KR101999878B1 - 휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선을 결정하는 방법 - Google Patents

휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선을 결정하는 방법 Download PDF

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Abstract

휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 에 유압식으로 연결되거나 또는 연결될 수 있고 휠 브레이크들을 활성화하기 위한 압력 매체 체적 (VDQ) 을 출력할 수 있고, 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적이 결정될 수 있는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4) 를 가지고, 휠 브레이크 및 압력 공급 디바이스 (4) 사이의 연결을 연결해제하는, 휠 브레이크마다의 전기적으로 작동가능한 입구 밸브 (28a 내지 28d) 를 가지는 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템에서 휠 브레이크 (6a 내지 6d) 의 압력/체적 특성 곡선 Vi(p) 를 결정하는 방법으로서, 모터 차량의 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안, 휠 브레이크들은 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 활성화되며, 휠 브레이크들을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 이 결정되고, 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 의 압력/체적 특성 곡선들 (Vi(p)) 은 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적들 (VDQ1, VDQ2, VDQ3, VDQ4, VDQ5) 을 기초로 결정된다.

Description

휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선을 결정하는 방법{METHOD FOR DETERMINING A PRESSURE/VOLUME CHARACTERISTIC CURVE OF A WHEEL BRAKE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템에서 휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선을 결정하는 방법 및 청구항 제14항의 전제부에 따른 브레이크 시스템에 관한 것이다.
모터 차량 엔지니어링에서, "전기지령식 제동 (brake-by-wire)" 브레이크 시스템들이 점점 더 널리 보급되고 있다. 이러한 브레이크 시스템들은 차량 운전자에 의해 활성화될 수 있는 마스터 브레이크 실린더뿐만 아니라 휠 브레이크들 또는 마스터 브레이크 실린더가 "전기지령식 제동" 운전 모드에서 활성화되게 하는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 또한 종종 포함한다. "전기지령식 제동" 운전 모드에서 차량 운전자에게 쾌적한 페달 감각을 주기 위하여, 브레이크 시스템들은 보통 브레이크 페달 감각 시뮬레이션 디바이스를 포함한다. 이들 브레이크 시스템들에서, 휠 브레이크들은 차량 운전자에 의한 능동적 참여 없이 전자 신호들을 기초로 또한 활성화될 수 있다. 이들 전자 신호들은, 예를 들어, 전자 안정성 (stability) 프로그램 또는 적응적 순항 제어 (adaptive cruise control) 시스템에 의해 출력될 수 있다.
국제특허출원 WO 2010/091883 A1은 마스터 브레이크 실린더가 전기 모터에 의해 기계적으로 구동되는 브레이크 부스터를 갖는 브레이크 시스템을 개시한다. 마스터 브레이크 실린더는, 휠 브레이크들이 각각의 경우에 스위칭 밸브에 의해 마스터 브레이크 실린더로부터 연결해제될 수 있는, 4 개의 휠 브레이크들에 유압식으로 연결된다. 브레이크 시스템을 작동하기 위하여, 개개의 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선의 지식이 중요하다. WO 2010/091883 A1에 따라, 압력/체적 특성 곡선은, 마스터 브레이크 실린더의 대응하는 피스톤 이동에 대한 마스터 브레이크 실린더 압력의 지식이 제공될 때 체적을 검출함으로써, 차량이 정지 상태에 있는 경우에 각각의 휠 브레이크에 대해 개별적으로 기록된다. 여기서, 특히 차량이 정지해 있는 경우 이 방법이 시간 순으로 제한된 범위로만 수행될 수 있다는 것은 불리하다고 여겨진다. 더욱이, 이 방법의 실행은 브레이크 페달이 활성화된 경우 및 브레이크 페달이 활성화되지 않은 경우 양쪽 모두에서 불리하다고 여겨진다. 활성화된 브레이크 페달의 경우, 특정한 상황 하에서, 차량을 확실하게 정지시키기 위해 하나의 휠을 통해 충분한 제동 효과를 획득하는 것은 불가능하다. 현재 정비되고 있는 브레이크 시스템의 경우에, 정비 담당자는 활성화되지 않은 브레이크 페달의 경우 휠 브레이크에서의 체결력에 의해 상처를 입을 수 있다. 그러므로, WO 2010/091883 A1에 기재된 방법은 계속되는 운전 동안 수행되지 않아야 하고 다만 정비 동안에는 별도의 트리거링으로 수행되어야 한다.
본 발명의 목적은 모터 차량의 운전 모드에서 수행될 수 있는, 휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선을 결정하는 방법을 이용가능하게 하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항에 기재된 방법 및 청구항 제14항에 기재된 브레이크 시스템에 의하여 달성된다.
본 발명은, 모터 차량의 하나 이상의 상용 제동 (service braking) 동작들 동안 항상 모든 휠 브레이크들이 아니라 1 초과의 휠 브레이크들이 압력 공급 디바이스에 의해 활성화되며, 휠 브레이크들을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적이 결정되고, 개개의 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들이 이러한 방식으로 결정되는 압력 매체 체적들을 기초로 획득된다는 개념에 기초한다.
본 발명은, 적어도 2 개의 휠 브레이크들이 압력 공급 디바이스에 의해 활성화되고 있는 결과로서 모터 차량이 휠 브레이크들의 적합한 선택을 제공하는 충분히 안정한 방식으로 제동될 수 있으므로, 개개의 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들의 결정이 정상 상용 제동 동작들 동안 수행될 수 있다는 장점을 제공한다.
휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선은, 본 발명에 따르면, 브레이크 압력의 함수 또는, 다르게 말하면, 휠 브레이크의 브레이크 압력 (제동 토크에 대응함) 과 압력 매체 요건 또는 체적 요건 사이의 관계로서의 휠 브레이크의 압력 매체 요건 또는 용량인 것으로 이해된다. 이 관계의 지식은 세트포인트 (setpoint) 제동 토크 또는 세트포인트 브레이크 압력을 세트포인트 압력 매체 체적으로 변환하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 상용 제동 동작들 동안, 2 이상의 휠 브레이크들의 다양한 그룹들이 바람직하게는 압력 공급 디바이스에 의해 활성화된다. 개개의 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들은 그러면 휠 브레이크들의 다양한 그룹들을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적들을 기초로 획득된다. 휠 브레이크들의 그룹들 중 적어도 하나의 그룹은 여기서 모두보다는 적은 휠 브레이크들 (서브그룹) 을 포함한다. 출력되는 압력 매체 체적과 이에 의해 달성되는 압력은, 각각, 특히 바람직하게는 전체 제동 프로세스 동안 검출되고, 유익하게는 압력 상승 및 압력 감소 동안 저장된다. 휠 브레이크들의 단지 하나의 서브그룹이 제동을 목적으로 활성화된다는 것을 차량 운전자는 알아차리지 못하며, 그 결과 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들을 결정하는 방법이 정상 상용 제동 동작들 동안 운전자가 본질적으로 알아차리지 못한 채로 수행될 수 있다는 것이 일반적으로 의도되고 있다.
그래서 본 방법은 차량 운전자가 가능한 한 알아차리지 못하게 수행될 수 있으며, 압력 공급 디바이스에 의해 활성화된 휠 브레이크들의 개별 그룹에서 상승되는 압력은, 심지어 모두보다 적은 휠 브레이크들 (즉, 휠 브레이크들의 서브그룹) 이 활성화되는 경우에도, 차량 운전자에 의해 요청된 (전체) 제동 감속이 달성되는 그러한 방식으로 설정된다. 차량 운전자에 의해 요청된, 예를 들어 브레이크 페달을 통한 제동 감속 외에도, 제동 감속은 또한, 제동 기능에 의해, 예를 들어 적응적 순항 제어 기능에 의해 요청되었을 수도 있다.
안전성을 이유로 그리고 차량 운전자를 짜증나게 할 확률을 줄이기 위하여, 본 방법은 바람직하게는 상용 제동 동작들 동안 미리 정의된 임계 값보다 낮은 차량 속력들에서 수행된다. 본 방법은 특히 바람직하게는 오로지 낮은 차량 속력들에서 수행된다.
압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적을 획득하기 위하여, 압력 공급 디바이스는 2 이상의 휠 브레이크들의 그룹에 연결되는 반면, 압력 공급 디바이스는 다른 휠 브레이크/브레이크들로부터 연결해제된다. 압력 공급 디바이스에 연결되는 휠 브레이크들의 그룹에서의 압력 상승은 그러면 압력 공급 디바이스에 의해 이행된다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 휠 브레이크들의 다양한 그룹들이 압력 공급 디바이스에 의해 시간 순으로 연속하여 활성화된다. 이는 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 일어날 수 있다.
본 발명의 유익한 개발에 따르면, 상이한 압력들이 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 압력 공급 디바이스에 의해 휠 브레이크들의 그룹들에 인가되며, 압력 공급 디바이스의 개별 압력이 측정된다. 이 목적을 위해, 압력 공급 디바이스에는 특히 바람직하게는 압력 센서가 할당된다. 대안으로 또는 부가적으로, 압력 센서가 각각의 브레이크 회로에 할당될 수 있으며, 그 결과 압력 공급 디바이스의 및 그것에 연결된 휠 브레이크들의 압력은 이들 브레이크 회로 압력 센서들에 의해 결정될 수 있다. 휠 브레이크들의 그룹들은 바람직하게는 압력 공급 디바이스에 의해 다양한 압력들로 각각 활성화되고, 그 압력으로 그룹을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 개별 압력 매체 체적이 결정된다. 이들 압력 매체 체적들을 기초로, 개개의 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들이 그 다음에 결정될 수 있다.
모든 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들을 결정하기 위하여, 휠 브레이크들의 다양한 그룹들의 수는 모든 휠 브레이크들의 수 이상이 되는 것이 바람직하다. 대응하여, 그룹들을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적들은, 바람직하게는 적어도 상이한 휠 브레이크 그룹들의 수에 대해 획득된다.
압력 값에 대해, 각각의 휠 브레이크에 대한 용량은 바람직하게는 선형 방정식 체계를 기초로 한 연관된, 결정된 압력 매체 체적들로부터 획득된다. 그룹 용량이 측정 완료된 휠 브레이크들의 상이한 그룹들의 수가 휠 브레이크들의 수보다 크면, 이 방정식 체계는 과잉결정된다. 과잉결정된 방정식 체계는 유익하게는 최소 제곱 평균의 방법에 따라 근사적으로 풀이된다. 이는 본 방법을 측정 에러들에 대해 더 강건하게 만든다.
정확히 2 개의 휠 브레이크들을 포함하는 휠 브레이크들의 그룹의 경우, 그 그룹이 대각선으로 서로 대향하게 위치된 2 개의 휠 브레이크들 또는 2 개의 앞휠 브레이크들을 포함하면 바람직하다. 그러면, 제동 동안, 대각선으로 서로 대향하게 위치된 휠 브레이크들 또는 2 개의 앞휠 브레이크들이 활성화되며, 그 결과 차량은 심지어 2 개의 휠 브레이크들만이 활성화되는 경우에도 안정한 방식으로 제동될 수 있다.
불안정한 제동 동작들을 피하기 위하여, 휠 브레이크들이 그룹들 중 어느 것도 바람직하게는 1 초과의 제동된 뒤 차축 휠 브레이크를 포함하지 않고, 단일 제동된 앞 차축 휠 브레이크만을 포함하지 않는다.
압력 공급 디바이스에 의해, 휠 브레이크들의 특정 그룹들에서, 휠 브레이크들의 압력/체적 특성 곡선들, 즉, 휠 브레이크들의 대응하는 활성화를 획득하는 본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는 브레이크 압력 제어 기능이 요청되거나 또는 필요하게 되자마자 중단된다. 본 발명에 따른 방법은 유익하게는 안티-록 브레이크 제어 프로세스 또는 차량 운동 역학 제어 프로세스가 개시되거나 또는 활성화되면 즉시 중단된다. 이는 제동 동작 동안 안전성 (safety) 및 차량 안정성 (stability) 을 보장한다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 개발에 따르면, 하나 이상의 제동 동작들 동안, 특히 바람직하게는 복수의 미리 정의된 또는 미리 결정된 압력들에서, 2 이상의 휠 브레이크들의 상이한 그룹들이 압력 공급 디바이스에 연결되는 반면, 다른 휠 브레이크들은 압력 공급 디바이스로부터 연결해제되고, 휠 브레이크들의 개별 그룹을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 압력 매체 체적이 결정된다. 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적들을 기초로, 각 개개의 휠 브레이크에 대해, 특히 바람직하게는 압력의 함수로서 용량이 획득된다.
압력 공급 디바이스는, 바람직하게는 피스톤이 전기기계식 액추에이터에 의해 활성화될 수 있는 실린더-피스톤 배열에 의해 형성되며, 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적은 이동 검출 디바이스 또는 피스톤의 포지션을 특징화하는 변수를 검출하는 포지션-검출 디바이스에 의해 결정된다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는, 브레이크 시스템에서 각각의 브레이크 회로가 유익하게는 무전류 (currentless) 상태에서 개방되는 격리 밸브를 갖는 유압식 연결 라인을 통해 마스터 브레이크 실린더에, 그리고 유익하게는 무전류 상태에서 폐쇄되는 시퀀스 밸브를 갖는 유압식 연결 라인을 통해 압력 공급 디바이스에 연결되는, 적어도 2 개의 브레이크 회로들을 갖는 브레이크 시스템에서 수행된다.
본 발명은 본 발명에 따른 방법이 수행되는 압력 공급 디바이스 및 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛을 갖는 브레이크 시스템에 또한 관련된다.
그 브레이크 시스템은 휠 브레이크 및 압력 공급 디바이스 사이의 연결이 연결 또는 연결해제될 수 있게 하는 전기적으로 작동가능한 입구 밸브를 휠 브레이크마다 포함한다. 입구 밸브의 비활성화된 상태에서, 휠 브레이크는 바람직하게는 압력 공급 디바이스에 연결된다.
브레이크 시스템은 또한 바람직하게는 휠 브레이크 및 압력 매체 용기 컨테이너 사이의 연결이 연결 또는 연결해제될 수 있게 하는 전기적으로 작동가능한 출구 밸브를 휠 브레이크마다 포함한다. 출구 밸브들은 유익하게는 비활성화된 상태에서 차단된다.
압력 공급 디바이스는 바람직하게는 피스톤이 전기기계식 액추에이터에 의해 활성화될 수 있는 피스톤-실린더 배열에 의해 형성된다. 그러므로 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 압력 매체 체적이 이동 검출 디바이스 또는 포지션 검출 디바이스, 특히 바람직하게는 피스톤의 포지션을 특징화하는 변수를 검출하는 회전자 포지션 검출 디바이스에 의해 쉽게 결정되는 것이 가능하다.
이른바 "전기지령식 제동" 운전 모드에서 작동될 수 있는 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템은, 차량 운전자에 의해 및 차량 운전자와는 독립적으로, 바람직하게는 "전기지령식 제동" 운전 모드에서 작동될 수 있고, 동작이 차량 운전자에 의해서만 가능한 적어도 하나의 폴백 (fallback) 운전 모드에서 동작될 수 있다.
브레이크 시스템은 바람직하게는 "전기지령식 제동" 운전 모드에서 차량 운전자에게 쾌적한 제동 페달 감각을 제공하는 페달 이동 시뮬레이터를 포함한다. 페달 이동 시뮬레이터는 특히 바람직하게는 유압식 설계이고, 마스터 브레이크 실린더에 연결되거나 또는 연결될 수 있다. 페달 이동 시뮬레이터는 그것이 시뮬레이터 릴리스 밸브에 의해 스위치 온 및 오프 될 수 있도록 유익하게 설계된다.
추가의 바람직한 실시형태들이 종속 청구항들 및 도면들을 참조한 다음의 설명에서 확인될 수 있다.
도면들에서, 개략적 형태로,
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 예시적인 브레이크 시스템을 도시한다.
도 2는 예시적인 방법을 도시하는 블록 회로도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 예시적인 브레이크 시스템의 개략적인 예시도이다. 브레이크 시스템은 차량 운전자에 의해 활성화 페달 또는 브레이크 페달 (1) 로 활성화될 수 있는 활성화 디바이스 (2), 활성화 디바이스 (2) 에 할당되는 압력 매체 용기 컨테이너 (3), 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4), 출력 단자들에 모터 차량 (도시되지 않음) 의 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 이 연결되는 전기적으로 제어가능한 압력 조절 디바이스 (5), 및 센서 신호들을 프로세싱하고 전기적으로 제어가능한 컴포넌트들을 작동하는 것을 서비스하는 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) (ECU: electronic control unit) 을 포함한다.
작동 디바이스 (2) 는, (마스터 브레이크 실린더) 하우징에서 앞뒤로 배열되고 유압식 압력 챔버들 (10, 11) 을 결속하는 2 개의 피스톤들 (8, 9) 을 갖는 듀얼-회로 마스터 브레이크 실린더 또는 텐덤 마스터 실린더 (12) 를 포함한다. 압력 챔버들 (10, 11) 은 피스톤들 (8, 9) 에 형성되는 방사형 보어 (radial bore) 들을 통해 압력 매체 용기 컨테이너 (3) 에 연결되는데, 이들 보어들은 하우징에서의 피스톤들 (8, 9) 의 상대적 움직임에 의해 차단될 수 있다. 더욱이, 각각의 압력 챔버 (10, 11) 는 각각의 경우에 2 개의 휠 브레이크 회로들을 갖는 브레이크 회로 섹션 (I, II) 과 유압 라인 (13a, 13b) 에 의해, 유압식으로 활성화가능한 휠 브레이크들 (6a, 6b; 6c, 6d) 에 유압 라인 (13a, 13b) 에 의해 연결된다. 각각의 경우에 마스터 브레이크 실린더 (12) 의 압력 챔버 (10, 11) 및 연관된 휠 브레이크들 (6a, 6b; 6c, 6d) 사이의 유압식 연결을 연결해제하기 위한 격리 밸브 (14a, 14b) 가 유압 라인들 (13a, 13b) 에 삽입되는데, 상기 격리 밸브 (14a, 14b) 는 바람직하게는 무전류 상태에서 개방되는 전기적으로 활성화가능한 2/2 방 (way) 밸브로서 구현되어 있다. 압력 공간 (11) 에 연결되고 바람직하게는 중복 (redundant) 설계인 압력 센서 (15) 가 제 2 피스톤 (9) 의 시프팅의 결과로서 압력 공간 (11) 내의 상승된 압력을 검출하는데, 그 압력은 운전자에 의해 생성된 페달 힘에 대응한다. 더욱이, 압력 챔버들 (10, 11) 는 활성화 방향에 대한 대향 방향에서 피스톤들 (8, 9) 에 초기 응력 (prestress) 을 주는 복원 스프링들 (더 상세히는 나타내지 않음) 을 수용한다. 브레이크 페달 (1) 에 커플링된 피스톤 로드 (16) 가 제 1 (마스터 실린더) 피스톤 (8) 과 상호작용하며, 브레이크 페달 (1) 의 활성화 이동, 예컨대 브레이크 페달 (1) 자체의 활성화 이동 또는 각도 또는 브레이크 페달에 커플링된 피스톤 (8) 의 활성화 이동을 특징화하는 변수는 바람직하게는 중복 설계인 이동 센서 (17) 에 의해 검출된다.
예를 들어, 휠 브레이크 (6a) 는 좌측 리어 휠 (RL) 에, 휠 브레이크 (6b) 는 우측 프론트 휠 (FR) 에, 휠 브레이크 (6c) 는 우측 리어 휠 (RR) 에 그리고 휠 브레이크 (6d) 는 좌측 프론트 휠 (FL) 에 할당된다. 브레이크 회로들을 배분하는 다른 방도들이 생각될 수 있다.
활성화 디바이스 (2) 는, 마스터 브레이크 실린더 (12) 와 상호작용하고 제 1 운전 모드 ("전기지령식 제동" 운전 모드라고 지칭되는 것임) 에서 쾌적한 페달 감각을 차량 운전자에게 전달하는 페달 이동 시뮬레이터 (19) 를 또한 포함한다. 페달 이동 시뮬레이터 (19) 는, 예를 들어, 유압식으로 활성화될 수 있고 마스터 브레이크 실린더 (12) 의 적어도 하나의 압력 챔버 (10, 11) 에 연결된다. 페달 이동 시뮬레이터 (19) 는 전기적으로 활성화가능한 시뮬레이터 릴리스 밸브 (20) 에 의해 스위치 온 및 오프 될 수 있다.
페달 이동 시뮬레이터 (19) 는, 예를 들어, 2 개의 시뮬레이터 챔버들, 시뮬레이터 스프링 (21) 을 갖는 시뮬레이터 스프링 챔버 및 그 챔버들을 서로 연결해제시키는 시뮬레이터 피스톤 (단차형 피스톤) 으로 본질적으로 이루어진다. 이 상황에서, 시뮬레이터 챔버들은, 각각의 경우에, 마스터 브레이크 실린더 (12) 의 하나의 압력 챔버 (10, 11) 에 연결되는 반면, 시뮬레이터 스프링 챔버는 시뮬레이터 릴리스 밸브 (20) 의 중간 연결로 압력 매체 용기 컨테이너 (3) 에 연결될 수 있다. 시뮬레이터 릴리스 밸브 (20) 는, 전기적으로 활성화될 수 있고 바람직하게는 무전류 상태에서 폐쇄되는 2/2 방 밸브로서 구현된다.
전기유압식 압력 공급 디바이스 (4) 는, 피스톤 (22) 이 회전-병진 기어 메커니즘 (도시되지 않음) 의 중간 연결로 개략적으로 나타낸 전기 모터 (23) 에 의해 활성화될 수 있는 유압식 실린더-피스톤 배열로서 구현된다. 전기 모터 (23) 및 회전-병진 기어 메커니즘은 선형 액추에이터를 형성하는데, 예를 들어, 전기 모터 (23) 의 회전자 포지션을 검출하는 것을 서비스하는 회전자 포지션 센서 (24) 로서 구현되는 센서 (24) 는, 압력 공급 디바이스 (4) 의 피스톤 (22) 의 포지션의 특성인 변수의 검출을 위해 존재한다. 피스톤 (22) 은 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 에 연결될 수 있는 압력 공간 (25) 을, 유압 라인들 (26a, 26b) 을 통해, 각각의 경우에, 하나의 전기적으로 활성화가능한 시퀀스 밸브 (27a, 27b) 와 결속시킨다. 이 상황에서, 각각의 경우 압력 공간 (25) 쪽으로 폐쇄되는 비-복귀 (non-return) 밸브가, 시퀀스 밸브들 (27a, 27b) 와는 병렬로 연결된다. 더욱이, 압력 공간 (25) 은 압력 매체 용기 컨테이너 (3) 에 그 압력 매체 용기 컨테이너 쪽으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브 (34) 를 통해 연결된다. 시퀀스 밸브들 (27a, 27b) 은, 바람직하게는 무전류 상태에서 폐쇄되는 전기적으로 활성화가능한 2/2 방 밸브들로서 구현된다. 피스톤 (22) 에 압력 상승 방향에 대한 대향 방향으로 하중을 주는 스프링 (33) 이, 압력 공간 (25) 내에 배열된다.
휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 을 활성화시키기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQ) 은, 센서 (24) 와 회전-병진 기어 메커니즘의 전달율 (transmission ratio) 의 지식에 의해 결정될 수 있다.
휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 에서의 압력을 조절하기 위하여, 유압식 압력 조절 디바이스 (5) 는, 예를 들어, 휠 브레이크 (6) 마다 하나의 입구 밸브 (28a 내지 28d) 및 하나의 출구 밸브 (29a 내지 29d) 를 포함한다. 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 또는 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 의 입력 연결들에는, (격리 밸브들 (14a, 14b) 을 갖는 라인들 (13a, 13b) 을 통한) 마스터 브레이크 실린더 (12) 의 압력 또는 (시퀀스 밸브들 (27a, 27b) 을 갖는 라인들 (26a, 26b) 을 통한) 압력 공급 디바이스 (4) 의 압력이 공급될 수 있다. 출구 밸브들 (29a 내지 29d) 의 출구 연결들은 복귀 라인들 (32a, 32b) 을 통해 무압력 압력 매체 용기 컨테이너 (3) 에 연결된다. 덧붙여서 (휠 브레이크들 및 비-복귀 밸브들 외부의) 원형 심볼들은 압력 매체 용기 컨테이너 (3) 로 이어지는 유압 라인들을 나타낸다는 것에 또한 주의한다. 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 은 무전류 상태에서 개방되는 전기적으로 활성화가능한 압력-조절 밸브들로서 유익하게 구현되고, 출구 밸브들 (29a 내지 29d) 은 무전류 상태에서 폐쇄되는 전기적으로 활성화가능한 2/2 방 밸브들로서 구현된다.
예를 들어, 연관된 입구 밸브들 (28a, 28b; 28c, 28d) 의 입구 연결들에서 우세한 압력을 검출하는 압력 센서 (30, 31) 가 각각의 브레이크 회로 섹션 (I, II) 에 배열된다. 대안으로 압력 센서가 2 개의 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 중 단지 하나에만 배열되는 것이 생각될 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 압력 센서가 압력 공간 (25) 및 시퀀스 밸브들 (27a, 27b) 사이의 라인 (26a, 26b) 에 배열될 수 있다. 이 압력 센서 또는 이들 압력 센서들에 의해, "전기지령식 제동" 운전 모드라고 지칭되는 것에서 압력 공급 디바이스 (4) 의 압력을 결정하는 것이 가능하다.
"전기지령식 제동" 운전 모드에서, 압력 공급 디바이스 (4) 의 압력은 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 에 인가된다. 이 목적을 위해, 예를 들어 시퀀스 밸브들 (27a, 27b) 은 개방되며, 그 결과 압력 공급 디바이스 (4) 는 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 에 유압식으로 연결된다. 마스터 브레이크 실린더 (12) 는 폐쇄된 격리 밸브들 (14a, 14b) 에 의해 브레이크 회로 섹션들 (I, II) 또는 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 로부터 연결해제된다. 시뮬레이터 릴리스 밸브 (20) 는 개방되며, 그 결과 페달 이동 시뮬레이터 (19) 는 활성화되거나 또는 스위치 온 된다. 브레이크 페달 (1) 이 차량 드라이버에 의해 활성화되는 경우, 압력 매체 체적은 마스터 브레이크 실린더 (12) 의 압력 챔버들 (10, 11) 로부터 페달 이동 시뮬레이터 (19) 의 시뮬레이터 챔버들 속으로 힘을 받는다. 압력 체적 특성 곡선을 결정하는 방법이 수행되지 않는 정상 제동의 경우, 모든 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 에 인가될 세트포인트 압력 (p) 을 공급하기 위하여 모든 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 의 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 은 개방되고 압력 공급 디바이스 (4) 는 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) 에 의해 작동된다. 압력 공급 디바이스 (4) 의 세트포인트 압력 (p) 의 값은, 예를 들어 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) 에서, 예를 들어, 센서들 (15 및 17) 에 의해 결정되는 운전자의 제동 요청을 기초로 결정된다. 개방된 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 에 의해 연결되는 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 속으로 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQ) 은, (예를 들어 회전자 포지션 센서 (24) 에 의해) 압력 공급 디바이스 (4) 의 피스톤 (22) 의 직접적으로 또는 간접적으로 검출된 포지션을 기초로 결정될 수 있다.
예시적인 브레이크 시스템의 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어를 위해, 각각의 휠 브레이크 (6a 내지 6d) 에 대해, 휠 브레이크 i (여기서 i=6a, 6b, 6c, 6d 또는 i=RL, FR, RR, FL) 의 압력/체적 특성 곡선 Vi(p) 로서 지칭되는 압력의 함수로서 용량이 개별적으로 알려진다면 유익하다.
도 2는 휠 브레이크들 (i=1, 2,.., n) 의 압력/체적 특성 곡선들 Vi(p) (예를 들어 n=4 개의 휠 브레이크들이고 여기서 i=RL, FR, RR, FL) 을 결정하는 예시적인 방법을 도시하는 개략적 블록 회로도이다. 차량 운전자에 의한 모터 차량의 정상 동작 또는 제동 기능, 예를 들어 적응적 순항 제어 기능 동안, 제동 감속 (aBrake) 이 요구되면, 대응하는 압력은 상승하고, 적절하다면, 압력에서의 후속하는 감소가, m=1 내지 mmax인 특정 그룹들 (Gm) 에서 압력 값들 (pj) 을 갖는 휠 브레이크들에 의해 수행된다.
그 압력은 여기서는 감속이 운전자 또는 요청하는 기능이 예측하는 값에 대응하는 그러한 방식으로 증가된다 (블록 100). 압력 공급 디바이스 (4) 의 압력의 개별 값 (pj) 은 도 1에 관하여 이미 설명된 바와 같이 압력 센서로 측정되고 및/또는 모니터링될 수 있다.
휠 브레이크들의 그룹 (Gm) 에서 압력 프로파일을 설정하기 위하여, 그룹 Gm에 연관된 휠 브레이크들은 블록 101에서 그것들의 입구 밸브들에 의해 압력 공급 디바이스 (4) 에 연결되고, 다른 휠 브레이크들은 그것들의 입구 밸브들에 의해 압력 공급 디바이스 (4) 로부터 연결해제된다. 이 상황에서, 휠 브레이크 그룹 (Gm) 을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 은 압력 값 (pj) 마다 결정되고 저장된다.
휠 브레이크들의 각각의 미리 결정된 그룹 (Gm) 에 대해, 즉, m=1, 2, ..., mmax에 대해, 휠 브레이크 그룹 (Gm) 을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 은 압력 값 (pj) 마다 결정되고 저장된다. 다시 말해서 도 2에서는 블록 102에서 m=mmax인 마지막 그룹 (Gm) 에 대해 압력 매체 체적 (VDQm) 이 압력 (pj) 에 대해 결정 완료된 것이 검출되기까지 (질의 102에서 "예") 블록들 (101, 102, 103) 은 실행된다. 블록 104에서, 휠 브레이크 그룹 (Gm) 을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적들 (VDQm) 의 값들은 그러면 m=1, 2, ..., mmax에 대해 압력 (pj) 을 위해 제시된다. 블록 105에서, 대응하는 압력 (p=pj) 에 대한 휠 브레이크들 (i=1, 2, ..., n) 의 휠 체적들 (Vi) (예를 들어 n=4 개의 휠 브레이크들이고 여기서 i=RL, FR, RR, FL; 다시 말해서 휠 체적들 (VFL, VFR, VRL, VRR)) 은 압력 매체 체적들 (VDQm) 로부터 결정된다.
휠 브레이크들의 완전한 압력/체적 특성 곡선들 Vi(p) 을 획득하기 위하여, 설명된 프로시저 (휠 브레이크 그룹들의 압력 매체 체적들 (VDQm) 의 측정 및 휠 체적들 (Vi) 의 결정) 는, 예를 들어 다양한 상용 제동 동작들 동안 다양한 압력 값들 (pj) 에서 수행된다. 휠 체적들 (Vi) 이 충분히 큰 수의 압력 값들에서 존재하면, 압력/체적 특성 곡선들 Vi(p) 는, 예를 들어 보간 또는 최소 제곱 평균의 방법에 의해 결정될 수 있다.
정상 제동의 경우, 압력 상승은 그러므로 휠 브레이크들의 특정 (상이한) 그룹들 (Gm) 에서 수행된다. 개개의 휠 브레이크들의 용량 (Vi) 은 압력 공급 디바이스의 다양한 압력들에서 복수의 (상이한) 휠 브레이크 그룹들 (Gm) 의 용량 (VDQm) 으로부터 계산된다.
4 개의 휠 브레이크들 (n=4, 여기서 FL은 왼쪽 앞을 의미하며, FR은 오른쪽 앞을 의미하며, RR은 오른쪽 뒤를 의미하고 RL은 왼쪽 뒤를 의미한다) 의 경우에 휠 브레이크 그룹들의 하나의 가능한 선택은, 모두 4 개의 휠 브레이크들 (FL, FR, RR, RL) 을 포함하는 그룹 (G1), 및 3 개의 상이한 휠 브레이크들을 각각 포함하는 그룹들 (G2, G3, G4 및 G5) 로 이루어진다. 각각의 휠 브레이크 그룹 (m) 에 대해, 휠 브레이크 그룹을 활성화하기 위하여 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 은, 그룹 (m) 에 연관된 휠 브레이크들에 의해 취해지는 휠 체적들 (Vi) 의 합으로 이루어진다. 대응하여, 다음의 방정식 체계가 생성된다:
그룹
Figure 112014094668899-pct00001
휠 체적들 (VFL, VFR, VRL, VRR) 은 그러면 측정된 체적들 (VDQ1, VDQ2, VDQ3, VDQ4 및 VDQ5) 로부터 그 방정식 체계를 기초로 결정된다. 이는 4 개의 미지수들 (VFL, VFR, VRL, VRR) 및 5 개의 방정식들을 갖는 체계이며, 그것들 중 하나의 방정식은 각각의 경우에 필요 없게 될 수 있다.
하나의 프론트 휠 및 양쪽 리어 휠들이 제동되는 차량은 불안정함을 경험할 경향이 있으므로, 전술한 휠 브레이크 그룹들 (G4 및 G5) 의 각각에서 단지 하나의 프론트 휠만 제동되지 않는 휠 브레이크 그룹들 (G4 및 G5) 을 없애는 것이 특히 유익하다. 대신, 예를 들어, 단지 하나의 대각선에서 압력이 상승되며, 즉, 대각선으로 서로 대향하게 놓인 2 개의 휠 브레이크들 (FL, RR 및 FR, RL) 을 각각 포함하는 휠 브레이크 그룹들 (G4' 및 G5) 이, 번갈아 사용된다. 그 결과 다음의 방정식 체계가 생성된다:
그룹
Figure 112014094668899-pct00002
휠 체적들 (VFL, VFR, VRL, VRR) 을 평가/결정하기 위한 방정식들 (1), (4) 또는 (5) 중 하나가 여기서 또한 필요 없게 될 수 있다.
결과적인 선형 방정식 체계들이 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛의 소프트웨어 패키지에서 위에서 읽힐 수 있는 시스템 매트릭스들의 역들을 저장함으로써 바람직하게 풀이된다.
대안으로, 과잉결정된 방정식 체계가 최소 제곱 평균의 방법에 따라 근사적으로 풀이될 수 있다.
대각선으로 서로 대향하게 놓인 2 개의 휠 브레이크들 (FL, RR 및 FR, RL) 을 포함하는 휠 브레이크 그룹 (G4' 또는 G5) 대신, 휠 브레이크 그룹은 단지 2 개의 앞휠 브레이크들만을 또한 포함할 수 있다.
휠 브레이크의 압력/체적 특성 곡선들, 특히 휠 브레이크들의 서브그룹에서 (즉, 전체보다 적은 휠 브레이크들의 경우) 의 압력 상승을 결정하는 방법은, 정상 제동 동작들의 경우에만 예에 따라 수행된다. 그 방법은 제동이 낮은 차량 속력들로 수행되면 유익하게 수행된다. 차량 운동 역학적 폐쇄-루프 제어 기능 (예를 들어 휠 특정 브레이크 압력 폐쇄-루프 제어 동작) 이 일어나는 경우, 프로세스는 중단된다.
예를 들어, 차량이 동작하는 동안의 각 개개의 휠 브레이크에 대한 압력의 함수로서 용량이 획득될 수 있는 방법이 제안된다. 압력 상승이 정상 동작 동안 단지 하나의 휠에서만 일어나지 않고 또한 모터 차량의 안정성을 이유로 랜덤으로 수행되지 않아야 하므로, 이 목적을 위해, 각각의 경우에, 적어도 2 개의 휠 브레이크들의 다양한 그룹들이 바람직하게는 모터 차량의 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 압력 공급 디바이스에 의해 활성화된다.

Claims (15)

  1. 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템에서 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선 (Vi(p)) 을 결정하는 방법으로서,
    상기 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템은,
    Figure 112019009348345-pct00003
    휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 에 유압식으로 연결되거나 또는 연결될 수 있고 상기 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 을 활성화하기 위한 압력 매체 체적 (VDQ) 을 출력할 수 있는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4) 로서, 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적이 결정될 수 있는, 상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4), 및
    Figure 112019009348345-pct00004
    상기 휠 브레이크들 (6a 내지 6d) 과 상기 압력 공급 디바이스 (4) 사이의 연결을 연결해제하는, 휠 브레이크마다의 전기적으로 작동가능한 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 을 가지며,
    상기 모터 차량의 하나 이상의 상용 제동 (service braking) 동작들 동안, 상기 휠 브레이크들은 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 활성화되며 상기 휠 브레이크들을 활성화하기 위하여 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 이 결정되고, 상기 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선 (Vi(p)) 은 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적들 (VDQ1, VDQ2, VDQ3, VDQ4, VDQ5) 을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안, 2 이상의 휠 브레이크들의 다양한, 미리 정의된 그룹들 (Gm) 은 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 활성화되고, 개개의 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선 (Vi(p)) 은, 다양한 압력들에서 휠 브레이크들의 다양한 그룹들을 활성화하기 위하여 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적들 (VDQ1, VDQ2, VDQ3, VDQ4, VDQ5) 을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 출력되는 압력 매체 체적 (VDQm) 을 획득하기 위하여, 상기 압력 공급 디바이스는 2 이상의 휠 브레이크들의 그룹 (Gm) 에 연결되는 반면, 상기 압력 공급 디바이스는 다른 하나 이상의 휠 브레이크/브레이크들로부터 연결해제되고, 상기 휠 브레이크들의 그룹 (Gm) 에서의 압력 상승은 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 휠 브레이크들의 그룹들 (Gm) 은 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 시간 순으로 연속하여 활성화되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 상용 제동 동작들 동안 상기 휠 브레이크들의 그룹들 (Gm) 은 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 상이한 압력들 (pj) 로 활성화되며, 상기 압력 공급 디바이스의 개별 압력이 측정되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    2 개의 휠 브레이크들의 그룹은 대각선으로 서로 대향하는 휠 브레이크들 (FL, RR 또는 FR, RL) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    2 개의 휠 브레이크들의 그룹은 앞 차축의 2 개의 휠 브레이크들 (FR, FL) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 휠 브레이크들의 그룹들 중 어느 것도 적어도 2 개의 뒤 차축 휠 브레이크들 (RR, RL) 및 단일 앞 차축 휠 브레이크만을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    활성화된 휠 브레이크들의 개별 그룹 (Gm) 에서 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의해 상승된 압력 (pj) 은, 차량 드라이버 또는 제동 기능에 의해 요청된 제동 감속 (aBrake) 이 달성되는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법은, 미리 정의된 임계 값보다 낮은 차량 속력들에서의 제동 동작들 동안 배타적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선 (Vi(p)) 을 획득하기 위한 상기 압력 공급 디바이스 (4) 에 의한 휠 브레이크들의 활성화는, 브레이크 압력 제어 기능이 요청되거나 또는 필요하게 되자마자 인터럽트되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 브레이크들의 상이한 그룹들 (Gm) 의 수 (mmax) 는 상기 휠 브레이크들의 수 (n) 이상이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    각각의 휠 브레이크에 대한 용량 (Vi) 은 선형 방정식 체계를 기초로 결정된 압력 매체 체적들 (VDQ1, VDQ2, VDQ3, VDQ4, VDQ5) 로부터, 미리 정의된 또는 미리 결정된 압력 (pj) 에 대해 획득되는 것을 특징으로 하는 휠 브레이크의 압력-체적 특성 곡선을 결정하는 방법.
  14. 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) 을 갖고, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 방법이 상기 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) 에서 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템으로서,
    상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4) 및 상기 전기적으로 작동가능한 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 을 가지며,
    상기 전자 개방-루프 및 폐쇄-루프 제어 유닛 (7) 은 상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (4) 및 상기 입구 밸브들 (28a 내지 28d) 을 활성화하는, 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    브레이크 페달 (1) 에 의해 활성화될 수 있고 연결해제 가능한 방식 (14a, 14b) 으로 상기 휠 브레이크들에 연결되는 마스터 브레이크 실린더 (12) 를 더 갖는 것을 특징으로 하는 모터 차량들을 위한 브레이크 시스템.
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