KR20170108113A - 자동차용 브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 브레이크 시스템 - Google Patents

자동차용 브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자동차의 적어도 하나의 앞차축 (VA) 상의 유압식으로 작동가능한 휠 브레이크들 (1, 2, 3, 4) 을 갖는 유압식 작동의 브레이크 디바이스 (10), 전기기계식 액추에이터에 의해 각각 작동될 수 있는, 자동차의 뒤차축 (HA) 상의 휠 브레이크들 (5, 6) 을 갖는 파킹 브레이크 디바이스 (20), 및 상기 앞 및 뒤 차축들의 휠들 (VR, VL, HR, HL) 상의 휠 속도 센서들 (11, 12, 13, 14) 을 포함하는, 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다. 자동차가 주행하고 있는 동안 상기 유압식 작동의 브레이크 디바이스 (10) 에 의한 제동 동안 상기 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의해 제동이 수행된다.

Description

자동차용 브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 브레이크 시스템
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 브레이크 시스템을 동작시키는 방법 및 청구항 제 12 항에 따른 브레이크 시스템에 관한 것이다.
앞 및 뒤 차축들에 대한 유압식 서비스 브레이크 시스템 (hydraulic service brake system), 및 오퍼레이터 푸쉬 버튼에 의해 운전자에 의해 작동될 수 있는 뒤차축의 휠들 상의 전기기계식 파킹 브레이크들 (electromechanical parking brakes; EPB) 을 포함하는 공지의 자동차들이 존재한다. 이러한 브레이크 시스템들에서 긴급 제동 기능이 또한 알려져 있고, 이는, 운전하는 동안 운전자에 의해 EPB 오퍼레이터 푸쉬 버튼이 작동되는 경우에, 미리설정된 감속도로 차량을 제동하기 위해 서비스 브레이크 시스템에 의해 유압식 제동이 트리거되는 효과를 갖는다. 상기 기능은 또한 동적 제동 기능 (dynamic brake function; DBF) 으로서 알려져 있다. (유압식) 동적 제동 기능 (DBF) 이 이용가능하지 않은 경우에, 액추에이터 동적 제동 기능 (actuator dynamic brake function; ADBF) 이 폴백 (fallback) 으로서 사용될 수 있고, 이것으로, 주행 중에 제동하기 위해 뒤 차축 상의 전기식 파킹 브레이크들 (electric parking brakes; EPBs) 이 사용된다. 상기 공지의 동작 방법의 경우에, 앞 차축은 자유롭게 돌아가고, 즉, 제동되지 않고, 뒤 차축은 전기식 파킹 브레이크들로 제동된다. 공지의 ADBF 는 EPB 오퍼레이터 푸쉬 버튼을 동작시킴으로써 운전자에 의해 오직 디지털방식으로 활성화되거나 비활성화된다, 즉, 클램핑력 (clamping forces) 의 제공의 아날로그 조정이 제공되지 않는다. 적합한 동작 명령의 경우에, 전기기계식 파킹 브레이크들의 전기식 드라이브들은, EPB 제동된 휠들의 잠김에 대한 경향성이 검출될 수 있을 때까지, 클램핑 방향에서 에너자이징된다. 그 후에 다시 클램핑하고 상기 프로세스를 순환적으로 반복하기 위해, 잠김에 대한 경향성이 더 이상 존재하지 않을 때까지, 에너자이제이션 (energization) 은 그 다음에 반전된다. 후방 휠들은 따라서, 그것의 안정성의 한계에서, 즉, 최대 달성가능 감속 효과로, 전기식 파킹 브레이크들에 의해 제동된다. 상기 방법은 따라서, EPB 제동된 휠들의 슬립 (slip) 에 응답하는 제어 알고리즘들에 기초한다. 이 동안, 현재 휠 회전 속도를 차량의 속도에 비례하는 기준 회전 속도 (소위 (차량) 기준 속도) 와 비교함으로써 슬립이 결정된다. 공지의 ADBF 는, 전방 휠들은 ADBF 를 이용한 제동 동안 자유롭게 돌고 따라서 그 자체로 슬립을 가지지 않기 때문에, 차량 기준 속도를 형성하기 위해 전방 휠들의 휠 회전 속도 정보만을 이용한다.
본 발명의 목적은, 특히 유압식 서비스 브레이크 디바이스가 부분적으로 고장나거나 예를 들어 증배되지 않는 유압식 폴백 동작 모드에서 오직 동작될 수 있는 경우에, 전술한 자동차용 브레이크 시스템을 동작시키는 방법, 및 자동차의 제동 동안 안전성을 증가시키는 그러한 브레이크 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 브레이크 시스템을 동작시키기 위한 방법을 제공하는 것, 그리고 또한, 향상된 제동 효과를 발생시키고, 그렇게 함으로써 특히 차량 안정성을 보존하는 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법 및 청구항 제 12 항에 따른 브레이크 시스템에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명은, 자동차의 적어도 하나의 앞 차축 (front axle) 상의 유압식으로 (hydraulically) 작동되는 휠 브레이크들을 갖는 유압식 서비스 브레이크 디바이스, 전기기계식 액추에이터 (electromechanical actuator) 에 의해 각각 작동되는, 자동차의 뒤 차축 (rear axle) 상의 휠 브레이크들을 갖는 파킹 브레이크 디바이스, 및 앞 및 뒤 차축들의 휠들 상의 휠 회전 속도 센서들 (wheel revolution rate sensors) 을 갖는, 자동차의 브레이크 시스템에 기초한다. 본 발명은, 자동차가 주행하고 있는 동안 유압식 서비스 브레이크 디바이스에 의한 제동 동안 파킹 브레이크 디바이스에 의한 제동이 수행된다는 아이디어에 기초한다. 뒤 차축의 휠들 상의 파킹 브레이크 디바이스에 의한 제동은 따라서, 적어도 유압식 서비스 브레이크 디바이스에 의한 앞 차축의 휠들 상의 제동과 병행하여 주행 동안 수행된다. 따라서, 향상된 제동 효과가 달성되고, 차량은 안정되게 유지된다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 자동화된 운전 동안 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는, 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 주 브레이크 시스템에 의한 제동이 가능하지 않고, 적어도 앞 차축 상에서 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 보조 브레이크 시스템에 의한 제동이 수행되는 경우에 수행된다. 특히 바람직하게는, 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 주 브레이크 시스템은 전기적으로 작동되는 제 1 압력 공급 디바이스를 포함하고, 이것으로, 앞 및 뒤 차축들의 유압식으로 동작되는 휠 브레이크들이 작동될 수 있다. 특히 바람직하게는, 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 보조 브레이크 시스템은 전기적으로 작동되는 제 2 압력 공급 디바이스를 포함하고, 이것으로, 적어도 앞 차축의 유압식으로 동작되는 휠 브레이크들이 작동될 수 있다.
파킹 브레이크 디바이스에 의한 제동은 바람직하게는, 앞 차축 및 뒤 차축의 동일 측면 상의 휠들의 휠 회전 속도 정보의 분석 또는 비교에 기초하여 수행된다. 따라서, 앞 차축 상의 제동 효과는 뒤 차축 상의 파킹 브레이크 디바이스에 의한 제동을 위해 적당하게 고려될 수 있다.
파킹 브레이크 디바이스에 의해 뒤 차축의 휠들 중 하나를 제동하기 위해, (뒤 차축의) 상기 휠의 그리고 앞 차축의 측면으로 (laterally) 연관된 (즉, 동일 측면 상의) 휠의 휠 회전 속도 정보가 바람직하게는 사용되거나 분석될 수 있다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 이러한 방식으로 파킹 브레이크 디바이스에 의해 제동된다. 특히 바람직하게는, 파킹 브레이크 디바이스에 의해 뒤 차축의 휠들 중 하나를 제동하기 위해, 오직, 앞 차축에 대해 안티-락 제어 (anti-lock control) 가 존재하지 않는 경우에, (뒤 차축의) 상기 휠의 그리고 앞 차축의 측면으로 연관된 (즉, 동일 측면 상의) 휠의 휠 회전 속도 정보가 사용되거나 분석된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 뒤 차축의 휠들의 적어도 하나의 슬립이 앞 차축의 측면으로 연관된 휠의 슬립에 대해 비례하여 본질적으로 조정되도록 파킹 브레이크 디바이스가 작동되거나 제어된다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 이러한 방식으로 파킹 브레이크 디바이스에 의해 제동된다. 파킹 브레이크 디바이스는 특히 바람직하게는, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 이러한 방식으로 작동되거나 제어된다.
파킹 브레이크 디바이스는 바람직하게는, 뒤 차축의 휠들이 본질적으로 앞 차축의 휠들에 대응하는 슬립에 있도록, 및/또는, 뒤 차축의 각각의 휠이 본질적으로 앞 차축의 측면으로 연관된 휠에 대응하는 슬립에 있도록, 작동되거나 제어된다. 파킹 브레이크 디바이스는 특히 바람직하게는, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 이러한 방식으로 작동되거나 제어된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 파킹 브레이크 디바이스는, 적어도 뒤 차축의 휠들 중의 하나의 휠의 휠 회전 속도가 앞 차축의 측면으로 연관된 휠의 휠 회전 속도에 본질적으로 비례하여 유지되도록, 작동되거나 제어된다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 파킹 브레이크 디바이스에 의해 이러한 방식으로 제동된다. 파킹 브레이크 디바이스는 특히 바람직하게는, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 이러한 방식으로 작동되거나 제어된다. 전방 휠에 대해 비례하는 값으로 후방 휠의 휠 회전 속도를 제어함으로써, 전방 및 후방 휠들의 슬립들이 또한 비례하는 것이 달성된다. 이것은, 전방 휠이 잠기지 않는 한, 후방 휠도 또한 잠길 수 없는 소망된 효과를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 파킹 브레이크 디바이스는, 뒤 차축의 휠들 중 적어도 하나의 휠의 휠 속도가 앞 차축의 측면으로 연관된 휠의 휠 속도에 따라 함께 변화되도록, 작동되거나 제어된다. 따라서, 후방 휠 제동력의 시간 평균에서 유사하고 동일 측면 상의 전방 휠에 대해 연속적으로 비례하는, 후방 휠 제동력의 변동하는 (oscillatory) 발생이 달성된다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 파킹 브레이크 디바이스에 의해 이러한 방식으로 제동된다. 파킹 브레이크 디바이스는 특히 바람직하게는, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 이러한 방식으로 작동되거나 제어된다. 상기 실시형태는, 파킹 브레이크 디바이스의 작동이 측면으로 연관된 휠들의 휠 회전 속도 정보를 이용하여 수행되기 때문에, 통상적으로 (힘, 변위 또는 각도 센서들과 같은) 센서 장치를 포함하지 않는, 파킹 브레이크 디바이스의 공지의 전기식 파킹 브레이크들 또는 전기기계식 액추에이터들로 본 방법이 수행될 수 있는 이점을 제공한다.
파킹 브레이크 디바이스는 바람직하게는, 뒤 차축의 휠들 중 적어도 하나의 휠의 휠 속도가 미리결정된 속도 범위 내에서 앞 차축의 측면으로 연관된 휠의 휠 속도에 따라 함께 변화되도록, 작동되거나 제어된다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 파킹 브레이크 디바이스에 의해 이러한 방식으로 제동된다. 파킹 브레이크 디바이스는 특히 바람직하게는, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 이러한 방식으로 작동되거나 제어된다.
이 미리결정된 속도 범위는 대응하는 전방 휠의 휠 속도 주위에서 미리결정된 확산 (spread) 을 가지면서 놓인다. 이 미리결정된 확산은 유리하게는, 동일 측면 상의 전방 휠의 휠 속도에 관해 대략적으로 플러스 0.5 km/h 와 마이너스 0.5 km/h 이다.
뒤 차축의 휠들의 적어도 하나에 대해, 목표 휠 속도는 바람직하게는, 앞 차축의 측면으로 연관된 휠의 측정된 휠 속도 마이너스 (minus) 목표 슬립 값과 동일하게 미리결정되고 그 다음에 설정된다. 특히 바람직하게는, 대응하는 목표 휠 속도는 뒤 차축의 각각의 휠에 대해 미리결정된다. 이 경우에, 목표 슬립 값은 후방 휠 특정적이다.
목표 슬립 값은 바람직하게는, 동일 측면 상의 전방 휠의 실제 슬립 값 곱하기 미리결정된 스케일링 팩터 (scaling factor) 와 동일하도록 선택된다.
후방 휠의 휠 속도의 대응하는 설정은 다소의 시간을 필요로 할 수도 있기 때문에, 후방 휠의 휠 속도는 적어도 조정 시간 간격 후에 측면으로 연관된 전방 휠의 휠 속도에 따라 함께 변화된다.
"앞 차축의 측면으로 연관된 휠" 은 동일 측면 상의 앞 차축의 휠을 의미한다. 즉, 예를 들어 우측 후방 휠에 대해, 우측 전방 휠은 앞 차축의 측면으로 연관된 휠이다.
후방 휠 및 전방 휠의 전술한 측면-관련된 분석, 특히, 동일 측면 상의 전방 휠의 휠 속도와 함께 하는 후방 휠의 변화는, 양 측면들에 대해 후방 휠들에 대한 동일한 목표 휠 속도의 사용에 비해, 세로방향의 슬립의 경우에도, 코너링 (cornering) 시에 발생하는 차동 휠 회전 속도들이 적당하게 산입되는 이점을 갖는다. 앞 차축의 자유롭게 돌아가는 휠들의 2 개의 휠 회전 속도들로부터의 2 개의 뒤 차축 목표 휠 회전 속도들의 정확한 결정은 EP 1153814 Al 에서 설명된다. 거기에서 진술되는 코너링 시에 차량의 모든 휠들의 휠 회전 속도들의 종속성들은 또한, 후방 휠의 슬립을, 그것이 차량의 동일 측면 상의 전방 휠의 슬립과 일치하도록 설정하는 바람직한 제어 개념을 위해 사용될 수 있을 것이다. 하지만, 지금 본 바와 같이, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에 대해 측면에 따라 앞 차축과 함께 뒤 차축 상의 휠 회전 속도들을 변화시키는 것으로 충분하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 뒤 차축의 휠들 중 적어도 하나의 제동은, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하는 경우에, 앞 및 뒤 차축들의 모든 휠들의 휠 회전 속도 정보로부터 결정되는 차량 기준 속도를 이용하여 파킹 브레이크 디바이스에 의해 수행된다. 따라서, 앞 차축 상의 안티-락 제어 동안 발생하는 전방 휠 회전 속도들의 강한 변동들은 파킹 브레이크 디바이스의 제어에 더 적게 통합된다. 유리하게는, 뒤 차축의 각각의 휠은 이러한 방식으로 파킹 브레이크 디바이스에 의해 제동된다. 특히 바람직하게는, 후방 휠의 상기 방식의 제동은, 앞 차축에 대해 안티-락 제어가 존재하는 경우에 차량 기준 속도를 이용하여 파킹 브레이크 디바이스에 의해 배타적으로 (exclusively) 수행된다.
앞 차축에 대한 안티-락 제어의 경우에, 뒤 차축에 대한 안티-락 제어에 대한 슬립 임계치들은 바람직하게는, 차량 기준 속도에 비례하는 양의 값 (positive value) 으로 설정된다. 특히 바람직하게는, 이 슬립 임계치들은 차량 기준 속도의 대략 3% 내지 6% 의 값으로 설정된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 뒤 차축 상의 제동력 발생은 전기식 파킹 브레이크 액추에이터들을 이용하여 연속적으로 가변적으로 그리고 그것의 평균 시간에서 유사하게 수행된다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 앞 차축 상의 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들을 갖는 유압식 서비스 브레이크 디바이스, 전기기계식 액추에이터에 의해 각각 작동되는, 뒤 차축 상의 휠 브레이크들을 갖는 파킹 브레이크 디바이스, 및 앞 및 뒤 차축들의 휠들 상의 휠 회전 속도 센서들 및 전자적 제어 및 조정 유닛을 갖는, 자동차용 브레이크 시스템으로서, 본 발명에 따른 방법이 전자적 제어 및 조정 유닛에서 수행는, 상기 자동차용 브레이크 시스템에 관한 것이다.
그것은 바람직하게는, 차량의 운전자에 의해서, 그리고 또한, 차량의 운전자와는 독립적으로, 양방으로, "브레이크-바이-와이어 (brake-by-wire)" 동작 모드에서 작동될 수 있고, 유압식 폴백 모드에서 오직 차량의 운전자에 의해서 동작될 수 있는 브레이크 시스템이다.
브레이크 시스템의 유압식 서비스 브레이크 디바이스는 바람직하게는, 주 브레이크 시스템 (primary brake system) 및 보조 브레이크 시스템 (secondary brake system) 을 포함한다. 특히 바람직하게는, 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 주 브레이크 시스템은 전기적으로 작동되는 제 1 압력 공급 디바이스를 포함하고, 이것으로, 앞 및 뒤 차축들의 유압식으로 동작되는 휠 브레이크들이 작동될 수 있다. 특히 바람직하게는, 유압식 서비스 브레이크 디바이스의 보조 브레이크 시스템은 전기적으로 작동되는 제 2 압력 공급 디바이스를 포함하고, 이것으로, 적어도 앞 차축의 유압식으로 동작되는 휠 브레이크들이 작동될 수 있다.
본 발명의 추가적인 바람직한 실시형태들은 청구항들, 및 도면들을 이용한 이하의 설명에서 나타난다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 브레이크 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 2 는 브레이크 시스템을 동작시키기 위한 예시적인 방법의 일 예 동안 상이한 변수들의 시간 프로파일의 제 1 예를 나타낸다.
도 3 은 브레이크 시스템을 동작시키기 위한 예시적인 방법의 일 예 동안 상이한 변수들의 시간 프로파일의 제 2 예를 나타낸다.
도 1 에서, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 자동차의 브레이크 시스템의 일 예가 고도로 개략적으로 표현된다. 자동차는 좌측 전방 휠 (VL) 및 우측 전방 휠 (VR) 을 갖는 앞 차축 (VA) 및 좌측 후방 휠 (HL) 및 우측 후방 휠 (HR) 을 갖는 뒤 차축 (HA) 을 포함한다. 브레이크 시스템은 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10) 및 전기식 파킹 브레이크 디바이스 (20) 를 포함한다. 각각의 휠 (VR, VL, HR, HL) 에는, 대응하는 휠의 휠 회전 속도 또는 그 휠 회전 속도를 표현하는 다른 변수를 검출하는 휠 회전 속도 센서 (11, 12, 13, 14) 가 제공된다. 휠-특정적 휠 회전 속도 센서들은 안티-락 제어 기능성을 갖는 통상적인 브레이크 시스템들에 존재한다.
서비스 브레이크 디바이스 (10) 는 적어도 앞 차축 (VA) 에 대해 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들을 포함한다. 이 예에 따르면, 유압식으로 작동되는 휠 브레이크 (1) 는 좌측 전방 휠 (VL) 에 대해 제공되고, 유압식으로 작동되는 휠 브레이크 (2) 는 우측 전방 휠 (VR) 에 대해 제공된다. 선택적으로, 유압식으로 작동되는 휠 브레이크 (3) 는 좌측 후방 휠 (HL) 에 대해 제공될 수 있고, 유압식으로 작동되는 휠 브레이크 (4) 는 우측 후방 휠 (HR) 에 대해 제공되고, 이는 점선 연결들에 의해 표시된다. 서비스 브레이크 디바이스 (10) 는 추가로, 유압식 제어 및 조정 유닛 (40) 을 포함하고, 예를 들어, 브레이크 페달-동작되는 마스터 브레이크 실린더, "브레이크-바이-와이어" 동작 모드를 위한 전기적으로 제어되는 압력 소스, "브레이크-바이-와이어" 동작 모드에서 브레이크 페달 느낌을 발생시키기 위해 마스터 브레이크 실린더와 함께 작용하는 시뮬레이션 디바이스, 및 휠 브레이크들 (1-4) 에 대한 휠 브레이크 압력들을 설정하기 위한 전기적으로 작동되는 밸브들, 예컨대, 압력 제어 밸브들을 포함한다.
파킹 브레이크 디바이스 (20) 는 뒤 차축 (HA) 에 대한 전기적으로 작동되는 휠 브레이크들을 포함한다. 예에 따르면, 좌측 후방 휠 (HL) 을 위한 휠 브레이크 (5) 및 우측 후방 휠 (HR) 을 위한 휠 브레이크 (6) 가 제공된다. 전기적으로 작동되는 휠 브레이크들의 각각은 상세하게 나타내지 않은 전기기계식 액추에이터를 포함하고, 그것에 의해 작동된다.
파킹 브레이크 디바이스 (20) 의 휠 브레이크들 (5, 6) 은 또한, 유닛, 예컨대 소위 전기기계식으로 구동되는 콤비네이션 브레이크 캘리퍼에서 서비스 브레이크 디바이스의 뒤 차축의 유압식 휠 브레이크들 (3, 4) 과 결합될 수 있다. 전기식 파킹 브레이크들 (EPBs) 은 특히 파킹 브레이크 기능을 위해 적합한 제동 효과를 생성하기 위해 서비스 브레이크에 대해 작용하는 것으로 공지되어 있다. 전기기계식으로 구동되는 콤비네이션 브레이크 캘리퍼의 경우에, 예를 들어 회전-병진 기어박스 (예를 들어 스핀들 드라이브 또는 볼 스크류 드라이브) 는 주 기어박스 (주로 회전-회전 기어박스) 를 통해 전기 모터에 의해 구동되고, 브레이크 캘리퍼에서의 브레이크 피스톤에 대해 축방향 힘을 가한다. 브레이크 피스톤에 대한 상기 힘으로, 브레이크 캘리퍼의 브레이크 라이닝들은 브레이크 디스크 상으로 가압되고, 이에 의해 클램핑력을 발생시킨다.
또한, 브레이크 시스템은 전자적 제어 및 조정 유닛 (electronic control and regulating unit; 30) 을 포함한다. 상기 유닛은 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10) 및 파킹 브레이크 디바이스 (20) 의 전기적으로 작동되는 컴포넌트들을 작동시키기 위해 사용된다. 예에 따르면, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해, 휠 회전 속도 센서들 (11, 12, 13, 14) 의 신호들은 전자적 제어 및 조정 유닛 (30) 에 공급되고 전자적 제어 및 조정 유닛 (30) 에서 분석된다.
예에 따르면, 자동차가 주행하고 있는 동안, 적어도 앞 차축 (VA) 상의 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10) 에 의한 제동과 시간에서 병렬적으로 뒤 차축 상의 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의해 제동이 수행된다. 이 동안, 후방 휠의 실제 휠 속도 (또는 실제 휠 회전 속도) 및 목표 휠 속도 (또는 목표 휠 회전 속도) 의 차이에 의존하여 각각의 경우에서 뒤 차축 휠 브레이크들 (5, 6) 상의 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의한 제동이 수행되고, 여기서, 후방 휠의 목표 휠 속도는 (예를 들어 휠 회전 속도 센서에 의해 측정되는) 측면으로 연관된 전방 휠의 실제 휠 회전 속도로부터 결정된다.
동적 제동 동안의 전기식 파킹 브레이크들 (EPB) (5, 6) 에 대한 예시적인 동작 방법은 마찬가지로 제동되는 앞 차축 (VA) 과 병행하여 사용하기에 적합하다. 이것은, 예를 들어 유압식으로 제동되는 앞 차축 (VA) 과 병행하여, 뒤 차축 (HA) 의 제동을 구현하기 위한 EPB 들 (5, 6) 의 사용을 가능하게 한다.
마찬가지로, 전기식 파킹 브레이크들 (5, 6) 에 대한 예시적인 동작 방법은 양 축들 (VA, HA) (앞 및 뒤 축들) 에 대해 작용하는 유압식 제동을 보조하기 위해 적합하다. 이것은 예를 들어, 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10) 에 의한 증배되지 않은, 운전자-동작되는 제동을 보조하기 위해서, 그리고 그에 의해 운전자의 동일한 작동 노력에 대해 총 제동 효과를 증가시키기 위해 사용된다.
유압식으로 제동되는 앞 차축과 병렬적인 뒤 차축의 제동을 구현하기 위해, 예에 따른 동작 방법은 EPB 액추에이터들의 적합한 작동 및 휠 회전 속도 정보의 적합한 분석과 함께 작용한다. 이것은 유리하게는, 뒤 차축 제동력의 발생이 전기식 파킹 브레이크 액추에이터들을 이용하여 그것의 시간 평균에서 유사하고 연속적으로 가변적인 뒤 차축 제동력의 발생을 가능하게 한다.
본 방법은 공지의 전기식 파킹 브레이크들로 수행될 수 있는 이점을 제공한다. 공지의 전기기계식 EPB 액추에이터들은 보통, 상기 액추에이터들이 설계되는 상태에서 전기식 파킹 브레이크로서의 동작을 위해 적당하기 때문에, 예를 들어 힘, 변위 또는 각도 센서들과 같은 센서 배열을 가지지 않는다. 주행 중에 전기식 파킹 브레이크 액추에이터들의 사용을 위해, 제어 신호 당 제동 효과가 (연속적으로라는 의미에서) 유사하게 그리고 재생가능하게 조정되는 경우에, 현재의 제동력 또는 클램핑력의 검출이 필요할 것이다. 비용상의 이유들로 인해, 이것은 하지만 구현되지 않는다. 주행 중에 동적 제동을 위한 EPB 액추에이터들의 사용을 가능하게 하기 위해, 차량에서 이미 통상적으로 이용가능한 휠 회전 속도 정보가 사용된다.
적어도 앞 차축 (VA) 상의 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들 (1, 2) 을 갖는 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10), 및 전기기계식 액추에이터에 의해 각각 작동되는, 뒤 차축 (HA) 상의 휠 브레이크들 (5, 6) 을 갖는 파킹 브레이크 디바이스 (20) 를 갖는, 브레이크 시스템을 동작시키는 예시적인 방법은 다음과 같이 수행된다:
앞 차축 (VA) 이 유압식으로 제동되는 경우에, 앞 차축 (VA) 상의 대응하는 휠 슬립이 존재한다. 안티-락 제어가 존재하지 않는 한, 휠 슬립은 하지만 여전히 안정적인 휠 슬립 범위 내에 있다. 예에 따르면, 후방 휠들 (HL, HR) 의 휠 속도들은, EPB 액추에이터들 (5, 6) 에 의한 제동을 이용하여, 측정된 실제 전방 휠 회전 속도들로부터 계산되는 목표 휠 회전 속도들로 제어된다. 이 목적을 위해, 휠 회전 속도 정보가 측면-특정적으로 관찰된다. 즉, 좌측 후방 휠 (HL) 의 제동 효과를 제어하기 위해서, 그것의 휠 회전 속도 정보는 좌측 전방 휠 (VL) 의 휠 회전 속도 정보와 관련하여 제어된다. 이것은 또한 우측 상에서 대응하여 수행된다.
목표 후방 휠 회전 속도에 대한 기초는 차량의 동일 측면 상의 전방 휠의 휠 회전 속도이다. 목표 슬립 값이 상기 기초 휠 회전 속도로부터 차감된다. 후방 휠에 대한 목표 슬립 값으로서, 미리선택된 비례성 팩터로 스케일링되는 동일 측면 상의 전방 휠의 실제 슬립 값이 사용될 수 있다. 실제 슬립 값은 ABS 제어 알고리즘의 휠 슬립 추정의 결과일 수 있다. 실제 및 목표 슬립 값들의 차이가 상위 임계치 값을 초과하거나 하위 임계치 값 미만인 경우에, 상쇄하는 개입이 수행된다 - EPB 들의 경우에 액추에이터 에너자이제이션의 역.
목표 후방 휠 회전 속도는 따라서 (동일 측면 상의) 실제 전방 휠 회전 속도 마이너스 목표 슬립과 동일하다.
임계치들은 바람직하게는 +0.5 km/h 와 -0.5 km/h 에 대응한다.
도 2 에서, 브레이크 시스템을 동작시키기 위한 방법의 일 예 동안 상이한 변수들의 시간 프로파일의 제 1 예가 도시된다. 도 2 는 안티-락 제어까지의 제동을 나타낸다.
도 3 에서, 브레이크 시스템을 동작시키기 위한 방법의 일 예 동안 상이한 변수들의 시간 프로파일의 제 2 예가 도시된다. 도 3 은 목표 압력 또는 제동 요구의 슬로우 업 및 다운 변조 (slow up and down modulation) 의 경우의 제동을 나타낸다.
도 2 및 도 3 에서, 다음과 같은 변수들이 초 (sec) 단위의 시간 t 의 함수들로서 도시된다: 바 (bar) 단위의 좌측 전방 휠 (VL) 의 목표 휠 압력 (라인 101, 도면에서 라인 102 아래에 있음), 바 단위의 우측 전방 휠 (VR) 의 휠 압력 (라인 102), 바 단위의 좌측 전방 휠 (VL) 의 휠 압력 (라인 108), 바 단위의 우측 전방 휠 (VR) 의 휠 압력 (라인 109), km/h 단위의 좌측 전방 휠 (VL) 의 휠 속도 (라인 103), km/h 단위의 좌측 후방 휠 (HL) 의 휠 속도 (라인 104), km/h 단위의 우측 전방 휠 (VR) 의 휠 속도 (라인 110), km/h 단위의 우측 후방 휠 (HR) 의 휠 속도 (라인 111), km/h 단위의 좌측 후방 휠 (HL) 의 슬립 (라인 105), km/h 단위의 우측 후방 휠 (HR) 의 슬립 (라인 112), km/h 단위의 상위 슬립 임계치 (라인 106), km/h 단위의 하위 슬립 임계치 (라인 113), μm 단위의 좌측 후방 휠 (HL) 의 EPB 액추에이터 (5) 의 (동작의) 조임 및 클램핑 이동에 대응하는 신호 (라인 107), μm 단위의 우측 후방 휠 (HR) 의 EPB 액추에이터 (6) 의 (동작의) 조임 및 클램핑 이동에 대응하는 신호 (라인 107).
도 2 로부터 볼 수 있는 바와 같이, 후방 휠 속도들 (104, 111) 은, 일단 EPB 액추에이터들 (5, 6) 이 에어 갭을 극복하고 클램핑력이 구축되고 나면, 예시적인 방법에 의해 대응하는 전방 휠 속도들 (103, 110) 로 감소된다 (대략 t = 2.7 sec 내지 대략 t = 3.5 sec). 약 t = 3.5 sec 에서부터 약 t = 4.2 sec 까지, 후방 휠 속도들 (104, 111) 은 전방 휠 속도들 (103, 110) 과 대략 동일하게 달린다.
예에 따르면, 후방 휠 속도들은 +0.5 km/h 의 상위 임계치 (106) 및 -0.5 km/h 의 하위 임계치 (113) 를 이용하여 전방 휠 속도들 (103, 110) 과 함께 변화된다.
앞 차축 (VA) 의 제동의 경우에, 전방 휠들 (VL, VR) 은 지면 위에서 차량의 실제 속도에 비해 유압식 전방 휠 브레이크들 (1, 2) 의 인가되는 클램핑력에 따라 슬립에 진입한다. 전방 및 후방 휠들 (특히 차량의 측면 당 전방 및 후방 휠들) 의 휠 회전 속도 정보의 분석에 의한 후방 휠 속도들 (104, 111) 의 제어의 예는 후방 휠들에서 전방 휠들과 동등하게 슬립으로 진행하는 소망하는 바와 같은 결과를 초래하고 (또는 각각의 후방 휠은 측면-특정적으로 대응하는 전방 휠과 동등하게 슬립으로 진행한다), 따라서 후방 휠들 (HL, HR) 상에 제동 효과가 존재하고, 이들의 전방 휠들 (VL, VR) 의 제동 효과에 대한 관계는 이상적 제동력 분포에 대응한다.
(대략 t = 4.4 sec 에서) 안티-락 제어가 발생하기 전에, 전방 및 후방 휠들은 안정적인 휠 슬립 범위에 있다.
안정적인 휠 슬립 범위를 초과하는 결과를 초래하는 (예를 들어 운전자에 의한) 제동 요구 때문에 (특히 앞 차축 (VA) 에 대해) 안티-락 제어가 일단 필요하면, 예에 따라, 동작 방법을 위한 슬립 임계치 및/또는 휠 회전 속도 분석이 변경된다. 슬립 임계치 및/또는 휠 회전 속도 분석은 바람직하게는, 뒤 차축 자체가 또한 앞 차축 (VA) 의 안티-락 제어 동안 안정적이고 높은 제동 효과를 생성하도록 변경된다.
이 경우에, 휠 회전 속도 분석은 유리하게는, 모든 4 개의 휠들 (103, 104, 110, 111) 에 대한 휠 속도 정보에 기초하여 계산되는 차량 기준 속도를 검사한다. 이것은 안티-락 제어 동안 유리하고, 그 이유는, 이 경우에, 전방 휠들 (VL, VR) 은 항상 불안정한 휠 슬립 범위로 리턴하고 따라서 상기 휠 속도들 (103, 110) 은 강하게 변동하거나 휠 브레이크 클램핑력 변조에 따라 슬립으로 더 깊이 주기적으로 진행하기 때문이다.
더욱이, 안티-락 제어 동안, 예에 따르면, 후방 휠들에 대한 슬립 임계치 (106, 113) 는 안정적인 휠 슬립 범위에서 제동의 상태와 비교하여 변화한다. 슬립 임계치들은 이 경우에 양자 모두 차량 기준 속도에 비례하는 양의 값으로 설정된다. 상기 임계치들은 그러면 바람직하게는 계산된 차량 기준 속도의 대략 3-6% 이다. 안티-락 제어 동안의 슬립 임계치들의 변경은 유리하게는, 뒤 자축 그 자체가 또한 앞 차축의 안티-락 제어 동안 휠 슬립 안정성의 한계에 가까운 안정적이고 높은 제동 효과를 생성하는 결과를 초래한다.
도 3 으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 후방 휠 속도들 (104, 111) 은, 일단 EPB 액추에이터들이 대략적으로 t = 3.8 sec 에서 에어 갭을 극복하고 클램핑력이 구축되고 나면, 예시적인 방법에 의해 대응하는 전방 휠 속도들 (103, 110) 로 감소된다.
예에 따르면, 후방 휠 속도들은 +0.5 km/h 및 -0.5 km/h 의 임계치들 (106, 113) 을 이용하여 전방 휠 속도들과 함께 변화된다.
대략적으로 t = 4 sec 와 t = 6 sec 사이에서, 후방 휠들 상의 휠 브레이크들 (5, 6) 이 어떻게, 예시적인 동작 방법에 의해 (목표 휠 압력들 (101, 102) 에 의해 반영되는) 요구에 따라 그리고 제동 요구에 대응하여 (전방 휠들에 비례하여) 클램핑력 또는 제동력을 제어하는지를 도 3 으로부터 알 수 있다. 이것은, 전방 휠들 (103, 110) 의 휠 속도들에 대해 비교되는 후방 휠들 (104, 111) 의 휠 속도들로부터 쉽게 알 수 있다. 후방 휠들의 EPB 액추에이터들 (5, 6) 의 클램핑 이동들의 신호들 (107, 114) 은 EPB 액추에이터들이 어떻게 원하는 제동력을 설정하기 위해 조이고 클램핑하는지를 보여준다.
본 발명에 따른 동작 방법은 바람직하게는, 양 차량 차축들이 이미 유압식으로 제동되고 있는 경우에 대해서도 또한 사용된다. 따라서, 예를 들어, 증배되지 않은 유압식 운전자-동작된 제동이 증배될 수 있고, 이에 의해 총 제동 효과는 운전자에 의한 동일한 작동 노력에 대해 증가될 수 있다.
동적 제동 동안 전기식 파킹 브레이크들에 대한 예시적인 동작 방법과 함께, 주행 동안 유압식 제동과 병행한 사용 또는 증배가 가능하다. 이 경우에, 차량 안정성은 유리하게는, 휠 회전 속도 정보에 기초하여 전기식 파킹 브레이크 액추에이터들의 적합한 제어에 의해 유지된다.
상기 자세히 설명된 전방 및 후방 휠들의 휠 회전 속도 정보의 분석에 의한 후방 휠 속도들의 예시적인 제어는 유리하게는, 후방 휠들에서 전방 휠들과 동등하게 슬립으로 진행하는 결과를 초래한다. 따라서, 후방 휠들의 슬립은 유리하게는 전방 휠들의 슬립과 비례하여 발생한다.

Claims (12)

  1. 자동차의 적어도 하나의 앞차축 (VA) 상의 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들 (1, 2, 3, 4) 을 갖는 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10), 상기 자동차의 뒤차축 (HA) 상의 전기기계식 액추에이터에 의해 각각 작동되는 휠 브레이크들 (5, 6) 을 갖는 파킹 브레이크 디바이스 (20), 및 상기 앞차축 및 상기 뒤차축의 휠들 (VR, VL, HR, HL) 상의 휠 회전 속도 센서들 (11, 12, 13, 14) 을 갖는, 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 자동차가 주행하고 있는 동안 상기 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10) 에 의한 제동 동안 상기 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의한 제동이 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의한 제동은, 상기 앞차축 및 상기 뒤차축의 동일 측면 상의 상기 휠들 (VR, HR, HL, VL) 의 휠 회전 속도 정보의 분석 또는 비교에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 뒤차축의 휠들의 적어도 하나의, 특히 각각의, 슬립이 상기 앞차축의 측면으로 연관된 휠의 슬립에 대해 본질적으로 비례하여 조정되도록 상기 파킹 브레이크 디바이스가 작동되거나 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뒤차축의 휠들 중 하나의, 특히 각각의, 휠 속도가 상기 앞차축의 측면으로 연관된 휠의 휠 속도와 함께 변화되도록 상기 파킹 브레이크 디바이스가 작동되거나 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뒤차축의 휠들 중 하나의, 특히 각각의, 휠 속도가 미리결정된 속도 범위 내에서 상기 앞차축의 측면으로 연관된 휠의 휠 속도와 함께 변화되도록 상기 파킹 브레이크 디바이스가 작동되거나 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미리결정된 속도 범위는 상기 측면으로 연관된 휠의 상기 휠 속도 주위에 미리결정된 확산을 가지면서 놓이는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뒤차축의 휠들 중 하나, 특히 각각에 대한 목표 휠 속도는, 상기 앞차축의 측면으로 연관된 휠의 측정된 휠 속도 마이너스 목표 슬립 값과 동일하게 미리결정되고, 특히 조정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 목표 슬립 값은 동일 측면 상의 전방 휠의 실제 슬립 값 곱하기 미리결정된 스케일링 팩터와 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 앞차축 (VA) 에 대해 안티-락 제어가 존재하지 않는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뒤차축 (HA) 의 휠들 중 하나의, 특히 각각의, 제동은, 특히 배타적으로 상기 앞차축에 대한 안티-락 제어가 존재하는 경우에, 상기 앞차축 및 상기 뒤차축의 모든 휠들의 휠 회전 속도 정보로부터 결정되는 차량 기준 속도 (REF) 를 이용하여 상기 파킹 브레이크 디바이스 (20) 에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 앞차축에 대한 안티-락 제어의 경우에, 상기 뒤차축에 대한 안티-락 제어에 대한 슬립 임계치들은, 상기 차량 기준 속도 (REF) 에 비례하는 양의 값으로, 특히 상기 차량 기준 속도의 대략 3% 내지 6% 의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 동작시키는 방법.
  12. 적어도 하나의 앞차축 (VA) 상의 유압식으로 작동되는 휠 브레이크들 (1, 2, 3, 4) 을 갖는 유압식 서비스 브레이크 디바이스 (10), 전기기계식 액추에이터에 의해 각각 작동되는, 뒤차축 (HA) 상의 휠 브레이크들 (5, 6) 을 갖는 파킹 브레이크 디바이스 (20), 및 상기 앞차축 및 상기 뒤차축의 휠들 (VR, VL, HR, HL) 상의 휠 회전 속도 센서들 (11, 12, 13, 14) 및 전자적 제어 및 조정 유닛 (30) 을 갖는, 자동차용 브레이크 시스템으로서,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 방법이 상기 전자적 제어 및 조정 유닛에서 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 시스템.
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