은 이 목적을 위해 사용되고 이들은 페달 푸시 로드(102)의 플랜지(102) 상에(스프링(111a)들) 또는 보조 피스톤(103)(스프링(111)) 상에 작용한다.
페달 푸시 로드(102)는 브레이크 부스트의 고장의 경우에 또는 예컨대 특히 피스톤(103)에 의해 작동될 수 있는 (이동 시뮬레이터(66)의) 고장의 경우에 전달 푸시 로드(103a) 상에 직접적으로 전달 부재를 통하여 작용하고, 브레이크 부스트가 페달 답력의 백업에 의해 슬레이브 부스터로서 동작되는 것이 가능하다.
도 5a 에 도시된 작동 장치의 실시예는 피스톤(24) 또는 그의 돌출부(26)가 도 3a 에 관하여 설명된 이유들을 위해 전달 푸시 로드(37)에 연결되는 변형예를 나타내는 도면이다. 연결은 편의적으로는 부품들 내의 대응하는 홀들을 통하여 횡으로 안내되는 볼트 또는 핀에 의해 이루어질 수 있고, 푸시 로드(103a)의 돌출부는 전달 푸시 로드(104)의 돌출부 내의 대응하는 리세스 안으로 돌출하거나 또는 그 역도 가능하다. 하지만, 다른 타입들의 연결이 또한 가능하다. 작은 자유 이동(LW)이 메인 실린더의 피스톤과 전달 푸시 로드(104)의 단부 사이에 제공된다.
도 5b 는 다른 유리한 실시예를 나타내는 도면이다. 여기서 전달 푸시 로드(104)는 회복 스프링(125)에 의해 로드되어, 푸시 로드(103a)에 대하여 프레스되거나 또는 이 푸시 로드 위에 놓인다. 브레이크 부스트가 활성화된다면, 그 후, 공지된 것과 같이, 피스톤 또는 스핀들 이동은 페달 푸시 로드(103a)에서보다 이동 시뮬레이터 시스템들 내에서 더 크고, 따라서 원하는 상대 운동을 발생한다. 막힘의 가능성은 전달 푸시 로드(104)의 비교적 짧은 가이딩 길이에 의해 또한 감소될 수 있으며, 이 짧은 가이딩 길이는 예컨대 전달 푸시 로드(104)와 스핀들(106) 사이에 그 다음의 간극(s)을 갖는 베어링 재료로부터 이루어진다. 막힘의 위험은 따라서 최소화된다. 게다가, 예컨대 차량이 정지할 때 스핀들이 자유 이동을 넘어 그의 최초 위치에서 벗어나 이동된다면 마찰이 진단될 수 있다. 마찰이 낮다면 그 후 이는 낮은 전력 소비로 표현된다. 스핀들이 자유 이동을 넘어서 이동된다면, 영구 자석 커플링은 피스톤(107)이 전달 푸시 로드를 통하여 보조 피스톤 및 그의 멈춤부 상에 놓이고 스핀들(106)은 그 이후에 더 이동되는 점에서 개방된다. 강자성 재료로 만들어진 극 컵(37a) 및 영구 자석(37b)의 에어 갭은 이와 관련하여 더 커지게 된다. 자유 이동의 구역에서 모터 전류의 변화는 마찰 및 그 이후에 커플링 힘을 검출한다. 이들 두 가지는 그 후 진단될 수 있다. 이는 고장 안전을 보장한다.
1 작동 메커니즘
2 작동 요소
3 전달 부재
4 피스톤
5 실린더
6 탄성 부재 또는 컵 스프링
7 돌출부
8 돌출부
9 작동 요소
10 작동 요소
11 이동 센서
12 이동 센서
13 평가 유닛
14 탠덤 메인 실린더
15a 이동 센서
15b 이동 센서
16 작동 메커니즘
17 이동 시뮬레이터
18 보상 저장소
19 피스톤
20 작동 장치
21 브레이크 페달
22 페달 푸시 로드
23 회전 각도 전달기
24 피스톤
25 실린더
26 돌출부
27 파티션
28 강자성 재료로 만들어진 부품
29 작업 공간
30 하우징
31 전기 모터
32 로터
33 베어링
34 베어링
35 스핀들
36 홀
37 전달 푸시 로드
37a 강자성 재료로 만들어진 부품
37b 영구 자석
38 영구 자석
39 리세스
40 탠덤 메인 실린더
41 실린더
42 피스톤
43 피스톤
44 작업 공간
45 작업 공간
46 유압식 라인
47 유압식 라인
48 유압식 라인
49 유압식 라인
63 유압식 라인
64 2/2 방 밸브
65 스로틀 체크 밸브 조립체
66 이동 시뮬레이터
67 유압식 라인
68 2/2 방 밸브
69 시뮬레이터 스프링
70 이동 시뮬레이터 피스톤
101 브레이크 페달
102 페달 푸시 로드
102a 플랜지
103 보조 피스톤
103a 푸시 로드
104 전달 푸시 로드
105 탄성 부재 컵 스프링
105a 중앙 압축 스프링
105b 축방향 평행 압축 스프링
106 스핀들
107 k 피스톤
108 EC 모터
109 페달 이동 센서 마스터
110 페달 이동 센서 슬레이브
111 보조 피스톤 상의 회복 스프링
111a 페달 푸시 로드 상의 회복 스프링
112 THZ
114 볼트 또는 핀
124a 피스톤
125 회복 스프링
126 멈춤
h 스프링 리프트
LW 페달 푸시 로드로부터 전달 푸시 로드로의 자유 이동
s 간극
BKV 브레이크 부스트
HCU 유압식 압력 제어기

Claims (22)

  1. 자동차 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치로서,
    작동 메커니즘;
    동력 동작식 액츄에이터(power-operated actuator);
    메인 실린더;
    상기 작동 메커니즘의 제 1 요소의 이동을 감지하기 위한 제 1 이동 센서;
    상기 제 1 이동 센서와 별개로, 상기 작동 메커니즘의 제 2 요소의 이동을 감지하기 위한 제 2 이동 센서; 및
    상기 제 1 요소와 제 2 요소 사이에 배열되는, 탄성 또는 탄력 메커니즘(elastic or resilient mechanism);을 포함하고,
    상기 제 1 이동 센서 및 제 2 이동 센서의 상이한 이동들(differential travel)이, 이동 차이 측정값들을 제공하도록, 측정되고,
    상기 작동 장치의 오기능들(malfunctions)을 검출하기 위하여, 상기 이동 센서들의 상이한 이동들을 평가하고, 상기 탄성 또는 탄력 메커니즘의 힘-이동 특징으로부터 불일치들(discrepancies)을 결정하도록 구성되는, 평가 유닛;을 포함하는,
    자동차 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 실린더에 더하여 피스톤-실린더 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤은 작동 메커니즘에 의해 작동될 수 있고 연결 메커니즘에 의해 상기 메인 실린더의 피스톤에 연결되는,
    자동차 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    이동 시뮬레이터를 추가로 포함하고,
    상기 이동 시뮬레이터는 상기 피스톤-실린더 유닛에 의해 작동되도록 구성되는,
    자동차 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 센서는 제 1 연결 메커니즘에 의해 상기 메인 실린더의 피스톤에 연결되고,
    상기 제 2 이동 센서는 제 2 연결부에 의해 상기 메인 실린더의 피스톤 상에 이동 가능하게 배치되는 요소에 연결되며,
    상기 메인 실린더의 피스톤과 상기 제 1 요소 사이에 상기 탄성 또는 탄력 메커니즘이 제공되는,
    자동차 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  5. 차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치로서,
    작동 메커니즘;
    동력 동작식 액츄에이터;
    메인 실린더;
    상기 작동 메커니즘의 제 1 요소의 이동을 감지하기 위한 제 1 이동 센서;
    상기 제 1 이동 센서와 별개로, 상기 작동 메커니즘의 제 2 요소의 이동을 감지하기 위한, 제 2 이동 센서;
    서로에 대하여 이동되도록 구성되는 2개의 요소들 사이에 배치되는, 탄성 또는 탄력 메커니즘; 및
    서로에 대하여 이동되도록 구성되는 상기 2개의 요소들 중의 하나의 요소와 함께 이동되도록 구성되고, 이동 가능한 다른 하나의 요소에 대하여 이동 가능하도록 배치되는, 작동 요소; 및
    상기 작동 장치의 오기능들을 검출하기 위하여, 상기 이동 센서들의 상이한 이동들을 평가하고, 상기 탄성 또는 탄력 메커니즘의 힘-이동 특징으로부터 불일치들을 결정하도록 구성되는, 평가 유닛;을 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 작동 요소는 상기 작동 메커니즘에 동축으로 배치되는 푸시 로드(push rod)인,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄성 메커니즘은 컵 또는 압축 스프링들을 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    피스톤-실린더 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤은 상기 작동 메커니즘에 의해 작동되도록 구성되고,
    상기 작동 요소는 상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤 내에 축방향으로 변위 가능하게 배치되는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 작동 요소는, 작은 자유 이동의 상호 연결에 의해 상기 메인 실린더의 피스톤 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하도록 구성되는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    이동 시뮬레이터를 추가로 포함하고,
    상기 이동 시뮬레이터는 상기 피스톤-실린더 유닛에 의해 작동되도록 구성되는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 메인 실린더에 부가되는 피스톤-실린더 유닛; 및
    상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤에 커플링되는 전달 요소(transmission element);를 추가로 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  12. 차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치로서,
    작동 메커니즘;
    동력 동작식 액츄에이터;
    상기 작동 메커니즘의 제 1 요소의 이동을 감지하기 위한 제 1 이동 센서;
    메인 실린더;
    상기 제 1 이동 센서와 별개로, 상기 작동 메커니즘의 제 2 요소의 이동을 감지하도록 구성되는 제 2 이동 센서;
    서로에 대하여 이동되도록 구성되는 상기 요소들 중의 하나의 요소와 함께 이동되도록 구성되고, 이동 가능한 다른 하나의 요소에 대하여 이동 가능하도록 배치되는, 작동 요소;
    상기 메인 실린더에 부가되는 피스톤-실린더 유닛;
    요소에 커플링되는 전달 요소로서, 상기 요소는 상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤에 대하여 이동되도록 구성되고 상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤과 상기 전달 요소 사이에 배치되는, 전달 요소; 및
    상기 작동 장치의 오기능들(malfunctions)을 검출하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 이동 센서들의 상이한 이동들을 평가하고, 서로에 대해 이동가능하도록 구성되는 상기 요소들 사이에 배열되는 탄성 또는 스프링 메커니즘의 힘-이동 특징으로부터 불일치들(discrepancies)을 결정하도록 구성되는, 평가 유닛;을 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    커플링을 제공하도록 구성되는 볼트 또는 핀을 추가로 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 메인 실린더에 부가되는, 피스톤을 포함하는 피스톤-실린더 유닛; 및
    탄성 또는 탄력 메커니즘에 의해 상기 피스톤-실린더 유닛의 피스톤에 대하여 프레스되도록 구성되는 전달 푸시 로드(transmission push rod);를 추가로 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 작동 장치는, 스핀들 운동 및 모터 전류의 검출에 의해, 전달 푸시 로드의 마찰 및/또는 커플링 힘을 검출하도록 구성되는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 커플링을 제공하도록 구성되는 볼트 또는 핀을 추가로 포함하는,
    차량 브레이킹 시스템을 위한 작동 장치.



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