KR101924248B1

KR101924248B1 - 브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR101924248B1
Application number: KR1020147000565A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 뵘
Original assignee: 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2018-11-30
Also published as: CN103608226A; DE102011077313A1; KR20140036303A; EP2718158B1; US20140303865A1; EP2718158A1; US9511752B2; WO2012167980A1; CN103608226B

Abstract

본 발명은 특히 차량들에 대한 브레이크 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이고, 이 브레이크 시스템은 적어도 하나의 브레이크 (9) 특히 휠 브레이크를 유압식으로 작동시키는 전기 제어가능 압력 공급 디바이스 (20) 를 포함한다. 압력 공급 디바이스 (20) 는 유압식 압력 챔버 (4) 를 갖는 실린더-피스톤 배열을 포함하고, 이 실린더-피스톤 배열의 피스톤 (3) 은 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 명시가능한 타깃 압력 (P_V _, _Soll) 을 생성하기 위해 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 에 의해 이동가능하다. 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 의 액추에이터 토크 (M_Akt) 특히 모터 토크 및 액추에이터 위치 (

_Akt) 특히 모터 각 위치가 확인되고, 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 압력 (P_V) 에 대한 압력 값 (P_V _, _Est,P_V,Ist^B, PV,Ist^C) 은 압력 모델을 고려하는 액추에이터 토크 (M_Akt) 및 액추에이터 위치 (

_Akt) 를 사용하여 결정된다 (30).

Description

브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 브레이크 시스템{METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM, AND BRAKE SYSTEM}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 브레이크 시스템을 동작시키는 방법, 및 청구항 제14항의 전제부에 따른 브레이크 시스템에 관한 것이다.

차량 (motor vehicle) 기술에 있어서, "브레이크-바이-와이어" (brake-by-wire) 브레이크 시스템들이 점점더 광범위하게 되어 가고 있다. 그러한 브레이크 시스템들은 종종, 차량 운전자에 의해 활성화될 수 있는 마스터 브레이크 실린더뿐 아니라 전기 제어가능 압력 공급 디바이스도 포함하며, 이 전기 제어가능 압력 공급 디바이스에 의해, 휠 브레이크들 또는 마스터 브레이크 실린더는 "브레이크-바이-와이어" 동작 모드에서 활성화된다. "브레이크-바이-와이어" 동작 모드에 있어서 차량 운전자에게 쾌적한 페달감을 제공하기 위해, 브레이크 시스템들은 통상 브레이크 페달감 시뮬레이팅 디바이스를 포함한다. 이들 브레이크 시스템들에 있어서, 휠 브레이크는, 차량 운전자에 의한 능동적인 개입없이도, 전자 신호들에 기반하여 활성화될 수 있다. 이들 전자 신호들은, 예를 들어, 전자 안정성 프로그램 또는 적응적 크루즈 제어 시스템에 의해 출력될 수 있다.

국제특허출원 WO 2011/029812 A1 은 유압식 실린더-피스톤 배열을 포함하는 압력 공급 디바이스를 갖는 "브레이크-바이-와이어" 브레이크 시스템을 개시하며, 이 유압식 실린더-피스톤 배열의 일 피스톤은 회전-병진 트랜스미션의 중간 연결부를 갖는 전기 모터에 의해 활성화될 수 있다. 압력 공급 디바이스는, 휠 브레이크 당 하나의 유입구 밸브 및 유출구 밸브를 갖는 압력 조절 유닛에 유압식으로 연결된다. 브레이크 시스템은 압력 공급 디바이스의 생성된 압력 (브레이크 시스템 압력) 을 측정하기 위한 압력 센서를 갖는다. 어플리케이션에 있어서, 미리 정의된 셋포인트 값의 설정 또는 조정이 압력 공급 디바이스의 압력에 대해 어떻게 수행될 것인지에 관한 어떠한 추가적인 상세들도 존재하지 않는다. 특히, 설정된 브레이크 압력이 어떻게 압력 센서가 고장났는지 여부를 체크하는지에 관한 어떠한 언급도 존재하지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 유압식 압력 챔버를 갖는 실린더-피스톤 배열을 포함하는 전기 제어가능 압력 공급 디바이스를 포함하는 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 동작시키는 방법을 이용가능하게 하는 것이며, 이 실린더-피스톤 배열의 피스톤은 압력 챔버에서의 압력을 생성하기 위해 전자기계식 액추에이터에 의해 활성화될 수 있으며, 이는 원하는 압력의 신뢰성있고 정확한 설정을 허용한다.

이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 방법 및 청구항 제14항에 따른 브레이크 시스템에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명은 유압식 압력 챔버를 갖는 실린더-피스톤 배열의 압력을 결정하는 아이디어에 기반하며, 이 실린더-피스톤 배열의 피스톤들은, 신뢰성있게 검출될 수 있는 전자기계식 액추에이터의 적어도 2개의 변수들, 구체적으로는, 압력 모델을 고려하는 액추에이터 토크 및 액추에이터 위치로부터 유압식 압력 챔버에서의 압력을 생성하기 위해 전자기계식 액추에이터에 의해 이동될 수 있다.

제안된 방법은, 압력을 측정하기 위해 제공된 압력 센서가 예를 들어 결함때문에 또는 압력 센서의 측정 범위가 초과되기 때문에 신호를 공급하지 않는 경우에도, 압력 모델에 기반하여 추정된 압력 값이 이용가능하다는 이점을 제공한다. 액추에이터 토크 및 액추에이터 위치를 검출하는 수단이 다른 이유로 브레이크 시스템에 이미 존재한다면, 본 발명에 따른 방법은, 예를 들어, 추가의 센서들 없이도 브레이크 시스템의 개루프 또는 폐루프 제어 유닛에서 비용 효율적으로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 액추에이터 토크 및 액추에이터 위치를 이용하여 결정되는 압력 값은 압력 공급 디바이스의 미리 정의된 셋포인트 압력을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용된다. 이러한 목적으로, 실제 압력 및 셋포인트 압력은, 특히 바람직하게, 전자기계식 액추에이터에 대한 작동 신호를 출력하는 압력 조정기에 제공된다.

본 발명에 따른 방법의 하나의 전개예에 따르면, 유압식 압력 챔버에서의 압력이 압력 센서에 의해 부가적으로 측정된다. 압력 센서의 측정된 값들은, 유리하게, 사용되는 압력 모델을 체크 또는 적응하는 것이 가능하도록, 예를 들어 낮은 압력들인 경우에서 적어도 일시적으로 또는 조건이 충족될 경우에 제시되어야 한다.

압력 모델의 적어도 하나의 파라미터는, 바람직하게, 압력 공급 디바이스의 측정된 압력, 검출된 액추에이터 토크 및 검출된 액추에이터 위치 (

) 에 기반하여 결정 또는 적응된다. 본 발명의 하나의 전개예에 따르면, 압력 모델에 대한 파라미터 또는 파라미터들은 측정된 압력이 제 1 임계 값 이하이면 결정 또는 적응되고, 그 이후, 압력 센서의 신뢰할 수 있는 측정된 값들이 기대될 수 있다. 측정된 압력 값이 제 1 임계 값보다 크면, 압력 모델의 파라미터 또는 파라미터들이 유지된다. 그 후, 압력이 압력 모델에 기반하여 계산될 수 있다.

압력 모델의 2 이상의 파라미터들이 적응될 경우, 바람직하게, 파라미터들 중 오직 하나만이 파라미터들의 적응 동안 한번에 또는 일정 시간 간격으로 여전히 변경된다. 부가적으로, 파라미터의 변경의 범위는, 특히 바람직하게는, 미리 정의된다.

압력 공급 디바이스의 측정된 압력은, 유리하게, 측정된 압력 값이 제 2 임계 값 이하인 한, 셋포인트 압력을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용된다. 낮은 압력들의 이러한 압력 범위에 있어서, 압력 센서가 기능적으로 가능하다고 가정하면, 측정된 압력은 최고 레벨의 정확도를 갖는다.

본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시형태에 따르면, 실제 압력 값이 압력 공급 디바이스의 측정된 압력 그리고 액추에이터 토크 및 액추에이터 위치로부터 결정되는 압력 값으로부터 계산되며, 이 실제 압력 값은 미리 정의된 셋포인트 압력을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용된다. 실제 압력 값은, 특히 바람직하게, 측정된 압력 값 및 결정된 압력 값으로부터의 가중 팩터로 가중 평균화함으로써 계산되며, 여기서, 가중 팩터는 압력 센서의 측정 범위 종단 값 및 측정된 압력의 함수로서 선택된다.

측정된 압력 값 또는 계산된 압력 값이 제 3 임계 값보다 크면, 본 발명의 하나의 전개예에 따라, 압력 모델에 기반하여 액추에이터 토크 및 액추에이터 위치로부터 결정되는 압력 값은 셋포인트 압력을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용된다.

제 3 임계 값은, 바람직하게, 압력 센서의 측정 범위 종단 값보다 낮도록 선택된다. 결과적으로, 압력 센서의 측정 범위 종단 값이 도달되기 전이라도, 2개의 액추에이터 변수들로부터 계산된 압력 값에 유일하게 기초하여 제어 프로세스에 대해 스위칭 오버가 발생한다.

액추에이터 토크 및 액추에이터 위치로부터 결정되는 압력 값은, 바람직하게, 압력 센서의 고장이 검출되거나 이용가능한 어떠한 측정된 압력도 존재하지 않으면 셋포인트 압력을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용되는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 압력의 충분히 정밀한 제어가 가능하지 않을 것이기 때문이다.

압력 공급 디바이스의 압력은, 바람직하게, 브레이크들 또는 브레이크 시스템의 서비스 브레이크 작동을 위해 사용된다.

휠 브레이크 또는 브레이크들은, 바람직하게, 실린더-피스톤 배열의 압력 챔버에 유압식으로 연결된다. 전기 작동가능 유입구 밸브는, 특히 바람직하게, 휠 브레이크 특히 각각의 휠 브레이크와 압력 챔버 사이에 배열되며, 이 유입구 밸브를 사용하여, 휠 브레이크는 압력 챔버로부터 유압식으로 연결해제될 수 있다.

휠 브레이크 특히 각각의 휠 브레이크는, 바람직하게, 전기 작동가능 유출구 밸브를 통해 브레이크 유체 저장 컨테이너에 연결될 수 있다.

압력 공급 디바이스에 대한 셋포인트 압력은, 바람직하게, 센서 예를 들어 브레이크 페달 리프트에 의해 검출되는 적어도 하나의 변수에 기반하여 브레이크 페달이 활성화될 경우에 운전자의 제동 요청이 결정되는 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛에 의해 미리 정의된다. 개루프 및 폐루프 제어 유닛은, 또한, 특히 바람직하게, 상위수준의 제어기, 특히, 셋포인트 압력을 미리 정의하는 안티-록 및/또는 차량 움직임 동적 제어기를 포함한다. 이러한 개루프 및 폐루프 제어 유닛이 또한 압력 공급 디바이스를 작동시킨다면 유리하다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시형태들이 도면을 참조하여 종속항들 및 다음의 설명에서 발견될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 전자유압식 브레이크 시스템의 기본 회로 다이어그램을 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명에 따른 방법의 제 1 예시적인 실시형태의 블록 회로 다이어그램을 도시한 것이다.

도 1 은 개략도의 유압 제동식 차량의 제어가능한 휠에 대한 전자유압식 브레이크 시스템의 기본 회로 다이어그램을 도시한 것이다. 브레이크 시스템은 압력 공급 디바이스 (20) 를 포함하고, 그 압력 챔버 (4) 는, 유압식으로 활성화될 수 있는 휠 브레이크 (9) 에 유압식 연결 라인 (5) 을 통해 연결된다. 압력 챔버 (4) 와 휠 브레이크 (9) 사이에, 예를 들어, 무전류 상태에서 개방되는 유입구 밸브 (6) 가 배열된다. 휠 브레이크 (9) 는 복귀 라인 (10) 을 통해 압력 매체 저장 컨테이너 (11) 에 연결될 수 있다. 예를 들어, 무전류 상태에서 폐쇄되는 유출구 밸브 (7) 는, 유리하게, 복귀 라인 (10) 에 배열된다. 압력 매체를 압력 공급 디바이스 (20) 의 압력 챔버 (4) 로 흡입하기 위해, 압력 챔버 (4) 는 압력 매체 저장 컨테이너 (11) 에 연결된다. 실시예에 따르면, 압력 공급 디바이스 (20) 의 방향으로 개방된 비-복귀 밸브가 압력 챔버 (4) 와 압력 매체 저장 컨테이너 (11) 사이의 유압식 라인 (12) 에 배열된다.

압력 공급 디바이스 (20) 는 압력 챔버 (4) 를 갖는 실린더-피스톤 배열에 의한 실시예에 따라 형성되며, 여기서, 압력 챔버 (4) 는 피스톤 (3) 에 의해 구속된다. 피스톤 (3) 은 전자기계식 액추에이터에 의해 이동될 수 있으며, 그 결과로, 압력 챔버 (4) 에서의 원하는 압력이 생성될 수 있다. 전자기계식 액추에이터는, 실시예에 따라, 전기 모터 (1) 및 트랜스미션 (2) 예를 들어 회전-병진 트랜스미션을 포함한다.

브레이크 시스템은 또한, 실시예에 따라, 압력 챔버 (4) 에 제시된 압력 (P_V) 를 측정하기 위한 압력 센서 (18) 를 포함한다.

더욱이, 압력 시스템은 액추에이터 위치 (

) 를 측정하기 위한 위치 센서 (16) 및 액추에이터 토크 (T_actr) 를 검출하기 위한 매체 (17) 를 포함한다. 모터 각 위치 (

), 예를 들어, 전기 모터 (1) 의 회전자 위치는, 유리하게, 센서 (16) 에 의해 검출된다. 모터 토크 (T_actr) 는 예를 들어 모터 전류에 기반하여 검출된다. 전기 모터 (1) 는 예를 들어 전기 정류 모터이다. 모터 토크 (T_actr) 및 현재의 모터 각 위치 (

) 는, 압력을 추정하기 위해 하기에서 더 설명되는 방법에 대해 액추에이터 신호들로 지칭되는 것으로서 이용가능하다.

운전자가 브레이크 페달 활성에 의해 압력 요청을 실시하면, 이 요청은, 피스톤 (3) 이 레스트 (15) 의 그 위치로부터 거리 (X_K) 만큼 위치 (14) 로 이동된 사실로 인해, 전기 모터 (1), 트랜스미션 (2) 및 이머젼 (immersion) 피스톤 (3) 을 사용하여 유압식 압력 챔버 (4) 에서 전자적으로 변환된다. 압력 챔버 (4) 로부터의 특정 분량의 압력 매체는 라인 (5) 및 첫번째로 개방된 유입구 밸브 (6) 를 통해 휠 브레이크 (9) 로 이동된다. 결과적으로, 브레이크 압력이 휠 브레이크 (9) 에서 생성된다. 브레이크 압력 감소가, 레스트 (15) 의 위치의 방향에서 다시 역으로 이동되는 피스톤 (3) 으로 인해 발생할 수 있다. 하지만, 안티-록 브레이크 제어 프로세스의 경우에서 요구되는 바와 같은 브레이크 압력의 급속한 감소는 또한, 특정 시간 동안 유입구 밸브 (6) 가 폐쇄되고 유출구 밸브 (7) 가 개방되는 사실로 인해, 밸브 조합 (6, 7) 에 의해 가능하다. 그 후, 압력 매체는 휠 브레이크 (9) 로부터 유출구 밸브 (7) 를 통해 압력 매체 저장 컨테이너 (11) 로 플로우한다. 압력 감소의 이러한 측정은, 특히, 압력 챔버 (4) 가 복수의 휠 브레이크들 (9) 로 압력을 인가할 경우에 적절하다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 전자유압식 브레이크 시스템의 오직 기본 회로 다이어그램만을 도시한 것이다. 기본적으로, 브레이크 시스템은, 복수의 라인들 (5) 이 휠 브레이크들로 안내된다는 점에 있어서 임의의 원하는 수의 휠 브레이크들 (9) 을 부가함으로써 확장될 수 있으며, 여기서, 각각의 휠 브레이크 회로는, 바람직하게, 별도의 밸브 쌍 (6, 7) 을 갖는다. 안전을 이유로 브레이크 시스템의 다중의 회로들을 형성하기 위해, 복수의 피스톤들 (3) 및 복수의 압력 챔버들 (4) 이 압력 공급 디바이스에 제공될 수 있다. 4개의 휠 브레이크들 (9) 을 갖는 승용차에 있어서, 이중 회로가 적절하며, 여기서, 각각의 경우에 있어서, 2개의 휠 브레이크들 (9) 은 2개의 압력 챔버들 (4) 중 하나에 연결된다.

도 2 는 본 발명에 따른 방법의 제 1 예시적인 실시형태를 나타낸 블록 회로 다이어그램이다. 압력 챔버 (4) 의 현재 압력에 대한 압력 값은, 기저로서의 블록 (30) 에서의 압력 모델을 사용하여, 검출되는 검출된 액추에이터 토크 (T_actr) (예를 들어, 측정 변수들로부터 직접 측정 또는 도출됨) 및 검출된 액추에이터 위치 (

) (예를 들어, 측정 변수들로부터 직접 측정 또는 도출됨) 로부터 검출된다. 그 후, 이러한 압력 값은, 실제 압력 (P_V _, _act) 을 미리 정의된 셋포인트 압력 (P_V,setp) 으로 설정 또는 조정하기 위해 압력 공급 디바이스 (20) 의 전자기계식 액추에이터에 대한 작동 신호들 (X_actr) 을 결정하는 제어기 (31) 로 실제 압력 (P_V,act) 으로서 전달된다.

따라서, 실시예에 따른 방법은 액추에이터 토크 (T_actr) 및 액추에이터 위치 (

) 의 모터 변수들에 기반하여 압력 정보 (실제 압력 (P_V _, _act)) 의 모델 기반 검출 (블록 (30)) 을 포함한다. 그 후, 압력 정보 (P_V _, _act) 는, 전기 모터에 의해 구동되는 이머젼 피스톤 (3) 에 의해 압력 공급 디바이스 (20) 의 압력들 또는 압력 프로파일들을 설정/조정하는데 사용된다.

유압식 압력 챔버 (4) 에서의 압력 값 (P_V) 을 직접 검출하기 위해, 압력 센서 (예를 들어, 도 1 의 압력 센서 (18) 참조) 가 사용될 수 있지만, 이 압력 센서는 유한한 압력 측정 범위를 갖는다. 이에 따라, 오직 제로와 측정 범위 종단 값 (P_meas,max) 사이의 압력들만이 압력 센서에 의해 측정될 수 있다 (0 ≤ P_V _, _meas ≤ P_meas,max). 그 후, 전기 모터 (1) 를 사용하여 셋포인트 압력 사전정의값 (P_V _, _setp) 에 기반하여 이러한 압력 측정 범위 초과로 압력들을 설정하는 것 (즉, P_V _, _setp > P_meas,max) 이 필요하게 되면, 압력 공급 디바이스의 현재 압력 (P_V) 은 압력 모델에 기반하여 액추에이터 토크 (T_actr) 및 액추에이터 위치 (

) 로부터 계산될 수 있으며 제어를 위해 사용될 수 있다.

도 2 로부터 명백한 바와 같이, 실시예에 따르면, 측정된 압력 (P_V _, _meas) 은 또한 블록 (30) 에서 고려된다. 측정된 압력 (P_V _, _meas) 은 실제 압력 (P_V _, _act) 의 계산에 및/또는 압력 모델의 하나 이상의 파라미터들의 결정 또는 적응에 포함될 수 있다. 실제 압력 (P_V _, _act) 의 계산의 예 및 압력 모델의 예는 하기에서 더 상세히 설명된다.

예시적인 모델은 전기 모터 (1), 트랜스미션 (2), 및 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 이머젼 피스톤 (3) 의 도 1 에서 설명된 컴포넌트들을 고려한다. 그 모델은, 압력 챔버 (4) 에서의 요청된 압력 (P_V _, _setp) 을 생성하기 위해 대응하는 모터 토크 (T_actr) 를 설정하는 모터 (1) 의 정적 및 동적 거동을 기술한다. 그 모델은 다음의 수학식 (1):

에 의해 기술될 수 있으며, 여기서,

J: 전기 모터 (1) 에 의해 극복될 질량 관성의 전체 모멘트,

: 모터 각 위치 (

) 로부터 미분에 의해 결정될 수 있는 모터 각 속도,

: 시간에 걸친 모터 각 속도의 도출,

T_actr: 모터 토크

d: 감쇠 상수

M_c: 모터 (1) 의 회전 방향에 의존하는 일정한 마찰 컴포넌트

T_hydr: 압력 챔버 (4) 에 있어서 모터 (1) 에 의해 인가된 유압 (P_V) 에 기반하여 발생하고 전기 모터 (1) 에 대한 부하 토크로서 작용하는 토크,

: 모터의 회전 방향에 의존하는 정적인 일정한 마찰 컴포넌트 (M_c) 에 대한 부하 토크 (T_hydr) 의 영향을 고려하는 팩터,

sign: sign 함수이다.

토크 (T_hydr) 는 압력 (P_V) 에 의존한다.

(2)

여기서, 종속 함수 (f) 는 트랜스미션 (2) 의 트랜스미션 비율 및 이머젼 피스톤 (3) 의 단면적에 의해 본질적으로 결정된다.

간단한 경우에 있어서, 함수 (f) 는 비례 상수 (K₁) 를 갖는 비례 관계식에 의해 기술될 수 있다.

(3)

압력 (P_V) 을 결정하기 위해 상기 기술된 모델을 적절히 사용할 수 있기 위해, 모델에서 사용된 파라미터들은 충분히 정확하게 공지되어야 한다. 하지만, 이 문맥에 있어서, 마찰의 거동을 기술하는 파라미터들은 본질적으로 주위 조건들, 변동 및 마모로 인해 발생하는 특정 변화를 받기 쉽다.

따라서, 마찰을 나타내는 파라미터들은, 유리하게, 측정 범위 내에 있는 유효한 압력 신호 (P_V _, _meas) 가 제공되는 압력 범위들에서 검출 또는 정정된다. 이러한 목적으로, 측정된 압력 신호 (P_V _, _meas) 에 부가하여, 검출된 모터 토크 (T_actr) 및 측정된 모터 각 위치 (

) 가 사용된다. 유압식 압력 챔버 (4) 에서 설정되는 압력이 측정 범위 (P_meas _, _max) 외부에 있으면, 압력 정보 (P_V _, _act) 는 모델 기반 방식으로 검출되고, 모터 토크 (T_actr) 및 모터 각 위치 (

) 의 정정된 파라미터 및 여전히 검출가능한 변수들에 의해 제어기 (31) 에 의하여 설정된다.

수학식 (1) 에 대응하는 모델은 기저로서 사용되고, 따라서, 진행중인 동작 동안 업데이트되는 파라미터들은 모터의 회전 방향에 의존하는 일정한 마찰 컴포넌트 (M_c) 및 M_c 에 대한 부하 토크의 영향을 나타내는 팩터 (

) 이다.

뒤따라오는 텍스트에 있어서, 동작 동안 검출 또는 정정되는 파라미터들 (M_c 및

) 의 (추정된) 값들은 M_c _, _est 및

_est 로서 지정된다.

압력 모델의 파라미터들이 공지된다고 (예를 들어, 파라미터들 (J 및 d) 은 영구적으로 미리 정의되고, 파라미터들 (M_c _, _est 및

_est) 는 파라미터들 (M_c 및

) 에 대해 현재의 조건들에 적응된 값들을 나타낸다고) 가정하면, 수학식들 (1) 및 (2) 에 대응하는 압력 값 (P_V _, _est) 은 검출된 모터 토크 (T_actr) 및 측정된 모터 각 위치 (

) 로부터 다음과 같이 계산될 수 있다.

(4)

여기서,

(5)

이다.

여기서, f^-1 은 수학식 (2) 의 함수 f 의 역함수이다. 수학식 (3) 에 따른 단순한 경우에 있어서, 다음이 적용된다.

(6)

여기서, 인덱스 "est" 는, 신호들 (P_V _, _est 및 T_hydr _, _est) 이 모터 신호들로부터 계산되는 모델 신호들인 것을 특징으로 한다.

실시예에 따라 변형 파라미터들 (M_c _, _est 및

_est) 을 결정 또는 업데이트하기 위해, 검출된 (측정된) 모터 토크 (T_actr) 와 수학식 (1) 에서의 모델에 기반하여 계산된 모터 토크 (T_actr _, _est) 간의 편차 (e) 가 고려된다.

(7)

여기서,

(8)

이다.

토크 (T_hydr) 는 측정된 압력 (P_V _, _meas) 으로부터 수학식 (2) 또는 구체적으로는 수학식 (3) 에 따라 결정된다.

파라미터들 (M_c _, _est 및

_est) 양자가 액추에이터 속도 (sign (

)) 의 회전 방향에 의존하기 때문에, 이차 품질 기준을 최소화하는 것에 기초하는 공지된 파라미터 추정 방법들이 적절히 적용될 수 없다. 따라서, 각각의 제어기 루프에서, 오직 하나의 파라미터만이 상황에 의존하여 바람직하게 여전히 정정 또는 적응되며, 여기서, 정정/변경은 작은 그리고 고정된 증분들에서 실시된다. 어느 파라미터가 현재 적응되는지에 관한 판정은, 실시예에 따라, 제동 동작 동안 제공되는 압력 (P_V) 에 의존하고 따라서 값 (T_hydr) 에 의존한다. 토크 (T_hydr) 가 미리 정의된 제한 값 (T_hydr _,1) 미만이면 (0 < T_hydr < T_hydr _,1), 편차 (e) (수학식 (7) 참조) 는 주로 파라미터 (M_c) 에 의해 야기되고, 그 후, 이 파라미터는 (미리 정의된) 값 (△M_c _, _corr) 에 의해 정정된다고 가정된다. 상대적으로 큰 압력 값들 (P_V) 인 경우에 있어서, 회전 방향에 의존하는 마찰에 대한 부하 토크 (T_hydr) 의 영향이 증가하고, 그 결과, 이러한 경우, 파라미터 (

) 는 미리 정의된 값 (△

_corr) 에 의해 정정된다.

하나의 유리한 예시적인 실시형태에 따르면, 정정 값, 예를 들어, 정정 값 (△

_corr) 은 또한 편차 (e) (수학식 (7) 참조) 의 값의 함수로서 선택/미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 2개의 제한 값들 (e₁ 및 e₂) 이 편차 (e) 에 대해 미리 정의될 수 있으며, 그 결과, 정정 값 (△

_corr) 이, 그 후, 다음과 같이 파라미터 (

_est ) 에 대해 선택된다.

(9)

부가적으로 또는 대안적으로, 대응하는 절차가 파라미터 (M_c _, _est) 의 정정 값들에 대해 채택될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가의 예시적인 실시형태에 따르면, 2개의 임계 값들 (P₁ 및 P₂)뿐 아니라 제 3 임계 값 (P_meas _, _max-△P) 이 압력 공급 디바이스의 압력 값에 대해 (측정 범위 종단 값 (P_meas _, _max) 의 함수로서) 미리 정의되며, 여기서, 다음이 적용된다.

(10)

제 3 임계 값 (P_meas _, _max-△P) 은, 실시예에 따라, 측정 범위 종단 값 (P_meas _, _max) 보다, 안전 압력차 (△P) 와 동일한 양만큼 더 낮다. 안전 압력차 (△P) 는, 예를 들어, 몇 바(bar)의 범위에 있다.

압력 센서에 의해 측정된 압력 (P_V _, _meas) 이 제 1 임계 값 (P₁) 이하이면 (P_V,meas ≤ P₁), 변형 파라미터들이 상기 설명에 따라 검출 또는 정정되고, 그렇지 않으면 (P_V _, _meas > P₁), 모든 모델 파라미터들은 그 현재 상태에서 유지되고, 압력 값 (P_V,est) 의 모델 기반 검출이 예를 들어 수학식들 (4) 및 (5) 그리고 관련 설명에 따라 모터 토크 (T_actr) 및 모터 각 위치 (

) 의 액추에이터 신호들에 기반하여 수행된다.

제어기 (31) 에 대한 압력 정보 (P_V _, _act) 의 제공에 관하여, 다음의 절차가 실시예에 따라 채택된다.

압력 센서에 의해 측정될 수 있는 압력 신호 (P_V _, _meas) 가 제 2 임계 값 (P₂) 이하인 한 (P_V _, _meas ≤ P₂, 영역 A), 압력 실제 값 (P_V _, _act) 이 측정된 압력 값 (P_V _, _meas) 에 의해 명시되며, 즉,

이다.

영역 B 에 있어서, 측정된 압력 (P_V _, _meas) 이 제 2 임계 값 (P₂) 보다 크고 제 3 임계 값 (P_meas _, _max-△P) 보다 작을 경우 (P₂ < P_V _, _meas < (P_meas _, _max-△P)), 과도적인 고려, 그 동안, 양자의 이용가능한 압력 정보 아이템들, 구체적으로, 액추에이터 토크 (T_actr) 및 액추에이터 위치 (

) 로부터 계산된 압력 값 (P_V _, _est), 및 측정된 압력 (P_V,meas) 이 압력 실제 값 (P_V _, _act) 을 가중된 방식으로 검출하는데 사용된다.

가중 팩터 (λ) 는, 유리하게, 측정된 압력 신호 (P_V _, _meas) 와 그 측정 범위 종단 값 (P_meas _, _max) 사이의 간격으로부터 결정되며, 이는 예를 들어 다음의 관계식에 의해 제공된다.

측정된 압력 (P_V _, _meas) 이 제 3 임계 값 (P_meas _, _max-△P) 초과이면 (영역 C 에 있어서, P_V _, _meas ≥ (P_meas _, _max-△P)), 추정된 값 (P_V _, _est) (제어를 위해, 액추에이터 토크 (T_actr) 및 액추에이터 위치 (

) 로부터 계산됨) 은 압력 정보로서 압력 제어기 (31) 에 제공되며, 즉,

이다.

압력 센서의 고장이 모니터링 함수에 기반하여 검출되었으면, 모터 신호들 (T_actr,

) 로부터 획득된 압력 신호 (P_V _, _est) 가 또한, 유리하게 공급된다. 추정된 압력 값 (P_V _, _est) 이 제어를 위해 사용된다는 점에 있어서 (P_V _, _act = P_V _, _est), 특정 시간 기간 동안, 및 적절하다면, 고장까지의 유효한 압력 센서 값들 (P_V _, _meas) 이 검출 또는 정정되는 모델 파라미터들에 기반하여 감소된 안락함 및 감소된 역학으로, 압력 공급 디바이스의 압력 제어 및 따라서 원하는 압력의 공급이 계속 수행된다.

Claims

차량들에 대한 브레이크 시스템을 동작시키는 방법으로서,
상기 브레이크 시스템은 적어도 하나의 브레이크 (9) 를 유압식으로 활성화하는 전기 제어가능 압력 공급 디바이스 (20) 를 포함하고,
상기 압력 공급 디바이스 (20) 는 유압식 압력 챔버 (4) 를 갖는 실린더-피스톤 배열을 포함하고, 상기 실린더-피스톤 배열의 피스톤들 (3) 은 상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 미리 정의가능한 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 생성하기 위해 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 에 의해 이동될 수 있으며,
상기 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 의 액추에이터 토크 (T_actr) 및 액추에이터 위치 (
) 가 검출되고,
압력 (P_V) 에 대한 압력 값 (P_V,est, P_V,act ^B, P_V,act ^C) 이, 압력 모델을 고려하는 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 를 사용하여 상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서 결정되는 (30) 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 를 사용하여 결정되는 상기 압력 값 (P_V _, _est, P_V _, _act ^B, P_V _, _act ^C) 은 상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 미리 정의된 셋포인트 압력 (P_V _, _setp) 을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력 (P_V _, _act) 으로서 사용되는 (31) 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 압력은 압력 센서 (18) 에 의해, 적어도 일시적으로 또는 조건이 충족될 경우에 측정되는 (P_V,meas) 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 압력 모델의 적어도 하나의 파라미터 (M_c _, _est,
_est) 는 상기 측정된 압력 (P_V _, _meas), 상기 검출된 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 검출된 액추에이터 위치 (
) 에 기반하여 결정 또는 적응되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 압력 모델의 파라미터 또는 파라미터들 (M_c _, _est,
_est) 은 상기 측정된 압력 (P_V _, _meas) 이 제 1 임계 값 (P₁) 이하이면 결정 또는 적응되고,
상기 압력 모델의 파라미터 또는 파라미터들은 상기 측정된 압력 (P_V _, _meas) 이 상기 제 1 임계 값 (P₁) 보다 크면 유지되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 압력 모델의 파라미터들 (M_c,est,
_est) 이 적응될 경우, 상기 파라미터들 중 오직 하나만이 한번에 또는 일정 시간 간격으로 여전히 변경되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 측정된 압력 (P_V,meas) 은, 상기 측정된 압력 (P_V,meas) 이 제 2 임계 값 (P₂) 이하인 한, 상기 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력 (P_V,act ^A) 으로서 사용되고,
상기 제 2 임계 값 (P₂) 은 제 1 임계 값 (P₁) 이상인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 3 항에 있어서,
압력 값 (P_V,est) 이 상기 압력 모델에 기반하여 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
실제 압력 값 (P_V,act ^B) 은, 상기 압력 모델에 기반하여 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 로부터 결정되는 압력 값 (P_V,est) 및 상기 측정된 압력 (P_V,meas) 으로부터 계산되고, 상기 실제 압력 값 (P_V,act ^B)은 상기 측정된 압력 (P_V,meas) 이 제 2 임계 값 (P₂) 보다 크고 제 3 임계 값 (P_meas,max-△P) 보다 작으면 미리 정의된 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실제 압력 값 (P_V _, _act ^B) 은 상기 측정된 압력 (P_V _, _meas) 및 상기 결정된 압력 값 (P_V _, _est) 으로부터의 가중 팩터 (λ) 로 가중 평균화함으로써 계산되고,
상기 가중 팩터 (λ) 는 상기 압력 센서 (18) 의 측정 범위 종단 값 (P_meas,max) 및 상기 측정된 압력 (P_V _, _meas) 의 함수로서 선택되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 압력 모델에 기반하여 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 로부터 결정되는 압력 값 (P_V,est) 은, 상기 측정된 압력 (P_V,meas) 이 제 3 임계 값 (P_meas,max-△P) 보다 크면 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력 (P_V,act ^C) 으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제 3 임계 값 (P_meas,max-△P) 은 상기 압력 센서 (18) 의 측정 범위 종단 값 (P_meas,max) 보다 작도록 선택되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 압력 모델에 기반하여 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 및 상기 액추에이터 위치 (
) 로부터 결정되는 압력 값 (P_V,est) 은, 상기 압력 센서 (18) 의 고장이 검출되거나 이용가능한 어떠한 측정된 압력 (P_V,meas) 도 존재하지 않으면 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 설정 또는 조정하기 위한 실제 압력 (P_V,act) 으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
차량들에 대한 브레이크 시스템으로서,
유압식으로 활성화될 수 있는 적어도 하나의 브레이크 (9), 및 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛에 의해 활성화될 수 있고 상기 브레이크 (9) 를 유압식으로 활성화되게 하는 압력 공급 디바이스 (20) 를 포함하고,
상기 압력 공급 디바이스 (20) 는 유압식 압력 챔버 (4) 를 갖는 실린더-피스톤 배열을 포함하고, 상기 실린더-피스톤 배열의 피스톤들 (3) 은 상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 미리 정의가능한 셋포인트 압력 (P_V,setp) 을 생성하기 위해 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 에 의해 이동될 수 있으며,
상기 브레이크 시스템은 상기 유압식 압력 챔버 (4) 에서의 압력을 측정하기 위한 압력 센서 (18), 및 상기 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 의 액추에이터 위치 (
) 를 측정하기 위한 위치 센서 (16) 를 포함하고,
상기 브레이크 시스템은 상기 전자기계식 액추에이터 (1, 2) 의 액추에이터 토크 (T_actr) 를 결정하는 수단 (17) 을 포함하고,
상기 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛은 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 방법을 실행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 브레이크 (9) 는 휠 브레이크이고, 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 는 모터 토크이며, 상기 액추에이터 위치 (
) 는 모터 각 위치인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 브레이크 (9) 는 휠 브레이크이고, 상기 액추에이터 토크 (T_actr) 는 모터 토크이며, 상기 액추에이터 위치 (
) 는 모터 각 위치인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 파라미터의 변경의 범위 (△M_c,corr, △
_c,corr) 는 미리 정의되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.