KR20130130717A - 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 브레이크 시스템 - Google Patents

브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 브레이크 시스템 Download PDF

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brake system
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요한 융베커
슈테펜 링켄바흐
슈테판 에이 드룸
마르코 베지어
조스코 쿠르바사
요헨 퓌러
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은, "브레이크 바이 와이어" 모드로서 공지되는, 차량 운전자에 의해 그리고 차량 운전자와 관계없이 구동될 수 있는, 모터 차량용 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것으로, 브레이크 페달 (34) 에 의해 작동될 수 있고, 특히 적어도 두 개의 브레이크 회로들 (12, 13) 에서 휠 브레이크들 (6) 이 연결되는 메인 브레이크 실린더, 및 적어도 하나의 탄성 요소 (30) 를 포함하고 차량 운전자에게 편안한 페달감을 제공하는 시뮬레이션 장치 (40) 를 구비할 수 있는 유압식 구동 장치 (2), 전기기계식 액추에이터 (47) 에 의해 피스톤 (46) 이 구동될 수 있는 실린더/피스톤 조립체에 의해 형성되는 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치 (3) 로서, 압력 생성 장치 (3) 의 압력을 특징짓는 제 1 측정 변수 (PDBE) 가 검출되는 압력 생성 장치 (3), 및 전자 제어 유닛 (5) 을 구비하며, 피스톤 (46) 의 위치를 특징짓는 제 2 측정 변수 (SDBE) 가 검출되고, 브레이크 시스템의 기능적인 상태를 모니터하기 위하여 제 1 및 제 2 측정 변수들의 미리 정해진 특성 맵 (31) 과 비교된다 (30). 본 발명은 또한 브레이크 시스템에 관한 것이다.

Description

브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 브레이크 시스템{METHOD FOR MONITORING A BRAKE SYSTEM AND BRAKE SYSTEM}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법 및 청구항 10 의 전제부에 따른 브레이크 시스템에 관한 것이다.
자동차 기술에 있어서 "브레이크 바이 와이어" 브레이크 시스템은 훨씬 더 많이 사용된다. 이러한 브레이크 시스템은, 차량 운전자에 의해 작동되는 브레이크 마스터 실린더 외에도, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 휠 브레이크 또는 브레이크 마스터 실린더의 작동이 일어나는 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치를 자주 포함한다. "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에게 쾌적한 페달감을 제공하기 위하여, 브레이크 시스템은 브레이크 페달감 시뮬레이션 장치를 일반적으로 포함한다. 상기 브레이크 시스템에서, 휠 브레이크는 또한 차량 운전자의 능동적 관여 없이 전자 신호에 의해 작동될 수 있다. 상기 전자 신호는 예컨대 전자식 안정성 프로그램 또는 거리 제어 시스템에 의해 출력될 수 있다.
EP 1 950 112 A1 은 브레이크 페달 작동된 브레이크 마스터 실린더, 페달 운동 시뮬레이션 장치, 및 피스톤이 전기기계식 구동 장치로 작동될 수 있는 실린더-피스톤 조립체를 갖는 모터 차량용 "브레이크 바이 와이어" 브레이크 시스템을 개시한다. 브레이크 시스템은, 실린더-피스톤 조립체에 의해 생성된 압력을 측정하기 위한 압력 센서 및 브레이크 마스터 실린더에 의해 생성된 압력을 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다. 적용에 있어서, 브레이크 시스템의 기능을 모니터링할 수 있는 방법에 관해서는 추가로 상세하게 제공되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법, 및 높은 신뢰성으로 브레이크 시스템의 결함, 예컨대 누출 또는 공기 유입 (air ingress) 을 검출할 수 있는 해당 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1 에 따른 방법 및 청구항 10 에 따른 브레이크 시스템에 의해 달성된다.
본 발명은, 브레이크 시스템의 결함 상태를 검출할 수 있도록, 압력 생성 장치의 피스톤 위치 및 결과로 달성된 압력을, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 특정값과 비교하는 아이디어에 기초한다. 이 목적을 위해, 특정된 두 개의 변수들의 특성 필드 (characteristic field) 는, 제조 허용오차 및/또는 측정 부정확성 (inaccuracies) 을 고려하는 경우, 브레이크 시스템의 결함 상태에 대해 예측되는 값들의 범위를 재산출해야 한다.
바람직하게는, 이는 각각의 브레이크 회로 또는 각각의 휠 브레이크가 특히 바람직하게는 정상 개방된 차단 밸브를 갖는 유압식 연결부를 통해 브레이크 페달 작동된 구동 장치에 연결되는 브레이크 시스템이다. 게다가, 각각의 브레이크 회로 또는 각각의 휠 브레이크가 특히 바람직하게는 정상 폐쇄된 연결 밸브를 갖는 추가의 유압식 연결부를 통해 압력 생성 장치에 연결된다. 따라서, 브레이크 회로 또는 휠 브레이크는 구동 장치의 압력 또는 압력 생성 장치의 압력을 대안적으로 받게 될 수 있다.
바람직하게는, 이는 휠 브레이크들이 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 압력 생성 장치로부터 압력을 받게 되고, 폴백 (fallback) 작동 모드에서 브레이크 페달 작동된 구동 장치로부터 압력을 받게 되는 브레이크 시스템이다. 이를 위해, 특히 바람직하게는 휠 브레이크들/브레이크 회로와 브레이크 페달 작동된 구동 장치 사이의 차단 밸브들이 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 폐쇄되고, 휠 브레이크들/브레이크 회로와 압력 생성 장치 사이의 연결 밸브들이 개방된다. 따라서, 폴백 작동 모드에서, 휠 브레이크들/브레이크 회로와 브레이크 페달 작동된 구동 장치 사이의 차단 밸브들은 개방되고, 휠 브레이크들/브레이크 회로와 압력 생성 장치 사이의 연결 밸브들은 폐쇄된다.
상기 방법은 브레이크 시스템의 작동 중에, 특히 바람직하게는 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 바람직하게는 반복되고 연속적으로 실행된다. 압력 생성 장치가 휠 브레이크들에 연결되는 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서, 압력 생성 장치에 의해 생성된 압력은 브레이크 시스템의 시스템 압력을 나타낸다.
본 발명에 따른 방법의 개선에 따라, 제 1 및 제 2 측정 변수의 측정값의 타당성 체크가 실행되고, 각각의 측정 변수의 (성공적으로) 타당성이 체크된 측정값만이 특성 필드와 비교하기 위해 사용된다. 따라서, 제 1 및 제 2 측정 변수의 측정값의 정확도 또는 질은 의심될 수 없고, 특성 필드의 허용 범위로부터의 실제 측정값의 편차의 경우에는, 차량 제어 시스템 또는 차량 관리 수단의 경고 및/또는 간섭이 바로 실행될 수 있다.
실제 시스템 강성도는, 바람직하게는, 제 2 측정 변수에 대한 제 1 측정 변수의 도함수 또는 그 반대로서 제 1 및 제 2 측정 변수의 측정값으로부터 결정된다. 휠 브레이크로 압력 생성 장치의 시스템 강성도를 재산출하는 상기 서브시스템 강성도는 브레이크 시스템의 기능성의 레벨의 측정을 나타내고, 예컨대 임계값과 비교될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 브레이크 마스터 실린더의 압력을 특징짓는 제 3 측정 변수와 브레이크 페달의 작동 이동을 특징짓는 제 4 측정 변수가 검출되고, 제 3 및 제 4 측정 변수의 검출된 측정값은 브레이크 시스템의 기능적인 상태를 모니터링하기 위해 제 3 및 제 4 측정 변수의 특정 특성 필드와 비교된다. 바람직하게는, 브레이크 페달 작동된 구동 장치의 모니터링이 압력 생성 장치의 모니터링에 더하여 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 함께 실행되는 경우에 유리하다. 따라서, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 브레이크 페달 작동된 구동 장치의 누출이, 폴백 작동 모드로의 전환의 경우에 남아있는 브레이크 페달 이동이 충분한 감속으로 제동하기에 적합하도록 시기 적절하게 검출될 수 있다는 것을 보장할 수 있다.
또한 바람직하게는, 타당성 체크는 각각의 제 3 및 제 4 측정 변수의 측정값에 대해 실행되고, 각각의 측정 변수의 타당성이 체크된 측정값만이 제 3 및 제 4 측정 변수의 특성 필드와 비교된다. 브레이크 시스템을 모니터링하기 위하여, 즉 두 개의 특성 필드와 비교하기 위하여 네 개의 측정 변수의 신뢰성이 있는 신호/측정값만을 이용함으로써 결함 검출의 매우 높은 신뢰성이 달성된다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 바람직한 실시형태에 따라, 네 개의 측정 변수를 검출하기 위한 적어도 네 개의 센서 장치가 리던던트 (redundant) 형태로 실시된다. 따라서, 센서 장치의 리던던트 검출된 측정값의 타당성 체크가 실행될 수 있다. 대안적으로, 측정 변수가 두 개의 독립적인, 즉 논-리던던트 센서 장치에 의해 검출되는 것이 바람직하다. 측정 변수의 타당성이 체크된 측정값 검출이 본질적으로 (intrinsically) 안전한 센서 장치에 의해 유리하게 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에 따라, 구동 장치의 실제 시스템 강성도는 제 4 측정 변수에 대한 제 3 측정 변수의 도함수 또는 그 반대로서 제 3 및 제 4 측정 변수의 측정값으로부터 결정된다. 브레이크 마스터 실린더와 시뮬레이션 장치의 시스템 강성도를 본질적으로 나타내는 상기 서브시스템 강성도는 기능성의 레벨의 측정을 나타내고, 예컨대 임계값과 비교할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 개선에 따라, 그 값이 모니터링되는 전체적인 시스템 강성도는 두 개의 서브시스템 강성도로부터 결정된다. 따라서, 폴백 작동 모드에서 브레이크 시스템의 유용성은 모니터링될 수 있다. 특히 바람직하게는, 전체적인 강성도가 특정 극한값보다 낮은 경우, 에러 메시지가 출력된다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 측정 변수의 측정값이 제 1 및 제 2 측정 변수의 특정 특성 필드의 허용 영역 내에 있지 않은 경우 및/또는 제 3 및 제 4 측정 변수의 측정값이 제 3 및 제 4 측정 변수의 특정 특성 필드의 허용 영역 내에 있지 않은 경우, 에러 메시지가 출력된다. 상기 에러 메시지는 워크샵 중에 그 이후의 에러 보정을 간략화하기 위하여 유리하게는 서브시스템-특정적이다.
바람직하게는, 브레이크 라이트 스위치는 브레이크 시스템의 구동 장치 내에 통합되고, 그의 신호는 브레이크 시스템을 모니터링 및/또는 타당성 체크하기 위해 특히 바람직하게 사용된다. 유리하게는, 브레이크 라이트 스위치의 신호는 브레이크 페달의 또는 해당 센서 장치의 구동 이동을 특징짓는 측정 변수의 실패의 경우에 사용된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태들은 도면을 이용하는 이하의 상세한 설명과 종속 청구항들로부터 알려진다.
도 1 은 실시예에 따른 브레이크 시스템을 도시하고, 그리고
도 2 는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 실시형태의 시연을 위해 개략적인 도면을 도시한다.
도 1 에는 본 발명에 따른 브레이크 시스템이 개략적으로 도시된다. 시스템 (1) 은, 차량 운전자 (운전자의 제동 요구 (22)) 에 의해 작동 페달 또는 브레이크 페달 (34) 로 작동될 수 있는 구동 장치 (2), 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치 (3) 를 나타내는 전기기계식 구동 장치 (3), 휠 브레이크 (6) 가 출력 연결부에 연결되는 유압식 휠 브레이크 압력 조정 장치 (HCU: 유압식 제어 유닛; 4), 브레이크 시스템의 부품의 제어 및/또는 체크 (checking) 를 위해 사용되는 전자 제어 및 조절 유닛 (ECU: 전자 제어 유닛; 5) 을 포함한다.
구동 장치 (2) 는, 유압식 챔버 또는 압력 챔버 (36, 37) 를 경계짓는 (bound) 두 개의 유압식 피스톤이 직렬로 배치된 듀얼 서킷 브레이크 마스터 실린더 또는 탠덤 마스터 실린더를 포함한다. 압력 챔버 (36, 37) 는, 피스톤 내에 형성된 반경 방향 보어를 통해 압력 매체 저장 컨테이너 (35) 에 연결되고, 브레이크 마스터 실린더의 하우징에서 피스톤의 상대 운동에 의해 셧 오프 (shut off) 될 수 있다. 게다가, 각각의 압력 챔버 (36, 37) 는, 각각의 경우, 유압식 라인 (38a, 38b) 에 의해 두 개의 휠 브레이크 (6) 를 갖는 브레이크 회로 (12, 13) 에 연결된다. 각각의 유압식 라인 (38a, 38b) 에 삽입되는 차단 밸브 (39a, 39b) 는 전기적으로 작동가능한, 바람직하게는 정상 (normally) 개방의 2/2 웨이 밸브의 형태를 갖는다. 브레이크 페달 (34) 에 연결된 피스톤 로드는 제 1 마스터 실린더-피스톤과 함께 작동하고, 브레이크 페달 (34) 의 작동 이동을 특징짓는 변수 (SPedal) 는 바람직하게는 리던던트 (redundant) 설계의 변위 센서 (7) 에 의해 검출된다. 실시예에 따른 압력 챔버 (37) 에 연결된, 바람직하게는 리던던트 설계의 압력 센서 (8) 는 구동 장치 (2) 에 의해 형성된 (built up) 압력 (PPedal) 을 검출한다.
구동 장치 (2) 는, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에게 편안한 페달감을 제공하고 브레이크 마스터 실린더와 상호 작용하는 시뮬레이션 장치 (40) 를 추가로 포함한다. 시뮬레이션 장치 (40) 는 유압식 형태로 바람직하게는 실시되고, 시뮬레이션 장치 챔버, 시뮬레이션 장치 스프링 (30) 을 갖는 시뮬레이션 장치 스프링 챔버 및 상기 두 개의 챔버들을 서로로부터 이격시키는 시뮬레이션 장치 피스톤으로 본질적으로 이루어진다. 여기서 시뮬레이션 장치 챔버는 브레이크 마스터 실린더의 적어도 하나의 압력 챔버 (36, 37) 에 연결되는 반면, 시뮬레이션 장치 스프링 챔버는 시뮬레이션 장치 챔버와 시뮬레이션 장치 스프링 챔버 사이에 연결된 전기적으로 작동된 시뮬레이션 장치 해제 밸브 (41) 로 압력 매체 저장 컨테이너 (35) 에 연결될 수 있다.
압력 생성 장치 (3) 는 유압식 실린더-피스톤 조립체의 형태를 갖고, 압력 생성 장치의 피스톤 (46) 은 개략적으로 나타낸 전기 모터 (47) 에 의해 작동될 수 있고, 피스톤과 전기 모터 사이에는 도시되지 않은 회전 전환 기어박스가 배치된다. 바람직하게는 리던던트 설계의 센서 (9) 는, 압력 생성 장치 (3) 의 피스톤 (46) 의 위치/장소의 특징적인 변수 (SDBE) 를 검출하기 위해 제공되며, 실시예에 따라 전기 모터 (47) 의 로터 위치를 검출하기 위한 로터 위치 센서 (9) 로서 실시된다. 피스톤 (46) 은, 전기적으로 작동된 연결 밸브 (45a, 45b) 를 개방함으로써 유압식 라인 (44a, 44b) 을 통해 브레이크 회로 (12, 13) 에 연결될 수 있는 압력 챔버 (48) 를 경계짓는다. 여기서, 압력 챔버 (48) 를 향하여 폐쇄되는 체크 밸브 (non-return valve) 는 각 연결 밸브 (45a, 45b) 와 병렬 (in parallel) 연결된다.
휠 브레이크 (6) 에서의 압력을 조정하기 위해, 유압식 압력 조정 장치 (4) 는 각각의 휠 브레이크 (6) 에 대한 유입 밸브 및 유출 밸브 (42, 43) 를 바람직하게 포함한다. 유입 밸브 (42) 의 입력 연결부는 (차단 밸브 (39a, 39b) 를 갖는 라인 (38a, 38b) 을 통해) 구동 장치 (2) 의 압력 또는 (차단 밸브 (45a, 45b) 를 갖는 라인 (44a, 44b) 을 통해) 압력 생성 장치 (3) 의 압력을 공급받을 수 있다. 유출 밸브 (43) 의 출력 연결부는 복귀 라인을 통해 가압되지 않은 압력 매체 저장 컨테이너 (35) 에 연결된다.
실시예에 따라, 관련 유입 밸브 (42) 의 입력 연결부들에서 발생하는 압력을 검출하기 위한 (본질적으로 안전하지 않은 또는 논-리던던트 (non-redundant)) 압력 센서 (10, 11) 는 각각의 브레이크 회로 (12, 13) 내에 배치된다. 대안적으로, 본질적으로 안전한 또는 리던던트 압력 센서는 또한 두 개의 브레이크 회로 (12, 13) 중 하나에만 배치될 수 있다. 양자의 경우, 일 경우에 있어서, 상이한 측정 장소에서 두 개의 독립적인 압력 센서 (10, 11) 의 두 개의 신호를 비교함으로써, 그리고 다른 경우에 있어서, 브레이크 회로 (12, 13) 중 하나에서만 리던던트 또는 본질적으로 안전한 압력 센서의 신호를 이용함으로써, 브레이크 회로 (12, 13) 내의 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치 (3) 에 의해 생성된 압력 (PDBE) 은 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 타당성이 체크된 압력 신호로서 유리하게 이용가능하다. 물론, 도 2 에서 개략적인 형태로 도시된 바와 같이, 각각의 브레이크 회로 (12, 13) 내에 본질적으로 안전한 또는 리던던트 압력 센서 (10, 11) 를 여전히 배치할 수 있다.
실시예에 따라, 브레이크 시스템은, 구동 장치 (2) 내에 통합된 물리적으로 분리된 센서로서 바람직하게 실시되는 브레이크 라이트 스위치 (14) 를 포함한다. 그런 다음, 변위 센서 (7) 의 고장의 경우에, 브레이크 라이트 스위치 (14) 의 신호가 사용될 수 있고, 따라서 정상 (normal) 브레이크 기능 ("브레이크 바이 와이어" 작동 모드) 의 유용성을 증가시킬 수 있다.
정상 브레이크 기능은 압력 생성 장치 (3) 로 운전자에 의해 요구되는 브레이크 시스템에 대한 압력 증가의 생성을 의미한다.
브레이크 시스템의 정상 브레이크 기능에 있어서, 도 1 의 브레이크 시스템은 외력 브레이크 시스템을 나타낸다. 상기 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 차량 운전자가 폐쇄된 차단 밸브 (39a, 39b) 에 의해 브레이크 회로 (12, 13) 로부터 차단되고 브레이크 회로 (12, 13) 가 연결 밸브 (45a, 45b) 에 의해 압력 생성 장치에 연결되기 때문에, 차량 운전자는 더 이상 브레이크 시스템의 기능적인 상태 (예를 들어, 열악한 블리드 (bleed) 상태, 가능한 시스템 누출 등) 에 대한 주관적인 모니터링 요소 및 의사 결정자가 아니다. 따라서, 이는 브레이크 시스템의 기능에 관하여 매우 주관적인 징후가 브레이크 시스템의 센서 시스템을 이용하여 달성될 수 있는 경우, 차량 및 차량의 탑승자의 안전을 위하여 바람직하다. 이를 위해 센서 시스템의 신호 생성의 신뢰성 및 유용성에 대한 높은 요건들이 놓일 수 있다. (누출, 의도하지 않은 공기 유입 등과 같은) 가능한 시스템 결함에 대해 브레이크 시스템을 체크하기 위하여, 예컨대 다양한 측정 변수들이 전자 제어 및 조절 유닛 (5) 에서 상이한 방식으로 타당성이 체크되고 모니터링된다. 규정된 경고 임계값을 초과하는 경우, 분류된 경고 메시지는 제어 및 조절 유닛 (5) 으로부터 (예컨대 차량 인터페이스 (15) 를 통해) 차량 (16) 및/또는 운전자에게 보내진다. 결함의 분류 (잠재적인 위험 요소) 에 따라, 차량 (16) 의 안전성 구성 (차량 아키텍쳐) 의 간섭은 차량 인터페이스 (15; 예컨대, 엔진 관리, 시각적인/청각의/촉각의 위험 메시지, 지속적인 전용 워크숍 모드 등) 를 통해 이루어질 수 있다. 목적은 브레이크 시스템의 정상 브레이크 기능의 가장 가능한 유용성 및 유지성으로 이루어진다 (즉, 가능하다면, 특히 오직 신호 결함이 브레이크 시스템 내에서 발생하는 경우에, 폴백 (fallback) 작동 모드에서의 작동을 피해야 한다).
브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태를 도시하기 위한 개략적인 도면이 도 2 에 도시된다. 브레이크 페달 (34) 로 운전자에 의해 적용되는 운전자의 제동 요구 (22) 는 구동 장치 (2) 의 두 개의 (상이한) 측정 변수, 예컨대 리던던트 압력 센서 (8) 에 의해 결정된 브레이크 마스터 실린더의 압력 (PPedal) 및 리던던트 변위 센서 (7) 에 의해 결정된 브레이크 페달 (34) 의 구동 이동 (SPedal) 에 의해 검출된다. 전기 모터 (47) 를 갖는 압력 생성 장치 (3) 에 대해, 두 개의 측정 변수, 예컨대 리던던트 압력 센서 (10) 에 의해 결정된 압력 생성 장치의 압력 (PDBE) 및 리던던트 위치 센서 (9) 에 의해 결정된 전기 모터 (47) 의 로터 위치가 마찬가지로 검출되고, 이는 압력 생성 장치 (3) 의 피스톤 (46) 의 위치 또는 장소 (SDBE) 의 측정을 나타낸다. 도 2 에 도시된 실시예에 따라, 압력 (PDBE) 을 결정하기 위한 제 2 의 리던던트 압력 센서 (11) 가 또한 이용가능하다. 압력 센서 (11) 는 전술한 바와 같이 선택적으로 이용가능하다.
높은 신뢰성을 갖는 브레이크 시스템의 모니터링을 달성하기 위하여, 측정 변수 (Ppedal, SPedal, PDBE, SDBE) 의 타당성이 체크된 측정값 (즉, 허용 또는 유효 신호) 가 모니터링을 위해 사용되고, 즉 제공된 신호의 질이 의심될 필요가 없다. Ppedal , SPedal , PDBE, 또는 SDBE 에 대한 측정값이 존재하는 경우, 이는 유효하고 변수 (Ppedal, SPedal , PDBE, 또는 SDBE) 는 허용 측정 불확도 내에서 측정되는 것으로 나타낸다. 측정값이 (예컨대, 기계적 또는 전기적 센서 결함 때문에) 타당성 체크될 수 없는 경우, 측정값이 전송되지 않는다.
도 2 에서 도시된 바와 같이, 측정 변수 (Ppedal, Spedal, PDBE, SDBE) 는 리던던트 방식으로 실시예에 따라 각각 검출되고, 두 개의 검출된 신호들은 센서 타당성 체크 블록 (21) 에서 비교된다. 양 신호들이 규정된 허용 범위 내에 있다면, 해당 측정 변수 (Ppedal, Spedal, PDBE, SDBE) 의 타당성이 체크된 측정값 (19) 이 출력된다. 신호의 타당성 체크 (21) 는 제어 및 조절 유닛 (5) 에서 실시예에 따라 실행된다.
대안적으로, 센서, 예컨대 로터 위치 센서 (9) 가 본질적으로 안전한 형태로 실시되는 것, 즉 센서가 신호를 출력하는 경우, 이 신호는 유효 측정값으로서 처리되는 것이 또한 가능하다 (미도시). 따라서 제어 및 조절 유닛 (5) 의 타당성 체크 (21) 는 상기 센서에 대해 생략된다.
전술한 바와 같이, 측정 변수, 예컨대 압력 생성 장치의 압력 (PDBE) 은 (압력 센서 (10, 11) 에 대해 도 1 에 도시된 바와 같은) 두 개의 논-리던던트 센서에 의해 두 개의 상이한 지점에서 결정되는 것이 또한 가능하다 (도 2 에 미도시). 두 개의 검출된 신호는 센서의 타당성 체크 블록 (21) 을 비교하여 타당성이 체크될 수 있어서, 여기에는 측정 변수에 대한 타당성 체크된 측정값 (19) 이 또한 존재한다.
브레이크 시스템, 특히 브레이크 회로에 연결된 압력 생성 장치 (3) 의 기능적인 상태를 모니터링하기 위하여, 압력 생성 장치 (3) 의 압력 (PDBE) 과 피스톤 위치 (SDBE) 사이의 관계에 대한 공칭 특성 필드 (31) 가 제어 및 조절 유닛 (5) 내에 저장된다. 특성 필드 (31) 는 허용오차, 예컨대 휠 브레이크 (6) 의 P-V 특성 (압력-부피 테이크업 특성) 의 가능한 시리즈 변화, 패드 강성도의 분산 등을 고려한다. 블록 30 에서, 압력 (PDBE) 과 피스톤 위치 (SDBE) 에 대한 측정된 값은 특정 특성 필드 (31) 와 비교된다. 타당성이 체크된 측정값 (측정값 쌍 (SDBE,PDBE)) 이 저장된 특성 필드 (31) 의 허용 범위 (블록 (30) 내의 점선으로 표시된 곡선 사이) 내에 놓인다면, 압력 생성 장치 (3) 는 공칭 허용 범위를 가지고 기계적으로 또는 유압적으로 유용하다. 브레이크 시스템 내의 누출의 경우, 압력 (PDBE) 이 예컨대 일정한 피스톤 위치 (SDBE) 에 대해 꾸준하게 떨어져, 특성 필드 (13) 와의 비교에 있어서, 측정값 쌍은 허용 범위의 낮은 (점선으로 표시된) 곡선 아래로 떨어진다. 그 후, 이로부터 누출이 검출될 수 있다. 예컨대, 브레이크 시스템으로의 공기 유입의 경우, 측정값 쌍은 반복적으로 허용 범위의 낮은 (점선으로 표시된) 곡선 아래로 놓인다.
게다가, 구동 장치 (2) 의 기능적인 상태 (예컨대, 누출, 공기 유입 또는 시뮬레이션 장치 스프링 (30) 의 스프링 파손) 를 모니터링하기 위하여, 압력 생성 장치 (2) 의 압력 (PPed) 및 위치 (SPed) 사이의 관계에 대한 공칭 특성 필드 (29) 는제어 및 조절 유닛 (5) 내에 저장된다. 특성 필드 (29) 는 주로 시뮬레이션 장치 스프링 (30) 및 이 스프링의 허용 시리즈 공차에 의해 결정된다. 게다가, 특성 필드 (29) 에 있어서, 센서 (7, 8) 의 측정 불확도 및 밀봉 칼라 (collars) 에 의해 야기된 허용 마찰 압력은 또한 필요하다면 고려될 수 있다. 블록 28 에서, 압력 (PPed) 및 위치 (SPed) 의 측정된 값은 특정 특성 필드 (29) 와 비교된다. 센서 (7, 8) 의 타당성이 체크된 측정값은 저장된 특성 필드 (29) 의 허용 영역 내 (블록 (28) 내의 점선으로 표시된 곡선 사이) 에 놓인다면, 구동 장치 (2) 는 공칭 허용 범위 내에 있고 기계적으로 그리고 유압적으로 유용하다.
센서 (7, 8) 의 측정 변수 (SPedal 및 PPedal) 에 대한 타당성이 체크된 측정값은 구동 장치 (2) 의 기능적 확인을 위해 매우 중요하지만, 또한 운전자의 제동 요구 (22) 의 안정하고 신뢰성이 있는 검출을 위해서도 매우 중요하다.
변위 및 압력 센서 (7, 8) 의 타당성이 체크된 측정값 (Spedal, PPedal) 은 소망하는 제동력 향상 (boost) 에 대한 목표값 (Psoll) 을 결정하기 위해 블록 (23) 내에서 사용된다. 휠 브레이크 (6) 내의 해당 압력 (26) 이 압력 생성 장치 (3) 의 모터 (47) 의 적절한 제어 (27) 에 의해 실시예에 따라 제어 및 조절 유닛 (5) 내에 통합된 엔진 제어 장치 (25) 에 의해 설정된다.
센서 (7 또는 8) 중 하나에 (즉, 신뢰성이 있는 신호 공급기로서 변위 또는 압력 센서 신호) 단일 결함이 존재하는 경우, 실시예에 따른 운전자의 요구의 검출은, 센서가 여전히 타당성이 체크된 측정값을 공급함에 따라, 전적으로 변위 정보 (센서 (7)) 또는 압력 정보 (센서 (8)) 로 변경된다. 제동력 향상은 단일 결함의 경우 지속적으로 유지될 수 있다. 선택적인 통합된 브레이크 라이트 스위치 (14) 가 타당성 체크 설계에 포함되면, 변위 센서 (7) 가 고장 나더라도 차단 밸브 (39) 는 지속적으로 제어될 수 있다.
상세하게 전술한 바와 같이, 타당성이 체크된 측정값 (Spedal, PPedal) 은 블록 (28) 에 의해 (기계적, 유압적) 작동 유닛 (2) 의 기능적 확인 (타당성 체크) 을 위해 사용된다.
본 발명에 따라, 해당 서브시스템 (시뮬레이션 장치 (40) 를 포함하는 구동 장치 (2) 또는 브레이크 회로를 구비하는 압력 생성 장치 (3)) 에 대한 각각의 두 개의 블록들 (28 또는 30) 에 있어서, 실제 시스템 강성도 (Cl 또는 C2) 는 해당 실제 측정값 쌍 (SPedal, PPedal) 또는 (SDBE, PDBE) 으로부터 별개의 시스템에 대해 계산된다. 별개의 시스템의 실제 시스템 강성도 (Cl 또는 C2) 는 예컨대 다른 측정 변수 (미분 계수), 예컨대 ΔPPedal/ΔSPedal 에 대한 일 측정 변수의 (수의) 도함수로서 연속적인 측정값 쌍으로부터 간단하게 얻어진다.
별개의 시스템의 시스템 강성도 (Cl, C2) 에 의해 특징지어지는 두 개의 서브시스템의 상태는 예컨대 전체적인 시스템 타당성 체크블록 (32) 의 추가에 의해 실제의 전체적인 시스템 강성도 (C_Ges) 를 고려한다. 브레이크 시스템의 결함의 경우, 경고 (33) 는 남아있는 전체적인 시스템 강성도 (C_Ges) 의 평가 (assessment) 를 이용하여 실행될 수 있다.
예컨대, 부응하여야 하는 전체적인 시스템 강성도의 차량-특정 하한 (Sc _ Ges) 은 규정될 수 있다. 전체적인 시스템 강성도의 하한 (Sc _ Ges) 의 준수는 (양 서브시스템이 차단 밸브와 연결 밸브 (39, 45) 의 개방/폐쇄에 의해 서로 연결되는) 시스템 결함의 경우에 요구되는 폴백 레벨의 유용성을 제공한다. 전체적인 시스템 강성도가 전체적인 시스템 강성도의 제공된 하한 (Sc _ Ges) 보다 아래에 있는 경우, 에러 메시지 (33) 는 차량 인터페이스 (15) 를 통해 차량에 출력된다 ("폴백 레벨 손상").
선택적으로, 차량 관리 수단으로의 간섭은 브레이크 시스템의 열악한 블리딩 (bleeding) 상태 (예컨대 속도 제한, 워크숍 방문 요청, 에러 메모리 진입, 블리딩 경로의 후속 개시의 형태임) 를 검출함에 따라 실행될 수 있다.
게다가, 예컨대, 에러 메시지는 해당 타당성 체크에 따른 공칭 특성 필드 (29, 31) 로부터 출발함에 따라 두 개의 서브시스템에 대한 에러 메모리 내에 위치될 수 있다.
본 발명의 이점은 차량 운전자에게 브레이크 시스템의 기능적인 유용성을 최대로 보장하는 것이다. 전술한 방법에 의하여, 브레이크 시스템은 가능한 기능적 결함들에 대해 확인된 브레이크 시스템의 기능성 및 타당성으로 모니터링된다.

Claims (14)

  1. 이른바 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에 의해 그리고 차량 운전자와 관계없이 제어될 수 있는, 모터 차량용 브레이크 시스템을 모니터링 (monitoring) 하기 위한 방법에 있어서, 상기 브레이크 시스템은,
    - 브레이크 페달 (34) 에 의해 작동되는 유압식 구동 장치 (2) 로서, 특히 적어도 두 개의 브레이크 회로들 (12, 13) 에서 휠 브레이크들 (6) 이 연결되는 브레이크 마스터 실린더, 및 적어도 하나의 탄성 요소 (30) 를 포함하고 차량 운전자에게 쾌적한 페달감 (pedal feel) 을 제공하는 시뮬레이션 장치 (40) 를 구비하는, 상기 유압식 구동 장치 (2),
    - 전기기계식 구동 장치 (47) 에 의해 피스톤 (46) 이 작동될 수 있는 실린더-피스톤 조립체에 의해 형성되는 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치 (3) 로서, 상기 압력 생성 장치 (3) 의 압력을 특징짓는 제 1 측정 변수 (PDBE) 가 검출되는 상기 압력 생성 장치 (3), 및
    - 전자 제어 및 조절 유닛 (5)
    을 구비하며,
    상기 피스톤 (46) 의 위치 또는 장소를 특징짓는 제 2 측정 변수 (SDBE) 가 검출되고,
    상기 브레이크 시스템의 기능적인 상태를 모니터링하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 측정 변수 (PDBE, SDBE) 의 검출된 측정값들은 제 1 및 제 2 측정 변수들의 특정 특성 필드 (specified characteristic field; 31) 와 비교되는 (30) 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측정 변수들 (PDBE, SDBE) 의 측정값들의 타당성 체크 (plausibility check; 21) 가 각각의 경우에 실행되고, 각각의 측정 변수들 (PDBE, SDBE) 의 타당성이 체크된 측정값들만이 제 1 및 제 2 측정 변수들의 특성 필드 (31) 와의 비교를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 생성 장치 (3) 의 실제 시스템 강성도 (C2) 는, 상기 제 2 측정 변수 (SDBE) 에 대한 상기 제 1 측정 변수 (PDBE) 의 도함수로서 또는 상기 제 1 측정 변수 (PDBE) 에 대한 상기 제 2 측정 변수 (SDBE) 의 도함수로서, 상기 제 1 및 제 2 측정 변수들 (PDBE, SDBE) 의 측정값들로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이크 마스터 실린더의 압력을 특징짓는 제 3 측정 변수 (PPedal) 및 상기 브레이크 페달 (34) 의 구동 이동을 특징짓는 제 4 측정 변수 (SPedal) 가 검출되고, 상기 브레이크 시스템의 기능적인 상태를 모니터링하기 위해, 상기 제 3 및 제 4 측정 변수들 (PPedal, SPedal) 의 검출된 측정값들이 제 3 및 제 4 측정 변수들의 특정 특성 필드 (29) 와 비교되는 (28) 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 측정 변수들 (PPedal, SPedal) 의 측정값들의 타당성 체크 (21) 가 각각의 경우에 실행되고, 각각의 측정 변수들 (PPedal, SPedal) 의 타당성이 체크된 측정값들만이 제 3 및 제 4 측정 변수들의 특성 필드 (29) 와의 비교를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 구동 장치 (2) 의 실제 시스템 강성도 (C1) 는 상기 제 4 측정 변수 (SPedal) 에 대한 상기 제 3 측정 변수 (PPedal) 의 도함수로서 또는 상기 제 3 측정 변수 (PPedal) 에 대한 상기 제 4 측정 변수 (SPedal) 의 도함수로서, 상기 제 3 및 제 4 측정 변수들 (PPedal, SPedal) 의 측정값들로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 3 항에 종속하는 경우, 모니터링되는 전체적인 강성도 (C_GES) 가 상기 구동 장치 (2) 및 상기 압력 생성 장치 (3) 의 상기 실제 시스템 강성도들 (Cl, C2) 로부터 결정되는 (32) 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전체적인 강성도 (C_GES) 가 특정 한계값 (Sc _ Ges) 보다 낮은 경우에 에러 메시지가 출력되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측정 변수들의 측정값들이 제 1 및 제 2 측정 변수들의 상기 특정 특성 필드 (31) 의 허용 영역 내에 있지 않은 경우 및/또는 상기 제 3 및 제 4 측정 변수들의 측정값들이 제 3 및 제 4 측정 변수들의 상기 특정 특성 필드 (29) 의 허용 영역 내에 있지 않은 경우, 에러 메시지, 특히 서브시스템-특정 에러 메시지가 출력되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법.
  10. 이른바 "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에 의해 그리고 차량 운전자와 관계없이 제어될 수 있는, 모터 차량용 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 시스템은,
    - 브레이크 페달 (34) 에 의해 작동되는 유압식 구동 장치 (2) 로서, 특히 적어도 두 개의 브레이크 회로들 (12, 13) 에서 휠 브레이크들 (6) 이 연결되는 브레이크 마스터 실린더, 및 적어도 하나의 탄성 요소 (30) 를 포함하고 차량 운전자에게 쾌적한 페달감을 제공하는 시뮬레이션 장치 (40) 를 구비하는, 상기 유압식 구동 장치 (2),
    - 전기기계식 구동 장치 (47) 에 의해 피스톤 (46) 이 작동되는 실린더-피스톤 조립체에 의해 형성되는 전기적으로 제어가능한 압력 생성 장치 (3),
    - 상기 압력 생성 장치 (3) 의 압력을 특징짓는 제 1 측정 변수 (PDBE) 를 검출하기 위한 제 1 센서 장치 (10, 11), 및
    - 전자 제어 및 조절 유닛 (5)
    을 구비하며,
    상기 압력 생성 장치 (3) 의 상기 피스톤 (46) 의 위치 또는 장소를 특징짓는 제 2 측정 변수 (SDBE) 를 검출하기 위한 제 2 센서 장치 (9) 를 포함하고,
    상기 전자 제어 및 조절 유닛 (5) 은, 상기 제 1 및 제 2 측정 변수들 (PDBE, SDBE) 의 검출된 측정값들을 제 1 및 제 2 측정 변수들의 특정 특성 필드 (31) 와 비교하기 위한 수단 (30) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 브레이크 시스템은 브레이크 마스터 실린더의 압력을 특징짓는 제 3 측정 변수 (PPedal) 를 검출하기 위한 제 3 센서 장치 (8) 및 브레이크 페달 (34) 의 구동 이동을 특징짓는 제 4 측정 변수 (SPedal) 를 검출하기 위한 제 4 센서 장치 (7) 를 포함하고, 상기 전자 제어 및 조절 유닛 (5) 은, 상기 제 3 및 제 4 측정 변수들 (PPedal, SPedal) 의 검출된 측정값들을 제 3 및 제 4 측정 변수들의 특정 특성 필드 (29) 와 비교하는 수단 (28) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 센서 장치들 (7, 8, 9, 10, 11) 중 하나, 특히 모든 센서 장치들은 리던던트 (redundant) 형태로 실시되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 및 조절 유닛 (5) 내에는, 해당 측정 변수들 (PDBE, SDBE, PPedal, SPedal) 의 타당성이 체크된 또는 신뢰성이 있는 측정값들만을 사용하여 상기 특성 필드 또는 상기 특성 필드들 (29, 31) 과 비교하기 위한 수단 (21) 이 제공되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 및 조절 유닛 (5) 은, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 브레이크 시스템을 모니터링하기 위한 방법을 실행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 시스템.
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