KR20210035840A

KR20210035840A - 브레이크 시스템의 작동 방법 및 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20210035840A
Application number: KR1020217004825A
Authority: KR
Inventors: 베르트람 포잇칙; 티모 하이블레; 요어크 리트뮐러; 올리버 푹스
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2019-05-25
Publication date: 2021-04-01
Also published as: DE102018212284A1; US11958453B2; CN112424034A; US20220348177A1; KR102628698B1; CN112424034B; WO2020020518A1

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에 따라, 작동 회로의 조절 어셈블리의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호가 생성되고, 제동 요구 신호를 참조하여 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력이 산출된다. 또한, 능동 회로에 결합된 휠 브레이크를 작동하기 위하여, 설정 제동 압력에 따른 능동 회로 내의 실제 제동 압력의 설정이, 압력 생성 장치에 의해 압력 생성 장치의 전동기에 의한 압력 생성 장치의 변위 피스톤의 이동을 통해 실행된다. 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호가 일정하다는 조건 하에, 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력을 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 설정하는 것과, 설정 제동 압력에 도달할 때까지 실제 제동 압력을 강하하는 것을 포함하는 압력 변조의 실행이 전동기에 의한 변위 피스톤의 이동을 통해 실행된다.

Description

브레이크 시스템의 작동 방법 및 브레이크 시스템

일반적으로, 승용차 또는 화물차와 같은 차량, 특히 자동차를 위한 브레이크 시스템은, 수동 작동 장치에 의해 작동되는 마스터 브레이크 실린더를 통하여 휠 브레이크의 작동을 위한 제동 회로 내에 유압이 생성되는 전자 유압식 브레이크 시스템으로서 구현된다. 이 경우, 제동력 특성 곡선으로의 압력 생성은 일반적으로, 전동기 및 전동기에 의해 이동 가능한 변위 피스톤 또는 플런저를 포함하는 압력 생성 장치에 의해 지원된다.

소위 브레이크 바이 와이어 시스템(Brake-by-Wire System)도 점점 더 많이 사용되고 있다. 이러한 시스템은 예를 들어 DE 10 2011 079 454 A1호에 설명되어 있다. 이러한 브레이크 시스템에는 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 유압이 생성되는 작동 회로가 제공된다. 이러한 압력이 감지되고, 감지된 압력을 참조하여 설정 제동 압력이 산출되며, 이러한 설정 제동 압력은, 전동기 및 전동기에 의해 이동 가능한 변위 피스톤을 포함하는 압력 생성 장치에 의하여 휠 브레이크의 작동을 위한 능동 회로 내에 설정된다.

본 발명은 브레이크 시스템의 작동 방법과, 차량용, 특히 자동차용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 첫번째 양태에 따라, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 방법에서, 작동 회로의 조절 어셈블리의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호의 생성이 실행된다. 이러한 단계에서는 결과적으로, 차량의 원하는 감속을 나타내는 신호가 생성된다.

추가의 일 단계에서는 제동 요구 신호를 참조하여 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력의 산출이 실행된다. 이에 따라, 제동 요구 신호는 예를 들어 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있는 산출 함수를 위한 입력 변수를 형성한다. 이러한 산출 함수는 능동 회로 내에 설정되어야 하는 제동 압력에 대한 값을 출력 변수로서 산출한다.

또한, 능동 회로에 결합된 휠 브레이크를 작동하기 위하여, 설정 제동 압력에 따른 능동 회로 내의 실제 제동 압력의 설정이, 압력 생성 장치에 의해 압력 생성 장치의 전동기에 의한 압력 생성 장치의 변위 피스톤의 이동을 통해 실행된다. 특히, 전동기는 능동 회로 내의 압력을 변화시키고 이에 따라 차량의 휠에 작용하는 휠 브레이크를 작동시키기 위하여 전동기의 회전 운동을 변위 피스톤의 병진 운동으로 변환하는 기어 장치를 통해 변위 피스톤에 결합될 수 있다.

본 발명에 따라, 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호가 일정하다는 조건 하에 압력 변조의 실행이 이루어진다. 이 경우, 능동 회로 내의 실제 제동 압력은 전동기에 의한 변위 피스톤의 이동을 통해 우선, 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 설정된다. 이어서, 전동기에 의한 변위 피스톤의 특히 반대 방향으로의 이동을 통하여, 설정 제동 압력에 도달할 때까지 실제 제동 압력의 강하가 실행된다.

본 발명의 추가의 일 양태에 따라, 차량용 브레이크 시스템이 제공된다.

브레이크 시스템은, 제동 요구 신호의 생성을 위한, 작동 장치에 의해 작동 가능한 조절 어셈블리를 구비한 작동 회로와; 전동기 및 전동기에 의해 병진 운동 가능하고 기어 장치에 의해 전동기에 결합된 변위 피스톤을 포함한 압력 생성 장치를 구비하고 유압식으로 압력 생성 장치에 결합되는 하나 이상의 휠 브레이크를 구비한 능동 회로;를 포함한다. 또한, 브레이크 시스템은, 작동 회로의 조절 어셈블리와 연결되고 능동 회로의 압력 생성 장치와 연결되는 제어 장치를 포함한다.

본 발명에 따라, 제어 장치는, 능동 회로 내에 필요한 설정 제동 압력을 제동 요구 신호로부터 산출하고; 설정 제동 압력에 따라 능동 회로 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 압력 생성 장치의 전동기를 트리거링하고; 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호가 일정하다는 조건 하에, 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 능동 회로 내의 실제 제동 압력을 설정하는 것과, 설정 제동 압력에 도달할 때까지 실제 제동 압력을 강하하는 것을 포함하는 압력 변조의 실행을 위해 전동기를 트리거링하도록; 구성된다.

본 발명의 기반이 되는 착상은, 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호가 일정할 때 압력 변조가 실행됨으로써, 능동 제동 회로의 전동기를 보호하는 것이다. 이를 위해, 능동 회로 내의 실제 제동 압력은 제동 요구 신호가 일정하게 유지되는 한 주기적으로 변화한다. 특히, 톱니형 함수와 대략 유사한, 시간에 따른 실제 제동 압력 특성 곡선이 설정될 수 있다. 일반적으로, 설정 제동 압력을 초과하는 압력 초과 상승이 설정된다. 이를 위해, 변위 피스톤은 능동 회로 내로의 유압액의 양의(positive) 체적 유량을 생성하기 위해 전동기에 의해 제1 방향으로 이동된다. 이어서, 실제 제동 압력의 강하가 실행된다. 이를 위해, 변위 피스톤은 능동 회로로부터의 유압액의 음의(negative) 체적 유량을 생성하기 위해 전동기에 의해 반대 방향으로 이동된다. 압력 강하 동안, 전동기를 변위 피스톤에 결합하는 기어 장치 내에는 마찰 손실이 발생한다. 이는 변위 피스톤의 이동에 반대로 작용하고, 이에 따라 변위 피스톤을 제동한다. 따라서, 전동기에 의해 피스톤에 가해져야 하는 힘은 감소되는데, 이는 전동기의 기계적 및 열적 부하 경감을 유도한다.

본원의 방법의 일 실시예에 따라, 능동 회로 내의 실제 제동 압력을 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 설정하는 것은, 설정 제동 압력에 도달하기까지 실제 제동 압력의 강하가 실행될 때의 시간에 따른 압력 구배보다 10배 내지 50배 더 큰 시간에 따른 압력 구배로 실행된다. 이에 따라, 실제 제동 압력 내 압력 초과 상승의 설정을 위해 필요한 시간은 실제 제동 압력의 강하가 실행되는 시간보다 훨씬 더 짧다. 이에 따라, 압력 초과 상승을 발생시키기 위해 전동기가 제공해야 하는 토크는 단 시간 동안만 다소 더 높고, 실제 제동 압력의 강하 동안 전동기가 제공해야 하는 토크는 기어 장치 내의 마찰 손실로 인하여, 특히 실제 제동 압력을 설정 제동 압력으로 일정하게 설정하기 위해 필요한 토크에 비해 훨씬 더 낮다. 이러한 방식으로, 전동기가 제공해야 하는 평균 토크는 더욱 감소된다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 압력 변조의 실행은 추가로 하기 조건들, 즉

a) 휠 브레이크에 의해 제동된 휠의 감지된 회전수가 사전 결정된 회전수 임계값 미만이라는 조건;

b) 능동 회로의 산출된 설정 제동 압력이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 조건; 중 하나의 조건 또는 복수의 조건들의 존재를 필요로 할 수 있다.

조건 a)는 예를 들어, 감지된 회전수가 차량의 정지 상태가 가정될 수 있을 정도로 낮은 경우에 충족될 수 있다. 특히, 회전수 임계값은 3km/h의 차량 주행 속도에 상응하는 각각의 휠의 초당 회전수를 통해 규정될 수 있다. 이는, 더 빠른 속도에서는 압력 변조가 실행되지 않음으로써, 운전자가 압력 변조를 감지할 가능성이 바람직하게 방지된다는 장점을 제공한다.

조건 b)는 압력 변조가 실행되는 상황들의 수를 감소시킨다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 제동 요구 신호가 사전 결정된 제2 시간 범위에 걸쳐 일정하다는 조건 하에, 압력 생성 장치로부터의 휠 브레이크의 유압식 결합 해제가, 압력 생성 장치와 휠 브레이크 사이의 유압 경로 내에 배치되는 분리 밸브의 폐쇄를 통해 실행되고, 전동기의 스위치 오프가 실행된다. 특히, 사전 결정된 제2 시간 범위는, 그 이후 압력 변조가 실행되는 사전 결정된 시간 범위보다 훨씬 더 길다. 이에 따라, 압력 변조가 어느 정도의 시간 범위에 걸쳐, 예를 들어 30초 내지 420초의 시간 범위에 걸쳐, 특히 300초의 시간 범위에 걸쳐 실행된 경우, 분리 밸브가 폐쇄됨으로써, 분리 밸브와 휠 브레이크 사이에서 연장되는 유압 경로의 브레이크측 부분 내의 압력의 일정한 유지가 실행된다. 유압식 결합 해제 이후, 전동기가 스위치 오프될 수 있는데, 이는 전동기의 부하를 더욱 감소시킨다.

본원의 방법의 추가의 일 실시예에 따라, 조절 어셈블리는 작동 장치에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더 및 센서 어셈블리를 포함하고, 제동 요구 신호의 생성은 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 작동 회로 내에 생성되는 유압 및/또는 작동 장치의 조정 거리를 제동 요구를 특성화하는 변수들로서 감지하는 것을 포함한다. 특히, 제동 요구 신호는 제동 요구를 특성화하는, 센서 장치에 의해 감지된 변수들을 통해 형성될 수 있다.

본원의 브레이크 시스템의 일 실시예에 따라, 조절 어셈블리는 작동 장치에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더와; 마스터 브레이크 실린더의 작동을 통해 생성되는 작동 회로 내의 유압 및/또는 작동 장치의 조정 거리를 제동 요구를 특성화하는 변수들로서 감지하기 위한 센서 어셈블리;를 포함하고, 제동 요구 신호는 제동 요구를 특성화하는, 센서 장치에 의해 감지된 변수들을 통해 형성된다.

본원의 브레이크 시스템의 추가의 일 실시예에 따라, 능동 회로는 제어 장치와 연결된 능동 회로 내의 실제 제동 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함하고, 제어 장치는 감지된 실제 제동 압력에 기초하여 실제 제동 압력을 제어하기 위해 전동기를 트리거링하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 폐쇄형 제어 루프가 구현된다.

본원의 브레이크 시스템의 추가의 일 실시예에 따라, 능동 회로는 압력 생성 장치와 휠 브레이크 사이의 유압 경로 내에 배치되는 분리 밸브를 포함하고, 제어 장치는 압력 생성 장치로부터 휠 브레이크를 유압식으로 결합 해제하기 위해 분리 밸브를 폐쇄하도록; 그리고 압력 생성 장치의 전동기를 스위치 오프하도록; 구성된다. 이미 본원의 방법에 대해 상술된 바와 같이, 전동기의 스위치 오프 시에 유압 경로의 브레이크측 부분 내의 실제 제동 압력은 분리 밸브에 의해 일정하게 유지될 수 있다.

본 발명은 도면들의 개략적인 도시로서 설명된 실시예들을 참조하여 하기에 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 중에, 도 1에 도시된 브레이크 시스템의 능동 회로 내, 특히 유압 경로의 압력 생성기측 부분 내의 압력 특성 곡선과, 도 1에 도시된 브레이크 시스템의 능동 회로의 전동기의 토크 특성 곡선을 도시한 그래프이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 중에, 브레이크 시스템의 능동 회로 내 압력 상승 동안의 압력 생성 장치에서의 힘 관계를 도시한 도면이며, 그리고
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 중에, 브레이크 시스템의 능동 회로 내 압력 강하 동안의 압력 생성 장치에서의 힘 관계를 도시한 도면이다.

도시된 도면들에서, 동일하고, 기능상 동일하며, 동일하게 작용하는 요소들, 특징부들 및 구성 요소들에는 (달리 언급되지 않는 한) 각각 동일한 도면 부호들이 제공된다.

도 1에는 차량용 브레이크 시스템(1)이 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 시스템(1)은 작동 회로(2), 능동 회로(4) 및 제어 장치(5)를 포함한다.

도 1에 예시적으로 도시된 작동 회로(2)는 조절 어셈블리(20) 및 작동 장치(21)를 포함한다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 특히 조절 장치(20)는 유압식 마스터 브레이크 실린더(22)와; 하나 이상의 압력 센서(23) 및 하나의 조정 거리 센서(24)를 구비한 센서 어셈블리;를 포함할 수 있다. 또한, 조절 장치(20)는 선택적 복원 시뮬레이터(25)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 조절 어셈블리(20)에서, 마스터 브레이크 실린더(22)는, 도 1에 예를 들어 풋 페달(foot pedal)로 도시되어 있는 작동 장치(21)에 의해 작동 가능하다. 여기서, 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동은 하나 이상의 변위 피스톤(22A, 22B)의 변위를 포함함으로써, 유압액, 예를 들어 오일이 복원력에 대항하여 변위되고, 이로 인해 작동 회로(2) 내에 유압이 생성된다.

예를 들어, 복원력은, 유압 라인(6)을 통해 유압식으로, 즉 유체 안내 방식으로 마스터 브레이크 실린더(22)에 결합된 선택적 복원 시뮬레이터(25)를 통해 생성될 수 있다.

선택적 압력 센서(23)는, 마스터 브레이크 실린더(22)에 의해 생성된 압력을 감지하고, 이러한 압력을 나타내는 압력 신호(3A)를 생성한다. 도 1에서, 압력 센서(23)는 예를 들어 복원 시뮬레이터(25)를 통해 유압식으로 유압 라인(6)에 결합된다. 선택적 조정 거리 센서(24)는 작동 장치(21)에 의해 나아간 조정 거리를 감지하고, 조정 거리를 나타내는 조정 거리 신호(3B)를 생성한다. 이 경우, 압력 신호(3A)와 조정 거리 신호(3B)는 조절 어셈블리(20)에 의해 생성된 예시적인 제동 요구 신호(3)를 함께 형성한다.

대안적으로, 조절 어셈블리(20)는 작동 장치(21)의 조정 거리를 감지하는 조정 거리 센서(24)만을 통해 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 제동 요구 신호(3)는 조정 거리 신호(3B)를 통해 형성된다.

능동 회로(4)는 하나의 압력 생성 장치(40), 하나 이상의 휠 브레이크(43) 및 하나 이상의 분리 밸브(44)를 포함한다. 또한, 선택적으로 능동 회로(4)는 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)를 포함한다. 도 1에는 예시적으로 총 4개의 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D) 및 2개의 분리 밸브들(44A, 44B)을 구비한 능동 회로(4)가 도시되어 있다.

압력 생성 장치(40)는 전동기(41)와; 전동기(41)에 의해 병진 운동 가능한 변위 피스톤(42);을 포함한다. 전동기(41)의 회전 운동을 변위 피스톤(42)의 병진 운동으로 변환하기 위해, 도 1에 단지 개략적으로 도시된 기어 장치(41A)가 제공되며, 이러한 기어 장치는 전동기(41)를 변위 피스톤(42)에 운동학적으로 결합한다. 변위 피스톤(42)이 가이드 실린더(42A) 내에서 이동 가능함으로써, 가이드 실린더(42A) 내에 위치하는 유압액, 예를 들어 오일이 변위된다.

분리 밸브들(44A, 44B)은 예를 들어 전기 기계식 전환 밸브들로 구현될 수 있다. 분리 밸브들(44A, 44B)은 각각, 분리 밸브들이 유체 관류를 가능하게 하는 개방 상태와, 분리 밸브들(44A, 44B)이 유체 관류를 차단하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 가능하다. 도 1에서 분리 밸브들(44A, 44B)은 예시적으로 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

각각의 휠을 제동하기 위하여, 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)은 각각 마찰 라이닝(미도시)을 통해, 각각의 휠(미도시)에 제공된, 예를 들어 브레이크 디스크(7, 7A, 7B, 7C, 7D) 형태의 마찰 표면들에 작용한다.

선택적 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 도 1에 단지 개략적으로 도시되어 있으며, 개별 휠 브레이크들(43A, 43B, 43C, 43D)의 개별적 제어에 사용된다. 브레이크 제어 밸브 어셈블리(47)는 명확성을 위해 본원에 더 상세히 설명되지 않는다.

분리 밸브들(44A, 44B)은 분기되는 유압 라인(15)을 통하여 유압식으로 압력 생성 장치(40)에 결합된다. 또한, 제1 압력 밸브(44A)는 분기되는 유압 라인(16)을 통하여 휠들(미도시)의 브레이크 디스크들(7A 및 7B)에 결합된다. 제2 압력 밸브(44B)는 분기되는 유압 라인(17)을 통하여 휠들(미도시)의 브레이크 디스크들(7C 및 7D)에 결합된다. 이에 따라, 유압 라인들(15, 16, 17)은 압력 생성 장치(40)와 하나 이상의 휠 브레이크(43) 사이의 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 생성 장치(40)에 연결된 유압 라인(15)은 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B)을 형성한다.

도 1에는, 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내의 제동 압력을 감지하기 위한 선택적 제동 압력 센서(46)가 제공될 수 있다는 것이 추가로 도시되어 있다. 또한, 도 1에는 예시적으로 작동 전류 또는 회전 위치와 같은 전동기의 작동 변수를 감지하기 위한 선택적 모터 센서들(47A, 47B)이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 압력 생성 장치(40)의 작동 이상이 발생하는 경우에 마스터 브레이크 실린더(22)를 통한 휠 브레이크들(43)의 작동을 가능하도록 하기 위해, 작동 회로(2)는 선택적 밸브들(26A, 26B)을 통하여 유압식으로 능동 회로(4)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 변위 피스톤들(22A, 22B)은 밸브들(26A, 26B)을 통해 유압 라인들(16, 17)에 연결되며, 밸브들(26A, 26B)은 분리 밸브들(44A, 44B)과 유사하게 구성될 수 있다. 도 1에서 밸브들(26A, 26B)은 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

도 1에 더 도시된 바와 같이, 제어 장치(5)는 작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20), 특히 조절 어셈블리(20)의 센서들(23, 24)과, 압력 생성 장치(40)와 연결된다. 또한, 제어 장치(5)는 선택적 분리 밸브들(44A, 44B)과, 선택적 밸브들(26A, 26B)과, 선택적 제동 압력 센서(46)와, 그리고 선택적 모터 센서들(47A, 47B)과 연결될 수 있다. 여기서, "연결된다"는 것은 기능적 연결, 특히 유선식으로 또는 무선식으로 구현될 수 있는 데이터 연결을 의미한다.

제어 장치(5)는 특히 프로세서(미도시) 및 데이터 메모리(미도시)를 포함할 수 있으며, 데이터 메모리는 프로세서로 하여금 하기에 설명되는 기능들 또는 하기에 설명되는 방법을 실행하게 하도록 구성되는 소프트웨어를 포함한다.

본 발명에 따른 방법은 상술한 브레이크 시스템(1)을 참조하여 하기에 예시적으로 설명된다.

도 2에는 브레이크 시스템(1)의 능동 회로(4) 내의 압력 특성 곡선, 특히 제동 압력 센서(46)에 의해 유압 경로(45)의 압력 생성기측 부분(45B) 내에서 감지된 압력 특성 곡선을 시간에 걸쳐 도시한 제1 그래프(A)가 나타난다. 도 2의 제2 그래프(B)에는, 그래프(A)에 나타나는 압력 특성 곡선을 생성하기 위해 발생하는 전동기(41)의 토크 특성 곡선이 나타난다.

도 2에 도시된 바와 같이, 시점 0에서는 작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20)의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호(3)가 생성된다. 예를 들어, 작동 장치(21)가 운동을 실행함으로써, 마스터 브레이크 실린더(22)는 선택적 복원 시뮬레이터(25)의 복원력에 대항하여 작동된다. 압력 센서(23) 및 조정 거리 센서(24)는 각각 압력 또는 조정 거리를 감지한다. 압력 센서(23)는 상응하는 압력 신호(3A)를 생성하고, 조정 거리 센서(24)는 상응하는 조정 거리 신호(3B)를 생성한다. 이러한 신호들은 제동 요구 신호(3)를 형성하고, 제어 장치(5)로 전송된다.

제어 장치(5)는 제동 요구 신호(3)를 참조하여, 능동 회로(4)에서 요구되는 설정 제동 압력을 산출하고, 압력 생성 장치(40)의 전동기(41)로 전송되는 상응하는 모터 제어 신호(5M)를 생성한다.

전동기(41)는 모터 제어 신호(5M)에 따라 작동되고, 이로 인해 능동 회로(4) 내의 설정 제동 압력(9a)이 설정되도록 변위 피스톤(42)을 이동시킨다. 선택적으로, 이 경우 선택적 제동 압력 센서(46)에 의해, 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)이 설정 제동 압력(9a)에 따라 제어되는 폐쇄형 제어 루프가 구현될 수 있다. 선택적 분리 밸브들(44A, 44B)은 개방된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실제 제동 압력(9b)은 시점(t1)에, 즉 여기서는 약 1초 이후에 설정 제동 압력(9a)에 도달할 때까지 증가된다. 도 2에서 설정 제동 압력(9a)은 예를 들어 약 25바아의 압력에 위치한다. 실제 제동 압력(9b)이 0바아를 초과하는 값으로 설정됨으로써, 휠 브레이크들(43)이 작동된다.

도 2에서 더 알 수 있는 바와 같이, 설정 제동 압력(9a)은 예를 들어 6초의 사전 결정된 시간 범위(t_1)에 걸쳐 일정하게 유지된다. 이는 일정한 제동 요구 신호(3)에 상응한다. 여기서 "일정하다"는 것은 특히, 제동 요구 신호(3)의 변화가 사전 결정된 값보다 작다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 사전 결정된 시간 범위 이내에, 예를 들어 3초에 걸쳐 또는 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 6초에 걸쳐 압력 신호(3A)도 조정 거리 신호(3B)도, 사전 결정된 값을 넘지 않는 만큼, 예를 들어 1%를 넘지 않는 만큼 변화하지 않는다면, 제동 요구 신호(3)는 일정하다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 일정한 제동 요구 신호(3)는 일정한 설정 제동 압력(9a) 및 일정한 실제 제동 압력(9b)이라는 결론을 도출한다.

도 2의 그래프(B)에 도시된 바와 같이, 압력 생성 장치(40)의 전동기(41)는 실제 제동 압력(9b)이 시점(t1)에 설정 제동 압력(9a)으로 설정될 때까지 변위 피스톤(42)을 이동시키기 위해, 증가하는 토크(10a)를 제공해야 한다. 시점(t1) 이후부터, 실제 제동 압력(9b)은 설정 제동 압력(9a)의 수준으로 유지된다. 이를 위해, 전동기(41)는 변위 피스톤(42)의 유지를 위해 대략 일정한 토크(10a)를 가해야 한다. 시점(t1) 이후부터, 실제 제동 압력(9b)을 설정 제동 압력(9a)의 수준으로 유지하기 위하여, 전동기(41)가 변위 피스톤(42)의 유지를 위해 가해야 하는 평균 토크(10b)는 약 0.28Nm이다.

사전 결정된 시간 범위(t_1)에 걸쳐 제동 요구 신호(3)가 일정하다는 조건 하에, 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 실제 제동 압력(9b)의 압력 변조의 실행이 이루어진다. 압력 변조는 특히 압력 상승, 즉 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)을 설정 제동 압력(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 설정하는 것과, 이러한 값으로부터 설정 제동 압력(9a)에 재도달하기까지 실제 제동 압력(9b)을 이어서 압력 강하시키는 것을 포함한다.

바람직하게, 실제 제동 압력(9b)의 압력 상승은 압력 강하보다 훨씬 더 빠르게 실행된다. 약 0.25초의 시간(t_2) 이내에 약 3바아 만큼의 압력 상승이 실행되고, 약 12초의 시간(t_3) 이내에 25바아의 설정 제동 압력으로의 동일한 값만큼의 압력 강하가 실행됨이 도 2에 예시적으로 도시된다. 일반적으로, 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력을 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 설정하는 것은, 설정 제동 압력에 도달하기까지 실제 제동 압력이 강하할 때의 시간에 따른 압력 구배보다 10배 내지 50배 더 큰 시간에 따른 압력 구배로 실행될 수 있다.

실제 제동 압력(9b)의 압력 변조를 실행하기 위하여, 전동기(41)의 트리거링의 기초가 되는 모터 제어 신호(5M)를 제어 장치(5)가 생성함으로써, 변위 피스톤(42)의 이동이 실행된다. 도 3에 예시적으로 그리고 개략적으로 도시된 바와 같이, 압력 상승 중에는 제1 방향(11)으로의 변위 피스톤(42)의 이동이 실행된다. 이 경우, 변위 피스톤(42)에는 능동 회로(4) 내의 유압액에 대한 가압으로부터 얻어지는 힘(F_H)이 작용한다. 이러한 힘(F_H)은 전동기(41)를 통해 제공되지만, 이러한 전동기는 피스톤(42)이 제1 방향(11)으로 이동할 때 기어 장치(41A) 내의 마찰 손실(F_R)을 추가적으로 극복해야 한다. 따라서, 압력 상승 중에 변위 피스톤(42)을 제1 방향(11)으로 변위시키기 위해 전동기(41)는 시간(t_2) 동안 모터력(F_M)을 제공하고, 이때 모터력(F_M)은 단순하게는 힘(F_H)에 기어 장치 손실로부터의 마찰력(F_R)을 더한 것에 상응한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 압력 강하 중에는 제2 방향(12)으로의, 즉 제1 방향(11)에 반대로의 변위 피스톤(42)의 이동이 실행된다. 이 경우, 변위 피스톤(42)에는 능동 회로(4) 내의 유압액에 대한 가압으로부터 얻어지는 힘(F_H)이 작용한다. 이러한 힘(F_H)은 전동기(41)를 통해 제공된다. 그러나, 변위 피스톤(42)이 제2 방향(12)으로 이동할 때, 기어 장치(41A) 내의 마찰 손실(F_R)은 피스톤(42)의 이동에 반대로 작용한다. 따라서, 압력 강하 중에 변위 피스톤(42)을 제2 방향(12)으로 변위시키기 위해 전동기(41)는 시간(t_3) 동안 모터력(F_M)을 제공하고, 이때 모터력(F_M)은 단순하게는 힘(F_H)으로부터 기어 장치 손실로부터의 마찰력(F_R)을 뺀 것에 상응한다.

특히, 즉 힘(F_R)이 힘(F_H)에 반대로 작용함으로써, 힘(F_R)이 모터력(F_M)을 지원하므로 전동기(41)의 부하가 경감될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 압력 상승을 위하여, 즉 우선 짧은 시간 범위(t_2) 동안 전동기(41)에 의해 높은 토크(10a)가 제공되어야 한다. 압력 강하 동안, 변위 피스톤(42)은 전동기(41)에 추가하여, 기어 장치(41A) 내에서 발생하는 마찰 손실에 의해서도 제동되는데, 이는 시간 범위(t_3) 동안의 전동기(41)의 낮은 토크(10a)라는 결론을 도출한다. 시간 범위(t_2)는 시간 범위(t_3)보다 훨씬 더 짧으므로, 평균 토크(10b)는 압력 변조의 모두 합친 시간 범위(t_2 및 t_3) 동안 거의 일정하다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 압력 변조 동안의 평균 토크(10b)는 약 0.18Nm이고, 이에 따라 실제 제동 압력(9b)이 설정 제동 압력(9a)의 수준으로 유지되는, 시점(t1) 이후부터의 시간 범위 동안의 0.28의 값보다 훨씬 더 낮다. 따라서, 압력 변조를 통해 전동기(41)의 평균 토크(10b)와 이에 따라 열적 부하 및 기계적 부하는 바람직한 방식으로 감소될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제동 요구 신호(3) 또는 설정 제동 압력(9a)이 일정한 한, 압력 변조는 여러 번 연속적으로 실행될 수 있다.

선택적으로, 특정 기간의 경과 이후 또는 특정 횟수의 압력 변조 이후, 하나 이상의 분리 밸브(44)의 폐쇄를 통하여 압력 생성 장치(40)로부터의 하나 이상의 휠 브레이크(43)의 유압식 결합 해제가 실행될 수 있다. 이를 위해, 제어 장치(5)는 사전 결정된 제2 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호(3)가 일정하다는 조건 하에, 분리 밸브들(44A, 44B)의 폐쇄를 야기하는 밸브 제어 신호(5V)를 생성한다. 이후, 전동기(41)는 스위치 오프될 수 있고, 유압 경로(45)의 브레이크측 부분(45A) 내의 실제 제동 압력은 폐쇄된 분리 밸브들(44A, 44B)에 의해 일정하게 유지된다.

선택적으로, 압력 변조의 실행은 추가의 조건들의 존재에 추가로 결합될 수 있다. 예를 들어, 휠들에서는 회전수 센서들(18A, 18B, 18C, 18D)에 의해 휠들의 회전수가 감지될 수 있고, 회전수 신호(5D)로서 제어 장치(5)에 전송될 수 있다. 여기서, 압력 변조의 실행은 감지된 회전수가 사전 결정된 회전수 임계값 미만이라는 추가의 조건 하에 실행될 수 있다. 또한, 능동 회로(4)의 산출된 설정 제동 압력이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 것이 추가의 조건으로서 요구될 수 있다. 또한, 대안적으로 또는 추가적으로, 압력 생성 장치의 전동기(41)의 열적 부하를 특성화하는 변수가 사전 결정된 부하 임계값에 도달하는 것이 조건으로서 요구될 수 있다. 예를 들어, 모터 센서(47A)에 의해 감지된 작동 전류는 전류 신호(51)로서 제어 장치(5)에 전송될 수 있다. 작동 전류(51)가 특정 시간에 걸쳐 한계값을 초과하면, 분리 밸브들(44)의 폐쇄가 실행된다.

Claims

차량용 브레이크 시스템(1)의 작동 방법으로서,
작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20)의 작동을 통하여, 제동 요구를 특성화하는 제동 요구 신호(3)의 생성이 실행되는 단계와;
제동 요구 신호(3)를 참조하여 능동 회로(4) 내에 필요한 설정 제동 압력(9a)의 산출이 실행되는 단계와;
능동 회로(4)에 결합된 휠 브레이크(43)를 작동하기 위하여, 설정 제동 압력에 따른 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)의 설정이, 압력 생성 장치(40)에 의해 압력 생성 장치(40)의 전동기(41)에 의한 압력 생성 장치(40)의 변위 피스톤(42)의 이동을 통해 실행되고, 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호(3)가 일정하다는 조건 하에, 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)을 설정 제동 압력(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 설정하는 것과, 설정 제동 압력(9a)에 도달할 때까지 실제 제동 압력(9b)을 강하하는 것을 포함하는 압력 변조의 실행이 전동기(41)에 의한 변위 피스톤(42)의 이동을 통해 실행되는 단계;를 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항에 있어서, 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력을 설정 제동 압력보다 더 큰 값으로 설정하는 것은, 설정 제동 압력에 도달하기까지 실제 제동 압력이 강하할 때의 시간에 따른 압력 구배보다 10배 내지 50배 더 큰 시간에 따른 압력 구배로 실행되는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 변조의 실행은 추가로 하기 조건들, 즉
- 휠 브레이크(43)에 의해 제동된 휠의 감지된 회전수가 사전 결정된 회전수 임계값 미만이라는 조건;
- 능동 회로(4)의 산출된 설정 제동 압력(9a)이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 조건;
- 압력 생성 장치의 전동기(41)의 열적 부하를 특성화하는 변수가 사전 결정된 부하 임계값에 도달하는 조건; 중 하나의 조건 또는 복수의 조건들의 존재를 필요로 하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제동 요구 신호(3)가 사전 결정된 제2 시간 범위에 걸쳐 일정하다는 조건 하에, 압력 생성 장치(40)로부터 휠 브레이크(43)의 유압식 결합 해제가, 압력 생성 장치(40)와 휠 브레이크(43) 사이의 유압 경로(45) 내에 배치되는 분리 밸브(44)의 폐쇄를 통해 실행되고, 전동기(41)의 스위치 오프가 실행되는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조절 어셈블리(20)는 작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더(22) 및 센서 어셈블리(23, 24)를 포함하고, 제동 요구 신호(3)의 생성은 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동을 통해 작동 회로 내에 생성되는 유압(3A) 및/또는 작동 장치(21)의 조정 거리(3B)를 제동 요구를 특성화하는 변수들(3A, 3B)로서 감지하는 것을 포함하는, 차량용 브레이크 시스템의 작동 방법.
제동 요구 신호(3)의 생성을 위한, 작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 조절 어셈블리(20)를 구비한 작동 회로(2)와;
전동기(41) 및 전동기(41)에 의해 병진 운동 가능하고 기어 장치(41A)에 의해 전동기(41)에 결합된 변위 피스톤(42)을 포함한 압력 생성 장치(40)를 구비하고, 유압식으로 압력 생성 장치(40)에 결합되는 하나 이상의 휠 브레이크(43)를 구비한 능동 회로(4)와;
작동 회로(2)의 조절 어셈블리(20)와 연결되고, 능동 회로(4)의 압력 생성 장치(40)와 연결되는 제어 장치(5);를 포함하는, 차량용 브레이크 시스템(1)으로서,
제어 장치(5)는, 능동 회로(4) 내에 필요한 설정 제동 압력을 제동 요구 신호(3)로부터 산출하고; 설정 제동 압력에 따라 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력을 설정하기 위해 압력 생성 장치(40)의 전동기(41)를 트리거링하고; 사전 결정된 시간 범위에 걸쳐 제동 요구 신호(3)가 일정하다는 조건 하에, 설정 제동 압력(9a)보다 더 큰 값(9c)으로 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)을 설정하는 것과, 설정 제동 압력(9a)에 도달할 때까지 실제 제동 압력(9b)을 강하하는 것을 포함하는 압력 변조의 실행을 위해 전동기(41)를 트리거링하도록; 구성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항에 있어서, 조절 어셈블리(20)는 작동 장치(21)에 의해 작동 가능한 마스터 브레이크 실린더(22)와; 마스터 브레이크 실린더(22)의 작동을 통해 생성되는 작동 회로(2) 내의 유압(3A) 및/또는 작동 장치(21)의 조정 거리(3B)를 제동 요구를 특성화하는 변수들로서 감지하기 위한 센서 어셈블리(23; 24);를 포함하고, 제동 요구 신호(3)는 제동 요구를 특성화하는, 센서 장치에 의해 감지된 변수들(3A; 3B)을 통해 형성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항 또는 제7항에 있어서, 능동 회로(4)는 제어 장치(5)와 연결된 능동 회로(4) 내의 실제 제동 압력(9b)을 감지하기 위한 압력 센서(46)를 포함하고, 제어 장치(5)는 감지된 실제 제동 압력에 기초하여 실제 제동 압력(9b)을 제어하기 위해 전동기(41)를 트리거링하도록 구성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 능동 회로(4)는 압력 생성 장치(40)와 휠 브레이크(43A, 43B; 43C, 43D) 사이의 유압 경로(45) 내에 배치되는 분리 밸브(44)를 포함하고, 제어 장치(5)는 압력 생성 장치(40)로부터 휠 브레이크(43)를 유압식으로 결합 해제하기 위해 분리 밸브(40)를 폐쇄하도록; 그리고 압력 생성 장치(40)의 전동기(41)를 스위치 오프하도록; 구성되는, 차량용 브레이크 시스템(1).