KR20090037882A - 저압 축압기를 갖는 모터 차량 브레이크 시스템 - Google Patents

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디에터 부르크하르트
안드레아스 콜
요헨 뮐러
파오우치 아탈라
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

모터 차량 브레이크 시스템 (1) 으로서,
브레이킹 매체에 의해 휠 브레이크 모듈 (6) 에 브레이크 실린더 (8) 에 의해 적용될 수 있는 브레이크 압력을 통해, 또한 과도한 브레이킹 매체를 일시적으로 수용하기 위한 저압 축압기 (13) 에 연결되는 유압 라인 (4) 을 가지며,
저압 축압기 (13) 는 백플로우 라인 (12) 과 일시적으로 저장된 브레이크 매체를 복귀시키기 위해서 복귀 라인 (12) 에 삽입된 복귀 펌프 (14) 를 통해 유압 케이블 (4) 에 연결되며, 펌프 용량에 해당하는 펌프 사이클의 일부중 각각의 브레이킹 사이클 내에서 구동이 발생하도록 펌프 용량을 조절하게 사이클로 구동되는 복귀 펌프 (14) 는 특히 높은 조작 안정성을 제공하고, 편안한 페달 감지를 제공하도록 의도된다. 이를 위해, 저압 축압기 (13) 의 충전 레벨의 고려 밀/또는 일시적인 유도에서의 미리 결정된 초기값에 기초하여, 적응식의 백플로우 라인 (12) 에서 삽입된 복귀 펌프 (14) 와 연관된 제어 유닛 (16) 이 브레이킹 사이클중 복귀 펌프 (14) 의 펌프 사이클의 개수동안 제어값을 발생한다.

Description

저압 축압기를 갖는 모터 차량 브레이크 시스템{MOTOR VEHICLE BRAKE SYSTEM HAVING A LOW PRESSURE ACCUMULATOR}
본 발명은 유압 라인을 가진 모터 차량 브레이크 시스템으로서, 이 유압 라인을 통해 브레이킹 매체에 의해 휠 브레이크 모듈에 브레이크 실린더에 의해 브레이크 압력을 가할 수 있고, 또한 이 유압 라인에는 과도한 브레이킹 매체를 일시적으로 수용하기 위한 저압 축압기가 연결되며, 저압 축압기는 피드백 라인과 피드백 라인에 연결되는 피드백 펌프를 통해 완충된 브레이킹 매체를 피드백하기 위해 유압 라인에 연결되며, 피드백 펌프는 전달 용량에 대응하는 펌프 스트로크의 일부중 각각의 브레이킹 사이클 내에서 활성화가 발생하도록 전달 용량을 설정하기 위해 주기적으로 구동되는, 모터 차량 브레이크 시스템 및 이 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
이러한 브레이크 시스템은, 통상 ABS 시스템의 범위 내에서 사용되며, 이러한 시스템에서, 피드백 라인에 연결되는 피드 펌프는 허용 압력으로서 언급되는 것의 함수로서 통상적으로 제어되며, 허용 압력은 즉, 휠 브레이크 모듈의 마스터 브레이크 실린더와 입구 밸브 사이에 존재하는 압력이다.
DE 199 46 777 호는 시계식으로 작동되며, 브레이크 유체를 휠 브레이크 실 린더의 출구 단부에 배치된 축압기 챔버로부터 마스터 브레이크 실린더 내로 피드백하는 데 사용되는 펌프의 모터의 런온 (run on) 전압 및 모터 차량 브레이크 시스템의 마스터 브레이크 실린더와 휠 브레이크 실린더의 입구 밸브 사이에서 우세한 허용 압력을 추정하기 위해서 축압기 챔버에서 판정되거나 측정되는 축압기 챔버 압력을 사용하는 방법을 개시한다.
게다가, DE 10 2005 041 556 A1 호는 마스터 브레이크 실린더와 휠 브레이크 실린더의 입구 밸브 사이에서 우세한 허용 압력을 판정하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 시계식으로 작동되며, 브레이크 유체를 저압 축압기로부터 마스터 브레이크 실린더 내로 피드백 하는데 사용되는 펌프의 모터의 런온 전압의 프로파일을 고려한 허가 전압을 판정한다. 상기 특허에서, 전압 프로파일의 복수의 특징적인 변수가 측정되며, 각각 허용 압력값을 판정하는데 사용된다. 게다가, 다양한 특징적인 변수로부터 판정된 허용 압력값이 평균화되며, 허용 압력값은 변동을 완충시키기 위해서 시간에 걸쳐 평균화된다.
이를 위해, 측정된 특징적인 변수의 불충분한 품질 및/또는 신뢰성이 존재하고, 유사한 크기의 압력값만이 이를 위해 사용되는 경우, 측정된 특징적인 변수의 품질 및/또는 신뢰성, 특징적인 변수 및/또는 그로부터 판정되는 허용 압력값의 필터링 및/또는 컨디셔닝의 평가에 사용된다.
모터 차량 브레이크 시스템은 하나 또는 그외의 복수 개의 저압 축압기를 포함할 수 있다. 조작중 동일한 충전 레벨을 갖지 않아도 되는 2 개의 저압 축압기가 바람직하게 제공된다.
저압 축압기의 충전 레벨은, 휠 실린더를 위한 출구 밸브에 의해 저압 축압기 내로 유입되는 용적 및 저압 축압기를 비우는 펌프의 피드 용적으로부터 기인 한다. ABS 제어 프로세스 중 입구의 양은 휠 실린더 압력및 출구 밸브의 구동 시간에 따른다고 알려져 있다. 어떠한 압력 센서도 존재하지 않고, 매개변수로서 ABS 제어 프로그램에서 통상적으로 입수가능하다면, 휠 실린더 압력은 모델 베이스에서 산출될 수 있는 것으로 공지되어 있다. 또한, 구동 시간은, 용적 유입이 근사 (approximation) 에 의해 판정될 수도 있도록 공지되어 있다. 저압 축압기로부터의 용적 유입은 펌프의 발전기 전압을 고려함으로써 그 자체가 공지의 방식으로 얻어진다. 마지막으로, 따라서, 입수 가능한 정보로부터 적어도 근사의 특정의 정도 (저압 축압기 모델) 로의 ABS 제어 프로세스중 저압 축압기의 충전 레벨을 산출할 수 있다.
ABS 제어 브레이크 시스템에서의 휠이 정지하게 되는 경향을 나타낸다면, 유압 브레이크 회로에서의 브레이크 압력은 브레이크 유체의 양이 회로에서 감소된다는 사실에 의해 저하된다. 이러한 추출된 브레이크 유체는 별개의 다수의 저압 축압기에서 완충되며, 대응하는 요구가 발생하는 경우 브레이크 회로로 다시 용이하게 피드 백될 수 있다.
전술한 모델 산출에 기초하여 측정되거나 추정되는 브레이크 유체의 입수가능한 양은 LPA 에서 상태의 평가를 위해 주된 기준으로서 모터 차량의 브레이크 시스템에서 사용된다. 또한, 차량의 휠의 거동은 완료를 위해 또한 차량 시스템의 자기 감시를 위해서 평가된다.
전체 ABS 제어 브레이킹 프로세스는 단지 브레이크 펌프의 최소 스위치 온만을 필요로 한다. 하기의 요구조건들은 이러한 목적을 위하여 브레이크 시스템에서 이루어진다:
1. 펌프는 가능한 경제적으로 사용되는 것이다.
2. 펌프의 노이즈는 가능한 감소되는 것이다.
3. 펌프의 활동도의 기능에 따라, 압력 상승시 단지 비교적 작은 변동이 발생하는 것을 확실하게 한다.
4. 브레이크 페달의 리바운드는 가능한 감소될 것이다.
5. 언제라도, 충분한 자유 공간이 초과 압력을 차지하기 위해서 LPR 또는 LPA 에서 입수가능한 것이다.
6. 상기 모든 조건은 차량의 타입 및 작동 온도 및 다른 조건과 관계없이 만족될 수 있다.
ABS 제어 브레이킹 프로세스 중, LPA 내에서의 브레이크 유체의 양은 2 개의 평행하게 진행하는 프로세스의 결과이다:
1. 유입 (Vin) : 브레이크 회로로부터 추출되는 브레이크 유체의 양은 ABS 시스템에 의해 야기되는 압력 강화를 특징화한다.
2. 유출 (Vout) : 이는 THC 회로로서 언급되는 것 내로의 브레이크 유체의 복귀 흐름으로 이해된다. THC 는 탠덤 마스터 실린더로 언급되는 용어이며, 즉 브레이크 유체를 취하여 요구 압력을 증가시키는데 사용되는 마스터 브레이크 실린 더이다.
그 결과, LPA 에서 입수가능한 브레이크 유체의 양은 식 VLPA=Vin-Vout 으로부터 산출된다.
저압 축압기는 충전 레벨에 따르는 압력 프로파일을 갖는 것으로 공지되어 있다. 충전 레벨이 낮다면, 저압 축압기의 압력은 낮다. 충전 레벨이 높을수록, 저압 축압기의 압력이 높아진다. 저압 축압기를 갖출 모터 차량 브레이크 시스템에 존재하는 피드백 펌프는 풀 파워로 항상 작동되며, 그 결과, 저압 축압기는 항상 비워진다. 그러나, 에너지 소비, 소음 발생 및 페달 감지의 이유로, 이는 편리하지 않으며, 특히 과도하게 빈번한 펌프의 활동은 페달 감지를 감소시킨다.
또한, 펌프를 제어하는 것 자체로 공지된 방법, 예컨대 휠 압력이 실제값으로부터 미리 규정된 설정값으로 조절되는 것에 의한 제어 방법은 모든 구동 상황에서 최적이 아니다. 예컨대, 브레이크가 매우 낮은 마찰 계수로 조절되는 경우, 저압 축압기는 충분히 비워지지 않을 수도 있다.
이 경우, 저압 축압기에서의 압력이 너무 커서, 유압 라인 밖으로 휠 실린더의 출구 밸브를 통해 저압 축압기 내로 브레이크 매체의 흐름을 가능하게 함으로써 요구에 따라 브레이크를 해제하지 못하며, 이에 따라 휠 브레이크 모듈에서의 압력의 감소를 가능하지 않게 한다. 따라서, 시스템의 조작 신뢰성에는 악영향을 미친다.
따라서, 본 발명은, 안락한 페달 감지에 동반하는 특히 높은 수준의 조작 신뢰성을 제공하는 초기에 언급된 형식의 모터 차량 브레이크 시스템을 특정화시키는 목적에 기초한다.
본 발명의 목적은, 피드백 펌프에 할당된 제어 유닛이 미리 규정된 초기값에 기초하여, 저압 축압기에서 충전 레벨 및/또는 시간에 걸친 유도체를 고려하여 적응하게 조절되는 브레이킹 사이클 중 피드백 펌프를 위한 펌프 스트로크의 개수를 위해 제어값을 출력하는 본 발명에 따라 이루어진다.
본 발명의 이로운 개선은 종속항의 주제이다.
본 발명은 편안한 페달 감지 또는 통상의 사용자의 높은 수준의 편안함을 위해서, 펌프의 활성화의 개수, 즉 펌프 사이클의 개수는 매우 낮게 유지되어야 한다는 아이디어에 기초한다. 그럼에도 불구하고, 이 경우에 특히 높은 수준의 조작 신뢰성을 보장하기 위해서, 펌프 활성화는 특히 요구를 위해 적절하게 개시되고, 따라서 현재 작동 상태를 목표로 한다. 이를 위해, 더이상 변화될 수 없는 미리 규정된 펌프 모델에 따른 펌프의 활성화의 개념으로부터 신중하게 벗어나며, 펌프의 제어중 적합하게 선택된 개별의 매개변수에 대한 선택적인 고려에 기초하는 차량의 상태 및 구동 상황의 제공이 존재한다. 이들 매개변수는,
- 과충전된 저압 축압기,
- 마찰 계수가 낮은 상황,
- 펌프의 고정 상태 또는 대략의 고정 상태
등과 같은 구동 상황 및 작동 상태에 의해 규정된 것을 포함한다.
특히, 저압 축압기 자체의 충전 레벨은 여기서 매개변수로서 제공된다. 그러나, 선택적인 또는 추가적인 실시예에서, 시간에 걸친 유도체 또는 이 충전 레벨의 구배도 또한 고려될 수 있어, 펌프 제어가 이러한 충전 레벨의 획득 도중에 식별된 트랜드의 예측의 형식도 포함한다. 따라서, 구배에 추가되는 펌프 구동은 클로즈드-루프 제어 시스템의 포텐셜 (P) 특성으로부터 결합된 비례-차동 (PD) 특성으로의 천이 방식으로 구성된다.
게다가, 저압 시스템의 온도값 또는 점도값도 매개변수로서 고려될 수 있다.
특히 각각의 구동 상황의 정교한 평가를 실행하고, 적응의 기초 (즉, 모터 차량에 명확한 경험값으로부터의 유도에 의해) 에서 저압 축압기로부터 피드 펌프로 브레이크 유체를 방출하기에 필요한 정보를 공급하는 제어값을 제어 유닛이 얻는 것을 허용하기 위해서, 특성값이 휠 속도, 특히 하나 이상의 휠의 슬립으로부터 유도되어 제공되는 것이 바람직하다.
구동 상황의 평가 및 펌프를 활성화하는 요구에 필요한 정보를 제어 유닛에 공급할 수 있기 위해서는, 전압 측정, 즉 펌프의 EMF (기전력) 의 획득이 제공되며, 이 경우, 펌프는 브레이킹 사이클 중 아이들링 모드에서 적어도 하나의 작동 사이클을 위해 작동하며, 아이들링 모드에서 펌프의 활동도로부터 발생된 전압은 저압 축압기의 압력을 극복하기에 필요한 힘에 대한 결론을 끌어내는 것을 허용한다.
본 발명에 의해 얻어지는 이점은 특히, 저압 축압기에서의 충전 레벨을 직접고려하고/고려하거나 피드백 펌프의 구동에서의 시간에 걸쳐 유도, 펌핑 동력의 역학 검출 및 그 효율을 고려함으로써 가능하다는 사실에서 이루어진다. 본 명세서에서, 신뢰성 및 안락함에 영향을 미칠수 있는 브레이크 시스템에서의 과도하게 높거나 과도하게 낮은 압력 등의 극도의 상황이 ABS 제어 브레이킹 프로세스에서 선택적으로 회피될 수 있으며, 높은 안락함 레벨에 의해 동반되는 모터 차량의 조작 신뢰성은 따라서 사용자를 위해 크게 확보될 수 있다.
사이클중, 즉 ABS 제어 브레이킹 프로세스중 펌프의 완벽한 감시 및 펌프의 활성화의 적응 제어를 위해서, 3 단계의 감시가 제공될 수 있다:
1. 아웃/오프 감시 단계:
이 단계는, 펌프가 기능하지 않으면서, ABS 제어 브레이킹 프로세스의 사이클 밖에 놓인 시간 주기를 특성화하기 위해 개시된다. 이 단계는 ABS 제어 브레이킹 프로세스의 평가를 위해 요구는 매개변수 모두를 재설정하기 위한 기능을 하며, 이하 리셋이라 한다.
2. 감시단계:
ABS 제어 브레이킹 프로세스중, 펌프의 시간 간격은 1 내지 11 의 값으로 가정할 수 있다. 이 값은 많은 조건에 의존한다. 이들에 대해서는 하기에 별개로 목록화했다. 이와 같은 매우 중요한 단계는 펌프의 적응 감시의 핵심이다.
3. 최종 감시단계:
이 단계는 얻어지는 2 개의 특별한 목적을 갖는다:
1. ABS 제어 브레이킹 프로세스로부터 출구를 매끄럽게 하는 것, 즉 특히 브레이크 페달의 위치와 이동이 고려되는 한, 극한의 상황을 야기하는 것을 회피하거나 극한의 상황에서 유지되는 것.
2. 가능한 연속하는 ABS 제어 브레이킹 프로세스를 위한 조건을 준비하는 것.
펌프 감시 단계에서, 복수개의 하위 단계가 브레이킹 프로세스의 개시로부터 (LPA 에서의) 유체의 양의 감시까지 목록화되어 있다. 자기 감시를 위해서, 이 펌프 감시 단계는 펌프의 시간 간격을 체크하고 조절하기 위해서 차량 휠의 상태의 평가를 이용한다.
이 특징적인 프로세스는 평행하게 사용되는 보조 인터페이스에 의해 감시되고 후속된다.
주된 매개변수는 예컨대, 유체의 양을 포함한다. 2 개 이상의 저압 축압기 (LPA) 가 사용된다면, 브레이크 유체의 이들 축압기로의 유입은 동일할 필요없거나 동기적으로 발생하지 않는다. 이러한 이유를 위해서, 이 상황에서, 모든 액체 레벨의 최대를 사용하는 것이 바람직하다.
게다가, 펌핑 파워는 중요한 인자이다. 공급 동력이 특정의 일정한 값으로 미리 설정된다면, 단지 가장 높은 펌프 간격이 최대 모터 토크를 가능하게 한다.
모터의 PWM (Pulse-Width-Modulation) 구동의 경우에, 모터는, PWM 의 "ON" 시간, 즉 듀티 사이클이 가변적인 고정된 PWM 주파수에 의해 구동되는 것이 바람직하다. 디지털 구동에 의해, "ON" 시간은 예컨대, 5ms 의 길이를 갖는 특정의 최소 증분에서만 구동될 수 있는 것이 바람직하다. 에컨대, 펌프가 10ms 의 "ON" 시간에서 구동되는 것이라면, 적절한 간격 값 (L) 은 값 2 로 설정된다. 따라서, L=1 은 5ms 의 "ON" 펄스 길이에 해당한다.
PWM 구동의 "OFF" 단계에서, 그자체가 공지된 방식으로 모터의 발전기 전압을 판정하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 모터의 발전기 전압을 판정하고 평가하는 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 평가에 의해, 펌프가 예컨대, L=150 의 값을 갖을 갖는 특정 동력 구동 레벨에서 어떠한 것을 공급하는지의 여부를 판정할 수 있다. 펌프의 동력이 너무 낮으면, 펌프는 작동을 개시하지 못한다. 이는 "OFF" 단계에서 발전기 전압이 발생하지 않는다는 사실로부터 판정될 수 있다.
펌프가 피스톤의 탠덤 마스터 실린더 (THC) 의 압력에 의해 야기된 높은 기계적 힘에 대항해 작동해야 하기 때문에, 이는 ABS 제어 브레이킹 프로세스중 중요한 기준이다. 이와 같이 발생된 모터 토크가, 펌프에 특별히 높은 부하를 가하는 시간에서 THC 로부터 펌프가 압력을 극복하기에 충분하지 않다면, 펌프는 작동하지 않는다. 이는 전체 ABS 시스템의 기능을 위해 치명적인 결과를 가질 수 있다.
ABS 시스템이 사용되기 이전에, 펌프의 전술한 유출이 THC 의 통상의 압력과 비교될 것이다. 이러한 고려는 2 개의 연속한 펌프 간격 사이에서의 관통류 (throughflow) 에서의 차이가 연산되고/평가되게 할 수 있다. 획득된 경험값으로부터, 펌프 구동 프로세스의 적응 시작을 위한 기준 매개변수를 얻을 수 있다.
ABS 시스템이 구동될 때, 펌프도 구동된다. 특정 시간에서의 펌프의 구동은 특히 임계의 시간인데, 이는 LPA가 ABS 제어 브레이킹 프로세스의 시작시에 완전히 비워지는 것이 가능하기 때문이다. 이것은 노면 상태 (예컨대, 노면 상의 얼음 또는 눈이 있는 경우) 에 따르며, 또한 THC 에 의해 입수가능한 사용 압력에 따른다.
안전 측면을 위해서, 펌프 간격의 진입값은 펌프의 동력 사양 (power specification) 을 사용하여 프리셋될 수 있다. 안전상의 이유로 이들이 공지되지는 않았지만, 펌프 활동은 2 의 값으로 개시되어야 하며, 사용되고/추정된 THC 압력이 감시될 것이다. 미리 규정된 값, 예컨대 100 bar 를 초과한다면, 펌프 간격은 일관되게 증가될 것이다.
LPA 는, 통상 가동의 피스톤에 의해 2 개의 영역으로 분할된다. 축압기 입력에 대향하여 놓인 측면에서, 이 가동의 피스톤은 압축 스프링에 의해 지지된다. 휠과 노면 사이의 마찰계수가 극도로 작다면, LPA 에서의 몇 바아 (bar) 의 잔류 압력이 휠을 이미 차단할 수 있는데, 이는 필요하다면 0 바아 만큼 더 낮은 휠 압력으로 할 수 없기 때문이다.
이 경우, 가능한 빨리 LPA 를 비우고, 압력을 0 에 가까운 값으로 감소시키기 위해서, 펌프 간격이 즉시 상당히 증가될 것이다.
펌프 간격은 이 상황을 급격히 빠져나가기 위해서 적어도 "1" 의 값이 증가될 것이다. 이 상황이 연속하면, 펌프 간격은 다시 증가해야 한다.
반대의 경우, 예컨대, 하나 이상의 휠이 가속하려는 경향을 보인다면, 펌프 간격은 다시 감소할 것이다.
긴 펌프 간격의 사용은 만들어진 요구조건에 맞추기 위해서 엄격히 제한될 것이다. 따라서, 이 상황은 특히 흥미로운데, 이는 휠/수개의 휠의 차단을 야기하는, 휠 차단 체적 즉, LPA 에서의 유체의 최대량으로서 언급되는 것의 산출을 허용하기 때문이다.
완벽한 대기 조건 하에서, 유체량의 감시는 요구조건을 만족시키기에 충분하다. 이에 대한 예외가 용이하게 예측될 수 없다. 이 이유를 위해서, 특별한 인터페이스가 이들 예외적 상황에서 사용되게 생각된다. 이 인터페이스는 후술한다.
IPA 에서의 브레이크 유체의 레벨의 변동 때문에, 브레이크 유체의 유량이 매개변수로서 직접 사용될 수는 없지만, 평가되어 하기와 같이 산출된다:
1. 새로운 펌프 간격이 시작되는 경우, 브레이크 유체의 양을 위한 기준값이 기록된다.
2. 각각의 패스에서, LPA 에서의 유체의 최대량이 측정되고 기록된다.
3. 각각의 PWM 이 종료된 후, 평균 유량이 별개의 패스의 평균량과 브레이크 유체의 양의 초기에 기록된 기준값 사이의 차이로부터 산출된 축적된 평균량을 이루는 것과 정교하게 동일한 방법으로 각각의 패스의 평균량이 산출된다.
이러한 산출 이후에, 유량의 값은 매개변수로서 사용될 수 있다. 초기 펌프 간격이 적용된 후에, 펌프 간격과 유량이
- 너무 높아 감소되어야 하는지,
- 이들 값이 유지될 수 있게 되어야 하는지,
- 사이클의 수가 증가되어야 할 정도록 낮은지의 여부를 체크하기 위해서 유량의 관찰이 사용될 수 있다.
펌프 제어의 대응하는 적용 또는 조절을 통해서, 이에 의해 상기 제어가 적응되게 구성된다.
유량의 상승은, 노면에서의 변화, 예컨대 아스팔트로부터 얼음으로의 천이 즉, LPA의 유출로 언급되는 것이 유입으로 언급되는 것보다 낮은 것이 존재할 때 주로 발생한다.
이러한 경우에 발생하는 어떠한 결정은 한편으로는 축적된 평균량의 값에 기초하고, 다른 한편으로는 2 개의 연속한 펌프 간격 사이의 흐름의 차이에 기초한다.
예컨대, 축적된 평균량 (Qcum) 이 2 개의 연속한 펌프 간격 사이의 유량 (dQP) 차보다 크다면, 펌프 간격의 증가가 개시되어야 한다.
예컨대, Qcum = 150 ㎣, dQP = 120 ㎣ 이라면, 펌프 간격은 1 의 값으로 증가된다.
dQP 의 변화없이 Qcum = 300 ㎣ 이라면, 펌프 간격은 2 의 값으로 증가된다.
펌프 간격의 증가는 펌프 간격이 설정될 수 있는 최대 작동 값으로 제한된다. 유량이 대향 방향에서 하락할 때의 거동은 이와 유사한 것으로 간주된다.
유량은 펌프의 유입으로 언급되는 것을 정교하게 보상한다. 초기에 사용된 펌프 간격이 유지되어야 한다. LPA 에서의 축적된 유량은 하나 이상의 휠의 차단을 야기하는 양에 너무 근접해서는 안된다.
미리규정된 펌프 간격 중, LPA 에서의 브레이크 유체 레벨은 최소값과 최대값 사이에서 변한다. 이러한 사이클중, 도달되는 유체의 최대 레벨이 기록되고, 참조값으로서 주의한다.
펌프 간격이 증가된 후, 한번더 임의의 요구가 체크된다: 이 때 산출된 양이 기준치에 의해 형성된 한계보다 낮다면, 펌프 간격에서의 증가 후에 요구가 감소된다. 그 결과, 일정한 펌프 간격이 보장되고, 펌프 간격에서의 급격하고 불필요한 변화를 발생시키는 진짜가 아닌 (nongenuined) 변동이 회피된다.
하나의 특별한 감시 단계가 임의의 차량 휠의 예기치 못한 거동과 마주하기 위해 특별히 개발되고 있다. 이러한 예기치 못한 거동을 야기시킬 수 있는 수많은 상이한 이유가 존재한다. 예컨대, 이들은 노면의 조건의 급격한 변화 및 다른 전제조건을 포함한다. 이는 하기에 기재된 휠 속도의 거동에서의 ABS 제어 중 명확해진다.
이러한 경우로부터 얻어지는 2 개의 가능성이 고려될 수 있다:
- 펌프가 아주 늦게 작동하는 것이 검출된다. 안전상의 이유를 위해, 펌프 간격의 즉각적인 증가가 개시된다.
- 안락함의 고려로 인해, 펌프가 아주 빠르게 작동하는 이 특별한 감시 단계에서 검출된다면, 펌프 속도는 펌프 간격을 하락시킴으로써 감소된다.
다른 결과는 LPA 에서의 브레이크 유체의 레벨의 측정 및/또는 모델링된 추정/산출의 질이다. 이러한 경우, APC 가 부정환한 입력값에 기인하여 펌프 간격을 위해 부정확한 값을 필연적으로 산출한다면, 아주 빠르고 또는 아주 느리게 펌프가 작동하는 이러한 특별한 감시 단계에서 전술한 상황중 하나가 특별하게 검출을 발생시킨다는 사실에 의해 보상이 발생하는 것이 바람직하다.
하기에 목록화된 기술을 고려함으로써, 과도하게 느리게 작동하는, 즉 과도하게 짧은 펌프 간격이 용이하게 분석될 수 있다:
휠/수 개의 휠과 노면 사이의 마찰 계수가 극도로 낮은 상황과 유사하게, 하나 이상의 휠의 슬립, 즉 스피닝 (spinning) 이 예컨대 60 % 의 값으로 검출될 수 있다. 압력의 감소가 ABS 제어 브레이킹 프로세스에서 요구될 지라도, 이를 위한 주된 이유는 LPA 에서의 잔류 압력이다. 이 경우, 펌프 간격은 큰 증분 만큼 상승된다.
휠 또는 휠들의 슬립이 이미 언급된 학습 단계 및 큰 증분 만큼 펌프 간격의 증가 후에 감소하지 않는다면, 펌프 간격은 계속해서 증가된다. 이 알람형 (alarm-like) 상황은, 휠 또는 휠들의 슬립이 작아져, 예컨대 30 % 미만으로 떨어질 때까지 연속한다.
유량이 측정될 수 없다면, 과도하게 낮은 펌프 간격, 따라서 너무 느리게 작동하는 펌프를 검출하기 위한 다른 기술은, 펌프의 전기 모터의 동력을 감시하는 것이다. 매우 낮은 동력값은 모터가 차단된다는 가정을 허용한다. 이 경우, 브레이크 유체는 통과할 수 없으며, 브레이크 유체 전체가 클 때 LPA 가 작동할 우려가 있다.
이러한 경우, 펌프의 동력은 펌프 간격을 증가시킴으로서 상승되어야 한다. 작은 증분, 예컨대, 1 의 값만큼의 펌프 간격의 증가는 통상 문제를 극복하게에 충분하다. 이 단계가 연속적이지 못하다면, 길이의 2 배의 증분, 즉 2 의 값만큼 펌프 간격의 증가가 실행된다.
유량을 매우 느리게 증가시킬 수 있다. 다른 경우에, 이 증가는 너무 커서 휠 또는 휠들을 차단하기에 충분한 양 만큼 총량이 초과할 정도로 크고 가파르며, 상기의 양은 LPA의 한계에 근접할 수 있다. 이후, 이는 차량의 안전 및 탑승자 뿐만 아니라 주변의 도로 교통에 영향을 미치는 상황의 경우이다. 이 경우, 펌프 간격은, 이 크고 가파른 상승이 처리될 때까지 크게 증가되어야 한다. 이러한 목표에 도달된 후, 펌프 간격은 다시 그의 초기값을 가정한다.
아주 느리게 작동하는 펌프와 유사한 방식에서, 또한, 상기 펌프는 매우 빠르게 작동할 수 있다. 그러나, 이는 안전상의 문제가 아니라, 오히려 짧은 시간동안 아주 빠르게 작동하는 펌프에 의해 안락함이 거의 영향을 받지지 않는다. 그러나, 펌프의 과도한 빠른 활동이 매우 긴 시간 주기 동안 연장한다면, 펌프의 사용 수명이 심각하게 손상될 수 있다. 이는 통상 LPA 에서의 유체의 부정확한 양 또는 극도로 긴 펌프 간격을 유발하여 비교적 높은 유량을 유발하는 유체의 레벨에 대한 부정확한 시그널링의 결과이다.
선택적으로, THC로서 언급되는 압력이 강하할 가능성이 있으며, 이는 기계적 로딩으로부터 일관되게 펌프에서 피스톤을 자유롭게 한다. 따라서, 비교적 큰 전동 모터의 동력이 얻어진다.
이러한 상황에서, 펌프의 전달 용량은 펌프 간격을 감소시킴으로써 저하될 것이다. 매우 빠르게 작동하는 펌프의 경우에, 1 의 값만큼 펌프 간격을 감소시킴으로써 작은 단계에 의해 이미 기술된 단계와 비슷한 방식으로 실행된다. 이러한 감소가 성공하지 못한다면, 2 의 단계 즉, 2 의 값만큼 펌프 간격의 감소가 구체화된다.
도 1 은 예시적으로 단지 하나의 휠 브레이크 회로가 도시된 슬립 제어식 모터 차량 브레이크 시스템 (1) 의 브레이크 회로를 도시한다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 브레이크 시스템 2 : 마스터 브레이크 실린더
4 : 유압 연결체 5 : 분배 장치
6 : 유압 유닛 7 : 전자 유닛
8 : 휠 브레이크 9 : 입구 밸브
10 : 출구 밸브 11 : 브랜치
12 : 복귀 연결체 13 : 저압 축압기
14 : 펌프 15 : 모터
16 : 제어 유닛 17 : 휠 속도/슬립 식별용 유닛
18 : 저압 축압기에서의 브레이크 유체의 상태 식별용 유닛
도면을 참조로 하여 예시적 실시예에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 도면은 예시적으로 단지 하나의 휠 브레이크 회로가 도시된 슬립 제어식 모터 차량 브레이크 시스템 (1) 의 브레이크 회로를 도시한다. 브레이크 시스템 (1) 은 유압 연결체 (4) 를 통해 휠 브레이크 (8) 에 연결된 마스터 브레이크 실린더 (2) 및 유압 유닛 (6) 과 전자 유닛 (7) 을 포함하는 분배 장치 (5) 를 구비한 브레이크 유닛을 포함한다. 유압 유닛 (6) 은, 전자기적으로 구동될 수 있는 각각의 휠 브레이크 (8) 를 위한 입구 및 출구 밸브 (9, 10) 등의 유압 및 전자유압 구성요소를 위한 유지체를 갖는다. 연결체 (4)(상기 휠 브레이크 (8) 를 위해 무전류 상태에서 개방된 입구 밸브 (9) 의 상류) 에서, 제 2 휠 브레이크 회로에 대한 브랜치 (11) 가 존재한다. 휠 브레이크 (8) 로부터 시작하여, 복귀 연결체 (12) 가 무전류 상태에서 폐쇄된 출구 밸브 (10) 를 경유해, ABS 제어 사이클에 기인하여 휠 브레이크 (8) 로부터 나오는 유압 유체의 체적을 유지하도록 구성된 저압 축압기 (13) 에 연결된다.
저압 축압기 (13) 는 모터 구동된 펌프 (14) 의 흡기측을 공급한다. 상기 펌프 (14) 는 래이디얼 피스톤 펌프로서 바람직하게 구체화되며, 밸브들 (도시 생략) 을 갖는다. 이들은 각각 흡기측에 흡기 밸브를 전달측에 전달 밸브를 포함한다.
모터 (15) 및 펌프 (14) 는 조립체 (모터 펌프 조립체) 로서 구체화되는 것이 바람직하며, 마스터 브레이크 실린더 (2) 의 방향으로 다시 공급되게 유압 유체를 외부로 향하게 하는 것이 가능하다. 브레이크 시스템은 통상 예컨대, 전자 식 트랙션 제어기 (ESP) 등의 부가적인 기능을 포함하고, 전자식 트랙션 제어기는 입구 밸브 (9) 의 상류에 연결되며, 전자기식으로 구동될 수 있고, 무전류 상태에서 개방되는 별개의 밸브를 필요로 한다.
ABS 제어 프로세스 중, 출구 밸브 (10) 를 가로지르는 감압 프로세스에 기인하여 입구 밸브 (9) 에서 압력차가 발생한다. 휠 브레이크 (8) 로부터 탈출하는 용적은 저압 축압기 (13) 내를 통과한다. 이와 동시에, 펌프 (14) 가 구동되고, 밖으로 나가는 용적을 공급하며, 우세한 허용 압력에 마주하고, 마스터 브레이크 실린더 (2) 및 입구 밸브 (9) 의 상류의 방향으로 다시 백한다.
ABS 브레이킹 프로세스 중의 요구에 따라 펌프 (14) 의 전달된 양을 제어하기 위해서, 제어 유닛 (16) 은 펌프 (14) 의 상류에 연결된다. 이 제어 유닛 (16) 은 각각의 구동 상황의 특징인 모터 차량의 작동가능한 변수로부터 펌프 (14) 로 전달하는 제어값을 생성한다.
제어 유닛 (16) 은, 브레이크 시스템 (1) 에서의 작동 상태 뿐만 아니라 구동 상황의 평가를 위한 필수의 작동 데이터를 식별하는 정보를 데이터 입력 엔드에 공급하고, 획득된 기준 데이터와 결합하여 이들 매개변수에 기초하여, 공급 펌프 (14) 의 적용가능한 동력 제어를 허용한다.
이 명세서에서, 각각의 브레이킹 사이클은 다수의 펌프 스트로크로 나뉘어진다. 펌프 스트로크의 미리 한정된 개수는 초기 값을 위해 펌프 (14) 를 설정하는 기능을 한다. 구동 상황 및 작동 상태에 따라서, 펌프 (14) 의 전달 용량에 영향을 미치기 위해 적응할 수 있는 형태로 개수가 조절된다. 각각의 브레이킹 사이클에서, 적어도 하나의 펌프 스트로크는, 펌프가 모터 (15) 에 의해 구동되지 않는 동안, 펌프 (14) 의 프리휠링을 위해 확보된다. 이 펌프 스트로크에서, 구동력의 제거에 의해 이루어질 수 있는 아이들링중, 펌프 (14) 는 측정가능한 전압을 발생시킨다. 이 전압은 EMF 연산을 가능하게 하며, 이에 기초하여, 펌프 (14) 가 고압에 대항해 작동하는 지의 여부를 평가할 수 있으며, 즉 저압 축압기 (13) 에서 높은 충전 레벨을 가능하게 한다. 이러한 이유로, 펌프 (14) 가 구동되지 않는 펌프 스트로크는 제어값의 식별을 위해 중요하다.
제어 유닛 (16) 으로 전달되는 식별된 데이터는 저압 축압기 (13) 에서 브레이크 유체의 충전 레벨, 적절한 픽업 (17) 에 의해 얻어지는 모터 차량의 휠에서의 회전 속도 특히, 슬립 뿐만 아니라 모터 (15) 에서 전압이 측정되는 아이들링 중 펌프에 의해 발생되는 전압에 대한 정보를 포함한다.
이들 데이터가, 예컨대 브레이크 유체의 높은 충전 레벨이 저압 축압기 (13) 에 도달된 것을 나타낸다면, 제어 유닛 (16) 은 펌프 스트로크의 개수를 증가시킨다. 이후, 저압 축압기 (16) 에서의 충전 레벨이 저하한다면, 펌프 스트로크의 개수는, 브레이킹 사이클중 펌프 (14) 의 전달 용량을 감소시키기 위해서 저하된다. 펌프 사이클 (제어 유닛 (16) 에 의해 펌프 (14) 에 전달됨) 의 개수를 위해 부여된 제어값을 모터 차량의 신뢰할 만한 조작을 보장하는 미리 규정된 레벨로 충전 레벨이 유지된다면, 펌프 스트로크의 개수는 동일하게 유지된다.
모터 차량 브레이크 시스템을 사용하는 방법은 저압 축압기를 비우는 유압 펌프를 구동하기 위한 알고리즘을 개선하고 있다.
그 결과, 저압 축압기의 과도하게 높은 충전 레벨 또는 과도하게 빈번한 펌프의 활동도에 관한 문제가 감소된다. 특히, 온도 변동, 펌프의 구조적 차이 및 동력 소비는, 여기서 특정화되는 펌핑 동력 제어가 적응가능하기 때문에 충전 레벨의 제어의 품질에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
운전자에 의한 페달의 진동 및/또는 바운싱을 느낄수 있고, 펌프의 피딩 백에 의해 야기되며, 종종 공지된 브레이크 시스템에서 관례적인 브레이크 페달에서의 반응은 공지된 방법에 비해 상당히 감소될 수 있다. 이는, 프로파일이 각 상황에서 적응되는 브레이킹 프로세스에서 펌프 제어 중 펌프 활동도의 비교적 단조롭고 균일한 프로파일로 인해서, 야기된다.
브레이크 시스템은 하나 이상의 저압 축압기를 포함할 수 있다. 2 개의 저압 축압기가 바람직하게 제공된다. 복수 개의 저압 축압기인 경우에, 동일한 충전 레벨을 갖지 않는 저압 축압기도 가능하다. 가장 높은 충전 레벨이 펌프 제어의 알고리즘을 위해 기초로서 사용되는 저압 축압기의 충전 레벨이 편리하다. 이는, 펌프의 전달 용량을 위한 과도하게 낮은 값이 결코 선택되지 않고, 하나 이상의 휠의 차단이 회피되는 것을 보장할 수 있게 한다.
용어 " 브레이크 제어" 는 ABS 브레이킹 프로세스 중의 브레이크 압력 클로즈드 루프 조작 및 트렉션 제어 (TC), 차량 역학 제어 (ESP), 어댑티브 크루즈 제어 (ACC) 등의 경우에 발생하는 브레이크 압력 클로즈드 루프 조작 모두를 포함한다.

Claims (5)

  1. 유압 라인을 가진 모터 차량 브레이크 시스템으로서,
    이 유압 라인을 통해 브레이킹 매체에 의해 휠 브레이크 모듈에 브레이크 실린더에 의해 브레이크 압력을 가할 수 있고, 또한 이 유압 라인에는 과도한 브레이킹 매체를 일시적으로 수용하기 위한 저압 축압기가 연결되며,
    저압 축압기는 피드백 라인과 피드백 라인에 연결되는 피드백 펌프를 통해 완충된 브레이킹 매체를 피드백하기 위해 유압 라인에 연결되며, 피드백 펌프는 전달 용량에 대응하는 펌프 스트로크의 일부중 각각의 브레이킹 사이클 내에서 활성화가 발생하도록 전달 용량을 설정하기 위해 주기적으로 구동되는, 모터 차량 브레이크 시스템에 있어서,
    피드백 펌프에 할당된 제어 유닛은 미리 규정된 초기값에 기초하여, 저압 축압기에서 충전 레벨 및/또는 시간에 걸친 유도체를 고려하여 적응하게 조절되는 브레이킹 사이클 중 피드백 펌프를 위한 펌프 스트로크의 개수를 위해 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 차량 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어 유닛은 하나 이상의 휠의 휠 속도 또는 슬립으로부터 유도되는 특성값을 고려하는 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 차량 브레이크 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제어 유닛은 아이들링 모드에서 펌프에 의해 발생된 전압을 고려하는 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 차량 브레이크 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이킹 사이클중 펌프 스트로크의 개수의 미리 규정된 초기 값은 제어 유닛의 학습 단계 (learning phase) 의 결과에 적용되는 것을 특징으로 하는 모터 차량 브레이크 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한항에 따른 유압 라인을 갖는 모터 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    이 유압 라인을 통해 브레이킹 매체에 의해 휠 브레이크 모듈에 브레이크 실린더에 의해 브레이크 압력을 가할 수 있고, 또한 이 유압 라인에는 과도한 브레이킹 매체를 일시적으로 수용하기 위한 저압 축압기가 연결되며,
    저압 축압기는 피드백 라인과 피드백 라인에 연결되는 피드백 펌프를 통해 완충된 브레이킹 매체를 피드백하기 위해 유압 라인에 연결되며, 피드백 펌프는 전달 용량에 대응하는 펌프 스트로크의 일부중 각각의 브레이킹 사이클 내에서 활성화가 발생하도록 전달 용량을 설정하기 위해 주기적으로 구동되며,
    피드백 펌프에 할당된 제어 유닛은 미리 규정된 초기값에 기초하여, 저압 축압기에서 충전 레벨 및/또는 시간에 걸친 유도체를 고려하여 적응하게 조절되는 브 레이킹 사이클 중 피드백 펌프를 위한 펌프 스트로크의 개수를 위해 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 차량 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
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