KR20200091856A - 마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치 - Google Patents

마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200091856A
KR20200091856A KR1020207012816A KR20207012816A KR20200091856A KR 20200091856 A KR20200091856 A KR 20200091856A KR 1020207012816 A KR1020207012816 A KR 1020207012816A KR 20207012816 A KR20207012816 A KR 20207012816A KR 20200091856 A KR20200091856 A KR 20200091856A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
degree
brake
friction
friction brake
effectiveness
Prior art date
Application number
KR1020207012816A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102616979B1 (ko
Inventor
미햐엘 푸츠
Original Assignee
브이이 비엔나 엔지니어링 포르슝스- 운트 엔트비클룽스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브이이 비엔나 엔지니어링 포르슝스- 운트 엔트비클룽스 게엠베하 filed Critical 브이이 비엔나 엔지니어링 포르슝스- 운트 엔트비클룽스 게엠베하
Publication of KR20200091856A publication Critical patent/KR20200091856A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102616979B1 publication Critical patent/KR102616979B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/662—Electrical control in fluid-pressure brake systems characterised by specified functions of the control system components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • B60T1/065—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels employing disc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/2255—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is pivoted
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/746—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive and mechanical transmission of the braking action
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/03—Brake assistants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/86—Optimizing braking by using ESP vehicle or tire model
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F16D2065/386—Slack adjusters driven electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/001—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/006—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature without direct measurement of the quantity monitored, e.g. wear or temperature calculated form force and duration of braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/14—Mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/22—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting transversely to the axis of rotation
    • F16D2125/28—Cams; Levers with cams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 마찰 브레이크(1)의 빠르고 정확한 작동을 위해, 마찰 브레이크(1)의 열 팽창은 마찰 브레이크(1)의 열 모델(31)을 사용하여 결정되며, 그로부터 접촉점에서의 온도 의존적 이동이 제동 작동을 위해 결정되며, 접촉점의 온도 의존적 이동은 조정될 마찰 브레이크(1)의 작동 정도(BMsoll)를 결정할 때 고려된다.

Description

마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치
본 발명은 마찰 브레이크를 작동하는 방법에 관한 것으로서, 제동 공정을 위해, 마찰 브레이크의 가압 장치 상에 배치된 브레이크 패드가 마찰 브레이크의 마찰 표면에 대해 가압되고, 제동 공정을 위한 가압 장치는 마찰 브레이크의 작동 장치에 의해 구동되고, 제동 작업이 마찰 브레이크의 미리 결정된 효과 정도를 달성하기 위해 - 효과 정도는 제동 효과의 정도임 - , 마찰 브레이크의 브레이크 패드는 초기 위치로부터 에어 갭을 극복하면서 마찰 브레이크의 마찰 표면으로 이동하고, 미리 결정된 효과 정도에 관련되는 마찰 브레이크의 작동 정도가 가압 장치 및 작동 장치에 의해 결정되고 조정됨으로써, 브레이크 패드는 마찰 패드와 마찰 표면 사이의 접촉점에서 시작하여 마찰 표면에 대해 가압된다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위한 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.
마찰 브레이크는 브레이크 패드를 마찰 표면에 대해 가압함으로써 제동을 위한 소정의 제동 토크, 또는 유사하게는, 제동력, 일반적으로 특정 제동 효과를 발생시킨다. 브레이크 작동을 위해 마찰 브레이크의 공지된 변위 힘 거동을 사용하여, 제동 동작은 예를 들어, 원하는 제동 동작을 생성하기 위해 커버되어야 하는 작동 이동(예를 들어, 작동 각도)에 할당될 수 있다. 제동 토크는 알려진 마찰 반경과 마찰력의 곱과 같고, 마찰력은 알려진 마찰 계수와 제동력의 곱과 같기 때문에, 이 값들은 각각 제동 효과로 해석될 수 있다. 전기적으로 작동되는 마찰 브레이크는 전기 모터를 사용하여 마찰 브레이크를 작동시킨다. 캠, 편심, 레버, 로드, 웨지, 볼 램프 회전, 나사, 나사 회전 요소(예를 들어, 볼 나사), 액체, 가스 등과 같은 중간 기어 또는 변속기 부품을 통해, 전기 모터는 원하는 제동 효과를 달성하기 위해 브레이크 패드를 마찰 표면에 대해 가압하기 위해 작동 이동을 커버하는 가압 장치를 구동한다. 마찰 브레이크의 예는 EP 2 433 025 B1 또는 WO 2014/139919 A1에서 찾을 수 있다.
마찰 브레이크를 제어하기 위해, 즉 원하는 제동 효과를 적합하게 조정하기 위해, 제동 효과(제동 토크, 마찰력, 제동력) 또는 동등하게 작동 이동 또는 둘 모두가 제어되어야 한다. 이는 일반적으로 PID 제어기를 사용하는 브레이크 제어 장치를 통해 전자 제어식 마찰 브레이크에서 수행된다.
작동 이동을 통한 마찰 브레이크 제어는 간단하지만 신뢰할 수 없는데, 필요한 제동 효과가 달성되었다고 확실하게 결론을 내릴 수 없기 때문이다. 예를 들어, 상이한 온도에서의 브레이크 패드의 마모 또는 마찰 브레이크의 강성 변화의 영향은 고려되지 않으며, 소정의 목표 위치에 도달할 때 원하는 제동 효과가 실제로 달성되는 것이 보장되지 않는다. 한편, 제동 효과의 제어는 실제 제동 효과로서 제어의 피드백에서 이용 가능하도록 하기 위해 현재 제동 효과의 측정 또는 추정을 필요로 한다. 제동 효과로서의 제동력 또는 제동 토크의 측정은 특히 WO 2014/170259 A2에 이미 언급된 바와 같이 전기적으로 작동되는 브레이크의 경우 어렵고 복잡하다. 마찰 브레이크는 기계 또는 차량의 안전에 중요한 장치이므로 높은 수준의 기능 안전이 보장되어야 하며, 이로 인해 종종 측정 및 제어 장치의 중복 설계가 필요하다. 이것 또한 제동 효과의 통상적인 측정을 복잡하고 비싸게 할 수 있고, 따라서 많은 응용에 있어서 실제로 부적절하거나 비실용적이다.
DE 10 2011 004 772 A1은 차량에서 주차 브레이크에 의해 가해지는 클램핑 힘을 조정하는 방법을 개시하고, 여기서 클램핑 힘을 발생시키기 위한 클램핑 공정은 생성된 기계적 클램핑 작업이 임계값에 도달할 때까지 수행된다. 따라서, 작동 에너지는 임계값에 도달할 때까지 평가되고 적용된다. 이것은 간단하지만 매우 부정확한 브레이크 작동이며, 주차 브레이크에는 충분하지만 서비스 브레이크, 특히 차량에는 적합하지 않은데, 왜냐하면 특히 현대 자동차의 제동 및 안정성 시스템(예를 들어, ABS, ESR 등)과 관련하여 목표 제동 효과를 빠르고 정확하게 달성하는 것이 중요하기 때문이다. 브레이크의 원치 않는 과도한 작동, 즉 원치 않는 과도한 제동 효과는 차량 바퀴의 바람직하지 않은 위험한 차단을 초래할 수 있고, 원하지 않는 제동 효과, 즉 원하지 않는 불충분한 제동 효과는 요구되는 제동 효과를 얻지 못할 수 있다.
따라서 WO 2014/170259 A2는 작동 에너지를 통한 전기 마찰 브레이크의 브레이크 작동을 제어하는 것을 제안한다. 이를 위해, 원하는 제동 효과는 브레이크에 의해 설정된 마찰 브레이크의 목표 위치로 변환된다. 이 목표 위치에 대해, 관련된 목표 작동 에너지는 마찰 브레이크의 알려진 데이터로부터 결정될 수 있다. 작동 동안, 작동 에너지가 결정되고, 결정된 실제 작동 에너지는 목표 작동 에너지 및 보상되는 임의의 편차와 비교된다. WO 2014/170259 A2는 또한 작동 동안의 수명 또는 온도 관련 손실이 또한 예를 들어 작동 에너지를 결정할 때 손실을 보상함으로써 고려될 수 있다고 기술하고 있다. 마찰 브레이크의 온도에 따라 변하는 강성 변화는 작동 에너지에서도 고려될 수 있다.
그러나, 이 방법은 또한 원하는 제동 효과의 매우 정확하고 빠른 설정을 위해 제한된 정도로만 적합하다. 오히려, 이 방법은 실제 제동 이벤트 후 원하는 제동 효과로부터의 편차를 연속적으로 보상하는 것에 기초한다. 그러나 전기식으로 작동되는 마찰 브레이크의 조정된 제동 효과에 대한 빠른 제어 능력뿐만 아니라 정확성에 대한 요구 사항은 지속적으로 증가하고 있다. 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 서비스 브레이크가 이에 해당한다. 현대식 하이브리드 또는 전기 차량은 제동 시 에너지를 회수하기 위해 차량의 운동 에너지를 사용한다. 이를 위해, 전기 모터는 제동 시 발전기로 사용되어 차량에 제동 효과를 발생시킨다. 그러나 이는 차량 속도 또는 발전기 속도에 따라 다르다. 차량 속도가 느릴수록 발전기 제동 효과가 적어지고 서비스 브레이크에서 제동 효과를 더 높여야 한다. 균형 잡힌 제동 이벤트를 달성하려면 서비스 브레이크의 제동 효과를 매우 정확하게 제어해야 한다. 물론 다른 예는 차량의 최신 제동 및 안정성 시스템으로, 제동 효과를 매우 정확하고 빠르게 조정해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 원하는 제동 효과가 매우 정밀하고 신속하게 조정될 수 있는 마찰 브레이크를 작동시키는 방법을 제공하는 것이다.
정확도를 높이기 위해, 특히 마찰 브레이크의 열 팽창을 결정하고, 그로부터 마찰 브레이크의 열 모델에 기초하여 브레이크 작동을 위한 접촉점의 온도 의존적 시프트를 결정하고, 조정될 마찰 브레이크의 작동 정도를 결정할 때 접촉점의 온도에 따른 시프트를 고려하는 것이 제공된다. 이러한 방식으로, 원하는 제동 효과와 제동 작동 동안 실제로 달성되는 제동 효과 사이의 편차가 너무 커지지 않으므로, 차후에, 존재하는 경우, 단지 약간의 차이만이 보상되기만 하면 되는 것이 달성될 수 있다. 원하는 제동 효과가 더 빠르게 조정될 수도 있다.
조정될 작동 정도는 특히 접촉점의 이동에 따라 단순히 증가 또는 감소된다.
제동 작동 종료 시의 효과 정도는 매우 유리하게 결정되며, 가압 장치 및/또는 작동 장치, 또는 그 일부의 운동 에너지는 효과 정도를 결정하기 위한 작동 동작을 위해 적어도 부분적으로 고려된다. 이러한 방식으로, 브레이크 작동에 대한 운동 에너지의 영향을 고려할 수 있으며, 이는 브레이크 작동의 종료 시에 효과 정도의 보다 정확한 결정으로 이어지고, 따라서 원하는 제동 효과와 실제로 제동 작동 중에 달성되는 제동 효과 간의 편차의 보다 정확한 보상으로 이어진다. 이러한 방식으로, 제동 작동이 보다 정확하고 빨라진다. 동일한 방식으로, 에어 갭을 극복하기 위해 요구되는 가압 장치 및/또는 작동 장치 또는 그 일부의 운동 에너지도 효과 정도를 결정할 때 고려될 수 있다. 이를 통해 정확도를 더욱 높일 수 있다. 정확도를 더 높이기 위해, 에어 갭을 극복하는데 필요한 운동 에너지를 결정할 때 접촉점의 온도 의존적 이동도 고려할 수 있다.
제동 작업 중 추가 효과를 고려하면 정확도를 높일 수 있다. 예를 들어, 스프링은 제동 작동 동안 적어도 일시적으로 가압 장치 및/또는 작동 장치에 작용할 수 있고, 효과 정도를 결정할 때 스프링의 효과가 고려될 수 있다. 또는 제동 작동 중에 마찰 브레이크의 자체 강화가 적어도 일시적으로 작용할 수 있고, 효과 정도를 결정할 때 자체 강화의 효과를 고려할 수 있다. 또는, 결정된 효과 정도 및/또는 작동 정도는 남아있는 부정확성을 감소시키기 위해 미리 결정된 보정 계수로 보정될 수 있다.
다른 유리한 실시예에서, 열 모델은 온도 변화로 인해 변하는 마찰 브레이크 또는 그 일부의 강성을 결정하는데 사용되며, 마찰 브레이크가 작동될 때 변화 강성이 고려된다. 제동 작업에 대한 이러한 영향을 고려하면 제동 작업의 정확도가 향상될 수 있다.
마모 조정기를 연속적으로 작동시킬 필요가 없도록, 원하는 효과 정도와 실제로 결정된 효과 정도 사이의 편차가 미리 결정된 임계 값을 초과하는 경우 제동 후에만 에어 갭을 조정할 수 있다. 이를 위해, 편차로부터 조정 정도가 도출되어, 이에 의해 마모 조정기 및/또는 가압 장치에 의해 에어 갭이 조정될 수 있다.
본 발명은 예시적이고 개략적이며 비 제한적인 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 도 1 내지 도 7을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 마찰 브레이크의 한 예로 브레이크 작동이 있는 플로팅 캘리퍼 디스크 브레이크의 개략도를 보여준다.
도 2는 작동 각도(α)의 함수로서 작동 토크(TA)와 제동 토크(TB)의 과정을 보여준다.
도 3은 편심으로 작동되는 마찰 브레이크의 예를 사용한 작동 각도 범위를 보여준다.
도 4는 제동 작업의 효과 정도/작동 정도 특성 곡선을 보여준다.
도 5는 마찰 브레이크의 열 상태로 인한 효과 정도/작동 정도 특성 곡선의 편차를 보여준다.
도 6은 효과 정도의 부정확한 결정으로 인한 효과 정도/작동 정도 특성 곡선의 편차를 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 브레이크 제어를 도시한다.
본 발명은 차량에서 종종 사용되는 플로팅 캘리퍼 디스크 브레이크 형태의 개략적으로 도시된 마찰 브레이크(1)를 사용하여 도 1을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다. 플로팅 캘리퍼 디스크 브레이크는 잘 알려져 있고, 플로팅 캘리퍼 디스크 브레이크의 특성과 기능, 예를 들어 차량에 플로팅 캘리퍼 디스크 브레이크 설치 등이 본 발명을 이해하기 위해 필요한 한 다루어진다. 그러나, 원칙적으로, 본 발명은 드럼 브레이크와 같은 다른 유형의 브레이크에도 적용될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 선형 운동을 위한 브레이크, 예를 들어 엘리베이터를 위해 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼 이외의 마찰 표면, 예를 들어 다소 평평한 표면이 또한 제공될 수 있다.
도 1은 브레이크 디스크(4) 형태의 마찰 표면(14)을 둘러싸는 브레이크 캘리퍼로서 플로팅 캘리퍼(2)를 갖는 마찰 브레이크(1)를 도시한다. 플로팅 캘리퍼(2)에는 고정식 브레이크 패드(3)(플로팅 캘리퍼(2)에 관련됨) 및 가동식 브레이크 패드(6)(플로팅 캘리퍼(2)에 관련됨)가 있다. 가동식 브레이크 패드(6)는 도 1에 이중 화살표로 표시된 바와 같이, 일반적으로 존재하는 에어 갭(13)을 극복한 후, 작동 부분이 있는 가압 장치(10)에 의해 브레이크 디스크(4)에 대해 가압된다. 가압 장치(10) 또는 작동 부분은 작동 장치(20), 예를 들어 전기 모터(21)에 의해 구동된다. 마찰 브레이크(1)의 비 작동 상태에서, 가동 브레이크 패드(6)는 잔류 브레이크 제동 토크로 인한 바람직하지 않은 손실을 방지하기 위해 브레이크 디스크(4)를 들어 올릴 때까지 일반적으로 그리고 바람직하게는 후퇴된다. 물론, 고정 브레이크 패드(3)도 마찰 표면(14)으로부터 들어 올려져야 한다. 마찰 브레이크(1)를 작동시킴으로써, 플로팅 캘리퍼(2)는 알려진 방식으로 자동적으로 중심을 맞추므로, 브레이크 패드(3, 6)는 브레이크 디스크(4)와 맞닿아 그에 대해 가압된다. 이는 특정 제동 토크를 생성하는 제동력을 생성한다. 브레이크 패드(3, 6)는 또한 패드 캐리어(5) 상에 배열될 수 있다.
가압 장치(10)는 브레이크 부분에 배치된다. 브레이크 부분은 플로팅 캘리퍼(2)일 수 있지만, 본 명세서에서 잘 알려진 마모 조정기(11)일 수도 있다. 마찰 브레이크(1)의 도시된 실시예에서의 마모 조정기(11)는 플로팅 캘리퍼(2) 상에 배열되고 가압 장치(10)는 차례로 마모 조정기(11) 상에 배열된다. 전체 가압 장치(10)는 브레이크 패드(3, 6)에서의 마모를 보상하기 위해 마모 조정기(11)에 의해 이동된다. 가압 장치(10) 또는 가동 브레이크 패드(6)는 바람직하게는 예를 들어 플로팅 캘리퍼(2)에서와 같이 마찰 브레이크(1)에서 안내될 수 있다. 마모 조정기(11)는 매우 짧은 거리를 이동해야 하고 그것들을 때때로 조정하기만 하면 되기 때문에, 가압 장치(10)는 마찰 브레이크(1)에서 준 정지 방식으로 배열된다. 이러한 마모 조정기(11)는 그 자체가 다양한 설계로 공지되어 있으므로, 여기서는 더 상세하게 설명하지 않는다. 마모 조정기(11)는 일반적으로 에어 갭(13)을 감소시키기 위해 브레이크 패드(3, 6)와 마찰 표면(14)(드럼 브레이크와 유사한) 사이에 과도한 에어 갭(13)이 있는 경우에만 조정된다. 마찰 브레이크(1)의 정상 작동에서, 에어 갭(13)은 마모로 인해 연속적으로 증가하며, 이는 마모 조정기(11)에 의해 보상될 수 있다.
가압 장치(10)는 실시예에서 브레이크 패드(6) 또는 패드 캐리어(5)가 인접하는 유지 부분(7)을 포함한다. 유지 부분(7)의 양측에는 가압 샤프트(8)가 지지되어 있다. 가압 샤프트(8)는 작동 샤프트(9)의 샤프트 저널로서 설계되거나, 중공 축으로 설계된 작동 축(9)에 장착되고, 작동 샤프트(9)의 샤프트 저널 또는 축 보어는 작동 샤프트(9)의 회전축에 편심되어 설계된다. 정지 또는 준-정지 브레이크 부분, 예를 들어 마모 조정기(11)에 장착된 작동 샤프트(9)는 작동 장치(20)에 의해 회전되며, 따라서, 압축 샤프트(8) 및 따라서 브레이크 패드(6)는 회전 방향에 따라 브레이크 디스크(4)를 향해 또는 멀어지게(이중 화살표로 표시됨) 편심으로 인해 이동된다. 따라서 여기에서 편심을 통해 제동력이 생성된다. 유사하게, 가압 장치(10)는 패드 캐리어(5) 또는 유지 부분(7)에 맞물리는 캠 형태 또는 토글 레버 형태로 설계될 수 있다. 가압 장치(10)로서 다단 기어 또는 볼 스핀들이 또한 적합하다. 가압 장치(10)의 작동 부분을 이동시키는 작동 장치(20)는 모든 실시예에 공통이며, 예를 들어 마찰 브레이크(1)를 작동시키기 위해, 예를 들어 작동 이동에 의해 편심적으로 장착된 압력 샤프트(8), 캠, 볼 스크류, 레버 등을 갖는 작동 샤프트(9)가 각도만큼 회전하거나 거리만큼 이동한다. 그 후, 작동 이동은 브레이크 패드(6)의 마찰 표면(14) 방향으로 또는 그로부터 멀어지도록 브레이크 패드(6)의 이동에 영향을 준다. 가압 장치(10)의 가능한 설계는 예를 들어 WO 2010/133463 A1 또는 AT 513 989 A1에서 발견될 수 있으나, 본 발명은 물론 이러한 디자인으로 제한되지 않는다.
도 1에서, 전기 모터(21)는 작동 장치(20)로서 제공되며, 도시된 실시예에서 작동 샤프트(9) 상에 배열된 작동 레버(23) 및 이에 따라 작동 샤프트(9)를 링키지(22)를 통해 회전시킨다. 물론, 임의의 다른 적절한 구동 장치가 작동 장치(20), 예를 들어 작동 샤프트(9)를 직접 또는 기어를 통해 구동하는 전기 모터로 간주될 수 있다. 그러나, 작동 장치(20)는 적어도 부분적으로 전기 모터(21)에 부가하여 작용하는 스프링을 포함할 수 있다. 스프링은 또한 브레이크를 해제하고 브레이크를 해제하기 위해 전기 모터(21)를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 이 버전은 특히 철도 브레이크, 기계의 서비스 브레이크 또는 엘리베이터의 경우와 같이, 마찰 브레이크(1)가 전원이 차단된 상태에서 확실하게 작동되어야 할 때 사용된다. 이 경우, 스프링은 전기 모터(21)가 공급 에너지의 실패로 인해 브레이크를 더 이상 해제할 수 없을 때 마찰 브레이크(1)를 작동시킨다.
가압 장치(10)는 작동 부분의 작동 이동 범위, 예를 들어 작동 샤프트(9)의 회전 이동 또는 볼 스크류의 변위 이동의 형태로 일정한 고정된 작동 범위를 갖는다. 작업 범위는 브레이크 힘, 즉 짧은 이동 거리에서 높은 힘을 발생시키기 위한 바람직한 변속비가 존재하도록 유리하게 선택된다.
이러한 마찰 브레이크(1)는 일반적으로 이동 제동 작용 곡선을 가지며, 이는 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 비선형일 수도 있다. 도 1과 같이 마찰 브레이크 1의 경우, 도 2는 작동 이동(α)에 대한 작동 토크(TA)(곡선 12) 및 결과적인 제동 토크(TB)(곡선 11)의 예시적인 코스를 도시하며, 이는 도시된 실시예에서의 각도이다. 작동 토크(TA)는 작동 장치(20), 여기서 전기 모터(21)에 의해 인가되어야 한다. 제동을 위한 작동 이동은 브레이크가 완전히 적용될 때 시작 위치(αA)에서 위치(αVB)까지 연장되며, 가능한 작동 범위는 그 사이에 연장된다. 각도 위치는 편심의 하사점에 해당하는 제로 위치와 관련하여 여기에 제공된다(도 3). 이심률(E)(도 3에서 크게 과장된)은 예를 들어 0.5 mm이다. -90 °(디스크로부터의 최대 거리)에서 + 90 °(디스크까지의 최대 거리)에서 이론적으로 최대 회전 각도에 대해 이론적으로 최대 1 mm의 브레이크 패드(6) 스트로크가 발생한다. 이 중, 실제로는 예를 들어 시작 위치(αA)에서 -60 °로부터 예를 들어 + 60 °에서 완전 제동(αVB)까지 조금 덜 사용되고, 이는 120 °의 전체 제동을 위한 작동 이동이 발생한다. 정상 제동은 일반적으로 시작 위치(αA)와 끝 위치(αE) 사이의 짧은 작동 거리(예를 들어, 15 °)를 갖고, 이 때 각 경우에 필요한 제동 토크(TB,soll)가 달성된다.
작동 초기에 에어 갭(13)을 극복해야 한다. 이것은 시작 위치(αA)로부터 시작하여, 접촉점(αL)에서 에어 갭(13)이 극복되고 브레이크 패드(6)가 마찰 표면(14)에 맞닿을 때까지 특정 작동 이동이 커버되어야 한다는 것을 의미한다. 이 접촉점(αL)으로부터 제동 효과, 예를 들어 제동 토크(TB)가 발생된다.
도 1에 따른 마찰 브레이크(1)의 비선형 작동 메커니즘으로 인해, 저력 작동 이동은 처음에 신속하게 커버되며, 제동력이 증가함에 따라 더 작은 작동 이동 증가(및 입력 힘 증가)를 위해 기계적 변속비가 변경된다. 편심이 마찰 표면(14)으로 더 회전되면, 작동 이동의 증가는 감소하고 패드 가압력은 동일한 입력 힘(또는 입력 토크)으로 증가한다. 도 2에서, 작동 토크(TA)의 추가 증가 없이, 제동 토크(TB)는 비선형성으로 인해 편심에 의해 추가로 증가되는 것을 알 수 있다. 전진 주행 방향의 비선형성 외에도, 알려진 자체 강화는 마찰 브레이크(1)에서도 발생할 수 있으며, 이것이 작동 토크(TA)가 도시된 실시예에서 예를 들어 작동 이동(α)의 대략 20 °로부터 떨어지는 이유이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 자체 강화는 작동 이동 α = 0 °, 즉 편심이 하사점을 초과할 때 시작할 수 있다. 물론, 브레이크 패드(6) 또는 패드 캐리어(5)는 홀딩 부분(7)에 느슨하게만 접촉한다는 점에서, 마찰 브레이크(1)는 또한 예를 들어 자체 강화가 발생하지 않도록 설계될 수 있고, 그 결과, 브레이크 패드와 마찰 표면 사이의 마찰력이 가압 장치(10)로 전달되지 않을 것이며, 이는 자체 강화를 위한 전제 조건이다.
상기 고려 사항은 일반적으로 마찰 브레이크에 일반적으로 적용되며, 결과적으로 다른 유형의 마찰 브레이크에도 유사한 방식으로 적용된다.
브레이크 작동을 위해, 마찰 브레이크(1), 예를 들어 브레이크 페달을 통한 차량 운전자, 차량의 제동 또는 안정성 시스템, 기계의 브레이크 제어 등으로부터 소정의 제동 효과가 요구된다. 전술한 바와 같이, 제동 효과로서 수직력(제동력), 마찰력(정상력 및 마찰 계수의 곱으로서) 또는 제동 토크(마찰력 및 추정된 마찰 반경의 곱으로서)가 사용될 수 있다. 이 제동 효과는 가압 장치(10) 및 작동 장치(20)에 의해 마찰 브레이크(1)를 작동시킴으로써 마찰 브레이크(1)에 의해 조정될 수 있다. 이를 위해, 효과 정도(WM)가 필요하며, 이는 마찰 브레이크(1)를 작동시킬 때 특정 제동 효과에 대한 결론을 허용한다. 따라서 효과 정도(WM)는 제동 효과의 정도이다. 제동 효과는 물론 제동 토크 또는 제동력과 같은 효과 정도(WM)로서 직접 사용될 수 있다. 그러나, 제동 효과와 관련되거나 그로부터 종속되거나 도출된 효과 량도 효과 정도로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제동 효과를 발생시키는데 필요한, WO 2014/170259 A2에 기술된 바와 같이, 작동 에너지(힘*변위 또는 토크*각의 합 또는 적분으로서)가 효과 정도로서 사용될 수 있다. 전기 모터(21)의 모터 전류 또는 모터 토크가 또한 효과 정도로서 사용될 수 있다. 물론, 브레이크 작동 동안 순간 값, 예를 들어 전기 모터(21)의 에너지 또는 전류가 또한 결정될 수 있고, 전류 효과 정도(WM)는 순간 값을 합산함으로써 계산될 수 있다. 물론, 효과 정도(WM)에는 물리량일 필요도 없는 다른 여러 옵션이 있다. 결정적인 유일한 것은 브레이크 작동 중에 작용하는 제동 효과가 효과 정도(WM)로부터 도출되거나 변환될 수 있다는 것이다.
같은 방식으로, 작동 이동 대신 일반적인 작동 정도(BM)를 사용할 수 있다. 작동 정도(BM)는 직접 작동 이동(α)일 수 있거나, 또는 그것과 관련되거나 또는 관련된 작동 량일 수 있다. 물론 작동 이동 및 마찰 브레이크(1)의 알려진 탄성 거동에 직접적으로 의존하는 작동될 때 마찰 브레이크(1)의 탄성 변형이 작동 정도(BM)로서 사용될 수도 있다. 전기 모터(21)의 속도 또는 회전 각도는 또한 작동 정도(BM)로서 사용될 수 있다. 따라서, 작동 정도(BM)는 마찰 브레이크(1)의 작동에 대한 정도, 또는 다시 말해서 작동에 대해 작동 이동이 얼마나 많이 커버되었는지에 대한 정도이다.
일반적으로, 따라서, 마찰 브레이크(1)의 작동 거동은 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)의 형태, 예를 들어 도 2에서와 같이 제동 토크/작동 이동 특성 곡선(11)의 형태로 표현될 수 있다. 마찰 브레이크(1)의 경우, 이 효과 정도/작동 정도 특성 곡선은 예를 들어, 강도 브레이크 계산(예를 들어 유한 요소 시뮬레이션에 의해), 마찰 브레이크(1)의 수학적 모델로부터 계산되고, 원칙적으로 알려진 것으로 가정할 수 있다. 이 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)은 또한 다른 영향을 받는 변수에 의존할 수 있으며, 예를 들어, 마찰 브레이크(1) 또는 그 일부의 온도, 브레이크 패드의 마모 상태 및/또는 마찰 표면(14) 등과 같은 것들이 있다. 이것은 또한 상이한 영향을 미치는 변수들에 대한 복수의 특성 곡선들(예를 들어, 특성도의 형태로)로 이어질 수 있는데, 예를 들어 상이한 온도(또는 마찰 브레이크(1)의 강성) 또는 브레이크 패드(3, 6)의 다른 마모 상태에 대한 특성 곡선을 갖는 특성 곡선 필드로 이어질 수 있다. 이러한 공지된 특성 곡선이 마찰 브레이크(1)의 제어 유닛에 대해 예를 들어 표 형태, 기능적 관계 형태 등으로 저장되는 방식은 중요하지 않다.
효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)은 마찰 브레이크(1)의 제동 효과를 나타내므로, 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)은 접촉점(αL)로부터 시작하는 인접 브레이크 패드(6)와 자연스럽게 관련되는데, 그렇지 않으면 제동 효과 또는 변형이 없을 수 있기 때문이다. 물론, 에어 갭(13)은 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 접촉점(αL) 전에 극복되어야 한다.
브레이크 패드(6)와 마찰 표면(14)의 접촉은 예를 들어 힘 센서에 의해 측정될 수 있다. 그러나, 마찰 브레이크(1)는 안전 관련 장치이기 때문에 마찰 브레이크(1)에서 그 자체로 불리하다. 또한 마찰 브레이크(1)와 관련하여 임의의 센서 시스템의 기능적 안전을 요구한다. 따라서 이러한 센서 시스템은 기능적으로 안전해야 하며 일반적으로 센서 시스템의 중복 버전이 필요하다. 그러나, 마찰 브레이크(1)는 또한 대량 생산품이기 때문에, 높은 압력의 영향을 받기 때문에, 마찰 브레이크(1)의 임의의 부분의 중복 설계는 비용의 이유로 불리할 것이다. 따라서, 본 발명의 의미에서, 에어 갭(13)은 후술되는 바와 같이 제동 후에 에어 갭이 제어된 방식으로 조정되기 때문에 마찰 브레이크(1)의 특정 상태에서 알려져 있다고 가정된다. 따라서, 에어 갭(13)을 극복하기 위해 얼마나 많은 작동(예를 들어, 작동 이동)이 필요하고 에어 갭(13)이 측정될 필요가 없는지 또한 알려져 있다.
따라서, 마찰 브레이크(1)로 제동을 수행하기 위해, 절차는 예를 들어 도 4를 참조하여 다음과 같다. 도 4는 예를 들어 마찰 브레이크(1)의 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)을 도시한다. 제동에는 제동 효과가 필요한데, 예를 들어 특정 제동 토크이다. 이 제동 효과는 효과 정도(WM)와의 미리 정해진 또는 알려진 관계에 기초하여 원하는 제동 효과에 대한 정도로서 효과 정도(WMsoll)로 직접 변환될 수 있다. 물론 필요한 효과 정도(WMsoll)도 직접 설정할 수 있다. 주어진 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)으로부터, 마찰 브레이크(1)에 의해 조정될 작동 이동의 정도으로서 작동 정도(BMsoll)가 얻어질 수 있고, 이는 효과 정도(WMsoll)를 달성하기 위해 조정된다. 그러나, 이 작동 정도(BMsoll)는 물론 접촉점(αL), 즉 브레이크 패드(6)가 마찰 표면(14)과 접촉하는 시점부터 시작하는 작동 정도일 뿐이다. 그 후, 마찰 정도(BMsoll)에 도달할 때까지 마찰 브레이크(1)가 작동된다. 따라서, 제동을 위해, 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30) 상의 특정 지점(Ssoll)에 도달해야 한다.
제동 효과가 발생하기 전에, 에어 갭(13)은 물론 극복되어야 한다. 이는 마찰 브레이크(1)의 작동이 작동 정도(BML)의 접촉점 이전에 작동 정도(BM0)에서 시작하고, 여기에서 브레이크 패드(6)가 마찰 표면(14)에 인접하기 시작한다는 것을 의미한다. 따라서, 마찰 브레이크(1)의 전체 작동은 공지된 에어 갭(13)(BML-BM0) 및 원하는 제동 효과(BMsoll-BML)를 설정하기 위해 필요한 작동을 극복하는 것으로 구성된다. 제동 후, BM0에서 시작으로 재설정된다.
또한 도 4는 마찰 브레이크(1)의 온도 또는 마모 상태와 같은 다른 영향 변수에 대해 다른 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30', 30'')이 있을 수 있음을 나타낸다. 물론, 영향 변수의 현재 값에 가장 가까운 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30', 30'')은 브레이크 작동에 사용된다. 필요한 경우 기존 특성 곡선 사이를 보간할 수도 있다.
WO 2014/170259 A2에서, 이 기본 절차는 효과 정도(WM)로서 작동 에너지를 사용하고 작동 정도(BM)로서 회전 각도를 사용하여 설명된다. 다양한 요인으로 인해 실제로 달성되고 측정 또는 추정될 수 있는 효과 정도(WMist)가 도 4에 표시된 것처럼 조정된 작동 정도(BMsoll)에서 예상된 효과 정도(WMsoll)와 다를 수 있다. 의도된 작동 정도(BMsoll)가 달성되는 것이 아니라, 측정 또는 추정될 수 있는 작동 정도(BMist)로부터 벗어나는 것이 또한 고려될 수 있다. 실제 제동에서, 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30) 상의 원하는 지점(Ssoll)에 도달하는 것이 아니라 오히려 그로부터 벗어나는 지점(Sist)에 도달할 수 있다. 이 편차는 그에 따라 작동 정도(BM)를 증가 또는 감소시킴으로써 보상될 수 있는데, 즉 브레이크 패드(6)가 원하는 제동 효과를 조정하기 위해 추가로 가압되거나 다소 상승된다. 이 방법은 매우 잘 작동하지만 제동의 정확성 및 속도와 관련하여 본 발명에 따라 개선되어야 한다.
이를 위해, 마찰 브레이크(1)의 열 모델이 사용되며, 마찰 브레이크(1)의 열 팽창은 마찰 브레이크(1)의 현재 온도의 함수로서 결정될 수 있다. 또한 마찰 브레이크(1)의 하나 이상의 부분의 모델은 마찰 브레이크(1)의 열 모델인 것으로 이해된다. 그러므로 열 모델이 전체 마찰 브레이크(1)의 열 거동을 모델링할 필요는 없다. 마찰 브레이크(1)의 상이한 구성 요소는 또한 상이한 연결된 열 서브 모델에 의해 모델링될 수 있다. 열 서브 모델의 합은 마찰 브레이크(1)의 열 모델을 초래한다. 이러한 열 모델은 마찰 브레이크(1)의 공지된 구성에 기초하여, 예를 들어 경험적으로, 수학적으로 또는 물리적 고려에 기초하여 미리 생성될 수 있으며, 주어진 것으로 가정된다. 그러나, 본 발명의 경우, 열 모델이 어떻게 구성되는지는 중요하지 않다.
마찰 브레이크(1)의 열 모델의 경우, 마찰 브레이크(1)의 온도 및/또는 마찰 브레이크(1)의 특정 구성 요소의 온도 및/또는 마찰 브레이크(1)의 주위 온도는 모델의 입력 변수, 예를 들어, 마찰 브레이크(1)의 하우징 온도 또는 전기 모터(21)의 온도로서 측정되어야 하거나, 또는 온도 모델에서 얻을 수 있다. 이들의 조합도 생각할 수 있다. 하우징 온도 또는 엔진 온도와 같은 특정 온도는 측정하기 쉽기 때문에 바람직하게 측정된다.
한편, 다른 온도는 브레이크 패드(6) 또는 마찰 표면(14)의 온도와 같이 측정하기에 매우 복잡하거나 간섭되기 쉬우므로, 바람직하게는 적합한 온도 모델로부터 결정된다. 복수의 온도 부품 모델이 또한 사용될 수 있으며, 디스크 온도, 패드 온도 또는 특정 열팽창 부품의 온도 등이 있다. 온도 모델은 현명하게는 예를 들어 제동력(예를 들어, 제동 토크*마찰 표면의 각속도) 또는 그 일부로부터, 열이 공급되는 내열성 및 물리적으로 흑체 방사선과 공기를 통한 소산으로 구성되는 방열로부터의 열 공급으로 구성된다. 공기를 통한 소산의 경우, 정적 부품(예를 들어, 고정 차량) 및 속도 종속 부품도 고려할 수 있다. 또한 시간 동작을 모델링하기 위해 열 관성을 고려할 수도 있다. 온도 모델은 또한 예를 들어 주변 온도를 고려하거나 계산된 값과 측정 가능한 값을 비교하고, 예를 들어, 교정을 위해 측정 가능한 온도와 결합될 수 있다. 열팽창을 위해 온도에 따른 선형 또는 비선형 거동을 가정할 수 있다. 브레이크 캘리퍼가 브레이크 디스크보다 느리게 가열되기 때문에 열팽창 발생 시 시간 지연을 고려하는 것이 좋다. 이러한 시간 지연은 예를 들어 단일 및 다단 저역 통과 필터를 사용하여 모델에서 쉽게 표현할 수 있다. 열 저항은 일정하거나, 속도에 따라 다를 수 있다(공기 냉각 효과). 방열 저항(냉각) 및 열 공급 저항(브레이크 패드를 통해 브레이크 캘리퍼에 공급될 수 있는 열)이 있을 수 있다. 모델의 이러한 열 저항 및 기타 모델 구성 요소를 실제 구성 요소(예: 브레이크 디스크)에 지정할 수 있지만, 그러나 이들은 예를 들어 온도 및 시간에 따른 영향(예: 팽창)을 나타내는 모델 매개 변수일 수도 있지만, 마찰 브레이크(1)의 구성 요소에는 정확하게 지정되지는 않는다. 그러나, 본 발명의 경우 열 모델이 어떻게 구성되는지는 중요하지 않다.
마찰 브레이크(1)의 열 모델, 또는 열 모델의 부분 모델은 또한 변화된 온도 조건으로 인해 변하는 마찰 브레이크(1)의 강성 또는 그 일부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제동을 위한 올바른 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30', 30'')은 온도 또는 강성에 따라 선택될 수 있다. 이는 적절한 강성 보정 정도(SKM)에 의해 고려될 수도 있다. 마찰 브레이크(1)가 예를 들어 더 높은 온도에서 덜 강성이면, 마찰 브레이크(1)의 변형 비율이 더 크기 때문에, 특정 작동 정도(BM)로 더 낮은 효과 정도(WM)가 달성된다. 이 관계는 예를 들어 경험적으로 또는 시뮬레이션 또는 계산에 의해 미리 결정될 수 있고, 강성 보정 정도(SKM)의 형태로 저장될 수 있으며, 이를 통해 효과 정도(WM)가 보정될 수 있다.
마찰 브레이크(1)의 온도 의존적 열 팽창으로 인해, 에어 갭(13)이 변경될 수 있다. 예를 들어, 패드 캐리어(5) 또는 브레이크 패드(3, 6)는 온도가 증가함에 따라 팽창하거나(에어 갭(13)은 더 작아질 수 있음), 브레이크 캘리퍼는 온도가 증가함에 따라 팽창한다(에어 갭(13)은 더 커질 수 있음). 물론 온도가 떨어지면 역효과가 발생한다. 이것은, 예를 들어 에어 갭(13)이 작아지거나(또는 더 커짐) 접촉점(αL)(작동 정도(BML'))이 실제로 추정된 것보다 일찍(또는 나중에) 도달하는 것을 초래할 수 있다(도 5에 도시됨). 따라서, 제동 효과가 더 일찍 구축되고, 실제 효과 정도(WMist)는 설정될 작동 정도(BMsoll)에 기초하여 조정되는데, 이는 예를 들어 과도한 제동 효과에 대응한다. 물론 그 반대도 가능하다.
이러한 영향은 단일 제동 작업에서 마찰 브레이크(1)의 온도가 수백 °C 증가할 수 있다고 생각할 때 구체적이 되고, 이는 상당한 열 팽창을 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 브레이크 패드(6)와 마찰 표면(14)의 접촉점에서의 온도 관련 이동을 결정하기 위해 마찰 브레이크(1)의 열팽창 또는 그 일부는 마찰 브레이크(1)의 열 모델에 의해 결정된다. 열팽창은 물론 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)이 관련된 기준 온도와 관련이 있다. 물론 접촉점의 이동은 공지된 관계에 기초하여 작동 정도(BMΔ)의 이동으로 변환될 수 있다. 마찰 브레이크(1)의 작동을 위해, 설정될 작동 정도(BMsoll)는 작동 정도(BMΔ)의 시프트에 의해 제동을 위해(올바른 대수 부호로) 수정된다. 보정은 반드시 작동 정도(BMΔ)의 전체 시프트로 이루어질 필요는 없지만, 그것의 일부(δ), 즉 δ·BMΔ일 수도 있고, δ∈]0, 1] 이다. 이러한 수정된 작동 정도(BMsoll')는 제동에 사용되며 수정된 효과 정도(WMist')로 이어진다(도 5). 따라서 제동할 때 Sist와 Ssoll 지점(도 4)의 차이를 이미 줄이고 전체적으로 보상할 수 있다. 이상적인 경우 편차를 수정하거나 작은 편차만 보정하면 된다.
본 발명에 따른 방법은 마찰 브레이크(1)의 열 상태에 기초하여 접촉점의 시프트를 결정하는 것에 기초한다. 마찰 브레이크(1)의 정확도에 대한 다른 영향을 미치는 변수는 온도에 의존적일 수 있으며, 예를 들어 강성은 상이한 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30', 30'')을 야기할 수 있다. 그러나 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30′, 30′′)은 온도와 무관한다. 즉, 제동 동안 마찰 브레이크(1)의 온도가 크게 변할 수 있다는 것을 고려하지 않았다. 물론 이것은 특정 부정확성을 초래한다. 한편, 접촉점의 이동을 결정하는데 어느 정도의 부정확성이 존재한다. 이러한 부정확성으로 인해 제동 시 제동 효과가 너무 높거나 낮아진다. 따라서, 부정확성이 적어도 부분적으로 서로를 보상하고 합산하지 않으면 본 발명에 따른 방법에 유리하다. 예를 들어 열 모델은 다음과 같은 방식으로 설계될 수 있다. 제동 효과에 대한 접촉점 결정의 오류는 강성 변경으로 인해 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30, 30', 30'')에 의해 제동 시스템으로 들어오는 오류와 다른 방향으로 진행하는 경향이 있다. 더 높은 온도로 인한 덜 강성인 마찰 브레이크(1)는 제동 효과를 낮춘다. 접촉점 결정의 오차는 이제 제동이 더 높은 제동 효과를 유발하는 방식으로 모델에 포함될 수 있다. 물론, 유사한 방식으로, 제동의 정확성에 대한 다른 영향도 추가적으로 또는 대안적으로 보상될 수 있다.
정확도에 대한 다른 관련 영향은 작동 장치(20)의 관성, 예를 들어 전기 모터(21)의 관성이다. 따라서, 마찰 브레이크(1)를 작동시키기 위해 소비되는 에너지의 일부는 이동하는 부품의 운동 에너지에 있고 브레이크 패드(6)를 가압하는데 사용되지 않는다. 제동 동작의 끝에서 효과 정도(WMist)를 결정하기 위해 제동 동안 효과 정도(WM)가 연속적으로 결정되며, 예를 들어 측정된 값으로부터 측정되거나 계산된다. 작동과 관련된 운동 에너지를 고려하지 않으면 실제 효과 정도(WMist')는 도 6에 표시된 것처럼 작동 중 결정된 효과 정도(WMist)와 다르다. 요청된 효과 정도(WMsoll)와 결정된 효과 정도(WMist) 간의 실제 차이도 손상된다. 이 차이는 나중에 보상되지만, 실제 효과 정도(WMist')가 아니라 결정된 잘못된 효과 정도(WMist)가 고려되기 때문에 결함 조건이 유지된다.
예시를 위해, 전기 모터(21)가 작동 장치(20)로서 고려된다. 가압 장치(10)의 전기 모터(21)와 유지 부분(7) 사이의 임의의 이동 부분(예를 들어, 도 1에 도시됨)은 간략화를 위해 무시된다. 알려진 관성 모멘트를 갖는 전기 모터(21)는 고속으로 작동하기 위해 회전하며, 이는 운동 에너지, 여기서는 회전 에너지를 초래한다. 예를 들어 WO 2014/170259 A2에 설명된 바와 같이, 작동 에너지가 효과 정도(WM)로서 이제 사용된다면, 전류 토크*전류 회전 각도의 곱을 합산하여 연속적으로 결정되면 운동 에너지의 비율은 무시된다. 이 작동 에너지의 일부는 제동 효과를 생성하는데 사용되지 않고 전기 모터(21)의 운동 에너지에 대신 존재한다. 그러나 제동이 끝나면, 결정된 작동 에너지보다 더 낮은 제동 효과가 달성된다.
따라서, 운동 에너지의 비율을 보정 정도(KM) 또는 보정 정도(KM)의 일부로 취함으로써, 적어도 제동 작동의 일부 동안, 효과 정도(WMist)를 결정할 때, 가압 장치(10) 또는 그 일부의 운동 에너지가 고려된다. 운동 에너지는 가압 장치(10)의 이동 부분의 고속에서 가장 현저하기 때문에, 이것이 적어도 고려되는 이유이다. 움직이는 부분 또는 적어도 고려된 움직이는 부분의 관성은 마찰 브레이크(1)의 알려진 구조 및 구조로 인해 알려진 것으로 가정될 수 있다. 효과 정도(WM)로서의 작동 에너지의 경우, 이것은 물론 매우 쉽게 가능하다. 그러나, 마찰 브레이크(1)의 공지된 기하학적, 운동학적 및 구조적인 관계로 인해, 운동 에너지는 다른 효과 정도(WM)로부터 제거될 수 있다. 이는 제동이 끝날 때 효과 정도(WMist)가 훨씬 더 정확하다는 것을 의미하며, 이는 제동을 더욱 정확하게 한다.
동일한 방식으로, 에어 갭(13)을 극복하기 위해 필요한 운동 에너지도 고려될 수 있다. 예를 들어, 작동 수단(20), 예를 들어 전기 모터(21)의 작동 에너지가 효과 정도로서 사용된다면, 작동 에너지는 자연적으로 에어 갭(13)을 극복하기 위해 사용되지만, 그러나 이것은 제동 효과를 발생시키지 않는다. 에어 갭(13)이 알려지므로, 물론, 이 에너지 함량은 정확도를 증가시키기 위해 제동 동작의 종료 시에 결정된 효과 정도(WMist)로부터 보정 정도(KM) 또는 보정 정도(KM)의 일부로서 감산될 수 있다. 이를 위해, 마찰 브레이크(1) 또는 그 일부의 열 팽창으로 인한 에어 갭(13)의 변화도 물론 고려될 수 있다.
운동 에너지를 결정할 때 제동 중에 움직이는 마찰 브레이크(1)의 모든 부분을 반드시 고려할 필요는 없지만, 본질적인 기여가 고려될 때 충분하다.
접촉점의 온도 의존적 이동을 고려함과 더불어 마찰 브레이크(1)의 이동 부분의 운동 에너지의 고려가 이루어질 수 있다. 그러나, 운동 에너지의 고려는 그 자체로 가능하며, 또한 접촉점의 온도 의존적 이동을 고려하지 않고, 또한 본 발명인 것으로 간주된다는 점에 유의해야 한다.
기본적으로 유사한 방식으로, 각 영향이 효과 정도(WM) 또는 작동 정도(BM)의 위조로 간주될 수 있기 때문에 다른 영향도 고려될 수 있다.
예를 들어, 마찰 브레이크(1)에서, 스프링은 작동 이동(또는 일반적으로 작동 정도(BM))에 따라 스프링 특성에 따라 작동 메커니즘에 작용할 수 있으며, 스프링은 물론 전체 작동 이동에 작용할 필요가 없다. 따라서 이러한 스프링은 작동에 에너지를 공급하거나(스프링이 풀릴 때) 에너지를 소산시킬 수 있다(스프링이 인장될 때). 운동 에너지와 유사하게, 제동 종료 시 결정된 효과 정도(WMist)는 실제 효과 정도(WMist)에서 벗어난다. 스프링이 작동에 미치는 영향을 알 수 있다고 가정할 수 있기 때문에(예를 들어, 스프링 특성 및 마찰 브레이크(1)의 구성을 통해), 이 영향은 정확도를 높이기 위해 효과 정도(WMist)를 결정할 때 보정 정도(KM) 또는 보정 정도(KM)의 일부로서 다시 고려될 수 있다.
마찰 브레이크(1)의 자체 강화에도 동일하게 적용되는데, 이는 마찰 이동(또는 일반적으로 작동 정도(BM))에 따라 마찰 브레이크(1)의 알려진 기하학적 구조에 기초하여 알려진 것으로 간주될 수 있다. 실제로 발생하는 자체 강화는 제동을 지원하므로 실제 효과 정도(WMist')는 제동 종료 시 결정된 효과 정도(WMist)와 다를 수 있다. 따라서, 마찰 브레이크(1)의 구성으로 알려진 자체 강화의 효과는 다시 보정 정도(KM) 또는 보정 정도(KM)의 일부로서 고려될 수 있다.
그러므로, 특히 효과 정도(WMist)를 보다 정확하게 결정함으로써 마찰 브레이크(1)의 작동을 보다 정밀하게 하기 위해 보정 정도(KM)로 다양한 효과가 고려될 수 있다.
이러한 모든 효과는 물론 마찰 브레이크(1)의 온도 또는 마모와 같은 다른 영향 변수에 의존적이거나 의존적으로 될 수 있다.
효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)(또는 전체 특성 곡선 필드)은 마찰 브레이크(1)의 브레이크 제어 장치에 저장된다. 동일한 유형의 각 마찰 브레이크(1)에 대해, 동일한 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)이 저장될 것이다. 제조 엔지니어링 및 재료 공차로 인해, 마찰 브레이크(1)의 실제 거동은 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)과 다소 차이가 있을 수 있다. 이 영향을 줄이기 위해, 또한, 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)에서 미리 결정된 지점을 측정하기 위해, 미세 교정을 위해 마찰 브레이크(1)의 제조 또는 조립 중에 마찰 브레이크(1)로 측정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예를 들어 브레이크 제어 장치에 저장되는 작동 이동(또는 일반적으로 작동 정도(BM))에 대한 보정 특성 곡선 형태의 보정 계수(KF)는 이 측정치들과 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)으로부터의 결정된 편차로부터 도출될 수 있다. 브레이크 제어 장치는 그 후 보정 계수(KF)와 함께 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)을 실제 조건에 적응시킬 수 있으며, 이는 또한 정확도를 증가시킬 수 있다.
설명된 보정에 의해(모두 사용하지 않아도 됨), 검출된 지점(Sist)은 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)의 이론적 지점(Ssoll)과 약간 다르다. 예를 들어 마찰 브레이크(1)의 손실 또는 고려되지 않은 효과로 인한 이러한 나머지 편차도 감소될 수 있다. 이를 위해, 마찰 계수(1)에 대해 보정 계수(KOF)가 저장 또는 정의될 수 있으며, 이에 의해 제어된 작동 정도(BMist) 및/또는 결정된 효과 정도(WMist)가 수정된다. 작동 정도(BM) 및 효과 정도(WM)에 대한 보정 계수(KOF)는 물론 동일할 필요는 없다. 이러한 보정 계수는 경험적으로 결정되고, 예를 들어 특성 곡선 또는 신경망 또는 퍼지 로직으로서 저장될 수 있지만, 기능적(선형 또는 비선형) 관계로 정의될 수도 있다.
마찰 브레이크(1)의 브레이크 제어 장치가 종종 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)에 기초하여 예상되는 것과 다른 마찰 브레이크(1)의 다른 거동을 결정하면, 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)은 적응될 수 있다. 이러한 편차는 예를 들어, 예상과 다른 강성을 갖는 브레이크 패드(3, 6)가 마찰 브레이크(1)에 설치되어 있다는 사실에 기인할 수 있다. 브레이크 제어 시스템은 제동 종료 시 편차를 지속적으로 모니터링할 수 있으며, 특정 공차를 벗어난 편차가 자주 발생하는 경우 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)을 수정할 수 있다. 이를 위해, 보정 계수(예를 들어, 전술한 바와 같이)가 정의될 수 있거나 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)이 더 높거나 더 낮은 제동 작용의 방향으로 이동될 수 있다. 그러나 경고나 오류가 단순히 메모리로 발행되거나 기록되거나, 또는 다른 방식으로 반응할 수도 있다.
위에서 이미 언급한 바와 같이, 에어 갭(13)은 제동 작업 동안 공지되어 있다고 가정한다. 그러므로, 제동 이벤트 후에 원하는 에어 갭(13)이 재조정되는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 에어 갭(13)이 다음 제동 이벤트에 대해 공지되는 것이 보장될 수 있다. 제동 이벤트 후에, 에어 갭(13)은 마모 조정기(11) 또는 가압 장치(10) 또는 둘 다를 사용하여 원하는 값으로 조정될 수 있다.
마모 조정기(11)를 변형시키는 에어 갭(13)을 계속 조정할 필요가 없도록 하기 위해, 원하는 효과 정도(WMsoll)와 실제로 결정된 효과 정도(WMist) 사이의 마찰 브레이크(1)에 의한 제동 후 편차가 사전 정의된 임계값(WMS)을 초과하는 경우에만, 즉 갭(13)을 재조정하도록 제공될 수 있다. 이어서, 조정 정도(NM)가 편차의 크기, 바람직하게는 제동 후에 조정되는 마모 조정기(11)의 조정 이동으로부터 도출될 수 있다. 편차는, 예를 들어 공지된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)으로부터 작동 정도(BM)로 변환될 수 있고, 그런 다음 조정 정도(NM)로서 사용될 수 있다. 그러나, 원하는 효과 정도(WMsoll)와 실제로 결정된 효과 정도(WMist) 사이의 편차는 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)을 통해 작동 정도(BM)의 편차로 변환되어 제동 강도와 더 독립적인 조정 정도(NM) 도출할 수 있는 것이 제공될 수 있다. 마모 조정으로 인해 에어 갭(13) 또는 (BML-BM0)이 변경(보통 확대)되었으므로, 지점(BM0)은 조정 정도(NM)로 재조정된다.
마찰 브레이크(1)의 예시적인 브레이크 제어 장치(40)가 도 7에 도시되어 있다. 브레이크 제어 장치(40)는 적절한 하드웨어 및 필요한 소프트웨어를 사용하여 구현된다. 외부 입력으로부터, 예를 들어, 조정될 효과 정도(WMsoll), 또는 원하는 제동 효과가 브레이크 제어 장치(40)에 대해 설정된다. 작동 정도(BMsoll)는 브레이크 제어 장치(40)에 저장된 마찰 브레이크(1)의 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)으로부터 결정된다. 효과 정도(WMist)는 제동 작동 동안, 예를 들어 작동 장치(20)로서 전기 모터(21)의 작동 에너지로 결정된다. 실제 효과 정도(WMist)는 물론 제어 유닛(33)에서 마찰 브레이크(1)의 측정된 변수, 예를 들어 모터 전류의 실제 값 또는 토크 및 전기 모터(21)의 회전 각도로부터 결정될 수 있다. 마찰 브레이크(1)의 열 모델(31)은 또한 브레이크 제어 장치(40)에 저장되며, 마찰 브레이크(1) 또는 그 일부의 열 팽창에 의한 접촉점의 이동이 결정된다. 마찰 브레이크(1)의 특정 온도 또는 성능 특성과 같은, 이것에 필요한 측정 파라미터(모델의 특정 구현에 또한 의존함)는 명확성을 위해 도 7에 도시되지 않았다. 접촉점의 열 이동에 의해, 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)은 마찰 브레이크(1)를 작동시키기 위해 제어 유닛(33)에 의해 요구되는 보정된 작동 정도(BMsoll')을 결정하기 위해 작동 정도(BMΔ)의 시프트로 보정될 수 있다. 이 보정된 작동 정도(BMsoll')에 의해, 가압 장치(10)의 작동 장치(20)는 브레이크 패드(6)를 마찰 표면(14)에 대해 가압하여 원하는 제동 효과를 생성하기 위해 작동된다. 열 모델(31)은 또한 전술한 바와 같이 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)이 보정될 수 있는 강성 보정 정도(SKM)를 결정할 수 있다.
브레이크 유닛(40)에는 보정 유닛(32)이 구현될 수 있으며, 여기서 브레이크 작동에 대한 추가 영향이 고려될 수 있는데, 예를 들어, 스프링(15)의 효과, 자체 강화의 효과, 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)의 운동 에너지의 영향, 에어 갭(13)을 극복하기 위한 운동 에너지(가능하게는 마찰 브레이크(1)의 현재 열팽창을 고려함), 저장된 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30)으로부터 빈번한 편차가 고려될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 보정 유닛(32)은 상술한 바와 같이 효과 정도/작동 정도 특성 곡선(30) 및/또는 실제 효과 정도(WMist)의 결정에 영향을 줄 수 있는 보정 정도(KM)을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 보정 유닛(32)은 설명된 바와 같이 보정 인자(KF) 또는 보정 인자(KOF)를 결정할 수 있다.
브레이크 제어 장치(40)의 제어 유닛(33), 또는 브레이크 제어 장치(40)의 개별 유닛은 또한 제동 이벤트 후에 에어 갭(13)이 원하는 값으로 리셋되는 것을 보장할 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(33)은 예를 들어 작동 정도(BM0)로 리셋하기 위해 가압 장치(10)의 작동 장치(20) 및/또는 마모 조정기(11)를 제어한다. 원하는 효과 정도(WMsoll)와 제동 종료 시 결정된 실제 효과 정도(WMist) 사이의 편차가 너무 큰 경우, 가압 장치(10)의 마모 조정기(11) 및/또는 작동 장치(20)를 작동시키기 위해 조정 정도(NM)가 결정될 수 있다.

Claims (18)

  1. 마찰 브레이크(1)를 작동시키는 방법으로서, 제동 작업을 위해, 마찰 브레이크(1)의 가압 장치(10) 상에 배열된 브레이크 패드(3, 6)가 마찰 브레이크(1)의 마찰 표면(14)에 대해 가압되고, 제동 작동을 위한 가압 장치(10)는 마찰 브레이크(1)의 작동 장치(20)에 의해 구동되고, 제동 작업이 마찰 브레이크(1)의 미리 결정된 효과 정도(WMsoll)를 달성하기 위해 - 효과 정도(WM)는 제동 효과의 정도임 - , 마찰 브레이크(1)의 브레이크 패드(3, 6)는 초기 위치로부터 에어 갭(13)을 극복하면서 마찰 브레이크(1)의 마찰 표면(14)으로 이동하고, 미리 결정된 효과 정도(WMsoll)에 대응하는 마찰 브레이크(1)의 작동 정도(BMsoll)가 가압 장치(10) 및 작동 장치(20)에 의해 결정되고 조정됨으로써, 브레이크 패드(3, 6)는 마찰 패드(3, 6)와 마찰 표면(14) 사이의 접촉점에서 시작하여 마찰 표면(14)에 대해 가압되는, 상기 방법에 있어서,
    마찰 브레이크(1)의 열 팽창은 마찰 브레이크(1)의 열 모델(31)을 사용하여 결정되며, 이로부터 접촉점에서의 온도 의존적 이동이 제동 작동을 위해 결정되고,
    접촉점에서의 온도 의존적 이동은 조정될 마찰 브레이크(1)의 작동 정도(BMsoll)를 결정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    조정될 작동 정도(BMsoll)는 접촉점의 이동에 따라 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    효과 정도(WMist)는 제동 작업의 종료 시에 결정되며, 효과 정도(WMist)의 결정을 위해, 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)의 운동 에너지, 또는 그 일부가 제동 작동을 위해 적어도 부분적으로 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    에어 갭(13)을 극복하기 위해 요구되는 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)의 운동 에너지, 또는 그 일부는 효과 정도(WMist)를 결정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    에어 갭(13)을 극복하기 위해 필요한 운동 에너지를 결정할 때, 접촉점의 온도 의존적 이동이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제동 작동 동안, 스프링(15)이 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)에 적어도 일시적으로 작용하고, 스프링(15)의 효과는 효과 정도(WMist)를 결정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마찰 브레이크(1)의 자체 강화는 제동 작동 동안 적어도 일시적으로 작용하고, 효과 정도(WMist)를 결정할 때 자체 강화의 효과가 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결정된 효과 정도(WMist) 및/또는 조정된 작동 정도(BMist)는 미리 결정된 보정 계수(KF)로 보정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제동 작업의 종료 시에, 제동 작업의 종료 시에 결정된 미리 결정된 효과 정도(WMsoll)와 효과 정도(WMist) 사이의 나머지 편차가 보상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)를 작동시킴으로써 편차가 보상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    가압 장치(10)가 배치되는 마모 조정기(11)를 작동시킴으로써 편차가 보상되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열 모델(31)을 사용하여, 온도 변화로 인해 변하는 마찰 브레이크(1)의 강성 또는 그 일부가 결정되고, 마찰 브레이크(1)를 작동시킬 때 변화 강성이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제동 후, 미리 결정된 효과 정도(WMsoll)와 실제로 결정된 효과 정도(WMist) 사이의 편차가 미리 결정된 임계 값(WMS)을 초과하면 에어 갭(13)이 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    조정 정도(NM)가 편차로부터 도출되어, 이로 인해 에어 갭(13)은 마모 조정기(11) 및/또는 가압 장치(10)를 사용하여 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 마찰 브레이크(1)를 작동시키기 위한 브레이크 제어 장치로서, 마찰 브레이크(1)의 가압 장치(10)는 제동 작업을 위해 마찰 브레이크(1)의 마찰 표면에 대해 브레이크 패드(3, 6)를 가압하고, 가압 장치(10)를 구동시키는 작동 장치(20)가 제공되며, 가압 장치(10)는 제동 작동이 마찰 브레이크(1)의 미리 정해진 효과 정도(WMsoll)를 달성하도록 - 효과 정도(WM)는 제동 효과의 정도임 - 초기 위치로부터 에어 갭(13)을 극복하면서 마찰 브레이크(1)의 마찰 표면(14)까지 브레이크 패드(3, 6)를 이동시키고, 브레이크 제어 장치(40)가 미리 정해진 효과 정도(WMsoll)와 관련된 마찰 브레이크(1)의 작동 정도(BMsoll)를 결정하고 작동 수단(20)을 제어하여 작동 정도(BMsoll)를 조정함으로써, 브레이크 패드(3, 6)와 마찰 표면(14) 사이의 접촉점에서 시작하여 브레이크 패드(3, 6)를 마찰 표면(14)에 대해 가압하는, 상기 브레이크 제어 장치에 있어서,
    마찰 브레이크(1)의 열 모델(31)은 마찰 브레이크(1)의 열 팽창 및 그로부터 제동 작업을 위한 접촉점의 온도 의존적 이동을 결정하기 위해 브레이크 제어 장치(40)에 저장되고,
    브레이크 제어 장치(40)는 조정될 마찰 브레이크(1)의 작동 정도(BMsoll)를 결정할 때 접촉점의 온도 의존적 이동을 고려하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    브레이크 제어 장치(40)는 제동 작업의 종료 시 효과 정도(WMist)를 결정하고, 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)를 작동시킴으로써 제동 작업의 종료 시 미리 결정된 효과 정도(WMsoll)와 결정된 효과 정도(WMist) 사이의 잔류 편차를 보상하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    브레이크 제어 장치(40)는 효과 정도(WMist)를 결정하기 위해 제동 작동에 사용되는 가압 장치(10) 및/또는 작동 장치(20)의 운동 에너지 또는 그 일부를 적어도 부분적으로 고려하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    브레이크 제어 장치(40)는 효과 정도(WMist)를 결정하기 위해 에어 갭(13)을 극복하기 위해 사용되는 가압 장치(10) 및/또는 작동 수단(20)의 운동 에너지 또는 그 일부를 적어도 부분적으로 고려하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
KR1020207012816A 2017-10-05 2018-10-02 마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치 KR102616979B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50853/2017A AT520073B1 (de) 2017-10-05 2017-10-05 Verfahren und Bremsensteuerung zum Betätigen einer Reibungsbremse
ATA50853/2017 2017-10-05
PCT/EP2018/076775 WO2019068701A1 (de) 2017-10-05 2018-10-02 Verfahren und bremsensteuerung zum betätigen einer reibungsbremse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200091856A true KR20200091856A (ko) 2020-07-31
KR102616979B1 KR102616979B1 (ko) 2023-12-22

Family

ID=63857879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207012816A KR102616979B1 (ko) 2017-10-05 2018-10-02 마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11623620B2 (ko)
EP (1) EP3691939B1 (ko)
JP (1) JP7241072B2 (ko)
KR (1) KR102616979B1 (ko)
CN (1) CN111511612B (ko)
AT (1) AT520073B1 (ko)
WO (1) WO2019068701A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018210232A1 (de) * 2018-06-22 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern einer elektromechanischen Bremsvorrichtung in einem Fahrzeug
DE102019114301B4 (de) * 2019-05-28 2021-03-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug und Verfahren
US20210101782A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 Otis Elevator Company Electromagnetic brake temperature monitoring system and method
AT523549A1 (de) * 2020-03-13 2021-09-15 Greenbrakes Gmbh Elektromechanische bremsenanlage
CN112833120B (zh) * 2020-12-30 2022-07-12 重庆奥特比汽车制动系统有限公司 一种陶瓷刹车片结构及其配方
CN113104010B (zh) * 2021-05-07 2022-04-15 的卢技术有限公司 车辆制动控制方法、系统、计算机设备和存储介质
CN113359907B (zh) * 2021-05-27 2022-04-05 西安交通大学 一种快速响应的主动控温方法
IT202100032420A1 (it) * 2021-12-23 2023-06-23 Brembo Spa Metodo per stimare, impiegando mappe di attrito, una coppia di frenata di un sistema frenante e/o una pressione da attuare su un sistema frenante

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006085047A1 (en) * 2005-01-08 2006-08-17 Dunlop Aerospace Limited Electrically actuated aircraft brakes
US20160053839A1 (en) * 2013-04-15 2016-02-25 Ve Vienna Engineering Forschungs-Und Entwicklungs Gmbh Method for actuating an electrically actuated friction brake

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939978A (en) * 1997-07-17 1999-08-17 Meritor Heavy Vehicle Systems, Llc Temperature sensing brake lining wear indicator
DE50102287D1 (de) 2000-09-13 2004-06-17 Fte Automotive Gmbh & Co Kg Verfahren zur regelung der bremskraft an den rädern eines einspurigen fahrzeugs und bremsanlage zur durchführung des verfahrens
DE10259529B4 (de) * 2002-12-19 2005-02-17 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Ermittlung eines Bremsenzustands
DE102004008383A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-15 Estop Gmbh Verfahren und System zum Kompensieren einer Veränderung des Übertragungsverhaltens eines elektronischen Bremssystems
GB0500304D0 (en) * 2005-01-08 2005-02-16 Dunlop Aerospace Ltd Electrically actuated aircraft brakes
US20070052289A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Haldex Brake Products, Ab. Brake monitoring and control system
DE102009005470A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-29 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zum Steuern einer druckluftbetätigten Scheibenbremse mit Selbstverstärkung und eine entsprechende Scheibenbremse
AT508296A1 (de) 2009-05-19 2010-12-15 Ve Vienna Engineering Forschungs Und Entwicklungs Gmbh Reibungsbremse
DE102011004772A1 (de) 2011-02-25 2012-08-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einstellen der von einer Feststellbremse ausgeübten Klemmkraft
DE102011016126A1 (de) * 2011-04-05 2012-10-11 Lucas Automotive Gmbh Technik zum Bestimmen des Verschleißzustands eines Bremsbelags
AT512683A1 (de) * 2012-04-12 2013-10-15 Ve Vienna Engineering Forschungs Und Entwicklungs Gmbh Bremssystem und Bremsverfahren für eine elektrisch betätigte, nicht-lineare Reibungsbremse
AT513989A1 (de) 2013-03-11 2014-09-15 Ve Vienna Engineering Forschungs Und Entwicklungs Gmbh Elektrisch betätigte Reibungsbremse
US9457782B2 (en) * 2014-03-14 2016-10-04 Arvinmeritor Technology, Llc Brake system and method of control with air gap estimation
JP6309935B2 (ja) 2015-10-26 2018-04-11 ファナック株式会社 電動機のブレーキ機構を点検するための装置、および点検方法
EP3251908B1 (en) * 2016-06-03 2021-01-20 Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (UK) Limited Brake system and method of control with air gap estimation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006085047A1 (en) * 2005-01-08 2006-08-17 Dunlop Aerospace Limited Electrically actuated aircraft brakes
US20160053839A1 (en) * 2013-04-15 2016-02-25 Ve Vienna Engineering Forschungs-Und Entwicklungs Gmbh Method for actuating an electrically actuated friction brake

Also Published As

Publication number Publication date
US11623620B2 (en) 2023-04-11
AT520073A4 (de) 2019-01-15
EP3691939A1 (de) 2020-08-12
US20200307529A1 (en) 2020-10-01
JP2020536012A (ja) 2020-12-10
WO2019068701A1 (de) 2019-04-11
EP3691939B1 (de) 2023-02-01
KR102616979B1 (ko) 2023-12-22
AT520073B1 (de) 2019-01-15
CN111511612A (zh) 2020-08-07
CN111511612B (zh) 2023-05-26
JP7241072B2 (ja) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200091856A (ko) 마찰 브레이크를 작동하기 위한 방법 및 브레이크 제어 장치
US9518625B2 (en) Method for actuating an electrically actuated friction brake
JP4629980B2 (ja) 電気作動式の摩耗後調節装置を制御するための方法及び装置
KR101377388B1 (ko) 전기기계 작동식 주차 브레이크의 조작 방법
CN108291593B (zh) 盘式制动器的电磨损补偿调整装置、相应的盘式制动器和用于测量、调节气隙和测量磨损的方法
US9127735B2 (en) Friction brake
US8925692B2 (en) Electromechanically actuable parking brake for motor vehicles and a method for actuating the same
JP2000033862A (ja) 車輪ブレ―キの制御方法および装置
KR20110095425A (ko) 마찰 조건들의 변동들을 보상하는 레일 차량의 브레이크 시스템
KR101890447B1 (ko) 주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법
EP2927068B1 (en) Brake system and method of control with air gap estimation
JP2015512830A (ja) 電動式で非線形の摩擦ブレーキのためのブレーキシステム及びブレーキ方法
US11458945B2 (en) Electromechanical brake system
CN111231921A (zh) 用于操作具有液压行车制动器和电动驻车制动器的车辆制动器的技术
EP3309029B1 (en) Electric brake device
US9321437B2 (en) Motor control system and method for wear compensation of electromechanical brake
JP5173150B2 (ja) 車両のブレーキ装置およびその操作方法
JP7061681B2 (ja) 電動ブレーキおよび制御装置
CN111226056B (zh) 制动设备，尤其是商用车辆盘式制动器
US20220196094A1 (en) Brake device
US20220145953A1 (en) Brake device
Mahmoud Theoretical and experimental investigations on a new adaptive duo servo drum brake with high and constant brake shoe factor
US20240083403A1 (en) Method for operating a force-sensor-less electromechanical service brake of a vehicle and a brake system
US20240083404A1 (en) Method for operating a force-sensor-less electromechanical service brake of a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant