KR20180039690A - 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법 Download PDF

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마티아스 니펠트
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토르슈텐 비켄회퍼
랄프 리하르트 레피올
클라우스 베르거
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

자동차용의 전기 유압식 브레이크 시스템 (1) 으로서, 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 을 가동시키기 위해, 브레이크 페달 (1a) 에 의해 가동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더 (2), 전자적으로 활성화될 수 있는 압력 발생 디바이스 (5), 전자적으로 활성화될 수 있는 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50), 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 을 포함하고, 노멀 작동 모드에서, 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 운전자에 의한 상기 브레이크 페달 (1a) 의 가동에 기초하여 제동 요구를 검출하고, 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 제동 토크를 빌드업하도록 상기 압력 발생 디바이스 (5) 를 활성화시키고, 상기 압력 발생 디바이스 (5) 가 활성화되지 않거나 또는 활성화될 수 없다면, 상기 운전자는 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 직접 엑세스하고 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 제동 토크를 빌드업하도록 상기 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 를 활성화시키고, 폴백 레벨에서, 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 상기 브레이크 페달 트레블을 모니터링하고, 사전 결정된 페달 트레블 임계값 (120) 이 도달될 때에, 제동 토크를 빌드업하도록 상기 부가적인 브레이크 액츄에이터를 활성화시키고, 상기 운전자에 의해 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 상기 페달 트레블 임계값 (120) 은 적어도 한번 증가된다.

Description

브레이크 시스템 및 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법{BRAKE SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM}
본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 전기 유압식 브레이크 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 전기 유압식 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
자동차 엔지니어링에서, "브레이크-바이-와이어" 브레이크 장치들은 항상 보다 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 종류의 브레이크 장치들은 종종 차량 운전자에 의해 가동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더 뿐만 아니라 전기적으로 활성화 가능한 압력 발생 디바이스 (활성화 가능한 "바이-와이어") 를 갖고, 휠 브레이크들이 그 가동에 의해 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드로 행해진다.
이들 현대 브레이크 시스템들에서, 특히 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드를 갖는 전기 유압식 브레이크 시스템들에서, 운전자는 브레이크들에 직접 엑세스하지 못한다. 페달이 가동될 때에 페달 디커플링 유닛 및 시뮬레이터가 일반적으로 가동되고, 운전자의 제동 요구는 센서 시스템에 의해 검출된다. 페달 시뮬레이터는 가능한 익숙하고 편안하게 운전자에게 브레이크 페달 느낌을 부여하는 데 사용된다. 검출된 제동 요구는 설정지점 제동 토크의 판별로 이어지고 그로부터 브레이크들에 대한 설정지점 브레이크 압력이 그후 판별된다. 브레이크 압력은 그후 압력 발생 디바이스에 의해 브레이크들에서 능동적으로 빌드업된다.
"바이-와이어" 작동 모드에서, 실제 제동은 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛에 의해 활성화된 압력 발생 디바이스의 지원으로 브레이크 회로들에서 능동적인 압력 빌드업에 의해 달성된다. 압력 빌드업으로부터 브레이크 페달 가동의 유압식 디커플링으로 인해, ABS, ESC, TCS, 경사 시동 지원 (slope starting assistance) 등과 같은 많은 수의 기능들은 이러한 종류의 브레이크 시스템들에서 운전자를 위해 편리한 방식으로 실행될 수 있다.
이러한 종류의 브레이크 시스템들에서, 유압식 폴백 (fallback) 레벨이 일반적으로 제공되고, 그에 의해 운전자는 "바이-와이어" 작동 모드가 고장나거나 방해받는다면 브레이크 페달을 가동함으로써 근력에 의해 차량을 제동하거나 멈출 수 있다. 반면에, 노멀 모드에서, 예를 들면 페달 디커플링 유닛에 의해, 브레이크 페달 가동과 브레이크 압력 빌드업 사이에 상기 설명된 유압식 디커플링이 존재하고, 이러한 디커플링은 폴백 레벨에서 캔슬되고, 따라서 운전자가 브레이크 회로들 내로 직접 브레이크 유체를 이동시키는 것을 가능하게 한다. 예를 들면 압력 발생 디바이스의 도움으로 압력을 빌드업하는 것이 더이상 불가능할 때에 폴백 레벨로의 전이가 행해진다. 이는 그중에서도 압력 발생 유닛의 활성화를 위한 관련된 센서 시스템이 고장나거나 또는 예를 들면 브레이크 압력 또는 피스톤 트레블이 센서 시스템에 의해 더이상 신뢰성있게 검출되지 않는 경우다.
상기 설명된 브레이크 시스템들에서 압력 발생 디바이스는 또한 액츄에이터 또는 유압식 액츄에이터로서 칭해진다. 특히, 액츄에이터들은 피스톤이 압력을 빌드업하도록 유압식 압력 챔버 내로 축방향으로 이동되는 선형 액츄에이터들 또는 선형 유닛들로서 설계된다.
통상적인 브레이크 시스템들은 주로 진공 브레이크 부스터, 유압식 탠덤 브레이크 마스터 실린더 및 드라이빙 다이나믹스와 연결된 제어 기능들을 위해 하류에서 전자적으로 제어되는 모듈레이터 유닛을 갖는 가동 유닛을 포함한다. 중앙의 전자적 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (ECU) 는 다양한 센서 신호들 및 명령들을 프로세싱하고, 이는 다른 ECU들로부터 또는 차량에 설치된 센서들로부터 나올 수 있다.
상승된 기능 레벨에서, 가동 유닛은 또한 예를 들면 액티브 부스터의 경우에 운전자 없이 제동을 시작할 수 있다. 브레이크 부스터는 전기 유압식 또는 전기 기계적 설계를 가질 수 있다. 현재 브레이크 시스템들은 본질적으로 압력 발생 및 제어 기능들을 위해 별개의 모듈들로 이루어진다. 이들은 차량에서 하나 이상의 하우징들에 수용될 수 있다.
DE 600 30 271 T2 는 전기 제동 모드가 고장이라면 바이-와이어 브레이크 장치의 유압식 폴백 레벨에서 제동 작동 중에 부가적인 제동 토크를 빌드업하도록 주차 브레이크를 활성화시키는 실시를 개시한다.
여기서 단점은 주차 브레이크가 그러한 사용을 위해 설계되지 않고 따라서 오버로딩되거나 또는 손상받을 수 있는 점이다.
따라서 본 발명의 근본적인 목적은 운전자가 폴백 레벨에 익숙해지는 데 지원하지만, 동시에, 주차 브레이크가 보호되는 방식으로 이러한 종류의 브레이크 시스템을 개선하는 것이다. 추가로, 본 발명은 브레이크 시스템 또는 브레이크 장치를 작동시키는 방법을 제공하는 것이다.
브레이크 시스템과 관련하여, 본 발명에 따르면, 이러한 목적은, 폴백 레벨에서, 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛이 브레이크 페달 트레블을 모니터링하고 사전 결정된 페달 트레블 임계값이 도달될 때에, 제동 토크를 빌드업하도록 부가적인 브레이크 액츄에이터를 활성화시키고, 운전자에 의해 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 페달 트레블 임계값이 적어도 한번 증가된다는 점에서 달성된다.
본 발명의 유리한 구성들은 종속항의 주제물이다.
본 발명은 부가적인 브레이크 액츄에이터, 특히 주차 브레이크의 사용이 유압식 폴백 레벨에서 유리하다는 고려로부터 시작된다. 폴백 레벨에서, 운전자는 근력에 의해 브레이크 압력을 빌드업하고 보다 긴 브레이크 페달 트레블들을 받아들여야 한다. 부가적인 브레이크 액츄에이터, 유리하게 주차 브레이크의 활성화를 통해, 부가적인 제동 토크가 자동차에 대해 빌드업되고, 따라서 운전자는 변화된 제동 특징으로 인해 차량을 제동하는 것이 불가능하거나 또는 브레이크 시스템이 완전히 고장났다는 잘못된 인상을 갖지 않는다. 뿐만 아니라, 차량은 또한 부가적인 제동 토크 구성 요소에 의해 보다 강력하게 제동된다.
그러나, 부가적인 브레이크 액츄에이터는 특히 주차 브레이크로서 설계된다면 보호되어야 하는 데, 왜냐하면 그것은 서비스 제동 작동들을 위해 설계된 것이 아니고 너무 강렬하게 사용된다면 손상될 수 있고 작동을 완전히 또는 부분적으로 중단할 수 있기 때문이다.
현재 인식되는 바와 같이, 연속적인 브레이크 페달 가동들에서 부가적인 브레이크 액츄에이터의 활성화가 보다 긴 브레이크 페달 트레블들에 대해 연속적으로 시프트 (shift) 된다면, 운전자에 지원을 달성하면서 동시에 부가적인 브레이크 액츄에이터를 보호하는 것이 가능하다. 그 결과로서, 운전자는 초기에 차량을 제동하는 것이 여전히 가능하다고 알게된다. 브레이크 페달 트레블들의 항상 증가하는 길이로 인해, 운전자는 추가로 항상 보다 긴 브레이크 페달 트레블들을 적용 (cover) 해야 하는 것이 필수적이고 따라서 폴백 레벨의 새로운 상황에 익숙하게 되는 것을 학습한다.
브레이크 마스터 실린더 또는 압력 발생 디바이스에 의해 가동될 수 있는 휠 브레이크들은 바람직하게 서비스 브레이크의 일부이다. 압력 발생 디바이스가 활성화되지 않거나 또는 활성화될 수 없다면, 운전자는 유압식 폴백 레벨에서 브레이크 마스터 실린더를 통해 휠 브레이크에 직접 엑세스한다.
연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 페달 트레블 임계값은 유리하게 항상 보다 긴 브레이크 페달 트레블들에 대해 시프트된다. 운전자는 따라서 부가적인 제동 토크가 부가적인 브레이크 액츄에이터에 의해 적용되기 전에 항상 추가로 브레이크 페달을 밟아야 한다. 이로부터, 운전자는 부가적인 제동 효과가 점점 더 늦게 발생하고 몇몇 지점에서, 아마도 전혀 발생하지 않는다는 것을 학습한다.
연속적인 증가된 브레이크 페달 트레블들은 바람직하게 실질적으로 동등한 페달 트레블 간격들을 갖는다. 이러한 규칙성 및 따라서 예상 가능성은 운전자에게 새로운 제동 거동을 학습하는 데 신뢰성 및 확실성을 부여한다.
사전 결정된 적용 가능한 최대 수의 연속적인 활성화들 후에, 부가적인 브레이크 액츄에이터는 바람직하게 더이상 활성화되지 않는다. 그 동안, 운전자는 그들이 단지 과도기적으로 지원을 받고 브레이크 페달의 강렬한 가동 및 긴 브레이크 페달 트레블들에 익숙하게 되도록 학습한다. 부가적인 브레이크 액츄에이터는 그후 오버로딩 또는 손상을 모면하고 그로부터 보호받는다. 연속적인 활성화들의 수는 바람직하게 30 내지 50 이다.
부가적인 액츄에이터에 의해 발생된 제동 토크의 강도는 실질적으로 동등하다. 즉 부가적인 브레이크 액츄에이터에 의해 빌드업되는 제동 토크는 각각의 활성화에서 실질적으로 동일하다.
부가적인 브레이크 액츄에이터는 바람직하게 주차 브레이크로서 설계된다. 이러한 경우에, 주차 브레이크는 이중 기능을 수행한다: 한편으로, 그것은 차량이 차량을 유지하거나 정차하도록 주차될 때에 활성화된다. 다른 한편으로, 그것은 폴백 레벨에서 제동 지원으로서 역할을 하고 차량이 변하는 제동 특징에도 불구하고 여전히 제동될 수 있다는 것을 운전자에게 보여준다.
노멀 모드의 작동에서, 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛은 운전자의 브레이크 페달의 가동에 기초하여 제동 요구를 검출하고 서비스 브레이크의 휠 브레이크들에서 제동 토크를 빌드업 하도록 압력 발생 디바이스를 활성화시키는 것이 바람직하고, 압력 발생 디바이스가 활성화되지 않거나 또는 활성화될 수 없다면, 운전자는 휠 브레이크들에 직접 엑세스하고 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛은 유압식 폴백 레벨에서 제동 토크를 빌드업하도록 주차 브레이크의 부가적인 브레이크 액츄에이터를 활성화한다.
주차 브레이크는 전기 기계적 설계를 갖는 경우가 유리하다. 이러한 경우에, 상이한 설계들의 전기 기계적 주차 브레이크, 예를 들면 브레이크 케이블 어셈블리, 듀오-서보 액츄에이터들, 통합된 브레이크 캘리퍼 액츄에이터들, 순수 주차 브레이크 캘리퍼들이 사용될 수 있다. 여기서, 브레이크의 타입, 예를 들면 디스크 또는 드럼 브레이크, 또는 작용의 원리, 예를 들면 단일방향 (simplex), 듀오-서보 또는 조합형 브레이크 캘리퍼는 관계없다.
많은 다른 시스템들, 예를 들면 와전류 브레이크들, 유체역학 브레이크들, 리타더들 (retarders), 전기 모터의 작용이 운전자의 제동 요구를 지원하는 데 적절하다면, 전자적으로 활성화 가능한 부가적인 브레이크 액츄에이터로서 사용될 수 있다.
전자적으로 활성화 가능한 주차 브레이크는 바람직하게 후방 액슬에 배열되고 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다. 예로써, 이는 핸드브레이크 레버와 유사한 방식으로 양쪽 주차 브레이크 캘리퍼들에 작용하는 단일한-케이블 브레이크 케이블 어셈블리에 의해 구현될 수 있다.
방법과 관련하여, 본 발명에 따르면 상기 언급된 목적은 폴백 레벨에서, 브레이크 페달 트레블이 모니터링되고, 사전 결정된 페달 트레블 임계값이 도달될 때에, 부가적인 브레이크 액츄에이터가 제동 토크를 빌드업하도록 활성화되고, 운전자에 의한 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 페달 트레블 임계값이 적어도 한번 증가된다는 점에서 달성된다.
특히 한편으로 브레이크 페달 트레블에 종속된 부가적인 액츄에이터의 활성화 지점의 변경은 차량이 폴백 레벨에서에서 여전히 제동될 수 있다고 운전자에게 보여주고, 다른 한편으로, 또한 필수적인 브레이크 페달 트레블들이 변하고 보다 긴 브레이크 페달 트레블들이 적용되어야 한다는 것을 보여준다는 점에서 본 발명의 이점들이 존재한다. 특히 부가적인 브레이크 액츄에이터의 활성화가 연속적인 브레이크 페달 가동들에서 항상 보다 긴 브레이크 페달 트레블들에 대해 시프트된다면, 운전자는 항상-증가하는 브레이크 페달 트레블들이 동일한 규모의 제동 토크에 대해 필수적이게 된다는 것을 학습한다. 필수적인 브레이크 페달 트레블에서 균일한 증가는 운전자에게 브레이크 장치가 예측 가능하고 기능적이라는 느낌을 주어서, 상기 운전자가 폴백 레벨에서 새로운 상황에 최적 방식으로 조정하는 것을 허용한다. 주차 브레이크가 부가적인 액츄에이터로서 사용된다면, 또 다른 액츄에이터를 추가로 사용할 필요가 없다.
본 발명의 예시적인 실시형태는 도면을 기초로 보다 상세하게 논의될 것이다. 도면에서, 매우 개략적 예시로 도시된다:
도 1 은 바람직한 실시형태에서 전기 유압식 브레이크 시스템의 유압식 회로 도표를 도시하고;
도 2 는 다양한 제동 시나리오들로 확장된 페달력의 함수로서 예로써 주어진 제동 토크의 도표를 도시하고;
도 3 은 다양한 제동 시나리오들로 적용된 브레이크 페달 트레블의 함수로서 제동 토크의 예로써 주어진 도표를 도시하고;
도 4 는 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에 다양한 제동 시나리오들로 적용된 브레이크 페달 트레블의 함수로서 제동 토크의 예로써 주어진 도표를 도시한다.
모든 도면들에서, 동일한 부분은 동일한 도면 부호로서 나타낸다.
도 1 은 본 발명에 따른 전기 유압식 브레이크 시스템 (1) 또는 브레이크 장치의 바람직한 예시적인 실시형태를 도시한다. 브레이크 시스템 (1) 은 가동 또는 브레이크 페달 (1a) 에 의해 가동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더 (2), 브레이크 마스터 실린더 (2) 와 상호 작용하는 시뮬레이션 디바이스 (3), 브레이크 마스터 실린더 (2) 와 연관된 대기압 하에서의 압력 매체 리저버 (4), 전기적으로 제어 가능한 압력 발생 디바이스 (5) 로서, 유압식 압력 챔버 (37) 를 갖는 실린더-피스톤 어셈블리에 의해 형성되고, 유압식 압력 챔버의 피스톤 (36) 은 모터 (35) 및 회전/병진 메카니즘을 포함하는 전기 기계적 액츄에이터에 의해 이동될 수 있는, 상기 전기적으로 제어 가능한 압력 발생 디바이스 (5), 휠-특정 브레이크 압력들을 세팅하기 위한 전기적으로 제어 가능한 압력 모듈레이션 디바이스 및 전자적 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 을 포함한다.
예로써, 압력 모듈레이션 디바이스 (특별히 도시되지 않음) 는 자동차 (도시 생략) 의 각각의 유압식으로 가동 가능한 휠 브레이크 (8, 9, 10, 11) 를 위해, 중앙의 포트들에 의해 쌍들로 유압식으로 상호 연결되고 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 연결되는 유입 밸브 (6a-6d) 및 출구 밸브 (7a-7d) 를 포함한다. 유입 밸브들 (6a-6d) 의 유입 포트들은 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서, 압력 발생 디바이스 (5) 의 압력 챔버 (37) 에 연결되는 시스템 압력 라인 (38) 에 존재하는 시스템 압력으로부터 유도된 압력들을 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 에 의해 공급한다.
브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 의 방향으로 개방된 체크 밸브 (50a-50d) 는 유입 밸브들 (6a-6d) 의 각각과 평행하게 연결된다. 폴백 작동 모드에서, 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 은 브레이크 마스터 실린더 (2) 의 압력 챔버들 (17, 18) 의 압력들을 유압식 라인들 (22a, 22b) 을 통해 공급한다. 출구 밸브들 (7a-7d) 의 출구 포트들은 리턴 라인 (14b) 에 의해 압력 매체 리저버 (4) 에 연결된다.
브레이크 마스터 실린더 (2) 는 유압식 압력 챔버들 (17, 18) 을 경계짓는 일련으로 배열된 두개의 피스톤들 (15, 16) 을 갖는다. 한편으로, 압력 챔버들 (17, 18) 은 피스톤들 (15, 16) 및 상응하는 압력 보상 라인들 (41a, 41b) 에 형성된 방사상 구멍들에 의해 압력 매체 리저버 (4) 에 연결되고, 연결들은 피스톤들 (17, 18) 의 상대적인 이동을 차단할 수 있다. 다른 한편으로, 압력 챔버들 (17, 18) 은 유압식 라인들 (22a, 22b) 에 의해 상기 언급된 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 에 연결된다.
일반적으로 개방된 밸브 (28) 는 압력 보상 라인 (41a) 에 의해 수용된다. 압력 챔버들 (17, 18) 은 브레이크 마스터 실린더 (2) 가 가동되지 않을 때에 최초 위치에 피스톤들 (15, 16) 을 위치시키는 리턴 스프링들 (특별히 도시되지 않음) 을 수용한다. 피스톤 로드 (24) 는 제 1 브레이크 마스터 실린더 피스톤 (15) 의 병진 이동과 페달 가동으로 기인한 브레이크 페달 (1a) 의 피봇팅 이동을 커플링하고, 그 가동 경로는 바람직하게 리던던트 (redundant) 설계를 갖는 변위 센서 (25) 에 의해 검출된다. 그 결과로서, 상응하는 피스톤 변위 신호는 브레이크 페달 가동 각도의 척도 (measure) 이다. 그것은 차량 운전자의 제동 요구를 나타낸다.
압력 챔버들 (17, 18) 에 연결되는 라인 섹션들 (22a, 22b) 의 각각에는 전기적으로 가동 가능한, 바람직하게 일반적으로 개방된, 2/2-웨이 밸브로서 설계된 각각의 블록 밸브 (23a, 23b) 가 배열된다. 블록 밸브들 (23a, 23b) 에 의해, 브레이크 회로 공급 라인들 (13a, 13b) 과 브레이크 마스터 실린더의 압력 챔버들 (17, 18) 사이의 유압식 연결은 차단될 수 있다. 라인 섹션 (22b) 에 연결된 리던던트 설계의 압력 센서 (20) 는 제 2 피스톤 (16) 의 이동에 의해 압력 챔버 (18) 에서 압력 빌드업을 검출한다.
시뮬레이션 디바이스 (3) 는 브레이크 마스터 실린더 (2) 에 유압식으로 커플링될 수 있고 예로써, 본질적으로 시뮬레이터 챔버 (29), 시뮬레이터 스프링 챔버 (30) 및 두개의 챔버들 (29, 30) 을 분리하는 시뮬레이터 피스톤 (31) 을 포함한다. 시뮬레이터 피스톤 (31) 은 시뮬레이터 스프링 챔버 (30) 에 배열되고 유리하게 사전 로딩되는 탄성 요소 (예를 들면 스프링) 에 의해 하우징 (21) 에서 지지된다. 시뮬레이터 챔버 (29) 는 전기적으로 가동 가능한 시뮬레이터 밸브 (32) 에 의해 브레이크 마스터 실린더 (2) 의 제 1 압력 챔버 (17) 에 연결될 수 있다. 페달력이 입력되고 시뮬레이터 밸브 (32) 가 개방될 때에, 압력 매체가 브레이크 마스터 실린더 압력 챔버 (17) 로부터 시뮬레이터 챔버 (29) 내로 유동한다. 시뮬레이터 밸브 (32) 에 유압식으로 역평행하게 배열된 체크 밸브 (34) 는 시뮬레이터 밸브 (32) 의 스위칭 상태에 관계없이, 압력 매체가 대부분 방해받지 않게 시뮬레이터 챔버 (29) 로부터 브레이크 마스터 실린더 압력 챔버 (17) 로 다시 유동하는 것을 허용한다. 브레이크 마스터 실린더 (2) 에의 시뮬레이션 디바이스의 다른 연결들 및 다른 실시형태들이 고려 가능하다.
전기적으로 제어 가능한 압력 발생 디바이스 (5) 는 유압식 실린더-피스톤 어셈블리 또는 단일한-회로 전기 유압식 액츄에이터로서 설계되고, 압력 챔버 (37) 를 경계짓는 그 압력 피스톤 (36) 은 개략적으로 나타낸 전기 모터 (35) 에 의해 마찬가지로 개략적으로 예시된 회전/병진 메카니즘을 통해 가동될 수 있다. 전기 모터 (35) 의 로터 위치를 검출하는 역할을 하는 단지 개략적으로 나타낸 로터 위치 센서는 도면 부호 44 로 나타낸다. 뿐만 아니라, 모터 와인딩의 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 또한 사용될 수 있다.
압력 챔버 (37) 로 포위된 압력 매체에서 피스톤 (36) 의 힘의 실행에 의해 발생되는 액츄에이터 압력은 시스템 압력 라인 (38) 내로 공급되고 바람직하게 리던던트 설계를 갖는 압력 센서 (19) 에 의해 검출된다. 연결 밸브들 (26a, 26b) 이 개방될 때에, 압력 매체는 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 로 그 가동을 위해 진입한다. 따라서, 연결 밸브들 (26a, 26b) 이 개방될 때에, 모든 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 대한 휠 브레이크 압력 빌드업 및 감소가 피스톤 (36) 의 전향의 및 후향의 변위에 의해 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드로 노멀 제동 작동 중에 발생된다.
압력 감소 중에, 미리 압력 챔버 (37) 로부터 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 내로 이동하는 압력 매체는 동일한 루트에 걸쳐 압력 챔버 (37) 내로 다시 유동한다. 그에 반해, 개별적인 휠들 사이에서 상이하고 유입 및 출구 밸브들 (6a-6d, 7a-7d) 의 도움으로 (예를 들면 안티로크 제어 작동 (ABS 제어) 중) 제어되는 휠 브레이크 압력들에 의한 제동 작동 중에, 출구 밸브들 (7a-7d) 을 통해 배출되는 압력 매체 성분은 압력 매체 리저버 (4) 내로 유동하고 따라서 처음에 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 의 가동을 위해 압력 발생 디바이스 (5) 에서는 더이상 필요하지 않다. 부가적인 압력 매체가 피스톤 (36) 에 의한 후퇴에 의해 압력 챔버 (37) 내로 드로잉될 수 있는 한편 연결 밸브들 (26a, 26b) 은 폐쇄된다.
예로써, 브레이크 장치 (1) 는 부가적인 브레이크 액츄에이터인 전기 기계적 설계의 주차 브레이크 (50) 를 갖는다. 주차 브레이크 (50) 는 전기 기계적 브레이크로서 설계되고 차량의 후방 액슬에 장착된다. 차량이 주차할 때에, 그것은 제동 토크를 빌드업하여 차량을 유지하도록 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 에 의해 활성화된다.
브레이크 시스템 (1) 의 노멀 "브레이크-바이-와이어" 작동 모드에서, 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 적용된 브레이크 페달 트레블을 검출하는 페달 트레블 센서 (25) 에 의해 운전자의 제동 요구를 검출한다. 이로부터, 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에서 설정지점 제동 토크 또는 설정된 연관된 브레이크 압력들이 판별된다. 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 압력을 빌드업하도록 압력 발생 디바이스 (5) 를 활성화한다.
압력 발생 디바이스 (5) 가 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에서 충분한 브레이크 압력을 더이상 빌드업할 수 없을 때 스위치 또는 전이가 행해지는 유압식 폴백 레벨에서, 압력 발생 디바이스 (5) 는 연결 밸브들 (26a, 26b) 을 폐쇄함으로써 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 로부터 유압식으로 분리된다. 온보드 전기 시스템의 고장이 존재할 때조차 이것이 행해지는 것을 허용하도록, 연결 밸브들 (26a, 26b) 은 유리하게 일반적으로 폐쇄된 설계를 갖는다. 유리하게 일반적으로 개방된 설계를 갖는 블록 밸브들 (23a, 23b) 은 개방하거나 또는 개방되어, 운전자는 근력에 의해 브레이크 마스터 실린더 (2) 를 가동함으로써 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 내로 브레이크 유체의 변위를 가능하게 한다.
노멀 "바이-와이어" 작동 모드로부터 유압식 폴백 레벨로의 전이 중에, 브레이크 시스템 (1) 의 제동 특성들은 현저하게 변한다. 이러한 프로세스 중에, 브레이크 페달 특징은 "짧고 경직되게" 로부터 "길고 부드럽게" 로 변한다. 당장 단지 제동 토크가 운전자에 의해 근력에 의해 직접 빌드업되는 것이 가능하다. 브레이크 페달이 가동될 때에, 브레이크 유체는 브레이크 마스터 실린더의 피스톤들 (15, 16) 의 이동에 의해 적어도 하나의 휠 브레이크 (8, 9, 10, 11) 내로 이동된다. 이를 위해, 운전자는 바이-와이어 모드에서보다 더 강하게 브레이크 페달 (1a) 을 밟아야하고 또한 바이-와이어 모드에서와 동일한 제동 토크를 달성하도록 보다 긴 브레이크 페달 트레블들을 적용해야 한다.
폴백 레벨에서, 브레이크 시스템이 보다 긴 브레이크 페달 트레블 및 보다 약한 제동력으로 인해 제동력을 더 이상 발생시킬 수 없거나 또는, 전체 고장이 존재한다고 운전자가 실수로 생각하지 않는 것을 보장하기 위해, 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 예에서 제동 토크를 빌드업하도록 주차 브레이크 (50) 를 활성화시킨다. 차량은 따라서 단지 운전자의 근력에 의해 발생되는 제동 토크만이 존재하는 경우보다 더 급격하게 제동된다.
브레이크 시스템 (1) 은 따라서 이러한 방식으로 폴백 레벨에서 운전자를 지원할 수 있도록 된다. 동시에, 그러나, 주차 브레이크는 연속적인 제동을 위해 설계되지 않기 때문에 오버로딩으로부터 보호된다.
이를 위해, 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 주차 브레이크가 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에 활성화되는 페달 트레블 임계값을 변화시킨다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 변동은 선택된 페달 트레블 임계값이 연속적인 브레이크 페달 가동들에서 보다 길게되는 방식으로 발생된다. 따라서, 주차 브레이크 (50) 의 제동 토크는 항상 보다 긴 브레이크 페달 트레블들로 빌드업된다. 이러한 경우에, 주차 브레이크 (50) 에 의해 빌드업되는 최대 제동 토크는 변하지 않는다. 주차 브레이크 (50) 에 의해 적용되는 각각의 제동 토크는 높은 마찰 계수로 0.25 내지 0.4 g 인 한편, 특정 값은 순간적인 또는 동적인 액슬 로드 분포 및 도로의 특징들에 종속된다.
주차 브레이크 (50) 가 예에 따라 활성화되는 방식 및 그 활성화가 차량의 제동 프로세스에 영향을 주는 방식이 도 2, 도 3 및 도 4 에 도시된 도표들을 참조하여 아래에 설명된다.
예에 따르면, 도 2 는 x 축선 (60) 에서 뉴턴으로 나타내어지고 차량 감속이 y 축선 (64) 에서 ㎨ 으로 나타내어지는 도표를 도시한다. 여기서, 제 1 커브 (68) 는 노멀 "바이-와이어" 작동 모드에서 차량의 감속을 도시한다. 제 2 커브 (70) 는 운전자가 근력 (단지) 에 의해 제동 토크를 빌드업하는 노멀 유압식 폴백 레벨에서 차량 감속을 도시한다. 따라서 커브 (70) 는 커브 (68) 보다 현저하게 완만하다. 그것은 페달력 임계값 (66) 후에 제로 라인을 가로지르고 그후 실질적으로 선형 방식으로 상승한다.
제 3 커브 (72) 는 유압식 폴백 레벨에서 차량 감속을 도시하고, 주차 브레이크는 부가적으로 활성화된다. 여기서, 커브 (72) 는 페달력 임계값 (78) 이후에 가파르게 선형 방식으로 상승하고, 그후 벤딩되고 선형 방식으로 연속적으로 상승한다. 여기서 주차 브레이크가 활성화될 때에, 차량 감속이 매우 빠르게 상승하고 그후 노멀 폴백 레벨의 경우에서보다 완만한 슬로프로써 완화된다는 것을 알 수 있다. 급격한 상승은 차량이 운전자의 제동 요구에 빠르고 명백하게 반응하기 때문에 운전자가 제동을 연속하도록 고취시킨다. 도면 부호들 74 및 76 은 2.44 ㎨ 의 차량의 최소 감속이 500 N 의 페달력으로 달성되어야 하는 법적 최소 요구 조건을 설명한다.
도 3 에서, 브레이크 페달 트레블은 x 축선 (60) 에서 밀리미터로 도시된다; 차량 감속은 y 축선 (64) 에서 ㎨ 로 다시 도시된다. 커브 (80) 는 노멀 ("바이-와이어") 작동 모드에서 감속 거동을 도시하는 한편, 커브 (84) 는 폴백 레벨에서 감속 거동을 예시한다. 브레이크 페달 트레블에 종속되어, 감속은 폴백 레벨에서 보다 늦게, 즉 보다 긴 브레이크 페달 트레블에 의해 시작됨으로써, 가능하게 운전자를 당황시킨다. 커브 (88) 는 부가적으로 활성화된 주차 브레이크에 의한 차량 감속을 도시한다. 노멀 폴백 레벨과 비교하여, 차량 감속은 심지어 상대적으로 짧은 브레이크 페달 트레블들로 시작되고 처음에 보다 가파르게 상승하여, 운전자가 - 페달 느낌이 변할지라도 차량이 여전히 제동될 수 있다고 인지하는 것을 가능하게 한다.
주차 브레이크가 유압식 폴백 레벨에서 각각의 페달 가동으로 일정하게 활성화된다면, 이는 주차 브레이크의 기능적 장애 또는 손상을 발생시킬 수 있다. 예에 따르면, 따라서, 그 활성화 지점은 도 4 에 예시된 바와 같이 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에 변한다. 여기서, x 축선 (60) 은 브레이크 페달 트레블을 다시 도시하고, y 축선 (64) 은 차량 감속을 도시한다.
커브 (90) 는 운전자의 제동 요구가 검출되고 설정지점 제동 토크가 그로부터 판별되는 브레이크 시스템의 노멀 작동 모드에서 차량 감속을 도시한다. 압력 발생 디바이스 (5) 는 따라서 제동 토크에 대해 요구된 브레이크 압력을 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 빌드업하도록 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 에 의해 활성화된다.
커브 (94) 는 유압식 폴백 레벨 (부가적인 브레이크 액츄에이터의 활성화 없이) 에서 차량 감속을 도시한다. 커브 (94) 는 커브 (90) 보다 현저하게 덜 가파르게 상승하고, 이는 운전자가 노멀 작동 모드에서와 동일한 감속을 달성하도록 페달을 현저하게 추가로 밟아야 한다는 것을 의미한다.
커브들 (100, 102, 104, 106, 108, 110) 은 운전자의 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에 차량 감속들을 각각 도시한다. 이러한 연속적인 브레이크 페달의 제 1 가동 중에, 이는 커브 (100) 에 의해 나타내어지고, 주차 브레이크는 제 1 페달 트레블 임계값 (120) 이 도달될 때에 활성화되거나 또는 선택된다. 특히, 브레이크 페달의 사전 해제 후에 제 2 페달 가동 중에, 주차 브레이크는 제 2, 보다 높은 페달 트레블 임계값 (124) 으로 활성화되거나 또는 선택된다.
부가적인 브레이크 액츄에이터에 의한 지원은 바람직하게 적용 가능한 트레블 임계값, 즉 브레이크 페달의 "운전자 제동" (가변성 페달 트레블 임계값) 에 의해 활성화된다. 이것이 언더슈팅된다면, 지원은 철회된다.
차량 감속에 종속되어 부가적인 브레이크 액츄에이터의 활성화가 스위치 온되거나 오프되는, 페달 트레블 임계값을 통한 활성화 뿐만 아니라, 스위치오프가 바람직하게 부가된다. 특히 바람직하게, 트레블 임계값이 "운전자 제동" 을 초과하는 한, 차량 감속의 상한값이 초과될 때 지원이 감소되고 하한값이 오버슈트될 때 지원은 재적용된다.
부가적인 브레이크 액츄에이터 또는 주차 브레이크는 바람직하게 브레이크 페달 트레블이 (현재) 페달 트레블 임계값보다 크고 차량 감속이 최대 값 (예를 들면 하한값) 보다 작을 때에 활성화된다.
차후의 페달 가동들은 각각 보다 높은 페달 트레블 임계값들 (124, 126, 128, 130 등) 에서 주차 브레이크의 활성화를 발생시킨다. 운전자는 따라서 부가적인 제동 토크가 주차 브레이크에 의해 빌드업되기 훨씬 전에 그리고 추가로 브레이크 페달을 밟아야 한다. 이러한 방식으로, 운전자는 증가하는 제동 효과가 단지 최초 지원으로서만 사용되었고 이러한 지원이 추가의 제동 작동들의 경우에 사라지기 때문에 그것들이 조절되어야 한다는 것을 알거나 학습한다. 운전자는 또한 항상 보다 늦은 보강의 시작에 의해 이미 보다 긴 브레이크 페달 트레블들로 된다는 것을 알고, 이러한 방식으로, 그들은 당장 보다 긴 브레이크 페달 트레블들에 익숙해지게 된다. 따라서, 그들은 새로운 제동 상황에 훈련되는 바와 같이 된다.

Claims (10)

  1. 자동차용의 전기 유압식 브레이크 시스템 (1) 으로서,
    · 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 을 가동시키기 위해, 브레이크 페달 (1a) 에 의해 가동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더 (2),
    · 전자적으로 활성화될 수 있는 압력 발생 디바이스 (5),
    · 전자적으로 활성화될 수 있는 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50),
    · 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 을 포함하고,
    노멀 작동 모드에서, 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 운전자에 의한 상기 브레이크 페달 (1a) 의 가동에 기초하여 제동 요구를 검출하고, 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 제동 토크를 빌드업하도록 상기 압력 발생 디바이스 (5) 를 활성화시키고,
    상기 압력 발생 디바이스 (5) 가 활성화되지 않거나 또는 활성화될 수 없다면, 상기 운전자는 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 직접 엑세스하고 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 제동 토크를 빌드업하도록 상기 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 를 활성화시키고,
    폴백 레벨에서, 상기 개방된- 및 폐쇄된-루프 제어 유닛 (12) 은 상기 브레이크 페달 트레블을 모니터링하고, 사전 결정된 페달 트레블 임계값 (120) 이 도달될 때에, 제동 토크를 빌드업하도록 상기 부가적인 브레이크 액츄에이터를 활성화시키고,
    상기 운전자에 의해 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 상기 페달 트레블 임계값 (120) 은 적어도 한번 증가되는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 상기 페달 트레블 임계값 (120) 은 항상 보다 긴 브레이크 페달 트레블들에 대해 시프트하는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    연속적인 증가된 상기 브레이크 페달 트레블들은 실질적으로 동등한 페달 트레블 간격들을 갖는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 는 사전 결정된 최대 수의 연속적인 활성화들 후에 더 이상 활성화되지 않는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 최대 수는 30 내지 50 인, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 액츄에이터 (50) 에 의해 발생된 상기 제동 토크의 강도는 실질적으로 동등한, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 는 주차 브레이크로서 설계되는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주차 브레이크는 전기 기계적 설계를 갖는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 주차 브레이크는 자동차의 후방 액슬에 배열되는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1).
  10. 자동차용의 전기 유압식 브레이크 시스템 (1) 을 작동시키기 위한 방법으로서,
    · 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 를 가동시키기 위해, 브레이크 페달 (1a) 에 의해 가동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더 (2),
    · 전자적으로 활성화될 수 있는 압력 발생 디바이스 (5),
    · 전자적으로 활성화될 수 있는 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 를 포함하고,
    노멀 작동 모드에서, 제동 요구는 운전자에 의해 상기 브레이크 페달 (1a) 의 가동에 기초하여 검출되고 상기 압력 발생 디바이스 (5) 는 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에서 제동 토크를 빌드업하도록 활성화되고,
    상기 압력 발생 디바이스 (5) 가 활성화되지 않거나 또는 활성화될 수 없다면, 상기 운전자는 유압식 폴백 레벨에서 상기 휠 브레이크들 (8, 9, 10, 11) 에 직접 엑세스하고, 이러한 폴백 레벨에서, 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 는 제동 토크를 빌드업하도록 활성화되고,
    상기 폴백 레벨에서, 상기 브레이크 페달 트레블은 모니터링되고, 사전 결정된 페달 트레블 임계값 (120) 이 도달될 때에, 상기 부가적인 브레이크 액츄에이터 (50) 는 제동 토크를 빌드업하도록 활성화되고, 상기 운전자에 의해 연속적인 브레이크 페달 가동들의 경우에, 상기 페달 트레블 임계값 (120) 은 적어도 한번 증가되는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 브레이크 시스템 (1) 을 작동시키기 위한 방법.
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