KR102502927B1

KR102502927B1 - 압력 제어 밸브를 통한 차량의 브레이크 압력 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 브레이크 시스템 및 차량

Info

Publication number: KR102502927B1
Application number: KR1020177014930A
Authority: KR
Inventors: 홀스트 에케르트
Original assignee: 바브코 게엠베하
Priority date: 2015-02-07
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2023-02-23
Also published as: US20220055594A1; US20190084542A1; US11198421B2; EP3354528B1; EP3253630A1; EP3354528A1; JP2018504315A; WO2016124332A1; DE102015001628A1; EP3354527B1; JP6794362B2; KR20170110573A; EP3253630B1; EP3354527A1

Abstract

본 발명은 차량(6)의 브레이크 실린더들(5, 6)에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법에 관한 것으로, 제어 유닛(17)은 브레이킹될 휠들(4)의 결정된 동적 상태 변수들을 고려하면서, 각각의 경우에 개별적인 브레이크 실린더(5, 6)를 환기하기 위한 인입 밸브(19)와 개별적인 브레이크 실린더(5, 6)를 배기하기 위한 배출 밸브(20)를 구비한 압력 제어 밸브들(16)을 작동시킨다.
본 발명은 이 방법을 수행하기 위한 브레이크 시스템(1) 및 이 브레이크 시스템을 포함하는 차량(6)과도 관련되어 있다.
요구된 공기량을 감소시키는 한편, 외부 브레이킹 요구들(25)의 경우에 브레이크 압력을 더욱 정확하고 신속하게 조정하는 것을 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따르면 배출 밸브(20)의 제어 시간들을 인입 밸브(19)의 제어에 의거하여 결정하는 것이 제공된다.

Description

압력 제어 밸브를 통한 차량의 브레이크 압력 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 브레이크 시스템 및 차량{METHOD FOR ADJUSTING BRAKE PRESSURES OF A VEHICLE VIA CONTROL OF A PRESSURE CONTROL VALVE, BRAKE SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD AND MOTOR VEHICLE}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 차량의 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법에 관한 것이다. 이에 더하여, 청구항 12에 따라 본 발명은 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법을 수행하기 위한 브레이크 시스템과 관련되어 있으며, 청구항 16에 따른 상기 방법을 수행하기 위한 브레이크 시스템을 구비한 차량과 관련되어 있다.

차량을 브레이킹하기 위해, 차량의 휠들이 브레이킹되는데, 여기서 통상적으로 휠들의 브레이크 실린더들이 작동된다. 상용 차량의 경우에, 필요한 브레이크 압력은 공압적으로 생성된다. 차량의 운전자가 브레이크 페달을 통해 브레이킹을 요구하면 브레이크 시스템은 운전자의 브레이킹 요구를 운전자의 브레이킹 요구에 상응하는 브레이크 압력으로 전환한다. 이를 위해, 브레이크 페달은 서비스 브레이크 밸브를 통해 작동하거나 신호를 생성하는 변위 센서로서 이행된다.

잠김 방지 브레이크 시스템(anti-lock brake systems, ABS)은 브레이킹 동안에 휠들의 잠김을 방지하고 따라서 조향성과 운행 안정성을 유지하는 브레이크 시스템에서의 조정 장치들이다. 제어 유닛이 각각의 휠 상에서 압력 제어 밸브에 의해 브레이킹될 휠들의 결정된 동적 상태 변수들을 고려하면서, 연결된 브레이크 실린더들에서 브레이크 압력을 조정한다. 동적 상태 변수는 종종 휠들 상에서 회전 속도 센서의 측정 결과로부터 결정된다. 휠 상에서 잠김 경향이 발생한다면, 휠의 원주속도 감속 및 휠 슬립(wheel slip)이 상당히 증가한다. 결정된 동적 상태 변수가 특정한 임계값을 초과하면, 제어 유닛은 압력 제어 밸브를 통해 적절한 제어 측정값으로 개입한다. 이 경우, 그 개입 과정에서 휠 움직임의 안정성 및 불안정성이 반복적으로 교번하여 감지되며, 통상적으로 일련의 압력 축적, 압력 유지 및 압력 감소 단계들에 의해 최대의 브레이킹력을 가진 슬립 구간으로 세팅된다.

EP 1 028 043 B1은 상용 차량을 위한 이런 압력 조정기를 개시하는데, 압력 제어 밸브는 인입 밸브로 작용하는 2/2 방향 밸브와 배출 밸브로 작용하는 2/2 방향 밸브를 포함한다. 알려진 장치의 경우, 인입 밸브의 작동은 압력 축적 단계 동안 수행된다. 특정한 전제 조건에서, 인입 밸브의 작동은 또한 압력 유지 단계 또는 압력 감소 단계에서도 수행된다. 배출 밸브는 압력 감소 단계 동안 주로 작동된다. 그러나 배출 밸브는 특정한 전제 조건의 존재 하에서와 같이 알려진 장치의 경우에 압력 유지 단계 또는 압력 축적 단계에서도 작동될 수 있다. 압력 축적 단계 동안의 배출 밸브의 작동 또는 압력 감소 단계 동안의 인입 밸브의 작동은 역제어 수단, 즉 급격한 압력 변화의 경우에 오버슛(overshoot)의 경향을 감소시키는 것을 활성화하기 위해 의도된다.

그 인입 밸브와 배출 밸브의 조합과 함께 압력 제어 밸브는 잠김 방지 브레이크 시스템으로의 개입을 위해 제어 유닛에 의해 채용 및 사용된다. 인입 밸브는 보통 개방, 즉 도통되어 있고 배출 밸브는 닫혀 있는데, 이에 의해 통상적인 브레이킹 작동 동안 상응하는 브레이크 압력이 운전자의 요구로 인해 서비스 브레이크 밸브를 통해 축적된다.

관습적으로, 잠김 방지 브레이크 시스템의 제어 유닛들은 이른바 내부 브레이킹 요구에 따라, 즉 잠김 방지 브레이크 시스템의 맥락에서 제어 개입으로서 브레이크 압력을 조정한다. 운전자와는 독립적으로 결정되는 제어 유닛에 의한 잠김 방지 브레이크 시스템 내에서의 제어 개입에 더하여, 내부 브레이킹 요구는, 운전자의 브레이킹 요구가 전기 브레이킹 신호 발신기에 의해 생성되고 제어 유닛으로 입력되는 경우에 특히, 운전자의 요구도 감안할 수 있다.

잠김 방지 브레이크 시스템의 압력 제어 밸브들에 의한 브레이크 압력 제어의 경우에도, 브레이크 압력의 불만족스러운 제어 품질 및 따라서 궁극적으로 차량의 감속으로 귀결되는 큰 압력 단차(step)가 종종 발생한다는 것이 입증되었다. 특히, 인입 밸브에서 지배적인 공급 압력과 제어된 브레이크 압력 사이의 압력 강하가 크다면, 압력 변화에서 수용할 수 없이 큰 단차가 발생한다. 이는 외부 브레이킹 요구의 경우에 브레이킹의 시작 시점에서 특히 그러하다.

특히, 작은 체적들이 배기되어야 하는 경우에, 압력 단차가 너무 커서 지금까지는 완전히 불만족스러운 제어 품질만이 얻어질 수 있다. 작은 체적들은 예컨대 작은 브레이크 실린더들을 구비한 견인 차량 또는 견인 차량에 의한 피견인차(트레일러)의 브레이크 시스템의 제어를 수반하는 차량 조합의 경우에 종종 발생한다.

이에 더하여, 예컨대 외부 브레이킹 요구로 인한 브레이크 압력의 조정 과정에서 작은 압력 단차가 종종 요구된다. 다시 말해, 내부 브레이킹 요구, 특히 잠김 방지 브레이크 시스템의 제어 개입과는 별개로 차량의 브레이크 시스템은 외부 브레이킹 요구들도 종종 이행하여야만 한다. 이 경우, 외부 브레이킹 요구는 차량의 다른 운전자 보조 시스템들에 의해 요구될 수 있다. 특히, 상용 차량들의 경우, 별개의 장치들을 구비한 다양한 운전자 보조 시스템들이 설치되어 있다. 개입을 위한 특정한 전제 조건의 존재 하에서, 상기 운전자 보조 시스템들 각각이 브레이크 시스템에 의해 이행되어야 할 브레이킹 필요성을 결정할 수 있다.

브레이크 압력은 통상적으로 외부 브레이킹 요구들의 경우에 폐쇄 제어 루프로 제어되지 않고 단순하게 제어될 뿐이다. 브레이크 압력의 제어 과정에서, 브레이크 압력의 실제값 측정이 제공되거나 존재하지 않기 때문에 요구값/실제값 매칭이 수행되지 않는다. 이 경우 3/2 방향 밸브에 의해 브레이크 압력을 제어하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이런 3/2 방향 밸브는 2개의 스위치 상태, 즉 한편으로는 브레이크 압력을 증가시키고 다른 한편으로 브레이크 압력을 감소시키는 스위치 상태만을 제공한다. 제어 과정에서, 압력 상승과 압력 감소 사이에서의 잦은 변경이 각각의 경우에 최대한의 변화율로 수행되는데, 이로써 각각의 경우에 변화율은 현재 압력 레벨 상황, 즉 한편으로 제어된 브레이크 압력에 대한 지배적인 공급 압력의 비율 및 기준 압력(대기압)에 대한 제어된 브레이크 압력의 비율의 함수이다. 이에 더하여, 이 변화율은 배기될 브레이크 실린더의 체적에 영향을 받는다.

다시 말해, 잠김 방지 브레이크 시스템의 압력 제어 밸브들은 통상 잠김 방지 브레이크 시스템의 목적에 최적화되어 있고 큰 공기 입력 및 출력 단면을 포함한다. 그러나 큰 단면적으로 인해, 외부 브레이킹 요구의 경우 불만족스러운 압력 조정 품질이 얻어져서 외부 브레이킹 요구의 경우에 브레이크 압력을 제어하기 위해 3/2 방향 밸브들이 종종 선호되며 브레이크 압력의 조정을 위해 적절하게 작동된다.

특히, 트레일러 차량들을 이용할 때 트레일러 차량의 브레이크 시스템이 견인 차량으로부터의 브레이크 압력 라인을 통해 간접적으로 제어된다면, 작은 브레이크 체적들에는 또한 주기적으로 공기가 제공되게 된다. 이 경우, 압력 제어 밸브 및 트레일러의 브레이크 시스템의 입력부의 상류의 추가적인 밸브 사이에서 상대적으로 작은 체적이 배기되거나 환기되어야 한다.

본 발명의 목적은 요구되는 공기량을 감소시킬 때 브레이크 압력의 더 정확하고 신속한 조정을 가능하게 하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징들을 가진 브레이크 압력 조정 방법에 의해 본 발명에 따라 획득된다. 이 목적은 또한 청구항 12에 따른 브레이크 시스템 및 청구항 16에 따라 그 방법을 수행하기 위해 그러한 브레이크 시스템을 구비한 차량에 의해 성취된다.

본 발명에 따르면, 압력 제어 밸브의 배출 밸브의 제어 시간들이 인입 밸브의 제어에 의존하여 결정되는 것이 제공된다. 따라서, 본 발명은 배출 밸브의 제어 시간들을 인입 밸브의 제어에 의존하여 결정하도록 구현된다. 본 발명은 잠김 방지 브레이크 시스템의 압력 제어 밸브가 조합된 밸브들의 공통 유닛으로써 제어될 수 있는 것만이 아니고, 2개의 개별적으로 제어 가능한 밸브들이 특정될 수 있다는 것을 인식하였다. 본 발명에 따른 인입 밸브의 제어에 대한 배출 밸브의 제어 시간들의 의존성 덕택으로, 환기되어야 할 작은 체적들의 경우에 높은 제어 품질을 위해 필요한 작은 압력 변화들 역시 영향을 받을 수 있다.

본 발명은 압력 제어 밸브를 통해 환기되거나 배기되어야 할 상대적으로 작은 체적들을 포함하는 브레이크 시스템에서 브레이크 압력의 조정을 위해 특히 적합하다. 유리한 실시예에서, 제어 유닛은 압력 제어 밸브의 배출 밸브의 제어 시간들이 외부 브레이킹 모드에서, 즉 외부 브레이킹 요구를 실행하기 위해, 인입 밸브의 제어에 의존하여 결정되는 것을 제공한다. 따라서, 제어 유닛은 운전자의 브레이킹 요구와 독립적인 외부 브레이킹 요구를 수신하고 인입 밸브의 제어에 의존하는 배출 밸브의 제어 시간들을 결정하도록 실행된다.

외부 브레이킹 요구를 특정하는 운전자 보조 시스템들은 예컨대 롤 안정 시스템(RSC, roll stability control) 및 거리 제어 시스템(ACC, adaptive cruise control)이다. 인입 밸브의 제어와 가능한 한 동시적인 배출 밸브의 제어 덕택으로, 본 발명은 매우 작은 압력 단차를 가능하게 하고 따라서 높은 제어 품질을 가능하게 한다. 예를 들어, 차량 조합용 안정 시스템(CSC, combination stability control)의 경우, 본 발명에 따라 배출 밸브를 통해 극단적으로 작은 압력 단차가 미리 정해진 함수에 따라 0으로부터 출발하여 상승하는 단차들로 거의 정확하게 제어된다. 특히 트레일러 차량의 브레이크 시스템은 인입 밸브와 배출 밸브를 가진 압력 제어 밸브를 통해, 그리고 극단적으로 작은 압력 단차들로 트레일러 차량의 브레이크 시스템를 제어하는 제어 밸브를 통해 제어된다. 이에 더하여, 개별적인 휠들의 브레이킹을 가진 브레이크 시스템의 경우, 인입 밸브의 제어에 의존하여 압력 제어 밸브의 배출 밸브의 제어 시간들을 결정하는 것에 의한 브레이크 압력의 조정이 유리하다. 이에 더하여, 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)의 잠김 방지 개입의 경우에, 본 발명에 따라 인입 밸브의 제어에 의존하여 압력 제어 밸브의 배출 밸브의 제어 시간들을 결정함으로써 높은 제어 품질이 또한 얻어진다.

유리한 실시예에서, 트레일러 차량의 브레이크 시스템은 트레일러 차량용 브레이크 압력 라인 및 상기 브레이크 압력 라인에 배치된 압력 제어 밸브를 통해 간접적으로 활성화될 수 있다. 이 경우, 상기 브레이크 압력 라인에 배치된 압력 제어 밸브를 구비한 트레일러 차량용 브레이크 압력 라인은 공압 커플링 헤드에 연결되어 있는데, 여기에는 트레일러 차량의 브레이크 시스템이 커플링될 수 있다. 다시 말해, 압력 제어 밸브와 트레일러 차량의 브레이크 시스템의 입력부의 추가적인 밸브 사이에서 브레이크 압력 라인의 작은 체적만이 이런 식으로 환기될 것이다.

배출 밸브의 제어 시간들은 본 발명의 일 실시예에서 미리 정해진 시간, 예컨대 3 밀리세컨드를 인입 밸브의 앞선 제어 시의 제어 시간에 더함으로써 결정된다.

적어도 낮은 브레이크 압력 구간에서 압력이 증대되는 경우에 인입 밸브와 배출 밸브의 제어 시간들이 적어도 부분적으로 겹친다면, 작은 체적들이 환기되어야 하는 경우에도 초과적인 압력 단차들이 방지된다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 브레이크 압력의 축적 과정에서 인입 밸브가 작동되는 횟수가 카운트되며, 배출 밸브의 제어 시간들은 인입 밸브가 이미 작동된 횟수에 의존하여 결정된다. 다시 말해, 브레이킹 과정에서 인입 밸브의 상호 시간 오프셋된 복수의 작동들이 일어난다. 배출 밸브의 제어 시간을 이미 완료된 인입 밸브의 개방 횟수와 매칭시킴으로써, 인입 밸브의 개방에 의한 압력 단차가 상대적인 것으로 될 수 있거나, 초과적인 압력 단차들이 중화될 수 있다. 인입 밸브의 작동 횟수는 카운트되고 저장되며, 인입 밸브의 이전에 완료된 작동들의 개별적인 현재 순서의 번호가 배출 밸브의 대응하는 제어 시간을 결정하는 데에 사용된다.

다른 유리한 실시예에서, 배출 밸브의 제어 시간들은 인입 밸브의 제어 시간들에 의존하여 결정되어서, 인입 밸브의 작동 직후에 인입 밸브의 지난 제어 시간에 의존하여 배출 밸브의 작동이 항상 수행된다. 이 경우, 배출 밸브의 작동은 인입 밸브의 작동과 동일한 시간에 수행되거나 인입 밸브의 작동의 개시 이후 또는 이전에 시간 상으로 오프셋되어 수행되고, 또는 인입 밸브의 종료 작동 직후에 항상 수행되거나 종료 작동 이후에 시간 상으로 오프셋되어서도 수행된다.

다른 유리한 실시예에서, 외부 브레이킹 모드 동안 수정 인자가 결정되는데, 이로써 인입 밸브의 제어 시간들이 배출 밸브의 제어 시간들을 결정하기 위해 가중치가 주어진다. 배출 밸브의 제어 시간들은 따라서 수정 인자를 이용하여 결정된다. 유리하게는, 수정 인자는 미리 정해진 결정 지침에 따라 측정된 차량의 감속의 함수로써 지속적으로 정해진다. 그러므로 지속적인 수정 인자의 설정과 대비되어, 차량의 동적인 상태 또는 여전히 남아 있는 브레이킹 요구가 브레이킹 절차에서 고려된다.

유리한 실시예에서, 배출 밸브의 제어 시간들을 결정하기 위한 수정 인자는, 미리 정해진 특성 곡선에 따라, 브레이크 압력의 감소와 관련하여 이전에 결정된 배출 밸브의 제어 시간들과 이미 수행된 인입 밸브의 작동의 제어 시간들의 합에 의존하는 그 일부에서 인입 밸브의 제어 시간들에 따라 결정된다. 이 과정에서 고려되는 배출 밸브의 과거 제어 시간들은, 브레이킹력을 감소시키기 위한 제어와 관련하여 외부 브레이킹 모드 바깥에서 결정되었었고 수정 인자를 결정하기 위해 저장되었었던 배출 밸브의 제어 시간들이다.

인입 밸브와 배기 밸브의 제어 시간들의 합의 함수로써 수정 인자를 결정하기 위한 다른 실시예에서, 미리 정해진 시간 상수가 감지된 제어 시간들 각각으로부터 차감된다. 시간 상수는, 데드 타임(dead time) 또는 반응 시간이 밸브의 개방 이후에 즉각적으로 보상되는 식으로 미리 결정된다.

압력 제어 밸브들은 유리하게는 브레이크 압력 라인들에 배치되는데, 이를 통해 브레이크 실린더가 압력 저장소의 일측에 있는 압력 제어 밸브의 반대측 상에서 배기 또는 환기된다. 이렇게 함으로써 압력 제어 밸브들은 압력 제어 밸브의 하류에서, 즉 압력 저장소의 일측에 배치된 압력 제어 밸브의 반대측 상에서 브레이크 압력 라인을 제어한다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 도면들을 이용하여 상세히 설명된다.
도 1은 상용 차량에서 잠김 방지 브레이크 시스템의 공압 및 전기 개요도를 나타낸다.
도 2는 트레일러 차량을 구비한 상용 차량에서 잠김 방지 브레이크 시스템의공압 및 전기 개요도를 나타낸다.
도 3은 인입 밸브들 및 배출 밸브들의 작동의 시간 프로파일 그래프를 나타낸다.
도 4는 외부 브레이킹 모드에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법의 예시적인 제1 실시예의 순서도를 나타낸다.
도 5는 외부 브레이킹 모드에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법의 예시적인 제2 실시예의 순서도를 나타낸다.
도 6은 외부 브레이킹 모드에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법의 예시적인 제3 실시예의 순서도를 나타낸다.
도 7은 외부 브레이킹 모드에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법의 예시적인 제4 실시예의 순서도를 나타낸다.

도 1은 차량(6), 특히 상용 차량의 브레이크 시스템(1)의 전기-공압 도면을 나타내고 있다. 전기 라인들은 실선으로 나타내어져 있고 공압 라인은 점선으로 나타내어져 있다. 차량(6)은 도시된 예시적인 실시예에서 2개의 차축, 즉 전방 자축(2)와 후방 차축(3)을 포함하며, 이들 각 차축에는 휠들(4)이 양측에 배치되어 있다. 휠들(4)을 브레이킹하기 위해, 적용된 공압 브레이크 압력에 따라 회전하는 휠에 브레이킹력을 가하는 브레이크 실린더(5)가 각 휠(4)에 연관되어 있다. 이 예에서, 주차 브레이크로서 사용되는 스프링 메커니즘들(7)을 구비한 브레이크 실린더들(5)이 후방 차축(3)의 휠들(4)에 제공되어 있다.

차량(6)의 작동 도중, 차량(6)의 운전자는 브레이크 페달(8)을 조작함으로써 브레이크 실린더들(5)로 공압 압력을 전환할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 브레이크 페달(8)은 브레이크 페달(8)이 작동될 때 개방되는 상용 브레이크 밸브(9)에 결합되어 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 전기적 작동 신호를 이용하는 전기 구동 신호 송신기가 제공되는데, 이 신호를 통해 공압 압력이 전환된다.

도시된 예시적인 실시예에서, 차량(6)의 브레이크 시스템(1)은 2개의 브레이크 회로들을 포함하는데, 그 중 제1 브레이크 회로(10)는 상용 브레이크 밸브(9)를 거쳐 제1 압력 저장소(11)로 연결될 수 있으며, 제2 브레이크 회로(12)는 제2 압력 저장소(13)로 연결될 수 있다. 제1 브레이크 회로(10)는 상용 브레이크 밸브(9) 및 연결된 브레이크 실린더들(5) 사이에 배치된 제1 릴레이 밸브(14)를 포함한다. 이에 맞추어, 제2 브레이크 회로(12)에서 제2 릴레이 밸브(15)는 상용 브레이크 밸브(9) 및 제2 브레이크 회로(12)의 연결된 브레이크 실린더들(6) 사이에 배치되어 있다.

차량(40)의 브레이크 시스템(1)은, 잠김 경향이 있는 휠(4)의 브레이킹 과정에서 필요하다면 압력 제어 밸브들(16)을 통해 개입하는 잠김 방지 브레이크 시스템(anti-lock brake system)을 포함한다. 이 예에서, 각각의 브레이크 실린더들(6)의 바로 상류에 배치된, 즉 도시된 예시적인 실시예에서 릴레이 밸브들(14, 15)과 각각의 브레이크 실린더들(5, 6) 사이에 나타낸 압력 제어 밸브(16)는 각각의 휠(4)에 연계되어 있다. 각각의 압력 제어 밸브(16)는 브레이크 압력 라인(38)을 통해 개별적인 브레이크 실린더(5)에 연결된다. 압력 제어 밸브들(16)은 제어 유닛(17)에 의해 전기적으로 작동될 수 있는데, 이것은 브레이킹된 휠들의 동적 상태 변수에 종속적이다. 이를 위해, 도시된 예시적인 실시예에서는 회전 속도 센서(18)인 센서가 각 휠에 연계된다. 이렇게 함으로써 회전 속도 센서(18)는 휠의 운동 상태를 감지한다. 휠에서 잠김 경향이 발생하면, 즉 결정된 값들이 미리 결정된 한계를 초과한다면, 제어 유닛(17)은 잠김 경향이 있는 휠(4)의 압력 제어 밸브(16)로 전기적 제어 명령들을 출력한다.

압력 제어 밸브들(16)은 적어도 2개의 솔레노이드 밸브들, 즉 인입 밸브(19)와 배출 밸브(20)의 조합이다. 이 예에서, 인입 밸브(19)는 주로 브레이크 실린더(5)에서 압력을 증대시키거나 압력을 유지하기 위해 사용되는 반면, 배출 밸브(20)는 브레이크 압력을 감소시키기 위해 개방되며 연결된 개별적인 브레이크 실린더(5)를 배기한다. 예시적인 실시예에서, 인입 밸브(19)와 배출 밸브(20)는 제어 유닛(17)에 의해 전기적으로 작동될 수 있는 2/2 방향 밸브들이다.

인입 밸브들(19)은 릴레이 밸브(14, 15)를 통해 개별적인 브레이크 회로(10, 12)의 압력 저장소(11, 13)에 연결될 수 있다. 이것은 전방 차축(2)의 제1 브레이크 회로(10)의 압력 제어 밸브들(16)이 제1 릴레이 밸브(14)를 통해 제1 압력 저장소(11)에 유체적으로 연결될 수 있고, 제2 브레이크 회로(12)의 압력 제어 밸브들(16)은 제2 릴레이 밸브(15)를 통해 제2 압력 저장소(13)에 연결될 수 있음을 의미한다.

제어 유닛(17)은 브레이킹될 휠들의 동적 상태 변수에 따라 운전자의 요구와는 독립적으로 브레이킹 절차에 자동적으로 영향을 주도록 구성되고 구현되며, 필요하다면 압력 제어 밸브들과 개별적인 연결된 압력 저장소들(11, 13) 사이의 연결을 가능하게 한다. 이렇게 하는 과정에서, 제어 유닛(17)은 릴레이 밸브(14)의 제어 입력부(21)와 제3 압력 저장소(23) 사이에 배치된 3/2 방향 밸브(22)를 제어한다.

잠김 방지 브레이크 시스템의 상용 브레이크 밸브(9)와 3/2 방향 밸브(22)는 듀얼 체크 밸브(dual non-return valve)(24)를 통해 릴레이 밸브(14)의 제어 입력부(21)에 결합된다. 이에 맞추어, 제2 브레이크 회로(12)의 듀얼 체크 밸브(24)를 통해 제2 브레이크 회로(12)의 릴레이 밸브(15)에 결합되는 3/2 방향 밸브(22)가 제2 브레이크 회로(12)에 제공된다.

제어 유닛(17)은 외부 브레이킹 요구들(25)을 위한 입력을 포함하며, 이 목적을 위해 제공된 외부 브레이킹 모드에서 외부 브레이킹 요구의 존재 시에 압력 제어 밸브들(16)을 제어함으로써 외부 브레이킹 요구에 대응하여 브레이크 압력을 조정한다. 외부 브레이킹 요구는 전형적으로 차량(6)의 외부 운전자 보조 시스템에 의해 결정된 브레이킹 필요성이다. 차량(6)의 이런 운전자 보조 시스템들은 종종 전용의 제어 전자장치 및 센서들을 포함하며, 예컨대 데이터 버스를 통해 잠김 방지 브레이크 시스템의 제어 유닛(17)에 연결될 수 있다. 그러나 외부 브레이킹 요구는 외부 운전자 보조 시스템들에 의해 통신된 브레이킹력의 요구만을 의미하는 것이 아니라 잠김 방지 브레이크 시스템의 내부 브레이킹 요구들 중에 포함되지 않은 임의의 유형의 브레이킹 요구일 수 있다.

차량(6), 특히 상용 차량 또는 트레일러 조합의 견인 차량의 브레이크 시스템(1)의 전기-공압 도면을 나타내고 있는 도 1 및 도 2에 따른 예시적인 실시예에 견인 차량이 나타내어져 있는데, 여기에는 트레일러 차량(40) 또는 그 브레이크 시스템이 연결될 수 있다. 전기 라인들은 실선으로 나타내어져 있고 공압 라인들은 점선으로 나타내어져 있다. 아래의 특정된 특징들을 제외하면 브레이크 시스템(1')의 디자인은 도 1에 따른 상용 차량의 브레이크 시스템(1)의 디자인에 상응한다.

제3 브레이크 회로(41)가 트레일러 차량(40)의 브레이크 시스템을 작동시키기 위해 배치되어 있다. 제1 브레이크 회로(11) 및 제2 브레이크 회로(12)와 유사하게, 제3 브레이크 회로(41)는 압력 제어 밸브(16), 듀얼 체크 밸브(24) 및 3/2 방향 밸브(22)를 포함한다. 제3 브레이크 회로(41)의 압력 제어 밸브(16) 또는 그 인입 밸브(19) 및 배출 밸브(20)는 제어 유닛(17)에 의해 제어될 수 있다. 제1 브레이크 회로(11) 및 제2 브레이크 회로(12)와 대조적으로, 압력 제어 밸브(16)의 하류에서 브레이크 압력 라인(39)은 제4 압력 저장소(42)와 공압 커플링 헤드(44) 사이의 연결을 제어하는 제어 밸브(43)에 연결된다.

도시된 예시적인 실시예에서, 제어 밸브(43)는 브레이크 압력 라인(39)의 압력에 의해 예압되어 있어서, 이 브레이크 시스템은 상용 차량(6)의 브레이크 시스템(1')에 의해 간접적으로 작동되거나 제어될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 트레일러 차량(40)의 브레이크 시스템은 사전 제어에 의해 활성화될 수 있는 제4 압력 저장소(42)로부터 공급받는다. 상기 디자인에서, 매우 작은 체적, 즉 브레이크 압력 라인(39)의 체적만이 압력 제어 밸브(16)에 의해 환기 또는 배기되어야 한다. 브레이크 압력 라인에서 브레이크 압력의 조정은 다음의 설명에 따라 수행된다.

외부 브레이킹 요구(25)에 따라 외부 브레이킹 모드에서의 브레이크 압력의 조정을 위한 예시적인 실시예들이 도 3 내지 도 7을 이용하여 이하에서 상세히 설명된다.

본 발명에 따르면, 배출 밸브의 제어 시간들은 개별적인 압력 제어 밸브의 인입 밸브의 제어에 의거하여 제어 유닛에 의해 결정되는데, 이로써 매우 작은 압력 단계들이 제어될 수 있다. 도 3은 외부 브레이킹 모드에서 2가지 예에 대해 인입 밸브와 배출 밸브의 스위치온(switch-on) 상태의 시간 프로파일을 나타내고 있다. 시간 프로파일에서, 이 예에서는 스위치 상태 "1"은 개별적인 밸브의 스위치가 온된 상태를 나타내며, 스위치 상태 "0"은 개별적인 밸브의 스위치가 오프된 상태를 나타낸다. 인입 밸브의 스위치 상태(E)와 배출 밸브의 스위치 상태(A)가 각각의 예시적인 실시예에 대해 나타내어져 있다.

브레이킹 과정에서, 도시된 예시적인 실시예에서 외부 브레이킹 요구로 인해 두 예시적인 실시예들 모두에서 낮은 브레이크 압력 범위에서 브레이킹 요구를 수행하기 위한 압력 제어 밸브들은 인입 밸브와 배출 밸브의 개방 시간들이 중첩되도록 작동된다. 도 3에 따른 제1 예시적인 실시예에서 배출 밸브의 작동은 인입 밸브의 작동과 거의 같은 시간에 수행된다. 다른 예시적인 실시예는 인입 밸브의 작동 이후에 배출 밸브의 시간 오프셋된 작동을 보여주고 있다. 도시하지 않은 또 다른 예시적인 실시예에서, 이 작동은 인입 밸브가 작동을 완료한 직후에 또는 인입 밸브가 작동을 완료한 후 시간상 약간의 오프셋을 두고 수행된다. 각각의 압력 제어 밸브(22)는 다른 압력 제어 밸브들(22)의 작동과 독립적으로 앞서 언급한 세 가지 작동들 중 하나를 우선적으로 수행할 수 있다.

도 4는 인입 밸브의 제어에 의거하여 배출 밸브의 제어 시간들(tA)를 결정하기 위한 방법을 나타내고 있다. 제어 유닛(17)이 외부 브레이킹 요구(25)를 감지하면, 제어 유닛은 외부 브레이킹 모드(26)로 전환되는데, 이로써 압력 제어 밸브를 작동시킴으로써 브레이크 압력이 조정되고 이와 같이 함으로써 배출 밸브의 제어 시간들이 인입 밸브의 제어에 의거하여 결정된다. 이 예에서, 브레이크 압력의 축적 과정에서 인입 밸브의 다중적인 작동들은 카운팅 단계(27)에서 카운트된다. 배출 밸브의 제어 시간들(tA)은 인입 밸브의 이미 완료된 작동들의 횟수(28)에 의거하여 결정된다.

도 5는 외부 브레이킹 모드(26)에서 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법의 다른 예시적인 실시예를 나타내고 있는데, 여기서는 도 4에서와 동일한 참조 기호들이 동일한 특성들에 대해 사용되고 있다. 도 5에 따른 예시적인 실시예에서, 배출 밸브의 제어 시간들(tA)은 인입 밸브의 제어 시간들(tE)에 의거하여 결정된다. 이를 위해, 외부 브레이킹 모드(26)에서 인입 밸브의 제어 시간(tE)이 결정되며 제어 시간(tE)의 결정 과정에서 고려된다. 결정 단계(29)에서, 수정 인자(30)를 고려하여 배출 밸브의 제어 시간(tA)이 결정된다. 인입 밸브의 인입 시간들(tE)은 배출 밸브의 제어 시간들(tA)를 위한 값들을 결정하기 위해 수정 인자(30)로 가중된다. 도 5에 따른 예시적인 실시예에서, 수정 인자는 미리 정해진 결정 지침(31)에 따라 차량의 측정된 감속(z)의 함수로써 지속적으로 결정된다. 차량 감속(z)은 유리하게는 회전 속도 센서들(18)(도 1 참조)의 측정값들로부터 도출된다.

도 6은 브레이크 압력 조정을 위한 방법의 다른 예시적인 실시예를 보여주고 있는데, 여기서 도 4 및 도 5와 동일한 참조 기호들이 동일한 특성들에 대해 사용되고 있다. 도 5에 따른 예시적인 실시예에서와 같이, 도 6에 따른 예시적인 실시예에서, 배출 밸브의 제어 시간(tA)은 인입 밸브의 제어 시간(tE)과 수정 인자(30)의 함수로써 또한 결정된다. 도 5에 따른 예시적인 실시예와는 대조적으로, 수정 인자(30)는 인입 밸브의 이미 완료된 작동들의 제어 시간들(tE)과 브레이크 압력의 감소와 연계되어 이전에 결정되었던 배출 밸브의 제어 시간들의 합의 함수로써 미리 정해진 특성 곡선(33)에 따라 결정된다. 이를 위해, 인입 밸브의 이미 완료된 작동들의 제어 시간들에 대한 정보(IE)와 외부 브레이킹 모드의 바깥에서 브레이크 압력의 감소와 연계되어 이전에 결정되고 저장되었던 배출 밸브의 제어 시간들에 대한 정보(IA)가 합산 단계(32)에서 합쳐진다. 합산 단계에서 형성된 합산값(37)을 이용하여, 수정 인자(30)가 미리 결정된 특성 곡선(33)으로부터 결정되며, 인입 밸브의 제어 시간(tE)은 배출 밸브의 제어 시간(tA)을 결정하기 위해 수정 인자(30)에 의해 가중된다.

도 7은 브레이크 압력을 조정하기 위한, 특히 인입 밸브의 제어 시간(tE)의 함수로써 배출 밸브의 제어 시간(tA)을 결정하기 위한 방법의 다른 예시적인 실시예를 보여주고 있다. 도 7에 따른 예시적인 실시예는 도 6에 따른 예시적인 실시예에 상응하는데, 다음의 차이점과 같은 예외가 있다. 즉, 특히 수정 인자(30)는 인입 밸브의 이미 완료된 작동들의 제어 시간들과 브레이크 압력의 감소와 연계되어 이전에 결정되었던 배출 밸브의 제어 시간들의 합의 함수로써 미리 결정된 특성 곡선(33)에 따라 결정된다.

도 6에 따른 예시적인 실시예와는 대조적으로, 합산 단계(32)에서는 인입 밸브의 이전에 저장된 제어 시간들(tE)과 배출 밸브의 제어 시간들(tA)의 미리 결정된 시간 상수(34)가 각각의 경우에 수정 단계(35)에서 합산될 인입 밸브의 제어시간들 및 배출 밸브의 제어 시간들로부터 차감된다. 시간 상수는 인입 밸브와 배출 밸브의 서로 다른 제어 시간들의 경우에 초기 데드 타임 또는 반응 시간을 고려하는데, 여기서는 어떤 브레이크 압력도 효과적인 밸브 개방 시간과 동떨어져 작동되지 않는다. 따라서, 감산될 시간 상수(34)는 미리 결정되어 외부 브레이킹 모드(26)에서 수정 단계(35)를 위해 제공된다.

1, 1' 브레이크 시스템 2 전방 차축
3 후방 차축 4 휠
5 브레이크 실린더 6 차량
7 스프링 메커니즘 8 브레이크 페달
9 상용 브레이크 밸브 10 제1 브레이크 회로
11 제1 압력 저장소 12 제2 브레이크 회로
13 제2 압력 저장소 14 제1 릴레이 밸브
15 제2 릴레이 밸브 16 압력 제어 밸브
17 제어 유닛 18 회전 속도 센서
19 인입 밸브 20 배출 밸브
21 제어 입력부 22 3/2 방향 밸브
23 제3 압력 저장소 24 듀얼 체크 밸브
25 외부 브레이킹 요구 26 외부 브레이킹 모드
27 카운팅 단계 28 횟수
29 결정 단계 30 수정 인자
31 결정 지침 32 합산 단계
33 특성 곡선 34 시간 상수
35 수정 단계 36 결정 단계
37 합산값 38 브레이크 압력 라인
39 트레일러 브레이크 압력 라인 40 트레일러 차량
41 제3 브레이크 회로 42 제4 압력 저장소
43 제어 밸브 44 커플링 헤드
tE 인입 밸브 제어 시간 tA 배출 밸브 제어 시간
E 인입 밸브 스위치 상태 A 배출 밸브 스위치 상태
z 차량의 감속 IE 인입 밸브 정보
IA 배출 밸브 정보

Claims

차량(6)의 브레이크 압력을 조정하기 위한 방법으로서, 제어 유닛(17)이 브레이킹될 휠들(4)의 결정된 동적 상태 변수들을 고려하는 한편, 압력 제어 밸브(16)에 의해 제어되는 브레이크 압력 라인(38, 39)의 환기를 위한 인입 밸브(19)와 배기를 위한 배출 밸브(20)를 구비한 압력 제어 밸브(16)를 작동시키되,
배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)은 인입 밸브(19)의 제어에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항에 있어서, 운전자의 브레이킹 요구와 독립적인 외부 브레이킹 요구(25)를 수신하면, 이 경우를 위해 제공된 외부 브레이킹 모드(26)에서 제어 유닛(17)은 인입 밸브(19)의 제어에 의거하여 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)을 결정함으로써 외부 브레이킹 요구(25)에 따라 브레이크 압력 라인(38, 39)에서 브레이크 압력을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제2항에 있어서, 인입 밸브(19)의 제어 시간들(tE)과 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)은 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 브레이크 압력의 축적 과정에서 인입 밸브(19)의 작동들의 횟수(28)가 카운트되며, 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)이 인입 밸브(19)의 이미 완료된 작동들의 횟수(28)에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)은 인입 밸브(19)의 제어 시간들(tE)의 함수로써 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제5항에 있어서, 브레이킹 과정에서 수정 인자(30)가 결정되며, 이로써 인입 밸브(19)의 제어 시간들(tE)이 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)을 결정하기 위해 가중되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제6항에 있어서, 수정 인자(30)는 미리 정해진 결정 지침(31)에 따라 차량의 측정된 감속(z)의 함수로써 지속적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제6항에 있어서, 수정 인자(30)는 인입 밸브의 이미 완료된 작동들의 제어 시간들(tE)과 브레이크 압력의 감소와 연계되어 이전에 결정되었던 배출 밸브(20)의 제어 시간들의 합의 함수로써 미리 결정된 특성 곡선(33)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제8항에 있어서, 미리 결정된 시간 상수(34)는 각각의 경우에 합산될 인입 밸브(19)의 제어 시간들(tE)과 배출 밸브의 제어 시간들(tA)로부터 감산되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 브레이크 실린더(5)는 압력 저장소(11, 13)의 일측에 놓인 압력 제어 밸브(16)의 반대측에서 브레이크 압력 라인(38)을 통해 배기 또는 환기되는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 트레일러 차량(40)의 브레이크 시스템은 트레일러 차량(40)을 위한 브레이크 압력 라인(39)과 상기 브레이크 압력 라인(39)에 배치된 압력 제어 밸브(16)를 통해 간접적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 압력 조정 방법.
제1항 내지 제3항 중 한 항의 방법을 수행하기 위한 차량(6)의 브레이크 시스템(1)으로서,
각각의 휠(4)마다 브레이크 실린더(5) 및 압력 제어 밸브(16)를 구비하고, 압력 제어 밸브(16)는 브레이크 실린더(5)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 브레이크 압력 라인(38, 39)의 환기를 위한 인입 밸브(19)와 배기를 위한 배출 밸브(20)를 포함하며,
인입 밸브(19)와 배출 밸브(20)는 브레이킹될 휠들(4)의 결정된 동적 상태 변수들을 고려하면서 제어 유닛(17)에 의해 작동될 수 있고, 제어 유닛(17)은 인입 밸브(19)의 제어에 의거하여 배출 밸브(20)의 제어 시간들(tA)을 결정하기 위해 구현되는 차량의 브레이크 시스템.
제12항에 있어서, 제어 유닛(17)은 운전자의 브레이킹 요구와 독립적인 외부 브레이킹 요구(25)를 수신하도록 구현된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 시스템.
제13항에 있어서, 브레이크 압력 라인들(38)은 압력 저장소(11, 13)의 일측에 놓인 압력 제어 밸브(16)의 반대측 상에서 브레이크 실린더(5)에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 시스템.
제14항에 있어서, 브레이크 압력 라인(39)에 배치된 압력 제어 밸브(16)를 구비한 트레일러 차량(40)을 위한 브레이크 압력 라인(39)은 공압 커플링 헤드(44)에 연결되되, 여기에 트레일러 차량(40)의 브레이크 시스템이 커플링될 수 있고 트레일러 차량(40)을 위한 브레이크 압력 라인(39)을 통해 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 시스템.
제12항의 브레이크 시스템(1)을 구비한 차량(6).