KR20010078720A - 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템의 펌프를 감시및/또는 제어하기 위한 방법 - Google Patents

브레이크 시스템 및 브레이크 시스템의 펌프를 감시및/또는 제어하기 위한 방법 Download PDF

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호프제스미햐엘
고트비크울리히
슝크에버하르트
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

유압액이 압력 저장기로부터 밸브 수단을 통해 각각의 휠 브레이크 실린더로 분사되고, 유압액은 펌프에 의해 압력 저장기로 공급되며, 펌프의 출력부측에 배치되며 펌프 작동 시에 유압액에서 발생되는 펄스압을 결정하는 압력 센서를 갖고, 펌프를 감시 또는 제어하기 위한 측정 신호를 얻기 위한 압력 펄스를 평가하기 위한 수단을 갖는 브레이크 시스템.

Description

브레이크 시스템 및 브레이크 시스템의 펌프를 감시 및/또는 제어하기 위한 방법 {BREAKING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AND/OR MONITORING A PUMP OF A BREAKING SYSTEM}
독일 특허 195 48 248호에 전자 유압식 브레이크 시스템의 펌프를 제어하기 위한 장치가 공지되어 있다. 상기 브레이크 시스템에서 유압액은 압력 저장기로부터 밸브 수단을 통해 각각의 휠 브레이크 실린더로 분사되고, 유압액은 펌프에 의해 압력 저장기로 공급될 수 있다. 펌프를 통해 압력 저장기를 가능한 소음없이 충전시키기 위해, 압력 저장기는 필요에 따라 소정 가능한 펄스비에 의해 조정될 수 있다.
독일 특허 196 38 196호에는 작동 상태가 제어 신호에 의해 변경 가능한 적어도 하나의 솔레노이드 밸브를 구비하여 유압 순환부 내에 배치되며 제어 가능한 유압 펌프를 구비한 브레이크 시스템을 감시하기 위한 시스템이 공지되어 있다. 솔레노이드 밸브의 작동 상태가 변경됨에 따라 유압 순환부 내의 유동 저항은 작용한다. 솔레노이드 밸브의 상이한 작동 상태에서 결정된 유압 펌프의 상응 작동을 따르는 소정의 작동 상태가 제시됨에 의해 오류를 표시하기 위한 표시 장치가 작동되는 감시 수단이 제공된다.
안정성을 이유로, 특히 전자 유압식 브레이크 시스템에서 압력 공급이 항상 감시되는 것이 필요하다. 이런 목적으로, 저장기 충전시에 시스템 절대압, 압력 및 압력 변경비가 한계값으로 항상 감시된다. 압력 조정 중에(예를 들어 ABS(Anti-lock Brake System)또는 구동력 제어 시스템의 범주 내에서) 압력 저장기 내의 부피 감소는 거의 측정될 수 없거나 또는 아주 어렵게 측정될 수 있다. 압력 저장기가 동시에 충전될 때, 종래의 시스템에서는 불가능한 펌프 효율의 정확한 감시가 달성되는 것을 알 수 있다. 종래 시스템에서도, 압력 저장기 내에서의 압력 상승으로부터 펌프의 작동 및 효율이 결정될 수 있었다.
소음을 감소시키기 위해, 상기 유형의 펌프는 충전 작동 시에 100% 제어되는 것이 아니고, 통상 주기적으로 작동된다. 일정한 회전수에서의 소음 발생은 실질적으로 느낄 수 없으나, 주행 중에 주기적으로 작동되는 펌프를 통해 발생되는 소음은 특히 회전수 변경 시에 귀에 거슬리는 것을 알 수 있다.
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 브레이크 시스템 및 청구항 제3항의 전제부에 따른 브레이크 시스템의 펌프를 감시 및/또는 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 전자 유압식 브레이크 시스템의 기본적인 요소들을 도시하는 블록 선도이다.
도2는 본 발명에 따른 방법의 구체화를 위한 흐름도이다.
본 발명의 목적은 펌프의 신뢰성있는 감시가 간단하게 달성될 수 있는 브레이크 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 가능한 적은 소음을 발생시키는 브레이크 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
이런 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 브레이크 시스템 및 청구항 제3항의 특징을 갖는 브레이크 시스템의 펌프를 감시 및 제어하기 위한 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따르면, 펌프 효율 즉, 특히 펌프 회전수 및 펌프 출력이 압력 저장기 내의 동시적인 부피 감소시에 판단되거나 또는 감시되도록, 특히 전자 유압식 브레이크 시스템이 작동되는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 따라 간단한 방법으로 펌프 회전수의 결정이 가능함으로써, 방해 소음을 최소화시키기 위해 주기적으로 조정되는 펌프의 제어는 펌프의 펄스 작동의 개선을 통해 가능하다. 펌프 작동시에 펄스압이 발생되는데, 그 시간 진행은 펌프, 예를 들어 저장기 충전 펌프의 전자 유압식 브레이크 시스템에서, 방출 밸브의 주기적 개방에 상응한다. 펄스 또는 이에 상응되는 측정 신호의 주기 지속은 펌프의 회전 지속 시간에 상응한다. 최대 펄스 높이는 유압액 또는 압력 매체의 소정의 온도에서, 그리고 펌프 출력부에서의 소정의 탄성에서 펌프 출력에 대한 기준이다. 예를 들어 통상의 전자 유압식 브레이크 시스템에서, 주기적으로 작동되는 펌프는 예를 들어 20 내지 40ms의 주기 지속에 상응하는 1500 내지 3000 rpm/min의 회전수로 작동된다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템 및 본 발명에 따른 방법의 유익한 구성은 종속 청구항의 대상이다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 양호한 일 실시예에 따르면, 압력 센서는 펌프의 출력부에 직접 배치된다. 이런 배치에 의해, 예를 들어 브레이크 시스템에 제공된 저장기 및/또는 구멍을 통해 발생되는 탄성에도 불구하고, 펄스압은 매우 정확하고 신뢰성있게 측정된다.
펄스압의 측정을 통해 구해진 측정 신호의 평활(smoothing) 및 오프셋 보상은 본 발명에 따른 방법의 양호한 실시예에 따라 실행된다. 1500 내지 3000 rpm/min의 펌프 회전수는 예를 들어 매 2ms의 충분한 빈도수를 갖는 압력 신호의 판독을 통해 신호의 평활을 실행할 수 있다. 오프셋 보상은 상기 신호로부터 장시간 필터링된 신호, 예를 들어 방금 주어진 40 내지 80ms를 넘는 신호의 중간값을 감산하여 구해질 수 있다. 두 개의 양의 영 교차점(zero crossing) 사이에서의 지속 시간은 주기 지속에 대한 기준이다. 구해진 신호의 최대값 및 진폭은 펌프 출력에 직접 따른다. 예를 들어, 결정된 신호값과 유도된 테이블값의 비교를 통해 펌프 출력이 특성값과 일치되어 펌프가 정상적으로 기능하는지가 판단될 수 있다.
펌프가 주기적으로 작동되고, 평활화된 또는 오프셋 보상된 측정 신호의 영 교차점 및/또는 극값에 따라 확정 가능한 시점에서 제어되는 것은 유익하다. 이런 조치를 통해, 구조체 전파음 발생이 잡음 강도의 관점에서 감소되는 것이 가능하다. 펌프가 주기적으로 정확하게 작동되면, 펌프는 특히 조용하게 작동될 수 있다.
결정된 측정 신호의 결정된 펄스압 및 진폭의 높이를 이용하여 펌프의 효율이 감시되는 것이 본 발명에 따라 간단한 방식으로 가능하다.
본 발명에 따르는 브레이크 시스템의 양호한 실시예는 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도시된 브레이크 시스템에서 브레이크 페달이 부호(100)로 표시된다. 압력은 브레이크 페달에 의해 주 브레이크 실린더(110) 내에 형성된다. 페달 이동 센서(118)에 의해 브레이크 페달의 움직임이 파악된다. 주 브레이크 실린더(110)는 저장 탱크(115)에 연결된다. 주 브레이크 실린더(110)는 도시된 위치에서 통전되지 않은 상태에 있는 안전 밸브(120)에 연결된다. 상기 안전 밸브에 평행으로 페달 이동 시뮬레이터(125)가 연결된다.
주 브레이크 실린더 내 압력(PHZ)을 나타내는 신호를 제공하는 압력 센서(130)는 주 브레이크 실린더(110)와 안전 밸브(120) 및 페달 이동 시뮬레이터(125) 사이의 연결선에 배열된다.
안전 밸브(120)는 통전되지 않은 상태에서 주 브레이크 실린더와 방출 밸브(141, 142) 사이를 연결시킨다. 또한, 방출 밸브는 통전되지 않은 상태에서 방출 방향으로 연결되고, 휠 브레이크 실린더로 연결된다.
방출 밸브(141)는 우전륜의 휠 브레이크 실린더(VR)에 배치되고 방출 밸브(142)는 좌전륜의 휠 브레이크 실린더(VL)에 배치된다. 휠 브레이크 실린더의 압력은 센서(151, 152)에 의해 파악된다.
또한, 휠 브레이크 실린더는 유입 밸브(161, 162) 및 체크 밸브(170)를 통해 압력 저장기(185)에 연결된다. 압력 저장기(185) 내의 압력은 압력 센서(180)에의해 측정된다. 유입 밸브(161)는 우전륜에 배치되고, 유입 밸브(162)는 좌전륜에 배치된다.
또한, 압력 저장기(185)는 유입 밸브(163, 164)를 통해 좌후륜의 휠 브레이크 실린더(HL) 및 우후륜의 휠 브레이크 실린더(HR)에 연결된다. 좌후륜 및 우후륜의 휠 브레이크 실린더는 다시 방출 밸브(143, 144)를 통해 저장 탱크(115)에 연결된다.
방출 밸브(141, 142)는 안전 밸브(120)를 통해 마찬가지로 저장 탱크(115)에 연결될 수 있다.
펌프 모터(195)에 의해 작동되는 펌프(190)는 유압액을 저장 탱크(115)로부터 압력 저장기(185)로 공급한다.
추가의 압력 센서(200)는 펌프(190)의 출력부측, 즉 펌프(190)와 압력 센서(185) 사이에 제공된다. 상기 압력 센서(200)에 의해, 펌프 작동을 통해 유압액 내에서 발생되는 펄스압이 측정될 수 있다. 펄스압의 시간 경과는 펌프(190)의 방출 밸브의 주기적 개방에 상응한다. 측정된 펄스압 신호는 적합한 신호 처리를 수행하는 제어 유닛(300)에 전송 가능하다. 상기 제어 유닛(300)은, 도시된 전자 유압식 브레이크 시스템의 전체 작동, 즉 펌프, 밸브 및 나머지 압력 센서의 제어부를 제어 또는 조정하는 제어 유닛을 의미하는 것이다. 제어 유닛(300)의 입력 신호선 및 츨력 신호선은 부호(300) 및 부호(302)로 표시된다. 압력 센서(200) 또는 도시된 브레이크 시스템에 연결된, 신호선(301, 302)과 통신하는 신호선의 다른 요소들은 도면의 단순화하기 위해 개별적으로 도시되지 않는다.
설명된 전자 유압식 브레이크 시스템은 이하와 같이 작동된다.
평상적으로 작동될 때 안전 밸브(120)는 통전된다. 안전 밸브(120)는 저장 탱크(115)와 방출 밸브 사이를 연결시키고, 주 브레이크 실린더(110)와 방출 밸브 사이를 차단시킨다. 운전자가 브레이크 페달(100)을 작동하면, 센서(118)는 브레이크 페달(100)의 페달 이동에 상응되는 신호를 결정하고, 그리고/또는 센서(130)는 주 브레이크 실린더 내의 압력에 대한 압력 신호를 제공한다.
제어 유닛(300)은 운전자 요구에 일치하는 상기 신호들 중 적어도 하나로부터 그리고 다른 작동 변수들로부터 유입 밸브(161, 162, 163, 164) 및 방출 밸브(141, 142, 143, 144)를 가동하기 제어 신호를 결정한다.
펌프 모터(195)가 통전되어 펌프(190)는 작동되고 저장 탱크(115)로부터 압력 저장기(185)로 유압액을 공급한다. 이는 압력 센서(180)에 의해 측정된 압력 저장기(185) 내 압력을 상승시킨다. 유입 밸브(161 내지 164)의 개방 및 방출 밸브(141 내지 144)의 폐쇄에 의해 휠 브레이크 실린더 내의 압력은 운전자 요구에 따라 상승된다. 유입 밸브의 개방 및 방출 밸브의 폐쇄에 의해 휠 브레이크 실린더 내의 압력은 페달 작동에 상응되게 감소된다.
휠 브레이크 실린더 내의 압력이 압력 센서(151 내지 154)에 의해 측정되는 것은 특히 유익하다. 이런 경우에 압력 조정 및/또는 오류를 감시하는 것이 가능하다.
페달 이동 시뮬레이터(125)는 운전자가 브레이크 페달(100)에서 대응되는 힘을 느끼는 것에 영향을 미치는데, 상기 힘은 브레이크 페달의 상응되는 작동시에종래의 브레이크 시스템에서 발생될 수도 있다.
장치가 작동되지 않을 때, 안전 밸브(120)는 통전되지 않고, 주 브레이크 실린더(110)와 전륜(VL, VR)의 휠 브레이크 실린더 사이를 연결시킨다. 이로써, 운전자는 브레이크 페달을 통해 전륜 휠 브레이크 실린더로 바이패스를 가진다.
펌프(190)는 압력 저장기로 충분한 유압액을 공급해야 하고, 이로써 충분한 제동압이 제공될 수 있다. 펌프 작동의 감시는 압력 센서(200)에 의해 실행될 수 있다. 전술된 압력 센서(180)는 제거될 수 있는데, 이는 압력 센서(200)로부터의 장시간 필터링된 신호를 통해 저장기의 충전에 대한 정부가 제공되기 때문이다. 측정된 압력 신호의 주기 지속 시간은 펌프의 회전 지속 시간에 일치된다. 최대 펄스 높이 및 측정 신호의 진폭은 펌프 출력부에서의 소정의 탄성에서 그리고 압력 매체의 소정의 온도에서 펌프 출력에 대한 기준을 나타낸다. 제어 유닛(300) 내에서 실행되는 적합한 신호 처리에 의해 펌프 출력의 연속적인 감시, 특히 압력 저장기(185) 내의 동시적인 부피 감소가 가능하다. 전자 유압식 브레이크 시스템의 온도, 즉, 특히 유압액의 온도는 예를 들어 압력 센서(200) 내에 제공된 온도 측정 장치에 의해 측정될 수 있다. 이런 유형의 온도 측정 장치는 설명된 다른 브레이크 시스템 내에서 사용되는 압력 센서에도 제공 가능하다. 이렇게 측정된 온도 신호는 제어 유닛에 마찬가지로 전송될 수 있기 때문에 소정의 온도를 위해 측정되는 압력 신호는 제어 장치 내에 유도된 테이블 값과 비교될 수 있다. 이로써, 펌프 출력이 저장값 또는 특정값과 일치되는지가 간단하고 비용 절감적으로 결정될 수 있다.
압력 센서(200)가 본 발명에 따라 제공되어 임펄스 조정된 펌프(190)의 제어가 허용되고, 이에 의해 펌프에서의 소음 발생이 최소화될 수 있다. 압력 센서(200)에 의해 펌프(190)의 회전수가 간단하고 신뢰성있는 방식으로 결정되기 때문에 상기 회전수는 펌프 조정에서 있어서 기준 변수로써 사용될 수 있다. 전체적으로, 압력 센서(200)를 펌프(190)의 출력부측에 배치함으로서 펌프의 효율이 지속적으로 감시될 수 있고, 펌프는 계속 일정한 회전수로 그리고/또는 정확한 주기로 제어되어 적은 소음으로 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 도2의 흐름도에서 다시 설명된다. 단계(101)에서, 펌프(190)에 의한 압력 저장기(185)로의 유압액 공급이 달성된다. 상기 단계에 이어지는 단계(102)에서, 펌프 작동 중에 발생하는 펄스압의 결정이 압력 센서(200)에 의해 실행된다. 계속되는 단계(103)에서, 결정된 펄스압의 평가에 의해 펌프 출력의 제어 내지 감시를 위한 측정 신호가 얻어진다. 이어지는 단계(104)에서, 얻어진 측정 신호의 평활화 및/또는 오프셋 보상이 달성된다. 단계(105)에서, 펌프의 제어가 이런 평활화 내지 오프셋 보상된 신호를 기초로 측정 신호의 극값(extremum) 및/또는 영 교차점에 따라 확실한 시점에서 달성된다.
상기 장치 및 방법은 실시예에서 제시된 전자 유압식 브레이크 시스템에만 한정되는 것이 아니다. 오히려, 본 발명은 압력 매체를 공급하는 수단, 특히 펌프의 출력부에서 펄스압이 파악되어 평가될 수 있는 임의의 브레이크 시스템에 배치 가능하다.

Claims (6)

  1. 유압액이 압력 저장기(185)로부터 밸브 수단(161, 162, 163, 164)을 통해 각각의 휠 브레이크 실린더로 분사될 수 있고, 상기 유압액이 펌프(190)에 의해 압력 저장기로 공급될 수 있는 브레이크 시스템, 특히 전자 유압식 브레이크 시스템에 있어서,
    펌프 작동시 유압액에서 발생되는 펄스압을 결정하기 위해 펌프(190)의 출력부에 배치된 압력 센서(200)와, 펌프(190)의 감시 및/또는 조정을 위한 측정 신호를 얻도록 펄스압을 평가하기 위한 수단(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력 센서(200)는 펌프(190)의 출력부에 직접 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 유압액이 압력 저장기(185)로부터 밸브 수단(161, 162, 163, 164)을 통해 휠 브레이크 실린더로 분사되고, 유압액이 펌프(190)에 의해 압력 저장기(185)로 공급되는 브레이크 시스템, 특히 전자 유압식 브레이크 시스템을 감시 및/또는 조정하기 위한 방법에 있어서,
    펌프(190)의 작동시에 발생되는 펄스압이 결정되어, 펌프(190)의 감시 및/또는 조정을 위한 측정 신호를 얻기 위해 평가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 구해진 측정 신호의 평활 및/또는 오프셋 보상이 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 펌프(190)는 주기적으로 작동되고, 상기 펌프는 일정한 시점에서 평활된 그리고/또는 오프셋 보상된 신호의 평활 및/또는 극값에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프(190)의 효율이 결정된 펄스압의 높이와, 펄스압으로부터 결정된 측정 신호의 진폭에 의해 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
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