KR20140131390A - 브레이크 시스템을 작동시키는 방법 및 브레이크 시스템 - Google Patents

브레이크 시스템을 작동시키는 방법 및 브레이크 시스템 Download PDF

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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

휠 개별 공칭 압력들 (pn soll) 이 특정된 복수의 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11), 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 을 작동하기 위한 브레이크 시스템 압력을 제공할 수 있는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 로서, 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해 제공되는 브레이크 시스템 압력 (P) 이 결정될 수 있는 상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 를 포함하고, 휠 개별 브레이크 압력들 (pn R) 을 조절하기 위해 휠 브레이크마다 전기적으로 제어가능한 유입 밸브 (6a ~ 6d) 및 전기적으로 제어가능한 유출 밸브 (7a ~ 7d) 를 추가로 포함하는 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 유출 밸브 (7a ~ 7d) 는 아날로그화 또는 아날로그 제어식이고 전기 제어 변수 (In) 에 의해 제어되고, 적어도 하나의 밸브 특정 제어 특성 (
Figure pct00076
(pR), IS(pR), Q(I, pR)) 및/또는 밸브 특정 파라미터 (Qmin,
Figure pct00077
,
Figure pct00078
) 가 브레이크 시스템에 의하여 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유출 밸브 (7a) 에 대해 결정되고, 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유출 밸브 (7a) 는 유출 밸브 (7a) 와 연관된 휠 브레이크 (8) 에서 브레이크 압력 (pR) 의 저하에 대해 밸브 특정 제어 특성 및/또는 밸브 특정 파라미터의 함수로서 제어된다. 본 발명은 또한 브레이크 시스템에 관한 것이다.

Description

브레이크 시스템을 작동시키는 방법 및 브레이크 시스템{METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM, AND BRAKE SYSTEM}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법 및 청구항 13 의 전제부에 따른 자동차용 브레이크 시스템에 관한 것이다.
"브레이크-바이-와이어 (brake-by-wire)" 브레이크 시스템들은 자동차 산업에서 점점 더 널리 확산되고 있다. 차량 운전자에 의해 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더뿐만 아니라, 이러한 브레이크 시스템들은 보통 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스를 포함하고, 이 압력 공급 디바이스에 의해 휠 브레이크 또는 브레이크 마스터 실린더의 작동이 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 일어난다. "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에게 쾌적한 페달감을 부여하기 위해서, 브레이크 시스템들은 통상적으로 브레이크 페달감 시뮬레이션 디바이스를 포함한다. 이 브레이크 시스템들에서, 휠 브레이크는 차량 운전자의 능동적인 개입 없이도 전자 신호들을 기반으로 작동될 수 있다. 이 전자 신호들은 예를 들어 전자 안정화 프로그램 또는 능동 주행 제어 시스템에 의해 출력될 수 있다.
DE 101 47 181 A1 은 휠 브레이크들, 전기적으로 제어가능한 보조 압력원 및 아날로그 제어할 수 있는 유입 밸브와 유출 밸브를 가지는 전기 유압 브레이크-바이-와이어 브레이크 시스템을 개시한다. 아날로그 유출 밸브들을 활성화시키는 방법은 개시되지 않는다.
본 발명의 목적은 브레이크 시스템을 작동시키는 방법 및 휠 브레이크 압력의 정밀 계량된 정확한 감소를 허용하는 브레이크 시스템을 제공하는 것이다. 동시에, 소음 발생은 쾌적함을 이유로 가능한 한 낮게 유지되어야 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1 에 주장한 바와 같은 방법 및 청구항 13 에 주장한 바와 같은 브레이크 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 기저를 이루는 개념은, 적어도 하나의 밸브 특정 제어 특성 및/또는 하나의 밸브 특정 파라미터가 브레이크 시스템에 의하여 아날로그화 (analogized) 또는 아날로그 제어식 유출 밸브에 대해 결정되는 것이다. 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크에서 브레이크 압력을 감소시키기 위해서, 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유출 밸브는 그 후 밸브 특정 제어 특성 및/또는 밸브 특정 파라미터에 따라 제어된다. 밸브 특정 제어 특성 또는 밸브 특정 파라미터는 유출 밸브에서 밸브 특정 마찰 조건을 반영하므로, 제어에 고려될 때, 정확한 감압 제어를 허용한다.
유입 밸브들은 각각 바람직하게 압력 공급 디바이스와 연관된 휠 브레이크 사이에 배치되고, 그 결과 유입 밸브에 의하여 휠 브레이크와 압력 공급 디바이스 사이에 연결이 형성되거나 차단될 수 있다.
브레이크 시스템은 바람직하게 각각의 휠 브레이크를 위한 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유입 밸브를 포함하여서, 또한 정확한 휠 특정 브레이크 압력 축적을 가능하게 한다.
비활성화 상태에서, 유입 밸브들은 바람직하게 각각의 브레이크 회로 압력들이 통과하도록 허용한다 (비통전시 개방).
바람직하게, 유출 밸브들은 각각 연관된 휠 브레이크와 압력 매체 리저버 사이에 배치되어서, 휠 브레이크가 압력 매체 리저버에 연결되도록 허용한다.
비활성화 상태에서, 유출 밸브들은 바람직하게 블로킹된 상태이다 (비통전시 폐쇄).
동기 휠 특정 감압 제어는 바람직하게 2 개 이상의 휠 브레이크들에서 수행된다. 따라서, 브레이크 시스템은 바람직하게 각각의 휠 브레이크에 대해 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유출 밸브를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에 따르면, 유출 밸브의 밸브 특정 개방 특성 곡선은 압력 공급 디바이스 및 압력 공급 디바이스의 압력을 측정하는 압력 검출 디바이스에 의해 결정된다. 개방 특성 곡선은, 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크의 브레이크 압력 함수로서 유출 밸브를 개방하기 위한 제어 변수를 나타낸다.
유출 밸브의 밸브 특정 폐쇄 특성 곡선은 마찬가지로 바람직하게 압력 공급 디바이스 및 압력 공급 디바이스의 압력을 측정하는 압력 검출 디바이스에 의해 결정된다. 폐쇄 특성 곡선은, 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크의 브레이크 압력 함수로서 유출 밸브를 폐쇄하기 위한 제어 변수를 나타낸다.
브레이크 압력을 감소시키기 위해서, 유출 밸브는 바람직하게 제 1 기간 동안 유출 밸브의 개방 전류 이상의 제어 변수 값을, 그리고 제 2 기간 동안 유출 밸브의 폐쇄 전류 미만의 제어 변수 값을 번갈아 공급받는다. 제 1 기간 동안 제어 변수 값이 개방 전류와 크기가 동일하거나 단지 약간 더 커서, 밸브의 해머링 (hammering) 소음을 방지하거나 적어도 감소시킨다면 유리하다.
바람직하게 제 2 기간 동안 값이 특정되어서, 유출 밸브의 신뢰할 수 있는 폐쇄를 보장한다. 반면에, 제어 프로세스에서 유출 밸브의 특정 거동을 고려하도록 제 1 기간은 브레이크 시스템에 의하여 밸브 특정 파라미터로서 결정된다.
밸브 특정 제어에 의해 원하는 설정점 프로파일의 가능한 한 정확한 설정을 달성하기 위해서, 본 발명의 개선예에 따르면, 제 1 기간은 밸브 특정 최소 압력 구배 및 원하는 설정점 압력 구배에 따라 결정된다.
각각의 설정점 압력 프로파일에 대해 적합한 제어 변수를 선택할 수 있도록, 유출 밸브의 제어 변수 및 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크의 브레이크 압력의 함수로서 유출 밸브를 통과하는 용적 흐름을 나타내는 제어 특성 맵이 바람직하게 압력 공급 디바이스에 의해 결정된다.
압력 공급 디바이스에 의해 출력된 압력 매체 용적 또는 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 용적 흐름이 바람직하게 결정될 수 있다. 이런 목적을 위해, 압력 공급 디바이스의 위치 또는 로케이션을 특징짓는 변수를 결정할 수 있는 로케이션 또는 위치 검출 디바이스가 압력 공급 디바이스 내 또는 디바이스 상에 특히 바람직하게 제공된다. 이것이 압력 공급 디바이스의 전기 모터의 회전자 로케이션을 검출하기 위한 센서이거나 펌프 위치를 검출하기 위한 센서이라면 유리하다. 회전자 로케이션 또는 회전자 로케이션에서 시간 변화에 의하여, 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 압력 매체 용적 또는 출력된 용적 흐름이 간단하고 정확하게 결정될 수 있다.
제어 특성 맵은 바람직하게 압력 공급 디바이스에서의 속도 제어 작동에 의하여 결정된다.
제어 중 유출 밸브의 특정 거동을 고려하기 위해서, 유출 밸브의 밸브 특정 최소 용적 흐름 또는 밸브 특정 최소 압력 구배가 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에 따라 결정된다. 특히 바람직한 선택예로서, 유출 밸브의 밸브 특정 최소 용적 흐름 또는 밸브 특정 최소 압력 구배는 유출 밸브의 상이한 입력 압력들에 대해, 즉 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크의 상이한 브레이크 압력들에 대해 결정된다.
설정점 압력 구배는 그 후 바람직하게 현재 브레이크 압력과 휠 브레이크의 특정된 설정점 압력으로부터 결정되고 최소 용적 흐름 또는 최소 압력 구배와 비교되고, 유출 밸브는 비교된 바에 따라 제어된다. 특히 바람직한 선택예로서, 유출 밸브에 대한 제어 변수 값 및/또는 유출 밸브의 제어 작동 지속기간은 비교된 바에 따라 선택된다. 특정 밸브 거동을 고려하는 간단한 수단은 설정점 압력 구배와 최소 용적 흐름/최소 압력 구배간 비교에 따라 제 1 기간을 결정함으로써 달성된다.
본 발명의 유리한 개선예에 따르면, 유출 밸브와 연관된 휠 브레이크에서 브레이크 압력을 바꾸기 위해서, 휠 브레이크의 유입 밸브는 그것이 폐쇄되지만 오버라이드 (overridden) 될 수 있도록 제어되고, 다른 유입 밸브들 전부는 그것이 폐쇄되지만 오버라이드 될 수 없도록 제어된다. 그리하여, 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 압력 매체 용적이 상기 휠 브레이크에 분명히 부여될 수 있어서, 휠 브레이크의 용적/특성 곡선에 의하여, 압력 증가가 달성됨을 추정할 수 있거나 특정 용적 변위에 의하여 원하는 압력 증가를 달성할 수 있다.
특히 바람직한 선택예로서, 유출 밸브는 대략 개방 전류와 동일하거나 특정된 (작은) 양만큼 개방 전류 미만인 제어 변수 값을 공급받고, 그 결과 유입 밸브 및 대응하는 휠 브레이크의 유출 밸브의 오버라이딩은 압력 공급 디바이스에 의하여 가능하다. 그러면, 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 용적 흐름이 유출 밸브의 밸브 특정 최소 용적 흐름을 초과하도록 압력 공급 디바이스는 유리하게도 제어된다. 이것은, 원하는 휠 브레이크 압력이 유출 밸브의 제어에 의해 또한 설정되는 것을 보장하도록 되어있다.
본 발명의 한 가지 장점은, 휠 특정 아날로그 감압 제어가 달성되어서, 적은 소음을 발생시키면서 정확한 압력 설정을 허용하는 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법이 수행되는 브레이크 시스템에 관한 것이다.
본 방법은 하나 이상의 브레이크 회로들을 가지는 브레이크 시스템에서 바람직하게 수행되고, 이 시스템에서 각각의 브레이크 회로는 차단 밸브, 유리하게도 비통전시 개방되는 차단 밸브를 구비한 유압 연결 라인에 의해 브레이크 마스터 실린더에 연결되고 연결 밸브, 유리하게도 비통전시 폐쇄되는 연결 밸브를 구비한 추가 유압 연결 라인에 의해 압력 공급 디바이스에 연결된다.
브레이크 시스템은 바람직하게 페달 트래블 시뮬레이터를 포함하고, 이 시뮬레이터는 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에게 쾌적한 브레이크 페달감을 제공한다. 특히 바람직한 선택예로서, 페달 트래블 시뮬레이터는 유압 설계를 가지고 브레이크 마스터 실린더에 연결되거나 연결될 수 있다. 페달 트래블 시뮬레이터는 유리하게도 시뮬레이터 인에이블 (enable) 밸브에 의하여 스위치 온되거나 스위치 오프될 수 있다.
압력 공급 디바이스는 바람직하게 실린더-피스톤 배열체에 의해 형성되고, 이 배열체의 피스톤은 전기기계식 액추에이터에 의해 작동될 수 있다. 이 경우에, 압력 공급 디바이스에 의해 출력되거나 수용된 압력 매체 용적은 유리하게도 트래블 검출 디바이스 또는 로케이션 검출 디바이스에 의해 결정되고, 이 디바이스는 피스톤의 위치 또는 로케이션을 특징짓는 변수를 검출한다. 압력 공급 디바이스의 전기기계식 액추에이터의 회전자 로케이션이 검출된다면 유리하다. 회전자 로케이션에 의하여, 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 압력 매체 용적 또는 압력 공급 디바이스에 의해 출력된 용적 흐름이 결정될 수 있다.
대안예로서, 압력 공급 디바이스가 펌프 위치 센서를 포함하는 6-피스톤 펌프에 의해 형성된다면 바람직하다.
이것은 바람직하게 차량 운전자에 의해 제어될 수 있고 또한 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 차량 운전자에 독립적으로 제어될 수 있는 자동차용 브레이크 시스템이고, 바람직하게 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 작동되고 차량 운전자에 의한 작동만 가능한 적어도 하나의 폴백 (fallback) 작동 모드에서 작동될 수 있다.
본 발명의 추가 바람직한 실시형태들은 도면들에 의하여 종속항들과 하기 상세한 설명에 나타날 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 예시적인 브레이크 시스템을 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시형태를 설명하기 위해 도 1 의 예시적인 브레이크 시스템의 세부를 나타낸다.
도 3 은 아날로그 유출 밸브의 예시적인 전류/압력 특성 곡선들 및 휠 브레이크의 예시적인 용적/압력 특성 곡선을 나타낸다.
도 4 는 휠 브레이크에서 아날로그 압력 축적을 위한 예시적인 방법에 대한 예시적인 시간 프로파일들을 나타낸다.
도 5 는 아날로그 유출 밸브의 예시적인 제어 전류/용적 흐름 특성 곡선을 나타낸다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 예시적인 브레이크 시스템이 도 1 에 개략적으로 나타나 있다. 브레이크 시스템은 본질적으로 작동 또는 브레이크 페달 (1) 에 의하여 작동될 수 있는 유압 작동 유닛 (2), 유압 작동 유닛 (2) 과 상호작용하는 트래블 시뮬레이터 또는 시뮬레이션 디바이스 (3), 유압 작동 유닛 (2) 과 연관되고 대기압하에 있는 압력 매체 리저버 (4), 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5), 전자 제어 및 조정 유닛 (12), 및 전기적으로 제어가능한 압력 모듈레이션 디바이스를 포함한다.
실시예에 따르면, 압력 모듈레이션 디바이스는, 자동차 (미도시) 의 각각의 휠 브레이크 (8, 9, 10, 11) 에 대해, 비통전시 바람직하게 개방되는 유입 밸브 (6a ~ 6d), 및 비통전시 바람직하게 폐쇄되는 유출 밸브 (7a ~ 7d) 를 포함하고, 상기 밸브들은 중심 포트들을 통하여 유압적으로 짝을 지어 함께 연결되고 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 연결된다. 유입 밸브들 (6a ~ 6d) 의 유입 포트들은, 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 에 의하여, "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 의 압력 공간 (37) 에 연결된 시스템 압력 라인 (38) 에 존재하는 시스템 압력으로부터 유도된 압력들을 공급받는다. 폴백 작동 모드에서, 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 은 유압 라인들 (22a, 22b) 을 통하여 작동 유닛 (2) 의 압력 공간들 (17, 18) 의 압력들을 부여받는다. 유출 밸브들 (7a ~ 7d) 의 유출 포트들은 리턴 라인들 (14a, 14b) 에 의해 짝을 지어 압력 매체 리저버 (4) 에 연결된다. 실시예에서, 2 개의 브레이크 회로들은 사선으로 나누어진다. 제 1 브레이크 회로 (13a) 는 전방 우측 (10; FR) 및 후방 좌측 (11; RL) 에 휠 브레이크들을 포함하고, 제 2 브레이크 회로 (13b) 는 전방 좌측 (8; FL) 및 후방 우측 (9; RR) 에 휠 브레이크들을 포함한다.
실시예에 따르면, 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 을 향하여 개방되는 체크 밸브 (50a ~ 50d) 는 각각의 유입 밸브들 (6a ~ 6d) 과 병렬로 연결된다. 체크 밸브들 (50a ~ 50d) 은, 휠 브레이크 압력이 압력 공급 디바이스 (5) 의 압력보다 결코 더 높지 않은 효과를 갖는다. 결과적으로 - 멀티플렉스 밸브들을 구비한 브레이크 시스템에서 상황과 달리 - 압력 공급 디바이스의 압력을 낮추지만 또한 동시에 모든 휠 브레이크 압력들을 낮추지 않으면서 휠 브레이크 압력을 낮추는 것은 가능하지 않다.
따라서, 휠 브레이크들 (8 ~ 11) 은 각각 유입 밸브 (6a ~ 6d) 에 의해 압력 공급 디바이스에 분리가능하게 연결된다. 각각의 휠 브레이크 (8 ~ 11) 는 유출 밸브 (7a ~ 7d) 에 의해 압력 매체 리저버 (4) 에 연결될 수 있다. 여기에서, 적어도 하나의 유출 밸브, 실시예에 따르면 각각의 유출 밸브 (7a ~ 7d) 는 아날로그화 또는 아날로그 제어식 밸브로서 실시된다. 실시예에 따르면, 유입 밸브들 (6a ~ 6d) 은 또한 아날로그화 또는 아날로그 제어식 밸브들로서 실시된다.
유압 작동 유닛 (2) 은, 하우징 (21) 내부에, 직렬로 배치된 2 개의 피스톤들 (15, 16) 을 가지고, 이 피스톤들은 유압 챔버들 또는 압력 공간들 (17, 18) 을 구획하고 이 유압 챔버들 또는 압력 공간들은, 피스톤들 (15, 16) 과 함께, 이중 회로 브레이크 마스터 실린더 또는 탠덤 마스터 실린더를 형성한다. 압력 공간들 (17, 18) 은, 한편으로는, 피스톤들 (15, 16) 에 형성된 레이디얼 보어들을 통하여 그리고 대응하는 압력 보상 라인들 (41a, 41b) 을 통하여 압력 매체 리저버 (4) 에 연결되고, 상기 보어들 및 라인들은 하우징 (21) 에서 피스톤들 (17, 18) 의 상대 운동에 의해 차단될 수 있고, 압력 공간들은, 다른 한편으로는, 유압 라인들 (22a, 22b) 에 의하여 전술한 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 에 연결되고, 이 라인들을 통하여 유입 밸브들 (6a ~ 6d) 은 작동 유닛 (2) 에 연결된다. 이 경우에, 비통전시 개방되는 진단 밸브 (28) 는 압력 매체 리저버 (4) 를 향하여 폐쇄하는 체크 밸브 (27) 와 압력 보상 라인 (41a) 에서 병렬로 연결된다. 피스톤 로드 (24) 는 페달 작동으로 인한 브레이크 페달 (1) 의 피봇 운동을 제 1 (마스터 실린더) 피스톤 (15) 의 병진 운동에 결합하고, 제 1 피스톤의 작동 트래블은 바람직하게 리던던트 (redundant) 방식으로 실시된 트래블 센서 (25) 에 의해 검출된다. 결과적으로, 대응하는 피스톤 트래블 신호는 브레이크 페달 작동 각도의 척도이다. 그것은 차량 운전자에 의한 제동 요구를 나타낸다.
바람직하게 비통전시 개방되는 전기적으로 작동가능한 밸브들로서 설계된 각각의 차단 밸브들 (23a, 23b) 은 압력 공간들 (17, 18) 에 연결된 라인 섹션들 (22a, 22b) 에 배치된다. 차단 밸브들 (23a, 23b) 에 의하여, 예컨대 정상 제동 기능/"브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서 압력 공간들 (17, 18) 과 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 간 유압 연결부가 차단될 수 있다. 라인 섹션 (22b) 에 연결된 압력 센서 (20) 는 제 2 피스톤 (16) 의 변위를 통하여 압력 공간 (18) 에 축적된 압력을 검출한다.
트래블 시뮬레이터 (3) 는 브레이크 마스터 실린더 (2) 에 유압적으로 결합되고 시뮬레이터 챔버 (29), 시뮬레이터 스프링 챔버 (30), 및 2 개의 챔버들 (29, 30) 을 서로 분리하는 시뮬레이터 피스톤 (31) 으로 본질적으로 구성된다. 시뮬레이터 피스톤 (31) 은, 시뮬레이터 스프링 챔버 (30) 에 배치되고 유리하게도 프리로딩되는 탄성 요소 (예컨대, 스프링) 에 의하여 하우징 (21) 에 지지된다. 시뮬레이터 챔버 (29) 는 전기적으로 작동가능한 시뮬레이터 인에이블 밸브 (32) 에 의하여 탠덤 마스터 실린더 (2) 의 제 1 압력 공간 (17) 에 연결될 수 있다. 페달력이 특정되고 시뮬레이터 인에이블 밸브 (32) 가 활성화될 때, 압력 매체는 브레이크 마스터 실린더 압력 공간 (17) 으로부터 시뮬레이터 챔버 (29) 로 유동한다. 시뮬레이터 인에이블 밸브 (32) 에 역병렬로 배치된 유압 체크 밸브 (34) 는, 시뮬레이터 인에이블 밸브 (32) 의 작동 상태에 독립적으로, 시뮬레이터 챔버 (29) 로부터 브레이크 마스터 실린더 압력 공간 (17) 으로 압력 매체의 크게 제약받지 않는 리턴 흐름을 허용한다.
실시예에 따르면, 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 는 유압 실린더-피스톤 배열체 또는 단일 회로 전기 유압 액추에이터로서 설계되고, 이것의 피스톤 (36) 은 개략적으로 나타낸 전기 모터 (35) 에 의해, 마찬가지로 개략적으로 도시된 회전/병진운동 메커니즘을 통하여 작동될 수 있다. 피스톤 (36) 은 압력 공간 (37) 을 구획한다. 부가적 압력 매체는, 연결 밸브들 (26a, 26b) 이 폐쇄된 상태에서 피스톤 (36) 의 후퇴에 의해 압력 공간 (37) 으로 유입되어, 압력 매체 리저버 (4) 밖으로, 액추에이터로의 유동 방향으로 개방되는 체크 밸브로서 설계된 안티캐비테이션 (anti-cavitation) 밸브 (52) 를 경유해, 액추에이터 압력 공간 (37) 으로 압력 매체가 유동할 수 있도록 허용한다.
압력 공급 디바이스 (5) 의 피스톤 (36) 의 위치/로케이션의 변수 (s) 특성을 검출하기 위해서, 실시예에 따르면, 전기 모터 (35) 의 회전자 로케이션을 검출하는 역할을 하는 회전자 로케이션 센서로서 실시되는 센서 (44) 가 있다. 다른 센서들, 예컨대 피스톤 (36) 의 위치/로케이션을 검출하기 위한 트래블 센서도 마찬가지로 생각해 볼 수 있다. 피스톤 (36) 의 위치/로케이션의 변수 특성에 의하여, 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해 출력되거나 수용된 압력 매체 용적 (V) 을 결정하는 것이 가능하다. 바람직하게 리던던트 설계의 압력 센서 (19) 는 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해 발생된 브레이크 시스템 압력 (P) 을 검출하도록 제공된다.
본 발명에 따른 방법은, 각각의 브레이크 회로에 대해 리턴 펌프와 저압 어큐뮬레이터를 가지는 자체 공지된 ESC 브레이크 시스템에서 또한 수행될 수 있다. 펌프 위치 센서를 구비한 6-피스톤 펌프는 바람직하게 이런 목적을 위해 사용된다. 유출 밸브를 통과하지 않는 용적 흐름은 TCS 밸브를 오버라이드할 것이다.
도 2 는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시형태를 설명하기 위해 도 1 에 나타낸 실시예에 따른 브레이크 시스템의 세부를 개략적으로 나타낸다. 도 2 는 피스톤 (36) 을 구비한 압력 공급 디바이스 (5), 압력 공급 디바이스의 브레이크 시스템 압력 (P) 을 결정하기 위한 압력 센서 (19), 휠 브레이크들 (FL, RR, FR, RL 또는 8, 9, 10, 11), 압력 공급 디바이스 (5) 와 유입 밸브 사이 유압 연결부에 각각 배치되는, 병렬 연결된 체크 밸브들 (50a ~ 50d) 을 구비한 유입 밸브들 (6a ~ 6d), 및 휠 브레이크와 압력 매체 리저버 (4) 사이 유압 연결부에 각각 배치되는 유출 밸브들 (7a ~ 7d) 을 나타낸다. 이하 각각의 휠 브레이크 (8, 9, 10, 11) 를 나타낼 때 J8, J9, J10, 및 J11 로 표시된 유입 밸브들 (6a, 6b, 6c, 6d) 의 제어 변수 (J), I8, I9, I10, 및 I11 로 표시된 유출 밸브들 (7a, 7b, 7c, 7d) 의 제어 변수 (I), 및 p8, p9, p10, 및 p11 로 표시되고 각각의 특정된 설정점 압력 프로파일 pn soll (n=8 ~ 11) 에 대응하는 개별 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 의 휠 브레이크 압력 (p) 의 각각의 시간 프로파일을 다이어그램들이 또한 보여준다. 실시예에 따르면, 유출 밸브와 유입 밸브는 전류에 의해 제어되고, 이런 이유로 용어 제어 전류 (I 또는 J) 가 이하 사용된다.
시간 t=0 부터 시간 t=t0 까지, 모든 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에서 브레이크 압력은 압력 공급 디바이스에 의해 제로 (zero) 에서 값 P1 까지 공동으로 동시에 축적된 후 시간 t=t1 일 때까지 압력 레벨 P1 에서 일정하게 유지된다. 따라서, 실시예에 따르면, 압력 공급 디바이스 (5) 의 압력과 같은 모든 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에서 압력 P1 은 초기에 동일하다. 이후, 휠 특정 브레이크 감압 프로파일은 휠 브레이크들 (8 ~ 11) 에서 구현될 것이다. 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 대한 이런 휠 특정 설정점 압력들 또는 설정점 압력 시간 프로파일들 pn soll (n=8, 9, 10 또는 11) 은 예를 들어 브레이크 시스템의 제어 기능 (예컨대 안티록 기능 (ABS: 안티록 시스템), 전자 안정성 제어 기능 (ESC: 전자 안정성 제어), 및 능동 주행 제어 기능 (ACC: 능동 주행 제어) 등) 에 의해 특정된다. 휠 특정 브레이크 압력 제어 작동의 초반에, 모든 유입 밸브들 (6a, 6b, 6c, 6d) 은 시간 t1 에서 폐쇄되고, 이런 목적을 위해, 유입 밸브들이 폐쇄되고 폐쇄된 채로 유지하도록 보장하는 제어 전류 값 Jc 를 공급받는다. 시간 t1 직후, 아날로그화 또는 아날로그 제어식 유출 밸브들 (7a, 7b, 7c, 7d) 은 제어 전류 I8, I9, I10, 및 I11 을 공급받는다. 휠 특정, 동기 감압 제어가 수행되고, 각각의 휠 브레이크에서 감압의 비율화는 아날로그 유출 밸브의 압력 제어에 의해 수행된다. 이런 목적을 위해, 특정된 설정점 압력 pn soll 및 모델에 의해 결정된 실제 휠 압력 pn 이 각각의 경우에 사용된다.
유출 밸브의 감압 제어에 관련된 데이터, 특히 밸브 특정 제어 특성 (예컨대 특성 곡선 또는 특성 맵) 또는 밸브 특정 제어 파라미터 (예컨대 특성 값) 를 결정하기 위한 예시적인 방법들이 이하 설명된다. 다양한 제어 특성들 또는 제어 파라미터들은 브레이크 시스템 자체에서 이 방법들에 의해 결정되는 것이 바람직하지만, 또한 적어도 어느 정도, 다른 방법들이 이런 목적을 위해 사용될 수 있고 또는 제어 특성이나 제어 파라미터가 예를 들어 전자 제어 및 조정 유닛 (12) 에 특정될 수 있다. 더욱이, 기술한 단계들은 반드시 나타낸 순서대로 수행될 필요는 없다.
보다 좁은 의미에서, 제어 특성은 밸브에 존재하는 차압 (Δp) 또는 (다른 밸브 포트에서 정압인 경우) 밸브에 존재하는 압력 (p) 에 대한 전기 밸브 제어 변수 (예컨대 제어 전류 (I)) 의 의존성 I(p 또는 Δp) 으로 받아들여진다 (예컨대 전류/압력 특성 곡선 (I/p 특성 곡선), 개방 특성 곡선, 폐쇄 특성 곡선). 더욱이, 제어 특성은 밸브를 통과하는 용적 흐름 (Q) 에 의존하여서, 그 결과 밸브는 제어 특성 I(p 또는 Δp, Q)(예컨대, 파라미터로서 용적 흐름을 갖는 전류/압력 특성 맵, 작동 전류 특성 맵의 형태, 도 3 의 좌측 참조) 또는 Q(I, p 또는 Δp)(용적 흐름 특성 맵) 에 의해 충분히 설명된다.
예로서 하기에서 고려되는 휠 브레이크 (8) 는 도 3 의 중심에 도시되어 있고, 제어 전류 (I) 에 의해 제어되는 아날로그 제어가능한 유출 밸브 (7a) 에 의하여 압력 매체 리저버 (4) 에 연결될 수 있다. 아날로그 유출 밸브에 대한 예시적인 전류/압력 특성 곡선들은 도 3 의 좌측 다이어그램에 나타나 있다. 여기에서, 유출 밸브의 제어 전류 I (밸브 전류) 는 휠 브레이크 압력 pR 에 대해 플로팅된다. 유출 밸브의 출력측에서 압력은 대기압 patm (압력 매체 리저버 (4)) 에 대략 동일하므로, 밸브를 가로질러 정상적으로 사용되는 압력 차이 (Δp) 대신에 휠 브레이크 압력 pR (Δp=pR-patm) 이 특성 곡선들의 변수로서 사용될 수 있다. 좌측 다이어그램은 개방 전류 특성 곡선 (100), 폐쇄 전류 특성 곡선 (101), 및 일정한 용적 흐름 (Q) 에 대한 복수의 전류/압력 특성 곡선들 (102, 103, 104) 을 나타내고, 용적 흐름 (Q) 의 크기는 개방 전류 특성 곡선 (100) 으로부터 멀어지는 방향으로 상승하고, 이것은 화살표 (105) 로 나타낸다.
무엇보다도, 유출 밸브, 실시예에 따르면 유출 밸브 (7a) 를 보정하기 위한 예시적인 방법은 그것의 개방 특성 곡선에 대해 기술되고, 상기 방법은 브레이크 시스템의 전자 제어 및 조정 유닛에 의해 브레이크 시스템에서 수행된다. 0 바의 브레이크 시스템 압력 (P) 에서 그리고 유출 밸브들 (7a ~ 7d) 이 폐쇄된 상태에서, 측정될 유출 밸브 (7a) 에 대응하는 유입 밸브 (6a) 이외에, 모든 다른 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 이 폐쇄된다. 유입 밸브 (6a) 는 개방되어 있거나 개방된 채로 유지된다. 유출 밸브 (7a) 의 제어 전류 (I) 는 제 1 특정 값 I1 로 설정된다. 압력 공급 디바이스 (5) 에 의하여, (0 바로부터) 압력 축적이 천천히 (준정적으로) 수행된다. 개방된 유입 밸브 (6a) 때문에, 휠 브레이크 (8) 의 휠 브레이크 압력 pR 과 동일한 브레이크 시스템 압력 P 는 압력 센서 (19) 에 의해 모니터링된다. 유출 밸브가 개방될 때, 제어 전류 값 I1 에 대응하는 준안정 압력 레벨이 설정된다. 연관된 압력 값 p1 은 예컨대 제어 및 조정 유닛 (12) 에서 전류값 I1 과 함께 한 쌍의 값으로서 저장된다. 이 단락에 기술된 프로세스는 그 후 부가적 제어 전류 값들 I2, I3, I4 등에 대해 반복된다. 저장된 쌍들의 값들 (Ik, pk) 은, 예컨대 내삽 및/또는 외삽 및 값들의 표에서 내삽된 값 및/또는 외삽된 값의 저장에 의해 또는 함수 근사치 관계
Figure pct00001
=
Figure pct00002
(pR) 의 결정에 의해, 개방 특성 곡선
Figure pct00003
(pR) 을 결정하는데 사용된다. 예시적인 개방 특성 곡선은 도 3 의 좌측 다이어그램에서 곡선 (100) 으로 나타나 있다.
유출 밸브, 실시예에 따르면 유출 밸브 (7a) 를 보정하기 위한 예시적인 방법은 그것의 폐쇄 특성 곡선에 대해 하기에 기술되고, 상기 방법은 브레이크 시스템에서 수행된다. 모든 다른 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 은 바람직하게 폐쇄되어 있다. 유입 밸브 (6a) 는 개방된 채로 유지된다. 고려되는 유출 밸브 (7a) 는 폐쇄되거나 이미 폐쇄되어 있다. 압력 공급 디바이스 (5) 에 의하여, 브레이크 시스템 압력 (P), 유리하게도 높은 브레이크 시스템 압력이 축적되고, 이것은 그 후 연관된 휠 브레이크 (8) 에 또한 존재한다. 압력 공급 디바이스 (5) 의 전기 모터는 그 후 정지되고, 따라서 압력 매체 용적은 압력 공급 디바이스에 의해 변위될 수 없다. 유출 밸브 (7a) 의 제어 전류는 그 후 제 1 값 I1 로 급격히 증각된다. 전류 값 I1 이 충분히 높을 때, 유출 밸브 (7a) 는 개방되고, 휠 브레이크 (8) 에서 압력은 감소한다. 휠 브레이크 내 실제 압력은 압력 센서 (19) 에 의해 모니터링된다. 휠 브레이크 압력 pR 이 떨어짐에 따라, 유출 밸브 (7a) 는 임의의 휠 브레이크 압력 p1 에서 폐쇄된다. 따라서, 전류 값 I1 에서 준안정 압력 레벨이 설정된다. 전류 값 I1 및 설정된 휠 브레이크 압력 p1 을 포함하는 한 쌍의 값들이 저장된다. 전술한 방법 단계들은 그 후 부가적 제어 전류 값들 I2, I3, I4 등에 대해 반복된다. 저장된 쌍들의 값들 (Ik, pk) 은 예컨대 내삽 및/또는 외삽 및 값들의 표에서 내삽된 값 및/또는 외삽된 값의 저장에 의해 또는 함수 근사치 관계 Is=fs(pR) 의 결정에 의해, 폐쇄 특성 곡선 Is(pR) 을 결정하는데 사용된다. 예시적인 폐쇄 특성 곡선은 도 3 의 좌측 다이어그램에서 곡선 (101) 으로 나타나 있다.
게다가, 유출 밸브, 실시예에 따르면 유출 밸브 (7a) 에 대한 다양한 압력 레벨들 (pR) 에 대해 최소 (평균) 용적 흐름 값 Qmin 또는 대응하는 최소 (평균) 압력 구배 (
Figure pct00004
) 를 결정하기 위한 예시적인 방법이 기술되고, 이 방법은 브레이크 시스템에서 수행된다. 모든 다른 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 은 바람직하게 폐쇄된다. 유입 밸브 (6a) 는 개방된 채로 유지된다. 고려되는 유출 밸브 (7a) 는 폐쇄되거나 이미 폐쇄되어 있다. 압력 공급 디바이스 (5) 에 의하여, 제 1 브레이크 시스템 압력과 따라서 값 p1 A 의 휠 브레이크 (8) 에서 압력이 설정되고, 압력 공급 디바이스 (5) 에서 속도 제어 작동이 활성화된다. 속도 제어는 유리하게도 램프형 설정점 위치 프로파일과 조합하여 위치 제어에 의해 달성된다. 유출 밸브 (7a) 의 제어 전류는 그 후 천천히 증가되어서, 그 결과 어떤 지점에서 유출 밸브는 개방된다. 압력 감소가 압력 센서 (19) 에 의해 검출되자마자, 실제 전류 값이 결정되고 일정하게 유지된다. 추후 압력 변화가 관찰된다. 새로운 압력 값 p1 Z 이 안정화되었을 때, 초기 압력 p1 A 에 대한 압력 차이 ΔpR=p1 A-p1 Z 및 이를 위해 요구되는 시간 Δt 가 결정된다. 이 작동을 위한 유효 평균 용적 흐름 Qmin 은,
Qmin = (V(p1 A-p1 Z))/Δt
에 따라 결정되고 또는 대응하는 압력 구배 (
Figure pct00005
) 는,
Figure pct00006
= ΔpR/Δt = (p1 A-p1 Z)/Δt
에 따라 결정된다.
용적 차이 V(p1 A)-V(p1 Z) 는 휠 브레이크의 용적/압력 특성 곡선에 의해 측정된 ΔpR 로부터 결정된다.
기술된 절차는 그 후 부가적인 출력 압력들 p2 A, p3 A, p4 A 등에 대해 반복된다.
도 3 의 우측 다이어그램은, 휠 브레이크에서 압력 매체 용적 (VR) 과 휠 브레이크 압력 (pR) 사이 관계를 보여주는, 휠 브레이크의 예시적인 용적/압력 특성 곡선 (110) 을 나타낸다. 전술한 방법에 관련된 변수들 pA, pZ, ΔpR=pA-pZ, Δt 및 휠 브레이크의 연관된 압력 매체 출력 (ΔVR) 이 명확화를 위해 나타나 있다. 브레이크 시스템의 휠 브레이크들 (8 ~ 11) 의 용적/압력 특성 곡선들은 예를 들어 브레이크 시스템의 생산 중 라인의 끝에서 측정될 수 있고, 정해지거나 알려진 것으로 받아들여진다. 결정된 압력 구배 ΔpR/Δt 로부터, 용적/압력 특성 (110) 에 의하여, 시간 간격당 연관된 압력 매체 출력 ΔVR/Δt 와 따라서 평균 용적 흐름 (
Figure pct00007
) 을 결정할 수 있다.
유출 밸브, 실시예에 따르면 유출 밸브 (7a) 의 용적 흐름 특성 맵을 결정하기 위한 예시적인 방법이 하기에 기술되고, 상기 방법은 브레이크 시스템에서 수행된다. 용적 흐름 특성 맵 Q(I, Δp) (또는 Q(I, pR)) 은, 유출 밸브의 제어 전류 (I) 의 함수로서 유출 밸브를 통과하는 용적 흐름 (Q) 및 유출 밸브를 가로질러 발생하는 압력 차이 (Δp) 또는 휠 브레이크 압력 (pR) 을 나타낸다. 용적 흐름 (Q) 의 고정된 특정 밸브에 대해, 용적 흐름 특성 맵 Q(I, pR) 은, 예를 들어, 용적 흐름 (Q) 의 다양한 값들에 대한 특성 곡선들 (102, 103, 104) 로서 도 3 의 좌측 다이어그램에서 도시된 바와 같은 전류/압력 특성 곡선 I(pR) 을 제공한다. 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 은 폐쇄되고 유입 밸브 (6a) 는 개방된 상태에서, 압력 공급 디바이스 (5) 의 액추에이터는 속도 제어 모드에서 작동되고, 그 결과 용적 흐름 (Q) 은 정해지고 알려져 있고, 압력 공급 디바이스 (5) 의 설정된 안정 상태 압력 (P) 은 다양한 제어 전류 값들 I1, I2, I3 등에 대해 압력 센서 (19) 에 의해 측정되고, 상기 압력은 휠 브레이크 압력 (pR) 에 대응한다. 획득된 쌍을 이룬 데이터는 예컨대 브레이크 시스템의 전자 제어 및 조정 제어 유닛 (12) 에서 특성 맵 Q=f(I, pR) 로서 저장된다.
초기 값 (pA) 으로부터 타겟 값 (pZ) 까지 휠 브레이크 압력 (pR) 의 감소를 수행하기 위한 유출 밸브의 제어를 위한 일반적인 절차는 도 3 의 좌측 다이어그램에서 곡선 (106) 을 참조하여 설명된다. 유출 밸브는, 무엇보다도, 압력 값 (pA) 에 대해 개방 전류 (
Figure pct00008
) 미만인 초기 전류 값 (Ii) 을 공급받는다. 그 후 제어 전류 (I) 는 유리하게도 개방 전류 (
Figure pct00009
) 바로 위로 증가된다. 결과적으로, 유출 밸브가 휠 브레이크 압력에 의해 밀려 개방될 수 있고, 즉 유출 밸브는 개방되고 휠 브레이크 압력은 감소된다. 폐쇄 전류 (특성 곡선 (101)) 가 정해진 값의 제어 전류에 대응하는 값 pZ 에 휠 브레이크 압력이 도달한다면, 유출 밸브는 다시 폐쇄된다. 다이어그램은, 유출 밸브가 폐쇄되도록 보장하기 위해서 (대응하는 휠 브레이크 압력에 대해) 폐쇄 전류 IS 미만인 전류 값을 유출 밸브가 그 후 공급받는 것을 보여주지 않는다. 그리하여, 측정을 왜곡하는 누설은 회피된다.
하나의 휠 브레이크, 예컨대 휠 브레이크 (8) 에서 휠 특정 감압 제어 작동의 초반에, 실시예에 따른 절차는 다음과 같다. 휠 브레이크에서 초기 실제 압력 pist 는 (유입 밸브 (6a) 가 열린 상태에서) 압력 센서 (19) 에 의해 결정된다. 유입 밸브 (6a) 는 그 후 폐쇄된다. 또한, 실제 압력은 모델에 의하여 미리 정해진다. 특정된 원하는 설정점 압력 프로파일 psoll(t) 로부터, 다음 원하는 (낮은) 휠 설정점 압력 (psoll) 이 결정되고, 요구되는 평균 설정점 압력 구배 (
Figure pct00010
) 는
Figure pct00011
=(pist-psoll)/Δt 에 따라 결정된다. 이것은 또한 시간적으로 이를 뒤따르는 휠 설정점 압력 (psoll2) 에 대해 선택적으로 수행된다. 설정점 압력 구배 (
Figure pct00012
) 는 결정된 (상기 참조) 유출 밸브 (7a) 의 최소 압력 구배 (
Figure pct00013
) 와 비교된다.
설정점 압력 구배 (
Figure pct00014
) 가 최소 압력 구배 (
Figure pct00015
) 미만이라면, 시간 간격 (
Figure pct00016
) 당 적어도 최소 감압이 수행되므로 원하는 설정점 압력 프로파일의 교차가 보장된다 ("규칙"). 기간 (
Figure pct00017
) 이 결정되고, 상기 기간은 미리 정해진 개방 전류 특성 곡선
Figure pct00018
(pR) 로부터 취할 수 있는, 설정점 압력 (psoll) 과 연관된 개방 전류 (
Figure pct00019
) 를 유출 밸브가 공급받는 기간을 결정한다. 실시예에서, 기간 (
Figure pct00020
) 은 하기 수식에 따라 결정된다.
Figure pct00021
= Δpsoll/(
Figure pct00022
- ((pist-psoll)/Δt))
이 수식에서 Δpsoll 은 특정된, 최대 허용 압력 편차 (예컨대 Δpsoll=2 바) 이다.
설정점 압력 구배 (
Figure pct00023
) 가 최소 압력 구배 (
Figure pct00024
) 보다 크다면, 설정점 압력 프로파일의 교차는 보장되지 않는다. 따라서, 유출 밸브는 추가로 개방되어야 한다. 요구되는 용적 흐름 Q (약간 더 큰 설정점 압력 구배 (
Figure pct00025
) 에 대응) 에 대해, 대응하는 제어 전류는 결정된 용적 흐름 특성 맵 Q(I,pR) 로부터 선택된다. 기간 (
Figure pct00026
) 이 결정되고, 상기 기간은 미리 정해진 개방 전류 특성 곡선 (
Figure pct00027
(pR)) 으로부터 취할 수 있는 설정점 압력 (psoll) 과 연관된 개방 전류 (
Figure pct00028
) 를 유출 밸브가 공급받는 기간을 결정한다. 실시예에서, 기간 (
Figure pct00029
) 은 하기 수식에 따라 결정된다.
Figure pct00030
= Δpsoll/(
Figure pct00031
-((pist-psoll)/Δt))
이 수식에서 Δpsoll 은 특정된 최대 허용 압력 편차 (예컨대 Δpsoll=2 바) 이다.
따라서, 중요한 제어 파라미터들, 즉 원하는 설정점 압력 구배의 함수로서 입력될 제어 전류 프로파일 Isoll=f(
Figure pct00032
) (특히 도 4 에서 Iopen=f(
Figure pct00033
)) 및 기간 (
Figure pct00034
) 이 결정된다. 신뢰할 수 있는 폐쇄를 위해 폐쇄 전류 (IS) 미만의 제어 전류 (Iclosed) (두 변수 모두 현재 휠 브레이크 압력에 의존) 를 유출 밸브가 공급받는 기간 (ΔtS) 이 미리 정해진다. 그것은 예를 들어 실험적으로 결정될 수 있고, 그 후 고정된다.
기술한 방법이 각각의 유출 밸브 (7a ~ 7d) 에 대해 그리고 각 경우에 다양한 설정점 압력 구배들에 대해 수행된다면 유리하다.
획득된 보정 데이터, 특히 개방 특성 곡선, 폐쇄 특성 곡선, 용적 흐름 특성 맵, 최소 압력 구배/용적 흐름, Isoll(
Figure pct00035
),
Figure pct00036
(
Figure pct00037
), 및 연산 규칙들은, 다른 휠 브레이크들의 유입 밸브들이 폐쇄되고 압력 공급 디바이스 액추에이터가 위치 제어 회로에 고정되어 유지되는 상태에서 시험적으로 테스트 감압 작동을 수행하도록 브레이크 시스템에서 바람직하게 사용된다.
원하는 설정점 압력 프로파일로부터 최소 편차가 달성될 때까지 파라미터들 Isoll(
Figure pct00038
),
Figure pct00039
(
Figure pct00040
) 의 추가적 최적화를 수행하기 위해서 퍼지 컨트롤러를 또한 유리하게도 사용할 수 있다.
그 후, 구해진 파라미터들로 각각의 유출 밸브에 대해 제어 작동이 수행된다.
연산 착오를 방지하기 위해서 미리 정해진 디폴트 제한 값들 내에서만 파라미터들의 변화가 수행된다면 유리하다.
하나의 휠 브레이크, 실시예에 따르면 휠 브레이크 (8) 에서 아날로그 감압을 위한 예시적인 방법에 대한 예시적인 시간 프로파일들이 도 4 에 나타나 있다. 이것은 일정한 폐쇄 펄스 주파수를 가지는 감압 제어 작동이다. 다이어그램은, 시간 t 의 함수로서, 실제 휠 브레이크 압력 pist (곡선 (120)), 설정점 휠 브레이크 압력 psoll (곡선 (121)), 유출 밸브 (7a) 의 제어 전류 I (곡선 (122)), 및 (둘 다 현재 휠 브레이크 압력에 의존하기 때문에) 개방 전류
Figure pct00041
(곡선 (123)) 및 폐쇄 전류 IS (곡선 (124)) 의 대응하는 프로파일들을 보여준다. 시간 t0 까지, 유출 밸브는 폐쇄되고 (제어 전류 (I) 는 0 암페어와 동일) 휠 브레이크 압력은 일정한 값 P1 을 갖는다. 시간 t0 으로부터, 일정한 설정점 압력 구배로 브레이크 감압이 수행되어야 하고, 이런 이유 때문에 연관된 유입 밸브 (6a) 는 폐쇄되고 유출 밸브는 기간 (
Figure pct00042
) 동안 개방 전류 (
Figure pct00043
) 를 초과하는 제어 전류 Iopen (Isoll) 을 공급받는다. 그리하여 실제 압력 (pist) 은 떨어진다. 기간 (
Figure pct00044
) 이후, 제어 전류 (I) 는 기간 ΔtS 동안 문턱 전류 IS (폐쇄 펄스라고 함) 미만의 값들 Iclosed 로 낮아져서, 그 결과 유출 밸브는 신뢰성있게 폐쇄된다. 기간 (
Figure pct00045
) 동안 개방 전류 (
Figure pct00046
) 를 초과하는 제어 전류 (I) 및 기간 (ΔtS) 동안 문턱 전류 (IS) 미만인 값으로 후속 감소를 포함하는 사이클이 그 후 반복된다.
실제 압력 프로파일 pist(t) 가 가능한 한 가까이, 가능한 한 정확하게 설정점 압력 프로파일 psoll(t) 을 따르도록 보장하기 위해서, 다음 변수들을 아는 것이 유리하다:
- 감압 전 초기 압력 P1 에 대한 정확한 지식. 이런 목적을 위해, 휠 브레이크 압력은 유입 밸브가 개방된 상태에서 압력 센서 (19) 에 의해 측정되고, 그 후 압력은 압력 모델에 의하여 결정된다.
- 개방 전류 특성 곡선
Figure pct00047
(pR) 에 대한 정확한 지식. 이것은 예컨대 전술한 대로 작동시 유압적으로 보정될 수 있다.
- 유출 밸브의 용적 흐름 (Q), 즉 밸브의 개방 후 최소 용적 흐름 Qmin (또는
Figure pct00048
) 및 추가 용적 흐름 (pR) 제어 전류 특성 맵에 대한 상당한 지식. 이 변수들 역시 예컨대 전술한 대로 작동시 유압적으로 보정될 수 있다.
- 원하는 설정점 압력 구배 (
Figure pct00049
) 에 대한 정확한 지식.
바람직하게, 실제 압력 구배는 항상 설정점 압력 구배보다 크도록, 즉 곡선 (125) 에 따른 압력 프로파일을 회피하도록 보장된다.
실제 압력 구배를 너무 크게 함으로써 유발되는 큰 압력 편차가 없도록, 즉 곡선 (126) 에 따른 압력 프로파일을 회피하도록 폐쇄 펄스 주파수를 선택하는 것이 바람직하다.
도 5 는 일정한 압력에 대해 유출 밸브의 최소 용적 흐름 (Qmin) 또는 제어 전류 용적 흐름 특성 곡선 Q(I) 의 결정을 도시한다. 도 5 의 다이어그램들은, 용적 흐름 Q 의 함수로서, 휠 브레이크의 설정점 압력 psoll (곡선 (134)), 유출 밸브의 제어 전류 I (곡선 (130)) 및 유출 밸브의 밸브 트래블 h (곡선 (131)) 를 보여준다. 파선으로 나타낸 곡선은 곡선 (131) 의 유효 프로파일을 보여준다. 유출 밸브의 선택된 밸브 상태들은 다이어그램 아래에 그래프로 나타나 있다.
(압력 공급 디바이스의 적절한 제어를 통하여) 일정한 휠 브레이크 압력 psoll 에서, 제어 압력 I 는 증가된다. 제로에서 개방 전류 (
Figure pct00050
) 까지의 제어 전류 (I) 에서, 유출 밸브는 폐쇄되고, 그 결과 용적 흐름 (Q) 은 제로가 된다. 개방 전류 (
Figure pct00051
) 로부터, 용적 흐름 Q 는 제어 전류 I 와 함께 상승한다. 밸브 트래블 (h) 과 용적 흐름 (Q) 사이의 관계는 곡선 (131) 에 의해 나타나 있다. 밸브에서 발생하는 마찰 효과 (히스테리시스 효과) 때문에, 변수들 사이에 계단식 의존 관계가 있다. 화살표 (132) 는 최소 용적 흐름 점프와 따라서 최소 압력 구배를 나타낸다. 화살표 (133) 는 밸브 트래블에서 히스테리시스 유도된 점프와 따라서 용적 흐름에서 점프를 나타낸다. 제어 전류 I 및 용적 흐름 Q 의 연관된 값들은 제어 전류/용적 흐름 특성 곡선 Q(I) 를 제공한다.
휠 특정 아날로그 감압 제어를 위한 본 발명에 따른 방법의 다른 실시형태에 따르면, 절차는 다음과 같다. 예로서, 휠 브레이크 (8, FL; "능동 휠 브레이크" 라고 함) 의 휠 브레이크 압력을 감소시키도록 의도된다. 무엇보다도, 휠 브레이크에서 우세한 압력 (초기 압력) 은 압력 센서 (19) 에 의해 결정된다. 모든 유입 밸브들 (6a ~ 6d) 은 그 후 폐쇄되고, 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 은 "굳게" 폐쇄되고, 즉 유입 밸브들이 압력 공급 디바이스의 압력 축적에 의해 오버라이드될 수 없도록 제어된다. 유출 밸브들 (7b, 7c, 7d) 은 비통전, 즉 폐쇄된다. 능동 휠 브레이크 (8) 의 유입 밸브 (6a) 는 "가볍게" 폐쇄되고, 즉 유입 밸브 (6a) 는 예를 들어 그것이 압력 공급 디바이스의 압력 축적에 의해 오버라이드될 수 있도록 제어된다. 유출 밸브 (7a) 의 제어 전류 I 는 (미리 정해진 개방 특성 곡선으로부터) 초기 압력에 대응하는 개방 전류 (
Figure pct00052
) 로 설정된다. 압력 공급 디바이스의 용적 흐름이 유출 밸브 (7a) 의 최소 용적 흐름 Qmin 보다 크도록 압력 공급 디바이스 (5) 는 제어된다 (압력 공급 디바이스의 액추에이터의 속도 제어). 압력 공급 디바이스에 의해 변위된 압력 매체 용적은 유입 밸브 (6a) 를 오버라이드한다. 유입 밸브의 압력/전류/용적 흐름 특성 맵 f(Δp, I, Q) 에 대한 지식이 제공될 때, 압력 센서 (19) 의 신호 (브레이크 시스템 압력 P) 로부터 휠 브레이크 (8) 의 휠 브레이크 압력 (pR) 을 추정할 수 있다. 휠 브레이크 (8) 로 흐르는 압력 매체 용적은 휠 브레이크 압력 (pR) 을 유출 밸브 (7a) 의 개방 압력 레벨로 증가시켜서, 압력 매체가 휠 브레이크 밖으로 유출되도록 한다. 압력 축적 또는 안정 상태 휠 브레이크 압력의 설정에서 "딥 (dip)" 은 압력 센서 (19) 에 의해 검출된다. 유출 밸브 (7a) 는 그 후 폐쇄 펄스를 공급받아, 유출 밸브가 완전히 폐쇄되도록 하고, 압력 공급 디바이스 (5) 의 액추에이터는 정지된다. 프로세스는 또한 가변적 휠 감압 입력으로 수행될 수 있다. 이런 식으로, 개방 특성 곡선은 보정될 수 있다. 유출 밸브를 통과하는 용적 흐름 Q 는 압력 공급 디바이스의 제어로 알 수 있는 액추에이터 용적 흐름과 연산된 휠 감소 용적 흐름의 합과 같다. 이 관계는 파라미터 결정에 사용된다. 프로세스의 모니터링은 압력 센서 (18) 및 유입 밸브 특성 맵에 의해 수행될 수 있다.
액추에이터와 휠 특정 멀티플렉스 밸브들을 가지는 높은 동압력 공급 디바이스에 의하여 압력 모듈레이션이 수행되는 공지된 브레이크 시스템들에서, 개별 휠 브레이크들의 휠 특정 압력 설정은 개별 휠 브레이크와 연관된 멀티플렉스 밸브를 완전히 개방하여서 휠 브레이크와 압력 공급 디바이스 사이에 압력 평형을 형성함으로써 순차적으로 달성된다. 압력 축적 또는 감압은 액추에이터 조절 (정방향 또는 역방향 스트로크) 에 의하여 달성된다. 이 멀티플렉스 방법은, 쾌적성 지향 (즉 저속) 휠 특정 사륜 제어로, NVH (소음 진동 하시니스 (Noise Vibration Harshness)) 문제로 불리는, 원리적으로 고유한 상당한 소음 문제들이 발생하는 단점을 갖는다. 소음 발생 이유는 본질적으로 액추에이터가 매우 높은 주파수에서 4 가지 상이한 압력들을 개별적으로 (연속적으로) 설정해야 하기 때문이고 그렇지 않으면 압력 프로파일의 과도한 스테핑 (stepping) 이 제동 거동에 불리한 영향을 미치기 때문이다. 이런 높은 주파수는 액추에이터에 의한 매우 신속한 역전 작동을 요구하고, 이것은 한편으로는 무엇보다도 실제로 액추에이터에 의해 달성가능해야 하고 (액추에이터에 대한 높은 비용), 다른 한편으로는 연관된 소음 발생을 유발한다. 더욱이, 멀티플렉스 밸브들은 극히 빠른 속도로 신속하게 연속적으로 개방 및 폐쇄되어야 한다. 이는, 그것이 높은 멀티플렉싱 주파수를 허용하는 밸브들의 단지 신속한 작동이기 때문에 필요하다. 이것은 밸브들 내에 대응하여 큰 충격 소음을 유발하고, 이 소음은 전체 조립체를 통하여 차량 격벽으로 전파된다. 브레이크 라인들에서 압력 매체 칼럼은 마찬가지로 극히 고속으로 다시 가속 및 감속된다. 압력 매체의 유도성은 공지된 소음 효과를 발생시킨다.
본 발명은 최소 소음 발생과 조합하여 개별 휠 브레이크들의 브레이크 압력의 정밀 제어를 가능하게 한다.
본 발명의 다른 장점은, 센서 (예컨대 휠 브레이크 회로에서의 압력 센서 또는 휠 브레이크에서 작용력 센서) 에 드는 부가적 지출 없이 쾌적하고 충분히 정확한 감압 제어를 달성할 수 있다는 것이다.
본 발명은 바람직하게 아날로그 또는 아날로그화 압력 제어 밸브들 (7a ~ 7d) 에 의한 동기 감압 제어에 관한 것이다. 관련된 원리에 의하여, 아날로그 압력 제어 밸브들은 큰 역전 히스테리시스를 갖는다. 높은 스프링 프리로딩력, 및 낮은 휠 브레이크 압력에서 높은, 유출 밸브들을 개방하기 위한 자기력은 마찰 히스테리시스의 이유가 되는 높은 마찰력을 유발한다. 이런 어려움들은 유출 밸브들의 다양한 파라미터들의 정확한 결정을 통하여 최소화될 수 있다.

Claims (14)

  1. 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    상기 자동차용 브레이크 시스템은,
    Figure pct00053
    휠 특정 설정점 압력들 (pn soll) 이 특정된 복수의 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11),
    Figure pct00054
    상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 을 작동하기 위한 브레이크 시스템 압력을 제공할 수 있는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 로서, 상기 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해 제공되는 상기 브레이크 시스템 압력 (P) 이 결정될 수 있는, 상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5), 및
    Figure pct00055
    전기적으로 제어가능한 유입 밸브 (6a ~ 6d) 및 전기적으로 제어가능한 유출 밸브 (7a ~ 7d) 로서, 상기 전기적으로 제어가능한 유출 밸브는, 특히, 상기 휠 브레이크와 압력 매체 리저버 (4) 사이에서, 휠 특정 브레이크 압력들 (pn R) 을 설정하기 위해 휠 브레이크마다 배치되고, 적어도 하나의 유출 밸브 (7a ~ 7d), 특히 각각의 유출 밸브는 아날로그화되거나 또는 아날로그 제어식이고 전기 제어 변수 (In) 에 의해 제어되는, 상기 전기적으로 제어가능한 유입 밸브 (6a ~ 6d) 및 전기적으로 제어가능한 유출 밸브 (7a ~ 7d)
    를 가지고,
    적어도 하나의 밸브 특정 제어 특성 (
    Figure pct00056
    (pR), IS(pR), Q(I,pR)) 및/또는 밸브 특정 파라미터 (Qmin, pmin,
    Figure pct00057
    ) 는, 상기 브레이크 시스템에 의하여, 아날로그화되거나 또는 아날로그 제어식의 상기 유출 밸브 (7a) 에 대해, 특히 각각의 유출 밸브에 대해 결정되고, 아날로그화되거나 또는 아날로그 제어식의 상기 유출 밸브 (7a) 는 상기 유출 밸브와 연관된 상기 휠 브레이크 (8) 에서 상기 브레이크 압력 (pR) 을 감소시키도록 상기 밸브 특정 제어 특성 및/또는 상기 밸브 특정 파라미터에 따라 제어되는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출 밸브 (7a) 의 밸브 특정 개방 특성 곡선 (
    Figure pct00058
    (pR)) 은, 상기 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해, 그리고 상기 압력 공급 디바이스의 상기 압력 (P) 을 측정하는 압력 검출 디바이스 (19) 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유출 밸브 (7) 의 밸브 특정 폐쇄 특성 곡선 (IS(pR)) 은, 상기 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해, 그리고 상기 압력 공급 디바이스의 상기 압력 (P) 을 측정하는 압력 검출 디바이스 (19) 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 압력을 감소시키기 위해서, 상기 유출 밸브 (7a) 는, 제 1 기간 (
    Figure pct00059
    ) 동안 상기 유출 밸브 (7a) 의 개방 전류 (
    Figure pct00060
    ) 이상인 제어 변수의 값 (Iopen) 을, 그리고 제 2 기간 (ΔtS) 동안 상기 유출 밸브 (7a) 의 폐쇄 전류 (IS) 미만인 제어 변수의 값 (Iclosed) 을 번갈아 공급받는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 기간 (ΔtS) 동안 값이 특정되고, 상기 제 1 기간 (
    Figure pct00061
    ) 은 상기 브레이크 시스템에 의해 밸브 특정 파라미터로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 기간 (
    Figure pct00062
    ) 은 밸브 특정 최소 압력 구배 (
    Figure pct00063
    ) 와 설정점 압력 구배 (
    Figure pct00064
    ), 특히 특정된 상기 설정점 압력 (psoll) 으로부터 결정된 설정점 압력 구배에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유출 밸브의 상기 제어 변수 (I) 및 상기 유출 밸브와 연관된 상기 휠 브레이크 (8) 의 상기 브레이크 압력 (pR) 의 함수로서 상기 유출 밸브 (7a) 를 통과하는 용적 흐름 (Q) 을 나타낸 제어 특성 맵 (Q(I, pR)) 이 상기 압력 공급 디바이스 (5) 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 특성 맵 (Q(I, pR)) 은 상기 압력 공급 디바이스 (5) 에 대한 속도 제어 작동에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 상기 유출 밸브 (7a) 와 연관된 상기 휠 브레이크 (8) 의 상이한 브레이크 압력들 (pR) 에 대해, 상기 유출 밸브 (7a) 의 밸브 특정 최소 용적 흐름 (Qmin) 또는 밸브 특정 최소 압력 구배 (
    Figure pct00065
    ) 가 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    설정점 압력 구배 (
    Figure pct00066
    ) 는 상기 휠 브레이크 (8) 의 현재 브레이크 압력 (pR) 및 특정된 설정점 압력 (psoll) 으로부터 결정되고 상기 최소 용적 흐름 (Qmin) 또는 상기 최소 압력 구배 (
    Figure pct00067
    ) 와 비교되고,
    상기 유출 밸브 (7a) 는 상기 비교에 따라 제어되고, 특히 상기 제어 변수의 값 및/또는 제어 작동의 지속기간, 특히 상기 제 1 기간 (
    Figure pct00068
    ) 이 선택되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유출 밸브 (7a) 와 연관된 상기 휠 브레이크 (8) 에서 상기 브레이크 압력 (pR) 을 변화시키기 위해, 상기 휠 브레이크 (8) 의 상기 유입 밸브 (6a) 는 그것이 폐쇄되지만 오버라이드될 (overridden) 수 있도록 제어되고, 다른 유입 밸브들 (6b, 6c, 6d) 전부는 그것들이 폐쇄되고 오버라이드될 수 없도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유출 밸브 (7a) 는 상기 개방 전류 (
    Figure pct00069
    ) 와 대략 동일하거나 특정된 양만큼 상기 개방 전류 (
    Figure pct00070
    ) 미만인 제어 변수의 값을 공급받는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 압력 공급 디바이스 (5) 는, 상기 압력 공급 디바이스에 의해 출력되는 용적 흐름이 상기 유출 밸브 (7a) 의 밸브 특정 최소 용적 흐름 (Qmin) 보다 크도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 브레이크 시스템을 작동시키는 방법.
  14. 자동차용 브레이크 시스템으로서,
    Figure pct00071
    복수의 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11),
    Figure pct00072
    상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 을 작동하기 위한 브레이크 시스템 압력을 제공할 수 있는 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5) 로서, 제공된 상기 브레이크 시스템 압력 (P) 은 압력 검출 디바이스 (19) 에 의해 결정될 수 있는, 상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5),
    Figure pct00073
    브레이크 페달 (1) 에 의해 작동될 수 있고 분리가능하게 (23a, 23b) 특히 상기 휠 브레이크들에 연결되는 브레이크 마스터 실린더 (2),
    Figure pct00074
    전기적으로 제어가능한 유입 밸브 (6a ~ 6d) 및 전기적으로 제어가능한 유출 밸브 (7a ~ 7d) 로서, 상기 전기적으로 제어가능한 유출 밸브는, 특히, 상기 휠 브레이크와 압력 매체 리저버 사이에서, 휠 브레이크마다 배치되고, 적어도 하나의 유출 밸브 (7a ~ 7d), 특히 각각의 유출 밸브는 아날로그화되거나 또는 아날로그 제어식인, 상기 전기적으로 제어가능한 유입 밸브 (6a ~ 6d) 및 전기적으로 제어가능한 유출 밸브 (7a ~ 7d), 및
    Figure pct00075
    상기 전기적으로 제어가능한 압력 공급 디바이스 (5), 상기 유입 밸브 및 상기 유출 밸브를 제어하기 위한 전자 제어 및 조정 유닛 (12)
    을 가지고,
    제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법이 상기 전자 제어 및 조정 유닛 (12) 에서 수행되는, 자동차용 브레이크 시스템.
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