KR20000017590A - 펌프모터를 제어하여 브레이크 실린더압력을 증가시키고 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하여 상기 압력을 감소시키는 장치 - Google Patents

펌프모터를 제어하여 브레이크 실린더압력을 증가시키고 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하여 상기 압력을 감소시키는 장치 Download PDF

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사카이아키라
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와다 아끼히로
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

브레이크 실린더의 압력을 제어하는 유압 제어장치는, 상기 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 연결되고 가압된 유체를 브레이크 실린더에 전달하는 한 세트의 펌프(32, 34) 및 상기 펌프를 작동시키는 전기모터(38, 40)을 구비하는 펌프기구(30), 상기 브레이크 실린더로부터 배출되는 유체를 저정하는 저압원(31), 상기 저압원과 상기 브레이크 사이에 배치되고 인가되는 전기 에너지로 작동되며, 상기 전기에너지량에 따라 상기 브레이크 실린더내 압력을 제어하는 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62), 및 상기 전기모터를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더압력을 증가시키는 증압제어기구(S35, S42, S49, S68, S91) 및 상기 제어밸브에 인가된 전기에너지량을 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 감소시키는 감압제어기구(S36, S44, S45, S66, S92)을 포함하는 제어기(160, 71, 72, 74)를 포함하여 이루어진다.

Description

펌프모터를 제어하여 브레이크 실린더압력을 증가시키고 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하여 상기 압력을 감소시키는 장치{APPARATUS FOR INCREASING BRAKE CYLINDER PRESSURE BY CONTROLLING PUMP MOTOR AND REDUCING THE PRESSURE BY CONTROLLING ELECTRIC ENERGY APPLIED TO CONTROL VALVE}
본 발명은 유압으로 작동되는 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하기 위한 유압제어장치에 관한 것이다.
(본 발명이 만들어 지기 전인 1998년 12월 4일 공개된) 일본 공개특허공보 제 10-322803 호는 전기적으로 작동되는 고압원(high pressure source)으로서의 유압원을 이용한 유압 제어장치를 개시하고 있다. 이 유압 제어장치는, (1) 펌프와, 상기 펌프를 작동하기 위한 전기모터 및 상기 펌프에 의해서 가압된 작동유체를 저장하고 상기 가압된 유체를 브레이크 실린더에 공급하기 위한 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함하는 고압원과, (2) 상기 브레이크 실린더로부터 배출되는 유체를 저장하기 위한 저압원과, (3) 상기 고압원과 브레이크 실린더 사이에 구성되어 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 그곳에 인가된 전기에너지에 의존하는 레벨까지 제어하기 위해서 전기적으로 제어되는 솔레노이드(solenoid-operated) 증압 제어밸브와, (4) 상기 저압원과 브레이크 실린더 사이에 구성되어 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 그곳에 인가된 전기에너지에 의존하는 레벨까지 제어하기 위해서 전기적으로 제어되는 솔레노이드 감압 제어밸브 및 (5) 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 조절하기 위해서 상기 증압 제어밸브 및 감압 제어밸브를 제어하고, 상기 어큐뮬레이터 내의 유체압력을 소정 레벨로 유지하기 위해서 상기 전기모터를 제어하기 위한 제어기구를 포함하고 있다.
이 유압 제어장치의 제어하에서 브레이크 실린더내의 유체압력이 증가하는 경우에, 솔레노이드 감압 제어밸브를 폐쇄한 상태로 유지하며, 솔레노이드 증압 제어밸브에 인가되는 전기에너지가 유압 제어장치에 의해서 제어된다. 어큐뮬레이터로부터 증압 제어밸브를 통해서 브레이크 실린더로 공급되는 유체압력은 증압 제어밸브에 인가되는 제어된 전기에너지에 따라서 제어된다. 이 유압 제어장치의 제어하에서 브레이크 실린더내의 유체압력이 감소되는 경우에는, 증압 제어밸브를 폐쇄한 상태로 유지하며, 감압 제어밸브에 인가될 전기에너지가 유압 제어장치에 의해서 제어된다. 브레이크 실린더내의 유체압력은 제어된 전기에너지에 대응하는 레벨로 감소된다. 따라서, 증압 제어밸브 및 감압 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어함으로써 브레이크 실린더내의 유체압력이 제어된다.
본 발명의 승계인은 본 발명 완성 이전에 공개되지 않았던 일본 특허 출원 제 10-102476 호에 개시되고 있는 바와 같은 유압 제어장치를 제안하였다. 위 출원에 개시된 유압 제어장치는, 브레이크 실린더와 저장기(reservoir)사이에 구성되며 그곳에 전기에너지가 인가되지 않을 경우에는 개방상태에 위치되고 전기에너지가 인가될 경우에는 폐쇄상태로 위치되는 정상적으로 개방 솔레노이드 셧오프밸브(shut-off valve)를 포함하고 있다. 종래의 유압 제어장치에서, 브레이크 실린더와 저장기 사이에 구성되는 솔레노이드 셧오프밸브는, 브레이크 실린더에 의해서 제공되는 제동 효과의 개시가 지연되는 것을 방지하기 위해서 그곳에 전기에너지가 인가되지 않는 경우에는 폐쇄상태로 위치되는 정상적으로 폐쇄밸브이다. 예를 들면, 브레이크 작동부재를 놓아주는 것(releasing)에 의한 브레이크 실린더의 각 제동 동작 후, 정상적으로 폐쇄 셧오프밸브는, 브레이크 실린더내의 유체압력을 실질적으로 0 으로하는데 필요한 것으로 추정되는 소정의 시간동안 개방상태로 유지된다. 그 다음, 전기에너지가 셧오프밸브로부터 완전히 제거되어, 이 셧오프밸브는 본래의 폐쇄 상태로 복귀한다. 그러나, 브레이크 실린더는 위에서 언급한 소정의 시간이 경과한 후에도, 즉 가압된 유체가 소정 시간동안 배출된 후에도, 잔류 유체압력을 갖고 있을 수도 있다. 이 잔류 유체압력은 소위 "브레이크 드래그(brake drag)", 즉 문제되는 제동 동작 후에 어느 정도의 제동이 남아있는 현상을 유발하기도 한다. 이 셧오프밸브가 각 제동 동작후 전기에너지의 제거에 의하여 개방 상태로 복귀되는 정상적으로 개방 밸브인 경우에는, 이 브레이크 드래그를 방지할 수 있다. 그러나 반면에, 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시킬 것이 요구되는 경우에 이 정상적으로 개방 셧오프밸브는 빠르게 폐쇄상태로 전환되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 브레이크 실린더내의 유체압력이 증가되는 경우에, 위에 언급된 특허출원에 개시되어 있는 정상적으로 개방 셧오프밸브가 압력 제어장치에 의해서 최대 전기에너지로 에너지를 받게 된다. 따라서, 이 정상적으로 개방 셧오프밸브는 비교적 많은 양의 전기에너지 소비를 요하며, 상대적으로 큰 작동 소음, 상대적으로 짧은 수명, 및 다른 문제점등이 있다.
본 발명의 목적은 위에서 설명한 유압 제어장치와는 달리 증압 제어밸브와 감압 제어밸브로 인가되는 전기에너지를 제어하지 않고도 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어할 수 있는 유압 제어장치를 제공하는 것이다.
위 목적은 본 발명의 다음의 모드중 어느하나에 따라 달성될 수 있으며, 각각의 상기 모드는 본 발명의 바람직한 형태내의 요소나 특징들의 가능한 조합을 적절하게 나타내기 위해, 첨부된 청구범위와 같이 번호가 매겨져 있으며, 다른 모드(들)와는 구별된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압제어장치를 포함하는 제동시스템을 보여주는 개략도;
도 2는 도 1의 제동시스템에 포함되는 솔레노이드 감압제어밸브을 개략적으로 보여주는 단면 입면도;
도 3은 도 1의 제동시스템에 포함되는 다른 솔레노이드 감압제어밸브을 개략적으로 보여주는 단면 입면도;
도 4는 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 따라 실행되는 브레이크 제어루틴를 보여주는 플로우챠트;
도 5는 유압제어장치의 ROM에 저장된 데이터 테이블에 의해 설명되는 차량속도와 도로하중과의 관계를 나타내는 그래프;
도 6은 유압제어장치에 의해 제어되는 펌프기구을 위한 다른 제어영역을 나타내는 개략도;
도 7은 도 4의 플로우챠트의 S2 단계에서 실행되는 내리막주행 결정경로를 보여주는 플로우 챠트;
도 8은 유압제어장치에 의해 모터기구의 펌프모터을 예비적으로 제어하는 예를 보여주는 도;
도 9a 및 도9b는 유압제어장치에 의해 펌프모터를 제어하는 예를 보여주는 그래프;
도 10은 도 4의 플로우챠트의 S11 단계에서 실행되는 공통 압력제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 11은 유압제어장치에 의해 감압제어밸브의 공통 압력제어의 예를 보여주는 그래프;
도 12는 도 11의 공통 압력제어를 보여주는 도;
도 13은 도 4의 플로우챠트의 S12 단계에서 실행되는 독립 압력제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 14는 도 13의 독립 압력제어를 보여주는 도;
도 15는 도 4의 플로우챠트의 S13 단계에서 실행되는 정지차량 제동제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 따라 도 10의 루틴 대신에 실행되는 공통 압력제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 따라 도 12의 공통 압력제어 대신에 실행되는 공통 압력제어를 보여주는 도;
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 따라 실행되는 모터제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 따라 도 4의 플로우챠트의 S12 단계에서 실행되는 독립 압력제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압제어장치을 포함하는 제동시스템을 보여주는 개략도;
도 21은 도 20의 제동시스템에 포함된 전방차륜 선형밸브기구의 단면 입면도;
도 22는 도 20의 제동시스템에 포함된 후방차륜 선형밸브기구의 단면 입면도;
도 23a는 도 21의 전방차륜 선형밸브기구에 포함된 증압제어밸브와 감압제어밸브에 작용하는 힘을 보여주는 개략도;
도 23b는 도 22의 후방차륜 선형밸브기구에 포함된 감압제어밸브에 작용하는 힘을 보여주는 개략도;
도 24는 도 20의 유압제어장치의 선형밸브기구에 의해 성립되는 제어모드의 예를 보여주는 도;
도 25는 작동행정과 유체누출량과 선형밸브기구의 제어밸브의 전자기력사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 26은 도 20의 유압제어장치에서 감압동작 종료후 즉시, 밸브시이트상으로 밸브부재의 완만한 시이팅을 위해 감압제어밸브에 인가되는 전류를 제어하는 예를 보여주는 그래프;
도 27은 유압제어장치에 의해 감압제어밸브에 예비전류를 인가하는 예를 보여주는 그래프;
도 28은 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 의해 실행되는 선형밸브기구 제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 29는 도 28의 플로우챠트의 S140 단계에서 선형밸브기구 제어를 보여주는 플로우챠트;
도 30은 도 20의 유압제어장치에 의해 선형밸브기구의 제어의 예를 보여주는 도;
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압제어장치의 ROM에 저장된 프로그램에 의해 실행되는 선형밸브기구 제어루틴을 보여주는 플로우챠트;
도 32는 도 20의 유압제어장치에서 증압동작 개시후 즉시 감압제어밸브에 인가되는 전류를 제어하는 예를 보여주는 그래프;
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예들에서 증압동작 개시후에 즉시 전류를 제어하는 예를 보여주는 그래프;
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전류 제어의 다른 예들을 보여주는 도;
도 35는 유압제어장치의 ROM에 저장되어 있으며, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 감압제어밸브에 인가되는 전류를 제어하기 위한 보상계수를 나타내는 데이터 맵을 보여주는 도;
도 36은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압제어장치를 포함하는 제동 시스템을 보여주는 개략도이다.
(1) 브레이크 실린더내의 작동유체의 압력을 제어하는 유압 제어장치에 있어서, 상기 장치는 : (a) 상기 브레이크 실린더에 연결되고, 상기 유체를 가압하여 가압된 유체를 상기 브레이크 실린더로 송출하기 위한 적어도 한 세트의 펌프 및 상기 펌프를 작동하기 위한 전기모터를 포함하는 펌프기구와; (b) 상기 브레이크 실린더로부터 배출되는 유체를 저장하기 위한 저압원과; (c) 상기 저압원 및 상기 브레이크 실린더 사이에 구성되고, 그곳에 인가되는 전기에너지에 의해서 작동되며, 상기 전기에너지의 양에 따라 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하기 위한 솔레노이드 압력 제어밸브; 및 (d) 상기 전기모터를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키기 위한 증압 제어수단 및 상기 솔레노이드 압력 제어밸브에 인가되는 전기에너지의 양을 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 감소시키기 위한 감압 제어수단을 구비하는 제어기를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 상기 모드(1)에 따른 대부분의 전형적인 형태의 유압 제어장치에서는, 솔레노이드 압력 제어밸브가 펌프기구 및 브레이크 실린더 사이에 제공되지 않고, 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키기 위한 펌프가 브레이크 실린더에 직접 연결된다. 브레이크 실린더는 솔레노이드 압력 제어밸브를 통해서 저압원에 연결된다. 본 발명의 유압 제어장치에서, 브레이크 실린더내의 유체압력은 펌프로부터 그곳으로 송출되는 가압된 유체에 의해서 증가되고, 펌프를 구동하기 위해 작동되는 전기모터를 제어함으로써 브레이크 실린더내의 유체압력증가가 제어된다. 또한, 브레이크 실린더내의 유체압력은 유체를 브레이크 실린더로부터 저압원으로 배출하여 감소되고, 솔레노이드 압력 제어밸브로 인가되는 전기에너지를 제어함으로써 브레이크 실린더내의 유체압력감소가 제어될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유압 제어장치에 의해서, 펌프를 작동하기 위한 전기모터를 제어하는 것과 솔레노이드 압력 제어밸브로 인가되는 전기에너지를 제어함으로써 브레이크 실린더내의 유체압력이 제어된다. 이러한 관점에서, 본 발명의 유압 제어장치는, 솔레노이드 증압 제어밸브 및 감압 제어밸브 모두에 인가되는 전기에너지가 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하기 위해서 제어되고 있는 일본 공개특허공보 제 10-322803 호에 개시된 유압 제어장치와는 구별된다.
솔레노이드 압력 제어밸브가 그곳으로 인가되는 전기에너지의 양에 따라서 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어할 수 있으면서, 그곳으로 인가되는 전기에너지의 증가 또는 감소에 의해서 브레이크 실린더 압력을 감소시키도록 압력 제어밸브가 조절될 수 있다. 바람직하게는, 제어기구가 동일한 방법으로 모든 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하도록 펌프기구가 단일 브레이크 실린더에 연결되거나, 또는 복수의 브레이크 실린더에 연결된다.
펌프기구가 복수의 브레이크 실린더에 연결되는 경우에, 개별 브레이크 실린더내의 유체압력이 상호 독립적으로 제어되도록 하기 위해서, 아래에 설명되는 바와 같이, 바람직하게는 유동저항기 또는 펌프 차단밸브가 펌프기구와 각각의 브레이크 실린더 사이에 제공된다. 펌프 차단밸브는 브레이크 실린더를 펌프기구에 연결하기 위한 개방상태와 브레이크 실린더를 펌프기구로부터 차단시키기 위한 폐쇄상태를 갖는다.
(2) 위의 모드(1)에 따른 유압 제어장치에 있어서, 상기 감압 제어수단은, 브레이크 실린더내의 유체압력이 감소될 때, 상기 전기모터를 턴-오프(turn off)하는 수단을 포함한다.
상기 전기모터를 턴-오프함으로써, 상기 가압된 유체는 상기 펌프로부터 상기 브레이크 실린더로 송출되지 않는다. 이러한 구성은 상기 전기모터가 압력감소동안에 온(on)상태가 유지되는 구성에 비하여 상기 브레이크 실린더내의 유체압력이 보다 빠르게 감소되도록 한다. 상기 제어기는, 상기 전기모터를 턴-오프하는 것과 상기 브레이크 실린더로부터 상기 저압원으로 배출되는 흐름을 방지하기 위해서 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 폐쇄된 상태로 위치시킴으로써 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 유지하기 위한 압력유지 제어수단을 더 포함할 수도 있다. 상기 전기모터를 오프(off)상태로 유지하여 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 폐쇄상태로 위치시킴으로써, 상기 브레이크 실린더으로의 유체흐름 및 상기 브레이크 실린더로부터의 유체흐름이 모두 방지되어, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력은 안정성이 향상된 상태로 일정하게 유지될 수 있다.
(3) 상기 모드(1) 또는 모드(2)에 따른 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력의 실제값과 목표값 사이의 압력차이가와 상기 목표값 변화율 중 적어도 하나에 의존하여 상기 증압 제어수단과 상기 감압 제어수단 중 하나를 활성화 시킨다.
상기 증압 제어수단 또는 감압 제어수단이 상기 압력차이에 의존하여 활성화되는 경우에, 상기 제어기는 상기 브레이크 실린더 압력의 목표값(Pref)과 실제값(P*) 사이의 상기 압력차이(△P = Pref - P*)가 소정 한계치(EPS)보다 더 큰 경우에(즉, △P 〉 EPS 인 경우에) 상기 압력 제어수단을 활성화하도록 조절되고, 상기 압력차이(△P)가 상기 소정 한계치(EPS)보다 크지 않은 경우에(즉, △PEPS 인 경우에) 상기 감압 제어수단을 활성화하도록 조절된다.
상기 제어수단이 전술한 상기 압력 유지수단을 포함하는 경우에, 상기 제어기는, 상기 압력차이(△P)가 소정의 양(+)의 한계치(EPS1)보다 큰 경우에(즉, △P 〉 EPS1 인 경우에) 상기 증압 제어수단을 활성화하고, 상기 압력차이(△P)가 소정의 음(-)의 한계치(-EPS2)보다 작은 경우에(즉, △P 〈 -EPS2 인 경우에) 상기 감압 제어수단을 활성화 하며, 상기 압력차이(△P)가 상기 양(+)의 한계치(EPS1)과 음(-)의 한계치(-EPS2) 사이의 범위에 있을 경우에(즉, -EPS2△PEPS1 인 경우에) 상기 압력유지 수단을 활성화 한다.
상기 증압 제어수단, 압력유지 제어수단 및 감압 제어수단 중 어느 하나가 상기 압력차이(△P) 뿐만 아니라 상기 목표 브레이크 실린더 압력의 변화율(△Pref)에 따라 활성화되는 경우에, 상기 제어기는, 상기 변화율(△Pref)이 소정 양(+)의 한계치(RPS1)보다 높지 않으면서 상기 압력차이(△P)가 상기 양(+)의 한계치(EPS1)보다 클 때(즉, △P 〉 EPS1 이고, △PrefRPS1 인 때) 상기 증압 제어수단 보다는 상기 압력유지 제어수단을 활성화하고, 상기 변화율(△Pref)이 소정 음(-)의 한계치(-RPS2)보다 낮지 않으면서 상기 압력차이(△P)가 상기 음(-)의 한계치(-EPS2)보다 작은 때(즉, △P 〈 -EPS2 이고, △PrefRPS1 인 때) 상기 감압 제어수단 보다는 상기 압력 유지수단을 활성화하도록 조절된다.
상기 양(+)의 한계치(EPS1)의 절대값과 상기 음(-)의 한계치(-EPS2)의 절대값은 서로 동일할 수도 있고, 상기 양(+)의 한계치(RPS1)의 절대값과 상기 음(-)의 한계치(-RPS2)의 절대값은 서로 동일할 수도 있다.
(4) 상기 모드(1) 내지 모드(3) 중 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값 증가율이 소정 한계치보다 더 높은 때는 상기 증가율이 상기 소정의 한계치보다 높지 않을 때보다 상기 전기모터가 더 큰 출력 토오크를 발생하도록 상기 전기모터를 제어하는 모터제어기구를 포함한다.
상기 펌프기구의 상기 전기모터 출력 토오크를 증가시킴으로써, 상기 펌프로부터 송출되는 가압된 유체의 유량 또는 압력이 증가될 수 있다. 따라서, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 증가율이 증가될 수 있어서, 결과적으로 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 동작에서의 지연을 감소시키거나 또는 제거할 수 있다. 상기 브레이크 실린더 압력 목표값의 증가율은 상기 브레이크 실린더를 활성화하는 정상동작이 (브레이크 작동부재의 작동에 의해서) 개시될 때 또는 상기 브레이크 실린더를 활성화하는 비상동작이 시작될 때 소정 한계치를 초과하게 된다. 이러한 경우에, 상기 모터 제어기구는 상기 전기모터가 더 큰 출력 토오크를 발생하도록 상기 전기모터를 제어하기 위하여 활성화 된다.
목표 브레이크 실린더 압력 증가율의 한계치는, 상기 전기모터가 정상동작 중에 최대 출력 토오크를 발생하는 때에는 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 증가율이 되거나, 상기 유압 제어장치용 배터리의 공칭전압이 상기 전기모터에 인가되는 때에는 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 증가율이 될 수도 있다.
상기 브레이크 실린더 압력 목표값의 증가율이 상기 한계치보다 높은 경우에는, 상기 전기모터에 인가되는 전압이 상기 전기모터에 정상적으로 인가되는 전압보다 높게 되거나 상기 배터리의 공칭전압보다 높게 된다. 다른 대안으로서는, 상기 전기모터에 인가되는 전류는 상기 전기모터에 정상적으로 인가되는 전류보다 크게 되기도 한다. 이러한 경우에, 상기 전기모터의 출력 토오크가 제어되지 않을 수도 있다. 그러나, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력이 충분히 높은 비율로 증가될 수 있다면, 상기 출력 토오크의 제어가 필수적인 것은 아니다. 위의 설명으로부터 명백하듯이, 상기 모터 제어기구는 상기 브레이크 실린더 압력의 빠른 증가, 상기 전기모터 출력 토오크의 증가 및 상기 펌프의 송출유량 또는 송출압력의 증가를 허용한다.
상기 브레이크 실린더 압력 목표값의 증가율이 상기 한계치보다 큰 경우에 상기 전기모터 출력 토오크를 증가시키도록 조절되는 상기 모터 제어기구는, 상기 상기 펌프기구의 송출유량 또는 송출압력을 증가시킬수 있고, 상기 전기모터 용량을 증가시키지 않고도(따라서, 상기 펌프기구의 제조비용을 증가시키지 않고도) 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 증가율이 증가되게 할 수 있다. 상기 전기모터의 정상제어에서, 상기 펌프기구의 송출유량 또는 송출압력을 증가시킴으로써 상기 한계치보다 높은 비율로 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키기 위해서는, 보다 큰 용량을 갖는(즉, 보다 비싼) 전기모터를 사용할 필요가 있다. 상기 목표 브레이크 실린더 압력 증가율이 상기 한계치보다 큰 경우에 상기 전기모터 출력 토오크를 증기시키는 본 발명의 구성은 전기모터의 용량 및 제조비용 증가를 요구하지 않는다.
위의 모드(4)에 따르는 특징은 모드(1), 모드(2) 및 모드(3) 중 어느 하나에 제공되는 특징과는 독립적으로 유용가능하다. 즉, 모드(4)에 따르는 특징은, 솔레노이드 증압 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하는 것과 동시에 상기 펌프기구의 전기모터를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키도록 조절되는 유압 제어장치와, 솔레노이드 증압 제어 셧오프밸브 및 솔레노이드 감압 셧오프밸브를 각각 제어함으로써 상기 브레이크 실린더 압력을 증감시키도록 조절되는 유압 제어장치, 또는 상기 펌프기구의 증압 펌프 전기모터 및 감압 펌프 전기모터를 각각 제어함으로써 상기 브레이크 실린더 압력을 증감시키도록 조절되는 유압 제어장치에서 유용가능하다.
(5) 위의 모드에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 전기모터에 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하고, 상기 모터 제어기구는, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값 증가율이 상기 소정 한계치보다 큰 경우에 상기 배터리의 공칭전압보다 높은 전압을 상기 전기모터에 인가하기 위한 전압 증가기구를 포함한다.
상기 전압 증가기구는 코일, 커패시터 및 트랜지스터와 같은 스위치 소자 또는 대안으로서 DC-DC 컨버터 또는 부스터 컨버터(booster converter)를 구비하는 구동회로를 포함하기도 한다.
(6) 위의 모드(1), 모드(2) 및 모드(3) 중 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 전기모터가 턴-온 될 때 상기 전기모터에 높은 전압을 인가하고, 소정 조건이 만족되는 동안 상기 전기모터에 인가되는 상기 높은 전압을 유지하고, 상기 소정 조건이 만족된 후 상기 높은 전압이 상기 전기모터에 인가되는 전압보다 더 높게 하기 위한 모터시동 제어기구를 포함한다.
상기 전기모터가 턴-온될 때 상기 더 높은 전압이 상기 전기모터에 인가되기 때문에, 상기 전기모터는 단시간에 (바람직한 동작속도 및 출력 토오크를 가지고)바람직한 작동상태에 도달될 수 있다. 따라서, 상기 펌프기구의 송출유량 및 송출압력이 원하는 값까지 빠르게 증가될 수 있다. 정지된 전기모터가 정상전압 인가에 의해서 활성화되면, 전기모터가 관성력 때문에 바라는 작동상태에 도달하지 못할 수 있다. 위의 모드(6)에 따르는 본 발명의 구성에서는, 상기 펌프기구의 송출유량 및 송출압력을 빠르게 증가시키기 위해서 비교적 높은 전압을 인가함으로써 상기 전기모터가 활성화 되며, 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 동작에 있어서의 지연을 감소시킨다. 소정 조건이 만족될 때까지, 예를 들어 상기 전기모터의 시동후 소정 시간이 경과하거나 상기 브레이크 실린더 압력이 소정 레벨까지 증가될 때까지, 상기 전기모터에 인가되는 높은 전압이 유지된다.
위의 모드(6)에 따르는 특징은 위의 모드(1) 내지 모드(3) 중의 어느 하나에 따르는 특징과는 독립적으로 유용가능하다.
(7) 위의 모드(1) 내지 모드(6) 중 어느 하나에 따른 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값 변화율이 소정 범위내로 유지되는 경우에, 상기 전기모터를 턴-오프하고 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 상기 브레이크 실린더로부터 유체의 배출흐름을 방지하기 위한 상태로 위치시키는 압력유지 제어수단을 포함한다.
위의 모드(7)에 따르는 유압 제어장치에서, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력은 상기 브레이크 실린더 압력의 목표값 변화율의 변화에 따라서 변화되지 않고 상기 변화율이 소정 범위내에서 유지되는 동안 일정하게 유지된다. 예를 들어, 상기 소정 범위는 상기 브레이크 작동부재의 운전자에 의해서 인식되지 않는 상기 브레이크 작동부재의 작동량(작동력 또는 작동행정)의 작은 변화로 인하여 상기 브레이크 실린더 압력의 목표값이 변화되는 범위이다. 상기 브레이크 실린더에 의해서 발생되는 제동력을 운전자가 변화시키려고 의도하지 않는 이러한 범위에서는, 단지 전기에너지의 낭비 및 펌프기구의 작동 소음 발생의 결과만을 낳게되는 펌프기구의 작동을 방지하는 것이 바람직하다. 상기 브레이크 실린더가 자동차 차륜을 제동하기 위해 사용되는 경우에, 상기 브레이크 실린더 압력의 목표값 변화율이 상기 브레이크 작동부재의 작동량을 변화시키지 않고도 자동차 주행중에 변화될 수도 있다. 이러한 경우에는, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력변화가 차량 운전자에게 예상되지 못한 차량의 감속도값(deceleration value) 변화를 낳게 된다. 본 발명의 구성은 이러한 문제를 방지한다. 또한, 본 발명의 구성은 차량 운전자가 브레이크 작동부재의 작동량을 일정하게 유지하기 위해 노력을 기울일 필요를 제거하여, 브레이크 작동부재의 조작을 보다 쉽게한다.
(8) 위의 모드(7)에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 압력유지 제어수단이 비교적 단시간 동안 작동중인 경우보다 비교적 장시간 동안 작동중인 경우에 상기 소정 범위를 더 넓게 변화시키기 위한 압력유지조건 완화수단을 포함한다.
상기 압력유지 제어수단이 비교적 장시간 동안 작동중인 경우에, 운전자는 일반적으로 상기 브레이크 실린더에 의해서 발생된 제동력을 유지하기를 소망한다. 따라서, 이러한 경우에는 상기 브레이크 실린더내의 유체압력 변화를 제한하는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 상기 전기모터가 오프로 유지되는 시간의 증가를 낳게되기 때문에, 이에 따라서 상기 펌프기구에 의한 전기에너지 소모가 감소된다. 위에서 언급된 소정의 범위는 상기 압력유지 제어수단의 작동시간 증가에 따라서 단계적으로 또는 연속적으로 증가될 수도 있다.
(9) 위의 모드(1) 내지 모드(8) 중의 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는, 소정 조건이 만족될 때 상기 전기모터를 턴-오프하고 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 상기 브레이크 실린더로부터 유체의 배출흐름을 방지하는 상태로 위치시키기 위한 압력유지 제어수단, 및 상기 압력유지 제어수단이 비교적 단시간 동안 작동중인 경우보다 비교적 장시간 동안 작동중인 때에 상기 소정 조건이 보다 완화되도록 상기 소정 조건을 변화시키는 압력 유지조건 완화수단을 포함한다.
상기 브레이크 실린더내의 유체압력의 목표값과 실제값 사이의 압력차이(△P)가 소정 범위(EPS1△P-EPS2)내에 있는 때의 상기 소정 조건이 만족되는 경우에, 상기 소정 조건은 상기 소정 범위의 상한치(EPS1)를 증가시키고/증가시키거나 상기 소정 범위의 하한치(-EPS2)를 감소시키는 것에 의해서 완화될 수 있다. 상기 소정의 조건은 상기 브레이크 실린더내의 유체압력의 목표값 변화율이 제 2 소정 범위내에 유지되면서 상기 압력차이(△P)가 제 1 소정 범위내에 유지되는 때에 만족될 수도 있다. 상기 소정의 조건은 상기 브레이크 실린더내의 유체압력의 목표값 변화율이 소정 범위내로 유지될 때에 만족될 수도 있다. 이러한 경우에서도 또한 위에서 언급된 바와 같이, (상기 제 1 범위 및 제 2 범위 각각의) 상기 소정 범위의 상한치과 하한치 중 적어도 하나를 변화시키는 것에 의해서, 상기 소정 조건이 변화될 수 있다.
위의 모드(9)에 따르는 특징은 위의 모드(1) 내지 모드(6) 중 어느 하나의 특징과는 독립적으로 유용가능하다.
(10) "청구항 1"에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 브레이크 실린더는 자동차 차륜을 제동하기 위해서 활성화 되고, 상기 제어기는 소정 조건이 만족되는 경우에 상기 전기모터를 턴-오프하고 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 상기 브레이크 실린더로부터 유체의 배출흐름을 방지하기 위한 상태로 위치시키는 압력유지 제어수단, 및 자동차가 주행중인 경우보다 정지하고 있는 경우에 상기 소정 조건이 보다 완화되도록 상기 소정 조건을 변화시키는 압력 유지조건 완화수단을 포함한다.
차량이 정지하고 있는 동안에는 상기 브레이크 작동부재의 작동량 변화에 의해서 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 증감시킬 필요가 그렇게 많지 않다. 차량이 정지하고 있는 동안에는 상기 브레이크 실린더 압력을 일정하게 유지하면 충분하다. 위의 모드(10)에 따르는 장치에서, 차량이 정지하고 있는 동안에는 상기 브레이크 실린더 압력을 유지하기 위한 상기 소정조건이 완화되어, 운전자가 상기 브레이크 작동부재의 작동량을 일정하게 유지하기 위하여 수고할 필요가 없다. 또한, 상기 소정 조건의 완화는 상기 압력유지 제어수단의 작동기회가 증가되는 결과를 가져오며, 전기에너지 소비의 감소를 가져온다. 위의 모드(9)와 관련하여 위에 설명된 상기 소정 조건의 완화는 본 모드(10)에도 적용된다.
모드(10)에 따르는 특징은 위의 모드(1) 내지 모드(9) 중의 어느 하나에 따르는 특징과는 독립적으로 유용가능하다.
(11) 위의 모드(1) 내지 모드(10) 중의 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 브레이크 실린더는 자동차 차륜을 제동하기 위해서 활성화되고, 상기 제어기는: 소정 증압조건이 만족되는 경우에 상기 펌프기구의 전기모터를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키는 압력 증가수단과; 상기 소정 증압조건이 만족되는 경우에 조차도 차륜 회전속도가 실질적으로 0 으로 된 후에는 상기 전기모터를 오프(off)상태로 유지하고 상기 솔레노이드 압력 제어밸브를 상기 브레이크 실린더로부터 유체의 배출흐름을 방지하기 위한 상태로 위치시킴으로써 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 유지하는 강제압력 유지수단; 및 상기 차륜의 회전속도가 소정 한계치를 초과한 경우 및 상기 강제압력 유지수단이 작동하는 동안 브레이크 작동부재의 작동량이 증가된 경우에 상기 강제압력 유지수단이 작동하는 것을 무력화(disable)하기 위한 무력화 수단을 포함한다.
자동차가 정지하고 있는 동안에는 상기 브레이크 작동부재의 작동량 변화에 의해서 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시킬 필요가 그렇게 많지는 않다. 차량이 정지하고 있는 동안에는 상기 브레이크 실린더 압력을 일정하게 유지하면 충분하다. 위의 모드(10)에 따른 장치에서, 상기 소정 증압조건이 만족되는 경우에 조차도 차륜 회전속도가 실질적으로 0 으로 된 후에는 상기 브레이크 실린더 압력을 유지하기 위하여 상기 강제압력 유지수단이 제공된다. 그러나, 어떤 또는 다른 이유로, 예를 들어 교통신호에 따라 정지하고 있는 동안 차량의 후방에 다른 차량이 충돌하거나 또는 오르막 또는 내리막 노면에서의 차량정지 등의 이유로 상기 브레이크 작동부재를 풀지 않은 상태에서 차량이 이동되기 시작하면, 상기 브레이크 실린더에 의해 발생된 제동력은 상기 브레이크 작동부재의 작동량 증가에 의해서 증가되어야만 한다. 이러한 목적으로, 상기 차륜의 회전속도가 소정 한계치를 초과하고 상기 강제압력 유지수단이 작동하는 동안 상기 브레이크 작동부재의 작동량이 증가된 경우에는, 상기 강제압력 유지수단이 작동하는 것을 무력화하기 위한 무력화 수단이 제공된다.
위의 모드(11)에 따르는 특징은 위의 모드(1) 내지 모드(10) 중의 어느 하나에 따르는 특징과 독립적으로 유용가능하다.
(12) 위의 모드(1) 내지 모드(11) 중의 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는 소정 증압 조건이 만족되는 경우에 상기 브레이크 실린더내의 유체압력의 증가를 명령하기 위한 압력증가 명령수단 및 상기 소정 증압 조건이 가까운 미래에 만족될 것으로 예상되는 경우에 상기 전기모터를 턴-온하기 위한 모터 예비시동(pre-starting) 수단을 포함한다.
상기 소정 증압조건이 가까운 미래에 만족될 것으로 예상되는 경우에는 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키라는 명령이 발생하기 전에 상기 펌프기구의 전기모터가 시동되거나 또는 턴-온되면, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키기 위한 작동의 지연이 감소될 수 있다. 상기 모터 예비시동 수단은 상기 증압조건이 가까운 미래에 만족될 가능성이 높다는 것을 나타내는 신호를 검출하기 위한 검출수단을 구비하기도 한다. 상기 작동부재가 작동되는 때에 상기 소정 증압조건이 만족되는 경우에, 상기 신호는 차량의 가속 페달을 놓아주는 동작(releasing operation)일 수 있다. 상기 차량 구동차륜의 견인제어(traction control)를 개시 하기 위한 소정의 견인제어 조건이 만족되는 경우에, 상기 신호는 상기 견인제어 조건이 만족되기 전 경미하게 만족될 수 있는 차량의 예비 견인제어 조건일 수 있다.
위의 모드(12)에 따르는 특징은 위의 모드(1) 내지 모드(11) 중 어느 하나에 따르는 특징과는 독립적으로 유용가능하다.
(13) 위의 모드(12)에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 전기모터가 상기 예비시동 수단에 의해서 턴-온된 후에 상기 소정 증압조건이 만족되지 않아도 소정 시간이 경과되는 경우에 상기 전기모터를 턴-오프하기 위한 모터 정지수단을 포함한다.
상기 증압조건이 가까운 미래에 만족될 가능성이 높다는 것을 나타내는 신호가 검출된 후, 즉 상기 전기모터가 상기 전기모터 예비 시동수단에 의해서 턴-온된 후에, 상기 증압조건이 소정 시간내에 만족되지 않으면, 그것은 상기 증압조건이 만족되기 전 상기 전기모터의 예비시동이 불필요할 것이라는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 경우에는 상기 전기모터를 턴-오프 하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 증압조건이 가까운 미래에 만족될 가능성이 높다는 것을 나타내는 상기 신호가 사라지게 되는 경우에는 상기 모터정지 수단이 상기 전기모터를 턴-오프하도록 조절된다. 예를 들어, 상기 예비 견인제어조건이 만족되는 때에는 상기 전기모터가 턴-온되며, 상기 예비 견인제어조건이 사라지게 되는 때에는 상기 전기모터가 턴-오프 된다.
(14) 위의 모드(12) 또는 모드(13)에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 브레이크 실린더는 자동차의 차륜을 제어하기 위해서 활성화되고, 상기 장치는 상기 차량을 구동하기 위해서 구동 동력원에 의해서 발생되는 차량 구동 토오크에 근거하여 얻어진 추정(estimated)된 가속도값보다 상기 차량의 실제 가속도값이 높으면 상기 자동차가 내리막을 주행중이라는 것을 검출하는 내리막 주행 검출기를 더 포함하고, 상기 예비시동 수단은 상기 소정 증압조건이 가까운 미래에 만족될 가능성이 높다는 것을 나타내는 적어도 하나의 신호가 검출되는 때에, 상기 전기모터를 턴-온하기 위한 수단을 포함하며, 상기 적어도 하나의 신호는 자동차가 내리막을 주행중이라는 것을 검출하는 상기 내리막 주행 검출기에 의한 검출을 포함한다.
브레이크 작동부재는 일반적으로 자동차의 내리막 주행중에 작동되기 쉽다. 자동차의 내리막 주행을 검출하는 것은 상기 소정 증압조건이 가까운 미래에 만족될 가능성이 높다는 것을 나타내는 하나의 신호가 되기도 한다. 상기 내리막 주행이 검출되는 경우에는 상기 전기모터를 턴-온함으로써 상기 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 작동의 지연이 감소된다.
상기 내리막 주행 검출기는 실제 가속도를 구하는 기구 및 추정된 가속도를 구하는 기구를 포함하기도 한다. 상기 실제 가속도를 구하는 기구는 (1) 차량의 실제 가속도 값을 검출하기 위한 가속도 센서 또는 (2) 차량차륜의 회전속도를 검출하기 위한 차륜속도센서와 상기 차륜속도센서에 의해 검출된 차륜의 회전속도에 의거하여 차량의 실제 가속도 값을 계산하기 위한 가속도 계산수단을 포함한다. 후자의 경우에, 상기 가속도 계산수단은 상기 검출된 차륜속도에 의거하여 차량의 추정된 주행속도를 구하고, 상기 차량의 추정된 주행속도 변화율로서 차량의 가속도 값을 구한다. 상기 추정된 가속도를 구하는 기구는 상기 차량 구동 동력원의 구동 토오크에 의거하여 차량의 가속도 값을 추정하도록 조절된다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 관하여 이하 설명되는 바와 같이, 상기 차량의 추정된 가속도 값은 (F- F′) / M 으로 구해질 수 있고, 여기서 "F"는 상기 구동 동력원에 의해서 제공된 구동 토오크를 나타내고, "F′"는 도로하중(road load)를 나타내며, "M"은 차량의 무게를 나타낸다. 상기 구동 동력원은 내연기관과 전기모터중 적어도 하나를 포함하고, 상기 구동 토오크(F)는 상기 엔진 및/또는 전기모터의 총 토오크이다. 차량이 평탄한 도로를 주행중인 경우에, 차량의 실제 가속도 값 및 추정 가속도 값은 서로 실질적으로 동등하다. 차량이 오르막을 주행중인 경우에는, 실제 가속도 값이 추정 가속도 값보다 작다. 차량이 내리막을 주행중인 경우에는, 실제 가속도 값이 추정 가속도 값보다 크다. 이러한 사실에 의거하여 차량의 내리막 주행이 검출될 수 있다.
(15) 위의 모드(14)에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 위에 언급된 적어도 하나의 신호는 (a) 자동차를 가속하기 위해 제공된 가속기 부재의 놓아주는 것의 검출, 및 (b) 차량이 주행중인 내리막 도로 경사도가 소정 한계치 보다 높다는 것의 검출 중 적어도 하나를 더 포함한다.
위에 언급된 적어도 하나의 신호가 상기 가속기 부재를 놓아주는 것의 검출을 더 포함하는 경우에, 차량의 내리막 주행동안 상기 가속기 부재가 놓아지게 되는 때에 상기 모터 예비시동 수단이 상기 펌프기구의 전기모터를 턴-온한다. 상기 가속기 부재를 놓아주는 것은 차량 운전자가 차량을 감속시키려는 요구를 나타내며, 뒤따라 상기 브레이크 작동부재가 작동될 가능성이 높다는 것을 뜻한다.
위에 언급된 적어도 하나의 신호가 상기 내리막 도로의 경사도는 상기 소정 한계치보다 높다는 것의 검출을 더 포함하는 경우에, 상기 차량이 주행중인 내리막 도로 경사도가 상기 한계치보다 높게 검출되는 경우에 상기 모터 예비시동 수단이 상기 펌프기구의 전기모터를 턴-온한다. 상기 내리막 도로가 비교적 큰 경사도를 갖는 경우에는 상기 운전자가 브레이크 작동부재를 작동시킬 것이다. 상기 한계치 보다 높은 내리막 도로 경사도는 위에 설명된 상기 차량의 실제 가속도 값과 추정 가속도 값의 차이에 의거하여 검출되기도 한다.
(16) 위의 모드(1) 내지 모드(15) 중 어느 하나에 따른 유압 제어장치에 있어서, 복수의 브레이크 실린더가 각각의 가지경로를 통하여 서로 병렬적으로 상기 펌프기구로 연결되고, 상기 가지경로를 상기 저압원에 각각 연결시키는 복수의 감압경로마다 상기 솔레노이드 압력제어 밸브가 제공되며, 상기 장치는 상기 펌프기구와 상기 대응하는 감압경로와의 연결점사이에 위치하는 상기 가지경로의 각 부분에 제공되는 유동저항기구를 더 포함한다. 위의 모드(16)에 따르는 유압 제어장치에서, 상기 복수의 브레이크 실린더내의 유체압력은 서로 다른 레벨로 제어될 수 있다. 상기 하나의 브레이크 실린더에 대응하는 상기 솔레노이드 압력제어 밸브가 상기 하나의 브레이크 실린더로부터의 배출흐름을 허용하는 상태로 위치되는 경우에, 상기 유동저항기구와 펌프기구 사이의 가지경로 부분에 있는 유체압력이 상기 유동저항기구와 브레이크 실린더(압력제어 밸브) 사이의 가지경로 부분보다 더 높다. 그러나, 상기 대응 브레이크 실린더로부터 유체의 배출흐름을 허용하는 상태로 위치되지 아니한 상기 압력제어 밸브에 대응하는 상기 가지경로는 상기 유동저항기구를 가로지르는 유체압력차이를 갖지 않는다. 따라서, 위에서 언급된 상태로 위치되지 아니한 상기 압력제어 밸브에 대응하는 브레이크 실린더내의 유체압력은 실질적으로 상기 펌프기구의 송출압력과 동등한 반면, 위에서 언급된 상태로 위치된 상기 압력제어 밸브에 대응하는 브레이크 실린더내의 유체압력은 상기 펌프기구의 송출압력보다 낮다. 상기 펌프기구의 송출압력에 대한 상기 브레이크 실린더 압력차이는 상기 솔레노이드 압력제어 밸브에 인가되는 전기에너지에 의해서 결정된다. 상기 개별 브레이크 실린더내의 유체압력을 상호 독립적으로 제어하기 위해서, 상기 펌프기구의 송출압력은 원하는 또는 목표 브레이크 실린더압력중 최고 압력과 동일하도록 제어되고, 상기 개별 압력제어 밸브에 인가되는 전기에너지는 상기 개별 브레이크 실린더내에 원하는 유체압력을 이루도록 제어된다.
(17) 위의 모드에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값 중 최고값에 의거하여 상기 전기모터를 제어하기 위한 모터제어 기구를 포함한다.
예를 들어, 상기 브레이크 실린더압력 목표값의 최고값과 동일하게 상기 펌프기구의 전기모터가 제어되고, 상기 각 브레이크 실린더내의 목표유체압력을 이루도록 상기 솔레노이드 압력제어 밸브가 제어된다. 상기 전기모터는 최고 목표압력보다 적정량만큼 더 높게 제어될 수도 있다. 이러한 경우에는, 그 목표압력이 최고값인 브레이크 실린더용 압력제어 밸브가 또한 제어되어야 한다. 그러나, 본 구성은 상기 브레이크 실린더 압력을 보다 정확하게 제어하는 것을 보장한다.
(18) 위의 모드(1) 내지 모드(17) 중 어느 하나에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 복수의 브레이크 실린더가 각각의 가지경로를 통하여 서로 병렬적으로 상기 펌프기구에 연결되고, 상기 가지경로를 상기 저압원에 각각 연결시키는 복수의 감압경로마다 상기 솔레노이드 압력제어 밸브가 제공되며, 상기 장치는 상기 펌프기구와 상기 대응하는 감압경로와의 연결점사이에 위치하는 가지경로의 부분에 제공되는 펌프 차단밸브를 더 포함하고, 상기 펌프 차단밸브는 상기 펌프로부터 대응하는 하나의 브레이크 실린더로 송출되는 가압된 유체의 흐름을 허용하기 위한 유동허용상태와, 상기 가압된 유체가 상기 대응하는 하나의 브레이크 실린더로 흐르는 것을 방지하기 위한 유동방지상태를 가지며, 상기 제어기는 상기 각각의 다른 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값의 변화율이 소정 감압 한계치과 비교하여 상기 유체압력을 증가시키는 쪽에 있으면서 상기 복수의 각 브레이크 실린더 중 적어도 하나의 실린더내에있는 유체압력 목표값의 감소율이 소정 감압 한계치보다 높은 경우에 상기 펌프 차단밸브를 상기 유동방지상태에 위치시키는 펌프 차단밸브 제어수단을 포함한다.
위의 모드(18)에 따르는 유압 제어장치에서, 유동허용상태에 위치한 상기 펌프 차단밸브는 위의 모드(16)에 대하여 설명된 상기 유동저항기구와 같은 기능을 한다. 상기 펌프 차단밸브가 유동허용상태에 위치되는 경우, 상기 대응 솔레노이드 압력제어 밸브에 인가되는 전기에너지를 제어함으로써 상기 대응 브레이크 실린더내의 유체압력은 감소될 수 있다. 따라서, 상기 개별 브레이크 실린더내의 유체압력은 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 하나의 브레이크 실린더내의 유체압력 목표값 감소율이 소정 감압 한계치보다 높은 경우에는, 상기 대응 펌프 차단밸브가 유동방지상태로 되고, 상기 대응 솔레노이드 압력제어 밸브에 인가되는 전기에너지는 문제되는 브레이크 실린더내의 유체압력을 감소시키기 위해서 제어된다. 상기 대응 펌프 차단밸브가 상기 유동허용상태에 위치되었을 경우에도 상기 브레이크 실린더내의 유체압력이 감소될 수 있지만, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 충분히 높은 비율로, 즉 지연없이, 감소시키는 것은 어렵다. 이러한 결점을 고려하여, 상기 펌프 차단밸브는 상기 브레이크 실린더내의 유체압력감소를 용이하게 하기 위하여 상기 펌프기구로부터 상기 브레이크 실린더로의 유체흐름을 방지하기 위한 유동방지상태로 위치되고, 이것에 의해서 상기 브레이크 실린더 압력감소의 지연을 줄이게 된다. 상기 펌프 차단밸브는 상기 브레이크 실린더 압력을 제어하는데 필요하지 않기 때문에, 솔레노이드 셧오프밸브이여도 좋다.
적어도 하나의 상기 브레이크 실린더내의 유체압력이 일정하게 유지되어야 하는 경우, 상기 적어도 하나의 브레이크 실린더를 상기 펌프기구 및 저압원으로부터 차단시키는 것이 바람직하다. 상기 브레이크 실린더 압력을 일정하게 유지하기 위하여는, 상기 브레이크 실린더로의 및 브레이크 실린더로부터 상기 유체의 흐름을 방지하는 것이 바람직하다. 이러한 목적으로 상기 펌프 차단밸브 및 솔레노이드 압력제어 밸브는 모두 흐름방지 상태로 위치된다.
(19) 위의 모드(1) 내지 모드(18) 중 어느 하나에 따른 유압 제어장치에 있어서, 상기 펌프기구는 저압펌프 및 이 저압펌프보다 높은 송출압력과 낮은 송출유량을 갖는 고압펌프를 포함한다.
상기 저압펌프 및 고압펌프를 사용하는 것은 상기 펌프기구의 전체 송출유량 및 송출압력이 이 두개의 비교적 가볍고 작은 펌프에 의해서 비교적 넓은 범위에 걸쳐서 제어되는것이 가능하게 해준다.
(20) 위의 모드(1)에 따르는 유압 제어장치에 있어서, 상기 솔레노이드 압력제어 밸브는 밸브시이트를 구비한 솔레노이드 시이팅밸브, 상기 밸브시이트에 얹혀지고 이탈되도록 움직일 수 있는 밸브부재, 및 그곳에 인가되는 전기에너지에 대응하는 전자기 구동력을 발생시키기 위한 전자기력 발생기구를 포함하여 이루어지고, 상기 전자기 구동력은 상기 밸브부재를 상기 밸브시이트 상에 얹혀지도록 이동시키는 제 1 방향으로 상기 밸브부재상에 작용하고, 상기 시이팅밸브는 상기 저압원과 브레이크 실린더내의 유체압력사이의 차이에 의거하는 압력차이력이 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 상기 밸브부재 상에 작용하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 시이팅밸브의 밸브부재가 상기 밸브시이트에 얹혀지도록 유지될 때, 상기 브레이크 실린더내의 유체압력에 따라, 상기 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어하기 위한 전기에너지 제어수단을 더 포함한다.
(21) 위의 모드(1)에 따르는 유체압력 제어장치에 있어서, 상기 솔레노이드 압력제어 밸브는, 밸브시이트를 구비한 솔레노이드 시이팅밸브, 상기 밸브시이트에 얹혀지고 이탈되도록 움직일 수 있는 밸브부재, 및 그곳에 인가되는 전기에너지에 대응하는 전자기 구동력을 발생시키기 위한 전자기력 발생기구를 포함하고, 상기 전자기 구동력은 상기 밸브부재를 상기 밸브시이트 상에 얹혀지도록 이동시키는 제 1 방향으로 상기 밸브부재상에 작용하고, 상기 시이팅밸브는 상기 저압원과 브레이크 실린더내의 유체압력 사이의 차이에 의거하는 압력차이력이 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 상기 밸브부재 상에 작용하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 시이팅밸브의 밸브부재가 상기 밸브시이트상에 얹혀질 때 상기 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 서서히 증가시키기 위한 저속 에너지 증가수단을 더 포함한다.
본 발명은 또한 다음을 제공한다:
(22) 브레이크 실린더내의 작동유체의 압력을 제어하기 위한 유압 제어장치에 있어서, 상기 장치는: 소정 압력 유지조건이 만족되는 경우에 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 유지하기 위한 압력유지 제어수단과; 상기 유압 제어장치의 조작자가 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 계속 유지하기를 원한다고 추정되는 경우에 상기 소정 압력 유지조건을 완화하기 위한 압력 유지조건 완화수단을 포함한다.
상기 압력 유지조건 완화수단은 상기 장치의 조작자가 상기 브레이크 실린더 압력을 계속 유지하기를 바란다는 것을 추정하기 위한 추정수단을 포함하기도 한다. 차량이 정지중이거나 상기 브레이크 실린더 압력 목표값 변화율이 비교적 낮은 경우에, 상기 장치의 조작자가 상기 브레이크 실린더 압력을 계속 유지하기를 원한다고 추정된다. 이러한 경우에는, 상기 압력 유지조건이 위의 모드(7) 내지 모드(11)에 대하여 이미 설명된 바와 같이 완화된다.
위의 모드(1)에 대해 상술된 바와 같이, 본 유압 제어장치는 펌프기구의 전기모터를 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 증가시키고 솔레노이드 감압제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 줄일 수 있도록 되어있다. 본 장치는 또한 솔레노이드 증압제어밸브에 인가되는 전기 에너지를 제어하고 동시에 펌프기구를 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 증가시킬 수 있도록 되어있다. 본 장치는 펌프기구의 증압펌프(pressure increasing pump)를 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 증가시킬 수 있고 펌프기구의 감압펌프(pressure reducing pump)를 제어함으로써 브레이크 실린더압력을 감소시킬 수 있도록 되어있다. 본 장치는 솔레노이드 증압제어 셧오프밸브 및 솔레노이드 감압제어 셧오프밸브를 포함할 수도 있다.
(23) 브레이크 실린더내의 작동유체의 압력을 제어하는 유압제어장치에있어서, 본 장치는 브레이크 실린더로부터 배출된 유체를 저장하는 저압원; 저압원과 브레이크 실린더 사이에 배치된 솔레노이드 압력제어밸브; 및 솔레노이드 압력제어밸브에 인가되는 전기 에너지를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지고, 여기서 솔레노이드 압력제어밸브는 밸브 시이트(valve seat)를 갖는 솔레노이드 시이팅밸브(seating valve), 이 밸브시이트에 얹힘(seat) 및 이 밸브시이트로부터 이탈(unseat)되도록 이동가능한 밸브부재, 및 인가된 전기에너지에 대응하는 전자기 구동력을 발생시키는 전자기력 발생기구를 포함하여, 이 전자기 구동력은 밸브부재에 제 1방향으로 작용하여 밸브시이트에 안착될 밸브부재를 이동시키고, 시이팅밸브는 저압원과 브레이크 실린더내의 유체압력사이의 차이에 근거한 압력차이력(pressure difference force)이 제 1방향에 반대인 제 2방향으로 밸브부재상에 작용하도록 구성되고, 여기서 제어기는 시이팅밸브의 밸브부재가 밸브시이트상에 안착된 상태로 유지될 때 브레이크 실린더내의 유체압력에 따라 전자기력 발생기구에 인가될 전기에너지를 제어하는 전기에너지 제어수단을 포함한다.
상술된 모드(23)에 따른 유압 제어장치내의 솔레노이드 압력제어밸브는 어떠한 전기 에너지도 인가되지 않을 때 개방상태에 위치되는 정상적으로는 개방밸브(normally open valve)이다. 압력제어밸브에 전기에너지의 인가에 의해 발생된 전자기 구동력이 압력차이력보다 더 클때, 압력제어밸브는 그것의 밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀지면서 폐쇄상태로 된다. 압력차이력은 저장기 같은 저압원내의 유체압력과 브레이크 실린더내의 유체압력 사이의 압력차에 의해 발생된다. 저압원내의 유체압력은 대기압과 대략 동일한 것으로 생각될 수 있기 때문에 압력차이력은 브레이크 실린더 압력에 부합한다. 밸브부재를 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지하기 위하여, 압력제어밸브로의 최대 전기에너지의 인가는 필수적이지 않다. 즉, 전기에너지의 인가에 의해 발생된 전자기 구동력이 압력차이력보다 크기만 하다면, 밸브부재는 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 압력제어밸브는 브레이크 실린더 압력에 따라 전기에너지를 제어함으로써 폐쇄상태로 유지될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 압력제어밸브에 의해 필요로되는 전기에너지 소비량은 최대 전기 에너지가 압력제어밸브에 인가되어 그것을 폐쇄상태로 유지시키는 구성에서보다 작다.
솔레노이드 압력제어밸브에 인가된 전기 에너지는 브레이크 실린더압력의 변화에 따라 변화될 수 있고, 또는 소정의 값으로, 예를 들면 폐색방지 방식(anti-lock fashion)으로 자동차의 차륜을 제동하는 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하는 폐색방지 제동압력 제어동작의 개시시의 값으로 일정하게 유지될 수 있다. 전기에너지가 브레이크 실린더 압력의 제어동안의 주어진 시점에서 차륜 브레이크 실린더 압력에 의해 결정된 적절한 값으로 일정하게 유지될때 조차도, 필요로 되는 전기에너지의 양은 최대 전기에너지가 압력제어밸브에 인가되도록 유지될 때보다 더 작게 될 수 있다. 전기 에너지가 브레이크 실린더 압력의 변화에 따라 변화하도록 제어되는 경우, 전기 에너지는 연속적으로 변화되거나 또는 단계적으로 변화될 수 있다.
솔레노이드 압력제어밸브는 밸브부재를 밸브시이트로부터 떨어지게 이동시키기 위하여 상술된 제 2방향으로 밸브부재를 편향(biasing)시키는 편향기구를 포함할 수 있다. 이 경우 압력제어밸브를 폐쇄상태로 유지하기 위하여, 전자기 구동력은 압력차이력과 편향기구의 편향력의 합계보다도 더 클 것이 요구된다. 그러나, 편향력은 단지 밸브부재를 밸브시이트로부터 떨어지도록 유지하는 데만 사용되고 따라서 상당히 작을 수 있기 때문에 편향력은 무시될 수 있다.
(24) 상술된 모드(23)에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지 제어수단은 전자기 구동력이 압력차이력보다 더 크도록 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어한다.
전자기 구동력이 압력차이력보다 큰 경우, 밸브부재는 매우 안정하게 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지될 수 있다.
(25) 상술된 모드(23) 또는 모드(24)에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지 제어수단은 전자기 구동력이 적어도 소정의 여유값 만큼 압력차이력보다 더 크도록 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어한다.
전자기 구동력(Fs)이 적어도 소정의 여유값(Fr) 만큼 압력차이력(Fp)보다 더 큰 경우(Fs 〉 Fp + Fr), 밸브부재는 필요로되는 전기에너지의 소비량의 상당한 감소를 보증하면서 매우 안정하게 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 여유값(Fr)은 이하에 상세하게 예로서 설명되는 바와 같이, 밸브부재를 밸브시이트상으로 힘을 가하는데 필요한 힘과 유체압력에 있어서의 최대 증가 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 여유값(Fr)은 일정하거나 가변일 수 있다. 예를 들어 여유값(Fr)은 압력차이력(Fp)에 비례하여 변화하는 변수일 수 있다. 압력차이력과 전자기 구동력의 검출오류 및 제어오류의 절대값은 압력차이력 및 전자기 구동력이 증가함에 따라 증가하기 때문에 이러한 구성은 합리적이다.
(26) 상술된 모드(25)에 따른 유압제어장치에 있어서, 여유값은 솔레노이드 압력제어기구에서의 유체압력에 있어서의 적어도 최대 증가 속도에 의해 결정된다. 솔레노이드 압력제어밸브에 의해 현재 제어되는 유체압력이(Pn)일 때, 현재시간후 주어진 시간(△T)에서의 유체압력(Pn+1)은 유체압력(Pn)과 최대 압력증가량 △P =·△T(유체압력이 최대 증압속도로 증가되면 기대되는 증가량)의 합을 초과하지 않을 것이다. 즉, Pn+1 ≤Pn +·△T. 따라서, 전자기력 발생기구의 밸브부재는 △T와 같은 사이클 시간으로 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 전자기 구동력(Fs)이 유체압력(Pn +·△T)에 대응하는 압력차이력(Fp(Pn +·△T))과 같거나 크지 않도록 제어하거나 변화시킴으로써 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지될 수 있다. 이 경우, 여유값(Fr)은 최대 압력증가량 (△P =·△T)에 대응하는 압력차이력(Fp(△P))과 같거나 크다.
최대 증압속도()는 유압원의 최대유체압력, 브레이크 실린더 및 유압원을 연결하는 유체경로를 통과하는 유체의 유동저항(flow resistance) 및 만일 유체경로에 제공된다면 솔레노이드 증압제어밸브를 통과하는 유체의 최대 유동단면적에 의해 결정된다. 증압제어밸브를 통과하는 유체의 최대 유동단면적과 유체 유동저항은 유체경로 및 증압제어밸브의 구조적 특징에 의해 결정된다. 유압원이 펌프를 포함하는 경우, 유압원의 최대 유체압력은 펌프의 최대 송출압력이다. 따라서, 솔레노이드 압력제어밸브의 최대 증압속도()는 상술된 요인에 의거하여 계산될 수 있다. 또한, 최대 증압속도를 결정하는데 있어서 작동유체의 온도가 고려될 수 있다. 유체의 온도가 상승함에 따라 유체의 점성은 낮아지고 증압속도는 증가된다. 최대증압속도는 실험에 의해 얻어질 수 있다. 여기서, 유체의 압력이 브레이크 작동부재상에 작용하는 작동력에 대응하는 가압된 유체를 발생시키도록 유압원이 브레이크 작동부재에 의해 작동되는 마스터 실린더를 포함하며, 다른 한편, 솔레노이드 압력제어밸브의 최대 증압속도는 브레이크 작동부재가 예상되는 최고속도로 동작될 때 마스터 실린더내의 유체 압력에 있어서의 증가의 속도에 비례한다.
상술된 바와 같이, 최대 증압속도는 유체압력이 본 유압제어장치를 포함하는 제동시스템내에서 증가될 수 있는 최대속도일 수 있다. 그러나, 최대 증압속도는 유체압력이 현재의 제어순간 또는 현재의 제어사이클에서 증가될 수 있고, 예를 들어 증압제어밸브를 통과하는 유체유동의 단면적 및 현재의 제어순간에서의 유압원에서의 유체 압력에 의해 얻어질 수 있는 최대속도일 수 있다.
압력제어밸브의 최대증압속도()에 의해 결정되는 최대증압량(△P)은 제어사이클시간에 따라 변화할 수 있다. 만일 최대 증압량(△P)이 과도하게 크면, 전기에너지의 필요로되는 소비량을 감소시키는 잇점은 감소된다. 만일 최대증압량(△P)이 과도하게 작으면, 밸브부재는 매우 안정하게 밸브시이트상에 얹혀진 상태로 유지될 수 없다. 이러한 관점에서, 최대증압량(△P)의 상한은 바람직하게는 유압원내의 유체압력의 약 2%, 1% 또는 0.5%이고, 하한은 바람직하게는 유압원내의 유체압력의 약 0.1%, 0.2% 또는 0.3%이다.
(27) 상술한 모드(25) 또는 모드(26)에 따른 유압제어장치에 있어서, 여유값은 적어도 밸브부재를 밸브시이트상으로 강제하는 데 필요로 하는 힘에 의해 결정된다.
전자기력 발생기구의 밸브부재는 전자기 구동력이 압력차이력과 동일할 때 밸브부재상에 얹혀진다. 이 상태에서, 작동유체가 솔레노이드 압력제어밸브를 통하여 흐르지 않는것은 이론적으로는 사실이다. 하지만, 실제로는 미세한 국부적 갭(gap)이 통상적으로 밸브부재와 밸브시이트의 접촉 표면의 치수적 또는 구성적 오류에 기인하여 밸브부재와 밸브시이트 사이에 존재한다. 따라서, 압력제어밸브는 통상적으로 그것으로부터 작동유체의 소정의 누출량을 갖는다. 밸브부재를 밸브시이트에 강제함으로써 밸브부재와 밸브시이트의 탄성변형을 발생시킴으로써 유체누출량이 감소될 수 있고 이러한 미세한 갭의 양이 감소될 수 있다. 따라서, 만일, 유체누출량이 허용 범위내로 감소되는데 충분한 밸브시이트 및 밸브부재의 탄성변형을 발생시키는 데 필요한 힘(Fa)과 동일한 여유값 만큼 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp)보다 크다면, 유체누출량은 브레이크 실린더내의 유체압력의 제어정확도가 만족되는 실제적으로 허용 영역내로 감소될 수 있다. 필요로 되는 힘(Fa)은 사사오입 값과 다른 치수적 및 형상적 정확성, 표면 부두러움(거칠음), 재료의 탄성 계수, 및 밸브부재와 밸브시이트의 다른 인자들에 따라 결정된다. 동작행정(S)와 유체누출량(ε) 및 전자기 구동력(Fs)(힘 Fa) 사이의 관계는 도 25의 그래프에 도시된 바와 같이 계산 또는 실험에 의해 얻어질 수 있다. 이들 공지된 관계에 따르면, 유체누출량을 허용값(ε*)으로 감소시키기 위하여 밸브부재를 밸브시이트에 강제하는데 필요로 되는 힘(Fa = Fs* - Fso)을 얻는 것이 가능하다. 허용값(ε*)은 소정의 정수 또는 브레이크 실린더내의 유체압력의 목표값과 함께 변화하는 변수 일 수 있다. 이 힘(Fa)은 밸브부재를 밸브시이트에 강제하는 데 필요한 힘의 예시이다.
(28) 상술된 모드(25) 내지 모드(27) 중 어느 하나에 따른 유압제어장치에 있어서, 여유값은 적어도 밸브부재와 밸브시이트의 접촉표면사이의 갭을 통한 작동유체의 누출량에 의해 결정된다.
상술된 바와 같이, 밸브부재와 밸브시이트의 접촉표면 사이의 갭을 통한 작동유체의 누출량은 밸브부재를 밸브시이트에 강제하는 힘이 증가됨에 따라 감소된다. 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하는 데 있어서, 유체의 누출량을 최소화하는 것이 바람직하다. 하지만, 유체누출량이 허용값으로 감소되기만 한다면 유체누출량이 0 으로 될 필요는 없다. 이 허용값이 증가됨에 따라 밸브부재를 밸브시이트에 강제하는데 필요한 힘은 감소되고, 이에 따라 필요한 전기에너지의 소비량도 감소된다.
(29) 상술된 모드(23) 또는 모드(24)에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지 제어수단은, 전자기 구동력이 솔레노이드 압력제어밸브에서의 유체압력의 최대증가속도 및 밸브부재를 밸브시이트에 강제하는 데 필요한 힘중 적어도 하나에 의해 결정되는 여유값만큼 압력차이력보다 더 크도록 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어하는 수단을 포함한다.
상술된 모드(29)에 따른 장치에 있어서, 솔레노이드 시이팅밸브의 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지는 발생된 전자기 구동력이 소정의 여유값 만큼 압력차이력보다 더 크도록 제어된다.
(30) 상술된 모드(23) 내지 모드(29) 중 어느 하나에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지 제어는 또한 솔레노이드 시이팅밸브를 통하여 흐르는 작동유체의 온도에 따라 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어한다.
상술된 모드(30)에 따른 유압제어장치에 있어서, 솔레노이드 시이팅밸브를 통하여 흐르는 작동유체의 온도는 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 제어하는데 고려되고, 브레이크 실린더내의 유체압력의 제어의 정확성은 유체온도가 고려되지 않는 장치에서 보다 유체온도의 변화에 덜 영향을 받는다. 본 발명의 본 바람직한 실시예에 대하여 상세히 기술된 바와 같이, 전류(i)형태인 전기에너지는 유체의 유동률 계수(C), 압축계수(체적변화계수)(β) 및 밀도(ρ), 시이팅밸브를 가로지르는 압력차이(△P) 및 브레이크 실린더내의 유체압력의 목표값의 변화율(dP/dt)에 기초하여 (앞으로 기술될) 수학식(8)에 따라 결정된다. 압력차이(△P)는 브레이크 실린더내의 유체압력과 저압원(저장기)내의 유체압력 사이의 차이이다. 저장기내의 유체압력은 대기압력과 거의 동일하기 때문에 압력차이(△P)는 브레이크 실린더내의 유체압력과 실질적으로 동일한 것으로 고려될 수 있다. 작동유체의 밀도(ρ)와 압축계수(β)는 유체의 온도에 의해 결정된다. 따라서, 수학식(8)에 따라 결정된 전류(i)는 유체의 온도를 반영한다.
(31) 브레이크 실린더내의 작동유체의 압력을 제어하는 유압제어장치에 있어서, 상기 장치는, 브레이크 실린더로부터 배출된 유체를 저장하는 저압원; 이 저압원과 브레이크 실린더 사이에 배치된 솔레노이드 압력제어밸브; 및 솔레노이드 압력제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지고, 여기서 솔레노이드 압력제어밸브는 밸브시이트를 갖는 솔레노이드 시이팅밸브, 밸브시이트에 얹힘 및 밸브시이트로부터 이탈되도록 이동가능한 밸브부재 및 그것에 인가된 전기에너지에 대응하는 전자기 구동력을 발생시키는 전자기력 발생기구를 포함하며, 전자기 구동력이 밸브부재에 제 1방향으로 작용하여 밸브시이트상에 얹혀지도록 밸브부재를 이동시키고, 시이팅밸브는 저압원과 브레이크 실린더내의 유체압력 사이의 차이에 의거한 압력차이력이 제 1방향에 반대인 제 2방향으로 밸브부재에 작동하도록 구성되고, 여기서, 제어기는 시이팅밸브의 밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀질 때 상기 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 천천히 증가시키는 저속 에너지증가수단을 더 포함한다.
밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀지는 것이 요구될때, 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지는 전자기 구동력이 매우 안정하게 밸브부재를 밸브시이트상에 얹히기에 충분한 값으로 급속히 증가되도록 상대적으로 급속히 증가될 수 있다. 상술된 모드(28)에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지는 저속으로 증가되어, 밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀지는 속도는 밸브시이트에 대한 밸브부재의 시이팅(seating)의 충격 및 소음을 감소시키기에 충분하도록 낮아진다. 본 구성은 솔레노이드 압력제어밸브의 시이팅밸브의 내구성을 증가시키는 잇점을 또한 갖는다. 또한, 압력제어밸브에 의한 요구되는 전기에너지의 소비량이 감소한다. 상술된 잇점을 제공하는 저속 에너지증가수단은 밸브부재를 밸브시이트상에 얹히는 속도를 감소시키는 수단, 밸브시이트상으로의 밸브부재의 시이팅의 소음을 감소시키는 수단, 밸브시이트에 대한 밸브부재의 시이팅의 충격을 감소시키는 수단 및 밸브시이트상으로 밸브부재의 부드럽은 또는 저속인 시이팅을 보장하는 수단으로 고려될 수 있다.
본 유압제어장치에 포함된 솔레노이드 압력제어밸브에 있어서, 압력차이력은 밸브부재를 밸브시이트에서 멀어지게 이동시키는 방향으로 밸브부재상에 작용하는 반면, 전자기력 발생기구에 의해 발생된 전자기 구동력은 밸브부재를 밸브시이트쪽으로 이동시키는 방향으로 밸브부재상에 작용한다. 밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀지도록 하기 위하여, 전자기 구동력은 압력차이력보다 더 커야만 한다. 하지만, 전자기 구동력이 과도하게 크면 밸브시이트상에 밸브부재를 시이팅 속도가 과도하게 고속이 되는등의 문제가 발생한다. 이들 문제는 전자기 구동력이 압력차이력보다 약간 크도록 전기에너지를 제어함으로써 해결될 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같은 전자기 구동력을 정확하게 제어하기 위한 전기에너지의 제어는 어렵다. 만일 전자기 구동력이 압력차이력보다 작다면, 밸브부재는 밸브시이트상에 얹혀질 수 없다. 상술된 모드(28)에 따르면, 전기에너지는 전자기 구동력을 천천히 증가시키기 위하여 천천히 증가된다. 이러한 구성은 밸브시이트상으로의 밸브부재의 과도하게 높은 시이팅 속도를 피하면서 밸브시이트상으로의 밸브부재의 시이팅의 고도의 안정성을 허용한다. 압력차이력이 0 이면, 전자기 구동력의 저속증가는 밸브부재의 과도한 고속 시이팅 속도를 피하는데 효과적이다.
상술된 모드(28)에 제공된 저속 에너지증가수단은 밸브시이트로부터 이격된 밸브부재가 밸브시이트상으로 얹혀지도록 요구될 때 활성화된다. 브레이크 실린더내의 유체압력이 제어되고 있지 않는동안(즉, 예를들어,솔레노이드 감압제어밸브가 개방상태에 있는 동안), 제동효과를 제공하기 위하여 브레이크 실린더를 활성화하는 것이 필요로될 때, 이러한 감압제어밸브는 브레이크 실린더 내의 유체압력을 제어하도록 제어되야만 한다. 예를 들어, 브레이크 실린더 압력이 제어되고 있지 않으면서, 즉 브레이크 실린더가 작동상태에 있지 않으면서, 브레이크 실린더 압력이 증가될 때, 또는 브레이크 실린더 압력이 브레이크 실린더 압력의 감소의 종료후에 증가될 때, 또는 브레이크 실린더 압력이 브레이크 실린더 압력의 감소의 종료후에 일정하게 유지될 때, 저속 에너지증가수단이 활성화된다. 저속 에너지증가수단은 브레이크 실린더가 제동동작을 개시하도록 활성화될 때 전기에너지를 천천히 증가시키는 수단, 브레이크 실린더 압력을 증가시키도록 작동 개시후 즉시 전기에너지를 천천히 증가시키는 수단 및 브레이크 실린더 압력을 감소시키기 위한 작동 종료후 즉시 전기에너지를 천천히 증가시키는 수단을 포함하는 것으로 고려될 수 있다.
저속 에너지 증가수단은 소정의 고정패턴, 또는 브레이크 실린더내의 유체압력에 따라 변화하는 패턴으로, 예를 들어 본 발명의 다음의 모드(32 또는 33)에 관해 아래에 기술되는 패턴으로 전기에너지를 천천히 증가시키도록 할 수 있다. 저속 에너지 증가수단에 의한 전기에너지의 증가율은 본 수단의 작동에 걸쳐 일정하게 유지될수 있고 또는 필요에 따라 변화될 수 있다. 전기에너지가 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 작동의 개시후 즉시 천천히 증가되는 패턴은 전기에너지가 브레이크 실린더 압력을 감소시키는 작동의 종료후 즉시 천천히 증가되는 패턴과 같거나 다를 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 바람직하게는 전기에너지가 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 작동의 개시 후 즉시 천천히 증가될 때 전기에너지의 증가율이 높게 만들어진다.
(32) 상술된 모드(31)에 따른 유압제어장치에 있어서, 저속 에너지 증가수단은 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 브레이크 실린더내의 유체압력에 있어서의 최대 증가속도에 대응하는 비율로 증가시킨다.
브레이크 실린더내의 유체압력의 최대 증가속도는 엄밀하게는 솔레노이드 압력제어밸브에서의 유체압력의 최대증가속도이다. 브레이크 실린더내의 유체압력의 최대 증가속도에 대응하는 비율로 전기에너지를 증가시킴으로써, 밸브부재는 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 작동의 지연을 피하면서 밸브시이트상에 천천히 얹혀질 수 있다. 전기에너지는 최대증압속도와 적당한 여유값의 총합에 대응하는 비율로 증가될 수 있다.
(33)상술된 모드(31) 또는 모드(32)에 따른 유압제어장치에 있어서, 저속 에너지 증가수단은 상기 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지를 상기 브레이크 실린더내의 유체압력과 감속계수에 기초하여 증가시킨다.
감속계수(γ)는 밸브시이트상으로 밸브부재의 시이팅 속도를 감소시키는 계수이다. 예를 들어, 감속계수(γ)는 (1 -1/2t)와 같은 계수일 수 있고, 이것은 시간이 흐름에 따라 "0"부터 "1"까지 증가한다. 본 발명의 본 바람직한 실시예에 관하여 이하에 설명되는 바와 같이, 전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지는 발생된 전자기 구동력(Fs)이 상술된 모드(23 내지 31)중 어느 하나에 따른 장치에서 발생된 전자기 구동력과 감속계수(γ) 또는 이 감속계수(γ)의 역수(1/γ)의 곱인 Fs′와 같도록 제어된다. 즉, Fs′ = Fs·(1 - 1/2t) 또는 Fs′= Fs/(1 - 1/2t). 대안적으로, 전기에너지는 발생된 전자기 구동력(Fs)이 목표 브레이크 실린더 압력(Pref)에 대응하는 압력차이력(Fp(Pref))과 감속계수(γ) 또는 이 감속계수(γ)의 역수(1/γ)의 곱인 Fs′와 같도록 제어된다. 즉, Fs′ = Fp(Pref)·(1 - 1/2t) 또는 Fs′ = Fp(Pref)/(1 - 1/2t). 발생된 전자기 구동력(Fs′)이 값(Fs)와 감속계수(γ)의 역수(1/γ)의 곱과 같은 경우, 힘(Fs′)은 전기에너지의 제어의 개시직후의 힘(Fs) 또는 압력차이력(Fp(Pref))에 비하여 상대적으로 크고, 힘(Fs′)은 시간이 지남에 따라 힘(Fs) 또는 힘(Fp(Pref))에 접근한다. 시간(t)은 다음식으로 표현될 수 있다:
t = T0+ △Tn
상기 식에서, "T0", "△T" 및 "n"은 각각 제어개시시간, 제어사이클시간 및 제어사이클의 수를 나타낸다.
(34) 상술된 모드(31) 내지 모드(33) 중 어느 하나에 따른 유압제어장치는 브레이크 실린더내의 유체압력의 증가에 영향을 주는 소정의 조건이 만족될 때 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키는 증압수단을 더 포함하고, 저속 에너지 증가수단은 상기 조건이 만족될 고도의 가능성을 나타내는 표시의 검출시, 상기 조건이 만족되기 전에 전자기력 발생기구에 전기에너지를 인가하는 예비 에너지 인가수단를 포함한다.
전자기력 발생기구에 인가되는 전기에너지의 저속 증가는 브레이크 실린더압력의 증가에 영향을 주는 소정의 조건이 만족될 때 개시될 수 있다. 그러나, 이경우, 작동유체의 소정량이 브레이크 실린더로부터 저압원으로 완전히 폐쇄되지 않은 솔레노이드 압력제어밸브(시이팅밸브)를 통하여 배출되는 위험이 있다. 따라서, 브레이크 실린더압력의 증가는 지연될 수 있다. 본 발명의 상술된 모드(34)에 따르면, 저속으로 증가된 전기에너지의 압력제어밸브의 전자기력 발생기구로의 인가는 상술된 조건이 만족되기 전, 더욱 상세하게는, 조건이 만족될 고도의 가능성을 나타내는 표시가 검출된 때, 개시된다. 이러한 구성은 브레이크 실린더압력의 지연된 증가를 감소 또는 제거하여, 브레이크 실린더 압력의 증가를 개시하는 명령에 대한 압력제어밸브의 응답성을 개선시킨다. 또한, 본 구성은 소정의 조건이 만족되어 전기에너지의 인가가 개시된 때보다 전기에너지의 더 느린 증가를 허용한다. 따라서, 밸브부재가 밸브시이트상에 얹혀지는 속도는 낮어질 수 있어, 압력제어밸브의 작동 노이즈는 감소되고, 밸브의 내구성이 개선된다.
브레이크 실린더압력의 증가를 행하는 소정의 조건이 가까운 장래에 만족될 것이라는 고도의 가능성을 나타내는 신호는 적당한 검출수단에 의해 검출된다. 소정조건이 브레이크 작동부재의 작동인 경우, 이러한 검출수단은 브레이크 작동부재의 놓아짐을(releasing) 검출할 수 있도록 되어진다. 이 소정조건이 마찰 제어 또는 차량 안정성 제동제어를 개시하는 소정조건이 만족될 때 만족되는 경우, 검출수단은 차량 안정성 제동제어 또는 마찰 제어를 개시하는 조건이 만족되기 전에 만족되는 소정조건을 검출할 수 있다. 검출수단은 압력제어모드가 정상 제동압력제어, 폐색방지 제동압력제어, 마찰 제어 또는 차량 안정성 제동제어 동안 압력감소모드로부터 압력유지 또는 압력증가 모드로 변경될 고도의 가능성을 나타내는 신호를 검출할 수 있도록 되어진다. 정상 제동압력제어를 행하는 수단은 브레이크 실린더의 유체압력을 제어할 수 있도록 되어 있어 브레이크 실린더에 의해 제공된 제동효과는 브레이킹 작동 부재의 작동량에 대응한다. 유압제어장치가 자동차용으로 사용되는 경우, 브레이크 실린더 압력은 브레이크 실린더의 활성화에 의해 얻어진 차량의 감속이 브레이크 작동부재의 작동량에 의해 표시된 차량 운전자의 의도에 부합하도록 제어될 수 있다.
예비 에너지 인가수단은 브레이크 실린더 압력증가를 행하는 소정조건이 만족되기 전에 밸브시이트상으로의 밸브부재의 시이팅을 완성하도록 되어지는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 예비 에너지 인가수단은 적어도 밸브시이트쪽으로의 밸브부재의 이동을 초래시킬 수 있도록 되어 있어, 밸브부재가 소정조건이 만족된 후 짧은 시간안에 비교적 저속으로 밸브시이트상으로 얹혀질 수 있다. 이 경우, 또한, 브레이크 실린더 압력의 증가의 지연이 감소될 수 있다. 전자기력 발생기구에의 전기에너지의 인가가 브레이크 실린더 압력이 거의 대기압과 같아 지면서 개시되는 경우, 압력차이력은 영이 되어, 밸브부재는 편향력이 전자기 구동력이 밸브부재상에 작용하는 방향에 반대 방향으로 밸브부재상에 작용할 때 조차도 비교적 작은 전자기 구동력에 의해 밸브시이트상에 이동 및 얹혀질 수 있다.
예비 에너지 인가수단은 브레이크 실린더압력의 지연 증가를 감소시키는 수단으로서 기능한다는 것은 상술된 설명으로부터 명확하다.
(35) 상술된 모드(34)에 따른 유압제어장치에 있어서, 전기에너지 제어수단은 소정의 조건의 만족없이 인가의 개시 후 소정시간이 경과한 때 예비 에너지 인가수단에 의해 전자기력 발생기구에 전기에너지의 인가를 종료하는 에너지 인가 종료수단을 포함한다.
전기에너지의 인가가 브레이크 실린더가 활성화되지 않는 동안 개시되는 경우, 소정조건의 만족없이, 즉 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 조작의 개시없이 소정시간이 경과한 때 전기에너지의 인가를 종료하는 것이 바람직하다. 장시간동안 전기에너지를 계속해서 인가하면, 솔레노이드 압력제어밸브(예를 들면, 감압 제어밸브)는 장시간동안 폐쇄상태로 유지된다. 비록 압력제어밸브의 계속된 폐쇄 그 자체는 문제를 일으키지 않을 지라도, 전자기력 발생기구에의 전기에너지의 계속된 인가는 압력제어밸브의 부품의 온도 및 작동유체의 온도의 상승을 초래하여, 브레이크 실린더내의 유체압력의 증가 및 브레이크 드래그의 위험을 초래하고, 전기에너지의 불필요한 소비를 초래한다. 이러한 관점에서, 브레이크 실린더 압력을 증가시키는 조작의 개시없이 장시간동안의 전기에너지의 인가를 종료하는 것이 바람직하다. 에너지인가 종료수단은 이러한 요구에 부합한다. 전술된 소정시간은 예비 에너지 인가수단에 의해 전자기력 발생기구에 전기에너지가 인가되는 시간으로 생각될 수 있다.
(36) 상술된 모드(34) 또는 모드(35)에 따른 유압제어장치에 있어서, 증압수단은 유압원 및 상기 유압원과 브레이크 실린더 사이에 배치된 솔레노이드 증압 제어밸브를 포함하고, 여기서 제어기는 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시키기 위하여 솔레노이드 증압 제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하는 수단을 더 포함한다.
(37)상술된 모드(31) 내지 모드(33) 중 어느 하나에 따른 유압제어장치에 있어서, 저속 에너지 증가수단은 브레이크 실린더내의 유체압력을 감소시키는 작업을 종료시키는 소정조건일 때 전자기력 발생기구에 전기에너지의 인가를 개시하는 수단을 포함한다.
브레이크 실린더 압력을 감소시키는 작업을 종료시키는 소정조건이 만족될 때 전자기력 발생기구에 전기에너지의 인가를 개시하는 것에 의해, 브레이크 실린더압력을 증가시키는 다음의 작업의 지연을 감소시키는 것이 가능하다. 브레이크 실린더 압력을 감소시키는 작업을 종료하는 소정조건은 정상 제동압력제어 동작, 폐색방지 제동압력제어 동작, 마찰 제어 동작 또는 차량 안정성 브레이크제어 동작 동안, 또는 차량 가속부재가 놓아 졌을때 만족될 수 있다. 압력제어밸브가 정상적으로 개방 감압제어밸브인 경우, 이 제어밸브는 정상적으로 브레이크 실린더내의 유체압력을 감소시키는 상태에 위치된다. 따라서, 브레이크 실린더 압력을 감소시키는 작업을 종료시키는 소정조건은 압력제어밸브를 더이상 개방상태에 유지시킬 필요가 없는 조건, 즉 압력제어밸브가 가까운 미래에 폐쇄상태로 전환될 고도의 가능성이 있는 조건일 수 있다.
본 발명은 또한 다음을 제공한다.
(38) 브레이크 실린더내의 작동유체의 압력을 제어하는 유압제어장치에 있어서, 상기 장치는 유체를 저장하는 저장기; 브레이크 실린더와 저장기 사이에 배치되고 브레이크 실린더와 저장기를 서로 연결하기 위한 개방상태와 브레이크 실린더와 저장기를 서로로부터 분리하기 위한 폐쇄상태를 갖는 솔레노이드 압력제어밸브; 솔레노이드 압력제어밸브에 인가될 전기에너지를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지고, 여기서 압력제어밸브는 전기에너지가 인가되지 않는 동안 개방상태에 놓이고, 압력제어밸브에 인가된 전기에너지의 양에 따라 발생된 전자기 구동력을 포함하는 밸브폐쇄력(valve closing force)이 브레이크 실린더와 저장기 유체압력 사이의 차이에 의거한 압력차이력을 포함하는 밸브개방력(valve opening force)보다 큰 동안 폐쇄상태로 유지되고, 제어기는 압력제어밸브가 폐쇄상태에 유지된 때, 브레이크 실린더내의 유체압력에 따라 압력제어밸브에 인가될 전기에너지를 제어하는 에너지 제어수단을 포함한다.
(39) 상술된 모드(38)에 따른 유압제어장치에 있어서, 에너지 제어수단은 압력제어밸브에 인가될 전기에너지를 제어하여 밸브폐쇄력이 적어도 소정의 여유값 만큼 밸브개방력보다 더 크도록 한다.
(40) 상술된 모드(20) 내지 모드(39)중 어느 하나에 따른 유압제어장치는 유체에 압력을 가하고 가압된 유체를 브레이크 실린더에 전달하는 적어도 하나의 펌프를 포함하는 유압원; 및 (i)밸브시이트, (ii) 상기 밸브시이트상에 얹혀짐과 밸브시이트으로부터 이탈되도록 이동가능한 밸브부재, (iii) 밸브부재를 밸브시이트상에 얹혀지도록 이동시키는 제 1방향으로 밸브부재를 편향시키는 편향기구 및 (iv) 인가된 전기에너지에 대응하는 전자기 구동력을 발생시키는 전자기력 발생기구를 포함하는 솔레노이드 증압제어밸브를 더 포함하여, 전자기 구동력은 제 1방향에 반대인 제 2방향으로 밸브부재상에 작용하고, 증압제어밸브는 브레이크 실린더 및 유압원내의 유체압력 사이의 차이에 의거한 압력차이력이 제 2방향으로 밸브부재상에 작용하도록 구성되고, 에너지 제어수단은 솔레노이드 증압제어밸브에 인가될 전기에너지를 제어한다.
(41) 상술한 모드(40)에 따른 유압제어장치에 있어서, 에너지 제어수단은 브레이크 실린더내의 유체압력이 브레이크 실린더를 활성화하려는 운전자에 의해 작동되어지는 브레이크 작동 부재상에 작동하는 힘에 부합하도록 증압제어밸브에 인가될 전기에너지를 제어하는 수단을 포함한다.
전술한 모드(41)에 따른 장치에 있어서, 유압원의 펌프에 의해 가압된 유체는 브레이크 실린더에 공급되어져서, 브레이크 실린더가 활성화된다. 브레이크 작동부재의 작동력에 따라 마스터 실린더에 의해 가압된 유체가 브레이크 실린더에 공급되어 지는것과 마찬가지로, 브레이크 실린더압력은 바람직하게는 운전자에 의한 브레이크 작동부재의 작동력에 비례하도록 제어된다.
본 발명의 전술한 그리고 선택적인 목적, 특징, 잇점, 기술적 및 산업적 의미는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.
먼저, 제 1도에는 유압으로 작동하는 자동차용 제동시스템이 도시되어 있으며, 상기 시스템은 브레이크 페달(10) 형식의 브레이크 작동부재와 마스터 실린더(12)를 포함한다. 마스터 실린더(12)는 직렬(tandem)형식의 두개의 압력실(pressurizing chamber)을 가지며, 그중 하나는 유체경로(14)를 통해 차량의 전방좌측차륜용 브레이크실린더(18)에 연결되어 있으며, 다른 하나는 유체경로(20)를 통해 차량의 전방우측차륜용 브레이크실린더(24)에 연결되어 있다. 따라서, 두 개의 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 마스터 실린더(12)의 두 개의 압력실에 각각 연결되어 있다.
솔레노이드 마스터 실린더 차단밸브(cut-off valve)(26, 28)는 두개의 유체경로(14, 20)에 각각 연결되어 있다. 각각의 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 솔레노이드 코일의 활성화와 비활성화에 의해 개방상태와 폐쇄상태사이를 전환할 수 있다. 대응 차륜 브레이크 실린더(18, 24)의 동작유체의 압력이 제어될 때, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 솔레노이드 코일에 전류가 인가되어져서 폐쇄상태를 유지한다. 유체압력이 제어되지 않을 때, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 솔레노이드 코일에 전류가 인가되지 않아 개방상태를 유지한다. 따라서, 각각의 차단밸브(26, 28)는 정상적으로는 개방된 밸브이며, 전기적으로 비정상상태가 발생하는 경우에 개방상태가 되게 된다.
본 제동시스템은 펌프기구(30)를 더 포함하며, 상기 기구는 마스터 저장기(31) 형식의 저압원, 두 개의 펌프(32, 34), 및 두 개의 체크밸브(35, 36)(check valve)를 포함한다. 제 1도에 도시된 바와 같이, 두개의 펌프(32, 34)는 서로 병렬관계로 배치되어 있다. 펌프(32)는 고압 소용량 기어 펌프(이하, 적절한 곳에서 "고압펌프"로 칭함)이며, 펌프(34)는 저압 대용량 기어 펌프(이하, 적절한 곳에서 "저압펌프"로 칭함)이다. 고압펌프(32)는 단위시간당 상대적으로 높은 최대 송출압력과 상대적으로 적은 송출량을 가진다. 한편, 저압펌프(34)는 단위시간당 상대적으로 낮은 최대 송출압력과 상대적으로 많은 송출량을 가진다. 고압펌프(32)는 고압펌프 모터(38)에 의해 작동되며, 저압펌프(34)는 저압펌프 모터(40)에 의해 작동된다.
체크밸브(35)는 저압펌프(34)의 송출압력이 고압펌프(32)에 작용하는 것을 방지하기 위해 제공되어 지며, 체크밸브(36)는 고압펌프(32)의 송출압력이 저압펌프(34)에 작용하는 것을 방지하기 위해 제공되어 진다. 또한, 압력 릴리프밸브(비도시)가 펌프(32, 34)의 송출압력을 소정의 최대 레벨까지 제한하기 위해 고압펌프(32)와 저압펌프(34) 각각에 병렬로 연결되어 진다. 펌프(32, 34) 각각으로부터 송출되는 작동유체의 압력과 유량(펌프(32, 34)의 송출압력과 송출유량)은 대응 펌프모터(38, 40)을 제어함으로써 조정될 수 있다.
고압펌프(32)와 저압펌프(34) 모두가 기어펌프일 필요는 없다. 즉 적어도 펌프(32, 34)의 하나가 플런저펌프(plunger pump)이여도 된다. 솔레노이드 셧오프밸브(shut-off valve)가 체크밸브(36) 대신에 제공된다면, 차륜 브레이크 실린더(18, 24)의 유체압력은 저압펌프(34)을 반대방향으로 작동시킴으로써 제어된다.
펌프경로(42)는 펌프기구(30)의 송출측에 연결되어 있다. 펌프경로(42)는 네개의 가지경로(44)로 갈라지며, 상기 가지경로는 각각 그들의 끝단에서 전술한 전방차륜(16, 22)용 브레이크 실린더(18, 24)와 후방 좌우측차륜(46, 48)용 브레이크 실린더(50, 52)에 연결되어진다. 따라서, 상기 네개의 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)는 상기 네개의 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)가 서로 병렬로 연결되어지도록 펌프기구(30)에 연결되어진다.
펌프경로(42)의 가지경로(44)의 각각에는, 대응하는 차륜 브레이크 실린더를 펌프기구(30)에 연결시키는 개방상태와 차륜 브레이크 실린더를 펌프기구(30)으로부터 차단시키는 폐쇄상태를 가지는 솔레노이드 펌프 차단밸브(54)가 연결되어진다. 펌프 차단밸브(54) 각각은 정상적으로 개방밸브이며 솔레노이드 코일에 전류가 인가되지 않으면 개방상태를 유지한다. 감압경로(pressure reducing passage)(56)는 그것의 한쪽 단부에서, 즉 펌프 차단밸브(54)와 차륜 브레이크 실린더(18, 24)사이의 점 55에서 전방 차륜(16, 22)용 가지경로(44)와 각각 연결되고, 다른 쪽 단부에서 마스터 저장기(31)에 연결되어진다. 이 감압경로(56)에는 각각의 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 감압 제어밸브(pressure reduction control valve)(58)가 연결되어진다. 비슷하게, 감압경로(60)는 그것의 한쪽 단부에서, 즉 펌프 차단밸브(54)와 차륜 브레이크 실린더(50, 52)사이의 점 59에서 후방 차륜(46, 48)용 가지경로(44)와 각각 연결되고, 다른 쪽 단부에서 마스터 저장기(31)에 연결되어진다. 이 감압경로(60)에는 각각의 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)용 감압 제어밸브(62)가 연결되어진다. 감압 제어밸브(58, 62)는 나중에 설명되어 질것이다.
본 제동시스템에서, 펌프경로(42)의 네개의 가지경로(44)에는 전술한 바와 같이 펌프 차단밸브(54)가 각각 제공되어져서 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 서로 독립적으로 제어 가능하다. 펌프 차단밸브(54)가 개방상태에 있을 때, 그것은 또한 유동저항기로서 작용하여, 각 펌프 차단밸브(54)를 가로지르는 압력차이가 존재하게 된다. 솔레노이드 감압 제어밸브(58, 62)는 대응 펌프 차단밸브(54)를 마주보는 쪽에서 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 가까운 쪽에 위치하고 있기 때문에, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 서로 독립적으로 제어가능하다. 즉, 감압 제어밸브(58, 62)를 제어함으로써, 펌프 차단밸브(54)를 마주보는 쪽에서 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 가까운 쪽에 있는 가지경로(44) 부분내의 유체압력은 펌프 기구(30)에 가까운 쪽에 있는 가지경로(44) 부분내의 유체압력보다 높거나 낮게 제어가능하다. 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 가까운 가지경로(44) 부분내의 유체압력은 솔레노이드 감압 제어밸브(58, 62)를 제어함으로써 서로 독립적으로 제어가능하다.
전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 마스터 실린더(12)와 펌프기구(30) 모두에 연결되어 있으며, 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)는 펌프기구(30)에는 연결되어 있지만 마스터 실린더(12)에는 연결되어 있지 않다. 이러한 구성에서는, 마스터실린더(12)에 의해 조작가능한 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 솔레노이드 감압 제어밸브(58)는 정상적으로는 폐쇄되도록 되어있으며, 한편 항상 펌프기구(30)에 의해 조작되는 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)는 정상적으로는 개방되도록 되어있다. 따라서, 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)는 소위 "브레이크 드래그(brake drag)"나 잔류 제동 압력의 문제를 겪지 않으며, 한편 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 전기적인 문제가 발생한 경우라도, 즉 펌프기구(30)가 고장나거나 감압제어밸브(58)의 전기적 비정상상태의 경우라도 마스터 실린더(12)에 의해 작동될 수 있다.
전술한 유체경로(20)에는, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)가 마스터 차단밸브(26, 28)을 폐쇄함으로써 마스터 실린더(12)로부터 차단되고 펌프기구(30)에 연결되어 질때, 브레이크 페달(10)의 미소 동작 행정을 방지하도록 작용하는 스트로크 시뮬레이터(70)(stroke simulator)가 연결되어진다. 스트로크 시뮬레이터(70)는 유체경로(14)에도 연결되어도 좋으며, 직접적으로 마스터 실린더(12)의 적어도 하나의 압력실에 연결되어도 좋다. 두 개 또는 세 개의 스트로크 시뮬레이터(70)가 유체경로(14, 20) 및 압력실의 적당한 곳에 연결되어도 좋다.
제동 시스템은 브레이크 페달(10)의 동작 행정을 감지하기 위한 행정센서(71)와, 마스터 실린더(12)내의 유체압력을 감지하기 위한 마스터 실린더 압력센서(72)와, 펌프기구(30)의 송출압력을 감지하기 위한 펌프압력센서(74)와, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력을감지하기 위한 차륜 브레이크 실린더 압력센서(75-78)를 포함한다. 행정센서(71)와 마스터 실린더 압력센서(72) 모두가 꼭 필요한 것은 아니다. 이 두개의 센서(71, 72)중의 하나만 제공되어도 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 솔레노이드 감압 제어밸브(58) 각각은 시이팅 밸브(82)(seating valve)와 전자기력 발생기구(84)를 포함한다. 시이팅 밸브(82)는 밸브부재(90), 밸브시이트(92), 밸브부재(90)와 함께 움직일 수 있는 전자기적 이동 부재(94)(electromagnetically movable member) 및 밸브부재(90)가 밸브시이트(92)상에 얹혀지도록 이동시키는 방향으로 상기 전자기적 이동 부재(94)를 편향시키기위한 편향기구로서 작용하는 스프링(96) 형식의 탄성부재를 포함한다. 전자기력 발생기구(84)는 코일(100), 코일(100)을 지지하기 위해 수지로 만들어진 지지부재(102), 제 1 자기경로 형성체(104)(first magnetic path forming body) 및 제 2 자기경로 형성체(106)를 포함한다. 코일(100)에 에너지를 인가하면 자기계가 형성된다. 자기계내의 자기 플럭스의 대부분은 제 1 자기경로 형성체(104), 전자기적 이동부재(94), 이동부재(94)와 제 2 자기경로 형성체(106)사이의 공기간극(air gap)을 통해 지나간다.
전자기적 이동부재(94)와 제 2 자기경로 형성체(106)사이에 작용하는 자기력은 코일(100)에 인가되는 전류를 제어함으로써 변화 시킬 수 있다. 이 자기력은 코일(100)에 인가되는 전류의 양의 증가에 따라 증가한다. 전류량과 발생되는 자기력사이의 관계는 알려져 있으므로, 전자기적 이동부재(94)를 편향시키기 위한 힘은 코일(100)에 인가되는 전류의 양을 계속하여 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다. 공지된 관계에 따르면, 이 힘(이하 " 전자기 구동력(Fs) " 이라함)은 밸브부재(90)으로부터 멀어지는 방향으로 즉, 밸브부재(90)을 밸브시이트(92)로부터 멀어지게 하는 방향으로 전자기적 이동부재(94)에 작용한다. 전자기 구동력(Fs)이 이동부재(94)에 작용하는 이 방향은 스프링(96)의 편향력(Fk)이 이동부재(94)에 작용하는 방향과는 반대이다.
전술한 바와 같이, 전자기 구동력(Fs)과 스프링(96)의 편향력(Fk)은 감압 제어밸브(58)내의 전자기적 이동부재(94)를 통해 밸브부재(90)에 작용한다. 또한 시이팅 밸브(82)의 입구(108)과 출구(109)사이의 유체압력차에 근거하는 힘(Fp)은 밸브부재(90)를 밸브 시이트(92)로부터 멀어지는 방향 즉, 전자기 구동력(Fs)이 밸브부재(90)에 작용하는 방향으로 밸브부재(90)에 작용한다. 전자기 구동력(Fs)과 힘(Fp)(이하 " 압력차이력 "이라함)의 합이 스프링(96)의 편향력(Fk)보다 클 때( 즉, Fs+Fp 〉 Fk), 감압 제어밸브(58)(시이팅 밸브(82))는 밸브부재(90)가 밸브시이트(92)로부터 이격되어 위치하게 되어 개방상태로 유지된다. 전자기 구동력(Fs)과 압력차이력(Fp)의 합이 스프링(96)의 편향력(Fk)보다 작을 때( 즉, Fs+Fp 〈 Fk), 감압 제어밸브(58)는 밸브부재(90)가 밸브시이트(92)상으로 얹혀지게 되어 폐쇄상태로 유지된다. 스프링(96)의 편향력(Fk)은 펌프기구(30)의 최대 송출압력에 따른 압력차이력(Fp)보다 크도록 되어 있으므로, 감압 제어밸브(58)는 전자기 구동력(Fs)이 0 일때 폐쇄상태로 유지된다. 즉, 감압 제어밸브(58)는 전술한 바와 같이 정상적으로는 폐쇄밸브이다.
본 제동 시스템에서, 감압 제어밸브(58)의 코일(100)에 인가되는 전류는 대응 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력을 조절하기 위해 계속하여 제어된다. 감압 제어밸브(58)의 입구(108)와 출구(109)사이의 압력차이는 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력과 마스터 저장기(31)내의 유체압력사이의 차이와 일치한다. 마스터 저장기(31)내이 유체압력은 대기압과 같다고 여길 수 있으므로, 압력차이력(Fp)은 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력과 일치한다. 압력차이력(Fp)과 전자기 구동력(Fs)의 합은 전자기 구동력(Fs)을 제어함으로써 제어가능하다. 그러므로, 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력은 전자기 구동력(Fs)을 제어함으로써 제어가능하다. 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력은 전자기 구동력(Fs)을 증가시킴으로써 줄일 수 있다. 더 상세히 설명한다면, 코일(100)에 인가되는 전류는 차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 실제 유체압력이 소정의 목표값으로 변화되도록 제어가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)용 솔레노이드 감압 제어밸브(62) 각각은 감압 제어밸브(58)과 마찬가지로, 시이팅 밸브(130)와 전자기력 발생기구(132)를 포함한다. 시이팅 밸브(130)는 밸브시이트(134), 상기 밸브시이트(134)에 얹혀짐 및 이탈되도록 이동가능한 밸브부재(136), 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)로부터 멀어지는 방향으로 편향력을 가하기 위한 편향기구로서작용하는 스프링(138)형식의 탄성부재, 밸브부재(136)를 이동시키기 위한 구동부재(140), 전자기적 이동부재(142)를 포함한다. 구동부재(140), 밸브부재(136) 및 전자기적 이동부재(142)는 하나의 유닛으로 움직일 수 있다.
전자기력 발생기구(132)는 코일(144), 코일(144)을 지지하기 위한 지지부재(145), 제 1 자기경로 형성체(146) 및 제어밸브(62)의 하우징에 고정된 제 2 자기경로 형성체(148)를 포함한다. 코일(144)에 에너지가 인가되면 자기 플럭스를 가진 자기계가 생성되고 상기 자기 플럭스는 제 1 자기경로 형성체(146), 전자기적 이동부재(142), 이동부재(142)와 제 2 자기경로 형성체(148)사이의 공기간극을 통해 지나간다. 결과적으로, 전자기 구동력(Fs)은 이동부재(142)를 제 2 자기경로 형성체(148)쪽으로 이동시키는 방향으로 전자기적 이동부재(142)에 작용한다, 그에 따라, 이동부재(142)는 이동되어져 밸브부재(136)을 밸브시이트(134)쪽으로 이동시킨다. 전자기 구동력(Fs)이 0 일때, 밸브부재(136)는 스프링(138)의 편향력(Fk)에 의해 밸브시이트(134)로부터 멀어진다.
감압 제어밸브(62)는 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp)과 스프링(96)의 편향력(Fk)의 합보다 작을 때( 즉,Fs 〈 Fp + Fk) 개방상태로 유지된다. 편향력(Fk)은 매우 작기 때문에, 무시될 수 있다. 전자기 구동력(Fs)이 0 일때, 제어밸브(62)는 개방상태로 유지된다. 즉, 제어밸브(62)는 정상적으로는 개방밸브이다. 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp)과 편향력(Fk)의 합보다 클 때( 즉,Fs 〉 Fp+Fk), 감압 제어밸브(62)는 폐쇄상태를 유지한다. 차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력은 전자기 구동력(Fs)을 감소시킴으로써 줄일 수 있다. 본 실시예에서는, 코일(144)에 인가되는 전류는 차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 실제 유체압력이 소정의 목표값으로 변화되도록 제어되어진다.
제동시스템은 처리 유닛(PU)(processing unit)을 포함하는 컴퓨터에 의해 기본적으로 구성되는 제어기구(160), RAM(random-access memory)(153), ROM(read-only memory)(154), 입력부(155), 및 출력부(156)를 포함한다. 입력부(155)는 전술한 행정센서(71), 마스터 실린더 압력센서(72), 펌프압력센서(74), 및 차륜 브레이크 실린더 압력센서(75-78)와 예를 들면, 차륜(16, 22, 46, 48)의 회전속도를 감지하기 위한 차륜속도센서(162-165), 브레이크 페달(10)의 작동을 감지하기 위한 브레이크 스위치(166), 가속페달(비도시)의 작동량을 감지하기 위한 스로틀 개방 센서(168)(throttle opening sensor), 핸들(steering wheel)의 동작각을 감지하기 위한 조향각 센서(170), 및 차량의 진동률(yaw rate)을 감지하기 위한 진동률 센서(172)와 같은 다른 센서 및 스위치로부터의 출력신호을 받도록 되어 있다. 스로틀 개방 센서(168)는 가속페달의 작동을 감지하기 위한 기구로서 작용하여도 된다. 입력부(155)는 구동 동력원(driving power source)과 구동력전달을 포함하는 차량의 동력유닛을 제어하기 위해 제공된 동력유닛 제어기구(174)에 또한 연결되어진다.
출력부(156)는 솔레노이드 밸브(26, 28, 54, 58, 62)의 솔레노이드 코일용 구동회로(비도시)와 고압 펌프모터(38) 및 저압 펌프모터(40)용 구동회로(176, 178)에 연결되어진다. ROM(154)은 도 4의 플로우챠트에 예시된 제동 제어루틴(control routine) 실행 프로그램, 정상적인 제동 압력제어루틴 실행 프로그램, 비상시의 제동 압력제어루틴 실행 프로그램, 폐색방지(anti-lock) 제동 압력제어루틴 실행 프로그램, 펌프모터 제어루틴 실행 프로그램을 포함하는 여러가지 제어프로그램들을 저장한다. 또한 ROM(154)은 제동 시스템을 제어하는데 사용되는 도 5 및 도 6에 도시된 여러가지의 데이터 테이블 또는 맵을 저장한다.
제어기구(160)는 행정 센서(71)과 마스터 실린더 압력센서(72)의 출력신호를 근거로 하여 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘을 구한다. 브레이크 페달(10)의 동작개시부분에서, 마스터 실린더(12)내의 유체압력의 증가는 소위 "빠른 충전(fast-fill)" 현상으로 인해 다소 지연된다. 이러한 경향을 고려하면, 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘은 행정센서(71)의 출력신호에 근거하여 얻어지는 반면, 마스터 실린더(12)내의 유체압력은 상대적으로 낮게 즉, 마스터 실린더압력이 소정의 한계치에 도달하기 전의 값이 된다. 마스터 실린더압력이 한계치를 초과하게 되면, 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘은 마스터 실린더 압력센서(71)의 출력신호에 근거하여 얻어진다. 만약, 행정센서(71)와 마스터 실린더 압력센서(71)중 어느하나가 이상이 생긴다면, 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘은 다른 센서(71, 72)의 출력신호에 의거하여 얻어진다.
또한 제어기구(160)는 제동되는 차륜(16, 22, 46, 48) 각각의 미끄러짐 상태를 대응 차륜 속도센서(162, 163, 164, 165)에 의해 감지된 차륜의 회전속도와 감지된 차륜 속도에 근거하여 계산된 주행속도에 근거하여 구한다. 제어기구(160)는 제동되는 동안에 구해진 각 차륜의 미끄러짐 상태를 근거하여 폐색방지 제동 압력제어를 행한다. 또한 제어기구(160)는 단위시간당 계산된 차량주행 속도의 증가량에 근거하여 차량의 실제 가속도값을 구한다. 본 제동 시스템에서, 차륜속도센서(162-165)는 또한 차량의 가속도를 구하는 센서로서 작용한다. 제어기구(160)는 조향각센서(170)와 진동률센서(172)의 출력신호에 근거하여 챠량의 주행 안정성을 개선시키기 위해 차륜(16, 22, 46, 48)중 적당한 하나의 차륜에 확실한 제동을 함으로써 차량 안정성 제어를 행한다.
제어기구(160)는 동력유닛 제어기구(174)로부터 차량에 인가되는 구동 토오크를 나타내는 정보를 받는다. 차량의 구동력원은 내연기관 및/또는 전기모터를 포함한다. 차량은 엔진과 전기모터중 적어도 하나에서 발생되는 전체 토오크에 으해 구동된다. 각 구동회로(176, 178)는 대응 고압 펌프모터(38) 또는 저압 펌프모터(40)에 인가되는 전압 제어용 정상전압 제어회로와, 펌프모터(38, 40)에 최대전압을 인가하는 최대전압 인가회로를 포함한다. 정상적으로는 정상전압 제어회로에 의해 제어되는 전압이 펌프모터(38, 40)에 인가된다. 요구되어지는 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 증가율이 소정의 상한선보다 높을 때, 제동 시스템에서 사용되는 배터리의 공칭전압(nominal voltage)보다 높은 최대전압이 최대전압 인가회로를 통해 펌프모터(38, 40)에 인가된다. 구동회로(176, 178)의 최대전압 인가회로는 코일, 캐패시터(capacitor), 및 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 포함하는 회로이여도 된다. 다른 대안으로서는, 최대전압 인가회로는 DC-DC 컨버터 또는 부스팅(boosting) 컨버터를 포함해도 된다.
전술한 구성의 본 제동시스템의 동작에 관하여 설명한다.
브레이크 페달(10)이 눌려지면, 정상제동 압력제어루틴이 실행된다. 이 정상제동 압력제어루틴은 먼저 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 목표값(이하, "목표 차륜 브레이크 실린더압력" 이라 함)을 결정하도록 구성되며, 그것은 브레이크 페달(10)에 작용하는 가압력에 따라 결정된다. 또한 이 루틴은 목표 차륜 브레이크 실린더압력과 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 실제값(이하, "실제 차륜 브레이크 실린더압력" 이라함)과의 차이를 줄이기 위하여 펌프기구(30)와 감압 제어밸브(58, 62)를 제어하도록 구성된다. 이 실시예에서, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 폐쇄상태로 유지되고 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지되면서 펌프기구(30)의 고압 및 저압 펌프(38, 40)에 인가되는 전압과 감압 제어밸브(58, 60)의 코일(100, 144)에 인가되는 전류는 제어되어져서, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 동일한 방식으로 제어되어 진다. 이러한 제어를 차륜 브레이크 실린더의 "공통 압력제어" 라고 한다.
제동되는 어떤 특정차륜(16, 22, 46, 48)의 미끄러지는 양(amount of slipping)이 도로면의 마찰계수에 비해 지나치게 클 때, 제어기구(160)는 폐색방지 제동 압력제어루틴을 시작하며, 여기서 대응 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 목표값은 지나치게 미끄러지는 차륜의 미끄러짐양을 최적 범위내로 유지하도록 결정된다. 폐색방지 제동 압력제어루틴은, 마스터 실린터 차단밸브(26, 28)가 개방상태로 유지되면서, 펌프기구(30)와 대응 감압 제어밸브(58, 60)와 펌프 차단밸브(54)를 제어하도록 구성된다. 문제되는 차륜 브레이크 실린더 압력이 빠르게 감소하거나 현재 레벨을 유지하게 되면, 대응 펌프 차단밸브(54)는 폐쇄상태로 유지된다. 차륜 브레이크 실린더 압력이 천천히 감소하거나 증가하면, 대응 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지된다.
방향전환(turning)동안에 차량의 회전 또는 표류(drift-out) 운동량이 소정의 한계치 SVs 또는 SVd를 초과하게 되면, 제어기구(160)는 차량 안정성 제어루틴을 시작한다. 차량의 회전 또는 표류 운동량은 조향각센서(170)와 진동률센서(172)의 출력신호에 근거하여 구해진다. 차량 안정성 제어루틴은 먼저 각 차륜 브레이크 실린더내의 목표 유체압력을 구하도록 구성되어 있어, 방향전환하는 차량에 회전 또는 표류 운동량을 감소하는데 효과적인 진동 모멘트(yaw moment)를 주도록, 적절한 차륜(들)이 제동된다. 펌프기구(30), 감압 제어밸브(58, 62) 및 펌프 차단밸브(54)는 목표 차륜 브레이크 실린더 압력을 이루도록 제어된다.
브레이크 페달(10)의 작동속도가 소정의 한계치보다 높을 때, 비상제동 제어루틴이 시작된다. 목표 차륜 브레이크 실린더 압력은 브레이크 페달(10)의 작동속도에 따라 얻어지며, 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 동일한 목표값으로 제어된다.
차륜 브레이크 실린더 압력을 감소시키는 동작이 종료될 때, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 개방상태로 복귀하며, 감압 제어밸브(58, 62)의 코일(100, 144)은 비활성화된다(de-energized). 유체는 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)와 마스터 실린더(12)를 통해 차륜 브레이크 실린더(18, 24)로부터 마스터 저장기(31)로 되돌아오며, 감압 제어밸브(62)를 통해 차륜 브레이크 실린더(50, 52)로부터 마스터 저장기(31)로 되돌아 온다.
전기적 이상이 발생한 경우에, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)의 솔레노이드 코일과 감압 제어밸브(58)의 코일(100, 144)은 에너지가 인가되지 않아, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 개방상태로 복귀하고, 감압 제어밸브(58)는 폐쇄상태로 복귀하는 반면, 감압 제어밸브(62)는 개방상태로 복귀한다. 감압 제어밸브(58)가 폐쇄상태가 되면, 차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 마스터 실린더(12)로부터 송출된 가압된 유체에 의해 작동되어 질 수 있다. 비록 펌프 차단밸브(54)가 개방상태에 있다하여도, 체크밸브(35, 36)가 펌프기구(30)을 통해 마스터 실린더(12)(차륜 브레이크 실린더(18, 24))로부터 마스터 저장기(31)로 흘러들어가는 것을 방지한다. 따라서, 제동시스템에 전기적인 이상이 발생한 경우에도, 차량은 마스터 실린더(12)에 의해 작동되는 전방 차륜 브레이크 실린더(18, 22)에 의해 제동가능하다.
펌프기구(30)는 펌프모터 제어루틴에 따라 제어된다. 본 실시예에서, 송출압력과 저압펌프(34)의 송출유량은 저압 펌프모터(40)을 제어함으로써, 도 6에 나타낸 영역 1 에서 제어된다. 저압 펌프모터(40)뿐만 아니라 고압 펌프모터(38)를 제어함으로써, 고압 및 저압펌프(38, 40)의 송출압력과 송출유량은 영역 2 에서 제어된다. 영역 3 에서 펌프기구(30)의 제어는 적어도 고압 및 저압 펌프(38, 40)의 어느 하나에 최대 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이 경우에, 펌프기구(30)의 송출압력과 송출유량은 최대가 되나, 제어하기는 어렵게 된다.
정상 제동 압력제어루틴 또는 비상 제동 제어루틴에 따라 공통 압력제어가 행해질 때, 예를 들면, 고압 및 저압펌프(38, 40)중 적어도 하나는 도 6에 나타낸 제어 데이터 맵에 따라 제어되어져서, 펌프 압력센서(74)에 의해 감지되는 펌프기구(30)의 송출압력은 소정의 목표값으로 변화한다. 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘이 상대적으로 작을 때, 저압 펌프모터(40)가 작동되고 제어된다. 브레이크 페달(10)에 작용하는 힘이 소정의 한계치로 증가하게 되면, 고압 펌프모터(38)가 또한 작동되고 제어된다.
폐색방지 제동 압력제어루틴 또는 차량 안정성 제어루틴에 따라 "독립 압력제어"가 행해질 때, 펌프기구(30)의 송출압력은 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 목표유체압력중 최고의 압력과 동일하도록 제어된다. 이러한 펌프기구(30)의 송출압력 제어는 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력이 목표값으로 제어되도록 한다.
요구되는 차륜 브레이크 실린더압력의 증가율이 소정의 한계치보다 높을 때, 차륜 브레이크 실린더압력의 실제 증가율을 최대로 하기 위하여, 제동 시스템에서 사용되는 배터리의 공칭전압보다 높은 최대전압이 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)에 인가되고, 각 펌프(32, 34)의 송출을 최대로 한다. 요구되는 차륜 브레이크 실린더 압력의 증가율은 현재 제어사이클에서 결정된 목표 차륜 브레이크 실린더 압력으로부터 마지막 제어사이클에서 결정된 목표 차륜 브레이크 실린더 압력을 뺌으로써 얻어지는 차이가 된다.
펌프기구(30), 펌프 차단밸브(54) 및 감압 제어밸브(58, 62)는 도 4의 플로우챠트에 나타난 브레이크 제어루틴에 따라 제어된다.
브레이크 제어루틴은 단계 S1에서 시작되어 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)중 어느 것의 유체압력이 제어되어져야 할 과정에 있는지를 결정한다. 이 결정은 어떤 차륜 브레이크 실린더내의 목표 유체압력이 대기압보다 높은지를 결정함으로써 행해진다. 각 차륜 브레이크 실린더의 목표 유체압력은 예를 들면, 정상 제동 압력제어루틴과 같은 전술한 여러가지 제어루틴에서 결정되기 때문에, 만약 어느 차륜 브레이크 실린더의 목표 유체압력이 대기압보다 높다면, 어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 제어되야 하는가를 결정하는 것이 가능하다.
만약 단계 S1에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 즉, 어떤 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력도 제어되지 않는다면, 제어흐름(control flow)은 단계 S2 및 S3으로 가서 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력의 증가가 가까운 미래에 필요할 것인가를 결정한다. 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력은 브레이크 페달(10)이 눌려지면 증가되어져야 할 필요가 있기 때문에, 단계 S2 및 S3은 챠량이 브레이크 페달(10)이 눌려질 것이라고 기대되는 상황에 있는가를 결정하도록 제공되어진다. 즉, 만약 차량이 내리막을 주행하면서 가속페달이 비동작 위치에 위치하거나 완전히 놓아진(released) 위치에 있다면, 브레이크 페달(10)은 눌려질(depressed) 것이라고 기대된다. 이 경우에, 저압 펌프모터(40)는 브레이크 페달(10)이 실제로 눌려지자 마자 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)을 활성화 하도록 준비되기 시작한다. 이러한 구성은 제동효과의 지연을 효과적으로 피할 수 있다.
즉, 단계 S2는 차량이 내리막을 주행하는지를 결정하도록 제공되며, 단계 S3는 가속페달이 완전히 놓아진 위치에 있는지를 결정하도록 제공된다. 만약 S2와 S3에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 저압 펌프모터(40)가 켜지는 단계 S4로 간다. 만약 S2와 S3에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S5로 가서 제동시스템을 초기상태로 리셋(reset)시킨다. 즉, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)를 개방상태로 리셋하고, 펌프 차단밸브(54)를 개방상태로 리셋하고, 감압 제어밸브(58, 62)의 코일(100, 144)에 에너지를 인가하지 않고, 펌프기구(30)를 턴-오프하고(turn off), 여러가지 제어 변수(parameter)를 초기값으로 리셋시킨다. 단계 S5에서 이 리셋동작은 제동시스템이 초기화될 때 실행되는 동작과 유사하다.
저압 펌프모터(40)는 가속페달이 놓아진 상태에서 차량이 내리막을 주행하는 동안에는 동작상태로 유지된다. 도로면이 내리막 도로면이 아니라고 결정되거나 가속페달이 다시 눌려지게 되면, 제어흐름은 저압 펌프모터(40)가 꺼지는 단계 S5로 간다.
결정단계 S2는 도 7의 플로우챠트에 나타난 루틴에 따라 실행된다. 이 루틴은 단계 S21로 시작되어, 차륜 속도센서(162-165)의 출력신호에 근거하여 추정된(estimated) 차량의 주행속도를 구하고, 추정된 차량 주행속도의 변화율을 계산한다. 이 변화율은 차량의 실제 가속도값()를 나타낸다. 단계 S21에 이어 동력유닛 제어기구(174)로부터 받는 차량 구동 토오크(F)를 나타내는 정보에 근거하여 추정된 가속도값 (′)을 얻는 단계 S22가 뒤따른다. 추정된 가속도값(′)은 다음의 식에 따라 계산된다:
′= ( F - F′)/ M
위 식에서 "M"은 차량의 중량을 나타내며, "F"는 도 5의 곡선으로 표시된 차량주행 속도(V)에 따라 증가하는 도로하중(road load)을 나타낸다. 도로하중(F′)과 차량중량사이의 소정의 관계는 ROM(154)내에 저장된 데이터 맵에 의해 나타난다. 도로하중(F′)은 추정된 차량주행속도(V)에 근거하여 소정의 관계에 따라 결정된다. 값(F - F′)은 차량주행속도(V)와 함께 증가하는 도로하중의 증가에 따라 감소하는것으로 여겨지는 실질 구동 토오크를 나타낸다.
실제 차량 가속도값()이 추정된 값(′)과 동일하면, 차량은 평평한 도로면을 주행하는 것으로 여겨진다. 만약 실제 차량 가속도값()이 추정된 값(′)보다 작다면, 차량은 오르막 도로면을 주행하는 것으로 여겨진다. 만약 실제 차량 가속도값()이 추정된 값(′)과 크다면, 차량은 내리막 도로면을 주행하는 것으로 여겨진다. 단계 S22에 뒤이어 실제 가속도값()이 추정된 값(′)보다 큰지 여부를 결정하는 단계 S23이 뒤따른다. 만약 단계 S23에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면 제어흐름은 단계 S24로 가서 차량이 내리막을 주행한다고 결정하게 된다. 차량이 엔진과 전기모터 모두에 의해 구동된다면, 구동토오크(F)는 엔진과 전기모터의 작동상태를 근거하여 얻어진다. 차량이 엔진 또는 전기모터에 의해 구동된다면, 구동토오크(F)는 엔진 또는 전기모터의 작동상태를 근거하여 얻어진다.
차량의 내리막 주행 동안에 가속페달이 놓아진 상태로 유지되면서 저압 펌프모터를 시동시키는 구성은 도 8의 그래프에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)이 작동된 후 즉시 차륜 브레이크 실린더 압력이 빠르게 증가되도록 해준다. 이 구성은 차륜 브레이크 실린더압력 증가 지연을 줄이는데 효과적이다.
어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 제어될 때, 즉, 단계 S1에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S6으로 가서 차량이 정지상태인지 대기상태인지를 결정하게 된다. 이 결정은 추정된 차량 주행속도가 소정의 한계치보다 낮은가를 결정함으로써 행해진다. 대개의 경우, 차륜 브레이크 실린더 압력의 제어 개시후 즉시에는 부정적인 결정(NO)이 얻어지고, 제어흐름은 단계 S7로 가서, 적당한 압력제어 프로그램에 따라 결정되어진 목표 차륜 브레이크 실린더 압력(Pref)을 읽어들이고 목표 차륜 브레이크 실린더 압력(Pref)의 변화율(Pref)을 구한다. 그 다음에, 제어흐름은 단계 S8로 가서 구해진 변화율(Pref)이 소정의 증가율 한계치보다 큰지 여부를 결정하게 된다. 대개의 경우, 브레이크 페달(10)이 눌려진 후 즉시에는 변화율(Pref)은 소정의 증가율 한계치보다 크게 된다. 만약 변화율(Pref)이 한계치보다 크게 되면, 즉, 단계 S8에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S9로 가서 (배터리의 공칭전압보다 큰) 최대전압이 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)에 인가되며, 감압 제어밸브(58, 62)는 폐쇄된다. 펌프모터(38, 40)에 최대전압이 인가되면, 모터(38, 40)의 출력 토오크는 증가하여 펌프기구(30)의 송출유량을 증가시켜, 도 9a의 그래프에 도시된 바와 같이, 차륜 브레이크 실린더 압력을 빠르게 증가시키는 것이 가능하게 된다. 비상 브레이크가 걸렸을 때 또는 브레이크 페달(10)이 작동된 직후, 목표 차륜 브레이크 실린더 압력의 변화율(Pref)은 소정의 증가율 한계치보다 높게 되며, 압력증가지연은 감소된다. 본 실시예에서, 증가율 한계치는 도 6의 영역 2에서 달성될 수 있는 최고의 값보다 더 높게 결정된다. 최대전압은 변화율(Pref)이 한계치보다 더 높게 되는 동안에 있는 한 펌프모터(38, 40)에 계속 인가된다.
펌프기구(30)의 송출유량은 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)에 최대전압을 인가함으로써 증가될 수 있기 때문에, 차륜 브레이크 실린더 압력은 모터(38, 40)의 용량을 증가시켜야 함이 없이 충분히 높은 비율로 증가될 수 있다. 비록 펌프기구(30)의 송출유량이 펌프(38, 40)의 용량을 증가시킴으로써 증가될 수 있지만, 이것은 펌프기구(30)의 생산단가를 증가시키는 결과를 가져온다. 이러한 관점에서, 본 실시예는 단지 상대적으로 높은 차륜 브레이크 실린더 압력의 증가율이 필요한 경우에만 펌프기구(30)의 송출압력과 송출유량이 최대화 되도록 되어 있다. 펌프기구(30)의 송출압력과 송출유량이 최대가 되었을 때 제어가 될 수 있다면, 차륜 브레이크 실린더 압력이 충분히 높은 비율로 증가될 수 있는 한, 차륜 브레이크 실린더 압력의 증가율은 제어될 필요가 없다. 이러한 구성은 펌프기구(30)의 생산단가를 증가시킴없이 소정의 증가율 한계치보다 더 높은 비율로 차륜 브레이크 실린더 압력을 증가시킬 수 있게 한다.
한편, 단계 S7-S9는 펌프모터(38, 40)에 최대전압을 인가하도록 구성되는데, 목표 차륜 브레이크 실린더 압력의 변화율(Pref)이 한계치보다 더 높으면, 차륜 브레이크 실린더 압력이 소정의 레벨로 증가할때까지 최대전압이 펌프모터(38, 40)에 인가될 것이다.
목표 차륜 브레이크 실린더 압력의 변화율(Pref)이 소정의 증가율 한계치보다 낮을 때, 단계 S8에서는 부정적인 결정(NO)이 얻어지고, 제어흐름은 단계 S10으로 가서 어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 폐색방지 제동압력 제어루틴 또는 차량 안정성 제어루틴에 따라 제어되어져야 하는가 즉, 차륜 브레이크 실린더 압력의 "독립 압력제어"가 행해져야 하는가를 결정하게 된다. 독립 압력제어에서는, 각각의 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 서로 독립적으로 제어된다. 만약, 단계 S10에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, "공통 압력제어"가 행해진다. 공통 압력제어에서는, 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 동일한 방식으로 제어된다.
공통 압력제어가 행해질 때, 즉, 단계 S10에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S11으로 가서 도 10의 플로우챠트내에 도시된 공통 압력제어루틴에 따라 모든 차륜 브레이크 실린더에 대하여 공통 압력제어가 행해진다. 도 10의 공통 압력제어루틴은 단계 S31로 시작하여 목표 차륜 브레이크 실린더 압력값과 실제 차륜 브레이크 실린더 압력값사이의 압력차이(△P)를 구한다. 다음에, 제어흐름은 단계 S32와 S33으로 가서 소정의 한계치(EPS)와 비교되는 압력차이(△P)에 따라, 도 11의 그래프에 나타난 바와 같이, 압력증가, 압력유지, 및 압력감소 모드중 하나를 선택하게 된다. 압력차이(△P)가 압력유지 모드에 대응하는 영역범위내에 있을때, 즉, 압력차이(△P)의 절대치가 한계치(EPS)와 같거나 또는 더 작게 될 때, 즉, 도 11에 나타난 불감대(insensitive zone)내에 속할 때, 제어흐름은 단계 S34로 가서 차륜 브레이크 실린더압력이 현재의 레벨을 유지하게 되는 압력유지 모드를 선택하게 된다. 압력차이(△P)가 압력증가 모드에 대응하는 영역내에 있을 때, 즉 한계치(EPS)보다 더 클 때, 제어흐름은 단계 S35로 가서 차륜 브레이크 실린더압력이 증가되는 압력증가 모드를 선택하게 된다. 압력차이(△P)가 압력감소 모드에 대응하는 영역내에 있을 때, 즉, 한계치(EPS)보다 크지 않을 때, 제어흐름은 단계 S36으로 가서 차륜 브레이크 실린더압력이 감소되는 압력감소 모드를 선택하게 된다. 공통 압력제어에서는, 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지된다.
압력증가 모드에서는, 펌프기구(30)의 송출압력은 도 12에 나타낸 바와 같이 감압 제어밸브(58, 62)는 폐쇄상태로 유지하면서, 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)중 적어도 하나를 제어함으로써 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)이 되도록 제어된다.
압력유지 모드에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 펌프모터(38, 40)는 오프(off)로 유지되며, 감압 제어밸브(58, 62)는 폐쇄상태로 유지된다. 이 압력유지 모드에서, 가압된 유체는 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 공급되지 않으므로, 펌프 차단밸브(54)는 차륜 브레이크 실린더압력의 증가를 방지하기 위해 폐쇄될 필요는 없다.
압력감소 모드에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 펌프모터(38, 40)는 오프(off)상태로 유지되며, 감압 제어밸브(58, 62)는 압력차이(△P)를 0 으로 만들도록 제어된다.
공통 압력제어에서, 차륜 브레이크 실린더압력은, 압력증가 모드에서는 펌프기구(30)의 송출압력과 송출유량을 제어함으로써 증가되고, 압력유지 모드에서는 펌프기구(30)를 오프(off)상태로 유지하고 감압 제어밸브(58, 62)를 폐쇄상태로 유지함으로써 유지되고, 압력감소 모드에서는 펌프기구(30)를 오프(off)상태로 유지하고 감압 제어밸브(58, 62)를 제어함으로써 감소된다. 따라서, 공통 압력제어는 종래의 유압제어장치에서 요구되던 감압 제어밸브뿐만 아니라 증압 제어밸브를 제어함없이 펌프기구(30)와 감압 제어밸브(58, 62)를 제어함으로써 차륜 브레이크 실린더압력을 제어하도록 행해진다.
전술한 바와 같이, 펌프 차단밸브(54)는 공통 압력제어에서 개방상태로 유지된다. 즉, 공통 압력제어는 펌프 차단밸브(54)를 필요로 하지 않는다.
만약 폐색방지 제동 압력제어 또는 차량 안정성 제어가 행해지면, 긍정적인 결정(YES)이 얻어지고 제어흐름은 단계 S12로 가서 도 13의 플로우챠트에 도시된 루틴을 따라 독립 압력제어가 행해진다. 이 루틴은 단계 S41로 시작하여 차륜 브레이크 실린더(18, 24. 50, 52)의 목표 유체압력(Pref)의 최대치(Prefmax)를 구한다. 다음에, 단계 S42가 실행되어 차륜 브레이크 실린더(18, 24. 50, 52)의 최대 목표 유체압력(Prefmax)에 근거하여 펌프모터(38, 40)중 적어도 하나를 제어한다. 독립 압력제어에서, 펌프기구(30)는 개방상태로 유지된다. 단계 S42를 뒤따라는 단계 S43에서 어느 차륜 브레이크 실린더의 목표압력의 변화율(△Pref)이 음의 한계치보다 더 작은지 즉, 어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 소정의 한계치보다 더 높은 비율로 감소되여져야 할 필요가 있는지를 결정한다. 어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 빠르게 감소될 필요가 있을 때, 단계 S43에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지며, 제어흐름은 단계 S44와 S45로 가서 대응 펌프 차단밸브(54)를 폐쇄하고 대응 감압 제어밸브(58, 62)를 제어하여, 문제되는 차륜 브레이크 실린더내의 실제 유체압력이 목표값으로 감소된다. 펌프모터(38, 40)중 적어도 어느 하나가 최대 목표 유체압력(Prefmax)에 따라 제어되어 지는 독립 압력제어에서, 유체압력이 감소되는 차륜 브레이크 실린더는 바람직하게는 펌프기구(30)와 차단된다. 따라서, 대응 펌프 차단밸브(54)는 폐쇄되어 문제되는 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 빠르게 감소하도록 한다.
단계 S43에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면 즉, 어느 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 빠르게 감소될 필요가 있게되면, 제어흐름은 단계 S46으로 가서 압력차이(△P)를 구하고, 단계 S47과 S48로 가서 구해진 압력차이(△P)에 따라 압력증가, 압력유지 및 압려감소 모드중에서 하나를 선택한다. 압력차이(△P)가 압력증가 모드에 대응하는 영역내에 있을 때, 제어흐름은 도 13에 도시된 바와 같이, 단계 S49로 가서 압력증가 모드를 선택하며 상기 모드에서는 대응 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지되고, 대응 감압 제어밸브(58, 62)는 필요한 만큼 제어되어, 실제 차륜 브레이크 실린더압력이 목표치(Pref)로 증가된다. 펌프기구(30)는 최대 목표 압력값(Prefmax)을 가진 가압된 유체을 송출하므로, 대응 압력제어밸브(58, 62)는 제어되어질 필요가 있기도하다. 그러나, 제어밸브(58, 62)는 폐쇄상태로 유지되어도 된다.
압력차이(△P)가 압력유지 모드에 대응하는 영역에 있을 때, 도 14에 도시된 바와 같이, 제어 흐름은 단계 S50으로 가서 압력유지 모드를 선택하며 상기 모드에서는 대응 펌프 차단밸브(54)와 감압 제어밸브(58, 62)는 모두 폐쇄상태로 유지되어, 유체가 문제되는 차륜 브레이크 실린더내로 흐르는 것을 방지하여 차륜 브레이크 실린더압력을 매우 안정하게 유지한다.
압력차이(△P)가 완만한 압력감소 모드에 대응하는 영역에 있을 때, 도 14에 도시된 바와 같이, 제어 흐름은 단계 S51으로 가서 완만한 압력감소 모드를 선택하며 상기 모드에서는 대응 펌프 차단밸브(54)가 개방되고 대응 감압 제어밸브(58, 62)는 제어되어져서, 문제되는 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력은 목표값으로 완만히 감소된다.
전술한 바와 같이, 독립 압력제어는 펌프기구(30)의 송출압력이 최대 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Prefmax)으로 유지되면서 행해진다. 따라서, 압력이 빠르게 감소되는 차륜 브레이크 실린더는 펌프기구(30)와 차단되어, 문제되는 차륜 브레이크 실린더 압력이 압력감소가 지연됨없이, 높은 비율로 감소될 수 있다. 또한, 압력이 유지되는 차륜 브레이크 실린더는 펌프기구(30)와 마스터 저장기(31) 모두와 차단되어져, 문제되는 차륜 브레이크 실린더 압력은 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 유동저항기로서 작용하는 펌프 차단밸브(54)는 서로 다른 차륜 브레이크 실린더사이의 유체압력차이를 가져온다는 것을 유의해야 한다.
챠량이 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)의 활성화를 통해 멈추게 되면, 긍정적인 결정(YES)이 단계 S6에서 얻어지고, 제어흐름은 단계 S13으로 가서 도 15의 플로우챠트에 도시된 정지차량 제동제어루틴에 따라 정지차량 제동제어가 행해진다. 이 루틴은 단계 S61로부터 시작되며 이 단계에서 불감대를 증가시키기 위해, 압력증가, 압력유지, 및 압력감소 모드중 하나를 선택하기 위한 한계치(EPS)를 더 큰 값(EPS′)으로 변화시킨다. 그다음에, 제어흐름은 단계 S62로 가서 압력차이(△P)를 구하고, 단계 S63과 S64로 가서 압력차이(△P)에 따라, 압력증가, 압력유지, 및 압력감소 모드중 하나를 선택한다. 압력차이(△P)가 압력유지 모드에 대응하는 영역에 있을 때, 제어흐름은 단계 S65로가서 압력유지 모드를 선택하며 이단계에서 차륜 브레이크 실린더압력은 현재 레벨을 유지하게 된다. 압력차이(△P)가 압력감소 모드에 대응하는 영역에 있을 때, 제어흐름은 차륜 브레이크 실린더압력이 감소되는 단계 S66으로 간다. 압력차이(△P)가 압력증가 모드에 대응하는 영역에 있을 때, 제어흐름은 단계 S67로 가서 차륜속도가 (거의 0 인) 한계치보다 작은지를 결정하게 된다. 만약 차륜속도가 한계치보다 작지 않다면, 제어흐름은 단계 S68로 가서 차륜 브레이크 실린더압력은 증가된다. 만약 차륜속도가 한계치보다 작다면, 제어흐름은 단계 S65로 가서 차륜 브레이크 실린더압력은 유지된다.
단계 S67에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 그것은 교통신호에서 정지하고 있는 동안에 문제 정지차량의 뒤에서 다른 차량이 충돌한 경우와 같은 어떠한 이유에 의해, 브레이크 페달(10)이 눌려진 상태에서 차륜이 회전하고 있다는 것을 뜻한다. 이 경우에, 제동력(차륜 브레이크 실린더압력)은 단계 S68에서 증가된다. 차륜속도가 한계치보다 작은 상태로 차량이 정지해 있을 때, 브레이크 페달(10)이 눌려져 있는 상태로 차량이 정지하고 있는 동안에 펌프기구(30)에 의해 소모되는 필요한 전기에너지를 감소시키기 위하여, 차륜 브레이크 실린더압력은 일정하게 유지된다.
제어기구(160), 마스터 실린더 압력센서(72), 행정센서(71), 펌프압력센서(74)가 서로 협조하여, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력을 제어하는 펌프기구(30) 및 감압 제어밸브(58, 62)를 제어하는 제어기의 주요부를 구성하는 것은 본 실시예의 앞선 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다. 또한, 단계 S8과 S9를 실행하는 제어기구(160)의 일부분은 펌프기구(30)의 펌프모터(38, 40)를 제어하는 모터제어기로 이루어진다. 또한, 브레이크 스위치(166), 행정센서(71), 및 제어기구(160)의 일부분은 정상제동 압력제어루틴을 실행하도록 할당되어 있으며, 비상제동 제어루틴이 협조하여 압력증가 명령기구를 구성한다는 것을 알 수 있다. 또한, 단계 S2-S4를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 차륜 브레이크 실린더압력을 증가시키는 조건이 만족되기전에 펌프모터(38, 40)를 시동하는 모터 예비시동수단을 이룬다. 모터 예비시동수단 차량이 내리막을 주행하는 때에, 펌프모터(38, 40)를 시동시키도록 되어있다. 또한 단계 S44와 S50을 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 유체가 펌프기구(30)으로부터 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내로 흐르는 것을 방지하도록 하는 펌프 차단밸브(54)를 제어하는 펌프 차단밸브 제어수단을 이룬다.
도 15의 정지차량 제동제어루틴은 압력증가, 압력유지, 및 압력감소 모드중 하나를 선택하는데 사용되는 압력차이(△P)의 한계치(EPS)를 증가시키고 압력차이(△P)가 증가된 한계치(EPS′)보다 더 큰경우라 할지라도 차륜속도가 소정의 한계치보다 작을 때, 단계 S65의 압력유지 모드를 선택하도록 구성된다. 그러나, 단계 S65와 S67은 압력차이(△P)가 증가된 한계치(EPS′)보다 더 크기만 한다면 압력증가 모드가 선택되어지도록 제거되어도 된다. 한계치(EPS)의 증가는 결과적으로 압력유지 모드를 선택하는 기회를 증가시키게 된다. 또한, 도 4의 단계 S11의 공통압력제어는 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 변화율(△Pref)이 소정의 하한치보다 더 낮을 때 압력유지 모드를 선택하도록 조정되어도 된다. 이 경우에, 본 발명의 제 2실시예에 따라, 도 16의 플로우챠트에 도시된 공통 압력제어루틴이 도 10의 공통 압력제어루틴을 대신하여 실행된다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 도 16의 공통 압력제어루틴은 단계 S81로 시작되어 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 변화율(△Pref)이 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)사이의 소정의 범위내에 있는지를 결정한다. 만약 변화율(△Pref)이 소정의 범위내에 있다면, 제어흐름은 단계 S82로가서 압력유지 모드를 선택하게 된다. 만약 변화율(△Pref)이 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)사이의 소정의 범위내에 있다면, 그것은 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)내의 변화가 단지 차량의 운전자가 인지하지 못하는 브레이크 페달(10)의 가압력의 작은 양의 변동에 기인한다는 것을 뜻한다. 이 경우에, 차륜 브레이크 실린더압력은 목표 차륜 브레이크 실린더압력의 변화에 따라 변하지 않는다. 단계 S82의 압력유지 모드에서, 펌프기구(30)은 오프(off)상태로 유지되고, 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지되며 감압 제어밸브(58, 62)는 개방상태로 유지된다.
그 다음에, 제어흐름은 단계 S83으로가서 차륜 브레이크 실린더압력의 감소가 단계 S82에서 개시된 후 소정의 시간(Ts)이 지났는지를 결정한다. 만약, 단계 S83에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S84로 가서 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)는 RPFL(1)과 RPFU(1)으로 남는다. 만약, 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S85로가서 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)는 RPFL(1)과 RPFU(1)으로부터 RPFL(2)와 RPFU(2)로 변화된다. 하한치 RPFL(2)는 하한치 RPFL(1)보다 더 작고 상한치 RPFU(2)는 상한치 RPFU(1)보다 더 크다. 따라서, 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)사이의 범위는 더 커지게 되며, 압력유지 모드는 더욱 쉽게 선택되어진다.
변화율(△Pref)이 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)사이의 소정의 범위에 있지 않다면, 단계 S81에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지고, 제어흐름은 단계 S86으로 가서 타이머(timer)를 리셋시켜, "t"를 "1"로 설정한 다음에 도 10의 단계 S31-S36과 동일한 단계인 단계 S88-S92로 간다.
단계 S81-S85를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 압력유지 제어수단을 구성하며, 단계 S83-S85를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 압력유지조건 완화수단을 구성한다.
비록 하한치 RPFL(t)와 상한치 RPFU(t)가 단계 S85에서 각각 감소되고 증가되지만, 이 하한치와 상한치중 단지 하나만 단계 S85에서 변화되도록 하여도 된다. 또한, 이 경우에도, 압력유지 모드가 선택되어지는 범위는 커지게 된다.
한편, 전술한 두개의 실시예는 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)와 실제 차륜 브레이크 실린더압력사이의 압력차이(△P)에 따라, 압력증가 모드, 압력유지 모드, 압력감소 모드중 하나를 선택하도록 되어 있지만, 압력증가, 압력유지, 및 압력감소 모드를 선택하는데 압력차이(△P)뿐만 아니라 목표 차륜 브레이크 실린더의 변화율(△Pref)이 고려되어진다. 본 발명의 제 3실시예에 따른 이러한 구성의 예는 도 17에 도시된다.
도 17의 제 3실시예에서는, 압력차이(△P)가 소정의 한계치(EPS)보다 더 크더라도 변화율(△Pref)이 소정의 한계치(EPS)보다 더 높지 않을 때, 압력증가 모드보다는 압력유지 모드가 선택되어진다. 또한, 압력차이(△P)가 소정의 한계치 -EPS보다 더 낮은 경우라도 변화율(△Pref)이 소정의 한계치(EPS)보다 더 낮지 않을 때, 압력감소 모드보다는 압력유지 모드가 선택되어진다. 따라서, 본 실시예는 비교적 압력유지 모드가 선택되어지기 쉽고, 전기에너지의 소모를 줄일수 있다. 차량이 정지하고 있을 때, 변화율(△Pref)은 압력제어 모드를 선택하는데 고려되지 않아도 된다. 압력증가 모드와 압력감소 모드를 선택하는 데 변화율(△Pref)의 한계치의 다른 절대값을 사용하는 것은 가능하다.
도 4의 제동 제어루틴은 차량이 내리막을 주행하는 동안 가속페달이 놓아진 때, 저압 펌프모터(40)을 시동시키도록 되어 있으며, 펌프모터(40)는 내리막 도로면의 기울기가 소정의 상한치보다 더 높게 되면 시동되어도 된다. 도로면의 기울기는 실제 차량 가속도값과 추정된 차량 가속도값사이의 차이에 근거하여 얻을 수 있다. 펌프모터(40)는 도로면의 기울이에 무관하게 가속페달이 놓아진 때, 시동되어도 된다. 다른 대안으로서는, 펌프모터(40)는 차량 안정성 제어가 시작되는 조건에 유사하거나 그 전 단계를 만족하는 조건이 만족될 때, 시동되어도 된다. 예를 들면, 펌프모터(40)는 차량의 회전 또는 표류운동량이 차량 안정성 제어를 시작시키는데 사용되는 한계치(SVs 또는 SVd)보다 더 작은 한계치(SVs′또는 SVd′)를 초과할 때, 시동되어도 된다.
펌프모터(40)는 정상 제동 압력제어루틴에 따라 압력유지 또는 압력감소 모드의 동작동안에 가까운 미래에 압력증가 모드의 선택이 예상될 때, 시동되어도 된다. 정상 제동 압력제어내의 압력유지 또는 압려감소 모드에서는, 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)는 유지된다. 만약 압력유지 또는 압력감소모드로부터 가까운 미래에 압력증가 모드로 변화할 것을 나타내는 신호가 감지될 때, 저압 펌프모터(40)가 시동된다면, 압력증가 동작에서의 지연은 감소되어 질 수 있다. 예를 들면, 압력차이(△P)가 앞에서 언급된 한계치(EPS)보다 더 작은 한계치(EPS*)를 초과할 때, 가까운 미래에 압력증가 모드의 선택이 예상되어진다. 이 경우에, 압력차이(△P)가 한계치(EPS*)를 초과하는지에 관한 결정은 도 10의 플로우챠트의 단계 S34에서 행해진다.
도 4의 제동 제어루틴에서, 목표 차륜 브레이크 실린더압력의 증가율(△Pref)이 소정의 한계치보다 더 높게 되면, 제동시스템에서 사용되는 배터리의 공칭전압보다 높은 최대전압이 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)에 인가된다. 그러나, 저압 펌프모터가 시동되도록 명령받을 때, 최대전압은 저압 펌프모터에만 인가되어도 된다. 최대전압은 소정의 시간동안에 모터(40)에 인가되거나 증가율(△Pref)이 소정의 값으로 낮아질 때까지 또는 차륜 브레이크 실린더압력이 소정의 레벨로 증가할 때까지 인가되도록 유지된다.
예를 들면, 제어기구(160)는 본 발명의 제 4실시예에 따라 도 18의 플로우챠트에 도시된 모터 제어루틴을 실행시키도록 조정되어도 된다. 이 모터 제어루틴은 소정의 시간간격으로 단속루틴(interruption routine)으로서 실행된다. 이 루틴은 단계 S101로 시작되어 모터 시동 플래그(MOTOR START flag)가 "1"로 설정되어 있는지를 결정한다. 만약 단계 S101에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S102로 가서 저압 펌프모터(40)이 턴-온(turn on)되도록(시동되도록) 명령받았는지를 결정한다. 만약 단계 S102에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S103으로 가서 모터 시동 플래그를 "1"으로 설정하고 타이머를 작동 시킨 후, 단계 S104로 가서 최대전압을 펌프모터(40)에 인가한다. 단계 S104에 이어 단계 S105가 뒤따르며 이 단계에서 타이머를 작동시킨 후, 즉 최대전압이 펌프모터(40)에 인가된 후에 소정의 시간이 지났는지를 결정한다. 만약, 단계 S105에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S101로 복귀한다. 이 경우에, 단계 S101에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S104와 S105로 가게 된다. 단계 S101, S104 및 S105는 단계 105에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어질 때까지 즉, 최대전압이 소정의 시간동안 펌프모터(40)에 인가되도록 유지될 때까지 반복적으로 실행된다. 단계 S105에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S106으로 가서 모터 시동 플래그를 "0"으로 리셋시킨다. 그 다음에, 펌프기구(30)는 도 12와 도 14를 참조하여 앞에서 설명한 방식대로 제어된다.
압력유지 또는 압력감소 모드에서 압력증가 모드로 변화될 때, 브레이크 페달(10)은 눌려진 상태에서 공통 압력제어하에서 펌프모터(40)는 시동되도록 명령받는다. 이 때에, 단계 S102에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 단계 S104에서 최대전압은 펌프모터(40)에 인가되어지고, 저압펌프(34)의 동작 지연은 감소된다.
또한, 아래에 설명하는 구성도 가능하다. 즉, 펌프모터(40)만이 시동되고 고압 펌프모터(38)는 유지되며 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 증가율(△Pref)이 소정의 한계치보다 더 높을 때, 최대전압은 저압 펌프모터(40)에만 인가된다. 고압 펌프모터(38)가 또한 시동되었을 때, 최대전압은 또한 이 펌프모터(38)에 인가된다. 펌프모터(38) 및/또는 펌프모터(40)에 인가되는 최대전압은 배터리의 공칭전압보다 더 높을 필요가 없지만, 정상적으로 모터(38, 40)에 인가되는 전압보다 더 높을수도 있다는 것을 유의해야 한다. 이 경우에, 각 구동회로(176, 178)의 최대전압 인가회로는 정상 전압제어회로에 의해 발생되는 전압보다 높고 형식 배터리전압보다 더 낮은 전압이 펌프모터(38) 및/또는 펌프모터(40)에 인가되도록 조정되어 진다.
한편, 도 4의 제동 제어루틴은 압력증가 모드선택전에 펌프모터(40)를 시동시키기 위한 단계 S2-S4와 최대전압을 펌프모터(38, 40)에 인가하기 위한 단계 S9를 포함하는데, 이 단계 S2-S4 또는 단계 S9은 제거되어도 된다. 즉, 압력증가 동작에서 지연을 감소시키기 위해 모터 예비 시동제어(S2-S4)와 모터전압 증가제어(S9)중에 어느하나만 제공되어도 된다. 비록 도 4의 제동 제어루틴이 모터 예비 시동제어(S2-S4), 모터전압 증가제어(S9), 정지차량 제동제어(S13), 공통 압력제어(S11), 및 독립 압력제어(S12)를 포함하고 있지만, 이들 제어중 적어도 하나만 제공되어도 된다. 만약 독립 압력제어가 제공되지 않는다면, 단지 하나의 감압 제어밸브가 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)를 위해 공통적으로 제공되어도 되며, 펌프 차단밸브(54)는 필요치 않다.
도 13의 독립 압력제어에서, 펌프기구(30)는 네개의 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)의 목표 유체압력(Pref)의 최대치(Prefmax)에 따라 제어되며, 펌프기구(30)는 오프(off)상태로 유지되어지고, 압력유지 또는 압력감소 모드가 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)를 위해 선택되어진다.
예를 들면, 독립 압력제어루틴은 본 발명의 제 5실시예에 따라 도 19의 플로우챠트내에 도시된 바와 같이 구성되어도 된다. 상기 루틴은 단계 S121로 시작되어 압력차이(△P)를 구하고 압력차이(△P)를 한계치와 비교한 결과에 따라 각 차륜 브레이크 실린더를 위한 압력증가, 압력유지 및 압력감소 모드중 하나를 선택하게 된다. 그 다음에, 제어흐름은 단계 S122로 가서 모든 차륜 브레이크 실린더를 위해 압력유지 또는 압력감소 모드가 선택되었는지를 결정한다. 만약 단계 S122에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S123으로 가서 펌프기구(30)는 네개의 차륜 브레이크 실린더의 목표 유체압력(Pref)의 최대치(Prefmax)에 근거하여 제어되고, 감압 제어밸브(58, 62)는 제어된다. 만약 압력유지 또는 압력감소 모드가 네개의 차륜 브레이크 실린더 모두를 위해 선택되었다면, 단계 S122에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지고, 제어흐름은 단계 S124로 가서 펌프모터(30)는 턴-오프되고, 펌프 차단밸브(54)와 감압 제어밸브(58, 62)는 차륜 브레이크 실린더압력을 제어하도록 제어된다. 전술한 바와 같이, 압력유지 모드가 선택되어 졌을 때, 펌프 차단밸브(54)와 감압 제어밸브(58, 62)는 폐쇄상태로 유지되고, 압력감소 모드가 선택되어 졌을 때, 펌프 차단밸브(54)는 개방상태로 유지되면서 감압 제어밸브(58, 62)는 제어된다.
도 19의 제 5실시예에서, 모든 차륜 브레이크 실린더을 위해 압력유지 또는 압력감소 모드가 선택되었을 때, 펌프기구(30)는 오프(off)상태로 유지되고, 전기 에너지소모는 줄어든다.
제동시스템의 제어에 관련하여 다른 변화나 수정이 가능하다. 예를 들면, 다른 한계치값이 압력증가와 압력감소 모드를 선택하는데 사용되어도 된다.
위의 실시예에서, 펌프기구(30)는 고압펌프(32)와 저압펌프(34) 모두를 포함한다. 그러나, 펌프기구는 단일펌프를 사용하여도 된다. 더욱, 제어기구(160)는 차량 출발 및 가속동안에 차량의 미끄러짐을 방지하기 위해 차량의 구동차륜에 적극적으로 제동을 인가하는 견인제어를 행할 수 있도록 구성되어도 된다. 제동시스템은 펌프 차단밸브(54)가 제공되지 않아도 되며, 펌프 차단밸브(54)대신에 증압 제어밸브가 제공되어도 된다. 본 발명의 다른 실시예와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이, 증압 제어밸브는 거기에 인가되는 전기에너지에 따라 제어된다. 마스터 실린더(12)는 만약 두개의 압력실만 가진다면, 직렬형식일 필요는 없다
다음에, 도 20-30을 참조하여 본 발명의 제 6실시예가 설명된다. 본 제 6실시예에서, 제동시스템은 펌프기구(30)을 각각의 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 연결시키는 네개의 가지경로(44) 각각에 솔레노이드 증압밸브(179)를 포함한다. 도 1의 제 1실시예에서 제공된 펌프 차단밸브(54)를 대신하여 제공된 각 솔레노이드 증압밸브(179)는 정상적으로는 폐쇄밸브로서, 전류가 인가되지 않을 때, 폐쇄상태에 있게 된다.
증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58, 62)는 선형 솔레노이드 밸브이다. 도 20에 일반적으로 도시된 바와 같이, 증압 제어밸브(179)와 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 감압 제어밸브(58)는 전방차륜 선형밸브기구(184)를 구성하며, 증압 제어밸브(179)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)용 감압 제어밸브(62)는 후방차륜 선형밸브기구(186)를 구성한다.
만약, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)용 감압 제어밸브(62)가 정상적으로 폐쇄밸브라면, 이 밸브(62)는 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)의 제동동작의 말기에 거기에 인가된 전류로 인해 유체가 후방차륜 브레이크 실린더로부터 배출되는데 필요한 소정의 시간동안 개방상태로 유지되어야 할 것이다. 이 경우에, 감압 제어밸브(62)는 소정의 시간이 지난후에 원래 폐쇄상태로 복귀한다. 그러나, 이러한 구성은 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내에 일정량의 가압된 유체를 남기게 될지도 모르며, 소위 "브레이크 드래그"현상을 유발한다. 본 실시예에서, 정상적으로 개방인 감압 제어밸브(62)는 제동동작 말기에 그들의 코일이 비활성되면 원래의 개방상태로 복귀하며, 가압된 유체가 완전히 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)로부터 배출될 수 있어서, 그렇지 않은 경우 발생가능한 브레이크 드래그를 피할수 있게 된다.
마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 또한 정상적으로 개방밸브이여서, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 이 차단밸브(26, 28)의 코일이 비활성상태에 있게될 때에(전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)가 작동하지 않거나, 또는 제동시스템이 전기적으로 비정상일 경우에) 실패방지(fail-safe) 목적을 위해 마스터 실린더(12)와 유동연결관계(in communication)를 유지한다. 정상적으로 개방인 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 가압된 유체가 감압 제어밸브(58)을 통한 흐름없이 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)로부터 배출되고, 마스터 실린더(12)로 복귀하도록 한다. 그래서, 감압 제어밸브(58)는 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)와 관련한 브레이크 드래그를 방지하기 위해, 정상적으로 개방밸브일 필요가 없다.
만약, 제동시스템에 전기적 비정상이 제동시스템의 동작중에 발생한다면, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 원래 개방상태로 복귀하며, 증압 제어밸브(179)는 폐쇄상태로 복귀하게 된다. 결과적으로, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 펌프기구(30)와 차단되며, 마스터 실린더(12)와 연결되게 되어, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 마스터 실린더(12)로부터 송출된 가압된 유체에 의해 활성화된다. 만약 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 감압 제어밸브(58, 62)가 정상적으로 개방밸브라면, 이 제어밸브(58)는 전기적 이상 발생시에 원래의 정상적인 개방상태로 복귀할 수가 없으며, 가압된 유체는 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)로부터 배출되어 개방 감압 제어밸브(58)를 통해 마스터 저장기(31)로 복귀한다. 본 실시예에서, 정상적으로 폐쇄 감압 제어밸브(58)는 전기적으로 이상이 발생한 경우라도 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)를 활성화 할 수 있다.
따라서, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)용 정상적으로 폐쇄 감압 제어밸브(58)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)용 정상적으로 개방 감압 제어밸브(62)는 제동시스템내에 전기적 이상이 발생한 경우라도, 어떤 브레이크 드래그도 없이 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)를 활성화 할 수 있다.
도 21 및 도 22에는 전방차륜 선형 밸브기구(184)와 후방차륜 선형 밸브기구(186)가 개략적으로 도시된다.
도 21의 전방차륜 선형 밸브기구(184)에서, 감압 제어밸브(58)와 증압 제어밸브(179)는 도 2를 참조하여 전술한 구조와 동일한 구조를 가지고 있다. 증압 제어밸브(179)의 시이팅밸브(82)는 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)와 감압 제어밸브(58)에 연결되는 포트(port)(180)와 밸브시이트(92)상에 얹혀지는 밸브부재(90)에 의해 폐쇄된 포트(182)를 가지고 있다. 포트(182)는 펌프기구(30)에 연결되어 있다.
도 22의 후방차륜 선형 밸브기구(186)에서, 감압 제어밸브(62)는 도 3를 참조하여 전술한 구조와 동일한 구조를 가지고 있다. 밸브기구(186)의 증압 제어밸브(179)는 전방차륜 밸브기구(184)의 증압 제어밸브(179)와 구조상 동일하다.
도 23a에 도시된 바와 같이, 증압 제어밸브(179)의 밸브부재(90)는 스프링(96)의 편향력(Fk)과, 시이팅 밸브(82)를 가로지르는 압력차이에 근거하는 압력차이력(Fp), 및 전자기 구동력(Fs)을 받는다. 시이팅 밸브(82)를 가로지르는 압력차이는 펌프기구(30)의 출력 또는 송출압력과 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력사이의 차이로서 감지된다. 압력차이력(Fp)과 전자기 구동력(Fs)의 합이 스프링(96)의 편향력(Fk)보다 더 커지게 되면, 밸브부재(90)는 밸브시이트(92)로부터 멀어지게 된다. 전자기 구동력(Fs)이 0 이면, 압력차이력(Fp)이 편향력(Fk)보다 더 커지게 될 때, 밸브부재(90)는 밸브시이트(92)로부터 멀어지게 된다. 전자기 구동력(Fs)이 0 일 때, 증압 제어밸브(179)를 개방시키기 위해 필요한 시이팅 밸브(82)를 가로지르는 압력차이는 펌프기구(30)의 최대 송출압력인 18MPa(약 184kg/㎠)보다 더 크다. 따라서, 증압 제어밸브(179)는 솔레노이드 코일(100)의 에너지를 인가함(energizing)없이는 개방되지는 않는다.
감압 제어밸브(58)에서도 마찬가지로, 밸브부재(90)는 도 23a에 도시된 바와 같이, 편향력(Fk)와, 압력차이력(Fp), 및 전자기 구동력(Fs)을 받는다. 이 감압 제어밸브(58)를 개방시키는 압력차이는 마찬가지로 18MPa보다 크도록 설정되어 있어서, 전자기 구동력(Fs)이 0 일 때, 비록 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체압력이 펌프기구(30)의 최대 송출압력으로 증가되었다 하더라도 개방되지는 않는다. 즉, 유체는 감압 제어밸브(58)의 코일(100)에 에너지를 인가함없이는 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)로부터 마스터 저장기(31)로 배출되지 않는다.
도 22의 후방차륜 선형 밸브기구(186)의 감압 제어밸브(62)에서, 밸브부재(140)는 도 23b에 도시된 바와 같이, 스프링(138)의 편향력(Fk)과, 시이팅 밸브(130)를 가로지르는 압력차이에 근거하는 압력차이력(Fp), 및 전자기 구동력(Fs)을 받는다. 그러나, 밸브부재(130)에 작용하는 편향력(Fk)과 전자기 구동력(Fs)의 방향은 도 21의 전방차륜 선형 밸브기구(184)의 감압 제어밸브(58)의 밸브부재(90)에 작용하는 편향력(Fk)과 전자기 구동력(Fs)의 방향과 반대방향이다. 전자기 구동력(Fs)이 편향력(Fk)과 압력차이력(Fp)의 합보다 작을 때, 감압 제어밸브(62)는 개방상태로 된다. 전자기 구동력(Fs)이 편향력(Fk)과 압력차이력(Fp)의 합보다 더 크게 되면, 밸브(62)는 폐쇄된다.
스프링(138)의 편향력(Fk)은 상당히 작기 때문에, 그것은 무시해도 된다. 압력차이력(Fp)은 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)로부터 멀어지게 하는 방향으로 작용하므로, 전자기 구동력(Fs)이 0 일 때, 비록 편향력(Fk)이 상당히 작다하더라도 밸브부재(136)는 개방상태로 유지된다.
본 제동시스템의 동작에 관하여 설명한다.
브레이크 페달(10)이 작동되면, 제어기구(160)는 정상제동 압력제어루틴을 실행하여, 펌프기구(30)는 작동되고, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 폐쇄상태가 되게 되며, 전방 및 후방 선형 밸브기구(184, 186)는 펌프기구(30)에 의해 가압된 유체압력이 선형 밸브기구(184, 186)에 의해 제어되고 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 인가되도록 제어되어 진다. 정상제동 압력제어루틴에서, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 목표값은 브레이크 페달(10)에 작용하는 가압력(depression force)에 따라 구해지며, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력의 실제값은 목표값과의 차이를 줄이도록 제어된다. 즉, 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력은 차륜 브레이크 실린더에 의해 제공되는 제동효과가 브레이크 페달(10)의 작동량에 의해 나타나는 목표값과 일치하도록 선형 밸브기구(184, 186)에 의해 제어된다.
선형 밸브기구(184, 186)는 이후 설명될 선형 밸브기구 제어루틴에 따라 제어된다. 선형 밸브기구 제어루틴은 정상 제동압력 제어루틴에서 구해진 목표 차륜 브레이크 실린더압력과 실제 차륜 브레이크 실린더압력사이의 압력차이(△P)가 소정의 한계치(EPS)보다 더 클 때 압력증가 모드를 선택하도록 구성되어 진다. 즉, 압력증가 모드는 목표 차륜 브레이크 실린더압력이 실제 차륜 브레이크 실린더압력보다 한계치(EPS) 이상 클 때 압력증가 모드는 선택되어진다. 압력차이(△P)가 소정의 음의 한계치(-EPS) 보다 더 작을 때(압력차이(△P)가 한계치(-EPS) 의 절대값보다 더 클 때), 압력감소 모드가 선택되어진다. 그 외의 경우에는, 압력유지 모드가 선택되어진다. 압력제어 모드가 압력감소 모드로부터 압력유지 모드로 변화할 때, 감압 제어밸브(62)의 시이팅 밸브(130)의 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상으로 천천히 얹혀진다. 압력제어 모드가 압력증가 모드로부터 압력유지 모드로 변화할 때, 증압 제어밸브(179)의 시이팅 밸브(82)의 밸브부재(90)는 밸브시이트(92)상으로 천천히 얹혀진다. 압력제어 모드에 대하여 상세히 설명한다.
차량에 제동이 인가되는 동안에 차량의 적어도 하나의 차륜의 미끄러지는 양이 도로면의 마찰계수와 관련하여 초과하게 될 때, 즉, 소정의 폐색방지 제동압력 제어시작조건이 만족되었을 때, 폐색방지 제동압력제어가 시작된다. 폐색방지 제동압력제어에서, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 폐쇄상태로 전환되고, 전방 및 후방 차륜 선형밸브기구(184, 186)는 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력을 각각 독립적으로 제어하도록 제어되어 져서, 차륜의 미끄러지는 양이 최적의 범위내에 유지되도록 한다. 정상제동 압력제어에서 처럼, 각 차륜 브레이크 실린더내의 목표 유체압력은 폐색방지 제동압력제어에서 결정된다.
후방 구동차륜(46, 48)의 미끄러지는 양이 도로면의 마찰계수와 관련하여 초과하게 될 때, 즉, 소정의 견인제어 시작조건이 만족되었을 때, 후방 구동차륜(46, 48)의 견인제어가 시작된다. 자세히 설명하면, 후방 구동차륜(46, 48)의 회전속도가 전방 피구동(driven) 차륜(16, 22)의 회전속도에 근거하여 추정된 차량주행속도보다 소정량 더 높은 견인제어 개시 상한치(VTB) 보다 더 높게 될 때, 견인제어 개시조건은 만족된다. 견인제어에서, 후방 구동차륜 실린더(50, 52)내의 유체압력은 후방 차륜 선형 밸브기구(186)에 의해 동일한 방식으로 제어된다. 견인제어는 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)에 행해지기 때문에, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)에 제공된 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 개방상태로 유지된다. 따라서, 브레이크 페달(10)이 견인제어동안에 눌려지면, 마스터 실린더(12)에 의해 가압된 유체는 즉시 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)에 공급되어져, 전방차륜 브레이크 실린더는 지연없이 활성화 된다. 견인제어에서, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 목표 유체압력은 얻어진다. 한편 본 발명의 제 6실시예는 펌프기구(30)의 송출압력이 제동시스템이 활성화 되었는지 아닌지에 관계없이 동일한 값으로 유지되도록 조정되며, 제동시스템이 활성화되지 않았을 때의 송출압력은 제동시스템이 활성화 되었을때의 송출압력보다 낮게 만들어도 된다.
방향전환동안에 차량의 회전 또는 표류 운동량이 소정의 한계치(SVs 또는 SVd)를 초과하게 되면, 제어기구(160)는 회전 제어루틴 또는 표류 제어루틴을 시작한다. 차량의 회전 또는 표류 운동량은 조향각센서(170)와 진동률센서(172)의 출력신호에 근거하여 구해진다. 회전 제어루틴 또는 표류 제어루틴은 전방 또는 후방 차륜 선형밸브기구(184, 186)를 제어하도록 구성되어있어, 방향전환하는 차량에 회전 또는 표류 운동량을 감소하는데 효과적인 진동 모멘트를 주도록, 적절한 차륜(들)이 제동된다. 회전 또는 표류 제어루틴에서, 차량에 원하는 진동 모멘트를 줄 수 있도록 적절한 차륜(들)을 제동하도록 적절한 차륜 브레이크 실린더(들)의 목표 유체압력은 결정된다.
전기적으로 이상이 발생한 경우에, 마스터 실린더 차단밸브(26, 28)는 개방상태로 복귀하고, 증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58)는 폐쇄상태로 복귀하며, 감압 제어밸브(62)는 개방상태로 복귀한다. 결과적으로, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 펌프기구(30)와 차단되고, 마스터 실린더(12)와 연결된다. 감압 제어밸브(58)가 폐쇄상태에 위치하는 상태에서, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)는 마스터 실린더(12)로부터 송출된 가압된 유체에 의해 동작될 수 있다. 다른 한편으로는, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)는 펌프기구(30) 및 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24) 모두와 차단되고, 마스터 저장기(31)에 연결된다. 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)사이에 제공된 증압 제어밸브(179)는 폐쇄상태에 있기 때문에, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 24)내의 유체가 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)로 배출되는것이 방지된다. 증압 제어밸브(179)는 펌프기구(30)쪽의 포트(182)에서의 유체압력이 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)쪽의 포트(180)에서의 유체압력보다 더 높은경우에도 개방되지는 않는다.
도 24에 나타낸 바와 같이, 압력증가 모드가 선택되어 졌을 때, 증압 제어밸브(179)의 솔레노이드 코일(100)에 인가되는 전류(전기에너지의 한 형태)는 압력차이(△P)를 0으로 하도록, 즉, 실제 브레이크 실린더압력이 목표 브레이크 실린더압력에 이르도록 제어된다. 아래에 설명한 바와 같이, 코일(100)에 인가되는 전류는 압력차이(△P)를 0 으로하는 피드백제어(feedback control)와 작동유체의 온도 및 다른 요소들을 고려하는 피드포워드제어(feedforward control) 모두에 의해 제어된다.
압력증가 모드에서, 감압 제어밸브(58)는 솔레노이드 코일(100)이 비활성화된 상태가 되면 폐쇄상태로 유지된다.
다른 한편, 감압 제어밸브(62)의 솔레노이드 코일(144)에 인가되는 전류는 발생된 전자기 구동력(Fs)dl 압력차이력(Fp)보다 소정의 여유값(margin value)(Fr) 만큼 더 크도록 제어되어진다. 비록 종래 제동시스템에서 처럼, 최대전류가 코일(144)에 인가되어 질수도 있지만, 이 구성은 감압 제어밸브(62)에 의해 비교적 많은 양의 전기에너지의 소모를 필요로 한다. 본 실시예에서는, 코일(144)에 인가되는 전류의 양이 압력차이(△P)(압력차이력(Fp))에 의해 즉, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력에 의해 결정되어져서, 전기에너지의 소모가 최소화된다. 더욱, 전류는 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp)보다 소정의 여유값(Fr)만큼 더 크게 되도록 결정되어지고, 밸브부재(90)는 안정하게 밸브시이트(92)상에 얹혀진다. 증압 제어밸브(179)의 코일(100)에 인가되는 전류의 제어에서와 마찬가지로, 전류는 피드백제어와 피드포워드제어 모두에 의해 제어된다.
전술한 여유값(Fr)은 증압 제어밸브(179)의 최대압력 증가속도()와 밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 얹혀지도록 하기위해 밸브부재에 인가되어야 하는 힘(Fa)에 근거하여 결정된다. 최대압력 증가속도()는 단위시간당 증압 제어밸브(54)에 의한 최대 압력증가량이며, 이것은 제동시스템의 특별한 구조적 특징, 예를 들면, 펌프기구(30)의 최대송출압력, 유체경로(42)를 통과하는 유체의 유동저항, 및 증압 제어밸브(179)의 오리피스(orifice)를 통과하는 유체의 유동저항에 의해 결정된다. 선형 밸브기구 제어루틴은 소정의 사이클 시간(△T) 간격으로 실행된다. 다음 제어사이클에서 증압 제어밸브(179)에 의해 제어되는 유체압력 (Pn+1)은 (Pn+△Pi)보다 더 크지않으며, 여기서, Pn은 현재 제어사이클에서의 유체압력이며, △Pi는 현재의 값(Pn)으로부터 최대압력 증가속도()하에서의 증가량(·△T)이다. 따라서, 밸브부재(136)는 전자기 구동력(Fs)이 유체압력(Pn+·△T)에 대응하는 압력차이력(Fp)과 같거나 그 보다 더 크도록 제어함으로써 밸브시이트(134)상에 밸브부재(136)가 얹혀지게 유지될 수 있다.
도 25에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 유체의 누출량은 밸브부재(136)의 작동행정(S)에 의해 결정된다. 작동행정(S)는 밸브시이트(134)에 대해 밸브부재(136)에 가해지는 힘에 의해 결정된다.
밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 단지 얹혀져 있는 형식행정(nominal stroke)(S0)과 작동행정(S)이 동일할 때, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)로부터 마스터 실린더(31)로의 유체배출은 이론적으로는 방지된다. 그러나, 시이팅밸브(82)의 생산상의 하자로 인하여 밸브시이트(134)와 밸브부재(136)사이에는 일정한 갭(gap)이 있을 지도 모르며, 이 갭을 통해 (ε0)만큼의 양의 유체가 누출할수도 있다. 밸브시이트(134)에 대해 밸브부재(136)이 탄성적으로 변형될 정도로 더욱 힘을 가함으로써 이 갭의 정도는 줄일 수 있으며, 그에 따라 유체 누출량도 줄어든다. 유체 누출량을 허용치(ε*)로 줄이기 위해서는, 작동행정(S)는 전자기 구동력(Fs)을 (Fs0)로부터 (Fs*)로 증가시키기 위해 형식값(S0)에서 (S*)로 증가되어야 한다. 즉, 여유값(Fr)이 증가된 작동행정(S*)에 대응하는 전자기 구동력(Fs*)과 형식행정(S0)에 대응하는 전자기 구동력(Fs0)사이의 차이(Fs*-Fs0)와 같아진다. 따라서, 솔레노이드 코일(144)에 인가되는 전류는 압력차이력(Fp)와 여유값(Fr=Fs*-Fs)의 합과 같아지는 전자기 구동력(Fs)을 발생시키도록 제어된다. 유체 누출량이 허용치(ε*)로 줄어들면, 감압 제어밸브(62)내의 유체압력의 제어의 정확도는 개선될 수 있다. 이러한 구성에 따라 요구되는 전기에너지의 소모량은 유체 누출량이 0 으로 되는 경우보다도 더 작다.
도 24에 도시된 바와 같이, 압력감소 모드가 선택되어 졌을 때, 증압 제어밸브(179)는 그것의 코일(200)이 비활성상태로 되면서 폐쇄상태로 유지되며, 감압 제어밸브(58, 62)에 인가되는 전류는 압력차이(△P)를 0 으로 하도록 제어된다.
압력유지 모드가 선택되어 졌을 때, 증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58)는 그들의 코일(100)이 비활성상태로 되면서 폐쇄상태로 유지된다. 그러나, 감압 제어밸브(62)의 코일(144)에 인가되는 전류는 압력증가 모드와 마찬가지로, 즉, 발생되는 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp) 및 여유값(Fr)과 같아지도록 제어된다. 압력차이력(Fp)은 압력유지 모드가 선택되었을 때 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력과 일치한다. 압력제어 모드가 압력감소 모드에서 압력유지 모드로 변화할 때, 감압 제어밸브(62)에 의해 발생되는 전자기 구동력(Fs)은 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)상에 얹히는데 필요한 양(Fss)만큼 증가된다. 압력감소 모드의 말기에서, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)로부터 떨어져 위치한다고 추측된다. 따라서, 전자기 구동력(Fs)은 밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 얹혀지도록 유지하는데 필요한 양(Fss) 만큼 증가되어야만 한다.
압력증가 모드가 종료되었을 때, 밸브부재(90)를 밸브시이트(92)상에 부드럽게 얹혀지도록 하기 위해, 증압 제어밸브(179)의 시이팅밸브(82)의 밸브부재(90)는 밸브시이트(92)상에 천천히 얹혀진다. 즉, 압력증가 모드는 압력유지 모드로 천천히 변화되며, 상대적으로 낮은 속도로 밸브부재(90)를 밸브시이트(92)상에 얹힌다. 이것을 위해, 도 24에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 코일(100)에 인가되는 전류는 공식 i= i0βn에 따라 서서히 0 으로 감소되며, 여기서, "i0"는 압력증가 모드의 종료시에 인가되는 전류를 나타내며, "β"는 "1"보다 작은 값을 나타내며,"n"은 전류(i)를 천천히 감소시키기 위한 제어사이클의 수를 나타낸다.
따라서, 밸브부재(90)가 밸브시이트(92)상에 얹혀지는 속도는 감소되며, 시이팅소음(seating noise)과 밸브부재(90)의 밸브시이트(92)로의 충격을 줄이는 것은 가능하며, 증압 제어밸브(179)의 내구성은 향상된다.
압력감소 모드가 종료되었을 때, 감압 제어밸브(62)의 밸브부재(136)는 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)상에 부드럽게 얹혀지도록 하기 위해, 밸브시이트(134)상에 천천히 얹혀진다. 즉, 압력감소 모드는 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)상에 상대적으로 낮은 속도로 얹으면서, 천천히 압력유지 모드로 변화된다. 이 목적을 위해, 솔레노이드 코일(144)에 인가되는 전류는 도 24에 도시된 바와 같이, 천천히 증가된다.
도 23b에 도시된 바와 같이, 감압 제어밸브(62)는 압력차이력(Fp)이 밸브부재(136)를 밸브시이트(146)으로부터 멀어지도록 이동시키는 방향으로 밸브부재(136)상에 작용하도록 되어 있다. 따라서, 발생되는 전자기 구동력(Fs)은 압력차이력(Fp)보다 더 크게되며, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 얹혀진다. 만약 전자기 구동력(Fs)이 갑자기 증가된다면, 밸브시이트(134)상으로 밸브부재(136)의 시이팅속도가 지니치게 커져서, 시이팅소음의 증가와 밸브시이트(134)상으로의 밸브부재(136)의 충격의 증가를 초래하며, 시이팅밸브(130)의 내구성이 감소되는 결과를 가져온다. 그러나, 본 실시예에서, 전자기 구동력(Fs)은 밸브시이트(134)상으로의 밸브부재(136)의 지나친 시이팅속도를 방지하여, 시이팅소음를 줄이고 시이팅밸브(130)의 내구성을 개선하기 위해 천천히 증가된다.
본 제 6실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이, 전류는 전자기 구동력(Fs)이 (Fr+Fss)/n 의 비율로 천천히 증가되도록 제어된다. "n"은 사이클시간(△T)로 반복되는 제어사이클의 수를 나타낸다. 예를 들면, "n"은 "4"와 같다. 압력감소 모드가 종료된 후에, 대부분의 경우 압력유지 모드가 된다. 압력감소 모드에서 압력유지 모드로 변화하는데 있어서, 차륜 브레이크 실린더압력은 일정하게 유지된다. 이 목적을 위해, 솔레노이드 코일(144)에 인가되는 전류는 전자기 구동력(Fs)이 밸브시이트(134)상으로 밸브부재(136)를 얹히는데 필요한 힘(Fss)과 여유값(Fr)의 합과 동일하게 유지되도록 제어된다. 차륜 브레이크 실린더압력이 증가되지 않기 때문에, 이 전자기 구동력(Fs)으로 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 얹혀져서 유지된다. 따라서, 코일(144)에 인가되는 전류는 갑자기 증가되지 않으며, 천천히 증가되어져서, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 그들사이의 충격을 줄이면서 천천히 얹혀진다.
감압 제어밸브(62)의 솔레노이드 코일(144)에 예비전류를 인가하기 시작하는 소정의 조건은 제동시스템이 작동상태에 있지 않고, 도 27에 도시된 바와 같이, 후방 차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력을 증가시키기 전에 솔레노이드 코일에 전류가 인가되어져서, 밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 얹혀질 때 만족된다. 예비전류를 인가하기 시작하는 조건은 가까운 미래에 압력증가 모드가 선택될 것이라는 가능성이 높을 때 만족된다. 예를 들면, 스로틀 개방센서(168)에 의해 가속페달의 완화가 검출될 때, 후방 구동 차륜(46, 48)의 회전속도가 전술한 견인제어를 시작하기 위한 한계치(VTB) 보다 더 낮은 한계치(VTB′)를 초과할 때, 또는 차량의 회전 또는 표류 운동량이 회전 또는 표류 제어루틴을 시작하기 위한 한계치(SVs 또는 SVd) 보다 더 낮은 한계치(SVs′또는 SVd′)를 초과할 때, 예비전류를 인가하기 시작하는 조건은 만족된다. 그러한 경우에, 솔레노이드 코일(144)에 인가되는 전류는 소정의 낮은 비율로 천천히 증가된다. 압력차이력(Fp)은 제동시스템이 동작되지 않는 동안에는 0 이기 때문에, 밸브부재(136)는 비교적 작은 값의 전자기 구동력(Fs)으로 밸브시이트(134)상에 얹혀질 수 있다. 이 예비 전류 인가(preliminary current application)는 차륜 브레이크 실린더압력을 증가시키기 위한 동작에서의 지연을 줄이는데 효과적이다.
본 제 6실시예에서, 예비 전류 인가는 소정의 시간(Tpre) 동안 행해진다. 만약 증압 동작이 이 시간(Tpre) 안에 시작되지 않으면, 코일(144)에 인가되는 전류는 0 이 되어 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)로부터 이탈(unseat)시킨다. 차륜 브레이크 실린더압력은 대기압과 같기 때문에, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 얹혀질 필요가 없다. 이러한 구성은 불필요한 전기에너지소모를 방지하는데 효과적이다. 예비 전류 인가에서, 전류는 단계적으로 "n"번(이 실시예에서는 4번) 증가되어, 시간(Tpre)은 사이클 시간 △T ×n 과 같게된다.
예비 전류 인가에서 전류의 증가가 도 27에 도시되어 있다. 제 1 제어사이클에서, 전류는 0 보다 큰 소정의 값으로 증가된다. 제 4 제어사이클과 그 이후 제어사이클에서, 전류는 소정의 레벨로 일정하게 유지된다. 제 1제어사이클에서 상대적으로 높은 값으로 전류를 증가시킴으로써 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 비교적 짧은 시간내에 얹혀질 수 있다. 이러한 구성은 예비 전류 인가가 개시된 직후 압력증가 모드가 되는 경우에도 차륜 브레이크 실린더압력의 증가에서의 지연을 줄인다. 전류는 갑자기 증가하지 않기 때문에, 밸브시이트(134)상으로의 밸브부재(136)의 시이팅속도는 낮아서 충분히 시이팅충격을 줄일수 있다.
예비 전류 인가는 전류를 일정한 비율로 증가시키기 위해서 행해지기도 한다. 이 경우에, 전류는 압력감소 모드가 종료된 때와 동일한 방식으로 제어되어진다.
선형밸브기구(184, 186)의 솔레노이드 코일에 인가되는 전류를 제어하는 동작이 더욱 설명된다. 전술한 바와 같이, 전류는 피드백제어와 피드포워드제어의 조합에 의해 제어된다. 전류의 피드백제어는 잘 알려진 PID(비례, 적분, 및 미분제어) 제어방식으로 행해져서, 차륜 브레이크 실린더압력의 목표값과 실제값사이의 압력차이(△P)를 0 으로한다. PID 제어는 P제어, I제어, D제어, PI제어, 또는 PD제어로 대치되어도 된다.
전류의 피드포워드제어는 작동유체의 온도를 고려함으로써 행해진다.
도 23a 및 23b에 도시된 바와 같이, 증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58, 62)의 밸브부재(90, 136)는 스프링의 편향력(Fk), 전자기 구동력(Fs) 및 압력차이력(Fp)을 받는다. "x0", "x", "i" 및 "△P"는 각각 제어밸브(179, 58, 62)의 안정상태(steady state)에서 밸브시이트에 대한 밸브부재의 변위(displacement), 안정상태로부터 밸브부재의 변위, 솔레노이드 코일(100, 144)에 인가되는 전류, 시이팅밸브(82, 130)를 가로지르는 압력차이를 나타내며, 편향력(Fk), 전자기 구동력(Fs), 압력차이력(Fp)은 각각 다음의 공식에 의해 나타난다:
Fk = k0( x0 + x )
Fs = ks1·i - ks2·x +1
Fp = kp1·△P - kp2·x +2
여기서, k0, ks1, ks2, kp1, kp2,1, 및2는 스프링(96, 138)의 탄성계수와 제어밸브(179, 58, 62)의 다른 요인에 의해 결정되는 상수이다. 위 식에서, 항(-ks2·x +1)과 항(-kp2·x +2)은 밸브제어가 비선형일 경우에만 필요하며, 제어가 선형인경우에는 0 이여도 된다.
도 23a에 도시된 증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58)에서는, 힘 Fk, Fs, Fp의 평형을 위해 다음의 식(1)이 만족된다:
Fk = Fs + Fp
감압 제어밸브(62)에서는, 힘 Fk, Fs, Fp의 평형을 위해 다음의 식(2)이 만족된다:
Fk + Fp = Fs
또한, 이들 제어밸브(179, 58, 62)의 각각에 제공된 오리피스는 다음의 식(3)을 만족한다:
Q = C·A·√(△P/ρ)
유체압력의 변화와 유체체적의 변화율은 다음의 식(4)로 나타나는 관계를 가진다:
dV/V = β·dP
위 식(3)에서, "Q", "C", "A", 및 "ρ" 는 각각 작동유체의 유량, 유체의 유량계수, 제어밸브를 통과하는 유체유동의 단면적, 유체밀도이다. 유체유동의 단면적 A는 밸브부재(90, 136)의 개방행정 x에 비례하며, 식 A = ka·x 으로 나타낸다. 위 식(4)에서, "β"는 체적의 탄성계수의 역인 유체 압축계수이며, "V"는 유체체적의 초기값이며, 이것은 제어밸브의 체적에 의해 결정된다. "dV" 는 체적이 감소하면 양의 값이다.
위 식(4)은 (1/Vβ)·dV/dt = dP/dt 로 전환될 수 있다. 이 식에서 "dV/dt"는 유체의 유량(Q)와 동일하기 때문에, 상기식은 다음의 식(5)로 전환될 수 있다:
(1/Vβ)·Q = dP/dt
위 식(3)과 식(5)로부터, 다음의 식(6)이 구해진다:
(1/Vβ)·C·ka·x·√(△P/ρ) = dP/dt
위 식(1)과 (2)에 따르면, 밸브부재(90, 136)의 동작행정(x)는 시이팅밸브(82, 130)를 가로지르는 압력차이(△P), 전류(i), 계수 a1, a2, a3를 포함하는 다음의 식(7)으로 표현될 수 있다:
x = a1·△P + a2·i + a3
증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(58)에 대하여, 계수 a1, a2, a3는 다음의 식으로 나타내어진다:
a1 = kp1/(k0 + ks2 + kp2)
a2 = ks1/(k0 - ks2 + kp2)
a3 = -(k0·x0 +1 +2)/(k0 + ks2 + kp2)
감압 제어밸브(62)에 대하여, 계수 a1, a2, a3는 다음의 식으로 나타내어진다:
a1 = kp1/(kp2 - k0 - ks2)
a2 = -ks1/(kp2 - k0 - ks2)
a3 = (k0·x0 +2 -1)/(kp2 - k0 - ks2)
위 식(6)과 (7)으로부터, 전류(i)는 다음의 식(8)으로 나타내어진다:
3]/a2
목표 차륜 브레이크 실린더압력 P가 형성될 것이라고 기대될 때, 식(8)에 목표 차륜 브레이크 실린더압력의 목표 변화율 dP/dt와 시이팅밸브(82, 130)를 가로지르는 압력차이(△P)를 삽입함으로써, 전류(i)는 구해진다. 유체의 밀도(ρ)와 압축계수(β)(체적 변화비)는 유체의 온도에 따라 변동한다. 유체온도에 따라 결정되는 "ρ"와 "β"을 가지고 위 식(8)에 따라 구해지는 전류(i)는 유체온도를 반영하는 최적의 전류이다. 즉, 위 식(8)에 따르는 전류(i)는 유체온도의 불리한 영향없이 제어밸브(179, 58, 62)의 최적제어를 가능케한다. 유체온도는 온도센서(174)에 의해 감지 가능하다.
선형 밸브기구(184, 186)는 도 28의 플로우챠트에 도시된 선형 밸브기구 제어루틴에 따라 제어된다.
선형 밸브기구 제어루틴은 단계 S131로부터 시작되어 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)이 대기압보다 더 큰지를 결정한다. 통상, 단계 S131에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S132로가서 예비 전류 인가 플래그(PRELIMINARY CURRENT APPLICATION flag)가 "1"로 설정되었는가를 결정한다. 정상 제동압력 제어루틴, 폐색방지 제동압력 제어루틴, 마찰 제어루틴 및 차량 안정성 제동 제어루틴중 어느하나가 실행될 때, 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)은 대기압보다 더 크다. 예비 전류 인가 시작을 위한 소정의 조건이 만족될 때, 예비 전류 인가 플래그는 "1"로 설정되고, 전술한 루틴중 어느하나가 시작될 때 또는 전술한 소정의 시간(Tpre)이 지났을 때 "0"으로 리셋팅된다.
단계 S132에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S133으로가서 예비 전류 인가를 시작하기 위한 조건이 만족되었는지 아닌지를 결정하게 된다. 전술한 바와 같이, 이 조건은 압력증가 모드가 가까운 미래에 선택되어 질것이라는 가능성이 높다는 신호가 감지될 때 만족된다.
단계 S133에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S134로 가서 예비 전류 인가 플래그를 "1"로 설정한다. 그후에, 단계 S135로 가서 예비 전류 인가동안의 제어사이클 수를 세는 카운터(counter)의 내용(npre)이 소정의 값 (Nspre)보다 더 큰지여부를 결정하게 된다. 만약 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S136으로 가서 소정의 전류가 감압 제어밸브(62)의 솔레노이드 코일(144)에 인가되어지고, 내용(npre)이 증가된다. 소정의 값(Nspre)은 도 27에 참조부호로 설명된 소정의 시간(Tpre)에 부합한다. 그다음, 제어흐름은 단계 S131로 되돌아 간다. 단계 S132가 다시 실행될 때, 단계 S132에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S133과 S134를 건너뛰어서 S135로 가게 된다. 단계 S132, S135, 및 S136은 단계 S135에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어질 때까지 반복적으로 실행된다. 따라서, 전류는 시간(Tpre)동안 코일(144)에 인가된다.
만약 예비 전류 인가 시작조건이 만족되지 않으면, 단계 S133에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지며, 어느 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)내의 유체압력이 제어되기 때문에, 제어흐름은 단계 S137로가서 여러가지 카운터를 리셋시키고 솔레노이드 밸브(26, 58, 62, 179)를 초기상태로 위치시키며, 예비 전류 인가는 행해지지 않는다. 차륜 브레이크 실린더압력을 제어하는 동작이 종료될 때, 단계 S137과 유사한 단계가 실행된다.
카운터의 내용(npre)이 소정의 값(Nspre)을 초과할 때, 단계 S134에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지며, 제어흐름은 단계 S138로 가게 되며, 코일(144)에 인가되는 전류는 0 으로 되고, 예비 전류 인가 플래그는 "0"으로 리셋된다. 즉, 차륜 브레이크 실린더압력을 제어하는 동작이 소정의 시간(Tpre)내에 시작되지 않았기 때문에 코일(144)로의 예비 전류 인가는 종료된다.
목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)이 대기압보다 더 높을 때, 단계 S131에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지고, 제어흐름은 단계 S139로 가서 예비 전류 인가 플래그를 "0"으로 리셋시킨 후, 단계 S140으로 가며, 선형 밸브기구(184, 186)는 도 29의 플로우챠트내에 도시된 바와 같이 제어된다. 맨 처음에, 단계 S142가 실행되어 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 변화율(△Pref)이 소정의 값 (△Pref′)보다 더 큰지 여부를 결정한다. 만약 단계 S143에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 그것은 압력증가 모드가 요구되어진다는 것을 뜻한다. 이 경우, 제어흐름은 단계 S143으로가서 목표값(Pref)과 실제값(P)사이의 압력차이(△P)가 소정의 한계치(EPS)와 같거나 또는 더 큰지를 결정하게 된다. 만약 단계 S143에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S144로 가서 압력증가 모드가 되고 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력을 증가시킨다. 압력차이(△P)가 한계치(EPS)보다 더 작은 값으로 감소되었을 때, 즉, 압력증가 모드가 종료되었을 때, 단계 S143에서는 부정적인 결정(NO)이 얻어지며, 제어흐름은 단계 S145로 가서 각 증압 제어밸브(179)의 밸브부재(90)의 밸브시이트(92)상으로의 부드러운 시이팅(seating)을 위한 카운터의 내용(감쇠카운트(content damp_count))이 소정의 값보다 더 작은지를 결정한다. 만약 단계 S145에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S146으로가서 코일(100)에 인가되는 전류는 감소되어지고, 카운터의 내용(감쇠카운트)은 증가된다. 단계 S145와 S146은 내용(감쇠카운트)이 소정의 값에 도달할 때까지, 즉, 단계 S145에서 부정적인 결정(NO)이 얻어질 때까지 반복적으로 실행된다. 따라서, 증압 제어밸브(179)의 시이팅밸브(82)의 코일(100)에 인가되는 전류는 밸브부재(90)의 밸브시이트(92)상으로의 완만한 또는 부드러운 시이팅을 위해 천천히 감소된다.
단계 S145에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S147로가서 압력유지 모드를 형성하고 밸브부재(90)의 부드러운 시이팅을 위해 카운터의 내용(감쇠카운트)을 리셋시킨다.
만약 단계 S142에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 그것은 압력증가 모드가 요구되지 않는다는 것을 뜻한다. 이 경우에, 제어흐름은 단계 S148로가서 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 변화율(△Pref)이 한계치(-△Pref′)보다 더 작은지를 결정하게 된다. 만약 단계 S148에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S149로가서 압력차이(△P)가 소정의 한계치(-EPS)와 같거나 또는 더 작은지, 즉 압력차이(△P)의 절대값이 값(EPS)과 같거나 또는 더 큰지를 결정하게 된다. 만약 단계 S149에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 그것은 압력감소 모드가 요구되어진다는 것을 뜻한다. 이 경우에, 제어흐름은 단계 S150으로가서 압력감소 모드를 형성하며 이 모드에서 증압 제어밸브(179)는 코일(100)이 비활성화된 상태에 있게 함으로써 폐쇄상태로 유지되고 감압 제어밸브(58, 62)의 코일(100, 144)에 인가되는 전류는 전술한 피드백제어와 피드포워드제어에 의해 압력차이(△P)를 줄이도록 제어된다. 만약 단계 S149에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S151로가서 각 감압 제어밸브(62)의 밸브부재(136)의 밸브시이트(134)상으로의 부드러운 시이팅을 위한 카운터의 내용(감쇠카운트)이 소정의 값보다 더 작은지를 결정한다. 만약 단계 S151에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S152로 가서 코일(144)에 인가되는 전류는 증가되며, 내용(감쇠카운트)은 증가된다. 단계 S151과 S152는 단계 S151에서 부정적인 결정(NO)이 얻어질 때까지 반복하여 실행된다. 따라서, 감압 제어밸브(62)의 시이팅밸브(130)의 코일(144)에 인가되는 전류는 밸브부재(136)의 밸브시이트(134)상으로의 부드러운 또는 완만한 시이팅을 위해, 전자기 구동력(Fs)이 요구되는 시이팅력(seating force)(Fss)과 여유값(Fr)(전술한 도 26 참조)의 합으로 증가될 때까지 천천히 증가된다. 단계 S151에서 부정적인 결정(NO)이 얻어질 때, 제어흐름은 단계 S153으로가서 압력유지 모드를 형성한다.
단계 S148에서 부정적인 결정(NO)이 얻어질 때, 즉, 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)의 변화율(△Pref)이 △Pref′와 -△Pref′사이의 소정의 범위에 있을 때, 제어흐름은 단계 S154에 가서 압력유지 모드를 형성한다.
따라서, 압력증가 모드, 압력유지 모드, 압력감소 모드중 어느하나가 정상 제동 압력제어에서 뿐만 아니라 폐색방지 제동압력제어에서 브레이크 페달(10)의 작동동안에 선택되어진다.
도 29의 플로우챠트에 도시된 바와 같이, 증압 제어밸브(179)와 감압 제어밸브(62)를 제어함으로써, 이 제어밸브(179, 62)의 코일(100, 144)에 인가되는 전류는 도 30의 그래프에 개략적으로 도시된 바와 같이 제어된다. 이 그래프에 나타난 바와 같이, 감압 제어밸브(62)의 코일(144)에 인가되는 전류는 종래의 제어에서 보다도 더 작으며, 그에 따라 제어밸브(62)에 의해 요구되는 전기에너지 소모량을 줄일 수 있다. 또한, 코일(144)에 인가되는 전류는 전자기 구동력(Fs)이 압력차이력(Fp)보다 소정의 여유값(Fr)만큼 더 크게 되도록 제어되고 따라서, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 매우 안정되게 얹혀져서 유지될 수 있다. 또한, 코일(144)에 인가되는 전류는 압력감소 모드의 종료시에 천천히 증가되어져서, 밸브부재(136)는 밸브시이트(134)상에 천천히 얹혀지게 되고, 밸브부재(136)의 밸브시이트(134)상으로의 시이팅충격(seating impact)은 줄어들고, 감압 제어밸브(62)의 내구성은 향상된다. 또한, 압력증가 모드에서의 작동개시전에 제어밸브(62)의 코일(144)에 예비 전류 인가는 압력증가 모드에서의 차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 압력증가의 지연을 줄이는데 효과적이다. 또한, 증압 제어밸브(179)의 코일(100)에 인가되는 전류는 압력증가 모드의 종료시에 천천히 감소되어져서, 밸브부재(90)는 밸브시이트(92)상으로 부드럽게 또는 완만하게 얹혀지며, 밸브부재(90)의 밸브시이트(92)상으로의 시이팅충격을 줄일 수 있고 따라서 증압 제어밸브(179)의 내구성은 향상된다.
본 발명의 제 6실시예의 앞선 설명으로부터, 솔레노이드 압력제어밸브(62)에 공급되는 전기 에너지를 제어하는 제어기(controller)는 행정센서(71), 압력센서(72, 74-78), 제어기구(control device)(160), 브레이크 스위치(166), 스로틀 개방센서(168), 조향각 센서(170), 및 진동률 센서(172)로 이루어진다는 것을 알 수 있다. 또한 제어기는 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력에 따라 압력제어밸브(62)에 공급되는 전기에너지를 제어하는 전기에너지 제어수단를 포함한다는 것을 알 수 있다. 전기에너지 제어수단은 도 29의 플로우챠트의 단계 S144, S147, S153 및 S154를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분으로 이루어진다. 또한, 도 28 및 도 29의 플로우챠트의 단계 S134-S136과 S152를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 밸브부재(136)의 밸브시이트(134)상으로의 완만한 시이팅을 위해 압력제어밸브(62)에 공급되는 전기에너지를 완만히 증가시키는 저속 에너지 증가수단을 이룬다는 것을 알 수 있다. 또한, 저속 에너지 증가수단은 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력을 증가시키기 위한 조건이 만족되기 전에 압력제어밸브(62)에 전기에너지를 인가 시작하기 위한 예비에너지 인가수단(preliminary energy applying means)을 포함한다는 것을 알 수 있다. 예비에너지 인가수단은 단계 S134-S136을 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분으로 이루어진다. 또한, 펌프기구(30), 증압 제어밸브(179) 및 단계 S144를 실행하도록 할당된 제어기구(160)의 일부분은 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력을 증가시키기 위한 증압수단을 구성한다는 것을 알 수 있다.
도 28 및 도 29의 제 6실시예에서, 감압 제어밸브(62)에 인가되는 전류는 단계 S134-S136에서의 예비전류 인가제어에서와 압력감소 모드후에 단계 S152에서의 부드러운 또는 완만한 시이팅 전류 인가제어(seating current application control)에서와는 다른 방식으로 증가된다. 그러나, 전류는 이 예비전류 인가제어와 부드러운 시이팅 전류 인가제어에서와 동일한 방식으로 증가된다. 예비전류 인가제어는 필수적인 것은 아니며, 압력증가 모드에서의 압력증가 제어의 시작후에 즉시 행해지는 완만한 시이팅전류 인가제어로 대치될 수도 있으며, 코일(144)에 인가되는 전류는 본 발명의 제 7실시예에 다른 도 31의 플로우챠트내에 도시된 선형밸브기구 제어루틴에서와 마찬가지로, 압력증가제어 시작후 소정의 시간동안 서서히 증가되어진다.
도 31의 선형 밸브기구 제어루틴은 단계 S161에서 시작되어 목표 차륜 브레이크 실린더압력(Pref)이 대기압보다 높은지를 결정한다. 만약 단계 S161에서긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 그것은 차륜 브레이크 실린더 압력이 제어되고 있다는 것을 의미한다. 이 경우에, 제어흐름은 단계 S162로 가서 변화율(△Pref)이 소정의 한계치(△Pref')보다 큰지를 결정한다. 만약 단계 S161에서 부정적인 결정(NO)이 얻어지면, 그것은 차륜 브레이크 실린더 압력이 제어되고 있지 않다는 것을 의미한다. 이 경우에 제어흐름은 단계 S166으로 가서 여러가지 카운터들이 리셋되고 솔레노이드 밸브(26, 28, 58, 62, 179)가 초기상태로 위치되어 제동시스템이 초기화된다. 만일 단계 S162에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S163으로 가서 압력증가 모드에서 증압제어의 개시 직후 부드러운 또는 완만한 시이팅을 위한 카운터의 내용(감쇠 카운트)가 소정의 한계치보다 작은가를 결정한다. 만일 단계 S163에서 긍정적인 결정(YES)이 얻어진다면, 제어흐름은 단계 S164로 가서 감압제어밸브(62)의 코일(144)에 인가되는 전류가 천천히 증가되도록 완만한 시이팅전류 인가 제어를 행한다. 단계 S163과 단계 S164는 단계 S163에서 부정적인 결정(NO)이 얻어질때까지 반복적으로 실행된다. 즉, 코일(144)에 인가되는 전류는 압력증가 모드가 요구된 후, 다시 말하면 단계 S162에서 긍정적인 결정이 얻어진후, 소정의 시간이 흐를때까지 천천히 증가된다. 단계 S163에서 부정적인 결정이 얻어지면, 제어흐름은 단계 S165와 도 29의 단계 S145-S150과 동일한 그 다음 단계 S167-S170로 간다.
도 27의 그래프를 참조하여 제 6실시예에 대해서 설명한 바와 같은 동일한 패턴으로 코일(144)에 인가되는 전류가 단계 S164에서 천천히 증가하는 동안, 본 제 7실시예에 있어서 단계 S164에서의 전류의 제어는 전자기적 구동력(Fs)이 도 32 그래프의 실선에 의해 나타내진 것과 같이 변하도록 행해진다. 이 경우에 있어서, 여유값(Fr)은 상술된 바와 같이·△T와 동일한 압력차이(△P)에 기초한 압력차이력(Fp)과 동일하며, 여기서는 최대 압력증가속도를 나타내고 △T는 사이클시간을 나타낸다. 따라서, 전자기적 구동력(Fs)은 압력차이(△P)에 대응하는 여유값(Fr=Fp)에 대응하는 비율로 증가한다. 즉, "n"이 전류(i)가 값(ie)까지 천천히 증가하는 제어사이클의 수를 나타낼때, △Fs(△i) = Fp(△P)·n 이다. 만약 마지막 제어사이클에서의 전류값(ie)이 압력증가 모드에서의 정상 전류제어에 따른 정상값(in)보다 크다면, 전류(i)는 즉시 값(in)으로 감소되는게 아니라, 정상값(in)이 값(ie)까지 증가할때까지 값(ie)로 유지된다. 그 다음, 전류(i)는 압력증가 모드에서 정상 전류제어에 따라 제어된다.
제 1제어사이클에서, 전자기적 구동력(Fs)은 압력차이력(Fp)와 여유값(Fr)의 합보다 작다. 제 2 및 그 다음의 제어사이클에서, 전자기적 구동력(Fs)은, 도 32에 도시되듯이 압력증가 모드에서의 정상 전류제어에서 처럼 합과 같거나 그보다 크다. 이러한 구성은 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)상에 얹힐때 전자기적 구동력(Fs)의 양이 과도해지는 것을 피하면서 밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 안정되게 얹혀지는 것을 보장한다. 이 경우에 있어서, 목표차륜 실린더압력(Pref)은 최대 압력 증가속도()로 증가된다고 여겨질 수 있다.
단계 S164에서의 전류제어는 본 발명의 제 8실시예에 따라, 도 33의 그래프의 실선(L)으로 표시되듯이 전자기 구동력(Fs)이 다음의 식(9)에 따라 증가하도록 한다.
Fs(i) = Fp(Pref)/γ + Fr x γ
위의 식에서, γ은 1-1/2t에 의해 표시되는 감속계수를 나타낸다. 감속계수(γ)는 시간이 지남에 따라 1에 접근한다. 식(9)에 따라 제어되는 전류는 증압제어의 개시직후에는 비교적 커서, 밸브부재(136)는 비교적 고속으로 밸브시이트(134)를 향해 이동되어 밸브시이트(134)에 얹혀진다. 이어서, 전류는 압력증가 모드에서 정상 전류제어에 따라 제어된다. 감속계수(γ)는 어느 적당한 계수로 대체되어도 된다.
전류는 다음의 식(10)에 따라 제어되어도 된다.
Fs(i) = Fp(Pref)/γ
만약 위의 식(9)과 식(10)에 따른 경우에서와 같이 제 1제어 사이클에서 전류가 비교적 크고 시간이 지남에 따라 정상값에 근접한다면, 코일(144)에 인가되는 전류는 위의 식(9)과 식(10)과 유사한 다른 식에 따라 제어되어도 된다. 또한, 전류는 전류값과 제어사이클 사이의 소정의 관계를 나타내는 저장된 데이터 맵(data map)에 따라 제어되어도 된다.
또한, 전류는 도 33의 일점 쇄선(M)으로 표시되듯이, 전자기적 구동력(Fs)이 다음의 식(11)에 따라 증가하도록 제어되어도 된다.
Fs(i) = Fp(Pref) x γ
이 경우 또한, 밸브부재(136)는 밸브시트(134)상에 천천히 얹혀져서, 밸브부재(136)의 시이팅소음이 감소되고 감압제어밸브(62)의 내구성이 증가된다.
코일(144)에 인가되는 전류는 제 1제어 사이클에서 비교적 큰 전자기적 구동력(Fs)을 발생시키고 이어서 압력제어모드에서의 정상 전류제어전에 전자기적 구동력(Fs)을 일정하게 유지하도록 도 34의 실선(L′)으로 도시되듯이 제어되어도 된다. 다른 대안으로, 전류는 제 1제어 사이클내의 전류가 비교적 작고 제 2 및 그 다음의 제어사이클내의 전류가 비교적 크도록 도 34의 이점 쇄선(M′)으로 도시되듯이 제어되어도 된다. 후자의 경우에, 압력증가는 지연될 것이지만, 밸브부재(136)은 충분히 낮은 속도로 밸브시이트(134)상에 얹혀질수 있고 높은 안정성으로 유지될 수 있다.
전자기적 구동력(Fs)의 여유값(Fr)을 결정하는데 사용되는 허용가능한 유체누출량은 소정의 상수값(ε* )일 필요는 없고, 목표차륜 브레이크 실린더 압력(Pref)에 따라 변하는 변수이어도 된다. 또한, 여유값(Fr)이 최대압력 증가속도() 및 밸브부재(136)를 밸브시이트(134)상으로 강제하는데 드는 힘에 기초하여 결정될 필요는 없고, 이들 값의 하나에 기초하여 결정되어도 된다. 또한,최대압력 증가속도()는 예를 들어 펌프기구(30)의 송출압력에 따라 변하는 변수일 수도 있다. 또한, 전자기적 구동력(Fs)은 압력 차이력(Fp)보다 여유값(Fr)만큼 클 필요가 없고, 밸브부재(136)가 양호한 조건으로 밸브시이트(134)상에 얹혀지는 압력차이력(Fp)과 같아도 된다. 이 경우에, 감압제어밸브(62)에 의한 전기에너지 소비는 최소화될 수 있다.
밸브부재(136) 및 밸브시이트(134) 사이의 갭을 통한 유체누출량이 시간에 따라 변한다는 것을 고려하면, 도 25의 그래프에 도시되듯이, 밸브부재(136)의 동작 행정(S) 및 유체누출량 사이의 관계를 자동적으로 갱신(update) 하는 것이 가능하다.
도 20 내지 도 34의 실시예는 밀도(ρ) 및 체적변화율(압축계수, β)이 관련되는 작동유체의 온도를 고려하여, 제어밸브(58, 62, 179)의 코일(100, 144)에 인가되는 전류를 제어하도록 되어 있다. 하지만, 전류는 전류(i) 및 차륜 브레이크 실린더압력(P)에 기초하여 결정되는 보상계수에 의해 조절될 수도 있고, 또한 예시적으로 도 35에 도시되듯이 보상계수, 전류(i), 및 차륜브레이크 실린더압력(P)간의 소정의 관계에 따라 조절될 수도 있다. 소정의 관계는 ROM에 저장된 데이터 맵에 의해 나타나며, 이 경우, 온도센서(174)는 필요하지 않다.
예를 들어 상술된 관계는 다음과 같이 얻어질 것이다.
코일(100, 144)에 인가되는 전류가 목표차륜 브레이크 실린더압력(P)등을 포함하는 전술된 식(8)에 따라 결정될때 차륜 브레이크 실린더내 실제 유체압력이 검출된다. 만약 동작유체의 밀도(ρ) 및 압축계수(β)가 실제 유체온도에 정밀하게 대응한다면, 검출된 차륜브레이크 실린더 압력의 실제값과 목표값은 서로 동일하다. 다시 말하면, 만약 목표 차륜브레이크 실린더 압력에 대응하는 전류가 코일(100, 144)에 인가될때 검출된 실제 차륜 브레이크 실린더 압력이 목표 차륜브레이크 실린더 압력과 동일하다면, 전류는 보상될 필요가 없다. 이 경우에, 보상계수는 1로 설정된다. 만약 실제 및 목표 차륜 브레이크 실린더 압력이 서로 상이하면, 보상계수는 그 차이에 기초하여 결정된다. 따라서, 소정의 관계가 얻어지고 이 관계를 나타내는 데이터 맵이 ROM(154)에 저장되어, 보상계수는 이 데이터 맵에 따라 그리고 차륜 브레이크 실린더 압력 및 위의 식(8)에 따라 계산된 전류에 기초하여 결정된다. 위의 식(8)에 따라 계산된 전류는 결정된 보상계수에 계산된 전류를 곱함으로써 조절된다. 따라서 조절된 전류는 온도에 따른 작동유체의 밀도 및 압축계수의 변화를 반영하게 된다.
도 35의 실시예에 있어서, 코일(100, 144)에 인가되는 전류가 결정되면 폐쇄 제어밸브(58, 62, 179)로부터의 유체누출량의 시간에 따른 변화를 고려할 필요가 없다. 따라서, 유체누출량 및 밸브부재(90, 136)의 작동행정사이의 관계를 갱신할 필요가 없다.
만약 펌프기구(30)의 송출압력이 예를 들어 브레이크 페달(10)의 작동량에 따라 제어된다면, 증압제어밸브(179)는 제어될 필요가 없다. 증압제어밸브(179)는오직 펌프기구(30)의 송출압력이 과도하게 높을때만 제어되어, 실제 차륜 브레이크 실린더 압력이 목표값에 근접한다. 이 경우에, 고압 및 저압 펌프모터(38, 40)는 펌프압력센서(74)에 의해 검출된 송출압력이 브레이크 페달(10)에 작용하는 가압력에 대응하도록 제어된다. 증압제어밸브(179)는 제동시스템의 응용에 따라 제거되어도 된다.
또한, 감압제어밸브(62)의 스프링(138)은 필수적이지 않다. 스프링(138)이 제거된 경우, 감압제어밸브(62)는 제동시스템이 작동중이지 않을때 폐쇄상태로 위치될 것이다. 하지만, 이 폐쇄상태는 절대적으로 유지되지는 않는다.
제동시스템내의 유압회로는 도 36에 상세히 도시된 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제동시스템은 도 36에 도시된 바와 같이 어큐뮬레이터(202) 및 단일펌프(204)를 포함하는 펌프기구(200)를 사용할 수도 있다. 펌프기구(200)는 어큐뮬레이터(202)에 저장된 가압된 유체를 송출하도록 펌프(204)를 작동시키는 펌프모터(206)를 더욱 포함한다. 펌프모터(206)는 어큐뮬레이터(202)내의 유체압력이 소정의 최적범위안에서 유지되도록 제어된다. 어큐뮬레이터(202)내의 유체압력이 최적범위의 상하한치의 위아래로의 상승 및 강하하는 것을 검출하도록 압력스위치(208)가 제공된다.
도 36의 제동시스템에 있어서, 각 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)는 마스터 실린더(12) 및 펌프기구(200)의 모두에 연결된다. 펌프기구(200)와 전방차륜 브레이크 실린더(18, 22)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(220)가 제공된다. 펌프기구(200)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(222)가 제공된다. 이들 셧오프밸브(220, 222)는 정상적으로는 폐쇄 밸브이다. 마스터 실린더(12)와 전방차륜 브레이크 실린더(18, 22)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(224)가 제공된다. 마스터 실린더(12)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(226)가 제공된다. 이들 셧오프밸브(224, 226)는 정상적으로는 개방 밸브이다. 이 제동시스템에 있어서, 모든 차륜 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)는 제동시스템의 전기적 비정상상태 발생시 펌프기구(200)로부터 차단되고 마스터 실린더(12)와 연결된다. 마스터 실린더(12)와 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)를 연결하는 유체경로에 증압밸브(228)가 제공되어, 마스터 실린더(12)에 의해 발생된 유체압력은 증압밸브(228)에 의해서 더욱 증가되어, 증가된 유체압력이 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)에 인가된다.
전방차륜 브레이크 실린더(18, 22)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(230)가 제공된다. 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)를 연결하는 유체경로에, 솔레노이드 셧오프밸브(232)가 제공된다. 이들 셧오프밸브(230, 232)는 두개의 전방차륜 브레이크 실린더(18, 22) 또는 두개의 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)간의 선택적 연결 및 분리를 행하도록 제어된다. 두개의 차륜 브레이크 실린더(18, 22 또는 50, 52)내의 유체압력이 서로 독립적으로 제어될 때, 셧오프밸브(230, 232)는 폐쇄상태로 위치된다. 두개의 차륜 브레이크 실린더내의 유체압력이 동일레벨로 제어되면, 셧오프밸브(230, 232)는 개방상태로 위치된다. 후자의 경우에 있어서, 선형밸브기구(184, 186)중 단지 하나만이 두개의 차륜브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하도록 제어된다.
도 36의 실시예에 있어서, 셧오프밸브(222) 및/또는 증압제어밸브(179)로부터의 유체누출은 브레이크 페달(10)이 비동작중일때에도 가압된 유체가 어큐뮬레이터(202)로부터 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)로 공급되어져서, 소위 "브레이크 드래그"를 야기시킨다. 하지만, 감압제어밸브(62)는 유체를 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)로부터 마스터 저장실(31)로 배출되게 하여 그렇지 않으면 유체누출에 의해 발생될 브레이크 드래그를 방지하는, 정상적으로는 개방밸브이다. 이러한 관점에서, 전방차륜 브레이크 실린더(18, 22)용 감압제어밸브(58)는 정상적으로는 개방밸브인것이 바람직하다.
도 36의 제동시스템에 있어서, 마스터 실린더(12)와는 독립적인 펌프기구(200)는 압력 부스터(booster) 또는 증압기구같은 다른 기구로 대체되어도 된다. 이경우 역시, 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력은 감압제어밸브(62)를 제어함으로써 제어된다. 또한, 견인제어 및 차량안정성 제동제어는 필수적이지 않다.
도 1의 제동시스템내의 감압제어밸브(62)는 도 20 내지 도 35의 실시예에 관련하여 상술된 것과 동일한 방식으로 제어되어도 된다. 즉, 요구되는 전기에너지를 절약하기 위해, 압력증가 모드 및 압력유지 모드에서 감압제어밸브(62)의 코일(144)에 인가되는 전류가 후방차륜 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력에 따라 제어되고, 감압제어밸브(62)에 대한 예비전류 인가제어가 단계 S134-S136에서처럼 행해지도록 도 1의 제동시스템이 변경될 수도 있다. 더욱이, 도 1의 제동시스템은 압력감소 모드에서의 감압종료 직후 또는 압력증가 모드에서의 증압개시 직후 단계(S144, S147, S153, S164)에서처럼, 밸브부재(136)가 밸브시이트(134)상에 천천히 얹혀지도록 코일(144)로 인가되는 전류를 서서히 증가시키도록 변경될 수도 있다.
또한, 증압제어밸브(179)를 제어하기 보다는 도 1 내지 15의 제 1실시예에서처럼 펌프기구(30)를 제어함으로써 그리고 펌프차단밸브(54)를 개방상태로 유지시키고 감압제어밸브(58, 62)를 도 20 내지 29의 제 6실시예에서 설명된 것과 같은 방식으로 제어함으로써, 압력증가 모드에서 차륜 브레이크 실린더(18, 22, 50, 52)내의 유체압력이 제어될 수 있도록, 도 20의 제동시스템내의 증압제어밸브(179)는 도 1의 제 1실시예에서 설명된 펌프 차단밸브(54)로 대체될 수도 있다.
본 발명은 앞선 설명를 참조하여 당업자에 의해 어느 정도 변형, 변경 및 개량될 수 있음을 이해해야 한다.
본 발명에 따르면 증압 제어밸브와 감압 제어밸브로 인가되는 전기에너지를 제어하지 않고도 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어할 수 있는 유압 제어장치를 제공할 수 있다.

Claims (34)

  1. 브레이크 실린더내 작동유체의 압력을 제어하는 유압 제어장치에 있어서,
    상기 장치는:
    상기 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)에 연결되고, 유체를 가압하고 가압된 유체를 상기 브레이크 실린더에 송출하는 적어도 한 세트의 펌프(32, 34) 및 상기 펌프를 작동시키는 전기모터(38, 40)를 구비하는 펌프기구(30);
    상기 브레이크 실린더로부터 배출되는 유체를 저장하는 저압원(31);
    상기 저압원과 상기 브레이크 실린더사이에 배치되며, 그곳에 인가되는 전기 에너지로 작동되며, 상기 전기에너지량에 따라 상기 브레이크 실린더내의 유체압력을 제어하는 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62); 및
    상기 전기모터를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내 유체의 압력을 증가시키는 증압제어수단(S35, S42, S49, S68, S91) 및 상기 솔레노이드 압력제어밸브에 인가되는 상기 전기에너지량을 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내 유체의 압력을 감소시키는 감압제어수단(S36, S44, S45, S66, S92)을 구비하는 제어기(160, 71, 72, 74-78, 166, 168, 170, 172)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감압제어수단은 상기 브레이크 실린더내 유체압력이 감소될때 상기 전기모터(38, 40)를 턴-오프하는 수단(S36, S92, S124)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 브레이크 실린더내 유체압력의 실제값과 목표값(Pref) 사이의 압력차이(△P)와 상기 목표값의 변화율(△Pref)중 적어도 하나에 따라, 상기 증압제어수단 및 상기 감압제어수단중의 하나를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 브레이크 실린더내 유체압력의 목표값(Pref)의 증가율 (△Pref)이 소정의 한계치보다 높을 때는 상기 증가율이 상기 소정의 한계치보다 높지 않을때 보다 더 큰 출력 토오크를 발생하도록 상기 전기모터(38, 40)를 제어하는 모터제어기구(160, S9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전기모터(38, 40)에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하고, 상기 모터제어기구는 상기 브레이크 실린더내 유체압력의 상기 목표값의 상기 증가율이 상기 소정의 한계치보다 높을때 상기 전기모터에 상기 배터리의 공칭전압보다 더 높은 전압을 인가하는 전압증가기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전기모터가 턴-온 되어 있을때 상기 전기모터(38, 40)에 높은 전압을 인가하고, 소정의 조건이 만족되는 동안 상기 전기모터에 인가되는 높은 전압을 유지하는 모터시동 제어기구(160, S101-S106)를 포함하고, 상기 높은 전압은 상기 소정의 조건이 만족된 후 상기 전기모터에 인가될 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 실린더내 유체압력의 목표값(Pref)의 변화율(△Pref)이 소정의 범위내로 유지될때 상기 전기모터(38, 40)을 턴-오프하고, 상기 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62)를 상기 브레이크 실린더로부터의 유체의 배출흐름을 방지하는 상태로 위치시키는 압력유지 제어수단(S81, S82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 압력유지 제어수단이 비교적 짧은 시간동안 작동중일때보다 상기 압력유지 제어수단이 비교적 장시간동안 작동중일때 상기 소정의 범위가 더 넓어 지도록 상기 소정의 범위를 변화시키는 압력유지조건 완화수단(S83-S85)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 소정의 조건이 충족되었을때 상기 전기모터(38, 40)를 턴-오프하고 상기 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62)를 상기 브레이크 실린더로부터의 유체의 배출흐름을 방지하는 상태로 위치시키는 압력유지 제어수단(S81, S82), 및 상기 압력유지 제어수단이 비교적 짧은 시간동안 작동중일때보다 상기 압력유지 제어수단이 비교적 장시간동안 작동중일때 상기 소정의 조건이 더 완화되도록 상기 소정의 조건을 변화시키는 압력유지조건 완화수단(S83-S85)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 브레이크 실린더는 자동차의 차륜(16, 22, 46, 48)을 제동시키도록 활성화되고, 상기 제어기는 소정의 조건이 충족되었을때 상기 전기모터(38, 40)를 턴-오프하고 상기 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62)를 상기 브레이크 실린더로부터의 유체의 배출흐름을 방지하는 상태로 위치시키는 압력유지 제어수단(S63, S65), 및 상기 자동차가 주행중일때보다 상기 자동차가 정지중일때 상기 소정의 조건이 더 완화되도록 상기 소정의 조건을 변화시키는 압력유지조건 완화수단(S61)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 브레이크 실린더는 자동차의 차륜(16, 22, 46, 48)을 제동시키도록 활성화되고, 상기 제어기는
    소정의 증압조건이 만족되는 동안 상기 펌프기구(30)의 상기 전기모터(38, 40)를 제어함으로써 상기 브레이크 실린더내 유체 압력을 증가시키는 증압수단(S64, S68);
    상기 차륜의 회전속도가 일단 거의 0 으로 된 후에는 상기 소정의 증압조건이 만족되더라도, 상기 전기모터를 오프(off)상태로 유지하고 상기 솔레노이드 압력제어밸브(58, 62)를 상기 브레이크 실린더로부터의 유체의 배출흐름을 방지하는 상태로 위치시킴으로써 상기 브레이크 실린더내 유체압력을 유지시키는 강제압력유지수단(S67, S65); 및
    차륜의 회전속도가 소정의 한계치를 초과하고 상기 강제압력유지수단이 작동중에 브레이크 작동부재(10)의 작동량이 증가될 때, 상기 강제압력유지수단이 작동하지 못하도록 하는 무력화수단(S64, S67, S68)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 소정의 증압조건이 만족될 때 상기 브레이크 실린더내 유체압력증가를 명령하는 증압명령수단(160, 71, 166) 및 상기 소정의 증압조건이 가까운 미래에 만족될 것이라 기대되는 때에 상기 전기모터(40)를 턴-온하는 모터 예비시동수단(160, S2-S4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전기모터가 상기 모터 예비시동수단에 의해 턴-온되고 난후 상기 소정의 증압조건을 만족시킴없이 소정의 시간이 흘렀을 때, 상기 전기모터를 턴-오프하는 모터정지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 브레이크 실린더는 자동차의 차륜(16, 22, 46, 48)을 제동시키도록 활성화되고, 상기 장치는 차량의 실제가속도값이 차량 구동용 구동 동력원에 의해 발생된 차량 구동 토오크에 근거하여 얻어진 차량의 추정된 가속도값보다 클 경우, 자동차가 내리막을 주행하는지를 검출하는 내리막 주행 검출기(S21-S24)를 더 포함하고, 상기 소정의 증압조건이 가까운 미래에 만족될 것이라는 높은 가능성을 나타내는 적어도 하나의 신호가 검출될 때 상기 전기모터를 턴-온하는 수단(S2-S4)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 신호는 내리막 주행 검출기에 의해 자동차가 내리막을 주행하고 있다는 검출결과를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호는 (a) 자동차 가속용으로 제공된 가속부재의 이완의 검출결과, 및 (b) 자동차가 주행하고 있는 내리막의 도로면 경사도가 소정의 한계치보다 높다는 검출결과중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    복수의 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)가 각 가지경로(44)를 통해 상기 펌프기구(30)에 서로 병렬적으로 연결되고, 상기 솔레노이드 압력제어 밸브(58, 62)는 상기 가지경로를 상기 저압원(31)에 각각 연결시키는 복수의 감압경로(56, 60) 각각에 제공되며, 상기 장치는 상기 펌프기구 및 대응하는 하나의 감압경로와의 연결점 사이에 위치되는 상기 각 가지경로의 부분에 제공되는 유동저항기구(54, 179)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 복수의 브레이크 실린더내 유체압력의 목표값(Pref)의 최고값(Prefmax)에 기초하여 상기 전기모터(38, 40)를 제어하는 모터제어기구(S42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    복수의 브레이크 실린더(18, 24, 50, 52)가 각 가지경로(44)를 통해 상기 펌프기구(30)에 서로 병렬적으로 연결되고, 상기 솔레노이드 압력제어 밸브(58, 62)는 상기 가지경로를 상기 저압원(31)에 각각 연결시키는 복수의 감압경로(56, 60)의 각각에 제공되며, 상기 장치는 상기 펌프기구 및 대응하는 하나의 감압경로와의 연결점 사이에 위치되는 상기 각 가지경로의 부분에 제공된 펌프차단밸브(54)를 더 포함하고, 상기 펌프차단밸브는 상기 펌프(32, 34)로부터 송출된 가압된 유체를 상기 대응하는 브레이크 실린더내로 흐르도록 하는 유동허용상태 및 가압된 유체를 상기 대응하는 브레이크 실린더내로 흐르는 것을 방지하는 유동방지상태를 가지며, 상기 제어기는 상기 복수의 브레이크 실린더의 적어도 하나의 각 실린더내의 유체압력의 목표값(Pref)의 감소율(△Pref)이 소정의 감압 한계치보다 높고 상기 브레이크 실린더의 다른 각 실린더내의 유체압력의 상기 목표값의 변화율(△Pref)이 상기 소정의 감압 한계치와 비교하여 유체압력을 증가시키는 쪽에 있을때, 상기 펌프차단밸브를 상기 유동방지상태로 위치시키는 펌프차단밸브 제어수단(S44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 펌프기구(30)는 저압펌프(34) 및 이 저압펌프보다 높은 송출압력 및 낮은 송출유량을 갖는 고압펌프(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 압력제어밸브(62)는 밸브시이트(134), 이 밸브시트에 얹혀지고 이탈가능하도록 움직일 수 있는 밸브부재(136), 및 인가된 전기적 에너지에 대응하여 전자기적 구동력(Fs)을 발생시키는 전자기력 발생기구(132)를 구비한 솔레노이드 시이팅밸브(130)를 포함하며, 전자기적 구동력은 상기 밸브부재가 상기 밸브시이트에 얹혀지도록 이동시키는 제 1방향으로 상기 밸브부재상에 작용하고, 상기 시이팅밸브는 상기 저압원(31)과 상기 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력 사이의 차이에 근거한 압력차이력(Fp)이 상기 제 1방향과 반대되는 제 2방향으로 상기 밸브부재상에 작용하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 시이팅밸브의 상기 밸브부재가 상기 밸브시이트에 얹혀지도록 유지될 때, 상기 브레이크 실린더내 유체압력에 따라 상기 전자기력 발생기구에 인가되는 전기 에너지를 제어하는 전기에너지 제어수단(160, S144, S147, S152-S154)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 전기에너지 제어수단은 상기 전자기적 구동력(Fs)이 상기 압력차이력(Fp)보다 크도록 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 상기 전기에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  22. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    상기 전기에너지 제어수단은 상기 전자기적 구동력(Fs)이 상기 압력차이력(Fp)보다 적어도 소정의 여유값(Fr)만큼 더 크도록 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 상기 전기에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 여유값(Fr)은 최소한 상기 솔레노이드 압력제어기구(62)에서의 유체압력의 최대 증가속도()에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 여유값(Fr)은 최소한 상기 밸브부재(136)를 상기 밸브시이트(134)상으로 강제하는데 필요한 힘(Fss)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 여유값(Fr)은 최소한 상기 밸브부재(136)의 접촉표면 및 상기 밸브시이트(134) 사이의 갭을 통한 작동유체의 누출량에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  26. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    상기 전기에너지 제어수단은, 상기 전자기적 구동력(Fs)이 솔레노이드 압력제어기구(62)에서의 유체압력 최대 증가속도() 및 상기 밸브부재(136)를 상기 밸브시이트(134)상으로 강제하는데 필요한 힘(Fss) 중 적어도 하나에 의해 결정되는 여유값(Fr)만큼 상기 압력차이력(Fp)보다 더 크도록, 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 전기에너지를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  27. 제 20항에 있어서,
    상기 전기에너지 제어수단은 또한 상기 솔레노이드 시이팅밸브(130)를 통해 흐르는 작동유체의 온도에 따라서도, 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 전기에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  28. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 시이팅밸브(130)의 상기 밸브부재(136)가 상기 밸브시이트(134)상에 얹혀져 있을때, 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 전기에너지를 천천히 증가시키는 저속 에너지 증가수단(160, S134-S136, S152, S164, S175)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 저속 에너지 증가수단(160, S164)은 상기 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력의 최대 증가속도()에 대응하는 비율로 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 전기 에너지를 증가시키는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  30. 제 28항 또는 29항에 있어서,
    상기 저속 에너지 증가수단(160, S164)은 상기 브레이크 실린더(50, 52)내의 유체압력 및 감속계수(γ)에 근거하여, 상기 전자기력 발생기구(132)에 인가되는 전기에너지를 증가시키는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  31. 제 28항에 있어서,
    상기 브레이크 실린더내 유체압력을 증가시키는 소정의 조건이 만족되었을때 상기 브레이크 실린더(50, 52)내 유체압력을 증가시키는 증압수단(30, 200, 160, S144, S167, 179)을 더 포함하고, 상기 저속 에너지 증가수단은 상기 조건이 만족되기 전에 상기 조건이 만족될 것이라는 높은 가능성을 나타내는 신호가 검출되면 상기 전자기력 발생기구(132)에 전기에너지를 인가하는 예비 에너지 인가수단(160, S134-S136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 전기에너지 제어수단은 상기 소정의 조건을 만족시킴없이 상기 전기에너지 인가 개시후 소정의 시간(Nspre)이 지나면, 상기 예비에너지 인가수단에 의한 상기 전자기력 발생기구(132)로의 전기에너지의 인가를 종료시키는 에너지인가 종료수단(160, S135, S136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  33. 제 31항 및 제 32항에 있어서,
    상기 증압수단은 유압원(30, 200), 및 상기 유압원과 상기 브레이크 실린더(50, 52) 사이에 배치된 솔레노이드 증압제어밸브(179)를 포함하고, 상기 제어기는 상기 브레이크 실린더내 유체압력을 증가시키기 위해 상기 솔레노이드 증압제어밸브에 인가되는 전기에너지를 제어하는 수단(160, S144, S167)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
  34. 제 28항에 있어서,
    상기 저속 에너지 증가수단은 상기 브레이크 실린더(50, 52)내 유체압력을 감소시키는 동작을 종료하는 소정조건이 만족할 때, 상기 전자기력 발생기구(132)에 전기에너지를 인가하기 시작하는 수단(160, S152, S175)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제어장치.
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