KR102182949B1 - 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 "브레이크 바이 와이어 (brake-by-wire)" 동작 모드에서 바람직하게 작동될 수 있는 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 을 조절하기 위한 방법을 개선하는 것에 관한 것이며, 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 은, 전자 제어 및 조절 유닛 (102) 에 의해 작동될 수 있고, 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들 (100) 에 연결되거나 연결가능하고, 휠 브레이크들 (100) 이 적어도 하나의 압력 조절 밸브 (88) 를 통해 유압식으로 작동될 수 있는 압력 공급 장치 (8) 를 포함하고, 압력 공급 장치 (8) 는 유압식 압력 챔버 (38) 를 갖는 실린더-피스톤 어셈블리 (40) 를 포함하고, 실린더-피스톤 어셈블리 (40) 의 압력 피스톤 (32) 은 전자기계식 액추에이터 (14) 에 의해 휴지 위치 (50) 에 대하여 이동가능하며, 공칭 압력 값은 각각의 휠 브레이크 (100) 에 대하여 결정되고, 실린더-피스톤 어셈블리는 공칭 압력 값들이 결정되는 미리 결정된 사전 압력이 유압식 압력 챔버에서 피스톤을 이동시킴으로써 조정되도록 작동되며, 사전 압력 실제 값 및 액추에이터 속도 실제 값이 확인되고, 파일럿 압력 공칭 값이 결정되며, 사전 압력 공칭 값 (P_nominal) 및 사전 압력 실제 값 (P_actual) 은 압력 레귤레이터와 압력 레귤레이터의 다운스트림에 연결되는 속도 레귤레이터를 포함하는 레귤레이터 디바이스에 입력 파라미터들로서 제공되고, 압력 레귤레이터는 액추에이터 속도 공칭 값을 출력하고, 액추에이터 속도 공칭 값 및 액추에이터 속도 실제 값은 속도 레귤레이터에 입력 파라미터들로서 제공되며, 속도 레귤레이터에 제공되는 액추에이터 속도 공칭 값은 상기 브레이크들의 개수에 의존하여 변경되며, 현재 브레이크 상황은 더 정확히 검출된다. 본 발명에 따라, 상기 변경은 스케일링 인자 (K) 와의 곱셈에서 존재하고, 스케일링 인자 (K) 는 오직 유압식 압력 챔버에 유압식으로 연결되는 브레이크들의 수에 의존한다.

Description

브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A BRAKE SYSTEM}

본 발명은 "브레이크 바이 와이어 (brake-by-wire)" 동작 모드에서 바람직하게 작동될 수 있는 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법에 관한 것이며, 전자 유압식 브레이크 시스템은, 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛에 의해 작동될 수 있고, 유압식으로 활성화된 휠 브레이크들에 연결되거나 연결될 수 있고, 휠 브레이크들이 적어도 하나의 압력 조절 밸브를 통해 유압식으로 활성화될 수 있는 압력 공급 장치를 포함하고, 상기 압력 공급 장치는 유압식 압력 챔버를 갖는 실린더-피스톤 어셈블리를 포함하고, 실린더-피스톤 어셈블리의 압력 피스톤은 전자기계식 액추에이터에 의해 휴지 위치에 대하여 슬라이드될 수 있으며, 상기 세트포인트 압력 값이 각각의 휠 브레이크에 대하여 결정되고, 상기 실린더-피스톤 어셈블리는 세트포인트 압력 값들로부터 결정되는 미리 결정된 파일럿 압력이 유압식 압력 챔버에서 피스톤을 슬라이드하는 것에 의해 세팅되는 방식으로 작동되며, 파일럿 압력 실제 값 및 액추에이터 속도 실제 값이 획득되고, 파일럿 압력 세트포인트 값이 결정되며, 파일럿 압력 세트포인트 값 및 파일럿 압력 실제 값은 압력 레귤레이터와 압력 레귤레이터의 다운스트림에 연결된 속도 레귤레이터를 포함하는 레귤레이터 디바이스에 입력 변수들로서 제공되며, 압력 레귤레이터는 액추에이터 속도 세트포인트 값을 출력하고, 액추에이터 속도 세트포인트 값 및 액추에이터 속도 실제 값은 속도 레귤레이터에 입력 변수들로서 제공되며, 상기 속도 레귤레이터에 제공되는 액추에이터 속도 세트포인트 값은 브레이크들의 개수에 따라 변경된다. 본 발명은 또한, 대응하는 디바이스 및 브레이크 시스템에 관한 것이다.

브레이크 시스템들, 특히 전자 유압식 브레이크 시스템들의 "브레이크 바이 와이어" 동작 모드는 드라이버에 의한 브레이크 페달의 활성화의 기계 유압식 디커플링 (mechanical-hydraulic decoupling) 을 야기한다. 이러한 맥락에서, 드라이버는 가능하면 쾌적하고 익숙한 페달 감각을 드라이버에게 제공하는, 시뮬레이터 또는 브레이크 페달 감각 시뮬레이션 디바이스를 활성화시킨다. 그러나, 이러한 활성화 결과로서, 종래의 유압식 브레이크 시스템들에서와 같이, 브레이크 용액이 브레이크 회로들로 직접 틈입 (force into) 되지 않는다. 대신에, 시뮬레이터의 활성화 동안, 드라이버의 제동 요청이 결정되고, 이는 그 후에 세트포인트 제동 토크 또는 세트포인트 브레이크 압력의 결정시 포함된다. 그 후에, 개루프 및 폐루프 제어 유닛에 의해 작동되는 압력 공급 장치를 사용하여, 브레이크 회로들에서 압력의 능동적인 증가에 의해 실제 제동이 수행된다. 증가된 압력으로부터의 브레이크 페달의 활성화의 유압식 디커플링에 의해, 그러한 브레이크 시스템들에서 편리하게, ABS, ESP, TCS, 경사 시동 보조장치, 등과 같은 다수의 기능부들을 구현하는 것이 가능하다.

이러한 타입의 브레이크 시스템들에서, "바이 와이어" 동작 모드가 실패하거나 방해되는 경우, 브레이크 페달을 활성화시킬 때, 차량의 드라이버가 근력에 의해 차량을 정지시킬 수 있는 유압식 폴백 레벨이 통상적으로 제공된다. 정상 동작 모드에서, 브레이크 페달 활성화와 브레이크 압력의 증가 간에 전술된 유압식 디커플링이 페달 디커플링 유닛에 의해 야기되는 반면, 폴백 레벨에서 이러한 디커플링이 제거되며, 그 결과 드라이버는 브레이크 용액을 브레이크 회로들에 직접 틈입할 수 있다.

현대의 자동차들은 더 이상, ABS, ESP, TCS 와 같은 자동 조절 시스템들 없이는 상상할 수도 없으며, 이들은 차량 보유자들의 안전을 높은 정도로 증가시킨다. 자동 조절 시스템들은 일반적으로, 불안정한 움직임의 다이내믹 상황 (휠의 회전, 미끄러짐, 등) 이 검출될 경우 개입하고, 개별 휠들의 선택적인 제동 및 릴리즈에 의해 차량을 안정적인 움직임의 다이내믹 상태로 복귀시킨다. 전체 브레이크 압력이 드라이버에 의해 근력을 사용하여 적용되어야 하는 종래의 유압식 브레이크 시스템들에서, 이들 조절 시스템들은 오직 선택적으로 브레이크 압력을 감소시킬 수 있고, 드라이버의 압력보다 높은 임의의 압력을 독립적으로 생성할 수 없는 반면, 활성의, 특히 전자 유압식의 브레이크 시스템들은 압력이 또한 실제 시스템에 의해 독립적으로 또는 능동적으로 생성되거나 증가될 수 있는 방식으로 구성된다.

조절 프로세스들에서, 파일럿 압력은 압력 챔버에서 능동적으로 증가된다. 파일럿 압력은 본원에서 압력 피스톤이 슬라이드되는 유압식 압력 챔버 내의 압력을 표시한다.

특히, "브레이크 바이 와이어" 동작 모드에서 동작될 수 있는 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법은, 예컨대 DE 10 2011 076 675 A1 로부터 알려져 있다. 상기 문헌에서, ABS, TCS, ASR 등과 같은 조절 기능들을 갖는 브레이크 시스템이 조절되며, 여기서 각각의 조절 프로세스에는 스케일링 인자가 할당되고, 각 경우에 이들 개별 스케일링 인자들 중 최소 인자가 현재 스케일링 인자로서 사용된다. 이러한 인자를 고려함으로써, (스케일링 인자가 1 인 결과로) 모든 휠 브레이크들 (100) 이 압력 챔버에 유압식으로 연결되는 정상 제동 기능과 비교하여, 더 신중한 부스터 압력 레귤레이터의 개입이 수행되며, 이는 세트포인트 회전 속도가 능동 조절 기능들에 따라 스케일링 인자에 의해 스케일 다운되고, 따라서 조절 회로에 강하게 관여하지 않기 때문이다. 스케일링 인자의 크기 및 따라서 스케일링되지 않은 압력 조절 생산 변수에서 감소의 정도는 어떤 브레이크 조절 또는 보조 기능이 활성인지에 의존한다.

그러한 조절 정책을 갖는 단점은, 개별 인자의 선택의 결과로서 특정 제동 상황이 오직 암시적으로, 따라서 매우 정확하지 않게 검출된다는 것이다. 사실, 압력 레귤레이터에 의한 감쇠된 개입을 요구하는 휠-선택 조절 개입들이 수행된다는 사실이 원칙적으로 고려되지만, 얼마나 많은 휠 브레이크들 및 어떤 휠 브레이크들이 그 후에 실제로 선형 액추에이터에 유압식으로 연결되는지는 고려되지 않는다. 그러므로, 스케일링 인자는 오직 현재 상황을 이를테면, 평균적으로 또는 포괄적으로 설명한다.

또한, 앞서 언급된 문헌에서, 추가로 브레이크를 구현하지 않고, 브레이크들의 개수를 고려하는 것이 대안적으로 또는 부가적으로 제안된다.

그러므로, 본 발명은 현재 제동 상황이 매우 정확하게 검출되는 방식으로 전술된 것과 같은 방법을 향상시키는 목적에 기초한다. 추가로, 그러한 방법을 수행하기 위한 디바이스 및 전자 유압식 브레이크 시스템이 명시될 것이다.

그 방법과 관련하여, 상기 목적은, 상기의 변경이 스케일링 인자에 의한 액추에이터 속도 세트포인트 값의 곱셈을 포함하고, 스케일링 인자는 유압식 압력 챔버에 연결된 유압식 브레이크들의 수에 독점적으로 의존한다는 사실에 의해, 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 유리한 개선들은 독립 청구항들의 청구물이다.

본 발명은, 일정한 스케일링 인자들을 갖는 DE 10 2011 076 675 A1 에서 제안된 조절 정책이, 압력 레귤레이터에 의한 감쇠된 개입을 요구하는 휠-선택적 개입들이 발생한다는 사실을 고려하지만, 얼마나 많은 휠 브레이크들과 어떤 휠 브레이크들이 그 후에 선형 액추에이터에 실제로 연결되는지는 고려하지 않는다는 개념에 기초하며, 그 결과 거기에 사용된 스케일링 인자는 항상 오직 원하는 결과를 평균적으로 제공한다. 특히, ABS 조절 프로세스의 경우에, 또한 다른 조절 기능들에서, 연속하여 변화하는 조절된 시스템은 압력 레귤레이터의 밸브 활동들로 인해 발생한다.

지금까지 인식된 것과 같이, 스케일링 인자의 계산 시 압력 챔버 또는 파일럿 압력 챔버에 유압식으로 연결된 휠 브레이크들의 수를 명시적으로 및 독점적으로 고려하는 것은, 시스템 압력 레귤레이터의 조절 품질에서, 그러므로 또한 제동 품질에서 상당한 향상들을 발생한다. 특히, ABS 조절 프로세스의 경우에, 또한 다른 제동 조절 기능들 또는 제동 보조 기능들에서, 압력 조절기에 대한 밸브 활동들은 연속해서 변화하는 조절 시스템을 발생하며, 그 결과 스케일링 인자의 계산 시 압력 챔버에 유압식으로 연결되는 브레이크들의 수를 고려하는 것은 시스템 압력 레귤레이터의 조절 품질에서, 그러므로 제동 품질에서 상당한 향상들을 발생한다.

그러나, 상기의 맥락에서, 개별 브레이크들이 스케일링에 포함되는 정도, 즉 스케일링 인자의 계산시 그들의 기여도가 개별적으로 얼마나 가중되는지는 또한 중요하다. 이와 관련하여 인식되는 것과 같이, 각각의 브레이크의 기여도는 바람직하게, 상기 브레이크의 제동 매체 볼륨이 특정 브레이크 압력을 생성하는데 대한 기여로서 사용된다는 사실로 인해, 최적 방식으로 검출될 수 있다. 따라서, 브레이크 시스템의 전체 볼륨 중 개별 브레이크의 볼륨 부분은 스케일링 인자의 결정시 유리하게 고려된다.

개별 브레이크의 볼륨 부분은 바람직하게 휠 브레이크 상대 볼륨이고, 휠 브레이크 상대 볼륨은 바람직하게 계산되거나 획득되고, 그 후에 미리 정의된 값으로 사용된다. 그러므로, 예를 들어, 각 경우에, 30% 의 개별 휠 브레이크 상대 볼륨을 전방 휠 브레이크들에 할당하고, 각 경우에 20% 의 휠 브레이크 상대 볼륨을 2 개의 후방 휠 브레이크들에 할당하는 것이 가능하며, 그 결과 모든 휠 브레이크들의 전체 상대 볼륨에 대하여 100% 의 합이 획득된다.

그 방법은 ABS, TCS, ASR 등과 같은 적어도 하나의 조절 기능을 갖는 브레이크 시스템에서 유리하게 사용된다. 그러한 조절 프로세스들은 가능한 한 정확하게 조절 개입들을 수행하기 위해 적절한 액추에이터 속도의 규칙적인 결정을 요구한다. 액추에이터 속도는, 샤프트, 특히 액추에이터의 전기 모터의 샤프트 또는 액추에이터에 커플링된 및/또는 연결된 및/또는 액추에이터에 의해 구동되는 샤프트의 회전인 것으로 이해된다.

개별적인 순간적으로 유압식으로 연결된 브레이크들을 고려하기 위해, 상대 볼륨은 유리하게, 개별 휠 브레이크들의 휠 브레이크 상대 볼륨들의 합으로서 결정되며, 여기서 개별 휠 브레이크 상대 볼륨은, 상기 휠 브레이크가 현재 유압식으로 연결될 때 수치 100 이 곱해진, 전체 볼륨으로 나눈 상기 개별 휠 브레이크의 휠 브레이크 볼륨의 몫으로서 계산되고, 그렇지 않으면 0 이며, 여기서 스케일링 인자는 상기 상대 볼륨의 함수이다.

일반적으로, 부등식 0 < K_min <= K_setp <= 1.0 이 스케일링 인자 K_setp 에 적용되며, 여기서 K_min 은 0 과 1 사이의 최소 값이다. 이하 텍스트에서, 상기 부등식에 의해 표현되는 것과 같이, 액추에이터 세트포인트 속도를 감소시키거나 일정하게 유지하는 것이 고려되며, 여기서 값 K_setp = 1.0 은 예컨대, 정상 제동 기능에서, 모든 휠 브레이크들이 압력 챔버에 유압식으로 연결되는 경우에 대한 스케일링 인자를 나타낸다.

바람직한 실시형태에서, 스케일링 인자는 상대 볼륨에 선형으로 의존하며, 즉, 상대 볼륨은 그 함수에 선형으로 포함된다.

스케일링 인자는 바람직하게, K_setp = K_min + (1.0 - K_min) * V_{rel ,total}/100 에 따라 계산되며, 여기서 V_{rel ,total} 은 압력 챔버에 유압식으로 연결되는 휠 브레이크들의 상대 볼륨을 표시한다. 상대 볼륨 V_{rel ,total} 이 0 과 100 사이의 값들을 가정하기 때문에, 상대 볼륨에 선형으로 의존하는 1.0 까지의 K_min 의 값의 범위가 스케일링 인자에 대하여 획득된다.

0.1 과 0.4 사이의 값, 특히 0.2 의 값은 바람직하게, 본원에서 최소 스케일링 인자 (K_min) 를 위해 선택된다.

상대 볼륨의 계산 방법으로 인해, 상대 볼륨은 어떤 연속적인 시간 프로파일도 갖지 않는다 (상대 볼륨은 휠 브레이크가 유압식으로 연결되거나 연결해제될 경우, 통상적으로 항상 점프들을 갖는다). 새롭게 계산된 스케일링 인자가 조절을 위해 직접 사용된다면, 액추에이터 세트포인트 속도에서 움직임 또는 급작스러운 점프들이 발생할 수 있고, 따라서 압력 레귤레이터에 의해 파괴적인 여기 (disruptive excitation) 들이 발생할 수 있다. 이러한 이유로, 이를테면, 스케일링 인자의 프로파일을 특정 정도로 감쇠시키거나 평활화시키는 것이 유리하다.

그러므로, 스케일링 인자 또는 그 값은 유리하게, 재계산 직후에 대체되는 것이 아니라, 이전의 스케일링 인자가 새롭게 계산된 스케일링 인자의 방향으로 변화되며, 여기서 스케일링 인자의 최대 변화는 이전의 스케일링 인자와 새롭게 계산된 스케일링 인자 간의 차이에 의존한다. 새롭게 계산된 스케일링 인자의 방향으로의 변화는 여기서, 스케일링 인자의 신규 값과 스케일링 인자의 이전 값 간에 차이가 형성되는 것을 의미한다. 이러한 차이의 크기에 의존하여, 그 후 변화 값이 계산되며, 이전에 정의된 값 또는 차이의 함수일 수 있다. 이러한 변화 값은 차이와 동일한 부호를 가지며, 그 후에 현재 유효한 스케일링 인자의 새로운 값을 획득하기 위해 이전 스케일링 인자에 부가된다. 이러한 프로세스는 스케일링 인자 (K_setp) 의 타겟 값이 도달될 때까지 각각의 샘플링 시간에 반복된다. 변화 값은 유리하게, 절대값이 더 작거나 그 차이와 사이즈가 동일하다 (만약 정확하게 동일한 사이즈이면, 상승에 제한이 없고, 그 변화가 직접 전달된다).

개별 입구 밸브 및/또는 액추에이터 연결 밸브의 상태는 바람직하게, 개별 휠 브레이크 상대 볼륨을 결정하기 위해 고려된다. 이들 밸브들의 상태들은, 개별 브레이크가 압력 챔버에 순간적으로 유압식으로 연결되는지의 여부에 관한 정확히 타이밍된 정보를 제공한다.

스케일링 인자는 바람직하게, 규칙적인 시간 간격들로, 바람직하게 1 ms 와 5 ms 사이, 특히 매 2 ms 마다의 간격들로 결정된다. 그러한 짧은 스캐닝 간격들로, 스케일링 인자는 예컨대, 완전 제동 또는 회피 기동과 같은 고 다이내믹 조절 프로세스에서 매우 신속하게 추적될 수 있어서, 세트포인트 브레이크 압력의 정확한 세팅이 가능하다.

그 디바이스에 대하여, 앞서 언급된 목적은 본 발명에 따라, 전술된 것과 같은 방법을 구현하기 위한 수단으로 달성된다. 이러한 목적을 위해, 특히 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛이 제공되며, 바람직하게 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있는 적어도 하나의 조절 회로를 포함한다.

브레이크 시스템에 대하여, 앞서 언급된 목적은 본 발명에 따라 이러한 종류의 디바이스로 달성된다.

본 발명의 장점들은 특히, 현재 유압식으로 연결된 브레이크들을 고려하는 것이, 스케일링 인자의 결정 동안 파괴적인 여기에 민감하지 않고 정확한 방식으로 액추에이터를 작동시키게 한다는 사실에 있다. 유압식의 파괴적인 여기는 스케일링 인자를 감쇠시킴으로써 감소될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태는, 매우 개략적인 예시에서, 이하 도면들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 바람직한 실시형태에서 방법을 수행하기 위한 개루프 및 폐루프 제어 유닛을 갖는 전자 유압식 브레이크 시스템을 도시한다.
도 2 는 다수의 방법 단계들을 수행하기 위한 조절 회로의 블록 회로 다이어그램을 도시한다.
도 3 은 다수의 방법 단계를 수행하기 위한 추가의 조절 회로의 블록 회로 다이어그램을 도시한다.
동일한 부분들에는 모든 도면들에서 동일한 참조 심볼들이 제공된다.

도 1 에 도시된 활성의 또는 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 은 전자 기계식 액추에이터 (14) 를 포함하는 압력 공급 장치 (8) 를 포함한다. 액추에이터 (14) 는 전기 모터 (20) 및 트랜스미션 (26) 을 포함하고, 압력을 증가시키기 위해, 압력 증가 방향 (44) 으로 압력 피스톤 (32) 을 유압식 압력 챔버 (32) 내로 슬라이드한다. 실린더-피스톤 어셈블리 (40) 는 압력 피스톤 (32) 과 압력 챔버 (38) 에 의해 구현된다. 압력을 증가시키기 위해, 압력 피스톤 (32) 은 예컨대, 휴지 위치 (50) 로부터 압력 위치 (56) 로 이동하고, 그 결과 한정된 볼륨의 압력 매체가 압력 챔버 (38) 로부터 라인 (62), 추가로 라인 (74) 을 통해 휠 브레이크 회로 (80) 로 작용되며, 여기서 개방형 입구 밸브 (88) 를 통해 브레이크 라인 (94) 으로 및 추가로 휠 브레이크 (100) 로 작용된다. 그러므로, 휠 브레이크 (100) 에서 압력이 증가된다. 추가의 압력 위치들 (58, 64, 66) 이 예로서 도시된다. 도 1 에서, 오직 하나의 휠 브레이크 회로 (80) 가 예시된다. 자동차에서, 통상 4 개의 휠 브레이크 회로들 (80) 이 제공되며, 각각 개별 라인 (62) 및 개별 라인 (62) 에 연결된 분리 밸브를 통해 압력 챔버 (38) 에 연결될 수 있다. 각각의 휠 브레이크 (100) 는 그 후에, 개별 밸브 쌍 (88, 106) 이 할당된다. 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛 (102) 은 전술된 컴포넌트들을 작동시키는 기능을 한다. 액추에이터 (14) 는 액추에이터 연결 밸브 (90) 를 통해 휠 브레이크 회로 (80) 에 유압식으로 연결될 수 있다.

브레이크 압력 감소는 압력 피스톤 (32) 을 다시 휴지 위치 (50) 의 방향으로, 즉 압력 증가 방향 (44) 의 반대로 슬라이딩 또는 이동시킴으로써 발생할 수 있다. ABS 조절 프로세스에서 요구되는 것과 같은, 신속한 브레이크 압력 감소는 또한, 역류 방지 밸브 (non-return valve; 92) 가 병렬로 연결된 입구 밸브 (88) 및 출구 밸브 (106) 를 활성화시킴으로써 가능하며, 여기서 출구 밸브 (106) 는 휠 브레이크 회로 (80) 또는 브레이크 (100) 가 브레이크 용액 컨테이너 (118) 또는 저장소에 연결되는 유출 라인 (112) 으로 연결된다. 브레이크 압력을 감소시키기 위해, 입력 밸브 (88) 또는 압력 조절 밸브는 폐쇄되고, 출구 밸브 (106) 는 특정 시간 동안 개방된다. 결과적으로, 브레이크 용액 또는 압력 매체는 휠 브레이크 (100) 외부에서 브레이크 라인 (94) 을 통해 브레이크 용액 컨테이너 (118) 내로 흐른다. 그 후에, 압력 감소의 이러한 측정은, 압력 챔버 (38) 가 복수의 휠 브레이크들을 병렬로 서비스하는 경우 적절하다. 역류 방지 밸브 (124) 는 라인 (62) 에서 갈라지는 라인 (120) 으로 연결된다.

특히, 도 1 에 도시된 밸브 쌍 (88, 106) 을 통한 휠-특정 압력 감소의 경우에, 볼륨은 압력 챔버 (38) 로부터 브레이크 용액 컨테이너 (118) 내로 유출되며, 결과적으로 피스톤 (32) 은 특히 ABS 제동 동작 동안, 종단 위치 (58; 종단 정지) 의 방향으로 점진적으로 이동하고, 그 결과 몇몇 조절 사이클들 이후에, 압력의 어떤 추가의 증가도 가능하지 않다. 브레이크 용액 컨테이너 (118) 로부터의 유체 볼륨은 다시 라인 (120) 및 역류 방지 밸브 (124) 를 통해 압력 챔버 (38) 내로 흡인될 수 있다.

브레이크 시스템 (2) 의 대안적인 개선에서, 압력 챔버 (38) 는 안전을 이유로, 복수의 압력 챔버들 또는 압력 피스톤들을 갖는 멀티-회로, 특히 2-회로 방식으로 구현될 수 있으며, 여기서 압력 챔버들은 휠 회로들 또는 브레이크 회로들에 대각 방향으로 또는 축 방향으로 (흑-백) 할당될 수 있다.

조절 방법에 의해 미리 정의된 시스템 압력 또는 시스템 압력 프로파일을 세팅해야하는 필요성은, 드라이버가 브레이크 페달을 활성화시킴으로써 자동차의 모든 휠들에 대하여 일반적인 브레이크 압력을 요청할 때마다 또는 이러한 압력 요청이 보조 기능 (ACC, HSA, HDC 등) 에 의해 전송될 경우에, 또는 예컨대, ABS, TCS 또는 ESP 와 같은 특별한 휠-특정 브레이크 조절 기능이 활성인 경우에, 발생한다.

보조 기능들은 통상적으로, 브레이크 페달을 사용하여 드라이버에 의해 트리거되는 기본적인 제동의 경우와 유사하게, 모든 휠들에 대하여 일반적인 브레이크 압력을 요구한다. 그러한 경우들에서, 입구 밸브 (88) 가 개방될 때의 압력은 플런저 또는 압력 피스톤 (32) 을 미리 이동시킴으로써, 모든 브레이크 회로들에서 동일한 정도로 생성된다. 안티-로크 제동 기능 ABS 은 일반적으로 압력 챔버 (38) 에 의해 개별 휠들로 적용된 압력만을 제한 또는 감소시켜 개별 휠들을 최적 제동 슬립 지점에서 유지시킨다.

견인 제어 TCS 의 경우에, 과도한 구동 토크로 인해 회전하도록 기울어지는 개별 휠들은 선택적으로 제동된다. 이러한 목적을 위해, 브레이크 시스템은 압력이 드라이버에 의해 요청되지 않은 압력 챔버 (38) 에서 압력을 능동적으로 생성해야만 한다. 압력 챔버 (38) 로부터의 압력은 그 후에, 구체적으로 개별 밸브들 (88, 106) 을 통해, 제동될 휠의 개별 휠 브레이크 (100) 내로 전도되어야만 하며, 조절되지 않고 유지되는 다른 휠들의 브레이크 회로들은 그들의 입구 밸브들 (88) 을 사용하여 압력 챔버 (38) 로부터 연결해제된다.

동일한 것이 전자 안정성 프로그램 ESP 에 적용된다. 이러한 맥락에서, 브레이크 압력들은 또한, 수직 축 주위의 차량의 다이내믹스에 영향을 주기 위해 개별 휠들에 능동적이고 선택적으로 적용된다.

이러한 모든 경우들에서, 챔버 또는 압력 챔버 (38) 에서의 파일럿 압력은 최대 브레이크 압력 요청을 갖는 휠에 필수 브레이크 압력이 신뢰할만하게 제공될 수 있도록 하는 방식으로 세팅될 것이다. 파일럿 압력 챔버 또는 압력 챔버 (38) 에서보다 더 적은 브레이크 압력을 요구하는 휠에서, 압력은 휠과 결합된 입구 밸브 (88) 가 연속해서 또는 일시적으로 폐쇄된다는 사실로 인해 제한되어야 한다. 그 후에, 휠이 이미 세팅된 것보다 더 낮은 브레이크 압력을 요구하는 경우 및 파일럿 압력이 원하는 휠 압력보다 높은 경우, 브레이크 용액은 결합된 출력 밸브 (106) 에 의해 휠 브레이크 (100) 로부터 브레이크 용역 컨테이너 (118) 내로 유출되어야 한다.

요구되는 시스템 압력을 세팅하기 위해 조절 방법에 의해 실행되는 요건들에 대하여, 이는 연속하여 변화하는 조절된 시스템이 압력 조절을 위해 존재한다는 것을 의미한다. 얼마나 많은 입구 밸브들 (88) 이 특정 시간에 개방되는지에 의존하여, 전체 제동 시스템 또는 브레이크 시스템 (2) 의 볼륨 흡수율 및 따라서 강성 (rigidity) 은 변화한다. 휠 브레이크 (100) 또는 복수의 휠 브레이크들 (100) 에서의 압력이 압력 챔버 (38) 에서 세팅된 압력 미만이고, 휠 브레이크 (100) 에 할당된 입구 밸브 (88) 가 제동 압력을 증가시키기 위해 개방된다면, 그 후 존재하는 추가의 볼륨 요구는 압력 피스톤 (32) 의 대응하는 보상 움직임에 의해 보상되어야만 하는 부스터 압력의 감소를 초래하며, 즉, 압력 피스톤 (32) 은 압력 챔버 (38) 에서 원하는 압력이 다시 도달될 때까지 압력 증가 방향 (44) 으로 특정 양만큼 슬라이드된다. 고려될 시스템 압력 레귤레이터에 관하여, 밸브 쌍 (88, 106) 을 통한 압력의 휠-특정 증가 및 압력 감소의 전술된 방법은 따라서, 부분적으로 매우 상당한 파괴적인 여기를 초래한다.

이들 파괴적인 여기들을 회피하기 위해, 액추에이터의 세트포인트 회전 속도 또는 그 속도가 스케일링될 수 있고, 그 결과 회전 속도에 있어서의 변화들이 더 작아지고, 따라서 파괴적인 여기들이 더 작아지며, 이는 세트포인트 회전 속도가 그 후 조절 회로 상에 강하게 작용하지 않기 때문이다.

본 발명에 따라, 스케일링 인자는 특정 시간에 활성화되는 조절 기능에 독립적이고, 오직 압력 챔버 (38) 에 유압식으로 연결되는 휠 브레이크들 (100) 의 개수에만 기초하여 획득되는 것이 이후 제공된다. 어떤 브레이크들이 유압식으로 연결되는지를 결정하기 위해, 휠 브레이크의 개별 입구 밸브들의 상태 및/또는 개별 액추에이터 연결 밸브의 상태가 체크된다.

도 2 는 방법의 바람직한 실시형태를 수행하기 위한 조절 회로를 개략적인 블록 회로 다이어그램으로 도시한다. 그러한 조절 회로는, 예컨대 본 발명에 따라 방법을 수행하기 위한 디바이스의 컴포넌트이다. 감산 엘리먼트 (146) 에서 수행되는 감산의 결과, 또는 그 차이 △P = P_setp-P_act, 즉 압력 세트포인트 값 P_setp 과 압력 실제 값 P_act 간의 차이가 압력 레귤레이터 (140) 에 제공된다. 압력 레귤레이터 (140) 의 출력 값은 액추에이터 회전 속도에 대한 세트포인트 값 ω_setp,DR 이다. 속도 파일럿-제어 계산 모듈 (152) 은 미분에 의해 압력 세트포인트 값 P_setp 으로부터 추가의 액추에이터 회전 속도 세트포인트 값을 결정하며, 액추에이터 회전 속도 세트포인트 값은 부스팅 인자로 추가 부분 ω_{setp , FFW} 을 가중한 이후에, 압력 레귤레이터 (140) 의 액추에이터 회전 속도 세트포인트 값 ω_{setp ,DR} 상에 중첩된다. 2 개의 세트포인트 회전 속도 부분들은 가산기 엘리먼트 (158) 에서 함께 가산되고, 최소 또는 최대 허용가능한 세트포인트 회전 속도 (ω_min, ω_max) 로 제한하기 위한 극한 함수 (164) 에 제공된다. 상기 연산으로부터 획득되는 값 ω_{s e tp*} 은 곱셈 엘리먼트 (170) 에서 스케일링 인자 (K) 가 곱해지고; 그 연산 결과는 그 후에, 액추에이터 회전 속도 세트포인트 값 ω_setp 이 된다.

도 3 은 스케일링 인자 (K) 가 어떻게 결정되는지를 예시한다. 계산 엘리먼트 (176) 에서, 스케일링 인자에 대한 타겟 값, 구체적으로 K_setp 은 전체 상대 볼륨 V_{Rel ,total} 에 기초하여 계산된다. 감산 엘리먼트 (182) 에서, 스케일링 인자의 최종 값이 이전의 반복, K_lastloop 으로부터 감산되며, 이로부터 2 개의 값들 간에 차이 △K 가 발생한다. 이러한 차이는 그 후, 차이 △K 의 함수로서 스케일링 인자의 최대 변화 △K_max 를 결정하는 변화 결정 모듈 (188) 로 제공된다. 이는 각 경우에 차이 △K 의 다양한 값 범위들의 하나의 값 △K_max (60) 을 할당하는 계단 함수에 의해 본원에서 실행된다. 이는 K_setp 에 큰 변화들이 있을 경우, 현재 스케일링 인자 (K) 의 새로운 타겟 값 K_setp 으로의 더 빠른 추적이 초기에 발생하는 것을 보장한다. △K_max 에 대하여 획득된 값은 차례로, 극한 함수 (194) 에서 허용가능한 값 범위로 제한되고, 차이 값 △K_lim 을 발생하며, 차이 값 △K_lim 은 이후 가산기 엘리먼트 (200) 에서 이전의 반복으로부터의 스케일링 인자 (K) 에 가산되고, 그 결과 현재 스케일링 인자 (K) 를 발생한다. 이들 측정들의 결과로서, 2 개의 연속적인 반복들 간에 스케일링 인자 (K) 의 변화는 제한되고, 따라서 이를테면, 감쇠된다. 결과적으로, 스케일링 인자 (K) 에서 매우 심각하고 급작스런 변화들이 회피되고, 그 결과 액추에이터 세트포인트 회전 속도에서 급작스런 결과들의 결과로서 발생하는 파괴적인 여기들이 회피된다.

따라서, △K_max 의 한정 (definition) 은, 스케일링 인자의 감소에 대하여, 즉 K_setp < K 일 때, K 에 대한 값이 K_setp > K 이 사실일 경우보다 상당히 더 빠르게 반복마다 타겟 값 K_setp 으로 조정되도록 하는 방식으로 수행되며, 이는 선형 액추에이터에 유압식으로 연결되는 현재 더 작은 수의 휠 브레이크들로 인해, 압력 레귤레이터에 의해 조절될 조절 시스템이 더 강인하기 때문이다.

2 브레이크 시스템
8 압력 공급 장치
14 액추에이터
20 전기 모터
32 압력 피스톤
38 압력 챔버
40 실린더-피스톤 어셈블리
44 압력 증가 방향
50 휴지 위치
56 압력 위치
58, 64, 66 압력 위치
62 라인
74 라인
80 휠 브레이크 회로
88 입구 밸브
90 액추에이터 연결 밸브
92 역류 방지 밸브
94 브레이크 라인
100 휠 브레이크
102 개루프 및 폐루프 제어 유닛
106 출구 밸브
112 유출 라인
118 브레이크 용액 컨테이너
120 라인
124 역류 방지 밸브
140 압력 레귤레이터
146 감산 엘리먼트
152 속도 파일럿-제어 모듈
158 가산기 엘리먼트
164 극한 함수
170 곱셈 엘리먼트
176 계산 엘리먼트
182 감산 엘리먼트
188 변화 결정 모듈
194 극한 함수
200 가산기 엘리먼트

Claims (11)

1. 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 을 조절하기 위한 방법으로서,
   상기 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 은, 전자 개루프 및 폐루프 제어 유닛 (102) 에 의해 작동될 수 있고, 유압식으로 활성화된 휠 브레이크들 (100) 에 연결되거나 연결될 수 있고, 상기 휠 브레이크들 (100) 이 적어도 하나의 압력 조절 밸브 (88) 를 통해 유압식으로 활성화될 수 있는 압력 공급 장치 (8) 를 포함하고, 상기 압력 공급 장치 (8) 는 유압식 압력 챔버 (38) 를 갖는 실린더-피스톤 어셈블리 (40) 를 포함하고, 상기 실린더-피스톤 어셈블리 (40) 의 압력 피스톤 (32) 은 전자기계식 액추에이터 (14) 에 의해 휴지 위치 (50) 에 대하여 슬라이드될 수 있으며, 세트포인트 압력 값이 각각의 휠 브레이크 (100) 에 대하여 결정되고, 상기 실린더-피스톤 어셈블리는 상기 세트포인트 압력 값들로부터 결정되는 미리 결정된 파일럿 압력이 상기 유압식 압력 챔버에서 상기 피스톤을 슬라이드하는 것에 의해 세팅되는 방식으로 작동되며, 파일럿 압력 실제 값 및 액추에이터 속도 실제 값이 획득되고, 파일럿 압력 세트포인트 값이 결정되며, 상기 파일럿 압력 세트포인트 값 (P_setp) 및 상기 파일럿 압력 실제 값 (P_act) 은 압력 레귤레이터와 상기 압력 레귤레이터의 다운스트림에 연결된 속도 레귤레이터를 포함하는 레귤레이터 디바이스에 입력 변수들로서 제공되며, 상기 압력 레귤레이터는 액추에이터 속도 세트포인트 값을 출력하고, 상기 액추에이터 속도 세트포인트 값 및 상기 액추에이터 속도 실제 값은 상기 속도 레귤레이터에 입력 변수들로서 제공되며, 상기 속도 레귤레이터에 제공되는 상기 액추에이터 속도 세트포인트 값은 브레이크들의 개수의 함수로서 변경되며,
   상기 변경은 상기 세트포인트 값의 스케일링 인자 (K) 에 의한 곱셈을 포함하고, 상기 스케일링 인자 (K) 는 상기 유압식 압력 챔버에 연결되는 유압식 브레이크들의 수에 독점적으로 의존하는 것을 특징으로 하는 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   개별 브레이크에 의해 구성되는 상기 브레이크 시스템의 전체 볼륨의 볼륨 부분은 상기 스케일링 인자 (K) 의 결정시 고려되는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상대 볼륨은 개별 휠 브레이크들의 휠 브레이크 상대 볼륨들의 합으로서 결정되며, 개별 휠 브레이크 상대 볼륨은, 상기 휠 브레이크가 현재 유압식으로 연결될 때 수치 100 이 곱해진, 전체 볼륨으로 나눈 상기 개별 휠 브레이크의 휠 브레이크 볼륨의 몫으로서 계산되고, 그렇지 않으면 0 이며, 상기 스케일링 인자 (K) 는 상기 상대 볼륨의 함수인, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스케일링 인자 (K) 는 상기 상대 볼륨에 선형으로 의존하는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 스케일링 인자 (K) 는,
   K_setp = K_min + (1 - K_min) * V_{rel ,total}/100
   에 따라 결정되고,
   상기 K_min 은 0 과 1 사이의 최소 값이고, V_{rel ,total} 은 상기 상대 볼륨을 표시하는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 K_min 은 0.1 과 0.4 사이인, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일링 인자 (K) 는 재계산 직후에 대체되는 것이 아니라, 이전의 스케일링 인자 (K) 가 새롭게 계산된 스케일링 인자의 방향으로 변화되며, 상기 스케일링 인자 (K) 의 최대 변화는 상기 이전의 스케일링 인자와 상기 새롭게 계산된 스케일링 인자 간의 차이에 의존하는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
8. 제 3 항에 있어서,
   개별 입구 밸브 및/또는 액추에이터 연결 밸브의 상태가 상기 개별 휠 브레이크 상대 볼륨을 결정하기 위해 고려되는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케일링 인자 (K) 는 규칙적인 시간 간격들로 결정되는, 자동차용의 전자 유압식 브레이크 시스템을 조절하기 위한 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 수단들을 포함하는 전자 유압식 브레이크 시스템 (2) 을 조절하기 위한 디바이스.
11. 제 10 항에 기재된 디바이스를 포함하는 전자 유압식 브레이크 시스템.

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