KR102628651B1

KR102628651B1 - 브레이크 시스템의 작동 방법 및 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR102628651B1
Application number: KR1020217004828A
Authority: KR
Inventors: 옌스 바그너; 베레나 프리드리히; 디륵 푀르히; 베르트람 포잇칙; 다니엘 프랑크; 안드레아스 크라우터; 슈테판 차하리프; 티모 하이블레
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2019-05-25
Publication date: 2024-01-25
Also published as: JP2021530406A; JP7032611B2; US11767001B2; US20210269004A1; KR20210035842A; WO2020020516A1; DE102018212279A1

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에 따라, 작동 회로의 조절 어셈블리의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호가 생성되고, 제동 요구 신호를 참조하여 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력이 산출된다. 또한, 능동 회로 내의 실제 제동 압력의 설정이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치에 의해 실행된다. 또한, 압력 생성 장치로부터의, 능동 회로를 통해 작동되는 휠 브레이크의 유압식 결합 해제가, 압력 생성 장치와 휠 브레이크 사이의 유압 경로 내에 배치되는 분리 밸브의 폐쇄를 통해 실행되고, 분리 밸브에는 초기 응력 장치에 의하여 분리 밸브와 휠 브레이크 사이의 유압 경로의 브레이크측 부분 내로의 체적 유량의 유입 방향에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치에 의해 설정됨과 동시에, 초기 응력 장치가 분리 밸브에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상되도록 분리 밸브에 개방력이 가해짐으로써, 분리 밸브의 개방을 통해 휠 브레이크의 유압식 결합이 실행된다.

Description

브레이크 시스템의 작동 방법 및 브레이크 시스템

일반적으로, 승용차 또는 화물차와 같은 차량, 특히 자동차를 위한 브레이크 시스템은, 수동 작동 장치에 의해 작동되는 마스터 브레이크 실린더를 통하여 휠 브레이크의 작동을 위한 제동 회로 내에 유압이 생성되는 전자 유압식 브레이크 시스템으로서 구현된다. 이 경우, 제동력 특성 곡선으로의 압력 생성은 일반적으로, 전동기 및 전동기에 의해 이동 가능한 변위 피스톤 또는 플런저를 포함하는 압력 생성 장치에 의해 지원된다.

소위 브레이크 바이 와이어 시스템(Brake-by-Wire System)도 점점 더 많이 사용되고 있다. 이러한 시스템은 예를 들어 DE 10 2011 079 454 A1호에 설명되어 있다. 이러한 브레이크 시스템에는 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 유압이 생성되는 작동 회로가 제공된다. 이러한 압력이 감지되고, 감지된 압력을 참조하여 설정 제동 압력이 산출되며, 이러한 설정 제동 압력은, 전동기 및 전동기에 의해 이동 가능한 변위 피스톤을 포함하는 압력 생성 장치에 의하여 휠 브레이크의 작동을 위한 능동 회로 내에 설정된다.

본 발명은 브레이크 시스템의 작동 방법과, 차량용, 특히 자동차용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 첫번째 양태에 따라, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 방법에서, 작동 회로의 조절 어셈블리의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호의 생성이 실행된다. 이러한 단계에서는 결과적으로, 차량의 원하는 감속을 나타내는 신호가 생성된다.

추가의 일 단계에서는 제동 요구 신호를 참조하여 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력의 산출이 실행된다. 이에 따라, 제동 요구 신호는 예를 들어 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있는 산출 함수를 위한 입력 변수를 형성한다. 이러한 산출 함수는 능동 회로 내에 설정되어야 하는 제동 압력에 대한 값을 출력 변수로서 산출한다.

또한, 능동 회로 내의 실제 제동 압력의 설정이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치에 의해 실행된다.

추가의 일 단계에서는 압력 생성 장치로부터의, 능동 회로를 통해 작동되는 휠 브레이크의 유압식 결합 해제가, 압력 생성 장치와 휠 브레이크 사이의 유압 경로 내에 배치되는 분리 밸브의 폐쇄를 통해 실행되고, 분리 밸브에는 초기 응력 장치에 의하여 분리 밸브와 휠 브레이크 사이의 유압 경로의 브레이크측 부분 내로의 체적 유량의 유입 방향에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 이에 따라, 분리 밸브와 휠 브레이크 사이에 위치한 유압 경로의 브레이크측 부분이 폐쇄된 체적을 형성하므로, 휠 브레이크와 분리 밸브 사이의 분리 밸브들의 폐쇄 이후의 능동 회로 내의 설정된 제동 압력은 유지된다. 따라서, 분리 밸브가 폐쇄되어 있는 한, 휠 브레이크는 압력 생성 장치와는 무관하게, 설정된 압력으로 작동된다. 특히, 분리 밸브는, 유압 경로의 브레이크측 부분 내에 우세한 압력이 분리 밸브와 압력 생성기 사이의 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 압력보다 더 큼으로써 밸브 몸체가 밸브 시트를 향해 가압되는 방식으로 유압 경로 내에 배치된다. 이에 따라, 분리 밸브는 폐쇄 상태에서 유압 경로의 브레이크측 부분으로부터 압력 생성기측 부분으로의 역류 방향으로 유압액의 체적 유량을 신뢰 가능하게 저지한다. 분리 밸브에는 초기 응력 장치를 통해, 예를 들어 스프링을 통해 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 이에 따라, 초기 응력 장치를 통해 밸브, 특히 밸브 몸체에 가해지는 힘은, 유압 경로의 압력 생성기측 부분으로부터 브레이크측 부분으로의 유압액의 유입 방향에 반대로 또는 역류 방향으로 작용한다.

추가의 일 단계에서는 압력 생성 장치에 의한 분리 밸브와 압력 생성 장치 사이의 압력 생성기측 시스템 압력이 강하한다. 이는, 압력 생성 장치의 부하가 경감될 수 있다는 장점을 제공한다.

이러한 압력 강하 이후에는, 압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치에 의해 설정됨과 동시에, 초기 응력 장치가 분리 밸브에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상되도록 분리 밸브에 개방력이 가해짐으로써, 분리 밸브의 개방을 통한 휠 브레이크의 유압식 결합이 재차 실행된다. 이에 따라, 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내에서 압력 상승이 시작되자마자, 분리 밸브는 작동된다. 이 경우, 분리 밸브는 특히 초기 응력 장치를 통해 가해지는 힘만이 극복되는 방식으로 작동된다. 결과적으로, 분리 밸브 또는 밸브 몸체에 가해지는 힘은 초기 응력 장치를 통해 가해지는 힘을 극복하기에 충분한 크기를 갖는다. 그러나, 압력 상승이 시작될 때, 유압 경로의 브레이크측 부분 내에 작용하는 압력이 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 시스템 압력보다 더 크기 때문에, 밸브는 상술한 바와 같이 폐쇄 위치로 가압되므로, 가해지는 개방력을 통해 개방되지 않는다. 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 시스템 압력이 유압 경로의 브레이크측 부분 내의 압력보다 크거나 같을 때에야 비로소, 분리 밸브는 압력 생성기측 부분 내에 가해진 압력에 의해 개방된다.

본 발명의 추가의 일 양태에 따라, 차량용 브레이크 시스템이 제공된다.

브레이크 시스템은, 제동 요구 신호의 생성을 위한, 작동 장치에 의해 작동 가능한 조절 어셈블리를 구비한 작동 회로와; 하나의 압력 생성 장치, 유압식으로 압력 생성 장치에 결합되는 하나 이상의 휠 브레이크, 및 압력 생성 장치와 휠 브레이크 사이의 유압 경로 내에 배치되는 하나의 분리 밸브를 구비한 능동 회로;를 포함하며, 분리 밸브에는 초기 응력 장치에 의하여 분리 밸브와 휠 브레이크 사이의 유압 경로의 브레이크측 부분 내로의 체적 유량의 유입 방향에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 이에 따라, 분리 밸브는 특히, 유압 경로의 브레이크측 부분 내에 우세한 압력이 분리 밸브와 압력 생성기 사이의 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 압력보다 더 큼으로써 밸브 몸체가 밸브 시트를 향해 가압되는 방식으로 유압 경로 내에 배치된다. 이에 따라, 분리 밸브는 폐쇄 상태에서 유압 경로의 브레이크측 부분으로부터 압력 생성기측 부분으로의 역류 방향으로 유압액의 체적 유량을 신뢰 가능하게 저지한다. 분리 밸브에는 초기 응력 장치를 통해, 예를 들어 스프링을 통해 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 이에 따라, 초기 응력 장치를 통해 밸브, 특히 밸브 몸체에 가해지는 힘은, 유압 경로의 압력 생성기측 부분으로부터 브레이크측 부분으로의 유압액의 유입 방향에 반대로 또는 역류 방향으로 작용한다.

또한, 브레이크 시스템은, 작동 회로의 조절 어셈블리와, 압력 생성 장치와, 그리고 분리 밸브와 연결되는 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는, 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력을 제동 요구 신호로부터 산출하고; 설정 제동 압력에 따라 능동 회로 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 압력 생성 장치를 트리거링하고; 압력 생성 장치로부터 휠 브레이크를 유압식으로 결합 해제하기 위해 분리 밸브를 폐쇄하고; 설정 제동 압력에 따라 분리 밸브와 압력 생성 장치 사이의 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 제어 장치가 압력 생성 장치를 트리거링하는 동시에, 초기 응력 장치가 분리 밸브에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상되도록 분리 밸브에 개방력이 가해짐으로써, 휠 브레이크를 유압식으로 결합하기 위해 분리 밸브를 개방하도록; 구성된다.

이에 따라, 제어 장치는 특히, 브레이크 시스템으로 하여금 본 발명에 따른 방법을 실행하게 하도록 구성된다.

결과적으로, 본 발명의 기반이 되는 개념은, 분리 밸브를 사용하여 능동 회로의 압력 생성 장치로부터 능동 회로의 휠 브레이크를 유압식으로 결합 해제한 이후, 분리 밸브가 폐쇄된 경우에 능동 회로의 압력 생성기측 부분 내에서 압력을 강하시키는 것과, 휠 브레이크를 유압식으로 재결합하기 위해 압력 생성기측 부분 내의 압력 상승과 동시에, 분리 밸브가 폐쇄 위치가 되도록 하는 초기 응력만이 극복되도록 분리 밸브를 트리거링하는 것이다. 본 발명에 따라, 분리 밸브에는 브레이크측 부분 내로의 체적 유량의 유입 방향에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해지므로, 압력 생성기측의 시스템 압력이 브레이크측의 유압 경로 내에 존재하는 압력에 도달하자마자, 밸브의 실제 개방은 브레이크측 부분에 공급되는 유압액을 통해 피동적으로 실행된다.

이러한 방식으로, 유압 경로의 브레이크측 부분 내의 정확한 압력을 알 수 없는 경우에도 분리 밸브가 항상 신뢰 가능하게 전환 가능하다. 특히, 초기 응력을 극복하기 위한 분리 밸브의 트리거링이 압력 상승의 시작과 동시에 시작됨으로써, 밸브의 너무 늦은 트리거링이 방지되므로, 급변하는 제동 요구 시의 동적 결합이 용이해진다. 또한, 브레이크측 압력에 도달하자마자 분리 밸브가 자동으로 개방되므로, 분리 밸브의 너무 늦은 개방을 통해 발생할 수 있는, 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 압력 피크가 바람직하게 방지된다. 추가의 장점은, 브레이크측에서 작용할 수도 있는 가압력이 아니라, 초기 응력만이 트리거링을 통해 극복되면 되므로, 분리 밸브의 개방을 위해 필요하거나, 분리 밸브의 트리거링을 통해, 예를 들어 액추에이터에 의해 생성되어야 하는 힘이 작다는 것이다.

휠 브레이크의 유압식 결합 해제는 하기 조건들, 즉

a) 제동 요구 신호가 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 일정하다는 조건;

b) 휠 브레이크에 의해 제동된 휠의 감지된 회전수가 사전 결정된 회전수 임계값 미만이라는 조건;

c) 능동 회로의 산출된 설정 제동 압력이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 조건;

d) 압력 생성 장치의 저장기 내에 포함된 유압액의 체적이 사전 결정된 임계값을 하회하는 조건; 중 하나의 조건 또는 복수의 조건들의 존재를 필요로 할 수 있다.

휠 브레이크의 결합 해제를 위한 전형적인 추가의 경우가 조건 d)에 의해 제공된다. 결합 해제를 통해, 예를 들어 브레이크 시스템의 예비 저장기와 같은 외부 소스로부터 압력 생성 장치의 저장기 내로의 유압액 재충전이 가능해진다.

유압식 재결합은 예를 들어 하기 조건들, 즉

- 결합 해제 이후 특정 기간이 경과된 조건;

- 제동 요구 신호가 변화한 조건;

- 예를 들어 유압액이 충분히 재충전되었으므로, 상기 d) 하에 언급된 조건이 더 이상 충족되지 않는 조건;

- 유압 경로의 브레이크측 부분 내의 제동 압력이 사전 결정된 임계값을 하회하는 조건; 중 하나의 조건 또는 복수의 조건들 하에 실행될 수 있다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 조절 어셈블리는 작동 장치에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더 및 센서 어셈블리를 포함하고, 제동 요구 신호의 생성은 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 작동 회로 내에 생성되는 유압 및/또는 작동 장치의 조정 거리를 제동 요구를 특성화하는 변수들로서 감지하는 것을 포함한다. 결과적으로, 여기서 제동 요구 신호는 작동 회로 내의 감지된 유압을 통해 그리고 작동 장치의 조정 거리를 통해 형성되거나, 이러한 변수들로 구성된다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 압력 생성 장치는, 유입 방향으로의 체적 유량을 생성하기 위하여, 유압식 결합 시에 설정 제동 압력에 따라 압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 전진 방향으로 이동되는 변위 피스톤을 포함한다. 결과적으로, 압력 생성기측 부분 내의 압력 상승을 야기하기 위해, 변위 피스톤은 압력 생성기측 부분의 체적이 감소하도록 전진 방향으로 이동된다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 압력 생성기측 시스템 압력이 강하하는 동안 유압액이 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내로 도입된다. 이 경우, 추가의 유압액이 능동 회로 내로 도입된다. 이는, 예를 들어 더 높은 제동 압력을 설정할 수 있기 위하여 또는 누설을 보상하기 위하여, 분리 밸브가 폐쇄된 경우에 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내에서 실행된다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 분리 밸브는 솔레노이드 밸브이며, 분리 밸브의 개방을 위해 전류의 흐름이 생성된다. 이 경우, 개방력은 분리 밸브에 전류를 공급함으로써 생성된다. 이 경우, 분리 밸브는 무전류 상태에서 폐쇄 위치로 유지되도록 구성된다. 이는, 압력 생성기측 부분 내로의 유압액의 역류가 신뢰 가능하게 방지되므로, 브레이크 시스템의 신뢰도를 추가로 향상시킨다.

본원의 브레이크 시스템의 일 실시예에 따라, 조절 어셈블리는 작동 장치에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더와; 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 생성되는 작동 회로 내의 유압 및/또는 작동 장치의 조정 거리를 제동 요구를 특성화하는 변수들로서 감지하기 위한 센서 어셈블리;를 포함하고, 제동 요구 신호는 제동 요구를 특성화하는, 센서 장치에 의해 감지된 변수들을 통해 형성된다.

본원의 브레이크 시스템의 추가의 일 실시예에 따라, 압력 생성 장치는 유입 방향으로의 체적 유량을 생성하기 위해 전진 방향으로 병진 운동 가능한 변위 피스톤을 포함한다.

본원의 브레이크 시스템의 추가의 일 실시예에 따라, 분리 밸브는, 개방 상태의 설정을 위해 전류 흐름이 가해질 수 있는 솔레노이드 밸브이다.

본 발명에 따른 방법과 관련하여 설명된 특징들 및 장점들은 동일한 방식으로 본 발명에 따른 브레이크 시스템에도 적용되고, 그 반대로도 적용된다.

본 발명은 도면들의 개략적인 도시로서 설명된 실시예들을 참조하여 하기에 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템 내 분리 밸브의 개략도이다.

도시된 도면들에서, 동일하고, 기능상 동일하며, 동일하게 작용하는 요소들, 특징부들 및 구성 요소들에는 (달리 언급되지 않는 한) 각각 동일한 도면 부호들이 제공된다.

도 1에는 차량용 브레이크 시스템(1)이 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 시스템(1)은 작동 회로(2), 능동 회로(4) 및 제어 장치(5)를 포함한다.

도 1에 예시적으로 도시된 작동 회로(2)는 조절 어셈블리(20) 및 작동 장치(21)를 포함한다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 특히 조절 장치(20)는 유압식 마스터 브레이크 실린더(22)와; 하나 이상의 압력 센서(23) 및 하나의 조정 거리 센서(24)를 구비한 센서 어셈블리;를 포함할 수 있다. 또한, 조절 장치(20)는 선택적 복원 시뮬레이터(25)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 조절 어셈블리(20)에서, 마스터 브레이크 실린더(22)는, 도 1에 예를 들어 풋 페달(foot pedal)로 도시되어 있는 작동 장치(21)에 의해 작동 가능하다. 여기서, 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동은 하나 이상의 변위 피스톤(22A, 22B)의 변위를 포함함으로써, 유압액, 예를 들어 오일이 복원력에 대항하여 변위되고, 이로 인해 작동 회로(2) 내에 유압이 생성된다.

예를 들어, 복원력은, 유압 라인(6)을 통해 유압식으로, 즉 유체 안내 방식으로 마스터 브레이크 실린더(22)에 결합된 선택적 복원 시뮬레이터(25)를 통해 생성될 수 있다.

선택적 압력 센서(23)는, 마스터 브레이크 실린더(22)에 의해 생성된 압력을 감지하고, 이러한 압력을 나타내는 압력 신호(3A)를 생성한다. 도 1에서, 압력 센서(23)는 예를 들어 복원 시뮬레이터(25)를 통해 유압식으로 유압 라인(6)에 결합된다. 선택적 조정 거리 센서(24)는 작동 장치(21)에 의해 나아간 조정 거리를 감지하고, 조정 거리를 나타내는 조정 거리 신호(3B)를 생성한다. 이 경우, 압력 신호(3A)와 조정 거리 신호(3B)는 조절 어셈블리(20)에 의해 생성된 예시적인 제동 요구 신호(3)를 함께 형성한다.

대안적으로, 조절 어셈블리(20)는 작동 장치(21)의 조정 거리를 감지하는 조정 거리 센서(24)만을 통해 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 제동 요구 신호(3)는 조정 거리 신호(3B)를 통해 형성된다.

능동 회로(4)는 하나의 압력 생성 장치(40), 하나 이상의 휠 브레이크(43) 및 하나 이상의 분리 밸브(44)를 포함한다. 또한, 선택적으로 능동 회로(4)는 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)를 포함한다. 도 1에는 예시적으로 총 4개의 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D) 및 2개의 분리 밸브들(44A, 44B)을 구비한 능동 회로(4)가 도시되어 있다.

바람직하게, 압력 생성 장치(40)는 전동기(41)와; 전동기(41)에 의해 전진 방향 및 후진 방향으로 병진 운동 가능한 변위 피스톤(42);을 포함한다. 전동기(41)의 회전 운동을 변위 피스톤(42)의 병진 운동으로 변환하기 위해, 도 1에 단지 개략적으로 도시된 기어 장치(41A)가 제공될 수 있으며, 이러한 기어 장치는 전동기(41)를 변위 피스톤(42)에 운동학적으로 결합한다. 변위 피스톤(42)이 가이드 실린더(42A) 내에서 이동 가능함으로써, 가이드 실린더(42A) 내에 위치하는 유압액, 예를 들어 오일이 변위된다.

분리 밸브들(44A, 44B)은 예를 들어 솔레노이드 밸브들 또는 전기 기계식 전환 밸브들로 구현될 수 있다. 도 2에는 솔레노이드 밸브로 구현된 분리 밸브(44)가 예시적으로 그리고 순전히 개략적으로 도시되어 있다. 분리 밸브(44)는 초기 응력 장치(51); 밸브 몸체(52); 밸브 시트(53); 및 전자석(54) 형태의 액추에이터를 포함한다. 분리 밸브들(44A, 44B)은 각각, 분리 밸브들이 유체 관류를 가능하게 하는 개방 상태와, 분리 밸브들(44A, 44B)이 유체 관류를 차단하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 가능하다. 도 1 및 도 2에서 분리 밸브들(44A, 44B)은 예시적으로 폐쇄 상태로 도시되어 있다. 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(52)는 밸브 시트(53)를 향해 밸브(44)의 폐쇄 상태로 유지된다. 특히, 초기 응력 장치(51)는 폐쇄 상태가 되도록 폐쇄력 또는 초기 응력으로 밸브 몸체(52)에 초기 응력을 가한다. 분리 밸브(44)의 개방을 위하여, 예를 들어 전자석(54)과 전기적으로 연결된 전압원(55)의 트리거링을 통해 전자석(54)에는 전류의 흐름이 생성된다. 전류의 흐름을 통해 자기력이 개방력으로서 생성되고, 이러한 개방력은 초기 응력 장치(51)에 의해 밸브 몸체(52)에 가해지는 폐쇄력과 반대로 밸브 시트(53)로부터 밸브 몸체(52)를 분리하고, 이에 따라 유압액의 관류를 가능하게 한다.

각각의 휠을 제동하기 위하여, 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)은 각각 마찰 라이닝(미도시)을 통해, 각각의 휠에 제공된, 예를 들어 브레이크 디스크(7A, 7B, 7C, 7D) 형태의 마찰 표면들에 작용한다.

선택적 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 도 1에 단지 개략적으로 도시되어 있으며, 개별 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)의 개별적 제어에 사용된다. 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 명확성을 위해 본원에 더 상세히 설명되지 않는다.

분리 밸브들(44A, 44B)은 분기되는 유압 라인(15)을 통하여 유압식으로 압력 생성 장치(40)에 결합된다. 또한, 제1 압력 밸브(44A)는 분기되는 유압 라인(16)을 통하여 휠들(미도시)의 브레이크 디스크들(7A 및 7B)에 결합된다. 제2 압력 밸브(44B)는 분기되는 유압 라인(17)을 통하여 휠들(미도시)의 브레이크 디스크들(7C 및 7D)에 결합된다. 이에 따라, 유압 라인들(15, 16, 17)은 압력 생성 장치(40)와 하나 이상의 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45)를 형성한다. 휠 브레이크들(43)에 연결된 유압 라인들(16, 17)은 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A)을 형성한다. 압력 생성 장치(40)에 연결된 유압 라인(15)은 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B)을 형성한다.

특히 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 분리 밸브들(44A, 44B)의 개방 시에, 변위 피스톤(42)의 전진 방향으로의 이동을 통하여 유입 방향(61)으로, 즉 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B)으로부터 브레이크측 부분(45A)으로 유압액의 체적 유량이 생성될 수 있다. 이와 반대로, 분리 밸브들(44A, 44B)의 개방 시에, 변위 피스톤(42)의 후진 방향으로의 이동을 통하여 역류 방향(62)으로, 즉 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A)으로부터 압력 생성기측 부분(45B)으로 유압액의 체적 유량이 생성될 수 있다.

도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 분리 밸브(44)에는 초기 응력 장치(51)에 의하여 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내로의 유압액의 체적 유량의 유입 방향(61)에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해진다. 특히, 밸브 몸체(52)는 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A)을 향하도록 놓인다. 이에 따라, 일반적으로 분리 밸브(44)는, 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내에 우세한 압력이 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력보다 큰 경우, 밸브 몸체(52)가 밸브 시트(53)를 향해 폐쇄 위치로 가압되는 방식으로 유압 경로(45) 내에 배치된다.

또한, 도 1에는 브레이크 시스템(1)이, 유압액을 포함하는 선택적 저장기(70)를 포함하는 것이 도시되어 있다. 저장기(70)는 체크 밸브(71)를 통하여 유압식으로 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B)에 결합된다. 이 경우, 체크 밸브(71)는, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력이 사전 결정된 임계값 미만인 경우, 이러한 체크 밸브가 개방되고, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내로의 유체 흐름을 허용하도록 형성된다.

도 1에는, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 제동 압력을 감지하기 위한 선택적 제동 압력 센서(46)가 제공될 수 있다는 것이 추가로 도시되어 있다. 또한, 도 1에는 예시적으로 작동 전류 또는 회전 위치와 같은 전동기의 작동 변수를 감지하기 위한 선택적 모터 센서들(47A, 47B)이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 압력 생성 장치(40)의 작동 이상이 발생하는 경우에 마스터 브레이크 실린더(22)를 통한 휠 브레이크들(43)의 작동을 가능하도록 하기 위해, 작동 회로(2)는 선택적 밸브들(26A, 26B)을 통하여 유압식으로 능동 회로(4)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 변위 피스톤들(22A, 22B)은 밸브들(26A, 26B)을 통해 유압 라인들(16, 17)에 연결되며, 밸브들(26A, 26B)은 분리 밸브들(44A, 44B)과 유사하게 구성될 수 있다. 도 1에서 밸브들(26A, 26B)은 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

도 1에 더 도시된 바와 같이, 제어 장치(5)는 작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20), 특히 조절 어셈블리(20)의 센서들(23, 24)과, 압력 생성 장치(40)와, 그리고 분리 밸브(44)와 연결된다. 또한, 제어 장치(5)는 선택적 밸브들(26A, 26B)과, 선택적 제동 압력 센서(46)와, 그리고 선택적 모터 센서들(47A, 47B)과 연결될 수 있다. 여기서, "연결된다"는 것은 기능적 연결, 특히 유선식으로 또는 무선식으로 구현될 수 있는 데이터 연결을 의미한다.

제어 장치(5)는 특히 프로세서(미도시) 및 데이터 메모리(미도시)를 포함할 수 있으며, 데이터 메모리에는 프로세서로 하여금 하기에 설명되는 기능들 또는 하기에 설명되는 방법을 실행하게 하도록 구성되는 소프트웨어가 포함된다.

본 발명에 따른 방법은 상술한 브레이크 시스템(1)을 참조하여 하기에 예시적으로 설명된다.

브레이크 시스템(1)이 차량에서 작동될 때 우선, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호(3)가 조절 어셈블리(20)의 작동을 통해 생성된다. 예를 들어, 작동 장치(21)가 운동을 실행함으로써, 마스터 브레이크 실린더(22)는 선택적 복원 시뮬레이터(25)의 복원력에 대항하여 작동된다. 압력 센서(23) 및 조정 거리 센서(24)는 각각 압력 또는 조정 거리를 감지한다. 압력 센서(23)는 상응하는 압력 신호(3A)를 생성하고, 조정 거리 센서(24)는 상응하는 조정 거리 신호(3B)를 생성한다. 이러한 신호들은 제동 요구 신호(3)를 형성하고, 제어 장치(5)로 전송된다.

제어 장치(5)는 제동 요구 신호(3)를 참조하여, 능동 회로(4)에서 요구되는 설정 제동 압력을 산출하고, 압력 생성 장치(40), 예를 들어 압력 생성 장치(40)의 선택적 전동기(41)로 전송되는 상응하는 모터 제어 신호(5M)를 생성한다.

압력 생성 장치(40)는 모터 제어 신호(5M)에 기초하여 활성 회로 내의 실제 제동 압력으로서의 설정 제동 압력을 설정한다. 특히, 전동기(41)는 분리 밸브들(44A, 44B)의 개방 시에 모터 제어 신호(5M)에 따라 작동될 수 있으며, 활성 회로 내의 설정 제동 압력이 설정되도록 선택적 변위 피스톤(42)을 전진 방향 또는 후진 방향으로 이동시킨다. 선택적으로, 이 경우 선택적 제동 압력 센서(46)에 의해, 활성 회로 내의 제동 압력이 설정 제동 압력에 따라 제어되는 폐쇄형 제어 루프가 구현될 수 있다.

활성 회로 내의 설정 제동 압력에 도달한 이후, 제어 장치(5)는 분리 밸브들(44A, 44B)의 폐쇄를 야기하는 밸브 제어 신호(5V)를 생성한다. 예를 들어, 전압원(55)이 전자석(54)을 통한 전류의 흐름을 차단하도록 트리거링되므로, 밸브 몸체(52)는 초기 응력 장치(51)가 역류 방향(62)으로 밸브 몸체(52)에 가하는 폐쇄력으로 인해 밸브 시트(53)를 향해 폐쇄 위치로 이동된다. 이로 인해, 하나 이상의 휠 브레이크(43)는 유압식으로 압력 생성 장치(40)로부터 결합 해제된다.

예를 들어, 유압식 결합 해제는 제동 요구 신호(3)가 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 일정하다는 조건 하에 실행될 수 있다. 여기서 "일정하다"는 것은 특히, 제동 요구 신호(3)의 변화가 사전 결정된 값보다 작다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 사전 결정된 시간 범위 이내에, 예를 들어 3초에 걸쳐 압력 신호(3A)도 조정 거리 신호(3B)도, 사전 결정된 값을 넘지 않는 만큼, 예를 들어 1%를 넘지 않는 만큼 변화하지 않는다면, 제동 요구 신호(3)는 일정하다. 일정한 제동 요구 신호(3)는 일정한 제동 압력이라는 결론을 도출한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 유압식 결합 해제는 추가의 조건 또는 다른 조건의 존재에 결합될 수 있다. 예를 들어, 휠들(미도시)에서는 회전수 센서들(18A, 18B, 18C, 18D)에 의해 휠들(미도시)의 회전수가 감지될 수 있고, 회전수 신호(5D)로서 제어 장치(5)에 전송될 수 있다. 여기서, 유압식 결합 해제는 감지된 회전수가 사전 결정된 회전수 임계값 미만이라는 추가의 조건 하에 실행될 수 있다. 또한, 능동 회로(4)의 산출된 설정 제동 압력이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 것이 추가의 조건으로서 요구될 수 있다. 또한, 대안적으로 또는 추가적으로, 압력 생성 장치의 전동기(41)의 열적 부하를 특성화하는 변수가 사전 결정된 부하 임계값에 도달하는 것이 조건으로서 요구될 수 있다. 예를 들어, 모터 센서(47A)에 의해 감지된 작동 전류는 전류 신호(51)로서 제어 장치(5)에 전송될 수 있다. 작동 전류(51)가 특정 시간에 걸쳐 한계값을 초과하면, 분리 밸브들(44)의 폐쇄가 실행된다.

결합 해제를 위한 가능한 추가의 조건은, 압력 생성 장치(40)의 가이드 실린더(42A) 내에 포함된 유압액의 체적이 사전 결정된 최소 체적을 하회하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 분리 밸브들(44A, 44B)이 폐쇄될 때 저장기(70)로부터의 유압액 재충전이 실행될 수 있다.

분리 밸브들(44A, 44B)의 폐쇄 이후에는, 압력 생성 장치(40)에 의한 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력의 강하가 실행된다. 이는 예를 들어, 가이드 실린더(42A) 내의 체적을 확대하기 위해 변위 피스톤(42)이 후진 방향으로 이동되는 방식으로, 제어 장치(5)에 의해 생성된 모터 제어 신호(5M)를 통해 전동기(41)가 작동됨으로써 실행될 수 있다. 이어서, 전동기(41)는 선택적으로 스위치 오프될 수 있다. 선택적으로, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력(압력 생성기측 시스템 압력)이 강하하면, 체크 밸브(71)가 개방됨에 따라 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B)에 선택적 저장기(70)로부터의 유압액이 공급된다. 결합 해제 이후, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내에는, 예를 들어 펌프(미도시)와 같은 능동 공급 장치에 의해 다른 방식으로도 유압액이 도입될 수 있다.

압력 생성 장치(40)에 의한 분리 밸브(44)와 압력 생성 장치(40) 사이의 압력 생성기측 시스템 압력의 강하 이후, 하나 이상의 휠 브레이크(43)는 재차 유압식으로 압력 생성 장치(40)에 결합된다. 이는 예를 들어, 제동 요구 신호(3)가 변경된 조건 하에, 또는 분리 밸브(44)의 폐쇄 이후에, 예를 들어 30초 내지 45초 범위 내의 사전 결정된 기간이 경과된 조건 하에 실행될 수 있다. 물론, 예를 들어 실린더(42A) 내에 포함된 체적이 충전 이후, 사전 결정된 범위 이내에 재차 위치하는 것과 같은, 결합을 위한 조건으로서의 추가의 기준 또는 다른 기준의 충족도 고려 가능하다.

유압식 결합을 위해, 압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력은 원하는 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치(40)에 의해 설정된다. 이를 위해, 상술한 바와 같이, 필요한 경우에는 우선, 원하는 설정 제동 압력이 제동 요구 신호(3)를 참조하여 산출되고, 제어 장치(5)는 압력 생성 장치(40)를 작동시키기 위한, 특히 전동기(41)가 변위 피스톤(42)을 전진 방향으로 이동시키도록 전동기를 작동시키기 위한 모터 작동 신호(5M)를 생성한다. 압력 생성 장치(40)의 작동과 동시에, 분리 밸브(44)의 트리거링이 실행된다. 이를 위해, 제어 장치(5)는, 분리 밸브(44)의 액추에이터, 예를 들어 전자석(54)으로 하여금, 초기 응력 장치(51)가 분리 밸브(44)에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상될 정도의 크기를 갖는 개방력을 분리 밸브(44)에 가하도록 하는 밸브 제어 신호(5V)를 생성한다. 예를 들어, 밸브 제어 신호(5V)는 전압원(5)으로 하여금, 초기 응력 장치(51)에 의해 밸브 몸체(52)에 가해지는 폐쇄력을 극복하기에 충분한 크기를 갖는 개방력을 생성하는 전자석(54)을 통한 전류의 흐름을 생성하도록 한다. 이는 압력 생성 장치(40)의 트리거링과 동시에 실행되기 때문에, 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내의 압력은 우선, 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력보다 더 크다. 이로 인해, 분리 밸브(44)의 트리거링을 통해, 폐쇄력은 초기 응력 장치(51)에 의해 가해지는 폐쇄력은 극복하지만, 브레이크측 부분(45A) 내의 더 큰 압력에 의해 작용하는 유압력은 극복하지 않게 된다. 따라서, 이는 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력이 브레이크측 부분(45A) 내의 압력보다 크거나 같을 때까지 분리 밸브(44)가 폐쇄 상태를 유지하도록 한다.

결과적으로, 유압식 결합 시에는 폐쇄력 수준의 낮은 개방력만이 분리 밸브(44)의 액추에이터에 의해, 예를 들어 전자석(54)에 의해 생성되면 되고, 분리 밸브(44)는 압력 생성기측 부분(45B) 내의 압력 피크를 바람직하게 방지하면서 신뢰 가능하게 개방될 수 있다. 분리 밸브(44)의 액추에이터, 예를 들어 도 2에서는 전자석(54)이 전기식으로 작동 가능하다면, 바람직하게 작동을 위해 작은 전류 만이 필요하며, 이는 브레이크 시스템(1)의 신뢰도를 향상시킨다.

Claims

차량용 브레이크 시스템(1)의 작동 방법으로서,
작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20)의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호(3)의 생성이 실행되는 단계와;
제동 요구 신호(3)를 참조하여 능동 회로(4) 내에 필요한 설정 제동 압력의 산출이 실행되는 단계와;
능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력의 설정이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치(40)에 의해 실행되는 단계와;
압력 생성 장치(40)로부터의, 능동 회로(4)를 통해 작동되는 휠 브레이크(43)의 유압식 결합 해제가, 압력 생성 장치(40)와 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45) 내에 배치되는 분리 밸브(44)의 폐쇄를 통해 실행되고, 분리 밸브(44)에는 초기 응력 장치(51)에 의하여 분리 밸브(44)와 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내로의 체적 유량의 유입 방향(61)에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해지는 단계와;
압력 생성 장치(40)에 의한 분리 밸브(44)와 압력 생성 장치(40) 사이의 압력 생성기측 시스템 압력의 강하가 실행되는 단계와; 그리고
압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력이 설정 제동 압력에 따라 압력 생성 장치에 의해 설정됨과 동시에, 초기 응력 장치가 분리 밸브(44)에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상되도록 분리 밸브(44)에 개방력이 가해짐으로써, 분리 밸브(44)의 개방을 통한 휠 브레이크(43)의 유압식 결합이 실행되는 단계;를 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항에 있어서, 조절 어셈블리(20)는 작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더(22) 및 센서 어셈블리(23, 24)를 포함하고, 제동 요구 신호(3)의 생성은 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동을 통해 작동 회로 내에 생성되는 유압(3A) 및/또는 작동 장치(21)의 조정 거리(3B)를 제동 요구를 특성화하는 변수들(3A, 3B)로서 감지하는 것을 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 생성 장치(40)는, 유입 방향으로의 체적 유량을 생성하기 위하여, 유압식 결합 시에 설정 제동 압력에 따라 압력 생성기측 시스템 압력으로서의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 전진 방향으로 이동되는 변위 피스톤(42)을 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 생성기측 시스템 압력이 강하하는 동안 유압액이 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내로 도입되는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 밸브(44)는 솔레노이드 밸브이며, 분리 밸브(44)의 개방을 위해 전류의 흐름이 생성되는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제동 요구 신호(3)의 생성을 위한, 작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 조절 어셈블리(20)를 구비한 작동 회로(2);
하나의 압력 생성 장치(40), 유압식으로 압력 생성 장치(40)에 결합되는 하나 이상의 휠 브레이크(43), 및 압력 생성 장치(40)와 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45) 내에 배치되는 하나의 분리 밸브(44)를 구비한 능동 회로(4)로서, 분리 밸브(44)에는 초기 응력 장치(51)에 의하여 분리 밸브(44)와 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내로의 체적 유량의 유입 방향(61)에 반대로, 폐쇄 상태가 되도록 초기 응력이 가해지는, 능동 회로(4); 및
작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20)와, 압력 생성 장치(40)와, 그리고 분리 밸브(44)와 연결되는 제어 장치(5);를 포함하는 차량용 브레이크 시스템(1)으로서,
제어 장치(5)는, 능동 회로(4) 내에 필요한 설정 제동 압력을 제동 요구 신호(3)로부터 산출하고; 설정 제동 압력에 따라 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 압력 생성 장치(40)를 제어하고; 압력 생성 장치(40)로부터 휠 브레이크(43)를 유압식으로 결합 해제하기 위해 분리 밸브(44)를 폐쇄하고; 설정 제동 압력에 따라 분리 밸브(44)와 압력 생성 장치(40) 사이의 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 제어 장치(5)가 압력 생성 장치(40)를 제어하는 동시에, 초기 응력 장치가 분리 밸브(44)에 초기 응력을 가할 때 작용하는 폐쇄력이 보상되도록 분리 밸브(44)에 개방력이 가해짐으로써, 휠 브레이크(43)를 유압식으로 결합하기 위해 분리 밸브(44)를 개방하도록; 구성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항에 있어서, 조절 어셈블리(20)는
작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더(22); 및
제동 요구를 특성화하는 변수들로서 (i) 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동을 통해 생성되는 작동 회로(2) 내의 유압(3A) 및/또는 (ii) 작동 장치(21)의 조정 거리(3B)를 감지하기 위한 센서 어셈블리(23; 24);를 포함하고,
제동 요구 신호(3)는 제동 요구를 특성화하는, 센서 장치에 의해 감지된 변수들(3A; 3B)을 통해 형성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항 또는 제7항에 있어서, 압력 생성 장치(40)는 유입 방향으로의 체적 유량을 생성하기 위해 전진 방향으로 병진 운동 가능한 변위 피스톤(42)을 포함하는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항 또는 제7항에 있어서, 분리 밸브(44)는, 개방 상태의 설정을 위해 전류 흐름이 가해질 수 있는 솔레노이드 밸브인, 차량용 브레이크 시스템(1).