KR20080040752A - 차량 브레이크 시스템에서 초기 압력을 결정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저압 어큐뮬레이터로부터 마스터 브레이크 실린더로의 브레이크 유체의 복귀 운반에 사용되는 펌프의 클록 작동 모터의 후속 전압의 변동을 고려하여, 차량 브레이크 시스템의 휠 브레이크 실린더의 입구 밸브와 마스터 브레이크 실린더 사이에 발생되는 초기압력을 결정하며, 상기 전압 변동의 특성량이 측정되고, 각각의 경우에 초기 압력값을 결정하는데 고려되며, 측정된 특성량의 질 및/혹은 신뢰도를 평가하고, 상기 측정된 특성량의 질 및/혹은 신뢰도가 부족한 경우에 상기 특성량 및/혹은 이들로부터 결정된 초기 압력 값을 필터링 및/혹은 제어하고, 비슷한 크기의 압력 값만을 고려하는 경우, 다양한 특성량로부터 결정된 초기 압력값을 평균 내고, 변동을 감소시키기 위해 초기 압력 값을 시간적 평균 내는 초기 압력을 결정하는 방법에 대한 것이다.

Description

차량 브레이크 시스템에서 초기 압력을 결정하는 방법{METHOD FOR DETERMINING INITIAL PRESSURE IN A MOTOR VEHICLE BRAKING SYSTEM}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 차량 브레이크 시스템에서 초기압을 결정하는 방법 및 이 방법을 적용한 장치에 관한 것이다.

특히 안티록 시스템 (ABS), 및 주행 안정성 제어 시스템 (예를 들면, ESP) 같은 전기적 브레이크 시스템을 최적으로 활용하기 위하여, 휠 브레이크 실린더에 각각 연결된 입구 및 출구 밸브를 소위 초기 압력을, 즉 마스터 브레이크 실린더와 입구 밸브 사이의 압력을 고려하여 구동시키는 것이 바람직하다. 압력 센서를 사용하여 이 압력을 측정하는 것도 가능하지만, 이러한 목적에 적합한 센서는 매우 고가이다.

문헌 DE 199 46 777 A1 은 차량 브레이크 시스템의 바퀴 브레이크 실리더의 입구 벨브와 마스터 브레이크 사이에 걸리는 초기 압력을 결정하기 위하여, 펌프의 클록-작동 모터의 후속 전압을 사용하며, 이 펌프는 휠 브레이크 실린더의 출구 측에 배열된 어큐뮬레이터 챔버로부터 마스터 브레이크 실린더 안으로 브레이크 유체의 순환 운반을 위하여 뿐만 아니라, 어큐뮬레이터 챔버에서 측정 혹은 결정된 어큐뮬레이터 챔버 압력을 사용하기 위하여 제공된다. 사용된 압력 밸브의 정확 도는 나타나 있지 않다.

본 발명은 정확하고, 신뢰할 수 있으며 간단한 방법으로 초기압력을 결정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1 에 기재된 방법에 의해서 달성된다.

본 발명은 결정되는 초기 압력의 다른 정도에 의존하는 전압 변동의 다양한 특성량이 클록 방식으로, 특히 펄스 폭 변조 (pulse-width modulation; PWM) 에 의해서 작동하는 순환 펌프의 모터에서 결정된다는 발상에 근거한 것이다. 초기 압력은 함수적 관계, 특히 선형관계에 근거하여 이런 특성량들 각각으로부터 및 보정용으로 제공된 측정 결과를 사용하여 결정된다. 전압 변동에서 측정의 오차, 이탈 혹은 간단한 방해의 영향은 본 발명에 따를 때 최소화되는데, 이는 특성량이 대량이며, 특히 저압 어큐뮬레이터의 충전 레벨과 같은 추가적인 측정 데이터를 사용하여 측정된 변수가 평가되고, 데이터의 선택적인 평균화 및 조정, 필터링 때문이다. 이리하여 초기 압력에 대한 정량적 자료를 잘 확립할 수 있다.

본 발명의 방법을 사용함으로써 압력 센서는 필요없게 되며, 본 발명에 따라 결정된 초기 압력을 고려하여 브레이크 제어는 상당히 향상될 수 있다. 유리하게는, 본 발명에 따라 결정된 초기 압력은 기존의 압력 센서의 작동성 테스트에도 사용될 수 있다. 압력 센서에 오류가 있는 경우, 본 발명에 따라 결정된 초기 압력이 압력 센서에 의해서 측정된 초기 압력을 대신할 수 있다.

또한, 본 발명은 청구항 8 및 9에 다른 전기유압식 (electrohydraulic) 압력 제어 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 차량용 전자 브레이크 시스템 혹은 차량의 주행 역학을 제어하기 위한 전자적 제어 장치에 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 이하의 상세한 설명 및 종속항에 설명한다.

첨부된 도면은 다음과 같다.

도 1 은 단 하나의 휠 브레이크 회로가 도시된 차량 브레이크 시스템의 개략도이다.

도 2 는 모터에서 공급 전압의 온-오프-온 싸이클 동안에 모터 전압 변화의 개략도이다.

도 1 은 슬립-제어 차량 브레이크 시스템 (1) 의 브레이크 회로의 일례를 도시하고 있으며, 여기서 단 하나의 휠 브레이크 회로만이 도시되어 있다. 브레이크 시스템 (1) 은 휠 브레이크 (8) 에 유압 연결부 (4) 에 의해서 연결된 마스터 브레이크 실린더 (2) 를 가진 브레이크 장치와 유압 장치 (6) 및 전기 장치 (7) 를 포함하는 분배 장치 (5) 를 포함한다. 유압 장치 (6) 는 각 휠 브레이크 (8) 용으로 전자기적으로 작동가능한 입구 및 출구 밸브 (9, 10) 같은 유압 및 전기유압식 요소를 위한 수용 몸체를 가진다. 연결부 (4) 에서 상기 휠 브레이크 용 정상 개방형 입구 밸브 (9) 의 상류에는 제 2 휠 브레이크 회로로의 분기 (11) 가 있다. 휠 브레이크 (8) 로부터 나오는, 복귀 연결부 (12) 는 정상 폐쇄형 출구 밸브 (10) 을 통하여 저압 어큐뮬레이터 (13) 에 이어져 있으며, 이 저압 어큐뮬레이터는 ABS 제어 사이클로 인하여 휠 브레이크 (8) 로부터 배출되는 유압 유체를 수용할 수 있다. 이 저압 어큐뮬레이터 (13) 는 모터 구동 펌프 (14) 의 흡입측에 공급을 한다. 이 펌프는 레디얼 피스톤 펌프인 것이 바람직하며, 각 경우 흡입 측에서 흡입 밸브를, 압력 측에서는 압력 밸브를 특징으로 한다. 모터 (15) 와 펌프 (14) 는 집합체 (모터 펌프 집합체) 로서 설계되는 것이 바람직하며, 마스터 브레이크 실린더 (2) 의 방향으로 배출된 유압 유체를 복귀시킬 수 있다. 이 브레이크 시스템은 입구 밸브 (9) 의 상류에 연결되며 전자기적으로 제어가능한 정상 개방형 분리 밸브를 필요로 하는 예를 들면, 트랙션 슬립 제어 (TCS) 혹은 주행 안정성 제어 (ESP) 같은 기능의 추가적 기능를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

ABS 제어 중에, 출구 밸브 (10) 을 통한 압력 감소 과정으로부터 야기되는 압력차가 입구 밸브 (9) 에서 발생된다. 휠 브레이크 (8) 로부터 빠져나온 유체는 저압 어큐뮬레이터 (13) 로 들어간다. 동시에, 펌프 (14) 가 작동되며, 초기 압력에 대항하여 입구 밸브 (9) 의 상류에서 압력 센서 (3) 의 방향으로 배출 유체를 펌핑한다.

펌프 (14) 의 전기 모터 (15) 는 개별적으로 여기되는 d.c. 장치, 특히 영구자석 여기 커뮤니케이터 장치를 기반으로 하며, 이의 속도는 일정한 공급 전압의 펄스 폭 변조 (PWM) 로 제어된다. 본 발명에서 소정의 수 (예를 들면, 1 내지 12) 의 속도단이 가능하다. 회전 속도를 제어하기 위하여, 고정된 간격 (한 PWM 사이클, 예를 들면 T=60초) 에서 모터에 공급되는 공급 전압의 시작 페이즈 및 셧-오프 페이즈의 지속이 조절된다. 모터의 전 구동 (속도단 12) 은 상기의 전체 간격에 걸쳐 공급되는 공급 전압 (시작 페이즈) 에 대응된다. 구동이 감소됐을 때, 모터의 공급 전압은 특정시간 이후에 (예를 들면, 속도단 8 에 대하여 40 ms 후) 사용할 수 없게 되며, PWM 싸이클의 남은 시간 동안 (예를 들면, 속도단 8에 대한 20ms) 에 셧-오프를 유지하며 (셧-오프 페이즈), 다음 PWM 싸이클의 시작 페이즈의 개시까지 다시 사용할 수 없다. 구동 (속도단) 의 감소와 함께 시작 페이즈의 펄스 폭 (모터에서의 공급 전압은 있음) 은 감소하며, 셧-오프 페이즈의 펄스 폭 (모터에서 공급 전압은 없음) 은 증가한다.

도 2 는 모터의 공급 전압의 온-오프-온 싸이클 동안의 모터에서 전압 변화를 개략적으로 나타내고 있다. PWM 싸이클의 시작 페이즈 (E) 에서 모터 전압은 최대 가용 공급 전압에 대략 일치한다. PWM 셧-오프 페이즈 (A) 동안에, 모터 (15) 는 발전기로서 작동하며, 발전된 전압을 끌어 사용할 수 있다. 도 2 는 실시예의 방법에 대해 관련된 전압 변동의 몇몇 특성량을 도시하고 있다: 공급 전압이 사용 가능할 때 최종 전압값 (U^OnL), 공급 전압이 재사용가능할 때의 제 1 전압값 (U^OnF), 공급 전압이 사용 불가능한 후의 제 1 전압값 (U^Off), 공급 전압이 아직 사용 가능할 때의 최종 전압값과 공급 전압이 사용 불가능한 후의 제1 전압값 사이의 차이 (U^Fall), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 최저 획득 전압값 (U^Min), 공 급 전압이 사용 불가능할 때의 전압값의 합 (U^Sum), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 전압 강하의 기울기 (U^Slope), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 최저 획득 전압 값과 공급 전압이 다시 사용가능할 때의 제 1 전압값 사이의 차이 (U^Rise) , 전압이 0 까지 떨어지는 시간 (T^Fall).

보정을 위한 측정값의 결과와 함수적 관계에 근거하며, 전압 변동의 특성량 각각은 초기 압력 값을 결정하는데 사용될 수 있다. 실시예에서, 전기 브레이크 시스템의 프로세서에서 점검하고 관리하기 쉬운 가장 빠른 가능한 평가를 하기 위해서, 파라미터 (U) 와 초기 압력 (P) 사이의 관계는 아래와 같은 단순한 선형 관계가 선택된다.

P = P₀ + P₁ ×U

이 경우, U 는 위에서 예시한 모터의 전압 변동의 특성량 중 하나이다. 각 특성량에 대한 파라미터 P₀ 와 P₁ 은 보정을 위한 측정값으로부터 얻어진다.

전압 변동에서 측정의 오차, 이탈 혹은 다른 간단한 방해에 의해 가능한 최소한으로 영향받는 초기 압력 값을 결정하기 위하여, 예컨대 이하의 조치가 취해진다. 그러나, 하나 혹은 다수의 조치가 취해지더라도, 이는 발명의 범위에 포함된다.

측정된 특성량, 즉 펌프 모터에서 전압 변동의 질 및/혹은 신뢰도가 평가된다. 이에 근거하여, 필요에 따라서 데이터가 필더링 및/혹은 조정된다. 브 레이크 회로에 있는 저압 어큐뮬레이터의 하나 혹은 둘이 비거나 두 속도단 사이에 펌프가 있을 때, 전압 변동에서 방해가 발생하는 것이 바람직하다. 만일 상기 두 경우 중 하나도 없으며, 전압 변동이 방해받지 않으면, 특성량은 신뢰할 수 있으며, 초기 압력에 대한 개별 값은 선형 관계에 근거하여 특성량으로부터 결정된다. 만일 신호에 방해가 있는 경우 및/또는 상기 두 경우 중 하나가 발생하는 경우, 특성량은 신뢰할 수 없는 것으로 평가된다. 이 경우, 특징적 값이 신뢰할 수 없을 때까지, 최종으로 신뢰할수 있는 것으로 인정된 초기 압력 값을 유지하는 것이 가장 간단한 방법이다. 하나 혹은 두 저압 어큐뮬레이터가 빈 경우, 초기 압력을 결정하기 위한 특성량을 사용하는 것이 비록 그 특성량들이 신뢰할 수 없는 것으로 받아들여졌다고 하더라도 바람직하다. 하나 혹은 두 저압 어큐뮬레이터가 빈 경우, 두 과정에서의 결과를, 즉 최종으로 신뢰할수 있는 것으로 인정된 초기 압력 값과 신뢰할 수 없는 것으로 인정된 특성량으로부터 결정된 초기 압력 값을 평균 내는 것이 바람직하다.

PWM 싸이클 당 다양한 특성량로부터 결정된 초기 압력이 최종 초기압력을 결정하기 위하여 평균 내어진다. 만일 측정 혹은 평가에 오류가 없고, 다양한 특성량로부터 결정된 초기 압력이 대략 동일하다면, 이탈을 제거하기 위하여 2 이상의 압력 값을 평균낼 때 (최대, 최소 값을 제외하고 평균을 내는 작업), 비슷한 크기의 압력 값만을 고려하는 것이 바람직하다.

각 경우, 모든 특성량이 사용 가능할 때, PWM 싸이클의 마지막에서 이 평균 작업이 수행될 수 있다 (즉 PWM 싸이클당 한번). 바람직하게는, PWM 싸이클당 두번의 평균 작업이 수행될 수 있으며, 이는 특성량 (U^OnL, U^Off 및 U^Fall) 이 PWM 싸이클 동안에 더 빠른 시기에 사용가능한 반면에, 다른 특징적 양은 PWM 싸이클의 끝에서만 사용가능하기 때문이다.

변동을 감쇠하기 위해서, 다른 시간적 평균 작업을 수행하는 것이 바람직한데, 즉 다음 초기 압력 (P_i') 이 현재 얻어진 초기 압력 (P_i) 과 지난번에 결정된 초기 압력 (P_{i -1}) 의 평균 작업의 결과이다 (P_i' = (P_{i -1} + P_i)/2 ).

Claims (9)

1. 저압 어큐뮬레이터로부터 마스터 브레이크 실린더로의 브레이크 유체의 복귀 운반에 사용되는 펌프의 클록 작동 모터의 후속 전압의 변동을 고려하여, 차량 브레이크 시스템의 휠 브레이크 실린더의 입구 밸브와 마스터 브레이크 실린더 사이에 발생되는 초기압력을 결정하는 방법으로서,

   상기 전압 변동의 특성량이 측정되고, 각각의 경우에 초기 압력 값을 결정하는데 고려되며, 이하의 단계 중 하나 이상, 특히 모두가 수행되는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.

   - 측정된 특성량의 질 및/혹은 신뢰도를 평가하는 단계

   - 상기 측정된 특성량의 질 및/혹은 신뢰도가 부족한 경우에 상기 특성량 및/혹은 이들로부터 결정된 초기 압력 값을 필터링 및/혹은 조정하는 단계

   - 비슷한 크기의 압력 값만을 고려하여, 다양한 특성량으로부터 결정된 초기 압력 값을 평균내는 단계

   - 변동을 감쇠시키기 위해 초기 압력 값을 시간적 평균 내는 단계
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터에서 공급 전압의 온-오프-온 싸이클 동안에 전압 변동의 사용되는 특성량은 다음과 같은 특성량 중 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.

   공급 전압이 사용 가능할 때 최종 전압값 (U^OnL), 공급 전압이 재사용가능할 때의 제 1 전압값 (U^OnF), 공급 전압이 사용 불가능한 후의 제 1 전압값 (U^Off), 공급 전압이 아직 사용 가능할 때의 최종 전압값과 공급 전압이 사용 불가능한 후의 제1 전압값 사이의 차이 (U^Fall), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 최저 획득 전압값 (U^Min), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 전압 값의 합 (U^Sum), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 전압 강하의 기울기 (U^Slope), 공급 전압이 사용 불가능할 때의 최저 획득 전압 값과 공급 전압이 다시 사용가능할 때의 제 1 전압값 사이의 차이 (U^Rise) , 전압이 0 까지 떨어지는 시간 (T^Fall).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전압 변동의 각 특성량에 대하여, 초기 압력과 특성량 사이에 선형 관계가 가정되며, 이 두 파라미터는 보정을 위한 측정으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   비어있거나 비어있지 않은 적어도 하나의 저압 어큐뮬레이터, 특히 두 개의 저압 어큐뮬레이터의 충전 레벨이 측정된 특성량의 신뢰도 및/또는 질을 평가하는 데 고려되는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 측정된 특성량의 신뢰도 및/또는 질이 부족한 경우, 그 특성량으로부터 초기 압력 값이 결정되지 않고, 신뢰할 수 있는 것으로 결정된 최근의 초기 압력값이 유지되는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 측정된 특성량의 신뢰도 및/또는 질이 부족함에도 불구하고 그 특성량으로부터 초기 압력값을 결정하는 초기 압력을 결정하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   제 5 항 및 제 6 항에 청구된 방법에 의하여 결정된 초기 압력값을 평균내는 것을 특징으로 하는 초기 압력을 결정하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 의한 방법이 수행되는, 특히 전자 차량 브레이크 시스템에서의 전기유압식 압력 제어 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   결정된 초기 압력이 압력 센서의 작동성을 시험하기 위한 비교값 및/또는 제 동 개입를 제어하기 위한 제어 변수로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전기유압식 압력 제어 장치.

Images