KR20140023366A - 차량 브레이크 시스템용 제어 장치 및 차량 브레이크 시스템의 작동 방법 - Google Patents

차량 브레이크 시스템용 제어 장치 및 차량 브레이크 시스템의 작동 방법 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량 브레이크 시스템을 위한 제어 장치(80)에 관한 것이며, 상기 제어 장치는, 발전기(78)의 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크와 관련하여 공급된 데이터 신호(2)의 고려하에, 브레이크 시스템의 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 적어도 부분 개방된 상태로 제어시켜 브레이크액 체적이 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 통해 브레이크 회로(14a, 14b)의 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 내로 변위될 수 있게 하 는 밸브 제어 유닛(1)을 포함한다. 또한, 본 발명은 차량 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

차량 브레이크 시스템용 제어 장치 및 차량 브레이크 시스템의 작동 방법{CONTROL DEVICE FOR A VEHICLE BRAKE SYSTEM, AND METHOD FOR OPERATING A VEHICLE BRAKE SYSTEM}
본 발명은 차량 브레이크 시스템용 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
DE 196 04 134 A1호에는 전기 구동 장치를 구비한 자동차의 브레이크 시스템을 제어하기 위한 방법 및 그 장치가 기술되어 있다. 배터리의 동시 충전을 위해 전기 구동 장치를 이용하여 차량을 제동할 때, 브레이크 페달이 작동하여도 유압 브레이크 시스템의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼로부터 하나 이상의 휠에 가해진 유압 제동 토크는 감소/비활성화된다. 이를 위해, 브레이크 페달의 작동을 통해 브레이크 마스터 실린더로부터 휠 브레이크들로 변위된 압력 매체는, 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 상기 압력 매체가 유압 브레이크 시스템의 아웃렛 밸브들의 개방을 통해 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼를 경유하여 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 내로 전달됨으로써 저지된다. 이러한 방식으로, 전기 구동 장치에 의해 구현된 회생 제동이 배합(blending)될 수 있다.
본 발명은, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 차량 브레이크 시스템용 제어 장치와, 청구항 제9항의 특징들을 갖는 차량 브레이크 시스템 작동 방법을 제공한다.
본 발명은 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼를 우회하면서, 브레이크 마스터 실린더로부터 압출된 브레이크액 체적을 어큐뮬레이터 챔버로 전달할 수 있게 한다. 그럼으로써 상기 전달은 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내 잔류압의 형성 없이, 또는 휠에서 유압 "잔류 제동 토크"의 형성 없이 수행된다.
본 발명을 이용하여 실현할 수 있는 브레이크 시스템은 달리 말하면 최소의 변경 비용으로 확장된 단순 시스템이라 할 수 있다. 따라서 최소의 추가 비용으로 충분한 회생 효율을 달성할 수 있다. 본 발명의 경우 회생 효율의 증가는 주로, 제안된 브레이크 시스템이 회생 제동 토크의 소멸 시 변조 기능에서 운전자를 보조하는 점에 기인한다. 본 발명에 따른 기술은, 예컨대 완충된 축전지, 및/또는 회생 제동을 위해 필요한 최저 속도 미만의 차량 속도로 인해 회생 브레이크의 회생 제동 토크가 감소하는 점에 반응할 수 있다. 특히 이는, 제동 거리가 연장되거나 운전자가 브레이크 작동 부재의 작동 시 반작용을 인지하지 못하는 상태에서, 구현될 수 있다.
주지할 점은, 본 발명에 따른 기술의 실현 가능성은 브레이크 작동 부재에, 또는 브레이크 부스터에, 또는 브레이크 마스터 실린더 내에 형성되는 자유 간극을 요구하지 않는다는 점이다. 따라서 운전자는 고장 대치(fallback) 상태에서도 신속하게 브레이크 시스템에 제동 개입할 수 있다.
한 바람직한 개선예는, 0은 아니지만, 브레이크 작동 부재에 가해진 운전자 제동력이 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달될 수 있는 최소 작동력을 하회하는 작동력으로 브레이크 작동 부재를 작동하는 동안, 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 힘 전달이 일어나지 않고/저지되는 방식으로 브레이크 마스터 실린더에 배치된 브레이크 작동 부재를 포함한다. 이는 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 힘 전달이 일어나지 않고/저지되는 동안 배합을 가능하게 한다. 따라서 유압 제동 대신 회생 제동 시 제동감의 변화는 운전자에게 감지될 수 없다. 브레이크 마스터 실린더 피스톤과 브레이크 작동 부재 사이에 힘 전달이 일어나지 않고/저지됨으로 인해, 예컨대 최소 작동력 미만의 작동력에서 존재하지 않는 기계적 연결로 인해, 유압 형성을 통해 야기된 반력은 브레이크 작동 부재에서가 아니라, 브레이크 부스터의 배력에서만 지지된다. 따라서 브레이크 작동 부재에서는 운전자가 반력의 변화를 감지할 수 없다. 그와 동시에, 본 발명의 경우 운전자는 적어도 최소 작동력을 이용하여 브레이크 작동 부재를 작동함으로써 브레이크 마스터 실린더에 직접 제동 개입할 수 있다. 그러므로 예컨대 브레이크 시스템의 전류 공급 악화로 인해 브레이크 부스터의 기능이 저하되더라도 여전히 차량의 확실한 제동이 보장된다.
이를 (브레이크 부스터의) 점프-인(jump-in) 영역 내 배합이라고도 말할 수 있다. 점프-인 영역은, 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 기계적 연결이 존재하지 않는, 예컨대 진공 부스터와 같은 브레이크 부스터의 작동 영역이다. 그럼에도, 이미 점프-인 영역에서 브레이크 마스터 실린더 내로 제동 개입이 이루어진다. 그럼으로써 브레이크 시스템은 자유 간극을 갖지 않으며, 특히 고장 대치 상태에서 확실하게 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 기술을 이용하여, 브레이크 작동 부재의 작동(능동 압력 형성)을 수반하지 않는 제동 요구도 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은 하기에서 도면들을 참고로 설명된다.
도 1은 제어 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 제어 장치를 구비한 브레이크 시스템의 개략도이다.
도 3은 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1에는 제어 장치의 일 실시예의 개략도가 도시되어 있다.
도 1에 개략적으로 재현된 제어 장치는 차량의 브레이크 시스템을 위해 사용될 수 있다. 상기 제어 장치는, (미도시된) 발전기의 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크와 관련하여 공급된 (하나 이상의) 데이터 신호(2)의 고려하에 상기 제어 장치를 장착한 브레이크 시스템의 브레이크 회로의 하나 이상의 (미도시된) 밸브를 제어할 수 있는 밸브 제어 유닛(1)을 포함한다. 이 경우, 밸브 제어 유닛(1)을 이용하여 고압 스위칭 밸브가 하나 이상의 밸브로서 제어될 수 있다.
예컨대 밸브 제어 유닛(1)에 의해, 하나 이상의 데이터 신호(2)가 최소 발전 제동 토크와 관련된 (미도시된) 비교 신호와 비교될 수 있다. 비교 신호는 특히 발전기에 의해 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크의 배합이 실행되기 시작하는 최소 발전 제동 토크를 재현할 수 있다. 비교 신호는 예컨대 특히 0과 같은, 작은 값의 최소 발전 제동 토크에 상응할 수 있다. 마찬가지로, 데이터 신호(2)의 비교를 통해 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크의 시간에 따른 증가 또는 감소가 검출될 수 있다. 예컨대 비교 신호가 내부 메모리에 저장될 수 있거나, 데이터 신호(2)가 지속적으로 내부 메모리에 저장될 수 있다. 따라서 작은 발전 제동 토크, 또는 발전 제동 토크의 시간에 따른 적은 증가가 상기 제어 장치에 의해 하기에 설명되는 방식으로 배합될 수 있다.
(하나 이상의) 데이터 신호(2)는 예컨대 차량 버스, 발전기 제어부 및/또는 발전기 센서로부터 밸브 제어 유닛(1)으로 공급될 수 있다. 밸브 제어 유닛(1)으로 데이터 신호(2)를 공급하기 위한 또 다른 바람직한 가능 방법이 하기에서 훨씬 더 구체적으로 설명된다.
데이터 신호(2)가 비교 신호를 상회하는 경우, 밸브 제어 유닛(1)은 바람직하게 밸브 제어 신호(3)를 이용하여 하나 이상의 (미도시된) 밸브를 적어도 부분 개방된 상태로 제어함으로써, 브레이크액 체적이 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더로부터 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 밸브를 통해 브레이크 회로의 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위될 수 있도록 설계된다. 이 경우, 밸브 제어 유닛(1)에 의해 브레이크 회로의 고압 스위칭 밸브가 상기 하나 이상의 밸브로서 적어도 부분 개방된 상태로 제어되어, 브레이크액 체적이 브레이크 마스터 실린더로부터 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브를 통해 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위될 수 있게 된다. 따라서, 하기에서 훨씬 더 구체적으로 설명되는 것처럼, 브레이크 마스터 실린더로부터 압출된 브레이크액 체적을 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼를 통해 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위시킬 필요가 없다.
적어도 부분 개방된 상태로 제어된 고압 스위칭 밸브를 통해 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위될 수 있는 브레이크액 체적은 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크에 상응할 수 있다. 그에 따라, 특히 어큐뮬레이터 챔버 내로의 브레이크액 체적의 변위를 바탕으로, 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크가 구동된 고압 스위칭 밸브에 의해 감소할 수 있음으로써 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크의 시간에 따른 증가가 적어도 부분적으로 보상될 수 있도록, 상기 제어된 고압 스위칭 밸브에 의해 브레이크 회로의 제동압이 감소할 수 있다. 바람직하게는, 비록 발전 제동 토크가 시간에 따라 변동/동요하더라도, 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크와 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크의 합은 운전자 및/또는 (예컨대 ACC와 같은) 차량 속도 자동 제어 장치에 의해 사전 설정된 설정 총 제동 토크에 상응한다. 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위될 브레이크액 체적 및/또는 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크의 시간에 따른 감소를 결정하기 위한 더욱 정확한 절차에 대해서는 하기에서 훨씬 더 구체적으로 다루어진다.
바람직한 방식으로, 밸브 제어 유닛(1)은 추가로, 고압 스위칭 밸브를 폐쇄된 상태로 제어하여, 데이터 신호(2)가 비교 신호 미만인 경우(또는 비교 신호와 동일한 경우), 브레이크 마스터 실린더와 어큐뮬레이터 챔버 사이의 유압 연결이 폐쇄된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브를 통해 방지되도록 설계된다. 그에 따라, 밸브 제어 유닛(1)에 의해 작동될 수 있는 브레이크 회로는, 고압 스위칭 밸브를 적어도 부분 개방된 상태로 제어함으로써, 브레이크 마스터 실린더 내 제동 개입이 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내 압력 형성 없이 수행되는 제1 모드로 제어될 수 있는 한편, 고압 스위칭 밸브의 폐쇄를 통해서는 브레이크 회로가, 브레이크 마스터 실린더 내 제동 개입이 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크를 달성하는 제2 모드로 제어될 수 있다. 하기에서 더 구체적으로 설명되는 것처럼, 이는 발전 제동 토크의 바람직한 배합을 위해 이용될 수 있다.
또한, 밸브 제어 유닛(1)에 의해, 데이터 신호(2)가 비교 신호를 상회하는 경우, 브레이크 회로의 하나 이상의 (미도시된) 휠 인렛 밸브가 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 브레이크 마스터 실린더와 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 사이의 유압 연결이 폐쇄된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 휠 인렛 밸브에 의해 저지될 수 있다. 따라서 간단한 방식으로, 고압 스위칭 밸브를 적어도 부분 개방된 상태로 제어하여도, 브레이크 마스터 실린더로부터 압출된 브레이크액 체적이 적어도 미미한 정도로 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로 변위되는 점을 방지할 수 있다. 그에 상응하게, 데이터 신호(2)가 비교 신호 미만인 경우, 하나 이상의 휠 인렛 밸브는 적어도 부분 개방된 상태로 제어될 수 있다.
한 바람직한 개선예에 따라서, 상기 제어 장치는 인가될 발전기의 발전 제동 토크를 결정할 수 있는 발전기 제어 유닛(4)을 포함할 수 있다. 인가될 발전 제동 토크의 결정은 브레이크 시스템의 (미도시된) 브레이크 작동 부재를 작동하는 작동력과 관련된 제1 센서 신호(5), 및/또는 제2 센서 신호 및/또는 구현 가능한 하나 이상의 발전 제동-재량 토크와 관련된 데이터 신호(6)의 고려하에 수행될 수 있다. 제1 센서 신호(5)는 예컨대 하기에서 계속 기술되는 것과 같은 브레이크 작동 부재 센서 장치로부터 공급될 수 있다. 제 2 센서 신호 및/또는 데이터 신호(6)는 바람직한 방식으로, 발전기에 그리고/또는 발전기에 의해 충전될 수 있는 배터리에 배치되는 하나 이상의 센서 및/또는 차량 버스로부터 발전기 제어 유닛(4)으로 공급된다. 이어서, 결정된 인가될 발전 제동 토크에 상응하는 발전기 제어 신호(7)가 발전기로 송출될 수 있다. 마찬가지로, 발전기 제어 유닛(4)으로부터 데이터 신호(2)가 밸브 제어 유닛(1)으로 송출될 수 있다.
바람직하게는 발전기 제어 유닛(4)을 이용하여, 인가될 발전 제동 토크가 제2 센서 신호 및/또는 데이터 신호(6)와, 제1 센서 신호(5)로부터 유도된 변수의 함수의 고려하에 결정될 수 있다. 매우 바람직한 한 실시예에서, 제1 센서 신호(5)로부터 유도된 변수의 경우 함수의 최대값은, 브레이크 작동 부재에 가해진 운전자 제동력이 브레이크 마스터 실린더의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달될 수 있게 되는 최소 작동력과 동일하다.
센서 신호(5)로부터 유도된 변수는 예컨대 제동 거리, 제동력 및/또는 제동압, 또는 브레이크 작동 부재의 작동력과 관련된 하나 이상의 상응하는 변수일 수 있다. 함수는 바람직하게는 우선 발전 제동 토크(preferred generator braking torque)를 지정한다. 센서 신호로부터 유도된 변수의 경우, 함수의 최대값은, 브레이크 작동 부재에 가해진 운전자 제동력이 (미도시된) 브레이크 마스터 실린더의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달될 수 있게 되는 최소 작동력과 동일하다.
따라서 최소 작동력을 하회하는 작동력에서, 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤과 브레이크 작동 부재 사이에 힘 전달이 저지되고/방지되고/보장되지 않을 때, 함수/우선 발전 제동 토크는 변수가 증가함에 따라 계속 증가할 수 있다. 특히 우선 발전 제동 토크는 최소 작동력을 하회하는 작동력에서 브레이크 작동 부재를 작동하는 작동력/운전자 제동 요구에 상응할 수 있다. 한편, 최소 작동력을 상회하는 작동력에서 함수/우선 발전 제동 토크는 변수에 비례하는 거동을 보이지 않는다. 바람직하게는 작동력이 최소 작동력을 상회하는 경우 함수/우선 발전 제동 토크는 계속 감소한다. 특히 최소 작동력을 상회하는 작동력에서부터 함수/우선 발전 제동 토크는 거의 0에 가까워질 수 있다.
따라서 상기 제어 장치는, 총 제동 토크에 비해 비교적 높은 발전 제동-설정 토크를 이용한 회생을 위해 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤과 브레이크 작동 부재 사이에서 저지되고/방지되고/보장되지 않는 힘 전달을 이용하도록 설계된다. 이는, 하기에 훨씬 더 구체적으로 설명되는 것처럼, 회생 제동 및 이와 동시 실행 가능한 배합에도 불구하고 운전자를 위한 바람직한 조작 편의를 보장한다.
발전기 제어 유닛(4)은 추가로, 센서 신호로부터 유도된 변수의 함수보다 여전히 더 작거나 같은, 구현 가능한 발전 제동-재량 토크들 중 가장 큰 값을 발전 제동-설정 토크로서 결정하도록 설계될 수 있다. 발전기 제어 유닛(4)에 의해 구현 가능한 추가 함수들은 하기에 계속해서 설명된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따라서, 본원의 제어 장치는 브레이크 회로의 (미도시된) 펌프를 제어할 수 있는 펌프 제어 유닛(8)도 포함할 수 있다. 바람직한 방식으로, 제어 가능한 펌프에 의해, 브레이크액은 브레이크 회로의 어큐뮬레이터 챔버로부터 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 쪽으로 펌핑될 수 있다. 이 경우, 펌프 제어 유닛(8)은 바람직한 방식으로, 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크가 시간에 따라 감소하는 한, 펌프 제어 신호(9)를 이용하여 비활성 펌프 모드에서 활성 펌프 모드로 펌프를 제어하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크는, 발전 제동 토크의 시간에 따른 감소가 적어도 부분적으로 보상될 수 있도록 증가할 수 있다. 바람직한 방식으로 펌프는, 발전 제동 토크의 시간에 따른 감소에도 불구하고 발전 제동 토크와 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크의 합이 (거의) 일정하게 유지되고, 그리고/또는 설정 총 제동 토크에 상응하도록, 펌프 제어 유닛(8)에 의해 제어될 수 있다.
밸브 제어 유닛(1)은 발전기 제어 유닛(4) 및/또는 펌프 제어 유닛(8)과 함께 전자 평가 장치 내에 통합될 수 있다. 이 경우, 제어 유닛들(1, 4 및 8)에 평가할 정보를 별도로 공급할 필요는 없다. 물론 상기 제어 장치가 전자 평가 장치 내 제어 유닛들(1, 4 및 8)의 통합으로만 제한되지는 않는다.
본원의 제어 장치는 특히, 하기에 설명되는 방법의 방법 단계들을 실행하도록 구성될 수 있다. 따라서 여기서 제어 장치의 작동 원리는 더 상세히 다루지 않는다.
도 2에는, 본원의 제어 장치를 구비한 브레이크 시스템의 개략도가 도시되어 있다.
도 2에 개략적으로 재현된 브레이크 시스템은 예컨대 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에서 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나 하기에 설명된 브레이크 시스템의 가용성이 하이브리드 또는 전기 자동차에서의 사용으로 국한되지는 않는다.
브레이크 시스템은 예컨대 탠덤 브레이크 마스터 실린더로서 구현될 수 있는 브레이크 마스터 실린더(10)를 포함한다. 그러나 브레이크 시스템이 탠덤 브레이크 마스터 실린더의 사용으로 국한되지는 않는다. 브레이크 마스터 실린더(10)는 예컨대 오리피스 보어와 같은 하나 이상의 브레이크 액 교환 개구를 통해 제동 매체 저장 탱크(12)와 연결될 수 있다.
브레이크 마스터 실린더(10)에는 하나 이상의 브레이크 회로(14a 및 14b)가 유압 연결된다. 하나 이상의 브레이크 회로(14a 및 14b)는 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a 및 16b)와, 어큐뮬레이터 챔버(18a 및 18b)와, 고압 스위칭 밸브(20a 및 20b)를 포함한다. 한 바람직한 실시예에 따라서, 하나 이상의 브레이크 회로(14a 및 14b)는 하나 이상의 연속 폐회로 제어/연속 개회로 제어 고압 스위칭 밸브(20a 및 20b)를 포함한다. 바람직하게는 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버(18a 및 18b)는 저압 어큐뮬레이터 챔버로서 형성된다.
브레이크 회로(14a 또는 14b)에 할당된 휠들은 예컨대 차량에 대각선으로 배치될 수 있다. 이 경우, 브레이크 시스템은 X자 브레이크 회로 할당에 적합하게 설계되긴 하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 예컨대 브레이크 시스템은, 일측의 브레이크 회로(14a 및 14b)에 할당된 휠들이 하나의 공통 차축에 배치되는 II자 브레이크 회로 할당을 위해서도 이용될 수 있다.
브레이크 시스템은 바람직하게는 예컨대 브레이크 페달과 같은 브레이크 작동 부재(22)도 포함한다. 바람직하게는, 브레이크 작동 부재(22)는, 적어도 최소 작동력으로 브레이크 작동 부재(22)를 작동할 때 브레이크 작동 부재(22)에 가해진 운전자 제동력이, 상기 운전자 제동력에 의해 브레이크 마스터 실린더 피스톤이 변위될 수 있도록, 브레이크 마스터 실린더(10)의 (미도시된) 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달될 수 있는 방식으로, 브레이크 마스터 실린더(10)에 배치된다. 바람직한 방식으로, 브레이크 마스터 실린더 피스톤의 이러한 변위에 의해, 브레이크 마스터 실린더(10)의 하나 이상의 챔버 내 내부 압력이 상승한다. 여기서 설명한 브레이크 시스템의 경우, 브레이크 작동 부재(22)는 추가로, 0은 아니지만 최소 작동력을 하회하는 작동력으로 브레이크 작동 부재를 작동하는 동안 브레이크 작동 부재(22)와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 힘 전달이 방지되는 방식으로, 브레이크 마스터 실린더(10)에 배치된다. 이는, 최소 작동력을 하회하는 작동력으로 브레이크 작동 부재(22)를 작동하는 동안 브레이크 마스터 실린더(10)와 이 브레이크 마스터 실린더에 연결된 하나 이상의 브레이크 회로(14a 및 14b)로부터 운전자는 "감결합되고", 그에 따라 그 내부에 존재하는 압력의 반작용을 감지하지 못한다는 장점을 보장한다. 발전 제동 토크의 배합을 위한 상기 장점의 바람직한 가용성에 대해서는 하기에서 훨씬 더 구체적으로 다루어진다. 물론 브레이크 시스템은 브레이크 마스터 실린더(10)에서 브레이크 작동 부재(22)가 상기 유형으로 배치되는 점에만 국한되지 않는다.
도시된 브레이크 시스템은 한 바람직한 실시예에 따라 예컨대 진공 브레이크 부스터와 같은 브레이크 부스터(24)도 포함한다. 진공 브레이크 부스터 대신, 브레이크 시스템은 예컨대 유압식 및/또는 전기 기계식 배력 장치와 같은 또 다른 유형의 브레이크 부스터(24)도 포함할 수 있다. 브레이크 부스터(24)는 특히 연속 폐회로 제어형/연속 개회로 제어형 브레이크 부스터일 수 있다.
브레이크 부스터(24)에 의해, 일반적으로 적어도 최소 작동력 미만으로 브레이크 작동 부재(22)를 작동하는 동안, 브레이크 액 체적이 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 변위될 수 있도록, 브레이크 마스터 실린더 피스톤이 변위될 수 있다. 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 개방 밸브(20a 및 20b)의 바람직한 작동 원리를 기반으로, 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 브레이크 액 체적은 선택에 따라 저장 매체(18a 및 18b) 내로, 또는 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a 및 16b) 내로 변위될 수 있다.
브레이크 부스터(24)는 일반적으로 그 작동 트래블의 시작 시점에 무한대의 배력을 갖는다. 이 영역에서, 예컨대 브레이크 페달과 같은 브레이크 작동 부재(22)와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 기계적 연결은 아직 존재하지 않는다. 이를 브레이크 작동 부재(22)와 브레이크 시스템 사이의 기계적 연결의 부재(不在)라고도 지칭할 수 있다. 이 영역에서, 운전자 제동력은 브레이크 마스터 실린더(10)의 작동을 위해, 다시 말해 브레이크 마스터 실린더 피스톤의 변위를 위해 이용되는 것이 아니라, 브레이크 부스터(24)의 제어를 위해서만 이용된다.
그러므로 작동력이 0은 아니지만 아직 최소 작동력 미만인 작동 트래블의 시작을 흔히 점프-인 영역이라고도 한다. 점프-인 영역의 외부에서는 브레이크 작동 부재(22)와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 기계적 연결이 존재한다. 따라서 운전자 제동력은 점프-인 영역의 외부에서 브레이크 마스터 실린더 피스톤을 변위시키며, 그럼으로써 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a 및 16b)에 제동 개입을 하는 데 이용된다. 이런 과정은 브레이크 부스터(24)의 부가적인 힘에 의해 지원될 수 있다.
따라서 브레이크 부스터(24)의 특성은 브레이크 작동 부재(22)와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 기계적 연결/힘 전달이 없이도 브레이크 마스터 실린더로의 제동 개입에 이용될 수 있다. 따라서 0은 아니지만 최소 작동력을 하회하는 작동력을 이용한 작동 트래블의 시작 또는 점프-인 영역은, 하기에 재차 설명되는 것처럼, 바람직하게 발전 제동 토크의 배합을 위해 이용될 수 있다.
바람직한 방식으로, 브레이크 시스템은, 운전자가 브레이크 작동 부재(22)를 작동하는 작동력을 검출할 수 있는 브레이크 작동 부재 센서(26)도 포함한다. 브레이크 작동 부재 센서(26)는 예컨대 페달 트래블 센서, 트래블 편차 센서 및/또는 피스톤 로드 트래블 센서를 포함할 수 있다. 그러나 운전자 제동 요구에 상응하는 작동력의 검출을 위해, 여기서 열거한 센서 유형들 대신, 또는 그에 추가로 또 다른 센서 장치도 이용할 수 있다.
또한, 브레이크 시스템은 예컨대 브레이크 페달과 같은 브레이크 작동 부재(22), 브레이크 부스터(24), 및/또는 브레이크 마스터 실린더(10)에 형성될 수 있는 추가 자유 간극을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 기술은 브레이크 시스템에서 상기 유형의 자유 간극을 필요로 하지 않기 때문에, 여기서는 상기 자유 간극에 대해 자세히 다루지 않는다.
도시된 실시예의 경우, 브레이크 시스템은 동일하게 형성된 2개의 브레이크 회로(14a 및 14b)를 포함한다. 그러나 브레이크 시스템의 형성 가능성은 상기 개수의 브레이크 회로(14a 및 14b)로 국한되지 않을뿐더러 상기 브레이크 회로들(14a 및 14b)의 동일한 구성으로도 국한되지 않는다. 특히 브레이크 회로들(14a 및 14b)에 대한 하기의 설명은 단지 예시일 뿐이다.
브레이크 회로들(14a 및 14b) 각각은, 어큐뮬레이터 챔버(18a 및 18b)에 함께 할당되는 2개의 휠 브레이크 캘리퍼(16a 및 16b)를 포함한다. 브레이크 회로들(14a 및 14b)은, 병렬로 배치된 체크 밸브(32a 또는 32b)를 포함한, 브레이크 회로 고유의 전환 밸브(30a 또는 30b)로 이어지는 공급 라인(28a 및 28b)을 통해, 브레이크 마스터 실린더(10)와 연결된다. 휠 브레이크 캘리퍼(16a 또는 16b)에 할당된 각각의 휠 인렛 밸브(34a 및 34b)는 분기되는 라인(36a 또는 36b)을 통해 전환 밸브(30a 또는 30b)와 연결된다. 휠 인렛 밸브들(34a 및 34b) 각각에 대해 병렬로 각각 하나의 체크 밸브(38a 또는 38b)가 배치된다. 휠 인렛 밸브들(34a 및 34b)은 라인(40a 또는 40b)을 통해, 할당된 휠 브레이크 캘리퍼(16a 및 16b)와 연결된다. 라인(42a 또는 42b)과, 라인들(40a 및 40b) 내에 형성된 분기점(44a 또는 44b)을 통해 어큐뮬레이터 챔버 개방 밸브들(20a 및 20b)로서 이용되는 휠 아웃렛 밸브들도 관련 휠 브레이크 캘리퍼(16a 또는 16b)와 연결된다.
브레이크 회로들(14a 및 14b) 각각은, 분기되는 라인(48a 또는 48b)을 통해 각각의 브레이크 회로(14a 및 14b)의 두 휠 아웃렛 밸브와 연결되는 펌프(46a 또는 46b)를 포함한다. 펌프들(46a 및 46b)은 예컨대 싱글 피스톤 펌프로서 구현될 수 있다. 또는 상기 유형의 펌프 유형 대신, 다르게 구현된 변조 시스템들, 예컨대 복수의 피스톤을 구비한 하나 이상의 펌프, 하나 이상의 비대칭형 펌프 및/또는 하나 이상의 기어 휠 펌프도 사용될 수 있다. 특히 펌프들(46a 및 46b)은 펌프 모터(52)의 공통 샤프트(50)에 배치될 수 있다.
앞서 이미 설명한 어큐뮬레이터 챔버(18a 및 18b)는 각각의 분기점(54a 및 54b)을 통해 라인(48a 및 48b)과 연결될 수 있다. 여기서 주지할 사항은, 바람직하게는 라인(48a 및 48b) 내에 체크 밸브가 배치되지 않는다는 점이다. 이는 휠 브레이크 실린더들(16a 및 16b)을 우회하면서 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 어큐뮬레이터 챔버(18a 또는 18b) 내로 브레이크액 체적이 바람직하게 전달될 수 있도록 한다.
펌프(46a 및 46b)의 흡입 측은 휠 아울렛 밸브들(45a 및 45b) 및 어큐뮬레이터 챔버들(18a 및 18b)과 연결되는 반면, 이송 측은 추가 라인(58a 및 58b)과, 라인(36a 및 36b) 내에 형성된 분기점들(60a 또는 60b)을 통해, 할당된 브레이크 회로(14a 또는 14b)의 전환 밸브(30a 또는 30b) 및 휠 인렛 밸브들(34a 및 34b)과 연결될 수 있다.
따라서 브레이크 시스템에서 바람직하게는 발전 제동 토크의 배합을 위해 사용될 수 있는 고압 스위칭 밸브들(20a 및 20b)은, 라인(66a 또는 66b)과, 공급 라인(58a 및 58b) 내에 형성된 분기점(68a 또는 68b)을 통해 브레이크 마스터 실린더(10)와 연결된다. 또한, 각각의 고압 스위칭 밸브(20a 및 20b)는 라인(70a 및 70b)과, 라인(48a 및 48b) 내에 형성된 분기점(72a 및 72b)을 통해 상기 분기점에 연결된 구성요소들과 유압 연결된다. 그 밖에도 하나 이상의 브레이크 회로(14a 또는 14b)는 예컨대 분기점(76)을 통해 라인(40a 및 40b) 또는 공급 라인(28a)과 연결되는 압력 센서(74)도 포함할 수 있다.
브레이크 시스템은 발전기(78)와, 앞서 이미 설명한 제어 장치(80)도 포함하며, 이 제어 장치는 브레이크 작동 부재 센서(26), 발전기(78), (미도시된) 배터리 및/또는 버스 시스템으로부터 신호들(5 및 6)을 수신하고 발전기(78), 고압 스위칭 밸브들(20a 및 20b) 및/또는 펌프들(46a 및 46b)로 제어 신호들(3, 7 및 9)을 송출한다. 제어 장치(80)의 작동 원리와 관련해서는 전술한 설명들을 참조한다.
따라서 전술한 접근법들에서 설명한 버스 시스템에 의해서도 앞서 이미 언급한 장점들을 실현할 수 있다.
도 3에는 본원의 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
하기에 설명되는 방법은 특히 적어도 부분적으로 앞서 이미 설명한 제어 장치에 의해 구현될 수 있다. 그러나 본원의 방법의 구현 가능성은 제어 장치, 또는 앞서 설명한 브레이크 시스템의 이용으로만 국한되지는 않는다.
방법 단계 S1에서, 발전기의 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크와 관련된 제동 토크 변수가 최소 발전 제동 토크와 관련된 비교 변수와 비교된다. 제동 토크 변수의 비교를 위한 비교 변수에 대한 예시들은 앞서 이미 언급하였다. 비교된 제동 토크 변수는 예컨대 발전 제동 토크를 측정하기 위한 센서로부터, 그리고/또는 차량으로부터, 그리고/또는 발전기를 구동하기 위한 차량 고유의 제어 장치로부터 공급될 수 있다. 제동 토크 변수를 공급하기 위한 매우 바람직한 방식에 대해서는 하기에서 재차 다루어진다.
방법 단계 S2에서, 예컨대 제동 토크 변수가 시간에 따라 증가함으로 인해 제동 토크 변수가 비교 변수를 상회하는 경우, 브레이크 시스템의 브레이크 회로의 하나 이상의 밸브는 적어도 부분 개방된 상태로 제어된다. 이는, 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더로부터 압출된 브레이크액 체적이 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 하나 이상의 밸브를 통해 브레이크 회로의 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위되도록 실행된다. 이 경우, 브레이크 회로의 하나 이상의 고압 스위칭 밸브가 상기 하나 이상의 밸브로서 적어도 부분 개방된 상태로 제어된다. 따라서, 브레이크 마스터 실린더로부터 압출된 브레이크액 체적이 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브를 통해 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위될 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크는, 브레이크 마스터 실린더로부터 브레이크 회로 내로의 브레이크액의 변위에도 불구하고, 일정하게 유지되거나 감소할 수 있다. 그러므로 운전자에 의한 브레이크 작동 부재의 작동과 이와 결부되는 브레이크 마스터 실린더 내 압력 형성에도 불구하고, (원치 않는) 유압 제동 토크는 형성되지 않는다.
본원의 방법에 의해, 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크는, 운전자에 의해 사전 설정된 총 제동 토크가 신뢰성 있게 유지되도록, 구현 가능하고 현재 구현된 발전기의 발전 제동 토크에 적합하게 조정되는 점이 보장될 수 있다.
선택적으로, 제동 토크 변수가 비교 변수를 상회하는 경우, 방법 단계 S2와 함께 방법 단계 S3도 실행된다. 방법 단계 S3에서는, 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 인렛 밸브가 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 폐쇄된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 휠 인렛 밸브에 의해 브레이크 마스터 실린더와 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 사이의 유압 연결이 저지된다. 따라서 간단한 방식으로, 브레이크 마스터 실린더 내 압력 상승으로 인한 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 극미한 충전도 방지된다.
제동 토크 변수가 비교 변수 미만인 경우, 방법 단계 S4가 실행될 수 있다. 방법 단계 S4에서는, 브레이크 회로의 고압 스위칭 밸브가 폐쇄된 상태로 제어된다. 이러한 방식으로, 브레이크 마스터 실린더와 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 사이의 유압 연결이 신뢰성 있게 방지될 수 있으며, 그럼으로써 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더로부터 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로 브레이크액 변위가 구현되고/보장된다.
따라서 운전자는 예컨대 브레이크 페달과 같은 브레이크 작동 부재를 이용하여 브레이크 마스터 실린더를 통해 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼에 제동 개입한다. 운전자의 제동 효과의 증대를 위해, 추가로 브레이크 부스터가 이용될 수 있다. 따라서 본원의 방법에 의해 제어되는 브레이크 시스템의 거동은, 방법 단계 S4 동안, 설명한 배합 기능이 배제된 (종래의) 브레이크 시스템에 상응한다.
바람직하게는, 방법 단계 S4와 함께, 하나 이상의 휠 인렛 밸브가 적어도 부분 개방된 상태로 제어되는 방법 단계 S5도 실행된다. 따라서 브레이크 마스터 실린더에 의해 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내 제동 개입이 신뢰성 있게 실행될 수 있다.
한 바람직한 개선예에 따라서, 본원의 방법은 방법 단계 S6도 포함한다. 방법 단계 S6에서는 발전기의 인가될 발전 제동 토크가 결정된다. 이는, 브레이크 시스템의 브레이크 작동 부재를 작동하는 작동력의 작동력 변수 및/또는 구현 가능한 하나 이상의 발전 제동-재량 토크와 관련된 발전기 정보의 고려하에 수행된다. 이 경우, 바람직하게는, 발전기에 의해 충전 가능한 배터리를 비교적 짧은 시간 이내에 충전하기 위해, 차량을 제동하기 위해 최대로 구현 가능한 발전 제동 토크가 구현되는 점이 보장된다.
회생 제동은 일반적으로 발전기에 의해 충전될 수 있는 배터리가 임계값 미만의 충전 값을 보유하고, 그리고/또는 차량이 사전 설정된 최저 속도 이상의 속도로 주행할 때에만 구현될 수 있다. 따라서 발전 제동 중에는, 결정된/주지된/간단하게 측정 가능한 발전 제동 토크이면서, 주로 언급한 요인들로 인해 시간에 따라 일정하게 유지될 수 없는 발전 제동 토크가 차량에 작용한다. 발전 제동 토크의 시간에 따른 변동/소멸에도 불구하고, 운전자에 의해 사전 설정된 총 제동 토크가 신뢰성 있게 유지되는 점이 요구된다. 이는 여기서 설명한 방법에 의해 바람직하게 실현될 수 있다.
바람직하게는 방법 단계 S6에서, 현재 작동력 변수가 앞서 검출되고/결정된 작동 변수와 비교된다. 상승한 작동 변수가 검출되는 경우, 상승한 작동 변수는 최소 작동력과 관련된 임계값과 비교된다. 최소 작동력은, 브레이크 작동 부재에 가해진 운전자 제동력이 브레이크 마스터 실린더의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달되기 시작하는 작동력에 상응한다. 그러나 증가한 작동력 변수가 임계값을 초과하는 경우, 발전 제동 토크는 증가한 작동력 변수에도 불구하고 일정하게 유지되거나 감소된다.
바람직하게는, 방법 단계 S6에서, 증가한 작동력 변수가 (아직) 임계값 미만인 경우, 증가한 작동력 변수의 고려하에 증가한 발전 제동 토크가 결정된다. 이어서, 증가한 발전 제동 토크보다 작거나 그와 동일한 구현 가능한 발전 제동-재량 토크들 중 가장 큰 값이 구현 가능한 발전 제동 토크로서 결정된다. (증가한 발전 제동 토크보다 작거나 그와 동일한 구현 가능한 발전 제동-재량 토크를 검출할 수 없는 경우, 구현될 발전 제동 토크는 0으로 결정된다.) 본원의 방법에서, 결정된 높은 발전 제동 토크를 이용한 회생 제동은 주로 작동력이 최소 작동력 미만일 때 구현되기 때문에, 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 사이의 힘 전달이 저지되면 힘 반작용/반력이 브레이크 작동 부재로 전달되지 않는다. 따라서 운전자는, 순수 유압 제동에도 불구하고, 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 사이에 기계적 연결이 존재하는 경우에서처럼 브레이크 작동 부재에서 반력을 감지하지 못한다. 마찬가지로, 순수 발전 제동 시에도 운전자는 반력의 부재(不在)를 인지하지 못하는데, 그 이유는 최소 작동력 미만의 작동력에서는 운전자가 습관적으로 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼에 의해 야기된 반력을 감지하지 못하기 때문이다.
방법 단계 S6에 후속하는 방법 단계 S7에서 발전기는 결정된 인가될 발전 제동 토크에 상응하게 구동된다.
선택적으로, 본원의 방법은 방법 단계 S8도 포함한다. 방법 단계 S8에서는, 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크가 시간에 따라 감소하는 경우, 브레이크 회로의 펌프가 비활성 펌프 모드에서 활성 펌프 모드로 제어된다. 브레이크 회로의 펌프에 의해, 브레이크액은 브레이크 회로의 어큐뮬레이터 챔버로부터 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 쪽으로 펌핑될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크가 펌프의 활성화에 의해 상승될 수 있다. 이러한 방식으로, 발전 제동 토크의 시간에 따른 감소는 적어도 부분적으로 보상될 수 있다.
도 4에는 본원의 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
하기에 설명되는 방법은 앞서 설명한 제어 장치, 또는 이 제어 장치를 장착한 버스 시스템의 사용에 의해 적어도 부분적으로는 구현될 수 있지만, 여기에 국한되는 것은 아니다.
방법 단계 S11에서, 운전자가 브레이크 작동 부재를 작동하는 작동력[x(t)]과 관련하여 수신된 센서 신호가 최소 작동력(xmin)과 관련한 임계값과 비교되고, 브레이크 작동 부재가 최소 작동력(xmin) 미만의 작동력[x(t)]으로 작동되는 경우 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 힘 전달이 저지된다. 한편, 브레이크 작동 부재가 적어도 최소 작동력(xmin)으로 작동되는 경우, 브레이크 작동 부재에 가해진 운전자 제동력은, 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤이 운전자 제동력에 의해 변위될 수 있고 그에 따라 브레이크 마스터 실린더의 하나 이상의 챔버 내 내부 압력이 증가될 수 있도록, 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달된다. 최소 작동력은 예컨대 0.2g의 총 제동 토크에 상응할 수 있다.
센서 신호에 상응하는 작동력[x(t)]이 임계값에 상응하는 최소 작동력(xmin) 미만인 경우, 또는 센서 신호가 임계값 미만인 경우, 방법 단계 S12에서 센서 신호가 하나 이상의 구현 가능한 발전 제동-재량 토크[b(t)]와 관련된 데이터 신호와 비교된다. 이 경우, 예컨대 작동력에 상응하는 발전 제동 토크[bx(t)]가 현재 발전기에 의해 가해질 수 있는지의 여부가 검사된다. 상기 발전 제동 토크가 가해질 수 있다면, 후속하여 방법 단계 S13(방법 단계 S2)이 실행된다.
방법 단계 S13에서는, 브레이크 시스템의 하나 이상의 브레이크 회로의 고압 스위칭 밸브가 적어도 부분 개방된 상태로 제어된다. 바람직하게는, 방법 단계 S13에서 제어된 고압 스위칭 밸브를 장착한 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 인렛 밸브도 폐쇄된다(방법 단계 S3). 따라서 브레이크 작동 부재의 작동은 브레이크 마스터 실린더로부터 상기 제어된 고압 스위칭 밸브를 구비한 하나 이상의 브레이크 회로의 어큐뮬레이터 챔버 내로의 브레이크액의 변위를 구현한다.
그에 따라, 브레이크 작동 부재의 작동 및 이와 결부된 브레이크 마스터 실린더 피스톤의 변위에도 불구하고 유압 제동 토크가 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼에 의해 차량의 휠에 가해지지 않는 점이 보장된다. 그럼으로써 운전자에 의해 요구되는 총 제동 토크는 회생 제동을 통한 배터리의 충전을 위해 완전하게 이용될 수 있다. 작동력[x(t)]이 최소 작동력(xmin) 미만인 경우 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 힘 전달이 일어나지 않기 때문에, 운전자는, 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 브레이크 액 체적이 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위되고 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로는 변위되지 않는 점을 감지하지 못한다.
이는 달리 말하면, 최소 작동력(xmin)에 의해 정의된 점프-인 영역 내에서 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이에 기계적 연결이 존재하지 않음으로써, 점프-인 영역에서 기본적으로 페달 반력이 존재하지 않기 때문에 운전자는 브레이크 액 체적이 어느 구성요소 내로 변위되는지를 인지할 수 없다고 할 수 있다. 따라서 운전자는 페달 반력에서 유압 제동과 발전 제동 중 어느 제동이 실행되는지를 감지하지 못한다.
이어서 실행되는 방법 단계 S14(방법 단계 S7)에서, 발전기는, 발전기의 실제 제동 토크가 결정된 발전 제동-설정 토크, 특히 요구되는 총 제동 토크에 상응하도록 구동된다. 이는 배터리의 신속한 충전을 보장한다.
방법 단계 S12에서, (예컨대 발전기가 작동될 수 없기 때문에) 순수 유압으로만 감속될 수 있는 점이 확인된다면, (미도시된 방법 단계에서) 하나 이상의 브레이크 회로의 고압 스위칭 밸브가 폐쇄된다. 그에 따라, 브레이크액은 브레이크 마스터 실린더로부터 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로 변위될 수 있는 반면, 브레이크 마스터 실린더로부터 어큐뮬레이터 챔버 내로의 브레이크액 변위는 저지된다. 이는, 차량의 순수 유압 제동의 원활한 구현을 보장한다. 이를 위해, 바람직하게는 하나 이상의 휠 인렛 밸브가 적어도 부분 개방된 상태로 제어된다.
작동력[x(t)]에 상응하는 제동 토크[bx(t)]가 (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크[b(t)]보다 더 크다고 해도, 작동력[x(t)]이 아직 최소 작동력(xmin) 미만이라면, 회생 제동뿐 아니라 유압 제동도 실행될 수 있다. 이를 위해, 방법 단계 S15에서 설정 유압 제동 토크는 [제동력[x(t)]에 상응하는] 제동 토크[bx(t)]와 현재 구현 가능한 (최대) 발전 제동 토크[b(t)]의 편차와 같게 형성될 수 있다.
이를 위해, 바람직하게는, (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크(b(t))를 상회하는 총 제동 토크(운전자 제동 요구)에서부터, 고압 스위칭 밸브가 폐쇄된다. 이러한 방식으로, 작동력[x(t)]에 상응하는 제동 토크[bx(t)]와 (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크[b(t)] 사이의 편차에 상응하는 체적이 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로 변위될 수 있다. 그에 따라, 운전자 제동 요구의 증가에 상응하게 발전 제동 토크에 추가로 유압 제동 토크가 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내 압력 형성을 통해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 발전 제동 토크와 유압 제동 토크의 합은 운전자 제동 요구/작동력[x(t)]에 상응한다.
그에 따라, 작동력[x(t)]이 최소 작동력(xmin) 미만인 경우, 또는 운전자 제동 요구가 점프-인 영역 이내인 경우, 선택적으로 순수 유압 제동, 유압 및 회생 제동(방법 단계 S15), 또는 순수 회생 제동(방법 단계 S13)이 실행될 수 있다. 현재 가해질 수 있는 발전 제동 토크(회생 제동 토크)가 순수 회생 제동을 허용한다면, 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 개방 밸브를 제2 밸브 위치로 제어함으로써, 운전자에 의해 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 체적이 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위되고, 그에 따라 유압 제동 토크는 형성되지 않는 점이 보장된다. 최대로 구현 가능한 발전 제동 토크를 상회하는 운전자 제동 요구의 시점부터, 차량 감속의 적어도 일부분은 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼를 통해 구현될 수 있다.
운전자 제동 요구를 적어도 부분적으로 충족하는 발전 제동 토크의 배합 시, 운전자에 의해 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 브레이크액 체적은 체크 밸브가 없기 때문에 어큐뮬레이터 챔버 내로 직접 변위될 수 있다. 따라서 어큐뮬레이터 챔버를 장착한 브레이크 시스템 내 압력 형성은 발생하지 않으므로, 유압 제동 토크도 형성되지 않는다. 인렛 밸브들의 폐쇄로 인해, 추가로, 휠 브레이크 실린더들 내에 실제로 유압 잔류 토크가 형성되지 않는 점이 보장될 수 있는데, 그 이유는 체적이 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내로 변위될 수 없기 때문에, 또는 체적이 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼를 통해 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위되지 않기 때문이다.
최소 작동력(xmin) 미만인 작동력[x(t)]에서 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 힘 전달이 저지되는 경우, 운전자는 브레이크 작동 부재에서의 반력에 기초하여, 운전자에 의해 브레이크 마스터 실린더로부터 변위된 체적이 어느 위치로 전달되는지를 감지하지 못한다. 따라서 운전자는 방법 단계 S15의 실행과 방법 단계 S13의 실행 간의 차이를 인지하지 못한다. 그럼에도, 브레이크 작동 부재에 배치된 브레이크 작동 부재 센서 장치에 의해 운전자 제동 요구가 검출될 수 있고, 그에 상응하게 차량 감속이 신뢰성 있게 조정될 수 있다.
방법 단계 S15 이후, 방법 단계 S16에서는, (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크가 (시간에 따라) 감소하는지[b(t) < b(t-1)]의 여부가 검사된다. 감소하는 것으로 확인된다면, 고압 스위칭 밸브는 폐쇄되고/폐쇄된 상태로 유지된다. 이어서 방법 단계 S17에서 하나 이상의 펌프에 의해 체적은 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버로부터 할당된 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 쪽으로 이송될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼 내 제동압이 증가되고, 이는 유압 제동 토크의 증가로 이어진다. 바람직하게는, 펌프에 의해 이송된 체적은 구현 가능한 발전 제동 토크의 (시간에 따른) 감소에 상응한다. 앞서, 동시에 또는 후속하여 실행된 방법 단계 S18에서, (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크가 발전 제동-설정 토크로서 결정된다. (발전기는 그에 상응하게 구동된다.)
방법 단계 S17에서, 앞서 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위된 모든 체적이 다시 하나 이상의 브레이크 회로 내로 재이송되는 경우, 이어서 순수 유압 제동이 실행된다. 그러나 이는, 브레이크 작동 부재와 브레이크 마스터 실린더 피스톤 사이의 힘 전달이 저지됨으로 인해, 운전자에게 감지될 수 없다.
제동 동안 최대로 구현 가능한 발전 제동 토크의 시간에 따른 감소 시, 하나 이상의 브레이크 회로의 고압 스위칭 밸브가 폐쇄되고, 바람직하게는 구동된 브레이크 회로의 하나 이상의 휠 인렛 밸브는 개방된다. 펌핑에 의해 달성된 압력 상승은 예컨대 브레이크 마스터 실린더 압력 센서에 의해 측정될 수 있다. 이러한 방식으로, 펌프 속도의 폐회로 제어가 실행될 수 있다. 압력 폐회로 제어 정밀도의 증대를 위해, 펌프에 추가로, 연속 폐회로 제어 고압 스위칭 밸브도 희망하는 유압 제동 토크의 조정을 위해 이용할 수 있다. 또한, 이러한 방식으로, 발전 제동 토크와 유압 제동 토크의 합이 운전자 제동 요구에 상응하는 점을 신뢰성 있게 실현할 수 있다. 브레이크 마스터 실린더와 브레이크 작동 부재 사이에 기계적 연결의 부재(不在) 및/또는 힘 전달의 저지로 인해, 운전자는 브레이크 작동 부재의 작동 시 펌핑 과정도 촉각적으로 감지할 수 없다.
방법 단계 S19에서, 구현 가능한 발전 제동 토크가 제동 동안 증가하는 점[b(t)>b(t-1)]이 확인된다면, 그럼에도 선택에 따른 (미도시된) 방법 단계에서 구현될 발전 제동 토크는 일정하게 유지될 수 있다. 그와 동시에, 고압 스위칭 밸브의 상응하는 구동을 통해, 현재 실행되는 제동 중 작동력[x(t)]의 감소 또는 증가는 오직 유압 제동 토크의 변경을 야기하는 점이 보장될 수 있다. 이는, 최소 작동력(xmin)을 상화하는 작동력[x(t)](다시 말해 점프-인 영역의 종료) 또는 현재 구현된 발전 제동 토크에 상응하는 작동력[x(t)]이 확인될 때까지 적용된다. 이런 제동 전략은 쾌적성이 최대라는 장점이 있다. 운전자의 경우 페달 트래블/페달 답력 특성의 변화나 페달 트래블/감속도 특성의 변화는 인지할 수 없다.
전술한 접근법의 방법 단계들에 대한 대안으로서, 유압 제동 토크가 운전자가 브레이크 작동 부재를 작동하는 작동력[x(t)]의 증가 또는 감소에 적합하게 조정되도록, 고압 스위칭 밸브가 제어될 수 있다(미도시). 그 다음에, 발전기는, 실행된 발전 제동 토크가 구현 가능한 발전 제동 토크의 증가에 상응하게 상승하도록 제어될 수 있다(미도시). 이는 운전자가 자신의 제동 요구의 변경을 사전 설정하지 않아도 가능하다. 경우에 따라, 감속도가 너무 크면 운전자는 페달에서 발을 떼어내게 되며, 그로 인해 유압 제동 토크는 자동으로 감소하게 된다. 이는 페달 트래블/감속도 특성의 감지 가능한 변화를 야기하지만, 제동 시 회생을 통해 획득되는 에너지를 최대화한다.
또 다른 (바람직한) 실시예로서, 유압 제동 토크의 감소(방법 단계 S20) 및 발전 제동 토크의 동시 증가(방법 단계 S21)도 구현될 수 있다. 이 경우, 회생 제동과 유압 제동이 조합되어 실행된 제동 동안 변위된 브레이크 회로 내 체적은 하나 이상의 연속 폐회로 제어 고압 스위칭 밸브에 의해 어큐뮬레이터 챔버들 내로 배출된다. 이처럼 유압 제동 토크를 의도한 대로 폐회로 제어 방식으로 감소시킬 수 있는 가능성을 통해, 발전 제동 토크는 적절히 증가할 수 있다. 이러한 작동 전략은, 발전기에 의해 충전될 수 있는 배터리를 충전하기 위해 가능한 최대의 운동 에너지를 회수할 수 있는 동시에 브레이크 작동 부재의 조작 편의성이 최대화되는 장점이 있다.
전술한 방법 단계들의 상응하는 조합은, 방법 단계들 S22 및 S23에 의해 재현되는 것처럼, 구현 가능한 발전 제동 토크가 제동 동안 일정하게 유지되는 경우[b(t) = b(t-1]에도 구현될 수 있다.
방법 단계 S11의 실행 시, 작동력[x(t)]이 최소 작동력(xmin)보다 더 크다고/더 커질 것이라고 확인되거나, 운전자 제동 요구가 점프-인 영역에서 벗어나는 점이 확인되면, 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 개방 밸브는 제1 밸브 위치로 제어되고/그 밸브 위치에 유지된다. 이어서, 방법 단계 S24에서, 하나 이상의 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위된 체적은 펌프에 의해 하나 이상의 브레이크 회로 내로 재이송될 수 있다.
후속 방법 단계 S25에서, 구현될 발전 제동 토크는 0으로 감소하고, 발전기는 그에 상응하게 구동될 수 있다. 방법 단계 S24 및 S25의 종료 시 브레이크 시스템은 순수 유압 제동을 실행할 수 있다. 이런 절차는 페달 트래블/페달 답력 및 페달 트래블/감속도 특성의 변화를 야기하지 않는다. 상기 절차는 운전자에게 감지될 수 없으며, 그렇기 때문에 쾌적성 손실과도 결부되지 않는다.
방법 단계 S24에 대한 대안으로서, 작동력[x(t)]이 최소 작동력(xmin)을 초과하는 점이 확인되거나, 점프-인 영역이 종료되면, 구현될 발전 제동-설정 토크를 완전히 0으로 감소시키지 않는 점도 생각해볼 수 있다. 그 대신, 예컨대 구현될 발전 제동 토크가 변함없이 브레이크 마스터 실린더 압력에 상응하게 사전 설정되고, 발전기가 그에 상응하게 구동될 수 있다. 이러한 방식으로, 브레이크 시스템의 회생 효율이 증가할 수 있는데, 그 이유는 점프-인 영역의 외부에서도 회생 제동이 실행됨으로써 배터리가 더욱 빠르게 충전되기 때문이다. 그 결과 발생하는 페달 트래블/감속도 특성의 변화는 운전자에게 인지될 수는 있지만, 오히려 운전자에게 긍정적으로 인지되는데, 그 이유는 그에 따라 운전자가 강한 제동 시 촉각적으로 감지 가능한 브레이크 시스템의 반작용도 감지하기 때문이다.
본원의 방법의 실행을 통해, 구현 가능한 발전 제동 토크[b(t)]가 시간에 따라 변동하여도 운전자에 의해 사전 설정된 제동 요구는 회생 시 신뢰성 있게 유지되도록, 브레이크 시스템의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼의 유압 제동 토크를 설정할 수 있다. (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크[b(t)]가 운전자 제동 요구를 완전하게 구현하기에 충분하다면, 순수 발전 제동이 실행될 수 있으며, 그럼으로써 배터리는 신속하게 충전될 수 있다.
운전자 제동 요구가 (최대로) 구현 가능한 발전 제동 토크[b(t)]보다 더 크다면, 발전 제동 토크에 추가로 유압 제동 토크가 형성될 수 있다. 이는 바람직하게 운전자 제동 요구가 완전하게 충족되도록 수행된다. 마찬가지로, 발전기에 의해 발전 제동 토크가 구현될 수 없는 상황에서는, 순수 유압 제동도 실행될 수 있다.
앞서 설명한 브레이크 시스템의 경우, 또는 여기서 설명된 방법에 의해 작동된 브레이크 시스템의 경우, 부분 능동적인 제동 요구, 다시 말해 펌프에 의한 압력 형성은, 체크 밸브가 없기 때문에 변경된 절차를 이용하여 구현될 수 있다. 운전자가 이미 브레이크 회로 내로 체적을 변위시킴으로써 상응하는 유압 제동압을 생성했다면, 연속 폐회로 제어 고압 스위칭 밸브는, 개방된 고압 스위칭 밸브를 통해 동일한 브레이크 회로의 할당된 어큐뮬레이터 챔버 내로 제한된 체적이 변위되는 동시에 브레이크 회로 내 유압은 유의적으로 감소하지 않는 방식으로, 델타-P 폐회로 제어에 의해 개방될 수 있다. 이로써 발생한 페달 반작용은 부분 능동적인 제동 요구에서 종래의 브레이크 시스템들의 페달 반작용과 유사하다. 이어서, 어큐뮬레이터 챔버 내로 변위된 체적은, 결과적으로 운전자의 제동 요구 시 운전자를 보조하기 위해, 펌프에 의해 브레이크 회로 내로 이송될 수 있다.

Claims (13)

  1. 차량 브레이크 시스템을 위한 제어 장치(80)이며,
    발전기(78)의 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크와 관련된 공급된 데이터 신호(2)의 고려하에, 브레이크 시스템의 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 밸브(20a, 20b)를 적어도 부분 개방된 상태로 제어하여, 브레이크액 체적이 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 밸브(20a, 20b)를 통해 브레이크 회로(14a, 14b)의 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 내로 변위될 수 있게 하는 밸브 제어 유닛(1)을 포함하는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치에 있어서,
    상기 밸브 제어 유닛(1)에 의해, 브레이크 회로(14a, 14b)의 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)가 하나 이상의 밸브(20a, 20b)로서, 브레이크액 체적이 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 통해 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 내로 변위될 수 있도록, 적어도 부분 개방된 상태로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  2. 제1항에 있어서, 데이터 신호(2)가 최소 발전 제동 토크와 관련된 비교 신호 미만인 경우, 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)가 밸브 제어 유닛(1)에 의해 폐쇄된 상태로 제어될 수 있음으로써, 폐쇄된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)에 의해 브레이크 마스터 실린더(10)와 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 사이의 유압 연결이 저지되는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 데이터 신호(2)가 비교 신호를 상회하는 경우, 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 인렛 밸브(34a, 34b)가 폐쇄된 상태로 제어될 수 있음으로써, 폐쇄된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 휠 인렛 밸브(34a, 34b)에 의해 브레이크 마스터 실린더(10)와 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a, 16b) 사이의 유압 연결이 저지되는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(80)는, 브레이크 시스템의 브레이크 작동 부재(22)를 작동하는 작동력과 관련된 제1 센서 신호(5), 및/또는 제2 센서 신호 및/또는 구현 가능한 하나 이상의 발전 제동-재량 토크와 관련된 데이터 신호(6)의 고려하에 발전기(78)의 인가될 발전 제동 토크를 결정할 수 있고 이 결정된 인가될 발전 제동 토크에 상응하는 발전기 제어 신호(7)를 상기 발전기(78)로 송출할 수 있는 발전기 제어 유닛(4)을 포함하는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  5. 제4항에 있어서, 발전기 제어 유닛(4)에 의해, 상기 인가될 발전 제동 토크가 제2 센서 신호 및/또는 데이터 신호(6)와, 제1 센서 신호(5)로부터 유도된 변수[x(t)]의 함수[bx(t)]의 고려하에 결정될 수 있고, 제1 센서 신호로부터 유도된 변수[x(t)] 함수[bx(t)]의 최대값은, 브레이크 작동 부재(22)로 가해진 운전자 제동력이 브레이크 마스터 실린더(10)의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달될 수 있게 되는 최소 작동력(xmin)과 동일한, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(80)는 펌프 제어 유닛(8)을 추가로 포함하며, 상기 펌프 제어 유닛을 이용하여, 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크가 시간에 따라 감소하는 경우, 브레이크 회로(14a, 14b)의 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b)로부터 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a, 16b) 쪽으로 브레이크액을 펌핑할 수 있는, 브레이크 회로(14a, 14b)의 펌프(46a, 46b)를 비활성 펌프 모드에서 활성 펌프 모드로 제어할 수 있는, 차량 브레이크 시스템용 제어 장치(80).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치(80)를 구비한 차량 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 브레이크 시스템은 연속 폐회로 제어형 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 포함하는, 차량 브레이크 시스템.
  9. 차량 브레이크 시스템을 작동하기 위한 방법이며,
    현재 인가된 또는 인가될 발전기(78)의 발전 제동 토크와 관련된 제동 토크 변수(2)를 최소 발전 제동 토크와 관련된 비교 변수와 비교하는 단계(S1)와,
    상기 제동 토크 변수가 비교 변수를 상회하는 경우, 브레이크 시스템의 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 밸브(20a, 20b)를 적어도 부분 개방된 상태로 제어하여, 브레이크 시스템의 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 압출된 브레이크액 체적이 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 밸브(20a, 20b)에 의해 브레이크 회로(14a, 14b)의 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 내로 변위되게 하는 단계를 포함하는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브(20a, 20b)로서 상기 브레이크 회로(14a, 14b)의 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 적어도 부분 개방된 상태로 제어시켜, 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 압출된 브레이크액 체적이 적어도 부분 개방된 상태로 제어된 상기 고압 스위칭 밸브(20a, 20b)를 통해 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b) 내로 이송되도록 하는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제동 토크 변수(2)가 상기 비교 변수를 상회하는 경우, 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 인렛 밸브(34a, 34b)를 폐쇄된 상태로 제어하여, 폐쇄된 상태로 제어된 상기 하나 이상의 휠 인렛 밸브(34a, 34b)에 의해 브레이크 마스터 실린더(10)와 상기 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a, 16b) 사이의 유압 연결이 저지되게 하는 단계(S3)를 포함하는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 발전기(78)의 인가될 발전 제동 토크는, 브레이크 시스템의 브레이크 작동 부재(22)를 작동하는 작동력과 관련된 작동력 변수[5, x(t)], 및/또는 구현 가능한 하나 이상의 발전 제동-재량 토크와 관련된 발전기 정보[6, b(t)]의 고려하에 결정되고(S6), 상기 발전기(78)는 상기 결정된 인가될 발전 제동 토크에 상응하게 구동되는 단계(S7)를 포함하는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법.
  12. 제11항에 있어서, 증가한 작동력 변수[x(t)]가 검출되는 경우, 상기 증가한 작동력 변수[x(t)]는, 브레이크 작동 부재(22)에 가해진 운전자 제동력이 브레이크 마스터 실린더(10)의 가변 브레이크 마스터 실린더 피스톤으로 전달되기 시작하는 최소 작동력과 관련된 임계값(xmin)과 비교되고, 상기 증가한 작동력 변수[x(t)]가 임계값(xmin)을 초과하는 경우, 상기 증가한 작동력 변수[x(t)]에도 불구하고 인가될 발전 제동 토크는 일정하게 유지되거나 감소하는 단계(S24)를 포함하는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 현재 인가된 또는 인가될 발전 제동 토크가 시간에 따라 감소하는 경우, 브레이크 회로(14a, 14b)의 어큐뮬레이터 챔버(18a, 18b)로부터 브레이크 회로(14a, 14b)의 하나 이상의 휠 브레이크 캘리퍼(16a, 16b) 쪽으로 브레이크액을 펌핑할 수 있는, 브레이크 회로(14a, 14b)의 펌프(46a, 46b)가 비활성 펌프 모드에서 활성 펌프 모드로 제어되는, 차량 브레이크 시스템의 작동 방법.
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