KR20070007145A - 자동차 브레이크 시스템용 작동 유닛을 작동시키는 방법 - Google Patents

자동차 브레이크 시스템용 작동 유닛을 작동시키는 방법

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KR20070007145A
KR20070007145A KR1020067021645A KR20067021645A KR20070007145A KR 20070007145 A KR20070007145 A KR 20070007145A KR 1020067021645 A KR1020067021645 A KR 1020067021645A KR 20067021645 A KR20067021645 A KR 20067021645A KR 20070007145 A KR20070007145 A KR 20070007145A
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폰 알브리히스펠트 크리슈티안 알브리히
군터 부슈만
만프레트 뤼퍼
로타 킨레
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

'와이어식 브레이크' 형태의 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법으로서,
a) 운전자의 의사에 따라 브레이크 페달과 전자 제어 유닛에 의해 작동될 수 있는 브레이크 부스터로서, 와이어식 브레이크 작동 모드에서 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결을 분리하기 위한 수단이 제공되는 브레이크 부스터,
b) 브레이크 부스터의 뒤에 연결되는 메인 브레이크 실린더,
c) 운전자의 감속 의사를 감지하는 수단, 그리고
d) 와이어식 브레이크 작동 모드에서 브레이크 부스터의 작동에 상관없이 브레이크 페달에 작용하는 복원력을 시뮬레이트하기 위해 브레이크 페달과 상호작용하고, 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결이 분리되는 와이어식 브레이크 작동 모드에서는 기능할 수 있고, 와이어식 브레이크 작동 모드가 아닌 경우에는 기능할 수 없는 페달 경로 시뮬레이터를 포함하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법을 개시한다.
회생 브레이킹 과정 중 브레이크 페달 (1) 에 연결되는 피스톤 로드 (10) 의 단부와 브레이크 부스터 (3) 의 공압 제어 밸브 (9) 의 제어 피스톤 (11) 사이의 고정된 구조적 간극을 최소화하기 위해, 브레이크 페달 (1) 과 브레이크 부스터 (3) 사이의 힘 전달 연결이 생기기 직전에 브레이크 부스터 (3) 가 작동하지 않고 브레이크 페달 (1) 이 소정의 작동 경로를 이동하는 동안 소프트웨어적 수단이 수행되어, 브레이크 페달 (1) 과 브레이크 부스터 (3) 사이에서 힘 전달 연결이 형성되는 것을 방지한다.

Description

자동차 브레이크 시스템용 작동 유닛을 작동시키는 방법{PROCESS FOR OPERATING AN ACTUATION UNIT FOR A MOTOR VEHICLE BRAKING SYSTEM}
본 발명은 '와이어식 브레이크(brake-by-wire)' 형태의 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법으로서,
a) 브레이크 페달과 전자 제어 유닛 둘 다에 의해 운전자의 의사에 응하여 작동가능한 브레이크 부스터로서, '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결을 분리하기 위한 수단이 제공되는 브레이크 부스터,
b) 브레이크 부스터의 하류부에 연결되는 마스터 브레이크 실린더,
c) 운전자의 감속 요청을 감지하는 수단, 및
d) 브레이크 페달과 상호작용하고 브레이크 부스터의 작동에 상관없이 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달에 작용하는 복원력이 시뮬레이트될 수 있도록 하며, 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결이 분리되는 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서는 기능할 수 있고, '와이어식 브레이크' 작동 모드 이외에서는 기능할 수 없는 페달 경로 시뮬레이터를 포함하는 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법에 관한 것이다.
국제 특허 출원 제 WO 2005/014351 호에는 이런 형태의 작동 유닛이 개시되었다. 이런 형태의 브레이크 작동 유닛은, 소위 회생 브레이크 작동이 수행되는 자동차에 사용되는 브레이크 시스템에 특히 적합하다. 제네레이터 가스(generator gas)에 작용하는 전기 모터에 의해 규정된 감속치가 달성될 수 있는 하이브리드 구동 또는 전기 구동식 차량이 그 예로 언급될 수 있다. 이러한 구성에서, 브레이크 페달과 연결되는 피스톤 로드의 단부와 공압식 제어 밸브의 제어 피스톤 사이에 제공되는 축방향 슬롯이 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결을 분리하는데 사용된다. 작동 유닛이 소위 '후퇴 모드'에서 작동할 때, 특히 제어 밸브의 전기 기계적 작동의 실패시, 이 슬롯은 브레이크 페달에서 느낄 수 있는 소실 경로를 나타낸다. 그러므로 상기 언급한 슬롯의 치수를 가능한 작게 정하는 것이 적합하다.
회생 브레이크 작동을 수행하는 이러한 형태의 브레이크 작동 유닛을 사용하는 경우, 슬롯은 전기 모터가 브레이크 효과를 발생시키는 작동 경로의 범위를 나타내기 때문에 더 큰 슬롯을 사용하는 것이 유리하다. 게다가, ABS 브레이크 작동 중 페달감의 자극을 피할 수 있다. 그러나, 이 요구는 상기 언급된 최소 슬롯을 실현해야한다는 요구와 상반된다.
상기 관점에서, 본 발명의 목적은 회생 브레이크 작동을 수행할 수 있는 차량에서 구조적으로 소정의 축방향 슬롯을 최소화도록 해주는, 상기 언급된 방식의 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법을 밝히는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 브레이크 부스터의 작동이 예정되어 있지 않고, 브레이크 페달이 소정의 작동 경로를 이동하는 동안, 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결이 생기기 직전에 소프트웨어와 관련된 기술적 수단이 실행되고, 이는 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결을 방지함으로써 실현될 수 있다.
본 발명의 사상을 좀 더 명확하게 하기 위해서, 전자 제어 유닛은 마스터 브레이크 실린더에서의 모든 소실 경로가 제거되는 방식으로 브레이크 부스터를 작동시키도록 구성된다.
상기 언급된 방법의 다른 바람직한 개량에서, 전자 제어 유닛은 마스터 브레이크 실린더에 연결되는 휠 브레이크의 모든 간극이 제거되는 방식으로 브레이크 부스터를 작동시킨다.
본 발명의 방법의 다른 바람직한 개량에서, 전자 제어 유닛은 출구 밸브를 경유해서 휠 브레이크에 연결될 수 있는 저압 어큐뮬레이터로 규정된 부피의 압력 유체가 배출되는 방식으로 브레이크 부스터를 작동시킨다.
전기 구동 모터를 장착한 자동차에서 실시되는 본 발명의 방법에 있어서, 다른 특별히 바람직한 특징은 자동차의 한 차축과 결합하는 휠 브레이크의 간극이 제거되고, 다른 차축 상의 브레이킹은 전기 구동 모터에 의해 수행된다는 점이다.
축방향 슬롯이 소정의 최소치 밑으로 떨어질 때, 소프트웨어와 관련된 기술적 수단이 실행되고, 그 슬롯은 브레이크 페달에 연결되는 피스톤 로드와 브레이크 부스터의 공압식 제어 밸브의 제어 피스톤 사이에 제공되도록 구성하는 것이 특히 유리하다.
최소치는 피스톤 로드의 작동 경로와 마스터 브레이크 실린더를 작동시키는 부스터의 출력 부재에 의해 브레이크 부스터의 작동시 이동되는 경로로부터 결정되는 것이 바람직하다.
그 밖에, 소프트웨어와 관련된 기술적 수단은 피스톤 로드의 작동 속도에 응하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 특징과 장점은 첨부 도면을 참고하여 이하의 서술에서 자세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 방법이 실시될 수 있는 브레이크 시스템의 개략도이다.
도면에 도시되어 있고 '와이어식 브레이크' 형태의 자동차 브레이크 시스템의 작동을 위한 브레이크 시스템은, 브레이크 부스터, 바람직하게는 진공 브레이크 부스터 (3), 유압 제어 유닛 (17) 의 중개에 의해 자동차의 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 가 압력 챔버(비도시)에 연결되고, 또한 브레이크 부스터 (3) 의 하류부에 연결되는 마스터 브레이크 실린더, 바람직하게는 직렬 마스터 실린더 (4), 마스터 브레이크 실린더 (4) 와 결합하는 압력 유체 탱크 (5), 운전자에 의해 브레이크 부스터 (3) 를 작동시키기 위한 브레이크 페달 (1), 특히 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달 (1) 과 협동 작용하고 운전자에게 통상적인 브레이크 페달감을 전해주는 페달 경로 시뮬레이터 (2), 운전자의 감속 요청 또는 브레이크 페달 (1) 의 작동 경로를 감지하는 한 개 이상의 센서 장치 (6), 및 브레이크 부스터 (3) 로의 공기 공급을 제어하는 공압식 제어 밸브 (9) 를 운전자의 의사와 관계없이 작동시키는 것을 가능하게 해주고, 출력 신호로 브레이크 부스터 (3) 에 결합되는 전자석 (8) 의 작동을 다른 것들 사이에서 가능하게 해주는 전자 제어 유닛 (7) 을 본질적으로 포함한다. 이하 기재에서 자세히 설명되듯이, 전자 제어 유닛 (7) 은 브레이크 부스터 (3) 의 특징량, 바람직하게는 브레이크 부스터 (3) 의 출력 부재 (20) 가 이동하는 경로를 제어하기 위한, 그리고/또는 시스템 내에 작용하는 유압을 제어하기 위한 제어 회로를 포함한다.
브레이크 페달 (1) 에 연결되는 피스톤 로드 (10) 의 단부와 상기 제어 밸브 (9) 의 제어 피스톤 (11) 사이에 제공되는 축방향 슬롯 (a) 은 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달 (1) 과 브레이크 부스터 (3) 사이의 힘 전달 연결의 분리를 확실하게 해준다. 경로 센서 (18) 는 브레이크 부스터 (3) 의 부스팅 동력을 발생시키는 가동벽 (19) 의 경로 또는 브레이크 부스터 (3) 의 상기 출력 부재 (20) 의 경로를 감지하는데 이용되고, 출력 부재 (20) 는 그 출력힘을 마스터 브레이크 실린더 (4) 의 도시되지 않은 제 1 피스톤에 전달한다. 추가로, 압력 센서 (21) 는 유압 제어 유닛 (17) 내에서 일체화되고 시스템 내에 작용하는 입구 유압을 감지한다.
상기 언급되었듯이, '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달에 작용하는 복원력은 브레이크 부스터 (3) 의 작동에 상관없이 페달 경로 시뮬레이터 (2) 에 의해 시뮬레이트될 수 있고, 이 페달 경로 시뮬레이터 (2) 는 브레이크 페 달 (1) 과 브레이크 부스터 (3) 사이에서의 힘 전달 연결이 분리되는 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서는 기능할 수 있고, 또한 '와이어식 브레이크' 작동 모드 이외에서는 기능할 수 없는 방식으로 구성된다. 페달 경로 시뮬레이터 (2) 는 브레이크 페달 (1) 에 관절식으로 연결되는 작동 부재 (12) 에 의해 작동된다.
또한, 유압 조절 및 제어 유닛 (HCU) (17) 은 브레이크 압력 제어 작업을 수행하기 위해 필요한 모든 유압 및 전기유압 구성요소를 포함한다. 이 중에는 브레이크 회로마다: 각각 한 개의 분리 밸브 (22a, 22b), 한 개의 전기 전환 밸브 (23a, 23b), 각 경우에 유압 복귀 펌프 (24a, 24b), 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 의 브레이크 압력의 선택적인 조정을 위한 전기적으로 작동할 수 있는 두 개의 압력 제어 밸브 또는 입구 및 출구 밸브 (25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b, 28a, 28b), 각각 한 개의 저압 어큐뮬레이터 (29a, 29b), 및 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 에 결합되는 압력 센서 (30, 31, 32, 33) 가 있다.
상기 언급되었듯이, 본 발명의 방법은 특히 회생 브레이크 작동을 수행할 때 축방향 슬롯 (a) 의 최적의 치수를 구하거나 최소화하는데 이용되고, 브레이크 효과의 일부는 제네레이터 가스에 작용하는 전기 모터에 의해 제공된다. 이런 형태의 부분적인 브레이크 작동에서 브레이크 부스터 (3) 가 작동되지 않거나 차량이 유압으로 작동가능한 마찰 브레이크에 의해 감속되지 않으면서 브레이크 페달 (1) 의 긴 작동 경로가 허용되는 것이 바람직하다. 따라서, 축방향 슬롯 (a) 은 단지 적은 감속, 예를 들어 0.1 g 를 확보해주는 것으로 평가될 수 있다. 이 슬롯이 브레이크 작동 중에 거의 좁혀진다면, 브레이크 부스터 (3) 의 가동벽 (19) 또는 그것의 출력 부재 (20) 의 전진 이동에 의해 마스터 브레이크 실린더 (4) 의 두 피스톤이 옮겨져서 마스터 브레이크 실린더 (4) 에 존재하는 어떤 소실 경로, 예를 들어 이용가능한 중심 밸브의 폐쇄 경로가 제거되는 방식으로 피스톤 로드 (10) 와 제어 밸브 (9) 의 제어 피스톤 (11) 사이의 힘 전달이 일어나기 직전에 전자석 (8) 이 작동한다. 이 방법은 슬롯 (a) 의 증가를 야기하지만, 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 에서의 압력은 증가되지 않는다. 브레이크 페달 (1) 을 더 강하게 눌러서 슬롯이 다시 거의 좁혀진다면, 브레이크 부스터 (3) 의 더 강한 작동으로 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 의 간극을 제거할 것이다. 이 경우에 슬롯 (a) 이 더 크게 증가할 것이고 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 에서 압력이 무시해도 좋을 정도만 증가할 것이다. 그 다음, 브레이크 페달 (1) 의 한층 더 강한 사용에 의해 슬롯 (a) 이 다시 거의 없어질 때, 회생식으로 필요한 감속을 발생시키는 것이 여전히 가능하지만, 브레이크 부스터 (3) 는 마지막 단계에서 더 강하게 작동할 것이고 휠 브레이크 (13, 14, 15 ,16) 에서의 압력 축적은 상기 언급된 저압 어큐뮬레이터 (29a ,29b) 로 압력 유체를 배출함으로써 방지할 수 있다.
물론, 본 발명의 다른 변형도 발명의 범위 내에서 가능하다. 따라서 구동 상태 또는 구동 트랙에 의해 주어지는 가능한 감속에 따라 소프트웨어와 관련된 기술적 수단이 추가될 수 있다.

Claims (8)

  1. '와이어식 브레이크' 형태의 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법으로서,
    a) 브레이크 페달과 전자 제어 유닛 둘 다에 의해 운전자의 의사에 응하여 작동가능한 브레이크 부스터로서, '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 브레이크 페달과 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결을 분리하기 위한 수단이 제공되는 브레이크 부스터,
    b) 상기 브레이크 부스터의 하류부에 연결되는 마스터 브레이크 실린더,
    c) 운전자의 감속 요청을 감지하는 수단, 및
    d) 상기 브레이크 페달과 상호작용하고 상기 브레이크 부스터의 작동에 상관없이 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서 상기 브레이크 페달에 작용하는 복원력이 시뮬레이트될 수 있도록 하며, 상기 브레이크 페달과 상기 브레이크 부스터 사이의 힘 전달 연결이 분리되는 '와이어식 브레이크' 작동 모드에서는 기능할 수 있고, '와이어식 브레이크' 작동 모드 이외에서는 기능할 수 없는 페달 경로 시뮬레이터를 포함하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법에 있어서,
    상기 브레이크 부스터 (3) 의 작동이 예정되어 있지 않고, 상기 브레이크 페달 (1) 이 소정의 작동 경로를 이동하는 동안, 상기 브레이크 페달 (1) 과 상기 브레이크 부스터 (3) 사이의 힘 전달 연결이 생기기 직전에 소프트웨어와 관련된 기 술적 수단이 수행되고, 이는 상기 브레이크 페달 (1) 과 상기 브레이크 부스터 (3) 사이의 힘 전달 연결을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛 (7) 은 상기 마스터 브레이크 실린더 (4) 에서의 모든 소실 경로가 제거되는 방식으로 상기 브레이크 부스터 (3) 를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛 (7) 은 상기 마스터 브레이크 실린더 (4) 에 연결되는 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 의 모든 간극이 제거되는 방식으로 상기 브레이크 부스터 (3) 를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전자 제어 유닛 (7) 은 출구 밸브 (26a, 26b; 28a, 28b) 를 경유해서 상기 휠 브레이크 (13, 14, 15, 16) 에 연결될 수 있는 저압 어큐뮬레이터 (29a, 29b) 로 규정된 부피의 압력 유체가 배출되는 방식으로 상기 브레이크 부스터 (3) 를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 방법은 전기 구동 모터를 장착한 자동차에서 실시되며, 자동차의 한 차축과 결합하는 휠 브레이크의 간극이 제거되고, 다른 차축 상의 브레이킹은 상기 전기 구동 모터에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 축방향 슬롯 (a) 이 소정의 최소치 밑으로 떨어질 때, 상기 소프트웨어와 관련된 기술적 수단이 수행되고, 그 슬롯은 상기 브레이크 페달 (1) 에 연결되는 피스톤 로드 (10) 와 상기 브레이크 부스터 (3) 의 공압식 제어 밸브 (9) 의 제어 피스톤 (11) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 최소치는 상기 피스톤 로드 (10) 의 작동 경로와 상기 마스터 브레이크 실린더 (4) 를 작동시키는 상기 부스터의 출력 부재 (20) 에 의해 상기 브레이크 부스터 (3) 의 작동시 이동되는 경로로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 소프트웨어와 관련된 기술적 수단은 상기 피스톤 로드 (10) 의 작동 속도에 응하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 시스템용 브레이크 작동 유닛을 작동시키는 방법.
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