KR20200017353A

KR20200017353A - 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출의 검출 방법, 그리고 차량용 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20200017353A
Application number: KR1020190094823A
Authority: KR
Inventors: 베르트람 포잇칙; 티모 하이블레
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2020-02-18
Also published as: KR102628639B1; US10919512B2; DE102018213306A1; CN110816507B; CN110816507A; US20200047734A1

Abstract

본 발명은 브레이크 시스템의 작동 시 누출을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 작동 회로의 액추에이터 어셈블리의 작동을 통해 제동 요구를 나타내는 제동 요구 신호를 생성하는 단계; 제동 요구 신호에 따라 능동 회로에서 필요한 목표 제동압을 결정하는 단계; 능동 회로에 연결된 휠 브레이크를 작동시키기 위해, 용적형 피스톤을 가동시켜 압력 발생 장치를 이용하여 목표 제동압에 따라 능동 회로 내 실제 제동압을 조정하는 단계; 및 압력 변조를 수행하는 단계;가 수행된다. 압력 변조는, 목표 제동압보다 더 큰 값으로 능동 회로 내 실제 제동압을 조정하는 단계와, 기결정 피스톤 속도로 용적형 피스톤을 가동시켜 목표 제동압에 도달할 때까지 실제 제동압을 감소시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명에 따라, 압력 변조 동안 실제 제동압을 감소시킬 때 시간에 따른 압력 기울기를 결정하는 단계; 및 압력 기울기가 피스톤 속도의 기결정된 범위를 벗어나면, 검출된 압력 기울기에 따라 능동 회로의 누출을 검출하는 단계;도 수행된다.

Description

차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출의 검출 방법, 그리고 차량용 브레이크 시스템{METHOD FOR DETECTING A LEAKAGE WHEN OPERATING A BRAKE SYSTEM FOR A VEHICLE AND BRAKE SYSTEM FOR A VEHICLE}

차량, 특히 승용차 또는 화물차와 같은 자동차용 브레이크 시스템은, 통상, 수동 작동 장치에 의해 작동되는 브레이크 마스터 실린더를 통해 휠 브레이크들의 작동을 위한 브레이크 회로 내 유압이 생성되는 전기 유압식 브레이크 시스템으로서 실현된다. 이 경우, 제동력 거동에서 압력 발생은 통상 변위 가능한 용적형 피스톤(movable displacement piston) 또는 플런저를 포함하는 압력 발생 장치에 의해 보조된다.

이른바 브레이크-바이-와이어 시스템들도 점점 더 많이 사용되고 있다. 이러한 시스템은 예컨대 DE 10 2011 079 454 A1호에 기술되어 있다. 상기 브레이크 시스템의 경우, 브레이크 마스터 실린더의 작동을 통해 유압이 생성되는 작동 회로가 제공된다. 상기 압력은 검출되며, 이 검출된 압력에 따라, 전기 모터와 이 전기 모터에 의해 가동될 수 있는 용적형 피스톤을 포함하는 압력 발생 장치에 의해 휠 브레이크들의 작동을 위한 능동 회로(active circuit) 내에서 조정될 목표 제동압이 결정된다.

DE 10 2016 224 057 A1호는 상기 시스템에서 누출 검출을 위한 방법을 기술하고 있다. 여기서는, 작동 회로를 통해 능동 회로를 위한 특정 압력이 기설정되며, 능동 회로 내에서 달성된 압력이 정해진 기준을 충족하는지의 여부가 검사된다.

본 발명은 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출을 검출하기 위한 방법, 그리고 차량용, 특히 자동차용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따라, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출의 검출을 위한 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 방법은 작동 회로의 액추에이터 어셈블리(actuator assembly)의 작동을 통해 제동 요구를 나타내는 제동 요구 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 그 결과, 본 단계에서는 차량의 요구된 감속을 나타내는 신호가 생성된다.

그 다음 단계에서, 제동 요구 신호에 따라 능동 회로에서 필요한 목표 제동압을 결정하는 단계가 수행된다. 그에 따라, 제동 요구 신호는, 예컨대 소프트웨어 모듈로서 실현될 수 있는 결정 기능(determining function)을 위한 입력 변수를 형성한다. 상기 결정 기능은 출력 변수로서 능동 회로 내에서 조정되는 제동압을 위한 값을 결정한다.

또한, 능동 회로에 연결된 휠 브레이크를 작동시키기 위해, 압력 발생 장치의 용적형 피스톤을 가동시켜 압력 발생 장치를 이용하여 목표 제동압에 따라 능동 회로 내의 실제 제동압을 조정하는 단계가 수행된다. 용적형 피스톤은 예컨대 전기 모터에 의해 가동될 수 있다. 특히 용적형 피스톤은, 유압액을 변위시키기 위해 병진 운동을 하며, 그럼으로써 능동 회로 내 압력이 변동함에 따라 차량의 휠에 작용하는 휠 브레이크가 작동된다.

또한, 본 발명에 따라 압력 변조를 실행하는 단계가 수행된다. 이 경우, 능동 회로 내 실제 제동압은 우선 압력 발생 장치에 의해 목표 제동압보다 더 큰 값으로 설정된다. 그에 이어서, 기결정 피스톤 속도로 용적형 피스톤을 가동시켜, 목표 제동압에 도달할 때까지 실제 제동압을 감소시키는 단계가 수행된다. 이를 위해 용적형 피스톤은, 용적형 피스톤을 안내하는 실린더 내 유압액의 체적이 증가하도록, 기설정 속도로 가동된다. 이런 방식으로, 용적형 피스톤의 기설정 속도(v)와 용적형 피스톤의 기지의 횡단면 면적(A)으로부터 하기 식으로서 계산될 수 있는 유압액의 체적 유량(q _K )이 생성된다.

또한, 압력 변조 동안 실제 제동압을 감소시킬 때 시간에 따른 압력 기울기가 결정된다. 이는, 예컨대 처음 조정된 실제 제동압(p _ist )과 목표 제동압 간 압력차(Δp) 및 압력 감소에 필요한 시간(t _ab )으로부터 하기 식에 따라 산출되는 평균 압력 기울기일 수 있다.

본 발명에 따라, 압력 기울기가 피스톤 속도의 기결정된 범위를 벗어나면, 특히 압력 기울기의 값이 기결정 임계값보다 더 크면, 검출된 압력 기울기에 따라 능동 회로의 누출을 검출하는 단계가 수행된다.

누출이 있는 경우, 압력 감소 동안 하기 식에 따라 용적형 피스톤을 통해 생성된 체적 유량(q _K )과 누출 체적 유량(q _Lek )으로 이루어진 총 체적 유량(q _ges )이 능동 회로로부터 배출된다.

능동 회로가 밀폐되어 있다면, 다시 말해 누출이 발생하지 않고 q _Lek = 0이면, 능동 회로는 정해진 탄력성(

)을 갖는다. 탄력성은, 능동 회로 내 유압액의 체적(V)과 실제 제동압 간의 관계를 나타내는 곡선의 기울기를 기술한다. 상기 곡선은 능동 회로를 위해 미리 결정된다. 그에 따라 탄력성(

)은 하기 관계,

를 기술한다.

하기의 총 체적 유량(q _ges ),

에 의해, (IV)의 관계식에서 하기 식이 도출된다.

(VI)에 (II)를 대입함으로써 하기 식이 도출된다.

그에 따라, (III) 및 (I)에 의해, 누출 체적 유량은 하기 식으로 결정될 수 있다.

q _Lek = 0일 때, 압력 기울기는

로 기술되기 때문에, 피스톤 속도를 알고 있는 경우 압력 기울기도 마찬가지로 알 수 있다. 따라서, q _Lek = 0일 때 기지의 피스톤 속도에 대해 도출되는 압력 기울기로부터 실제 압력 기울기의 편차는 누출의 존재를 나타낸다.

상기 방법의 장점들 중 하나는, 압력 감소를 위해 필요한 시간이, 실제 제동압을 목표 제동압보다 더 큰 값으로 조정하기 위해 필요한 시간보다 더 긴 경우, 예컨대 10배 내지 50배만큼 더 긴 경우, 바람직하게 용적형 피스톤의 구동부를 부하 경감하는 압력 변조 동안 상기 방법이 수행될 수 있다는 점이다. 이 경우, 구동부의 부하 경감이 실시되는데, 그 이유는 압력 발생 장치에서의 마찰 손실이 압력 감소를 상쇄시키고 그에 따라 구동부를 보조하기 때문이다. 누출이 발생하는 경우, 압력 감소는 누출 체적 유량으로 인해 훨씬 더 빠르게 수행되며, 이는 부하 경감 작용을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라 브레이크 시스템이 제공된다. 본원의 브레이크 시스템은, 제동 요구 신호의 생성을 위해 작동 장치에 의해 작동될 수 있는 액추에이터 어셈블리를 구비한 작동 회로와; 병진 운동 가능한 용적형 피스톤을 포함하는 압력 발생 장치를 구비한 능동 회로와; 압력 발생 장치에 유압 연결된 하나 이상의 휠 브레이크와; 능동 회로 내 실제 제동압을 검출하기 위한 센서 장치와; 작동 회로의 액추에이터 어셈블리, 센서 장치, 및 능동 회로의 압력 발생 장치와 연결되어 있는 제어 장치;를 포함한다. 제어 장치는, 제동 요구 신호를 토대로 능동 회로에서 필요한 목표 제동압을 결정하고; 이 목표 제동압에 따라 능동 회로 내 실제 제동압의 조정을 위해 용적형 피스톤을 가동시켜 압력 발생 장치를 제어하고; 목표 제동압보다 더 큰 값으로 능동 회로 내 실제 제동압을 조정하는 단계와, 용적형 피스톤을 기결정 피스톤 속도로 가동시켜 목표 제동압에 도달할 때까지 실제 제동압을 감소시키는 단계를 포함하는 압력 변조 실행 단계를 수행하기 위해 압력 발생 장치를 제어하고; 센서 장치에 의해 검출된 실제 제동압을 토대로 압력 변조 동안 실제 제동압을 감소시킬 때 시간에 따른 압력 기울기를 결정하며; 이 압력 기울기가 피스톤 속도의 기결정된 범위를 벗어나면, 검출된 압력 기울기에 따라 능동 회로의 누출을 검출하도록; 구성된다.

그에 따라, 브레이크 시스템의 제어 장치는 특히, 압력 발생 장치로 하여금 본 발명에 따른 방법의 단계들, 특히 압력 변조의 단계들을 실행하도록 하면서 상기에서 기술한 누출의 검출을 실행하도록 구성된다.

본원의 방법의 일 실시형태에 따라서, 누출을 검출하는 단계는, 실제 제동압을 설정할 때 목표 제동압에서 이 목표 제동압보다 더 큰 값으로 실제 제동압을 설정하기 위해 요구되는 상승 시간과, 실제 제동압을 감소시킬 때 실제 제동압을 목표 제동압으로 감소시키기 위해 요구되는 감소 시간을 비교하는 단계를 포함한다. 이런 경우, 그에 따라, 목표 제동압을 기반으로 최대 실제 압력을 조정하기 위한 시간은, 그에 이어서 기설정된 피스톤 속도에서 실제 압력을 감소시키기 위해 필요한 시간과 비교된다. 이런 비교를 통해 누출의 검출을 위해 매우 간단하면서도 높은 정밀도로 파악될 수 있는 기준이 제공된다.

본원 방법의 또 다른 실시형태에 따라서, 압력 변조 시, 능동 회로 내 실제 제동압을 일정한 압력 기울기로 목표 제동압보다 더 큰 값으로 조정하는 단계가 수행된다. 따라서 최대 실제 제동압의 제어된 조정이 수행될 수 있다. 이는, 예컨대 상기에서 기술한 시간 비교가 수행됨으로써 누출의 검출을 수월하게 한다.

본원의 방법의 또 다른 실시형태에 따라서, 압력 변조 동안 실제 제동압을 감소시킬 때 피스톤 속도는 일정하다. 그렇게 하여, 압력 감소 시 피스톤을 통해 생성되는 체적 유량의 결정이 산술적으로 수월해지며, 그럼으로써 하드웨어 측에서 계산처리능력이 더 낮아도 되거나, 주어진 계산처리능력에서 계산 시간이 바람직하게 단축된다.

본원의 방법의 또 다른 실시형태에 따라서, 압력 변조를 수행하는 단계는 하기 조건들 중 하나 이상의 성립을 요구한다.

a) 제동 요구 신호가 기결정 시간 기간에 걸쳐서 일정하다.

b) 휠 브레이크에 의해 제동되는 휠의 검출된 속도는 기결정 속도 임계값보다 더 작다.

c) 능동 회로의 결정된 목표 제동압은 기결정 압력 임계값보다 더 크다.

d) 압력 발생 장치의 전기 모터의 열적 부하를 나타내는 변수가 기결정 부하 임계값에 도달한다.

상기 조건들은 각각 전형적으로 높은 목표 제동압이 상대적으로 더 긴 시간 기간에 걸쳐서 요구되는 상황들을 나타낸다. 상기 상황들에서, 한편으로는 압력 변조를 통해 압력 발생 장치의 구동부를 부하 경감해야 할 필요성이 있다. 다른 한편으로, 상기 상황들에서는 통상 매우 높은 누출 체적 유량이 발생하고, 그에 따라 상기 높은 누출 체적 유량이 간단하고 신뢰성 있게 검출될 수 있다.

조건 b)는, 예컨대 검출된 속도가 차량의 정지 상태에서 출발할 수 있을 정도로 낮을 때 충족될 수 있다. 특히 속도 임계값은 각각의 휠의 초당 회전수로 정의될 수 있으며, 상기 초당 회전수는 3km/h의 차량 주행 속도에 상응한다. 이는, 상대적으로 더 높은 주행 속도에서는 압력 변조가 수행되지 않음으로써 운전자의 압력 변조 감지 가능성이 바람직하게 방지되는 장점을 제공한다.

본원의 브레이크 시스템의 일 실시형태에 따라서, 액추에이터 어셈블리는 작동 장치에 의해 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더와, 제동 요구를 나타내는 변수들로서 브레이크 마스터 실린더의 작동을 통해 생성되는 작동 회로 내 유압, 및/또는 작동 장치의 작동 트래블을 검출하기 위한 센서 어셈블리를 포함하며, 제동 요구 신호는 제동 요구를 나타내는, 센서장치에 의해 검출되는 변수들에 의해 형성된다.

본 발명은 하기에서 도면부의 개략도들에 명시된 실시예들에 따라 더 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 브레이크 시스템의 능동 회로 내에서, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 압력 변조의 수행 동안 유압 경로의 압력 발생기측 부분에서의 압력 거동을 나타낸 그래프이다.
도 3은 능동 회로 내에 누출이 존재하지 않는 경우에 대해, 도 1에 도시된 브레이크 시스템의 능동 회로의 압력/체적 특성곡선을 나타낸 그래프이다.

도면들에서 동일한, 기능이 같은, 그리고 동일하게 작용하는 요소들, 특징들 및 컴포넌트들에는, 달리 명시되지 않는 한, 각각 동일한 도면부호가 부여된다.

도 1에는 차량을 위한 브레이크 시스템(1)이 예시로서 도시되어 있다. 도 1에 도시된 것처럼, 브레이크 시스템(1)은 작동 회로(2), 능동 회로(4) 및 제어 장치(5)를 포함한다.

도 1에 예시로서 도시된 작동 회로(2)는 액추에이터 어셈블리(20)와 작동 장치(21)를 포함한다. 액추에이터 장치(20)는, 특히 도 1에 예시로서 도시된 것처럼, 유압 브레이크 마스터 실린더(22)와; 하나 이상의 압력 센서(23) 및 하나의 작동 트래블 센서(24)를 구비한 센서 어셈블리;를 포함할 수 있다. 또한, 액추에이터 장치(20)는 선택적 리턴 시뮬레이터(25)를 추가로 포함할 수 있다. 도 1에 예시로 도시된 액추에이터 어셈블리(20)의 경우, 브레이크 마스터 실린더(22)는 도 1에서 예시로서 풋 페달(foot pedal)로서 도시되어 있는 작동 장치(21)에 의해 작동될 수 있다. 이 경우, 브레이크 마스터 실린더(22)의 작동은 하나 이상의 용적형 피스톤(22A, 22B)의 변위를 포함하며, 그럼으로써 유압액, 예컨대 오일이 복원력에 대항하여 변위되고, 그렇게 하여 작동 회로(2) 내에 유압이 생성된다.

복원력은 예컨대, 유압 라인(6)을 통해 유압식으로, 다시 말해 유체 안내 방식으로 브레이크 마스터 실린더(22)에 연결된 선택적 리턴 시뮬레이터(25)를 통해 생성될 수 있다.

선택적 압력 센서(23)는 브레이크 마스터 실린더(22)를 통해 생성된 압력을 검출하여 상기 압력을 나타내는 압력 신호(3A)를 생성한다. 압력 센서(23)는 도 1에서 예시로서 리턴 시뮬레이터(25)를 통해 유압식으로 유압 라인(6)에 연결된다. 선택적 작동 트래블 센서(24)는 작동 장치(21)가 움직인 작동 트래블을 검출하여 상기 작동 트래블을 나타내는 작동 트래블 신호(3B)를 생성한다. 본 실시예에서 압력 신호(3A)와 작동 트래블 신호(3B)는 함께, 액추에이터 어셈블리(20)에 의해 생성되는 예시적인 제동 요구 신호(3)를 형성한다.

그 대안으로, 액추에이터 어셈블리(20)가 오직 작동 장치(21)의 작동 트래블을 검출하는 작동 트래블 센서(24)에 의해서만 형성될 수도 있다. 이 경우, 제동 요구 신호(3)는 작동 트래블 신호(3B)에 의해 형성된다.

능동 회로(4)는 압력 발생 장치(40)와, 하나 이상의 휠 브레이크(43)와, 실제 제동압의 검출을 위한 제동압 센서 형태의 센서 장치(46)를 포함한다. 선택적으로 하나 이상의 분리 밸브(44)가 제공된다. 또한, 선택적으로 능동 회로(4)가 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)를 포함한다. 도 1에는, 예시로서 총 4개의 휠 브레이크(43A, 43B, 43C, 43D)와 2개의 분리 밸브(44A, 44B)를 포함하는 능동 회로(4)가 도시되어 있다.

압력 발생 장치(40)는, 예컨대 전기 모터(41) 또는 다른 구동부에 의해 병진 운동을 할 수 있는 용적형 피스톤(42)을 포함한다. 전기 모터(41)의 회전 운동을 용적형 피스톤(42)의 병진 운동으로 변환하기 위해, 도 1에 오직 개략적으로만 도시된 기어장치(41A)가 제공되며, 이 기어장치는 전기 모터(41)를 기구학적으로 용적형 피스톤(42)에 연결한다. 용적형 피스톤(42)은 가이드 실린더(42A) 내에서 가동될 수 있으며, 그럼으로써 가이드 실린더(42A) 내에 있는 유압액, 예컨대 오일이 변위된다.

선택적 분리 밸브들(44A, 44B)은 예컨대 전기 기계식 스위칭 밸브들로서 실현될 수 있다. 분리 밸브들(44A, 44B)은 각각, 이들 분리 밸브(44A, 44B)가 유체 관류를 가능하게 하는 개방 상태와 유체 관류를 차단하는 폐쇄 상태 간에 스위칭될 수 있다. 도 1에서는 분리 밸브들(44A, 44B)이 예시적으로 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)은, 각각의 휠을 제동하기 위해, 각각 (도시되지 않은) 마찰 라이닝들을 통해 각각의 (도시되지 않은) 휠에 예컨대 브레이크 디스크(7, 7A, 7B, 7C, 7D)의 형태로 제공되어 있는 마찰면들에 작용한다.

선택적 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 도 1에 개략적으로만 도시되어 있으며, 개별 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)의 개별 제어를 위해 이용된다. 여기서 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 개관상 더 상세히 설명되지 않는다.

선택적 분리 밸브들(44A, 44B)은 분기되는 유압 라인(15)을 통해 유압식으로 압력 발생 장치(40)에 연결된다. 또한, 제1 압력 밸브(44A)는 분기되는 유압 라인(16)을 통해 (도시되지 않은) 휠들의 브레이크 디스크들(7A 및 7B)에 연결된다. 제2 압력 밸브(44B)는 분기되는 유압 라인(17)을 통해 (도시되지 않은) 휠들의 브레이크 디스크들(7C 및 7D)에 연결된다. 그에 따라, 유압 라인들(15, 16, 17)은 압력 발생 장치(40)와 하나 이상의 휠 브레이크(43) 간의 유압 경로(45)를 형성한다. 휠 브레이크들(43)에 연결된 유압 라인들(16, 17)은 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A)을 형성한다. 압력 발생 장치(40)에 연결된 유압 라인(15)은 유압 경로(45)의 압력 발생측 부분(45B)을 형성한다.

또한, 도 1에는, 센서 장치(46)가 유압 경로(45)의 압력 발생측 부분(45B)에 제공되어 그곳의 실제 제동압을 검출하는 점도 도시되어 있다. 또한, 도 1에는, 예시로서 작동 전류 또는 회전 위치와 같은 전기 모터(41)의 작동 변수들의 검출을 위한 선택적 모터 센서들(47A, 47B)도 도시되어 있다.

도 1에 도시된 것처럼, 작동 회로(2)는, 압력 발생 장치(40)의 작동 고장의 경우 브레이크 마스터 실린더(22)를 통해 휠 브레이크들(43)의 작동을 가능하게 하기 위해, 선택적 밸브들(26A, 26B)을 통해 유압식으로 능동 회로(4)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 용적형 피스톤들(22A, 22B)은 밸브들(26A, 26B)을 통해 유압 라인들(16, 17)에 연결되며, 이때 밸브들(26A, 26B)은 분리 밸브들(44A, 44B)과 유사하게 형성될 수 있다. 도 1에는, 밸브들(26A, 26B)이 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

또한, 도 1에는, 브레이크 시스템(1)이 유압액이 들어 있는 선택적 저장탱크(70)를 구비한 점도 도시되어 있다. 저장탱크(70)는 체크 밸브(71)를 통해 유압식으로 유압 경로(45)의 압력 발생기측 부분(45B)에 연결된다. 이 경우, 체크 밸브(71)는, 유압 경로(45)의 압력 발생기측 부분(45B) 내 압력이 기결정 임계값보다 더 낮으면, 상기 체크 밸브가 개방되어 유압 경로(45)의 압력 발생기측 부분(45B)으로의 유체 흐름을 허용하는 방식으로 형성된다. 또한, 선택적으로, 저장탱크(70)를 유압식으로 가이드 실린더(42A)에 연결하는 보상 라인(72)이 제공된다. 보상 라인(72)은 보상 개구부에서 가이드 실린더(42A) 내로 연통되며, 가이드 실린더는, 용적형 피스톤(42)이 최대로 복귀된 위치에 배치될 때 상기 보상 개구부를 개방하는 방식으로 배치된다. 그렇게 하여, 유압 경로(45)의 압력 발생기측 부분(45B)과 저장 탱크(70) 간에 압력 보상이 수행될 수 있으며, 그럼으로써 유압액은 가이드 실린더(42A) 내로 재유입된다.

또한, 도 1에 도시된 것처럼, 제어 장치(5)는 작동 회로(2)의 액추에이터 어셈블리(20), 특히 액추에이터 어셈블리(20)의 센서들(23, 24), 센서 장치(46), 및 압력 발생 장치(40)와 연결된다. 또한, 제어 장치(5)는 선택적 분리 밸브들(44A, 44B), 선택적 밸브들(26A, 26B), 및 선택적 모터 센서들(47A, 47B)과 연결될 수 있다. 이 경우, "연결된다"는 말은 기능적인 연결, 특히 유선 또는 무선으로 실현될 수 있는 데이터 링크를 의미한다. 제어 장치(5)는 특히 센서 장치(46)로부터 실제 제동압을 나타내는 실제 압력 신호(46S)를 수신한다.

제어 장치(5)는 특히 (도시되지 않은) 프로세서와 (도시되지 않은) 데이터 메모리를 포함할 수 있으며, 이때 데이터 메모리는, 프로세서로 하여금 하기에 기술되는 기능들 내지 하기에 기술되는 방법의 실행을 유발하도록 구성된 소프트웨어를 포함한다.

본 발명에 따른 방법은 하기에서 예시로서 전술한 브레이크 시스템(1)에 기초하여 설명된다.

먼저, 작동 회로(2)의 액추에이터 어셈블리(20)의 작동에 의해, 제동 요구를 나타내는 제동 요구 신호(3)가 생성된다. 예컨대 작동 장치(21)가 가동되어 브레이크 마스터 실린더(22)가 선택적 리턴 시뮬레이터(25)의 복원력에 대항하여 작동된다. 압력 센서(23)와 작동 트래블 센서(24)는 각각 압력 및 작동 트래블을 검출한다. 압력 센서(23)는 상응하는 압력 신호(3A)를 생성하고, 작동 트래블 센서(24)는 상응하는 작동 트래블 신호(3B)를 생성한다. 이들 신호가 제동 요구 신호(3)를 형성하고, 제어 장치(5)로 전송된다. 제어 장치(5)는 제동 요구 신호(3)에 따라 능동 회로(4)에서 필요한 목표 제동압을 결정하고, 상응하는 모터 제어 신호(5M)를 생성하며, 이 모터 제어 신호는 압력 발생 장치(40)의 전기 모터(41)로 전송된다.

전기 모터(41)는 모터 제어 신호(5M)에 따라 작동되며, 그렇게 하여 능동 회로(4) 내 목표 제동압(9a)이 조정되는 방식으로 용적형 피스톤(42)을 가동한다. 선택적으로, 이 경우, 선택적 제동압 센서(46)를 이용하여, 능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)이 목표 제동압(9a)에 따라 제어되는 폐쇄 제어 회로가 실현될 수 있다. 선택적 분리 밸브들(44A, 44B)은 개방된다. 능동 회로(4) 내 실제 제동압은 목표 제동압(9a)에 도달할 때까지 증대된다.

목표 제동압(9a)에 도달한 후에는, 도 2에 예시로 도시된 것처럼, 실제 제동압(9b)의 압력 변조를 실행하는 단계가 수행된다. 압력 변조는 특히 압력 상승, 즉, 목표 제동압(9a)보다 더 큰 최댓값(9c)으로의 능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)의 조정, 및 그에 이어 상기 값으로부터 목표 제동압(9a)에 다시 도달할 때까지의 실제 제동압(9b)의 압력 감소를 포함한다.

실제 제동압(9b)의 압력 변조를 실행하기 위해, 제어 장치(5)는 모터 제어 신호(5M)를 생성하고, 이 모터 제어 신호를 기반으로 압력 발생 장치(40) 내지 전기 모터(41)가 제어되며, 그럼으로써 용적형 피스톤(42)의 가동이 이루어진다. 특히 압력 발생 장치(40)는, 용적형 피스톤(42)이 실제 제동압(9b)의 압력 감소 동안 일정한 피스톤 속도로 가동되는 방식으로 제어될 수 있다. 특히 압력 변조 동안, 제어 장치(5)는 센서 장치(46)로부터 실제 제동압(9b)을 나타내는 실제 압력 신호(46S)를 수신한다.

도 2에서 확인할 수 있는 것처럼, 제동압의 최댓값(9c)을 조정하는 단계는 일정한 압력 기울기로 수행될 수 있다. 이를 위해, 센서 장치(46)를 이용하여 예컨대 폐루프 제어 회로가 실현될 수 있다. 설정 제동압(9a)에서 출발하여 최댓값(9c)으로 실제 제동압(9b)을 증대시키기 위해, 도 2에서 확인할 수 있는 것처럼 상승 시간(t0)이 필요하다.

도 2에서, 선(L1)을 통해, 능동 회로가 밀폐 상태일 때, 다시 말해 능동 회로(4)로부터 유압액의 의도치 않은 유출을 통한 누출이 발생하지 않을 때, 능동 회로(4) 내에서 발생하는 압력 변조 동안 실제 제동압(9b)의 시간별 거동이 개략적으로 도시되어 있다. 누출은 예컨대 선택적 밸브들(26A, 26B)의 누설 때문에, 또는 휠 브레이크들(43)에서의 누설 때문에 발생할 수 있다. 도 2에서 선(L1)의 파형으로 확인할 수 있듯이, 능동 회로(4)가 밀폐된 경우, 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 최댓값(9c)에서 목표 제동압(9a)으로 실제 제동압(9b)을 감소시키기 위해 필요한 압력 감소 시간(t2)이 상승 시간(t0)보다 명백히 더 크다. 이를 위해, 압력 발생 장치(40)의 용적형 피스톤(42)은 기결정된, 바람직하게는 일정한 피스톤 속도로 가동된다.

도 2에 도시된 선(L2)은, 능동 회로가 밀폐되지 않고, 즉, 누출이 발생하고, 용적형 피스톤은 누출이 없는 조건에서 선(L1)이 도출되는 동일한 기결정 피스톤 속도로 가동될 때, 능동 회로(4) 내에서 발생하는 압력 변조 동안 실제 제동압(9b)의 시간별 거동을 개략적으로 보여준다. 도 2에서 확인할 수 있는 것처럼, 이 경우 실제 제동압(9b)은 피스톤 속도가 동일한 조건에서 훨씬 더 짧은 감소 시간(t1) 내에 최댓값(9c)에서 목표 제동압(9a)으로 감소된다. 그에 따라, 압력 감소 동안 훨씬 더 큰 압력 기울기가 나타난다. 압력 기울기는, 센서 장치(46)에 의해 검출된 실제 제동압(9c)의 시간별 거동에 따라 제어 장치(5)에 의해, 예컨대 최댓값(9c)과 목표 제동압(9a)의 차를 예컨대 감소 시간(t1)으로 나누어 산출될 수 있다. 예컨대 시간별 압력 기울기가 정해진 임계값을 상회하기 때문에 정해진 범위를 벗어난다면, 본 발명에 따라 능동 회로(4) 내에서의 누출이 검출된다. 이는 예컨대 제어장치(5)의 메모리에 상응하는 데이터 집합을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 선택적으로, 제어 장치(5)가 누출의 검출 후 압력 변조를 중단하고, 실제 제동압(9b)은 압력 발생 장치(40) 및 센서 장치(46)에 의해 목표 제동압(9a)으로 조정된다.

누출의 검출을 위해, 특히 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 최댓값(9c)에서 목표 제동압(9a)으로 실제 제동압(9b)을 감소시키기 위해 필요한 감소 시간(t1)이 상승 시간(t0)과 비교될 수 있다. 압력 상승 및 압력 감소 중 압력 변조 동안 동일한 압력차(9d)가 극복되기 때문에, 상승 시간 및 감소 시간(t0, t1)은 압력 기울기를 변화시키는 유일한 변수들이다. 누출은, 특히 감소 시간(t1)이 정해진 한계값을 하회할 때 존재한다.

도 3에는, 능동 회로에서 어떠한 누출도 발생하지 않을 때의 능동 회로(4)의 p-V 그래프가 도시되어 있으며, 가로좌표에는 실제 제동압이 표시되어 있고, 세로좌표에는 압력 발생 장치(40)를 통해 능동 회로(4) 내로 이송되는 유압액의 체적이 표시되어 있다. 도 3에 작성된 곡선(10)에서 확인할 수 있듯이, 압력이 증가함에 따라 체적도 증가한다. 정해진 실제 제동압(9e)에서부터 실제 제동압과 체적 간에 거의 선형인 관계가 나타난다. 도 3에서는 나아가 압력(p*)에서 기울기 접선(11)이 표시되어 있다. 곡선(10)의 기울기(dV/dp)는 능동 회로(4)의 탄력성(e)이라고 지칭된다. 탄력성(e)은 곡선(10)의 선형 기울기를 기반으로 압력(9e)에서부터 일정하며, 밀폐 능동 회로(4)에 대해 결정될 수 있다. 전형적으로, 능동 회로(4) 내 실제 제동압은 압력(9e) 이상으로 계속 나아간다.

탄력성(e)은 누출 체적 유량을 결정하기 위해 이용된다.

압력 감소 동안 용적형 피스톤(42)을 가동시킴으로써, 용적형 피스톤의 기설정 속도(v)와 용적형 피스톤의 공지된 횡단면 면적(A)으로부터 하기 식으로서 계산될 수 있는 유압액의 체적 유량(q _K )이 생성된다.

또한, 압력 변조 동안 실제 제동압을 감소시킬 때 압력 기울기(

)는 처음 조정된 최댓값(9c)과 목표 제동압(9a) 간 압력차(Δp) 및 압력 감소에 필요한 시간(t ₁ )으로부터 하기 식에 따라 산출된다.

누출이 있는 경우, 압력 감소 동안 하기 식에 따라 용적형 피스톤(42)을 통해 생성된 체적 유량(q _K )과 누출 체적 유량(q _Lek )으로 이루어진 총 체적 유량(q _ges )이 능동 회로(4)로부터 배출된다.

능동 회로(4)가 밀폐되어 있다면, 다시 말해 누출이 발생하지 않고 q _Lek = 0이면, 능동 회로(4)는 도 3에 도시된 곡선(10)에서 결정된 또는 결정될 수 있는 탄력성(

)을 갖는다. 탄력성(

)은 특히 하기 관계를 기술하며,

상기 식에서, V는 용적형 피스톤(42)을 통해 변위되는 유압액의 체적이다.

하기 총 체적 유량(q _ges ),

에 의해, (IV)의 관계식에서 하기 식이 도출된다.

(VI)에 (II)를 대입함으로써 하기 식이 도출된다.

q _Lek = 0일 때, 압력 기울기는

압력 변조를 수행하는 단계는 특히 하기 조건들 중 하나 이상의 성립을 요구한다.

- 제동 요구 신호(3)가 기결정 시간 기간에 걸쳐서 일정하다.

- 휠 브레이크(43)에 의해 제동되는 휠의 검출된 속도는 기결정 속도 임계값보다 더 작다.

- 능동 회로(4)의 결정된 목표 제동압(9a)은 기결정 압력 임계값보다 더 크다.

- 압력 발생 장치의 전기 모터(41)의 열적 부하를 나타내는 변수가 기결정 부하 임계값에 도달한다.

여기서 "일정한"이란 용어는, 제동 요구 신호(3)의 변화량이 기결정 값보다 더 작음을 의미할 수 있다. 예컨대 압력 신호(3A) 및 작동 트래블 신호(3B) 모두가 기결정 기간 이내에, 예컨대 3초에 걸쳐 기결정 값 이상만큼, 예컨대 1퍼센트 이상 변하지 않을 경우, 제동 요구 신호(3)는 일정하다. 일정한 제동 요구 신호(3)는 일정한 목표 제동압(9a) 및 일정한 실제 제동압(9b)을 야기한다.

Claims

차량용 브레이크 시스템(1)의 작동 시 누출을 검출하기 위한 방법으로서,
작동 회로(2)의 액추에이터 어셈블리(20)의 작동을 통해 제동 요구를 나타내는 제동 요구 신호(3)를 생성하는 단계;
상기 제동 요구 신호(3)에 따라 능동 회로(4)에서 필요한 목표 제동압(9a)을 결정하는 단계;
상기 능동 회로(4)에 연결된 휠 브레이크(43)를 작동시키기 위해, 압력 발생 장치(40)의 용적형 피스톤(42)을 가동시켜 상기 압력 발생 장치(40)를 이용하여 목표 제동압에 따라 능동 회로(4) 내의 실제 제동압(9b)을 조정하는 단계;
목표 제동압(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)을 조정하는 단계와, 기결정 피스톤 속도로 상기 용적형 피스톤(42)을 가동시켜 목표 제동압(9a)에 도달할 때까지 실제 제동압(9b)을 감소시키는 단계를 포함하는, 압력 변조 수행 단계;
압력 변조 동안 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 시간에 따른 압력 기울기를 결정하는 단계; 및
압력 기울기가 피스톤 속도의 기결정된 범위를 벗어나면, 검출된 압력 기울기에 따라 능동 회로(4)의 누출을 검출하는 단계;를 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 누출 검출 단계는, 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 실제 제동압(9b)을 목표 제동압(9a)으로 감소시키기 위해 필요한 감소 시간(t1)을, 실제 제동압(9b)의 조정 시 실제 제동압(9b)을 목표 제동압(9a)으로부터 이 목표 제동압(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 조정하기 위해 필요한 상승 시간(t0)과 비교하는 단계를 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출 검출 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 변조 시, 능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)을 일정한 압력 기울기로, 목표 제동압(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 조정하는 단계가 수행되는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출 검출 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 변조 동안 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 피스톤 속도는 일정한, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출 검출 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 변조 수행 단계는,
- 제동 요구 신호(3)가 기결정 기간에 걸쳐서 일정한 조건과,
- 휠 브레이크(43)에 의해 제동되는 휠의 검출된 속도는 기결정 속도 임계값보다 더 작은 조건과,
- 능동 회로(4)의 결정된 목표 제동압(9a)은 기결정 압력 임계값보다 더 큰 조건 중 하나 이상의 성립을 요구하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 시 누출 검출 방법.
제동 요구 신호(3)의 생성을 위해 작동 장치(21)에 의해 작동될 수 있는 액추에이터 어셈블리(20)를 구비한 작동 회로(2);
병진 운동 가능한 용적형 피스톤(42)을 구비한 압력 발생 장치(40), 및 이 압력 발생 장치(40)에 유압 연결된 하나 이상의 휠 브레이크(43)를 포함하는 능동 회로(4);
능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)을 검출하기 위한 센서 장치(46); 및
작동 회로(2)의 액추에이터 어셈블리(20), 센서 장치(46), 및 능동 회로(4)의 압력 발생 장치(40)와 연결되어 있는 제어 장치(5);를 포함하는 차량용 브레이크 시스템으로서,
상기 제어 장치(5)는, 제동 요구 신호(3)를 토대로 능동 회로(4)에서 필요한 목표 제동압을 결정하고; 이 목표 제동압에 따라 능동 회로(4) 내 실제 제동압의 조정을 위해 용적형 피스톤(42)을 가동시켜 압력 발생 장치(40)를 제어하고; 목표 제동압(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 능동 회로(4) 내 실제 제동압(9b)을 조정하는 단계와, 용적형 피스톤(42)을 기결정 피스톤 속도로 가동시켜 목표 제동압(9a)에 도달할 때까지 실제 제동압(9b)을 감소시키는 단계를 포함하는 압력 변조 단계를 수행하기 위해 압력 발생 장치(40)를 제어하고; 센서 장치에 의해 검출된 실제 제동압을 토대로 압력 변조 동안 실제 제동압(9b)을 감소시킬 때 시간에 따른 압력 기울기를 결정하며; 압력 기울기가 피스톤 속도의 기결정된 범위를 벗어나면, 검출된 압력 기울기에 따라 능동 회로(4)의 누출을 검출하도록; 구성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항에 있어서, 액추에이터 어셈블리(20)는 작동 장치(21)에 의해 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더(22)와; 제동 요구를 나타내는 변수들로서 상기 브레이크 마스터 실린더(22)의 작동을 통해 생성되는 작동 회로(2) 내 유압(3A), 및/또는 작동 장치(21)의 작동 트래블(3B)을 검출하기 위한 센서 어셈블리(23; 24);를 포함하며, 제동 요구 신호(3)는 제동 요구를 나타내는, 센서 장치에 의해 검출되는 변수들(3A; 3B)에 의해 형성되는, 차량용 브레이크 시스템.