KR102622496B1

KR102622496B1 - 자급식 회로 충전을 위한 차량 브레이크 시스템 및 작동 방법

Info

Publication number: KR102622496B1
Application number: KR1020207013205A
Authority: KR
Inventors: 팀 알베르트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2024-01-10
Also published as: DE112018005204T5; CN111278697B; US20210237701A1; US11332108B2; WO2019091810A1; CN111278697A; KR20200084867A

Abstract

차량용 브레이크 시스템(20)은 내부에 브레이크 액의 용적을 포함하는 유체 저장소(32), ECU(1000), 및 차량 제동을 위해 적어도 하나의 휠 실린더(RL, RR)에 유체 압력을 공급하기 위해 ECU(1000)로부터의 제어 신호에 응답하여 스트로크하도록 작동 가능한 전자 제어식 플런저 장치(60)를 갖는 브레이크 유닛(20A; 20B)을 포함한다. 플런저 장치(60)는 액츄에이터(M)에 연결된 로드(108), 로드(108)에 연결되고 플런저 챔버의 내벽에 대해 밀봉하도록 구성된 1차 시일(100), 및 로드(108)가 플런저 챔버를 빠져나가는 계면을 밀봉하기 위해 로드(108)를 둘러싸는 2차 시일(104)을 포함한다. 1차와 2차 시일들(100, 104) 사이의 플런저 챔버의 부분은 전환 가능한 밸브(112)를 통해 유체 저장소(32)에 연결된다. 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 브레이크 시스템(20)을 작동시키는 방법은 브레이크 유닛(20A; 20B)을 제공하는 단계, 브레이크 회로의 제 1 부분에 압력 블리드를 수행하는 단계, 제 1 부분에 연결된 휠(RL)에 가압된 브레이크 액을 공급하는 단계, 및 ECU(1000)의 제어 하에서 플런저 장치(60)를 사용하는 동안 밸브(112)를 전환함으로써 저장소(32)로부터 브레이크 회로의 제 2 부분으로 브레이크 액을 공급하는 단계를 포함한다.

Description

자급식 회로 충전을 위한 차량 브레이크 시스템 및 작동 방법

본 발명은 차량들 및 차량 제동 시스템들에 관한 것으로, 차량 제동 시스템들은 설치시 하나 이상의 회로들에 브레이크 액이 채워지고 트랩핑된 가스(예를 들면, 공기)가 블리딩될 것을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 자급식 회로 충전을 위한 차량 브레이크 시스템 및 작동 방법을 제공하는 것이다.

일 양태에서, 본 발명은 내부에 브레이크 액의 용적을 포함하는 유체 저장소, ECU, 및 차량 제동을 위해 적어도 하나의 휠 실린더에 유체 압력을 공급하기 위해 ECU로부터의 제어 신호에 응답하여 스트로크하도록 작동 가능한 전자 제어식 플런저를 갖는 브레이크 유닛을 포함하는 차량용 브레이크 시스템을 제공한다. 플런저 장치는: 액츄에이터에 연결된 로드(rod), 로드에 연결되고 플런저 챔버의 내벽에 대해 밀봉하도록 구성된 1차 시일(seal), 및 로드가 플런저 챔버를 빠져나가는 계면을 밀봉하기 위해 로드를 둘러싸는 2차 시일을 포함한다. 1차 시일과 2차 시일 사이의 플런저 챔버의 부분은 전환 가능한 밸브를 통해 유체 저장소에 연결된다.

다른 양태에서, 본 발명은 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은: 브레이크 액으로 채워진 저장소를 갖는 브레이크 유닛을 제공하는 단계, 및 브레이크 시스템의 ECU의 제어 하에서, 전진 방향으로의 플런저의 제 1 작동에 의해 브레이크 유닛 내의 브레이크 회로의 제 1 부분에 대해 압력 블리드(pressure bleed)를 수행하는 단계를 포함한다. 상기 방법은: ECU의 제어 하에서, 전진 방향으로의 플런저의 제 2 작동에 의해, 플런저의 진공 챔버와 유체 연통하여 브레이크 회로의 제 2 부분을 동시에 배출하면서, 브레이크 회로의 제 1 부분에 연결된 제 1 휠 실린더에 가압된 브레이크 액을 공급하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은, ECU의 제어 하에서, 저장소와 진공 챔버 사이에 위치된 자동-충전 밸브를 개방 상태로 전환함으로써 저장소로부터 브레이크 회로의 제 2 부분으로 브레이크 액을 공급하는 단계를 더 포함한다.

도 1a는 본 발명의 일 구성에 따른 차량 브레이크 시스템의 제 1 부분의 개략도이고, 제 1 부분은 제 1 쌍의 휠 실린더용 회로를 갖는 제 1 유닛을 포함한다.
도 1b는 차량 브레이크 시스템의 제 2 부분의 개략도이고, 제 2 부분은 제 2 쌍의 휠 실린더용 회로를 갖는 제 2 유닛을 포함한다.
도 2는 플런저의 상세도이고, 이는 차량 브레이크 시스템의 제 1 및 제 2 유닛들의 각각에 제공된다.
도 3은 자동 회로 충전 작동의 제 1 단계 동안 차량 브레이크 시스템의 제 2 유닛의 개략도.
도 4는 자동 회로 충전 작동의 제 2 단계 동안 차량 브레이크 시스템의 제 2 유닛의 개략도.
도 5는 자동 회로 충전 작동의 제 3 단계 동안 차량 브레이크 시스템의 제 2 유닛의 개략도.

본 발명의 임의의 실시예들이 상세하게 설명되기 전에, 본 발명은 다음의 상세한 설명에서 설명되거나 다음의 도면들에 도시된 구성요소들의 구성 및 배치의 상세들에 대한 그의 적용에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 본 발명은 다른 실시예들이 가능하고 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다.

도 1a, 도 1b의 제동 시스템(20)은 본 발명의 일 양태에 따라 2개의 개별 유닛들(20A, 20B)로 도시된다. 2개의 개별 유닛들(20A, 20B)은 그 사이에 연장하는 유체 연통이 없는 2개의 별개의 유압 유닛들로서 단일 차량의 2개의 각각의 차축들에 배치될 수 있다. 그러나, 2개의 유닛들(20A, 20B)은 (예를 들면, CAN-버스와 같은 차량 네트워크를 통해) 전기적으로 연결되고 2개의 유닛들(20A, 20B)의 요소들은 공통 전자 제어 유닛(ECU; 1000)에 의해 제어된다. 제 1 유닛(20A)은 전방 차축 유닛일 수 있고, 내부에 유압 유체에 가압하기 위해 입력 로드(25)에 의해 브레이크 페달(28)에 연결된 입력측을 갖는 마스터 실린더(24)를 포함한다. 마스터 실린더(24)는 브레이크 페달(28)에 연결되는 피스톤(26)을 포함한다(예를 들면, 그와 함께 직접적으로 이동하도록 기계적으로 연결됨). 피스톤(26)은 배출구(40)에 챔버로부터 출력될 마스터 실린더(24)의 챔버 내의 유압 유체에 가압한다. 2개의 유닛들(20A, 20B)이 유압식으로 결합되는 본 발명의 다른 구성들에서, 마스터 실린더(24)는 추가 피스톤 및 추가 회로에 연결된 추가 배출구를 포함할 수 있다. 유체 저장소(32)가 마스터 실린더(24)의 상부에 제공되어 마스터 실린더(24)에 대한 브레이크 액의 공급을 유지한다. 하나 이상의 센서들(36, 38)이 마스터 실린더(24)의 유입구 측에 제공될 수 있고, 페달 이동 센서(36) 및/또는 페달 힘 센서(38)를 포함할 수 있다. 이들 센서들(36, 38) 중 하나 또는 둘 모두는 운전자의 제동 요청의 레벨을 결정하기 위해 ECU(1000)에 대한 입력으로서 (함께 또는 개별적으로) 사용될 수 있다. 또한, 페달(28) 및 피스톤(26)의 작동에 의해 마스터 실린더(24) 내에서 발생된 압력을 검출하도록 작동 가능한 압력 트랜스듀서(pressure transducer; 39)와 같은 하나 이상의 센서들이 마스터 실린더(24)의 출력측에 제공될 수 있다. 압력 트랜스듀서(39)는, 단독으로 또는 센서들(36, 38) 중 하나 또는 둘 다와 조합하여, 운전자의 제동 요청의 레벨을 결정하기 위해 신호를 ECU(1000)에 제공할 수 있다. 압력 트랜스듀서(39)는 2차 플로팅 피스톤에 의해 제 1 챔버로부터 분리된 2차 챔버에 연결될 수 있고, 2차 챔버는 도시된 구성에서 브레이크 회로 또는 휠 실린더들(FL, FR)에 연결되지 않는다.

마스터 실린더 출력부(40)는, 도시된 구성에서 제동 시스템(20)이 제공되는 차량의 휠들을 감속시키도록 작동 가능한 한 쌍의 휠 실린더들(FL, FR)을 포함하는 제 1 제동 회로와 선택적으로 유체 연통한다. 휠 실린더들(FL, FR)은 전방 차량 휠들의 세트와 관련된다. 그러나, 다른 구성들에서, 제 1 유닛(20A)은 후방 차량 휠들의 세트 또는 차량 휠들의 대각선 세트와 관련된 회로에 연결될 수 있다. 제동 회로는 각각의 휠 실린더(FL, FR)에 대해 하나씩, 두 개의 서브-회로들로 세분된다. 각각의 서브-회로는 각각의 휠 실린더와 관련된 유입구 밸브(44) 및 배출구 밸브(48)를 포함한다. 유입구 밸브들(44)은 통상적으로 개방되고, 휠 실린더에 공급된 가압된 유압 유체를 정지시키거나 제한하기 위해 ECU(1000)에 의해 전기적으로 폐쇄될 수 있다. 배출구 밸브들(48)은 통상적으로 폐쇄되고 휠 실린더에서 가압된 유압 유체를 저장소(32)로 방출하기 위해 ECU(1000)에 의해 전기적으로 개방될 수 있다. 마스터 실린더 배출구(40)는 통상 개방형 격리 밸브(52)를 통해 제동 회로에 연결된다. 격리 밸브(52)는 마스터 실린더(24), 및 이와 같이 브레이크 페달(28)을 휠 실린더들(FL, FR)을 갖는 제동 회로로부터 유체 분리 또는 격리시키기 위해 ECU(1000)에 의해 폐쇄되도록 작동 가능하다.

마스터 실린더(24)가 브레이크 페달(28)로부터 제동 회로들의 휠 실린더들(FL, FR)로 기계식 제동을 제공할 수 있지만, 제 1 유닛(20A)은 브레이크 페달(28)과 별개인 대안 또는 보조 장치가 제공될 수 있다. 이러한 장치는 필요한 제동 필요를 위해 휠 실린더들(FL, FR)에 유압 유체 압력을 발생시키기 위해(예를 들면, 모터(M) 또는 다른 액추에이터에 의해) 작동 가능한 플런저(60)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 플런저(60)의 배출구(68)(예를 들면, 메인 배출구 포트)는 적용 압력 제어 밸브(72)를 통해 제동 회로에 연결될 수 있다. 적용 압력 제어 밸브(72)는 플런저(60)로부터 공급된 압력을 제어하도록 작동 가능한 제어기-변조된 솔레노이드 밸브(예를 들면, 개방 위치들의 범위를 갖거나, 유사한 효과를 달성하기 위해 펄스-폭 변조 신호를 수신함)일 수 있다. 하나 이상의 압력 센서들(76)은 플런저 배출구(68)와 각각의 유입구 밸브들(44) 사이의 유체 경로를 따라 위치될 수 있고 유체 압력을 ECU(1000)에 보고하도록 작동 가능할 수 있다. 압력 센서(76)는 전기 지령식 제동(brake-by-wire) 작동 동안 능동 제동 회로의 일부가 아닌 시뮬레이터 회로 또는 마스터 실린더(24) 내 유체 압력과 대조하여 휠 실린더들(FL, FR)에 연결된 통로(들)에서의 유체 압력을 감지하고 보고하기 때문에 "능동 회로" 압력 센서로 지칭될 수 있다.

제 1 유닛(20A) 내 능동 제동 구성요소들에 더하여, 마스터 실린더(24)의 출력측과 유체 연통하는 시뮬레이터 회로가 제공된다. 시뮬레이터 회로는 격리 밸브(52)의 업스트림에 제공되고, 이는 격리 밸브(52)가 폐쇄될 때 시뮬레이터 회로가 마스터 실린더(24)와 유체 연통하게 유지되도록 마스터 실린더에 더 가깝고 제동 회로로부터 먼 측을 의미한다. 시뮬레이터 회로는 전환 가능한 시뮬레이터 밸브(84)를 통해 마스터 실린더 배출구(40)에 연결된 페달 느낌 시뮬레이터(80)를 포함한다. 시뮬레이터 밸브(84)는 마스터 실린더 배출구(40)와 페달 느낌 시뮬레이터(80) 사이의 유체 연통을 확립하기 위해 제어기에 의해 개방되도록 작동 가능한 통상 폐쇄형 전환 가능한 솔레노이드 밸브일 수 있다. 시뮬레이터 밸브(84)가 개방될 때, 배출구(40)를 통해 마스터 실린더 챔버로부터 푸시된 유체는 브레이크 페달(28)에 피드백 힘을 제공하는 바이어싱 메커니즘을 갖는 페달 느낌 시뮬레이터(80)로 전달된다. 따라서, 시뮬레이터 회로는 실제로 브레이크 페달(28)이 격리 밸브(52)에 의해 분리될 때 휠 실린더들(FL, FR)을 작동시키는 느낌을 모방한다.

전술한 바와 같이, 제동 시스템(20)의 제 1 유닛(20A)은 단일-회로 통합 파워 브레이크(IPB) 유닛으로서 구현될 수 있다. IPB 유닛의 구성의 양태들은 종래의 관례에 따라 제공될 수 있다. 그러나, 상기에 주의된 바와 같이, IPB 유닛은 차량의 휠 실린더들(즉, 휠 실린더들(RL, RR))의 일부로 연장되는 유체 연결들을 갖지 않지만, 종래의 이중-회로 IPB 유닛은 전기 지령식 제동 기능이 상실된 경우 적어도 백업 모드 작동을 위해 모든 차량 휠 실린더들로 연장되는 유체 연결들을 가질 것이다. 따라서, 제 1 유닛(20A)은 간략화된 또는 불충분 IPB 유닛으로 지칭될 수 있다. 또한, 제 1 유닛(20A)은, 예를 들면 차량으로 시스템 설치시 회로 유체 충전에 적응된 추가의 구조적 특징들을 갖는다. 이들을 상세하게 설명하기 전에, 브레이크 시스템(20)의 제 2 유닛(20B)은 더 불충분하지만, 대부분의 구성을 제 1 유닛(20A)과 공유한다는 것이 주의된다. 예를 들면, 제 2 유닛(20B)은 마스터 실린더(입력 로드도 없고, 입력 센서들도 없음)를 포함하지 않고 시뮬레이터 회로를 포함하지 않는다. 그와 달리, 제 2 유닛(20B)은, 제 1 유닛(20A)에 관하여 기술된 것과 동일한 레이아웃 및 기능에 따라, 저장소(32), 휠 실린더들의 쌍에 대한 브레이크 라인들 및 밸브들(44, 48, 52, 72)의 회로, 및 플런저(60)를 포함한다. 여기서, 제 1 유닛(20A)의 분리 밸브(52)와 달리, 제 2 유닛(20B)의 분리 밸브(52)는, 마스터 실린더가 없기 때문에, 회로(플런저(60)에 의해 가압됨)와 저장소(32) 사이의 유체 연통을 선택적으로 개방 및 폐쇄하도록 적응된다는 것이 주의된다. 제 1 및 제 2 유닛들(20A, 20B) 둘 다의 플런저들(60)은 운전자에 의한 브레이크 페달(28)의 작동에 응답하여 각각의 모터들(M)에 의해 작동될 수 있다. 운전자 입력과는 별개로, 다른 시나리오들에서(예를 들면, 적응형 순항 제어, 자동 충돌 방지, 자율 주행 등) 플런저들(60) 중 하나 또는 둘 다를 작동시키는 것도 가능하다. 두 개의 유닛들(20A, 20B)에서 통상 개방형 밸브들일 수 있는 분리 밸브들(52)은 각각의 플런저들(60)이 제동을 위해 작동될 때마다 ECU(1000)에 의해 폐쇄 작동되도록 작동할 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 유닛들(20A, 20B)의 각각은 회로 유체 충전을 위해 적응된 구조적 특징들을 갖는다. 예를 들면, 플런저들(60)의 각각은 배출구(68)를 갖는 전방 또는 배출구 챔버에 가압하는 것을 허용할 뿐만 아니라 메인 또는 1차 플런저 시일(100) 후방에 2차 또는 "진공" 챔버를 별개로 한정하는 도 2에 도시된 고유한 구성을 갖는다. 특히, 모터(M)에 연결하기 위해 플런저 로드(108)가 플런저 챔버를 빠져나가는 위치에 제 2 시일(104)이 제공된다. 또한, 진공 챔버는 전환 가능한 밸브(112)(예를 들면, 전기적으로 작동 가능한 "자동-충전 밸브(auto-fill valve)")를 통해 저장소(32)에 연결된다. 자동-충전 밸브(112)는 통상 개방될 수 있고 ECU(1000)에 의해 전기적으로 개방 가능할 수 있다. 각각의 플런저(60)는 배출구(68)로부터 분리되고 이격된 제 1 후면 포트(114)를 포함하고, 제 1 후면 포트(114)는 자동-충전 밸브(112)를 갖는 유체 라인에 연결하기 위해 메인 플런저 시일(100)과 제 2 시일(104) 사이에 위치된다. 유체 라인을 통해 배출구 밸브들(48)에 연결된 추가 또는 제 2 후면 포트(116)가 메인 플런저 시일(100)과 제 2 시일(104) 사이에 또한 위치된다. 이와 같이, 자동-충전 밸브(112)가 개방 상태인 경우에, 배출구 밸브들(48) 및 관련 휠 실린더들은 플런저(60)의 진공 챔버를 통해 저장소(32)에 유체 연결될 수 있다. 일부 구성들에서, 메인 플런저 시일(100)은 플런저 챔버에서 스트로크 또는 왕복 운동하도록 플런저와 함께 이동하는 이동 가능한 시일이고, 제 2 시일(104)은 고정 위치에 있다. 그러나, 다른 구성들에서, 제 2 시일(104)이 이동 가능한 시일로서 플런저 로드(108)로 통합되는 것도 가능하다.

제 2 시일(104) 및 선택적으로 폐쇄 가능한 자동-충전 밸브(112)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 회로 충전 작동이 완료되게 한다. 도 3 내지 도 5가 제 2 유닛(20B)에 대한 회로 충전 작동의 단계들을 도시하지만, 동일한 단계들은 동일한 방식으로 제 1 유닛(20A)에서 수행될 수 있고 그의 중복 설명은 별도로 제공되지 않는다. 브레이크 시스템(20)이 새로 설치되고 브레이크 액이 회로의 모든 유체 채널들(예를 들면, 모든 라인들, 밸브들, 포트들 등)을 통해 아직 확산되어야 할 때, 회로 충전 작동은 차량 어셈블리시에 완료될 수 있다. 회로 충전 동안, 회로 블리딩도 달성된다. 이러한 단계는 휠 실린더들을 공급하는 회로가 브레이크 액으로 채워지고 공기와 같은 트래핑된 가스들이 실질적으로 블리딩되는 것을 보장하기 위해 중요하다. 이하에 설명되는 바와 같이, 회로 충전 작동은 완전히 자급식이고 ECU(1000)의 명령 하에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 브레이크 유닛(20A 또는 20B)의 충전 및 블리딩은 여분의 툴들이나 장비 없이 달성되고, 시스템 액세스 포인트들(예를 들면, 저장소 캡, 휠 실린더 블리드 포트들)이 폐쇄된 상태로 유지되어 달성된다. 특히, 본 명세서의 방법은 진공을 끌어당기고 이후 가압된 브레이크 액의 블라스트를 시스템에 방출하기 위해 브레이크 시스템 저장소에 부착하는 일반적으로 알려진 진공 충전 툴을 사용하지 않는다. 따라서, 일부 구성들에서, 저장소(32)가 회로 충전을 달성하기 위해 고압에 노출될 필요가 없기 때문에 저장소(32)에 대한 엔지니어링 설계 제약들이 완화될 수 있다. 회로 충전 작동은 차량 제조업체측의 공정 계획 또는 어셈블리 라인 동작들을 필요로 하지 않는 브레이크 시스템(20)의 비교적 자율적인 동작일 수 있다. 전원에 대한 연결에 의해 처음 전력 인에이블될 때 회로 충전 작동이 자동으로 시작될 수 있다. 대안적으로, 회로 충전 작동은 미리 결정된 시간 또는 조건인 초기화 시나리오에 응답하여 제공되거나, 또는 예를 들면, 차량의 메인 ECU를 통한 최종 차량 어셈블리 단계에서 제공되는, 차량 제조업체로부터 프로그래밍 명령에 의해 직접 제공되는, 지정된 신호의 검출에 응답하여 시작될 수 있다.

도 3 내지 도 5의 공정은 저장소(32)가 브레이크 액으로 채워진 상태로부터 시작한다. 충전시, 모든 시스템 밸브들은 정지 상태이거나 편향된 위치들에 있을 수 있다. 브레이크 액의 일부는 유체 채널들의 일부를 적어도 부분적으로 채울 수 있지만, 전체 유닛이 가득 차고 블리딩되는 것을 보장하기 위해 추가 동작이 필요하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회로 충전 작동의 제 1 단계는 플런저(60)의 파워 스트로크(즉, 배출구(68)를 향한 전진 스트로크)를 포함하는 압력 회로 파워 블리드이다. 적용 압력 제어 밸브(72)는 저장소(32)와 유입구 밸브들(44) 사이에서 연장되는 유체 라인을 향한 유체 전달을 허용하도록 개방된다. 유입구 밸브들(44)은 폐쇄 작동될 수 있다. 분리 밸브(52)는 개방되거나 작동되지 않아서, 저장소(32)에 유체 연통하게 한다. 폐쇄된 유입구 밸브들(44)에 의해 플런저(60)로부터의 약간의 유체 가압은 공기와 같은 트랩핑된 가스들이 도 3에 굵게 도시된 회로의 부분에서 배기되지 않은 유체가 남아있는 저장소로 배출되는 블리딩 기능을 제공한다. 다른 구성들에서 플런저(60)가 부분 전진 스트로크만을 완료하는 것이 가능하지만, 플런저(60)는 이러한 단계 동안 최대 범위까지 완전히 스트로크될 수 있다.

도 3의 파워 블리드 단계에 후속하여, 회로 충전 작동은 브레이크 회로 배출 단계를 위해 브레이크 유닛(20B)을 도 4의 상태로 이동시킨다. 이러한 이동은 분리 밸브(52)를 폐쇄하고 유입구 밸브들(44) 중 제 1 유입구 밸브를 개방하는 것을 포함하고, 반면에 적용 압력 제어 밸브(72)는 개방된 채로 있다. 이전에 닫히지 않은 경우, 자동-충전 밸브(112)는 저장소(32)로부터 플런저(60)의 진공 챔버를 차단하기 위해 폐쇄 작동된다. 브레이크 유닛(20B)의 이러한 밸브 어레이에서, 플런저(60)의 후속 전진 스트로크가 작동된다(예를 들면, 플런저가 파워 블리드 단계의 작동으로부터 재설정된 후). 이러한 플런저 전진은, 회로의 일 부분에서, 개방 유입구 밸브(44)를 통해 관련된 휠 실린더(도시된 바와 같이 RL)로 가압 및 유체 전달을 야기한다. 그러나, 동일한 전진 플런저 스트로크는, 회로의 다른 부분에서, 메인 플런저 시일(100)과 2차 시일(104) 사이에서 플런저(60)의 진공 챔버에 연결된 유체 채널들에서 부분 진공 또는 저압 공간의 생성을 동시에 야기한다. 진공은 도 4에서 점선들로 표시된다. 도시된 구성에서, 진공은 폐쇄된 유입구 밸브(44) 및 브레이크 액으로 아직 채워지지 않은 휠 실린더(도시된 바와 같은 RR)로 연장된다. 진공은 또한 이러한 단계에서 채워지는 휠 실린더(RL)와 관련된 배출구 밸브(48)로 연장된다. 아직 채워지지 않은 휠 실린더(RR)와 관련되는 다른 배출구 밸브(48)는 내부에 공기 포집을 방지하기 위해 선택적으로 개방될 수 있다. 이러한 중간 상태에서, 회로의 나머지 충전되지 않은 부분은 대기압 미만이며 유체를 수용하도록 준비된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회로 충전 작동의 다음 단계는 나머지 브레이크 회로 충전 단계이다. 이러한 단계에서, 도 4의 단계에서 부분적으로 배출되는 저장소(32)로부터의 추가 유체가 회로의 저압 채널들로 흐를 수 있도록 자동-충전 밸브(112)가 개방된다. 이것은 회로 충전 작동의 마지막 단계일 수 있다. 다른 구성들에서, 차량 작동에 사용하기 위해 브레이크 시스템(20)을 완전히 인에이블하기 전에 회로 충전 작동은 추가의 파워 블리드 단계와 같은 추가 단계들을 포함할 수 있다. 또한, 일부 구성들에서, 도 3 내지 도 5의 전체 시퀀스는 적절한 충전 및 회로 블리드를 보장하기 위해 한 번 이상 반복될 수 있다. 회로 충전 작동이 완료되면, 자동-충전 밸브(112)는 저장소(32)와 포트(114) 사이에 영구적인 연결을 유지하기 위해 브레이크 시스템(20)의 나머지 서비스 수명 동안 영구적으로 디스에이블될 수 있다. 다른 구성들에서, 차량 어셈블리시 발생하는 회로 충전 작동, 또는 그의 양태들은 차량 서비스 또는 유지 보수 절차의 일부로서 반복될 수 있다. ECU(1000)는 서비스, 또는 그의 파라미터들(예를 들면, 저장소(32)의 배수 및 재충전)를 검출함으로써 회로 충전 작동을 자동으로 수행할 수 있거나, ECU(1000)는 회로 충전 작동을 수행하도록 서비스 기술자에 의해 명령될 수 있다(예를 들면, 차량의 전자 인터페이스를 통해).

본 발명의 양태들, 및 특히 브레이크 유닛(들)(20A, 20B)이 자동으로 충전 및 블리딩하는 회로 충전 작동은, 본 명세서에 도시되고 설명된 브레이크 시스템(20)의 정확한 레이아웃에 대해 반드시 가입하는 것은 아닌, 브레이크 시스템들의 다수의 상이한 구성들로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 개별 유닛들(20A, 20B)은 차량 프레임 또는 서브-프레임에 그들 자신의 전용 장착부들을 갖는 완전히 별개의 하우징들 내에 자급식 유닛들로 구성될 수 있지만, 이는 반드시 본 발명의 모든 양태들에 대한 요건은 아니다. 개시된 브레이크 시스템(20)은 와이어 작동에 의해 풀 브레이크일 수 있고, 완전 전기 구동 차량들, 전기 하이브리드 차량들, 및 종래의 부스터를 위한 자연 진공이 없거나/낮은 자연 진공을 갖는 파워트레인들을 갖는 차량들에 사용하기 위해 또한 적응되지만, 본 발명의 양태들은 상기에 언급된 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 차량들에 이익들을 제공할 수 있다. 마지막으로, 완전 자동화된 (및 그에 따라서 운전자 사용을 위한 브레이크 페달을 갖지 않는) 운전이 가능한 차량들에 사용하기 위한 차량 제동 시스템의 다른 구성은 도 1a의 "제 1" 브레이크 유닛(20A)이 없이 및 도 1b에 도시된 바와 같이 "제 2" 브레이크 유닛들(20B)의 2개가 제공될 수 있다는 것이 또한 주의된다.

Claims

차량용 브레이크 시스템에 있어서:
브레이크 유닛으로서:
내부에 브레이크 액의 용적을 포함하는 유체 저장소;
전자 제어 유닛(ECU);
차량 제동을 위해 적어도 하나의 휠 실린더에 유체 압력을 공급하기 위해 상기 ECU로부터의 제어 신호에 응답하여 스트로크하도록 작동 가능한 전자 제어식 플런저; 및
적어도 하나의 휠 실린더, 및 상기 적어도 하나의 휠 실린더 각각에 대해 통상 개방형 휠 실린더 유입구 밸브 및 통상 폐쇄형 휠 실린더 배출구 밸브를 갖는 브레이크 회로를 갖는, 상기 브레이크 유닛을 포함하고, 상기 플런저는:
액추에이터에 연결된 로드(rod);
상기 로드에 연결되고 플런저 챔버의 내벽에 대해 밀봉하도록 구성된 1차 시일(seal), 및
상기 로드가 상기 플런저 챔버를 빠져나가는 계면을 밀봉하기 위해 상기 로드를 둘러싸는 2차 시일을 포함하고,
상기 1차 및 2차 시일들 사이의 상기 플런저 챔버의 부분은, 상기 1차 시일에 의해 메인 플런저 챔버 배출구로부터 분리되고 전환 가능한 밸브를 통해 상기 유체 저장소에 연결되는 진공 챔버를 형성하고,
상기 브레이크 유닛은, 상기 브레이크 회로의 부분이 메인 플런저 챔버 배출구와 연결되어 상기 플런저로부터 가압된 브레이크 액을 공급받는 동시에, 상기 메인 플런저 챔버 배출구가 상기 진공 챔버로부터 격리되는 동안, 상기 플런저의 상기 진공 챔버는 상기 브레이크 회로의 제 2 부분과 연결되어 상기 전환 가능한 밸브에 의해 상기 유체 저장소로부터 격리되는 동안 상기 제 2 부분을 배출하는 구성을 갖는, 차량용 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 브레이크 유닛은:
사용자 입력을 수신하도록 작동 가능한 브레이크 페달;
상기 사용자 입력을 검출하도록 작동 가능한 적어도 하나의 사용자 입력 센서;
상기 브레이크 페달에 연결되어 내부에 유체 챔버를 한정하는 마스터 실린더;
상기 플런저가 상기 사용자 입력에 대응하는 상기 적어도 하나의 휠 실린더에서 제동을 달성하도록 작동할 때 상기 브레이크 페달에 반동력(reaction force)을 제공하도록 상기 마스터 실린더의 유체 챔버와 유체 연통하는 페달 느낌 시뮬레이터; 및
상기 마스터 실린더가 격리 밸브에 의해 상기 적어도 하나의 휠 실린더로부터 격리되는 폐쇄 위치를 갖는 상기 격리 밸브를 더 포함하는, 차량용 브레이크 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 브레이크 유닛은 제 1 브레이크 유닛이고, 상기 브레이크 시스템은 제 2 유체 저장소 및 제 2 전자 제어식 플런저를 갖는 제 2 브레이크 유닛을 더 포함하고, 상기 제 2 전자 제어식 플런저는 차량 제동을 위해 적어도 하나의 휠 실린더에 유체 압력을 공급하기 위해 상기 ECU로부터의 제어 신호에 응답하여 스트로크하도록 작동 가능하고, 상기 제 2 전자 제어식 플런저는:
액추에이터에 연결된 로드,
상기 로드에 연결되고 플런저 챔버의 내벽에 대해 밀봉하도록 구성된 1차 시일; 및
상기 로드를 둘러싸고 상기 로드가 상기 플런저 챔버를 빠져나가는 계면을 밀봉하는 2차 시일을 포함하고,
상기 1차와 2차 시일들 사이의 상기 플런저 챔버의 부분은, 상기 1차 시일에 의해 메인 플런저 챔버 배출구로부터 분리되고 전환 가능한 밸브를 통해 상기 유체 저장소에 연결되는 진공 챔버를 형성하는, 차량용 브레이크 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 브레이크 유닛은 상기 제 2 유체 저장소가 격리 밸브에 의해 상기 적어도 하나의 휠 실린더 및 상기 제 2 전자 제어식 플런저의 메인 플런저 챔버 배출구로부터 격리되는 폐쇄 위치를 갖는 상기 격리 밸브를 더 포함하는, 차량용 브레이크 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 브레이크 유닛은 상기 브레이크 시스템의 모든 휠 실린더들보다 적은 휠 실린더에 대한 연결들을 갖는 단일-회로 통합 파워 브레이크(IPB) 유닛인, 차량용 브레이크 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 브레이크 유닛은 마스터 실린더를 포함하지 않는, 차량용 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 브레이크 유닛은, 상기 브레이크 회로의 상기 제 2 부분이 상기 플런저를 통해 상기 유체 저장소로부터 상기 브레이크 회로의 상기 제 2 부분을 유체로 충전하기 위해, 상기 플런저의 상기 진공 챔버와 상기 전환 가능한 밸브를 통해 상기 유체 저장소와 연결되는 또다른 구성을 갖는, 차량용 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 1차와 2차 시일들 사이의 상기 플런저 챔버의 부분은 상기 전환 가능한 밸브를 갖는 직통 라인(direct line)상으로 상기 유체 저장소에 연결되는, 차량용 브레이크 시스템.
자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법에 있어서:
브레이크 액으로 채워진 저장소를 갖는 브레이크 유닛을 제공하는 단계;
상기 브레이크 시스템의 전자 제어 유닛(ECU)의 제어 하에서, 전진 방향으로의 플런저의 제 1 작동에 의해 상기 브레이크 유닛 내에 브레이크 회로의 제 1 부분에 압력 블리드(pressure bleed)를 수행하는 단계;
상기 ECU의 제어 하에서, 상기 전진 방향으로의 상기 플런저의 제 2 작동에 의해, 상기 플런저의 진공 챔버와 유체 연통하는 상기 브레이크 회로의 제 2 부분을 동시에 배출하면서, 상기 브레이크 회로의 제 1 부분에 연결된 제 1 휠 실린더에 가압된 브레이크 액을 공급하는 단계; 및
상기 ECU의 제어 하에서, 상기 저장소와 상기 진공 챔버 사이에 위치된 자동-충전 밸브를 개방 상태로 전환함으로써 상기 저장소로부터 상기 브레이크 회로의 제 2 부분으로 브레이크 액을 공급하는 단계를 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 저장소로부터 상기 브레이크 회로의 제 2 부분으로 브레이크 액을 공급하는 단계는 상기 브레이크 회로의 제 2 부분에 연결된 제 2 휠 실린더에 브레이크 액을 공급하는 단계를 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 저장소를 폐쇄된 상태로 유지하는 단계 및 상기 제 1 휠 실린더의 블리드 포트를 폐쇄된 상태로 유지하는 단계를 더 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 전진 방향으로의 상기 플런저의 제 2 작동 동안 및 상기 저장소로부터 상기 브레이크 회로의 제 2 부분으로의 브레이크 액의 공급 동안 상기 제 1 휠 실린더에 대한 유입구 밸브와 상기 저장소 사이에 위치된 격리 밸브의 폐쇄 상태를 유지하는 단계를 더 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 전진 방향으로의 상기 플런저의 제 1 동작은 상기 플런저의 풀 스트로크인, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 ECU의 제어 하에서, 상기 브레이크 회로에 대해 추가의 압력 블리드를 수행하는 단계를 더 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 ECU 제어 하에서, 상기 브레이크 회로에 가압된 브레이크 액의 추가 공급을 수행하는 단계를 더 포함하는, 자급식 브레이크 회로 충전을 위해 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.