KR20110114648A - 유압식 차량 브레이크 시스템의 작동 방법 - Google Patents

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레미 가르니어
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티모 얀츠
폴커 멜
프랑크 크나이프
디르크 만코프
옌스 콜라르스키
슈테판 횐레
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Abstract

본 발명은 전기 기계식 브레이크 부스터(13, 14)를 가진 유압식 차량 브레이크 시스템(1)의 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 메인 브레이크 실린더(2)와 휠 브레이크(4) 사이에 배치된 셧 오프 밸브(3)는, 휠 브레이크 압력 및 브레이크력을 적절하게 유지하기 위해 폐쇄된다. 브레이크력을 유지하기 위해 브레이크 부스터(13)의 전기 모터(14)에는 전류가 공급되지 않아도 된다. 차량 브레이크 시스템(1)은 파킹 브레이크로서 사용될 수 있다. 차량 브레이크 시스템(1)이 휠 슬립 조절 장치(12)를 포함하는 경우에 셧 오프 밸브(3)가 제공된다.

Description

유압식 차량 브레이크 시스템의 작동 방법{Method for operating a hydraulic vehicle braking system}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른, 전기 기계식 브레이크 부스터를 가진 메인 브레이크 실린더를 포함하는 유압식 차량 브레이크 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
공개공보 DE 103 27 553 A1호에는 일반적인 구조의 브레이크 부스터가 제외된 유압식 차량 브레이크 시스템이 공지되어 있다. 상기 차량 브레이크 시스템은 2회로-메인 브레이크 실린더를 포함하고, 상기 메인 브레이크 실린더에는 2개의 브레이크 회로로 분할된 4개의 휠 브레이크가 접속된다. 2회로-차량 브레이크 시스템은 본 발명에 필수적인 것은 아니며, 소수의 브레이크 회로와 휠 브레이크를 포함한다. 또한 공지된 차량 브레이크 시스템은 (브레이크-)잠김 방지-, 구동 슬립-, 주행 다이내믹- 및/또는 주행 안전 제어장치 및 약어 ABS, ASR, FDR, ESP로 통용되는 휠 슬립 조절 장치를 포함한다. 휠 슬립 조절 장치의 유압부는 각각의 휠 브레이크에 대해 브레이크 압력 상승 밸브와 브레이크 압력 강하 밸브를 포함하고, 각각의 브레이크 회로에 대해 유압 펌프, 셧 오프 밸브 및 흡입 밸브를 포함하고, 상기 셧 오프 밸브는 메인 브레이크 실린더와 브레이크 회로를 분리할 수 있고, 상기 흡입 밸브에 의해 신속한 브레이크 압력 상승을 위해 메인 브레이크 실린더는 유압 펌프의 흡입측에 연결될 수 있다. 이러한 휠 슬립 조절장치와 작동 방법은 공지되어 있으므로, 여기에서 자세히 설명되지 않는다.
저압-브레이크 부스터 대신에 공지된 차량 브레이크 시스템은 중공 샤프트-전기 모터를 가진 전기 기계식 브레이크 부스터를 포함하고, 상기 전기 모터의 회전자는 스핀들 구동기의 너트를 포함하고, 상기 스핀들 구동기는 전기 모터의 회전 구동 운동을 메인 브레이크 실린더의 작동을 위한 병진 운동으로 변환한다. 본 발명을 위해 전기 기계식 브레이크 부스터의 다른 구조가 사용될 수 있고, 예컨대 브레이크 부스터는 래크를 구동시키기 위한, 즉 전기 모터의 회전 구동 운동을 메인 브레이크 실린더를 작동시키는 병진 운동으로 변환하기 위한 래크-앤드-피니언 구동기를 포함할 수 있다. 또한, 리니어 모터, 전자석 또는 압전 소자를 가진 전기 기계식 브레이크 부스터가 본 발명에 따른 방법에도 사용될 수 있다. 열거는 기재되지 않는다.
차량 브레이크 시스템은 보조력 브레이크 시스템이고, 즉 메인 브레이크 실린더의 작동을 위한 작동력의 일부는 차량 운전자에 의해 근력으로서 제공되고, 나머지는 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 외력으로서 제공된다. 또한, 외력 브레이크 시스템으로서 작동도 고려될 수 있고, 상기 브레이크 시스템에서 작동력은 브레이크 부스터에 의해 외력으로서만 형성되고, 차량 운전자에 의해 브레이크 작동을 위해 가해진 근력 또는 차량 운전자에 의해 구현된 작동 운동이 외력이라고 하는 브레이크 부스터의 힘 제어 또는 조절을 위한 설정값으로서 사용된다.
본 발명의 과제는 휠 브레이크 내의 휠 브레이크 압력과 브레이크 압력을 적절하게 유지하기 위한 밸브를 포함하는 유압식 차량 브레이크 시스템의 작동 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 방법에 의해 해결된다.
청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 방법은 적어도 하나의 휠 브레이크 내의 휠 브레이크 압력과 브레이크력을 적절하게 유지하기 위해, 차량 브레이크 시스템의 메인 브레이크 실린더와 적어도 하나의 휠 브레이크 사이에 배치된 셧 오프 밸브라고 하는 밸브를 폐쇄하는 것을 제안한다. 이로 인해, 제공된 브레이크력은 전기 기계식 브레이크 부스터에 전류를 공급하지 않고도 적절하게 유지될 수 있다. 따라서 브레이크 부스터는 열 부하가 경감되고 차량 전기 시스템의 전기 부하가 감소된다.
종속 청구항들은 청구범위 제 1 항에 제시된 본 발명의 대상의 바람직한 실시와 개선을 포함한다.
청구범위 제 2 항은 파킹 브레이크 기능이라고도 하는 고정 브레이크 기능을 제안한다. 차량 브레이크 시스템에 파킹 브레이크 압력이 제공되는 경우에 청구범위 제 3 항의 개선예에 따라 차량 정지 상태에서만 셧 오프 밸브가 폐쇄된다. 파킹 브레이크 압력은 유압이고, 이것은 정지 상태의 차량이 경사에서도 정지 상태를 유지하는데 필요하고 충분하다. 이로써 차량이 경사면에 세워진 경우에도 정지 상태가 유지된다. 이에 필요한 파킹 브레이크 압력은 특히 차량, 특히 차량의 무게, 차량 브레이크 시스템 자체 및 예컨대 적어도 하나의 휠 브레이크의 온도와 같은 가변 파라미터에 의존한다. 차량 브레이크 시스템은 브레이크력의 유지를 위해 전기 기계식 브레이크 부스터에 전류를 공급할 필요없이, 파킹 브레이크 시스템으로서 사용될 수 있다.
청구범위 제 4 항은 휠 슬립 조절 장치의 기존의 셧 오프 밸브를 사용하는 것을 제안하므로, 추가의 구조적 및 장착 비용이 들지 않는다. 다중 회로-차량 브레이크 시스템은, 휠 브레이크 압력을 적절하게 유지하기 위해 모든 브레이크 회로, 몇 개의 브레이크 회로 또는 하나의 브레이크 회로의 셧 오프 밸브가 폐쇄될 수 있다. 셧 오프 밸브, 즉 휠 슬립 조절 장치가 없는 차량 브레이크 시스템의 경우, 적어도 하나의 밸브는 메인 브레이크 실린더와 적어도 하나의 휠 브레이크 사이에 셧 오프 밸브로서 제공될 수 있다.
본 발명은 하기에서 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 실시를 위한 유압식 차량 브레이크 시스템의 유압 회로도.
도면에 도시된 본 발명에 따른 유압식 차량 브레이크 시스템(1)은 휠 슬립 조절 장치(12;ABS, ASR, FDR, ESP)를 포함한다. 상기 브레이크 시스템은 2개의 브레이크 회로(I, II)를 가진 2회로-브레이크 시스템으로서 형성되고, 상기 회로들은 메인 브레이크 실린더(2)에 접속된다. 각각의 브레이크 회로(I, II)는 셧 오프 밸브(3)를 통해 메인 브레이크 실린더(2)에 접속된다. 셧 오프 밸브(3)는 무전류 기본 위치에서 개방하는 2/2 방향 자기 밸브들이다. 셧 오프 밸브(3)에는 메인 브레이크 실린더(2)로부터 휠 브레이크(4)로의 관류를 가능하게 하는 체크 밸브(5)가 유압식으로 병렬 접속된다. 각각의 브레이크 회로(I, II)의 셧 오프 밸브(3)에는 휠 브레이크들(4)이 브레이크 압력 상승 밸브(6)를 통해 접속된다. 브레이크 압력 상승 밸브들(6)은 무전류 기본 위치에서 개방하는 2/2 방향 자기 밸브들이다. 상기 밸브에 체크 밸브들(7)이 병렬 접속되고, 상기 체크 밸브들은 휠 브레이크(4)로부터 메인 브레이크 실린더(2)의 방향으로의 관류를 가능하게 한다.
각각의 휠 브레이크(4)마다 브레이크 압력 강하 밸브(8)가 연결되고, 상기 밸브는 공통적으로 유압 펌프의 흡입측에 연결된다. 브레이크 압력 강하 밸브(8)는 무전류 기본 위치에서 폐쇄되는 2/2 방향 자기 밸브로서 형성된다. 유압 펌프(9)의 압력측은 브레이크 압력 상승 밸브(6)와 셧 오프 밸브(3) 사이에 접속되고, 즉 유압 펌프(9)의 압력측은 브레이크 압력 상승 밸브(6)를 통해 휠 브레이크(4)에 연결되고, 셧 오프 밸브(3)를 통해 메인 브레이크 실린더(2)에 연결된다. 브레이크 압력 상승 밸브(6)와 브레이크 압력 강하 밸브(8)는 더 양호한 제어- 및 조절력으로 인해 프로포셔널 밸브(proportional valve)이다.
2개의 브레이크 회로(I, II)는 각각 유압 펌프(9)를 갖고, 상기 유압 펌프는 공통적으로 전기 모터(10)에 의해 구동된다. 유압 펌프(9)의 흡입측은 브레이크 압력 강하 밸브(8)에 연결된다. 유압 펌프(9)의 흡입측에는 슬립 조절 동안 브레이크 제거 밸브가 개방됨으로써 휠 브레이크(4)를 통해 배출되는 브레이크액을 중간 저장하고 수용하기 위한 유압 어큐뮬레이터(11)가 제공된다.
브레이크 압력 상승 밸브(6)와 브레이크 압력 강하 밸브(8)는 휠 브레이크 압력 변동 밸브 장치를 형성하고, 유압 펌프(9)의 구동 시 상기 밸브 장치에 의해 공지되어 여기에서 설명되지 않은 방식으로 휠 슬립 조절을 위한 각각의 휠의 브레이크 압력 조절이 가능하다. 셧 오프 밸브들(3)은 휠 슬립 조절 시 폐쇄되며, 즉 차량 브레이크 시스템(1)은 메인 브레이크 실린더(2)로부터 유압식으로 분리된다.
각각의 브레이크 회로(I, II) 내의 흡입 밸브(19)에 의해 유압 펌프(9)의 흡입측이 메인 브레이크 실린더(2)에 연결될 수 있다. 흡입 밸브들(19)은 무전류 기본 위치에서 폐쇄되는 2/2 방향 자기 밸브이다. 상기 밸브들이 개방되면, 유압 펌프(9)는 브레이크액을 직접 메인 브레이크 실린더(2)로부터 흡입하므로, 메인 브레이크 실린더(2)의 비작동시 또는 차량 브레이크 시스템(1)에 압력이 가해지지 않은 상태에서 유압 펌프(9)에 의한 더욱 신속한 브레이크 압력 상승이 가능해진다.
메인 브레이크 실린더(2)는 전기 기계식 브레이크 부스터(13)를 포함하고, 상기 브레이크 부스터는 전기 모터(14)에 의해 외력을 발생시키고, 상기 외력은 브레이크 페달(15)을 통해 제공된 근력과 함께 메인 브레이크 실린더(2)를 작동시킨다. 상징적으로 도시된 전기 모터(14)는 브레이크 부스터(13)에 통합된다. 전기 모터(14)는 회전 모터일 수 있고, 상기 모터의 회전 운동은 기어장치를 통해 감속되고, 메인 브레이크 실린더(2)의 작동을 위한 병진 운동으로 변환된다. 전기-리니어 모터 또는 전자석을 포함하는 브레이크 부스터(13)의 실시도 가능하다. 이러한 열거는 기재되어 있지 않다.
브레이크 부스터(13)를 포함하는 차량 브레이크 시스템(1)의 제어 또는 조절을 위해 전자 제어장치(16)가 제공된다. 브레이크 페달(15)에 가해진 페달력은 힘 센서(17)에 의해 측정 가능하고, 브레이크 페달(15)의 위치는 거리 센서(18)에 의해 측정 가능하다.
본 발명에 따른 방법에 따라, 브레이크 부스터(13)의 전기 모터(14)에 전류를 공급할 필요 없이 메인 브레이크 실린더(2)에 의해 형성된 휠 브레이크 압력 및 차량 브레이크 시스템(1)의 브레이크력을 적절하게 유지하기 위해 차량 브레이크 시스템(1)의 작동 시, 셧 오프 밸브(3)가 폐쇄된다. 전기 모터(14)는 열 부하가 경감되고, 차량 브레이크 시스템(1)이 장착된 차량의 전기 시스템의 전류 부하가 감소된다. 차량 브레이크 시스템(1)이 전술한 휠 슬립 조절 장치(12)를 포함하는 경우에, 셧 오프 밸브(3)가 있기 때문에 본 발명에 따른 방법은 추가의 부품들을 필요로 하지 않고 기존의 셧 오프 밸브(3)를 사용한다.
본 발명에 따른 방법은, 예컨대 내리막길에서 브레이크 부스터(13)의 전기 모터(14)에 전류를 공급할 필요 없이 메인 브레이크 실린더(2)의 작동에 의해 제공된 브레이크력을 일정하게 유지하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 흔히 파킹 브레이크 기능이라고도 하는 고정 브레이크 기능을 위해, 예컨대 차량 브레이크 시스템(1)이 장착된 차량이 정지 상태를 유지하기 위해, 본 발명에 따른 방법이 이용될 수 있다. 셧 오프 밸브(3)는 차량의 정지 상태에서 폐쇄된다. 특히, 메인 브레이크 실린더(2)의 작동에 의해 파킹 브레이크 압력이 형성된 경우에, 셧 오프 밸브(3)는 폐쇄된다. 파킹 브레이크 압력은 차량 브레이크 시스템(1) 내의, 특히 휠 브레이크(4) 내의 유압이고, 상기 압력은 차량이 경사면에 세워진 경우에도, 정지 상태를 유지하기에 충분하다. 차량 운전자의 근력을 통해 브레이크 페달(15)을 밟고 추가로 외력이라고 하는 힘이 브레이크 부스터(13)로부터 메인 브레이크 실린더(2)에 가해지는 보조 브레이킹에 의해, 외력에 의한 고정 브레이크 기능을 위한 파킹 브레이크 압력도 브레이크 페달(15)이 작동하지 않고 브레이크 부스터(13)에 의해서만 형성될 수 있다. 또한, 2개의 셧 오프 밸브들(3) 중 하나만 폐쇄될 수 있으므로, 고정 브레이크 기능은 2개의 브레이크 회로들(I, II) 중 하나의 휠에만 작용한다. 이것은 정지 브레이크 기능뿐만 아니라 상용 브레이킹에서도 가능하다.
1 차량 브레이크 시스템
2 메인 브레이크 실린더
4 휠 브레이크
13, 14 브레이크 부스터

Claims (4)

  1. 전기 기계식 브레이크 부스터(13, 14)를 가진 메인 브레이크 실린더(2), 상기 메인 브레이크 실린더(2)에 연결된 적어도 하나의 유압식 휠 브레이크(4) 및 상기 메인 브레이크 실린더(2)와 상기 휠 브레이크(4) 사이에 배치된 셧 오프 밸브(3)를 포함하는 유압식 차량 브레이크 시스템(1)의 작동 방법으로서,
    휠 브레이크 압력을 적절하게 유지하기 위해 상기 셧 오프 밸브(3)가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 셧 오프 밸브(3)는 차량의 정지 상태에서만 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 셧 오프 밸브(3)는 차량 브레이크 시스템(1)에 파킹 브레이크 압력이 제공되는 경우에만 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 차량 브레이크 시스템(1)은 셧 오프 밸브(3)를 가진 휠 슬립 조절 장치(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
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