KR101923678B1 - 유압 및 기계적으로 작동할 수 있는 차량 브레이크에 적용되는 작동력 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

차량 브레이크에 가해지는 작동력을 결정하는 기술이 개시되며, 차량 브레이크에는 전기기계적인 브레이크 액튜에이터가 장착되며, 여기에서 제1 작동력 성분은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 작동에 의해 기계적으로 발생되고 제2 작동력 성분은 유체 압력소스의 작동에 의해 유압적으로 발생된다. 이 방법은, 제1 작동력 성분을 표시하고 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 대해 제1 파라미터를 검출하는 단계, 검출된 제1 파라미터의 진행으로부터 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터를 결정하는 단계, 제1 및 제2 파라미터들로부터 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

유압 및 기계적으로 작동할 수 있는 차량 브레이크에 적용되는 작동력 결정 방법{METHOD FOR DETERMINING AN ACTUATING FORCE APPLIED TO A VEHICLE BRAKE THAT CAN BE ACTUATED HYDRAULICALLY AND MECHANICALLY}
본 발명은 차량 브레이크에 적용된 작동력의 결정에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 유압으로 그리고 기계적으로 작동될 수 있는 차량 브레이크에 관한 것이며, 또한 유압 및 기계적인 작동의 조합의 경우에 발생되는 작동력의 결정에 관한 것이다.
유압 차량 제동 시스템에는 점점 전기 주차 브레이크(EPB: electric parking brake)가 장착된다. 그러한 형태의 제동 시스템은 독일 특허 공보 DE 197 32 168 C2로부터 공지되며 전기 구동 모터, 기어 장치 및 너트/스핀들 장치 형태의 작동 부재를 포함한다. 후자는 너트/스핀들 장치와 접촉하는 유압 차량 브레이크의 유압 피스톤을 직선 이동시키기 위하여 제공된다. 이와 같이, 유압 피스톤은 형성되어야 하는 유압 피스톤 위의 유압 없이 기계적으로 작동될 수 있다. 이 경우 유압 피스톤의 변위에 의해 차량 브레이크에 가해지는 작동력은 구동 모터의 전류 소비에 의해 직접(즉, 어떠한 힘 센서도 없이) 결정된다.
전기 주차 브레이크의 적용 가능성은 주차 브레이크의 작동에만 한정되지 않는다. 제어 및 조정을 위한 적절한 메카니즘에 의해, 전기 주차 브레이크는 예컨대, 언덕-출발 보조(hill-start assistant)("언덕-유지(hill-holding)" 기능) 또는 비상 제동 보조 기능과 같은 추가적인 안전 기능 및 편안함 기능을 구현할 목적으로서 사용될 수 있다. 그러한 기능들의 실현은 전기 주차 시스템과 유압 발생의 조정된 상호 작용을 전제로 한다. 이는 다시 양측 시스템들의 조화된 감시 및 제어를 필요로 한다.
또한, 작동력의 발생 동안(예컨대, 주차-제동 과정 동안) 전기 주차 브레이크를 유압으로 보조하는 것이 유익할 수 있다. 그러나, 이는 전기 주차 브레이크 및 유압 발생기를 적절히 구동하고 작동력 형성 동안의 오작동을 피하기 위하여, 개별적인 작동력 성분들 및 얻어지는 작동력의 정확한 결정 및 감시를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 기계적으로 그리고 유압으로 작동될 수 있는 차량 브레이크에 적용될 수 있는 작동력을 신뢰성 있게 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
발명의 일 태양에 따르면, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터가 구비되며, 제1 작동력 성분은 전기기계적인 작동기 액튜에이터의 작동에 의해 기계적으로 발생되며 제2 작동력 성분은 유체 압력원의 작동에 의해 유압으로 발생되는, 차량 브레이크에 적용된 작동력을 결정하기 위한 방법이 제공되는데, 이 방법은, 제1 작동력 성분을 표시하고 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 관련된 제1 파라미터를 검출하는 단계; 검출된 제1 파라미터의 진행으로부터 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터를 결정하는 단계; 및 제1 및 제2 파라미터들로부터 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 단계를 포함한다.
전기기계적인 브레이크 액튜에이터는 주차-제동 기능, 비상-브레이크 보조, 언덕-출발(hill-start) 보조, 및/또는 추가적인 제동 작용을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 따라서 이들 기능들의 하나의 범위 내에서 작동력을 결정하기 위하여 실행될 수 있다.
제1 파라미터는 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 작동 동안 검출된다. 제1 파라미터는 전류 소비 또는 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 지정된 전기 모터의 또 다른 파라미터에 대응할 수 있다. 예컨대, 유효 전류소비가 결정될 수 있다. "유효 전류 소비(effective current consumption)"는 부하 상태에서 전기 모터의 전류 소비에서 무부하 전류를 제외한 것을 의미한다. 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 지정된 작동부재가 차량 브레이크에 할당된 유압 피스톤을 직선으로 이동시킬 때, 전기 모터는 부하 상태에 있다.
이에 대한 대안적 실시예로서, 제1 파라미터는 또한 작동 과정 동안 이동된 작동 부재의 작동 경로-길이로부터 결정될 수 있다. 이 경우, 작동력은 검출된 작동 경로 길이와 브레이크 강성에 대한 정보(즉, 앞서서 저장된 정보)로부터 결정될 수 있다.
유체 압력원에 의해 형성된 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터는, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 검출된 전류 소비의 임시 진행으로부터 결정될 수 있다. 전류 소비의 임시 진행으로부터 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 작동 동안의 전기 모터의 아이들링 국면(idling phase)이 결정될 수 있다. 모터의 아이들링 국면은 작동 부재의 무부하 직선 운동을 나타낸다. 작동 부재의 무부하 직선 운동은, 예컨대, 작동 부재가 유압 피스톤과 접촉하지 않을 때 발생한다.
추가적으로 적용된 유압에 의해 작동 부재에 대해 유압 피스톤이 공간적으로 이동된 때 이러한 경우가 발생할 수 있다.
제2 파라미터는 모터의 아이들링 국면의 지속 기간에 대응할 수 있다. 이에 대한 대안적 실시예로서, 제2 파라미터는 모터의 아이들링 국면 동안의 집적된 모터 속도(integrated motor speed)에 대응할 수 있다. 모터의 집적된 속도는 모터의 이전에 저장된 아이들링 속도 및 모터의 아이들링 국면의 지속 기간으로부터 결정되거나, 또는 전류 리플 카운터에 의해 결정될 수 있다. 양자의 경우, 제2 파라미터는 무부하 상태에서 작동 부재에 의해 이동된 작동 경로-길이의 측정이다.
제2 파라미터는 제2 작동력 성분을 결정하기 위하여 도출된다. 이 경우, 제2 작동력 성분은 결정된 제2 파라미터와 공지의 브레이크 강성으로부터 모델의 보조에 의해 결정될 수 있다. 또한, 브레이크 액튜에이터의 다른 공지 특징적인 파라미터들(예컨대, 전기 모터와 작동 부재 사이의 감속비 등)은 모델에 입력될 수 있다.
차량 브레이크에 발생된 제1 작동력 성분과 제2 작동력 성분은 각각 적어도 하나의 작동 국면(actuation phase) 동안 발생될 수 있다. 여러 작동 국면들이 존재하는 경우, 전기기계적인 작동기 액튜에이터와 유체 압력원은 작동력을 형성하기 위하여 적어도 하나의 작동 국면 동안 동시에 작동될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 작동력 성분과 제2 작동력 성분은 3개의 작동 국면들에서 발생될 수 있으며, 제1 작동 국면 동안 전기기계적인 작동기 액튜에이터가 작동되고, 제2 작동 국면 동안 유체 압력원이 작동되며, 제3 작동 국면 동안 전기기계적인 작동기 액튜에이터와 유체 압력원이 동시에 작동된다. 그러나 또한 작동력이 두 개의 연속적인 작동 국면에서 발생됨을 알 수 있다. 이 경우, 유체 압력원와 전기기계적인 작동기 액튜에이터는 두 개의 작동 국면 동안 교대로 또는 동시에 작동될 수 있다.
동시 작동의 경우에 발생된 작동력은 전기기계적인 작동기 액튜에이터와 유체 압력원에 의해 대략 동등한 양으로 발생될 수 있다. 그러나 또한 동시 작동의 경우, 작동력에 대한 유체 압력원와 전기기계적인 작동기 액튜에이터의 기여는 다르다. 예컨대, 유체 압력원 또는 전기기계적인 작동기 액튜에이터에 의해 발생된 성분이 지배적일 수 있다.
제1 작동 국면 동안 차량 브레이크에 가해진 작동력이 단지 전기기계적인 작동기 액튜에이터에 의해 발생되면, 이어서, 예컨대, 전기기계적인 작동기 액튜에이터에 의해 최대로 제공될 수 있는 작동력의 60%에서 100% 사이의 범위에 대응하도록 발생된다.
제2 작동력 성분은 유체 압력원에 할당된 전기 모터에서 유체 압력원이 작동하는 동안에 검출된 전류 소비로부터 추가적으로(그리고, 결정된 제2 파라미터로부터와는 별개로) 결정될 수 있다. 이와 같이, 제2 작동력 성분은 두 가지 독립적인 방식들로 결정될 수 있다. 유체 압력원의 전류 소비에 의해 결정된 제2 작동력 성분은 제2 파라미터에 의해 결정될 수 있는 제2 작동력 성분의 유사성을 검사할 목적으로 도출될 수 있다.
발명의 또 다른 태양에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 장치에서 실행될 때 여기 설명된 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드를 가진 컴퓨터-프로그램 제품이 사용가능해진다. 그러한 컴퓨터 장치는 모터 차량에서 전자 제어 회로(ECU)를 포함할 수 있다.
컴퓨터-프로그램 제품은 컴퓨터 판독가능한 데이터 캐리어에 저장된다. 예컨대, 컴퓨터-프로그램 제품은 예컨대, 디스켓, 하드 디스크, CD-ROM 또는 DVD와 같은 제거가능한 데이터 캐리어, 또는 예컨대, 반도체 메모리와 같은 고정된 데이터 캐리어에 저장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터를 구비한 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 장치가 제공되며, 여기에서 제1 작동력 성분은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 작동에 의해 기계적으로 발생되고 제2 작동력 성분은 유체 압력소스의 작동에 의해 유압적으로 발생되며, 상기 장치는 제1 작동력 성분을 표시하고 상기 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 관련된 제1 파라미터를 검출하는 장치; 검출된 제1 파라미터의 진행으로부터 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터를 결정하는 장치; 및 제1 및 제2 파라미터들로부터 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 장치를 포함한다.
본 발명의 장치는 또한 제2 파라미터로부터 결정될 수 있는 제2 작동력 성분을 유체 압력원의 전류 성분에서 결정되는 제2 작동력 성분과 비교하기 위한 비교기를 더 포함한다.
또한, 제공되는 모터-차량 제동 시스템은 전기기계적인 작동기 액튜에이터, 유체 압력원을 가진 유압 회로, 전기기계적인 작동기 액튜에이터와 유체 압력원에 결합된 휠 브레이크, 및 여기 설명된 장치를 또한 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징들, 이점들 및 구조들은 이하의 상세한 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량 제동 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 차량 제동 시스템의 휠 브레이크를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 브레이크에 적용된 제동력을 결정하는 장치의 개략적인 도면이다.
도 4는 차량 제동 시스템의 유압 소스 및 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 작동 함수로서의 발생된 작동력의 일시 진행을 도시하는 다이어그램도이다.
도 1과 2에 기초하여, 전기 주차 브레이크(EPB)가 장착된 유압 차량 제동 시스템(100)의 실시예의 작동 모드와 부품들이 보다 상세하게 설명될 것이다. 도 1은 차량 제동 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 차량 제동 시스템(100)의 도시는 대칭을 이유로서 단일 휠 브레이크(200) 및 휠 브레이크(200)에 지정된 브레이크 회로(102)에 한정된다.
차량 제동 시스템(100)은 브레이크 페달(104), 브레이크 부스터(106) 및 브레이크 부스터(106)의 하류에 연결된 브레이크 회로(102)의 출력측에 결합된 마스터 실린더(108)를 포함한다. 브레이크 회로(102)는 공지의 방식으로 두 개의 체크 밸브(110, 112), 휠 브레이크(200)에 지정된 ABS 입력 및 출력 밸브(114, 116)들, 유체 저장조(122), 유압 펌프 형태의 유체 압력원(118), 및 유압 펌프(118)에 지정된 전기 모터(120)를 가진 유압 제어 유닛(140)(HCU)을 포함한다.
차량 제동 시스템(100)은 또한 휠 브레이크(200)에 기계적으로 결합된 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(ECU)(202), 및 또한 전자제어 유닛(130)을 포함한다. 전자 제어 유닛(130)은 모든 전자 부품들과 유압 제어 유닛(140)을 구동하기 위한 소프트웨어 및 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)를 포함한다. 본 발명의 장치는 전자제어 유닛(130) 내에 모든 전자부품들과 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)를 구동하기 위한 소프트웨어가 일체화된 일체형 전기 주차 브레이크(EPBi: integrated electric parking brake)에 대응한다.
서비스 제동의 범위 내에서, 드라이버-제어 유압(P)은 마스터 실린더(108)를 거쳐 휠 브레이크(200)에 형성된다. 이러한 연결에서 유압 제어 유닛(140)은 체크밸브(110)와 ABS 입구밸브(114)를 변속 위치로 전환하고, 체크밸브 (112)와 ABS 출구밸브(116)를 차단 위치(도 1에 도시된 바와 같은 위치)로 전환한다.
유압(p)은 추가적으로 또한 드라이버와 무관하게 발생될 수 있다. 이 경우, 체크 밸브(110)는 차단 위치로 전환되고, 체크 밸브(112)와 ABS 입구밸브(114)는 변속 위치로 전환되고, 이어서 유압 펌프(118)가 작동된다. 이어서 유압펌프(118)는 입력 측에서 유체를 흡입하며, 출력측에서 흡입된 유체를 휠 브레이크(200)로 배출한다. 즉, 유압펌프(118)는 휠 브레이크(200)를 유압으로 작동시키는 유압 액튜에이터로서 작용한다. 여기 설명된 유압의 형성 동안, ABS 출구밸브(116)는 폐쇄 유지된다.
여기 설명된 유압 작동에 대한 대안적 실시예로서, 휠 브레이크(200)는 또한 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 휠 브레이크(200)에 작동력(F)을 전달하는 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 기계적으로 작동될 수 있다. 또한, 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)의 공동 작동에 의해 휠 브레이크(200)에 작동력(F)이 발생될 수 있다.
도 2를 기초로 부품들과 또한 도 1의 휠 브레이크(200)의 유압식 기계적 작동이 이제 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 2는 브레이크 디스크(도 2에 도시없음), 브레이크 디스크를 둘러싸는 U-형상의 브레이크 캘리퍼(204), 휠 브레이크(200)의 유압 챔버(216) 내에 수용된 유압 피스톤(218), 및 유압 피스톤(218)에 기계적으로 결합된 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)를 포함하는 휠 브레이크(200)의 단면을 도시한다.
휠 브레이크(200)의 유압 작동에서, 유압 유체는 유압 챔버(216) 내로 유입한다. 유압 유체의 유입에 의하여, 유체 압력(p)이 유압 피스톤(218)에 형성되고, 그 결과, 유압 피스톤(218)은 직선적으로 변위된다. 유압 피스톤(218)의 직선적인 변위 운동은 브레이크 캐필러(204) 내측에 배치된 브레이크 패드(226a, 226b)들에 전달된다. 상기 패드들은 브레이크 디스크에 대해 가압되고, 그 결과 유압 피스톤(218)에 적용된 유체 압력(p)에 비례하는 작동력(클램핑 력)이 브레이크 디스크에 발생된다.
유압 피스톤(218)은 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동 부재(220)를 수용하기 위한 중공 구조이다. 본 실시예들에서, 작동 부재(220)는 너트/스핀들 장치(222, 224)로 구성되고 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 기어 유닛(208)의 출력 핀(214)에 비틀림을 견디도록 연결된다.
기어 유닛(208)은 전기 모터(206)에 입력 측에서 회전가능하게 고정 결합되고 전기 모터(206)에 의해 발생된 회전 운동을 감소시키고 회전 운동을 출력 핀(214)에 전달하기 위하여 제공된다. 출력 핀(214)에서 출력된 회전 운동은 너트/스핀들 장치(222, 224)에 의해 회전 운동에 비례하는 너트(224)의 병진 운동으로 전환된다. 너트(224)는 유압 피스톤(218)에 병진 운동을 전달한다. 스핀들(222)의 회전 방향에 따라, 너트(224)는 유압 피스톤(218)의 방향으로 또는 반대 방향으로 운동하며, 따라서 휠 브레이크의 예비 가동 또는 해제를 발생한다.
도 3 및 도 4를 참조해서, 주차-제동 과정의 범위 내에서 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)의 작동에 의해 발생되는 작동력을 결정하기 위한 방법 및 장치(300)를 이하에서 더 상세하게 설명한다. 여기 설명된 방법은 주차-제동 과정에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 오히려, 상기 방법은 작동력(F)이 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유압 펌프(118)에 의해서 공동으로(그러나, 적절한 경우, 일시적으로 분리된 방식으로) 발생되는 제동 기능에 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
장치(300)는 전자기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 연관하여 제1 파라미터를 검출하는 장치(310)와, 제1 파라미터에 기초하여 제2 파라미터를 결정하기 위한 장치(320)와, 작동력(F)을 결정하기 위한 장치(330), 메모리 유닛(340) 및 프로세서(360)를 포함한다. 장치(300)는 또한 비교기(350)를 더 포함한다. 프로세서(360)는 상호 연결된 개별 장치들 사이의 시퀀스들을 조정하고 제어한다. 장치(300)는 전자제어 유닛(130)의 일체형 구성 부품 또는 독립 유닛 형태를 가질 수 있다.
검출 장치(310)가 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동 동안 전기 모터(206)의 전류 소비(IEPB)를 작동 시간(t)의 함수로서 검출하도록 설계되었다. 이러한 목적으로서, 검출 장치(310)는 모터 전류를 측정하기 위하여 모터-전류 센서에 연결된다. 이에 대한 대안적 실시예로서, 전기 모터(206)용 전자제어 유닛(130)에 의해 제공된 제어 전류는 또한 검출 장치(310)에 신호 송신될 수 있다.
검출 장치(310)는 연속으로 또는 일정한 시간 간격으로 전류 소비값(IEPB)을 검출한다. 검출 장치(310)는 또한 작동 시간(t)의 함수로서 전기 모터(206)의 속도(n(t))를 검출한다(예컨대, 전류 리플을 기초로). 더욱이, 검출 장치(310)는 유압 펌프(118)의 전기 모터(120)의 전류 소비(IHydr), 및/또는 유압 펌프(118)의 펌프 속도와 펌프 스트로크를 검출하도록 구성된다. 검출 장치(310)는 메모리 유닛(340) 및 장치(320, 330)와 통신한다. 상기 검출 장치들은 검출된 측정 값을 추가적인 처리를 위하여 메모리 유닛(340) 및/또는 장치(320, 330)들에 직접 전송한다.
제2 파라미터의 결정 장치(320)는 작동 시간(t)의 함수로서 검출된 전류-소비 값(IEPB)의 진행을 분석하도록 구성된다. 상기 장치는 또한 브레이크 액튜에이터(202)의 전류 소비(IEPB)의 일시적인 진행으로부터 모터의 아이들링 시간(T)을 결정하도록 구성된다. 장치(320)에 모터 속도(n(t))의 검출값 또는 이미 저장된 모터 아이들링 속도가 공급되면, 장치(320)는 추가적으로 모터 아이들링 시간(T)에 대응하는 집적된 모터 속도(N)를 결정한다. 장치(320)는 또한 모터 속도(n(t))의 검출된 값으로부터 완전 작동에 대응하는 집적된 총 모터 속도(integrated overall motor speed)(Nover)를 결정할 수 있다. 장치(320)는 결정된 값을 메모리 유닛(340) 및/또는 장치(330)에 전송한다.
작동력(F) 결정 장치(330)는 모터의 검출된 전류 소비(IEPB)와 모터의 결정된 아이들링 시간(T) 및/또는 집적된 모터 속도(N), 휠 브레이크(200)에 발생된(달성된) 작동력(F)을 기초로 작동력이 결정되도록 구성된다. 이 경우의 장치(330)는 최소 및 최대 전류 소비값 사이의 전류 차이(△FEPB)로부터 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동력 성분(FEPB)을 결정한다.
장치(320)에서 결정된 모터의 아이들링 시간(T)과, 집적된 모터 속도(N) 또는 집적된 총 모터 속도(Nover)로부터 장치(330)는 추가로 이전에 저장된 지정 테이블(assignment table)에 의해 너트(224)의 대응하는 작동 경로-길이 및/또는 유압 작동력 성분(FHydr)을 결정한다. 지정 테이블은 이 경우 모터의 아이들링 시간(T) 및/또는 모터 속도(N) 및 너트(224)의 작동 경로-길이, 그리고 작동력(F) 사이의 명확한 관계를 표시할 수 있다. 이에 대한 대안적 실시예로서, 장치(330)는 기어 감속에 대한 이전에 저장된 값들과 모델에 의해 모터의 아이들링 시간(T) 동안의 너트(224)의 작동 경로-길이를 산출할 수 있다. 이로부터, 유압 작동력 성분(FHydr)은 이어서 이전에 저장된 제동-강성 값에 의해 결정된다. 작동력(F)은 이어서 양측 힘 성분(FEPB, FHydr)의 중첩(부가)으로부터 결정된다.
장치(330)는 또한 유압 펌프(118)의 검출된 모터 전류 값(IHydr)으로부터 또는 검출된 펌프 속도와 펌프 스트로크로부터 모델 연산을 통해(브레이크 액튜에이터(202)의 모터 전류 소비에 관계 없이) 유압으로 발생된 작동력 성분(FHydr)을 결정하기 위하여 제공된다.
메모리 유닛(340)은 검출된 측정값을 임시로 저장하고 필요한 대로 장치(330, 350)들에 사용할 수 있도록 구성된다. 또한, 메모리 유닛(340)은 결정된 작동력(F)과 작동력 성분(FEPB, FHydr)들, 및 예컨대, 기어장치(208)의 감속비 또는 브레이크 강성과 같은 작동력(F)의 결정에 관련되는 브레이크-고유 파라미터들을 저장하고, 그리고 장치(330, 350)에서 요구되는 바와 같이 그들을 사용가능하도록 하기 위하여 제공된다.
비교기(350)는 모터의 아이들링 시간(T)과 및/또는 집적된 모터 속도(N)에 기초하여 장치(330)에 의해 결정되는 유압 작동력 성분(FHydr)을 유압 펌프(118)의 전류 소비(IHydr)를 통해 결정된 유압 작동력 성분(FHydr)과 비교하고 두 개의 결정된 값들 사이의 편차를 검출하도록 구성된다. 편차가 정해진 공차 값을 넘으면, 작동력(F)의 잘못된 결정을 나타내는 에러 신호가 드라이버로 출력된다.
이하에서는, 도 4a와 도 4b에 기초하여, 주차-제동력을 공동으로 발생하기 위한 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유압 펌프(118)의 일시적인 작동 및 그 결정에 대한 설명을 주차-제동 과정의 예를 들어서 보다 상세하게 기술할 것이다.
도 4a는 유압 펌프(118)에 의해 발생된 유체 압력(점선)과 또한 유압 펌프(118)와 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 공동 작동에 의해 발생된 작동력(F)(실선)이 작동 시간(t)의 함수로서 표시된 압력/작동력 시간 다이어그램을 도시한다. 도 4b는 전류/시간 다이어그램에서, 전기 모터(118, 206)들의 전류 소비(IEPB, IHydr)를 작동 시간(t)의 함수로서 도시한다.
3개의 작동 국면들에서 작동력의 증대가 발생한다. 제1 작동 국면 동안, 먼저 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동에 의해(도 4b의 제1 EPB 작동 참조), 휠 브레이크(200)에 작동력(F = FEPB)이 기계적으로 발생된다. 이 경우의 작동력(F)은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 최대로 제공될 수 있는 작동력의 통상 70% 이하에 해당한다. 이 때 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)가 오프 전환되고(본 예에서, 약 0.4초 후에), 발생된 작동력은 스핀들/너트 장치(222, 224)의 자체-잠금 작용에 의해 유지된다(작동력/시간 곡선이 수평인 도 4a 영역 참조).
제1 작동 국면 동안 발생된 작동력(F)의 결정은 브레이크 액튜에이터(202)의 검출된 전류 소비(IEPB)에 의해 실행된다. 도 4b에 명확하게 도시된 바와 같이, 전류-소비 특성은 초기에 강하게 아래로 경사지고, 전환점이 이어지고 브레이크 액튜에이터(202)가 정지될 때까지 작동 시간(t)의 증가와 같이 단선적으로 다시 상승한다. 이러한 전류 소비 증가 영역은 휠 브레이크(200)에서 발생되는 작동력과 상호 연관된다(제1 작동 국면에 대해서는 도 4a와 도 4b 다이어그램 참조). 전류 소비 레벨은 발생된 작동력(F)의 크기를 반영한다.
작동의 종기에서의 검출된 최대 전류 소비와 최소 전류 소비(무부하 전류 소비가 이에 해당될 수 있음) 사이의 전류차(△FEPB)로부터 결정 유닛(330)은 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 발생된 유효 작동력(도 4b에서 크기, "a")을 결정한다. 빼는 것에 의해, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터의 무부하 전류에 기인하는 측정 오차(도 4b의 크기 "b")가 제거된다. 초기의 고 전류 소비는 전기 모터의 시동과 연관되며 작동력의 결정과는 관련 없다.
이어지는 제2 작동 국면에서, 유압 펌프(118)는 작동되고 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)는 여전히 꺼진 채로 유지된다. 유압 펌프(118)는 유압 유체를 유압 챔버(216)로 공급한다. 이 과정에서, 유압 챔버(216)의 유체 압력은 이미 설정된 피스톤 압력(피스톤 압력은 피스톤 면적에 의해 결정된, 작동 부재(220)에 의해 가해지는 힘에 대응)에 도달하기까지 연속으로 상승한다. 마침내, 발생된 유체 압력(p)은 기계적으로 발생된 피스톤 압력을 초과하므로, 유압 피스톤(218)은 브레이크 캘피퍼(204) 방향으로 더 이동된다. 제1 작동 국면에서 발생된 작동력은 결국은 수력학적으로 추가로 더 증가된다. 이 경우 작동력의 상승은 두 곡선들의 중첩에 의해 도 4a에 명시된 바와 같이 발생된 유체 압력(p)에 직접 비례한다.
유압 피스톤(218)의 유압 변위는, 유압 피스톤(218)과 너트(224) 사이의 공간상의 분리를 추가로 초래한다. 이것은 제2 작동 국면의 종기에서 너트/스핀들 장치(222, 224)가 무부하로 되고 전부에 적용된 작동력(F)이 유압 피스톤(218)에 적용된 유체 압력(p)으로부터 발생함을 의미한다.
유압 펌프(118)의 작동 동안 검출 장치(310)는 유압 펌프(118)의 전류 소비(IHydr)를 검출한다. 이에 상응해서 검출된 전류 곡선은 개략적으로 도 4b에 도시된다(중앙 다이어그램). 이 경우의 전류 특성은 실질적으로 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 대해 위에서 설명된 전류 특성에 대응한다. 특히, 장치(330)는 유압 펌프(118)(도 4b 참조)에 의해 형성된 작동력 성분을 최대 전류 소비와 최소 전류 소비 간의 전류 차이(IHydr)를 가지고 결정한다. 여기에 설명된 실시예에서, 유압 펌프(118)는 제2 작동 국면 동안, 그리고 초기에 이어서 제3 작동 국면 동안 작동되며 기록된 전류 차이(IHydr)는 제2 및 제3 작동 국면 동안 형성된 유압 작동력 성분에 대응함을 주지해야 한다.
후속하여 제3 작동 국면에서, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)는 유압 펌프(118)와 함께 두 번째 작동된다(도 4b의 제2 EPB 작동 참조). 이와 같이, 첫 번째의 두 국면들 동안 발생된 작동력(F)은 양 액튜에이터(118, 202)들의 동시적인 작동에 의해 더욱더 증가된다. 일정한 작동력(정해진 작동력의 소정 값)이 일단 달성되면, 두 개의 액튜에이터(118, 202)들은 정지된다. 이 과정에서, 유압 챔버(216)의 유체 압력(p)은 연속으로 감소된다(도 4a의 하향 경사 참조). 그러나, 발생된 작동력(F)은 너트(222)의 전진 위치에 의해 실질적으로 유지된다. 그러나 너트/스핀들 장치(222, 224)에 의해 유압 피스톤(218)이 제 위치에 고정될 때, 작동력의 약간의 손실(도 4a의 크기 "g" 참조)이 발생(예컨대, 설정 효과(setting effect)에 의해 발생)할 수 있다.
제3 작동 국면에서 작동력의 증가는 기계적으로 및 유압적으로 발생된 중첩의 결과이다. 도 4a로부터 명백한 바와 같이, 제3 국면 동안 발생된 작동력(F)은 유체 압력의 증가에 비례하지 않고 증가하며, 이는 작동력(F)의 추가적으로 발생된 기계적 성분에 기인한다. 이러한 관계에서, 제2 작동 국면 동안의 너트/스핀들 장치로부터의 유압 피스톤의 이완에 의해, 브레이크 액튜에이터(202)는 다시 총 제동력(FEPB)을 제공할 수 있다.
유압 펌프(118)와 브레이크 액튜에이터(202)의 동시 작동에 의거한 작동력 증가를 실현하기 위하여, 양측 액튜에이터들이 대체로 같은 비율의 작동력 증가 속도를 나타내도록 두 개의 액튜에이터(118, 202)들이 구동될 수 있다. 유압 유체에 의해 작동 부재(220)에 의해 추가적으로 확장된 유체 작동 챔버(216)의 용적을 보충하기 위하여 유압 펌프(118)의 증가된 이송 성능을 필요로 한다. 단지 이에 의하기만 해도 유압 챔버(216)의 유체 압력의 급격한 하강이나 정체가 방지될 수 있다.
제3 작동 국면 동안 검출장치(310)는 다시 브레이크 액튜에이터(202)의 전류 소비(IHydr)를 (유압 펌프(118)의 전류 소비(IHydr)의 검출과 병행하여) 검출한다. 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 전류 차이(△FEPB)로부터, 장치(330)는 제3의 작동 국면 동안의 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 발생된 유효 제동력(도 4b의 크기 "e")을 결정한다. 크기("a"와 "e")의 합은 이어서 제1 및 제3 작동 국면 동안 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 기계적으로 발생되는 작동력 성분(FEPB)을 생성한다.
제3 작동 국면 동안 유압 펌프(118)에 의해 효과적으로 발생된 작동력 성분(FEPB)은 장치(330)가 결정하는데, 집적된 총 모터 속도(Nover)와, 너트(224)의 작동 경로-길이 및 그에 대응하는 작동력 성분을 결정하기 위한 앞에서 설명한 바와 같은 이미 저장된 지정 테이블의 도움을 받아 결정한다. 본 실시예에서 너트(224)의 작동 경로-길이(도 4b에서 너트(224)의 작동 경로-길이가 아니라 작동력 성분을 표시하는 크기 "d" 참조)에 대응하는 작동력 성분은 제2 및 제3 작동 국면 동안 효과적으로 발생된 유압 작동력 성분(FHydr)에 대응하고, 제3 작동 국면 동안 추가적으로 발생된 기계적인 작동력 성분 "e"에 대응함을 유의해야 한다. 이어서 유효 유압 작동력 성분(FHydr)은 크기 "d"와 크기 "e"의 차이로부터 발생된다. 발생되는 작동력(F)은, 설정 효과(setting effect)에 의해 발생하는 작동력의 손실을 추가로 고려할 때, 하기의 관계를 가지는 두 힘 성분들의 중첩으로부터 발생된다.
F = FEPB + FHydr - Fsett = (a + e) + (d - e) - g = a + d - g
결국 본 명세서에 설명된 방법에 의하면, 단지 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)에 의해서 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 관한 측정된 변수(유체 압력원에 관련된 측정된 변수들은 결정에 필요하지 않음)를 기초로 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)에 의해 발생된 작동력 성분(FEPB, FHydr)들과 이로부터 작동력(F)을 결정할 수 있다.
이미 위에서 설명된 바와 같이, 장치(330)는 유압 펌프(118)의 전류 소비로부터 부가적으로 유압 작동력을 결정할 수 있다. 도 4a와 4b 도시의 실시예에 대해, 유압 펌프(118)의 전류 소비로부터 결정된 작동력 성분(도 4b의 크기 "c" 참조)은 유압 펌프(118)에 의해 발생된 유효 유압 작동력(FHydr) 및 제1 작동 국면 동안 기계적으로 발생된 성분 "a" 에 대응한다.
결국, 장치(330)는 두 개의 다른 방식으로 유압 작동력 성분(FHydr)을 결정할 수 있다. 유압 작동력 성분(FHydr)의 다르게 결정된 값들은 비교기(350)에 의해 서로 비교될 수 있으며 그들의 유사성을 검사한다. 이와 같이, 유압 펌프와 전기기계적인 브레이크 액튜에이터에 의해 형성된 작동력을 결정할 때의 오차들은 검출되고 피해질 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 작동력 성분은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동에 의해 기계적으로 발생되고 제2 작동력 성분은 유체 압력원(118)의 작동에 의해 유압적으로 발생되는, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)를 구비한 차량 브레이크(200)에 적용되는 작동력을 결정하는 방법으로서,
    - 제1 작동력 성분을 표시하고 상기 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 관련된 제1 파라미터로, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 지정된 전기 모터(206)의 전류 소비에 대응하는 제1 파라미터를 검출하는 단계;
    - 검출된 제1 파라미터의 임시 진행으로부터 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터를 결정하는 단계; 및
    - 제1 및 제2 파라미터들로부터 차량 브레이크(200)에 적용되는 작동력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 파라미터는 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동 동안 검출되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제2 파라미터는 전기 모터(206)의 아이들링 국면을 나타내는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제2 파라미터는 모터의 아이들링 국면의 지속 기간에 대응하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    제2 파라미터는 모터의 아이들링 국면 동안의 집적된 모터 속도(integrated motor speed)에 대응하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제2의 작동력 성분은 제2 파라미터와 브레이크의 강성로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 작동력 성분과 제2 작동력 성분은 하나 이상의 작동 국면 동안 발생되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 작동 국면 동안 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)는 동시에 작동되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 작동력 성분과 제2 작동력 성분은 3개의 작동 국면들에서 발생되며, 제1 작동 국면 동안 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)가 작동되고, 제2 작동 국면 동안 유체 압력원(118)이 작동되며, 제3 작동 국면 동안 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202) 및 유체 압력원(118)이 동시에 작동되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    동시적인 작동의 경우에 발생된 힘 성분은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)와 유체 압력원(118)에 의해 균등한 크기로 발생되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    제1 작동 과정 동안 적용된 작동력은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 의해 최대로 제공될 수 있는 작동력의 60% 초과인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제2 작동력 성분은, 유체 압력원(118)에 할당된 전기 모터(120)의 유체 압력원(118)의 작동 동안 검출된 전류 소비를 가지고, 추가로 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    유사성을 검사하기 위하여, 유체 압력원(118)에 할당된 전기 모터(120)의 전류 소비로부터 결정된 제2 작동력 성분이 제2 파라미터로부터 결정된 제2 작동력 성분과 비교되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    당해 작동력을 결정하는 방법이 주차-제동 과정의 범위 내에서 실행되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 방법.
  15. 컴퓨터에 의해 읽어들일 수 있는 매체로,
    상기 매체는 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로그램 코드를 포함하되, 상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행될 때, 상기 컴퓨터가 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터에 의해 읽어들일 수 있는 매체.
  16. 제1 작동력 성분은 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)의 작동에 의해 기계적으로 발생되고 제2 작동력 성분은 유체 압력원(118)의 작동에 의해 유압으로 발생되는, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)를 구비한 차량 브레이크(200)에 적용되는 작동력을 결정하는 장치(300)로서,
    - 제1 작동력 성분을 표시하고 상기 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 관련된 제1 파라미터로, 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202)에 지정된 전기 모터(206)의 전류 소비에 대응하는 제1 파라미터를 검출하는 장치(310);
    - 검출된 제1 파라미터의 임시 진행으로부터 제2 작동력 성분을 표시하는 제2 파라미터를 결정하는 장치(320); 및
    - 제1 및 제2 파라미터들로부터 차량 브레이크(200)에 적용되는 작동력을 결정하는 장치(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 장치(300).
  17. 제16항에 있어서,
    제2 파라미터로부터 결정될 수 있는 작동력 성분과 유체 압력원(118)의 전류 소비로부터 결정된 작동력 성분을 비교하기 위한 비교기(350)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크에 적용되는 작동력을 결정하는 장치(300).
  18. 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202), 유체 압력원(118)를 가진 유압 회로(102), 전기기계적인 브레이크 액튜에이터(202) 및 유체 압력원(118)에 결합된 휠 브레이크(200), 및 청구항 제16항 또는 17항에 따른 장치(300)를 포함하는 모터-차량 제동 시스템(100).
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KR1020137031893A 2011-05-10 2012-03-02 유압 및 기계적으로 작동할 수 있는 차량 브레이크에 적용되는 작동력 결정 방법 KR101923678B1 (ko)

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