KR102498398B1 - 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터의 제어 장치 및 작동 방법 - Google Patents

차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터의 제어 장치 및 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터(52)용 제어 장치(50)에 관한 것이며, 상기 제어 장치는, 제동 요구에 대한 적어도 하나의 브레이크 입력 신호(58)를 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도에 대한 적어도 하나의 목표 변수를 결정하고 적어도 하나의 제어 신호(56)를 상기 모터로 출력하도록 설계된 전자 유닛(54)을 포함한다. 또한, 전자 유닛(54)은 모터의 모터 전류의 적어도 하나의 현재 전류 세기(I) 및 모터(52)의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 최대 목표 회전 속도에 대한 최대 목표 변수를 결정하고 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도에 대한 목표 변수를 최대로 상기 결정된 최대 목표 변수와 동일하게 결정하도록 설계된다. 본 발명은 또한 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터(52)를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터의 제어 장치 및 작동 방법
본 발명은 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터용 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량의 브레이크 시스템용 전기 기계식 브레이크 부스터 및 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
예를 들어 DE 20 2010 017 605 U1에 개시된 전기 기계식 브레이크 부스터와 같은 전기 기계식 브레이크 부스터는 종래 기술로부터 알려져 있고, 브레이크 부스터들은 각각 차량의 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행할 수 있거나 선행된다. 각각의 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 작동에 의해, 마스터 실린더의 적어도 하나의 조절 가능한 피스톤은 마스터 실린더 내의 마스터 실린더 압력이 증가하도록 마스터 실린더 내로 조절 가능해야 한다.
본 발명의 과제는 전기 기계식 브레이크 부스터의 수명이 연장되는, 전기 기계식 브레이크 부스터, 전기 기계식 브레이크 부스터용 제어 장치, 전기 기계식 브레이크 부스터의 작동 방법, 및 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터용 제어 장치, 청구항 제 7 항의 특징들을 갖는 차량의 브레이크 시스템용 전기 기계식 브레이크 부스터, 청구항 제 8 항의 특징들을 갖는 차량용 브레이크 시스템, 및 청구항 제 10 항의 특징들을 갖는 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 전기 기계식 브레이크 부스터에 후속하는 마스터 실린더 및 상기 마스터 실린더에 연결된 적어도 하나의 휠 브레이크 실린더 내의 압력을 증가시키기 위해 전기 기계식 브레이크 부스터를 사용하는 바람직한 가능성을 제공하며, 동시에 전기 기계식 브레이크 부스터는 전기 기계식 브레이크 부스터에 대항하는 부하 변동을 결정하기 위한 "센서"로서 사용될 수 있다. 본 발명에 의해 부하 변동이 검출되는 경우, 전기 기계식 브레이크 부스터의 본 발명에 따른 작동에 의해, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 너무 높은 회전 속도가 마스터 실린더 내의 바람직하지 않은 높은 압력 또는 압력 피크를 야기하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 브레이크 시스템에 본 발명이 사용되면, 각각의 마스터 실린더에 연결된 브레이크 시스템 컴포넌트 내의 바람직하지 않은 압력 또는 압력 피크가 발생하지 않는 것이 보장된다. 따라서, 본 발명은 각각 사용된 브레이크 시스템의 브레이크 시스템 컴포넌트의 손상 위험을 감소시키는데 기여한다. 본 발명은 또한 전기 기계식 브레이크 부스터에 대한 기계적 부하를 피하는데 기여하며, 이로 인해 전기 기계식 브레이크 부스터의 수명이 연장된다.
예를 들어, "센서"로서의 전기 기계식 브레이크 부스터의 본 발명에 따른 사용에 의해, 예를 들어 안티 록 제어 동안 각각의 브레이크 시스템의 휠 입구 밸브의 폐쇄 시 발생하는 바와 같이, 각각의 브레이크 시스템의 유압 강성이 증가하는 상황이 신속하게 검출될 수 있다. 휠 입구 밸브의 폐쇄에 대한 신호를 전자 기계식 브레이크 부스터의 종래의 전자 제어 장치로 전달하는 것은 일반적으로 적어도 30 ms(밀리 초)가 요구되는 한편, 본 발명에 의해 부하 변동이 훨씬 더 빨리 검출될 수 있어서, 결정된 최대 목표 변수에 따라 전기 기계식 브레이크 부스터의 작동을 제한함으로써 조기에 반응될 수 있다. 이러한 방식으로 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전 에너지를 제한함으로써, 전기 기계식 브레이크 부스터의 작동은, 마스터 실린더 또는 각각의 브레이크 시스템의 다른 부분 내에 바람직하지 않은 높은 압력 또는 압력 피크가 발생할 염려가 없도록, 부하 변동에 따라 조정될 수 있다.
특히 안티 록 제어 동안(ABS 제어 또는 ESP 제어), 브레이크 시스템의 적어도 하나의 펌프/리턴 펌프에 의해 마스터 실린더 내에 비교적 많은 브레이크 유체가 발생한다. 추가로, 각각의 브레이크 시스템의 휠 입구 밸브의 폐쇄가 이루어진다. 그러나 본 발명에 의해, "센서"로서 전기 기계식 브레이크 부스터를 사용함으로써, 마스터 실린더 내의 바람직하지 않은 높은 압력의 잠재적인 위험에 대해 신속한 반응이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 안티 록 제어 동안에 손상 위험의 감소에 기여한다. 그 결과, 전기 기계식 브레이크 부스터가 일반적으로 탄력적으로 반응하지 않고 그 높은 기어 비와 높은 트랜스미션 마찰로 인해 높은 유지력을 갖는, 전기 기계식 브레이크 부스터의 종래의 단점이 시정될 수 있다. 따라서, 안티 록 제어의 여러 번 실시 후에도 브레이크 시스템의 손상을 염려할 필요가 없다. 이하에 설명되는 제어 장치를 브레이크 시스템에 장착하는 비용은 절감되는 수리 비용에 의해 쉽게 충당된다.
제어 장치의 바람직한 실시 예에서, 전자 유닛은 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행하는 전기 기계식 브레이크 부스터의, 마스터 실린더 내로의 제동력에 대한 추정 변수를 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기와 모터의 회전자의 현재 회전 각을 고려하여 추정하고, 상기 제동력에 대한 추정 변수를 고려하여 최대 목표 변수를 결정하도록 설계된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 마스터 실린더 내로의 전기 기계식 브레이크 부스터의 제동력에 대한 추정 변수는 전기 기계식 브레이크 부스터의 너무 큰 회전 에너지로 인한 과브레이크 또는 브레이크 시스템 과부하에 대한 현재 위험을 평가하기 위해 신뢰할 수 있는 "센서 변수"이다. 제동력에 대한 추정 변수를 고려한 최대 목표 변수의 결정에 의해, 전기 기계식 브레이크 부스터가 브레이크 시스템에 친화적인 방식으로 사용되는 동시에 전기 기계식 브레이크 부스터의 너무 적은 사용으로 인한 언더브레이킹이 배제되는 것이 확실하게 보장될 수 있다.
바람직하게는, 전자 유닛은 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기 및 모터의 회전자의 현재 회전 각을 고려하여 브레이크 시스템이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하게 하는 부하 토크를 추정하고, 상기 추정된 부하 토크를 고려하여 제동력에 대한 최대 목표 변수 및/또는 추정 변수를 결정하도록 설계된다. 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터는 브레이크 시스템이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하게 하는 (정적) 부하를 "감지"하기 때문에, 상기 부하 토크는 "센서"로서의 전기 기계식 브레이크 부스터의 사용에 의해 신뢰성 있게 결정될 수 있다.
전자 유닛은 예를 들어 적어도 모터의 모터 전류의 현재 세기를 고려하여 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크를 결정하도록, 적어도 모터의 회전자의 현재 회전 각을 고려하여 전기 기계식 부스터의 모터의 회전자의 각 가속도를 결정하도록, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 각 가속도와 모터의 관성의 곱을 결정하도록, 그리고 적어도 모터의 모터 토크와, 상기 각 가속도와 상기 관성의 상기 곱 사이의 차를 고려하여 부하 토크를 결정하도록 설계될 수 있다. 따라서, 부하 토크를 추정하기 위해 실시되는 프로세스는 전자 유닛의 비교적 저렴하고 비교적 설치 공간 절약적인 설계를 허용한다.
제어 장치의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 전자 유닛은 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기 및 모터의 회전자의 현재 회전 각을 고려하여 브레이크 시스템이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하게 하는 부하의 부하 변동을 추정하고, 상기 추정된 부하 변동을 고려하여 제동력에 대한 최대 목표 변수 및/또는 추정 변수를 결정하도록 설계된다. 본 발명의 이 실시 예에서 전기 기계식 브레이크 부스터는 부하 변동을 추정하기 위한 "센서"로서도 바람직하게 사용될 수 있다.
특히, 전자 유닛은 적어도 모터의 회전자의 현재 회전 각을 고려하여 전기 기계식 브레이크 부스터의 피스톤의 조정 경로를 결정하도록, 부하 토크를 고려하여 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해지는 모터 힘을 결정하도록, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해지는 모터 힘의 시간 미분 또는 구배를 결정하도록, 그리고 상기 모터 힘의 시간 미분 또는 구배를 전기 기계식 브레이크 부스터의 피스톤의 조정 경로로 나눈 몫으로서 부하 변동을 결정하도록 설계된다. 따라서, 비교적 저렴하고 비교적 설치 공간을 덜 차지하는 제어 장치에 의해 부하 변동의 추정이 실시될 수 있다.
전술한 장점들은 이러한 제어 장치를 구비한 차량의 브레이크 시스템용 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해서도 달성된다. 상응하는 전기 기계식 브레이크 부스터는 제어 장치의 전술한 실시 예에 따라 개선될 수 있다.
상응하는 제어 장치 및 전기 기계식 브레이크 부스터를 구비한 차량용 브레이크 시스템도 전술한 장점을 실현한다. 또한, 그러한 브레이크 시스템은 제어 장치의 전술한 실시 예에 따라 개선될 수 있다. 전기 기계식 브레이크 부스터는 특히 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행될 수 있다.
또한, 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키기 위한 상응하는 방법의 실시 예가 전술한 장점을 제공한다. 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키는 방법은 제어 장치 및/또는 이를 구비한 브레이크 시스템의 전술한 실시 예에 따라 개선될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 특징들 및 장점들이 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키는 방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이고,
도 2는 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터용 제어 장치의 실시 예의 개략도이다.
도 1a 및 도 1b는 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키는 방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에 설명된 방법의 실시 가능성은 전기 기계식 브레이크 부스터가 장착된 브레이크 시스템의 특정 유형 또는 브레이크 시스템이 장착된 차량/자동차의 특정 유형으로 제한되지 않는다. 전기 기계식 브레이크 부스터는 (전기) 모터가 장착된 브레이크 부스터를 의미한다. 또한, 전기 기계식 브레이크 부스터는 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되므로, 마스터 실린더의 적어도 하나의 조정 가능한 피스톤이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 작동에 의해 마스터 실린더 내로 조정 가능하거나 조정된다.
전기 기계식 브레이크 부스터를 작동시키기 위해, 이하에 설명된 방법에서, 차량의 운전자의 제동 요구 및/또는 차량의 자동 속도 제어 장치에 대한 적어도 하나의 (도시되지 않은) 브레이크 입력 신호를 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)가 결정된다. 상기 방법은 전자 기계식 브레이크 부스터의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)가 결정되는 것을 특징으로 하고, 전자 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)가 최대로 상기 결정된 최대 목표 변수(ωmax)와 동일하게 결정된다. (따라서, 최대 목표 변수(ωmax)는 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)를 결정할 때 "상한" 또는 "최대 한계"로서 사용된다). 예를 들어, 여기에 설명된 방법에서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)는 목표 변수(ω)로서, 그리고 최대 목표 회전 속도(ωmax)는 최대 목표 변수(ωmax)로서 결정된다. 그러나 전자 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω) 및 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 상응하는 다른 변수들이 목표 변수(ω) 및 최대 목표 변수(ωmax)로서 결정될 수도 있다.
최대 목표 변수(ωmax)의 결정은 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 전류의 적어도 하나의 현재 전류 세기(I) 및 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 이루어진다. 따라서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해, 쉽게 추정 가능하거나 측정 가능한 값들이 사용될 수 있다. (모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)은 예를 들어 회전자 위치 신호에 의해 결정/추정될 수 있다.) 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 현재 회전각(φ)은 매우 높은 다이내믹을 가진 값/신호이다. 따라서, 여기에 설명된 방법은 전기 기계식 브레이크 부스터와 상호 작용하는 브레이크 시스템의 유압 강성의 변화에 대한 조기 반응에 적합하다.
여기에 설명된 방법의 실시 예의 경우, 도 1a에 개략적으로 도시된 부분 단계에서 마스터 실린더 내로의 (브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는) 전기 기계식 브레이크 부스터의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)가 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해 추정된다. 알 수 있는 바와 같이, 마스터 실린더 내로의 전기 기계식 브레이크 부스터의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)의 추정은 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 이루어진다.
특히, 상기 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 브레이크 시스템이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하게 하는 적어도 하나의 부하 토크/역 토크(L)는 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 추정된다. 이를 위해, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크(Mmotor)는 적어도 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)를 고려하여 결정된다. 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)로부터 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크(Mmotor)를 유도하기 위해, 블록(10)에 저장된 모터 고유의 데이터가 고려된다. 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크(Mmotor)는 동적 성분(Mdyn), 즉 "모터의 다이내믹" 및 정적 성분(Mstat), 즉 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하는 부하 토크/역 토크(L)의 "극복"을 일으킨다. 동적 성분(Mdyn)은 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)와 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 관성(θ)의 곱으로서 계산될 수 있다. 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)는 적어도 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 쉽게 결정될 수 있다. 예를 들어, 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)는 블록(12)에서 실시되는, 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)의 이중 시간 미분으로부터 얻어진다. 따라서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크(Mmotor)의 정적 성분(Mstat)은 모터 토크(Mmotor)와 모터 토크(Mmotor)의 동적 성분(Mdyn) 사이의 차로부터 얻어진다. 이어서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하는 부하 토크(L)는 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 토크(Mmotor)의 정적 성분(Mstat)을 고려하여 추정될 수 있다. 예를 들어, 정적 성분(Mstat)은 블록(14) 내에 저장된 필터 및/또는 (상응하게 저장된) 특성 곡선을 사용하여 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하는 부하 토크(L)로 변환될 수 있다. (그 후, 추정된 부하 토크(L)를 고려하여 전자 기계식 브레이크 부스터의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax) 및/또는 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)가 결정될 수 있다.)
여기에 설명된 실시 예에서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해 또는 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 브레이크 시스템이 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 대항하게 하는 부하의 적어도 하나의 부하 변동(Ctotal)이 추정된다. 부하 변동(Ctotal)의 추정은 적어도 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 이루어진다. 그 후, 제동력에 대한 추정 변수(Festimated) 또는 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)는 추정된 부하 변동(Ctotal)을 고려하여 결정된다.
전기 기계식 브레이크 부스터의 피스톤의 조정 경로/병진(τ)은 적어도 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)으로부터 블록(16)에서 실시되는 시간 미분에 의해 모터의 회전자의 각 속도(ω)가 얻어진다. 블록(18) 내에, 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r)가 저장되며, 상기 기어 장치 변수에 의해 모터의 회전자의 각 속도(ω)가 기어 장치에 후속하는 전기 기계식 브레이크 부스터의 피스톤의 조정 경로/병진(τ)으로 변환된다. 기어 장치에 후속하는 피스톤은 예를 들어, 전기 기계식 브레이크 부스터의 밸브 본체(valve body) 또는 부스터 본체(booster body)일 수 있다.
부하 토크(L)를 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해지는 모터 힘/보조 힘(Fsup)이 결정된다. 예를 들어, 블록(20) 내에, 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r) 및 전기 기계식 브레이크 부스터의 효율(η)이 저장된다. 이들 변수에 의해, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해지는 모터 힘/보조 힘(Fsup)이 부하 토크(L)로부터 유도될 수 있다. 또한, 블록(22)에서, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해지는 모터 힘/보조 힘(Fsup)의 시간 미분/구배(Fsupㆍ)가 결정된다.
추가 블록(24)에서, 시간 미분/구배(Fsup ㆍ)를 전기 기계식 브레이크 부스터의 피스톤의 조정 경로/병진(τ)으로 나눈 몫(Ctotal)이 계산되고, 상기 몫(Ctotal)은 부하 변동(Ctotal)을 나타낸다. 부하 변동(Ctotal)은 강성(stiffness)이라고도 할 수 있다.
부하 변동(Ctotal)은 블록(26)으로 출력되고, 상기 블록(26) 내에 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 관성(θ)과 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r)가 저장되어 있다. 따라서, 부하 변동(Ctotal)으로부터 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 가해지는 동적 힘(Fdyn)이 계산될 수 있다. 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 가해지는 동적 힘(Fdyn)은 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 회전자의 "운동 에너지로부터의 힘"이라고도 할 수 있다.
전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 가해지는 모터 힘/보조 힘(Fsup)과 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 가해지는 동적 힘(Fdyn)의 합으로부터, 마스터 실린더 내로 전기 기계식 브레이크 부스터가 제동되어 거기서 마스터 실린더 압력을 일으키고/상승시키는 전기 기계식 브레이크 부스터의 제동력(또는 "압력 상승력")에 대한 추정 변수(Festimated)가 계산될 수 있다. 선택적으로, 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)에 대해 (도시되지 않은) 마찰 보정이 실시될 수 있다.
선행 단락들에서 설명된 부분 단계는 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 신뢰성 있게 추정하기 위한 특히 바람직하고 신속하게 실시 가능한 가능성을 제공한다. 그러나 방법의 실시 가능성은 상기 부분 단계로 제한되지 않는다. 그리고 나서, 최대 목표 변수(ωmax)는 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 고려하여 결정된다. 이는 도 1b에 개략적으로 도시된 단계에 의해 이루어진다:
우선, 마스터 실린더 내로 전기 기계식 브레이크 부스터의 제동력에 대한 전술한 단계에 의해 결정된 추정 변수(Festimated)와 미리 정해진 비교 힘(F0) 사이의 차(ΔF)가 결정된다. (비교 힘(F0)에 의해, 추정 변수(Festimated)와 동일한 현재 적용되는 제동력이 너무 큰지의 여부가 조사될 수 있다.) 그 후에, 차(ΔF)는 블록(28)에서 출력되어 속도 변수(νΔ)로 변환되고, 상기 블록(28) 내에는 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 관성(θ), 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r) 및 부하 변동(Ctotal)이 주어진다.
적어도 (차량의 운전자의 제동 요구 및/또는 차량의 자동 속도 제어 장치에 대한) 브레이크 입력 신호(미도시)를 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 출력 회전 속도(ω0)에 대한 출력 값(ω0)이 결정된다. 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r)가 저장되는 블록(30)에서, 모터의 출력 회전 속도(ω0)에 대한 출력 값(ω0)이 출력 속도(v0)로 변환된다. 그 후, 초기 속도(v0)와 현재 속도(v)로부터 최소치(vmin)가 결정된다. 최소치(vmin)와 속도 변수(vΔ) 사이의 차로서, 한계 속도(vlimit)가 결정된다. 블록(32)에 저장된, 전기 기계식 브레이크 부스터의 기어 장치의 기어 장치 변수(r)에 의해, 한계 속도(vlimit)가 한계 변수(ωlimit)로 변환된다. 한계 변수(ωlimit)는 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터가 브레이크 시스템의 현재 유압 강성과 관련하여 어려움 없이 작동할 수 있는 회전 속도를 나타낸다.
제동력에 대한 추정 변수(Festimated)와 비교 힘(F0) 사이의 차(ΔF)가 0보다 큰 경우, 신호(34)에 의해 블록(36)은 그에게 출력된 한계 변수(ωlimit)를 최대 목표 변수(ωmax)로서 얻는다. 또한, 블록(36)은 신호(34)에 의해 최대 목표 변수(ωmax)로 목표 변수(ω)를 제한하기 위해 활성화된다. 이 경우, 블록(36)은 출력 변수(ω0) 및 최대 목표 변수(ωmax)로부터 최소치를 목표 변수(ω)로서 출력한다. 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)와 비교 힘(F0) 사이의 차(ΔF)가 0보다 작다면, 블록(36)으로의 신호(34)의 출력은 생략된다. 따라서, 목표 변수(ω)는 출력 변수(ω0)와 동일하게 결정된다. (따라서, 최대 목표 크기(ωmax)는 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 최대로 실시 가능한 회전 속도에 상응한다.) 두 경우, (전기 기계식 브레이크 부스터의 모터를 제어하기 위한) 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)는 최대로 결정된 최대 목표 변수(ωmax)와 동일하게 결정된다.
전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)를 결정한 후에, 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터는 결정된 목표 변수(ω)를 고려하여 제어된다. 바람직하게는, 이는 전기 기계식 브레이크 부스터의 결과적인 작동 중에 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 실제 회전 속도가 이전에 결정된 목표 변수(ω)(또는 상응하는 목표 회전 속도(ω))를 초과하지 않도록 수행된다.
여기에 설명된 방법은 전기 기계식 브레이크 부스터의 작동의 한계를 야기하므로, 브레이크 시스템의 유압 강성의 변동으로 인해 부하 변동이 발생하더라도 과압 또는 압력 피크가 발생할 염려가 없다. 그러나 여기에 설명된 방법에 의해, 브레이크 시스템 과부하를 방지하는 것 외에도 언더 브레이킹이 배제될 수도 있다. 또한, 여기에 설명된 방법에서, 브레이크 시스템의 휠 입구 밸브의 (완료된) 폐쇄에 대한 반응이 조기에 나타날 수 있는 동시에 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터 작동의 상응하는 감소는 휠 입구 밸브가 실제로 폐쇄된 후에야 이루어지는 것이 보장된다. 따라서, 여기에 설명된 방법은 상호 작용하는 브레이크 시스템을 보호하기 위해 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터의 작동을 제한할 뿐만 아니라, 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 브레이크 부스팅이 임계적이지 않은 상황에서 큰 브레이크 부스팅이 이루어질 수 있는 것을 보장한다.
끝으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 부분 단계는 데이터 버스를 통해 적어도 하나의 압력 센서에 의해 측정된 측정값의 데이터 전송/신호 전달보다 더 빨리 실시될 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 방법의 실시는 (브레이크 시스템의 유압 강성의 변동을 측정하는 것과는 달리) 브레이크 시스템의 유압 강성의 변동을 "예측"하는 것을 허용한다.
도 2는 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터용 제어 장치의 실시 예의 개략도이다.
이하에 설명되는 제어 장치(50)의 유용성은 브레이크 시스템의 특정 유형 및 브레이크 시스템이 장착된 차량/자동차의 특정 유형으로 제한되지 않는다. 제어 장치(50)와 상호 작용하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)에 관해서는, 전술한 설명이 참조된다.
제어 장치(50)는 전자 유닛(54)을 포함하고, 상기 전자 유닛(54)은 전자 유닛(54)으로 출력되는, 차량의 운전자의 제동 요구 및/또는 차량의 (도시되지 않은) 자동 속도 제어 장치에 대한 적어도 하나의 브레이크 입력 신호(56)를 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 적어도 하나의 목표 변수(ω)를 결정하도록 설계된다. 또한, 전자 유닛(54)은 결정된 목표 변수(ω)를 고려하여 적어도 하나의 제어 신호(58)를 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터로 출력하거나, 또는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)를 작동시키도록 설계된다. 바람직하게는, 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터로의 적어도 하나의 제어 신호(58)의 출력은 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 결과적인 작동 동안 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 실제 회전 속도가 이전에 결정된 목표 변수(ω)(또는 상응하는 목표 회전 속도(ω))를 초과하지 않도록, 이루어진다.
또한, 전자 유닛(54)은, 적어도 전자 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 회 전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하고 전자 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)를 최대로 상기 결정된 최대 목표 변수(ωmax)와 동일하게 결정하도록 설계된다.
따라서, 제어 장치(50)의 사용에 의해 앞에서 이미 설명된 장점이 나타난다. 전자 유닛(54)은 추가로 전술한 단계들 중 적어도 하나를 실시하도록 설계될 수 있다.
50 제어 장치
52 전기 기계식 브레이크 부스터
54 전자 유닛
58 브레이크 입력 신호

Claims (19)

  1. 차량의 브레이크 시스템의 적어도 하나의 전기 기계식 브레이크 부스터(52)용 제어 장치(50)로서,
    - 전자 유닛(54)으로 출력되는, 상기 차량의 운전자의 제동 요구 및/또는 상기 차량의 자동 속도 제어 장치에 대한 적어도 하나의 브레이크 입력 신호(58)를 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 적어도 하나의 목표 변수(ω)를 결정하고; 그리고
    - 결정된 목표 변수(ω)를 고려하여 적어도 하나의 제어 신호(56)를 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터로 출력하도록 설계되는 상기 전자 유닛(54)을 포함하는, 상기 제어 장치(50)에 있어서,
    상기 전자 유닛(54)은 추가로
    - 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 모터 전류의 적어도 하나의 현재 전류 세기(I) 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하고; 그리고
    - 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 상기 목표 변수(ω)를 최대로 결정된 최대 목표 변수(ωmax)와 동일하게 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 마스터 실린더 내로의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 추정하고, 상기 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하 토크(L)를 추정하고, 추정된 부하 토크(L)를 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax) 및/또는 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 마스터 실린더 내로의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은
    - 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)를 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 모터 토크(Mmotor)를 결정하고;
    - 적어도 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)를 결정하고;
    - 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 상기 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)와 상기 모터의 관성(θ)의 곱을 결정하고; 그리고
    - 적어도 상기 모터의 모터 토크(Mmotor)와, 상기 각 가속도(ωㆍ)와 상기 관성(θ)의 곱 사이의 차를 고려하여 상기 부하 토크(L)를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하의 부하 변동(Ctotal)을 추정하고, 추정된 부하 변동(Ctotal)을 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax) 및/또는 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은
    - 적어도 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 피스톤의 조정 경로(τ)를 결정하고;
    - 상기 부하 토크(L)를 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 의해 가해진 모터 힘(Fsup)을 결정하며;
    - 상기 전기 기계식 브레이크 부스터의 모터에 의해 가해진 상기 모터 힘(Fsup)의 시간 미분(Fsupㆍ) 또는 상기 모터 힘(Fsup)의 구배를 결정하고; 그리고
    - 상기 모터 힘(Fsup)의 상기 시간 미분(Fsupㆍ) 또는 상기 모터 힘(Fsup)의 상기 구배를 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 피스톤의 조정 경로(τ)로 나눈 몫으로서 상기 부하 변동(Ctotal)을 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치(50)를 구비한 차량의 브레이크 시스템용 전기 기계식 브레이크 부스터(52).
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치; 및
    전기 기계식 브레이크 부스터(52)를 포함하는 차량용 브레이크 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)가 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는, 차량용 브레이크 시스템.
  10. 차량의 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터(52)를 작동시키는 방법으로서,
    상기 차량의 운전자의 제동 요구 및/또는 상기 차량의 자동 속도 제어 장치에 대한 적어도 하나의 브레이크 입력 신호(58)를 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 목표 변수(ω)를 결정하는 단계; 및
    결정된 목표 변수(ω)를 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터를 제어하는 단계를 포함하는, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법에 있어서,
    - 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 모터 전류의 적어도 하나의 현재 전류 세기(I) 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하는 단계를 포함하고;
    상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 목표 회전 속도(ω)에 대한 상기 목표 변수(ω)는 최대로 결정된 최대 목표 변수(ωmax)와 동일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 상기 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 상기 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해, 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 상기 마스터 실린더 내로의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)가 추정되고, 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax)가 결정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 상기 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 상기 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해 및/또는 상기 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 선행되는 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 마스터 실린더 내로의 제동력에 대한 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 적어도 하나의 부하 토크(L)가 추정되고, 추정된 부하 토크(L)를 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax) 및/또는 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)가 결정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 부하 토크(L)의 추정을 위해 적어도,
    적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)를 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 모터 토크(Mmotor)를 결정하는 단계;
    적어도 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)를 결정하는 단계;
    상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 상기 모터의 회전자의 각 가속도(ωㆍ)와 상기 모터의 관성(θ)의 곱을 결정하는 단계; 및
    적어도 상기 모터의 모터 토크(Mmotor)와, 상기 각 가속도(ωㆍ)와 상기 관성(θ)의 곱 사이의 차를 고려하여 상기 부하 토크(L)를 결정하는 단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터의 상기 최대 목표 회전 속도(ωmax)에 대한 상기 최대 목표 변수(ωmax)를 결정하기 위해 및/또는 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하의 적어도 하나의 부하 변동(Ctotal)이 추정되고, 추정된 부하 변동(Ctotal)을 고려하여 상기 최대 목표 변수(ωmax) 및/또는 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)가 결정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 부하 변동(Ctotal)을 추정하기 위해 적어도,
    적어도 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 피스톤의 조정 경로(τ)를 결정하는 단계;
    상기 부하 토크(L)를 고려하여 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 의해 가해진 모터 힘(Fsup)을 결정하는 단계;
    상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 의해 가해진 모터 힘(Fsup)의 시간 미분(Fsupㆍ) 또는 모터 힘(Fsup)의 구배를 결정하는 단계;
    상기 모터 힘(Fsup)의 상기 시간 미분(Fsupㆍ) 또는 상기 모터 힘(Fsup)의 상기 구배를 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 피스톤의 조정 경로(τ)로 나눈 몫으로서 상기 부하 변동(Ctotal)를 결정하는 단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  16. 제 2 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하 토크(L)를 추정하고, 추정된 부하 토크(L)를 고려하여 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 추정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 전자 유닛(54)은 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하의 부하 변동(Ctotal)을 추정하고 추정된 부하 변동(Ctotal)을 고려하여 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 결정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 제어 장치(50).
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 적어도 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I) 및 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 적어도 하나의 부하 토크(L)가 추정되고, 추정된 부하 토크(L)를 고려하여 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)가 추정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)를 추정하기 위해, 상기 모터의 모터 전류의 현재 전류 세기(I)와 상기 모터의 회전자의 현재 회전 각(φ)을 고려하여, 상기 브레이크 시스템이 상기 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 모터에 대항하게 하는 부하의 적어도 하나의 부하 변동(Ctotal)이 추정되고, 추정된 부하 변동(Ctotal)을 고려하여 상기 제동력에 대한 상기 추정 변수(Festimated)가 추정되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터(52)의 작동 방법.
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