KR20230132631A - 유압 브레이크 시스템의 제어 방법 및 그 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 유압 브레이크 시스템(200)을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 브레이크 시스템(200)은 제어 가능한 제1 제동압 발생기(201) 및 차량의 감속도 신호(303, 402, 403)를 위한 송신기(207)를 포함한다. 본 발명에 따라서, 상기 방법은, 제1 제동압 발생기를 이용하여 초기 설정 제동압에 압력 특성을 인가하는 단계(1) 및 압력 특성에 상응하는 감속도 특성의 존재에 대해 감속도 신호(303, 402, 403)를 모니터링하는 단계(2)를 포함한다.

Description

유압 브레이크 시스템의 제어 방법 및 그 제어 장치{METHOD AND CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING A HYDRAULIC BRAKING SYSTEM}
독일 공개 공보 DE 10 2008 054 853 A1호는 유압식 차량 브레이크 시스템의 전기 기계식 브레이크 부스터의 개루프 제어 또는 폐루프 제어를 위한 방법을 개시하고 있다. 상기 발명은 작동 트래블 또는 근력에 따라 비배타적으로 브레이크 부스터의 보조력을 촉진하는 점을 제안하고 있다.
본 발명은 차량의 유압 브레이크 시스템을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 브레이크 시스템은 제어 가능한 제1 제동압 발생기 및 차량의 감속도 신호(deceleration signal)를 위한 송신기를 포함한다. 본 발명에 따른 방법에서, 제1 제동압 발생기를 이용하여 초기 설정 제동압(original set braking pressure)에 압력 특성이 인가된다. 압력 특성에 상응하는 감속도 특성의 존재에 대해 차량의 감속도 신호가 모니터링된다. 제어 가능한 제1 제동압 발생기란 제어 가능한 브레이크 부스터를 의미할 수 있다. 제어 가능한 브레이크 부스터는 전기식, 전기 기계식, 유압식, 공압식 및/또는 자기식 브레이크 부스터의 형태로 존재할 수 있다. 상기 브레이크 부스터가 제어될 수 있다는 사실을 기반으로, 간단한 유형 및 방식으로, 브레이크 부스터에 의해 야기되는 제동압이 변동될 수 있다. 감속도 신호를 위한 송신기는 차량의 감속도를 직접 측정하는 센서, 다시 말해 가속도 센서를 의미할 수 있다. 마찬가지로, 제1 제동압 발생기는 경우에 따라 저장부를 포함하는 액추에이터 부재, 예컨대 플런저 또는 펌프를 의미할 수 있다. 제1 제동압 발생기는 오직 브레이크 시스템 내의 압력을 자율적으로 설정할 수 있기만 하면 된다. 자율적이란, 적어도 부분적으로 운전자로부터 독립되어 브레이크 시스템 내의 압력이 설정될 수 있음을 의미할 수 있다.
감속도 신호는, 직접적으로 감속도에 상응하는 신호를 의미할 수도 있지만, 예컨대 감속도 신호의 시간 미분의 산출을 통해 후처리되는 신호도 의미할 수 있다. 이런 점에서, 감속도 신호를 위한 송신기는, 하류에 배치되거나 통합된, 예컨대 상기 시간 미분을 생성하는 평가 유닛과 연결된 고유 센서를 의미할 수도 있다. 바람직한 방식으로, 차량의 감속도 신호가 (인가된 압력 특성에 상응하는) 감속도 특성을 갖는지의 여부를 모니터링하는 것을 통해, 주어진 설정 제동압의 조정이 필요한 주행 상황이 존재하는지의 여부가 용이하게 판단될 수 있다. 상기 주행 상황은 예컨대 차량의 개별 로킹(locking) 휠들을 통해 야기될 수 있다. 이와 같은 간단한 인식을 통해, 변조 유닛, 예컨대 ESP/ABS 시스템의 고장은 제1 제동압 발생기의 작동을 통해 보상될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 방법은, 주행 임계 상황을 극복하기 위해, 이중 고장 대체 상태(redundant fallback state)를 제공한다. 이는 특히 고도 자동화 또는 부분 자동화 차량들에서 이용되는 것과 같은 시스템들에서 중요하다. 상기 시스템들에서, 운전자는 적어도 일시적으로 차량 조작에 더 이상 직접 관여하지 않는다. 따라서, 상기 시스템에, 예컨대 ESP/ABS 시스템에 고장이 발생할 경우, 브레이크 부스터에 의해 자동으로 주행 안정화 제동 개입이 수행될 수 있다.
본원 방법의 구현예에서는, 압력 특성을 인가하는 것을 통해 차량의 감속도 변동이 야기된다. 소정의 특성을 갖는, 브레이크 시스템의 우세한 압력의 변동이 차량의 감속도에도 영향을 미친다는 사실을 기반으로, 압력 특성에 상응하는 감속도 특성이 모니터링될 수 있다. 그 결과, 바람직하게는, 브레이크 시스템 내에서 생성된 제동압이 우세한 감속도 신호에 따라서 타당하게 격리될 수 있다. 브레이크 시스템 내의 우세한 압력이 생성된 감속도와 비교하여 타당하다면, 특히 우세한 압력 특성이 우세한 감속도 특성과 비교하여 타당하다면, 정상적인 주행 상황이 존재한다. 존재하는 감속도 특성이 압력 특성과 다르다면, 또는 상기 감속도 특성이 감속도 신호 내에서 변동되거나 더 이상 존재하지 않는다면, 주행 임계 상황이 추론될 수 있다.
본원 방법의 구현예에서, 상응하는 감속도 특성이 존재할 경우 초기 설정 제동압은 유지된다. 이 경우, 압력 특성은 계속 인가된다. 상응하는 감속도 특성이 존재할 경우에는 비임계적 주행 상황이 추론될 수 있기 때문에, 초기 설정 제동압의 조정/변동은 필요하지 않다.
또한, 바람직하게는, 감속도 신호 내에 상응하는 감속도 특성이 존재하지 않을 때, 초기 설정 제동압은 조정된다. 일반적으로 초기 설정 제동압은 하강된다. 초기 설정 제동압의 조정 시, 특히 하강 시, 압력 특성은 계속하여 인가된다. 설정 제동압을 하강시키는 것을 통해, 차량의 로킹(locking) 휠들이 존재할 때 차단이 저지될 수 있으며, 그럼으로써 임계적 주행 상황에서 안전성이 향상된다. 감속도 특성의 소멸에 대한 모니터링을 통해, 간단한 유형으로, 휠들 중 하나 이상이 로킹되어 상응하는 조치들이 개시되는지의 여부가 인식될 수 있다.
바람직한 방식으로, 초기 설정 제동압은 사전 설정된 압력값만큼 하강된다. 그 결과, 간단한 방식으로, 하강되어야 하는 크기가 결정됨으로써, 임계 주행 상황들에 대한 반응이 사전 정의될 수 있다. 또한, 자명한 사실로서, 하강되어야 하는 복수의 압력값도 주어진 주행 상황들에 따라 도표의 형태로 저장될 수 있다.
본원 방법의 구현예에서, 하강 후에, 감속도 신호는 감속도 특성과 관련하여 사전 설정된 제1 시간 간격 동안 모니터링된다. 제1 시간 간격의 기간 동안의 모니터링을 통해, 해당 시간 간격의 경과 후, 취해진 조치, 여기서는 설정 제동압 하강이 주행 상황에 어떤 영향을 미쳤는지, 그리고 어떠한 추가 조치들이 필요한지의 판단이 수행될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 감속도 특성이 사전 설정된 제1 시간 간격 이내에 감속도 신호 내에 다시 존재하는 경우, 제동압은 다시 상승하며, 이와 동시에 압력 특성은 제동압의 증가 동안 계속하여 인가된다.
감속도 특성이 사전 설정된 제1 시간 간격 이내에 감속도 신호 내에 계속 존재하지 않는 경우, 제동압은 계속하여 감소된다. 계속하여 하강하는 동안에도, 압력 특성은 계속하여 인가된다. 그에 따라, 주어진 주행 상황에 대해 적합하게 반응할 수 있고 차량을 안전하게 제동하기 위해, 적합한 조치들(제동압의 재상승, 또는 제동압의 계속적인 하강)이 취해진다.
제동압은 바람직하게는 계속하여 최솟값까지 감소될 수 있으며, 특히 최솟값은 인가되는 압력 특성의 진폭에 상응한다. 이런 방식으로, 시스템 내에 허용되지 않을 정도로 낮은 제동압이 설정되지 않게 되는 점이 보장될 수 있다. 또한, 압력 특성이 계속해서 충분하게 인가될 수 있는 점도 보장될 수 있다.
사전 설정된 제2 시간 간격 이내에, 감속도 특성이 감속도 신호 내에 여전히 다시 나타나지 않는 경우, 바람직한 방식으로 압력 고정값이 설정된다. 이는, 차량이, 너무 오랫동안, 하강된 제동압으로 계속 주행하는 점을 방지하고, 그 결과 제동 과정의 안전성을 증대시킨다. 그에 따라 소정의 시간 후에 안전 제동압이 설정된다.
바람직한 방식으로, 감속도 특성이 제동압의 제1 하강 후 다시 존재한다면, 감속도 특성이 다시 더 이상 존재하지 않을 때까지, 초기 설정 제동압이 달성될 때까지, 또는 신규로 사전 설정된 설정 제동압이 달성될 때까지 제동압은 상승한다. 그 결과, 본원의 방법은 신규 주행 상황들 및 경우에 따라 변동된 브레이크 설정값들에 맞춰 조정될 수 있다.
바람직한 방식으로, 압력 특성의 인가는, 제1 제동압 발생기를 이용한 제동압의 변조를 통해 수행된다. 브레이크 시스템 내에 존재하는 제동압 발생기는 압력 특성을 인가하기 위해 이용될 수 있다. 압력 특성의 생성은, 간단한 방식으로, 제1 제동압 발생기가 제어 가능한 브레이크 부스터일 때, 또는 추가 제동압 발생기가 브레이크 시스템 내의 제동압을 제어하거나 설정할 수 있다는 전제 하에 제1 제동압 발생기가 상기 추가 제동압 발생기일 때 가능하다.
구현예에서, 제동압의 변조는 주기적인 변조이며, 특히 고정 주파수 및/또는 고정 진폭을 갖는 주기적인 변조이다. 고정 주파수 및/또는 진폭을 갖는 변조의 형태로 압력 특성을 제공하는 것을 통해, 압력 특성에 상응하는 감속도 특성은 용이하게 감속도 신호 내에서 결정되고 모니터링될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 감속도 특성은 감속도 신호의 주파수의 형태로 존재하고, 감속도 특성의 주파수는 압력 특성의 주파수에 실질적으로 상응한다. 그 대안으로, 또는 그에 추가로, 감속도 특성은 감속도 신호의 진폭의 형태로 존재할 수 있거나, 또는 감속도 신호의 진폭 변화량의 형태로 존재할 수 있다. 그에 따라, 감속도 특성은 간단한 방식으로 인가되는 압력 특성과 연계될 수 있다. 마찬가지로, 진폭 또는 진폭 변화량이 간단하게 검출될 수 있고, 이렇게 하여 신호는 감속도 특성의 존재에 대해 모니터링될 수 있다.
본 발명의 구현예에서, 차량 속도가 속도 한계값을 하회하거나, 속도 한계값에 도달한다면, 특히 차량이 정지 상태에 있다면, 압력 특성의 인가는 중지되거나 취소된다. 제동압의 변조는 정해진 한계값 미만에서는 더 이상 감속도 신호 내에서 검출될 수 없으며, 그로 인해 제동압의 변조도 저지된다.
바람직한 구현예에서, 유압 브레이크 시스템은 추가 제동압 발생기를 포함한다. 제1 제동압 발생기를 이용한 압력 특성의 인가는, 추가 제동압 발생기의 고장이 발생할 경우에 개시된다. 그 결과, 제2 제동압 발생기, 보통은 ESP/ABS 유닛에 의존하지 않고 로킹 휠들에 반응할 수 있는 추가의 가능성을 제공하는 이중 브레이크 시스템(redundant brake system)이 제공된다. 이런 방식으로, 본원의 브레이크 시스템은 한편으로 제1 제동압 발생기(브레이크 부스터)를 이용하고 다른 한편으로는 제2 제동압 발생기(ESP/ABS 시스템)를 이용하는, 능동적 제동압 생성을 위한 하드웨어 이중화(hardware redundancy)의 활용을 통한 자율/반자동화 주행 시 가능한 안전한 제동의 요건에 부합한다.
(예컨대 휠 제동압의 변조를 위한 변조 유닛의 형태인) 추가 제동압 발생기의 결함은 변조 유닛의 구성요소들 내 결함의 형태로 존재할 수 있다. 변조 유닛이 전부 또는 적어도 부분적으로 고장이 난다면, 그 기능은 제1 제동압 발생기가 담당할 수 있으며, 이는 재차 안전성을 증대시킨다.
본 발명의 구현예에서, 감속도 신호는 직접적으로 차량의 감속도를 나타내는 신호이거나, 차량의 감속도의 시간 미분이다. 그 결과, 감속도 특성들을 포함할 수 있는 2개의 신호가 제공될 수 있으며, 이들 신호는 각자 또는 공동으로도 감속도 특성과 관련한 모니터링을 위해 이용될 수 있으며, 이는 정확도를 높이고, 재차 시스템 내 중복성을 생성한다.
본원의 방법은 전술한 것처럼, 청구항 제1항 내지 제18항 중 하나 이상의 항에 따른 방법을 수애하기 위한 수단들을 포함하는 제어 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 프로세스를 나타낸 개략도이다.
도 2는 유압 브레이크 시스템의 개략도이다.
도 3은 제어 장치 및 관련 신호들의 개략도이다.
도 4 ~ 도 6은 휠 속도들; 압력 신호; 감속도 신호; 및 저크(jerk), 즉, 감속도 신호의 제1 시간 미분;의 전형적인 신호 특성곡선들을 각각 나타낸 그래프이다.
맨 먼저, 도 2에 도시되어 있는 브레이크 시스템(200)을 기술한다. 브레이크 시스템은 유압 방식으로 제동압이 인가될 수 있는 하나 이상의 휠 브레이크 실린더(205)를 포함한다. 휠 브레이크 실린더(205) 내에서의 압력 형성을 통해, 공지된 방식으로, 상응하는 휠의 감속이 달성될 수 있다. 또한, 유압 브레이크 시스템(200)은 힘-압력 변환 부재(202)에 힘을 인가할 수 있는 브레이크 부스터(201)를 추가로 포함한다. 상기 힘-압력 변환 부재는 브레이크 마스터 실린더(202)의 형태로 존재할 수 있다. 공지된 브레이크 마스터 실린더들은 예컨대 2개의 압력 챔버를 포함한다.
브레이크 부스터(201)는, 독자적으로 브레이크 부스터(201)의 출력 힘(output force)을 설정할 수 있다. 이는 예컨대 브레이크 부스터(201)의 배력 계수의 변동을 통해 수행될 수 있다. 브레이크 부스터가 자신의 출력 힘을 변동시키면 브레이크 마스터 실린더(202)에도 다른 힘이 인가됨으로써, 브레이크 마스터 실린더(202)의 챔버들 내에 다른 압력이 설정된다. 이런 방식으로, 브레이크 부스터는 제1 제동압 발생기(201)로서 해석될 수 있다. 더 나아가, 브레이크 부스터(201)는 제어될 수 있는 특성을 보유한다. 제어될 수 있다는 말은, 브레이크 부스터의 출력 힘이 예컨대 상응하는 제어 장치를 통해 변동될 수 있음을 의미한다. 상기 브레이크 부스터는, 전기 기계식, 전자기식, 전기 유압식 또는 제어 가능한 공압식 브레이크 부스터일 수 있다.
또한, 브레이크 부스터는 브레이크 페달(203)을 위한 연결 가능성(coupling possibility)을 추가로 포함할 수 있으며, 그럼으로써 운전자는 브레이크 페달의 작동을 통해 브레이크 부스터(201)에 추가로 유압 브레이크 시스템 내에도 압력 형성을 야기할 수 있다. 그러나 상기 사항이 반드시 필요한 것은 아니라는 점이 강조되어야 한다. 마찬가지로, 브레이크 배력 및 페달 작동이 독립적으로 제공되는 유압 브레이크 시스템들, 특히 운전자가 브레이크 페달을 통해 (적어도 정상 모드 중에) 제동압 형성에 기여하는 것이 아니라, 오히려 페달 시뮬레이터를 작동시키는 시스템들도 생각해볼 수 있다.
브레이크 마스터 실린더(202)의 하나 이상의 압력 챔버는 휠 브레이크 실린더들(205)과 유압으로 연결되어 있다. 이런 유압 연결은 유압 라인들(204)을 통해 수행된다. 유압 라인들(204)의 개수는 브레이크 마스터 실린더의 압력 챔버들의 개수에 따라 결정된다. 도 2에 도시된 예시에는, 브레이크 마스터 실린더(202)의 2개의 압력 챔버에 할당되는 2개의 유압 라인(204)이 도시되어 있다. 브레이크 마스터 실린더(202)와 휠 브레이크 실린더들(205) 사이에는 변조 유닛(206)이 위치될 수 있다. 상기 변조 유닛은 ABS 및/또는 ESP 유압 장치의 형태로 존재할 수 있다. 상기 유형의 변조 유닛들은 개별 휠 브레이크 실린더들(205)에서의 휠 제동압을 변조할 수 있으며, 특히 증가시키거나 하강시킬 수 있다. 상기 변조 유닛은 추가 또는 제2 제동압 발생기(206)로서 해석될 수 있다.
또한, 유압 브레이크 시스템(200)은, 차량의 감속도 신호(303)를 출력할 수 있는 송신기(207)도 추가로 포함한다. 감속도 신호(303)는 예컨대 자체의 레벨이 차량의 실제로 존재하는 감속도에 상응하는 전압 또는 전류일 수 있다. 마찬가지로, 송신기(207)는 감속도의 시간 미분에 비례하는 신호를 출력할 수도 있다.
하기에서는 본원 방법의 일 실시형태가 기재된다.
여기서는 브레이크 시스템 내에 초기 설정 제동압이 이미 설정되어 있는 것으로 가정된다.
본원 방법의 제1 단계(1)에서, 제1 제동압 발생기(201)에 의해, 압력 특성이 초기 설정 제동압에 인가된다. 초기 설정 제동압에 압력 특성의 인가는 제1 제동압 발생기(201)를 통한 제동압의 변조를 의미할 수 있다. 상기 변조는 예컨대 제1 제동압 발생기 측에서 공급되는 출력 힘의 변동을 통해 수행된다. 제동압 발생기(201)의 출력 힘의 변조를 통해, 유압 브레이크 시스템(200) 내의 제동압은 그에 상응하게 변조된다. 브레이크 부스터(201)의 경우, 상기 브레이크 부스터는 브레이크 마스터 실린더(202)에 출력 힘을 인가한다.
제동압의 상기 변조는 주기적인 변조일 수 있다. 주기적인 변조는, 제동압이 규칙적인 순서로 증가되고 다시 하강된다는 점을 의미할 수 있다. 변조는 사전 설정된 주파수로 주기적으로 수행될 수 있다. 주기적인 변조의 실현은 예컨대 제1 제동압 발생기, 예컨대 브레이크 부스터(201)의 출력 힘의 사인파형 변동의 형태로 수행될 수 있다.
상기 변조는 예컨대 10Hz 미만의 주파수에 의해, 특히 7Hz보다 작거나 같은 주파수로 수행될 수 있다. 이 경우, 3Hz 또는 6Hz의 주파수를 이용하는 점이 특히 바람직한 것으로 증명되었는데, 그 이유는 상기 주파수들이 예컨대 보통 8Hz보다 큰 범위에 있는 차축 진동 주파수에 의해 야기되는 다른 주파수들과 분리될 수 있기 때문이다. 제동압의 변조의 진폭 높이는, 차량이 감속도 신호(303)에서 측정 가능한 반응을 나타낼 정도로 선택된다.
달리 표현하면, 제동압 발생기(201)의 출력 힘의 주기적인 변조는, 제동압이 마찬가지로 주기적으로 변동되는 것인 압력 특성을 생성한다.
유압 브레이크 시스템(200)의 하나 이상의 휠 브레이크 실린더(205) 내에서 우세한 제동압은 공지된 방식으로 차량의 감속도를 실현하는 제동 토크를 야기한다. 감속도의 크기는 송신기(207)에 의해 측정될 수 있다. 상기 송신기(207)는, 우세한 제동 감속도를 검출할 수 있는 가속도 센서일 수 있다.
송신기(207)는 차량의 감속도에 대응하는 감속도 신호를 생성한다. 이미 설명한 것처럼, 제동압은 감속도를 야기한다. 마찬가지로, 제동압의 변조는 차량 감속도의 변조를 야기한다. 이런 변조는 송신기(207)에 의해 감속도 신호의 형태로 측정될 수 있다.
제동압에 인가되는 압력 특성은 감속도 신호 내에서 감속도 특성으로서 검출될 수 있다. 상기 검출은, 압력 특성의 주파수, 특히 제동압의 변조의 주파수가 실질적으로 감속도 신호 내에서 검출될 수 있음으로써 수행될 수 있다.
본원 방법의 추가 단계(2)에서, 감속도 신호는 압력 특성에 상응하는 감속도 특성의 존재에 대해 모니터링된다. 특성이 예컨대 주파수의 형태로 모니터링된다면, 모니터링 장치는 감속도 신호가 소정의 주파수를 포함하는지의 여부를 검사하여 상응하는 신호를 생성할 수 있다. 주파수의 존재에 대한 모니터링에 추가로, 물론 정해진 주파수 대역의 모니터링도 가능하다. 그 대안으로, 또는 그에 추가로, 감속도 신호의 진폭이 모니터링될 수 있다. 진폭의 모니터링은 진폭 변화량과 관련하여 수행될 수 있다. 본원 방법의 구현예에서, 감속도 신호의 모니터링 대상 주파수 대역은, 압력 특성의 주파수에 실질적으로 상응하도록 선택될 수 있다.
감속도 신호 내에 감속도 특성의 존재가 확인된다면, 단계 3에서 초기 설정 제동압은 유지된다. 압력 특성의 인가는 계속된다. 본원의 방법은 계속하여 단계 1로 진행된다.
감속도 신호의 감속도 특성의 존재하지 않음이 확인된다면, 단계 4에서 초기 설정 제동압은 조정된다. 조정은 제동압을 하강시키는 것을 통해 수행된다. 또한, 제동압을 하강시킬 때, 압력 특성은 계속해서 제1 제동압 발생기(201)를 통해 인가된다. 감속도 신호 내에서 압력 특성의 주파수가 더 이상 검출되지 않을 때, 감속도 특성의 부재가 나타날 수 있다. 또한, 감속도 특성 내 진폭의 변동이 검출됨으로써, 감속도 특성의 부재가 결정될 수 있다.
제동압의 하강은, 초기 설정 제동압이 사전 설정된 압력값만큼 감소함으로써 수행될 수 있다. 사전 설정된, 감소되어야 하는 압력값은 고정되어 저장될 수 있거나, 또는 주행 매개변수들(속도, 가속도, 감속도, 경사, 조향각) 또는 주변 환경값들(온도, 노면 조건)에 따라 다양한 주행 상황들이 사전 설정된 압력값에 할당되어 있는 값 도표 또는 값 행렬로도 저장될 수 있다. 제동압의 하강은 마찬가지로 제1 제동압 발생기(201)에 의해, 예컨대 브레이크 부스터(201)에 의해 수행된다. 그래도 명백히 본원의 브레이크 시스템 및 차종에 따라 좌우되는 압력 하강의 가능한 실현은, 실제 평균 압력값의 40%만큼의 하강 범위 이내일 수 있다. 이 경우, 예컨대 적어도 15바아만큼 하강될 수는 있으나, 다만 압력 변조의 진폭에 실질적으로 상응하는 정해진 하한까지만 하강될 수 있다.
사전 설정된 압력값만큼 제동압을 하강시킨 후에, 단계 5에서, 사전 설정된 제1 시간 간격 이내에 감속도 신호가 압력 특성에 상응하는 감속도 특성을 다시 갖는지의 여부가 모니터링된다. 사전 설정된 시간 간격은 다수의 변조 주기, 특히 1 내지 2회의 변조 주기의 범위 이내일 수 있다.
사전 설정된 시간 간격 이내에, 감속도 특성이 감속도 신호 내에 다시 존재하는 점이 확인된다면, 단계 6에서 제동압은 다시 브레이크 시스템의 현재 설정 제동압으로 복귀된다. 상기 설정 제동압은 브레이크 시스템의 초기에 존재하는 설정 제동압일 수도 있고, 그 대안으로 초기에 존재하는 설정 제동압과 다른 신규 설정 제동압일 수도 있다. 이 경우, 제1 제동압 발생기(201)를 통한 압력 특성의 인가는 계속된다. 그 다음, 본원의 방법은 다시 단계 1에서 감속도 신호의 모니터링으로 시작된다.
단계 7에서, 감속도 신호가 제1 시간 간격 이내에 감속도 특성을 갖지 않는 경우, 제동압은 계속하여 감소된다. 압력 특성은 제동압의 하강 시 제동압에 계속하여 인가된다. 제동압의 계속적인 감소는 최솟값까지, 다시 말해 최소 압력까지 수행될 수 있다. 최소 압력은 압력 특성의 진폭에 상응할 수 있다. 하강 시, 감속도 신호는 감속도 특성과 관련해서 계속하여 모니터링된다.
단계 8에서, 제동압의 계속적인 하강 후에 또는 그 동안에 여전히 감속도 특성이 존재하지 않는 경우, 사전 설정된 제동압이 설정된다. 상기 사전 설정된 제동압은 압력 고정값으로서도 해석될 수도 있다. 상기 압력 고정값의 설정은, 제동압이 완전히 최솟값으로 감소된 상태로 잔존하는 것이 아니라, 다시 브레이크 시스템에서 제동 효과가 존재하는 점을 보장한다. 이는 유압 브레이크 시스템의 안전성을 증대시키는 특성이다.
압력 고정값으로의 압력 상승은 사전 설정된 제2 시간 간격 후에 수행될 수 있다. 사전 설정된 제2 시간 간격은 수 초, 특히 1.5 ~ 2초의 크기이다.
(도 1에는 미도시된) 대안적 구현예에서, 제동압은 연속적으로 하강될 수도 있으며, 하강 시 압력 특성은 계속하여 인가된다. 하강은, 계속 모니터링되는 감속도 신호가 감속도 특성을 다시 갖게 될 때까지 수행될 수 있다. 마찬가지로, 최소의 허용 압력값이 달성될 때까지의 하강도 생각해볼 수 있다.
단계 1 ~ 8에 앞서, 상기 프로세스를 개시하는 단계 9가 선행할 수 있다. 단계 9는 유압 브레이크 시스템(200)의 변조 유닛(206) 내 결함을 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 결함, 예컨대 변조 유닛(206)의 유압 장치 내 고장이, 할당된 센서들 또는 신호 라인들 내에서 확인된다면, 변조 유닛(206)을 이용한 차량 안정화 제어는 더 이상 수행될 수 없다.
도 3에는, 제어 장치(301)가 개략적으로 도시되어 있다. 제어 장치는 제어 장치 모듈을 의미할 수도 있으며, 이 경우, 수행되는 방법을 위해 완전하게 독립적인 제어 장치가 제공될 필요가 없다. 마찬가지로, 유압 브레이크 시스템(200)의 이미 제공된 제어 장치의 서브 유닛이 본원 방법의 단계들을 (완전하게, 또는 적어도 부분적으로) 수행할 수 있다. 상기 제어 장치(301)는 제2 제동압 발생기, 특히 변조 유닛(206)의 제어 장치일 수 있다. 마찬가지로, 제어 장치(301)는 제1 제동압 발생기, 특히 브레이크 부스터(201)의 제어 장치일 수 있다. 마찬가지로, 부분 기능들은 제동압 발생기 제어 장치와 변조 유닛 제어 장치 간에 분배될 수 있다. 이런 식으로, 브레이크 부스터 제어 장치를 통해 압력 특성을 인가하기 위해 브레이크 부스터의 제어를 수행하는 한편, 감속도 신호는 변조 유닛 제어 장치의 측에서 모니터링하는 점이 전적으로 합리적일 수 있다. 이 경우, 제어 장치들은 무선으로, 또는 유선으로 CAN 또는 버스 시스템들을 통해 상호 간에 통신할 수 있다.
하기에서는 편의상 하나의 제어 장치(301)를 전제로 기술한다.
제어 장치(301)는 신호들을 수신할 수 있다. 제1 신호(302)는 변조 유닛(206) 내의 결함을 나타낸다. 상기 결함은 변조 유닛(206), 특히 이 변조 유닛(206)의 유압 장치의 결함 있는 구성요소의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 결함은 결함 있는 할당된 센서들, 또는 상기 센서들로 이어지는 신호 라인들 내에도 존재할 수 있다. 센서들은 차량 휠들에 있는 속도 센서들일 수 있다.
제어 장치(301)는 감속도 신호(303)를 수신할 수 있다. 감속도 신호(303)는 송신기(207)에 의해, 직접적으로 또는 간접적으로 공급된다.
제어 장치는 이미 기술한 것처럼 감속도 특성의 존재에 대해 감속도 신호(303)를 모니터링한다. 이를 위해, 제어 장치는 모니터링 장치(306)를 포함한다. 제어 장치(301)의 모니터링 장치(306)에 의해, 감속도 신호가 모니터링된다. 이미 기재한 것처럼, 모니터링 장치(306)는 하나 이상의 소정의 주파수, 진폭 및/또는 진폭 변화량의 관점에서 감속도 신호(303)를 모니터링할 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 주파수 대역의 관점에서도 모니터링이 수행될 수 있다. 모니터링 장치(306)는, 브레이크 부스터(201)를 통해 압력 특성이 인가되게 하는 주파수도 공급받을 수 있다(미도시). 이런 방식으로, 적합한 주파수 또는 적합한 주파수 대역이 모니터링될 수 있다.
제어 장치(301)는, 브레이크 부스터(201)의 제어를 위해 이용되는 제어 신호(305)도 공급한다. 상기 제어 장치는 직접적으로, 또는 추가 제어 장치를 통해 간접적으로 브레이크 부스터(201)를 제어할 수 있다.
제어 장치(301)의 제어 신호(305)에 의해, 이미 방법 단계들에서 기재한 것처럼 예컨대 제동압이 유지될 수 있거나, 제동압이 하강될 수 있거나, 또는 제동압이 다시 상승될 수 있다. 이를 위해 필요한 제어 신호들은 제어 신호(305) 내에 포함될 수 있다. 또한, 설정될 제동압은 브레이크 시스템의 현재 설정 제동압을 의미할 수도 있다.
제어 장치(301)는, 본원 방법의 사전 설정된 변수들이 저장되어 있는 메모리 영역(307)도 추가로 포함한다. 사전 설정된 변수들은 하기 형태로 저장될 수 있다.
- 압력 특성을 위한 설정될 주파수;
- 제동압의 하강을 위한 사전 설정된 압력값;
- 사전 설정된 제1 시간 간격; 및/또는
- 사전 설정된 제2 시간 간격.
제어 장치(301)로는, 차량이 정지 상태에 있음을 지시하거나, 적어도 소정의 속도를 하회하는 점을 지시하는 정지 상태 신호(304)가 공급될 수 있다. 상기 정지 상태 신호(304)는 본원의 방법을 중단시키기 위해 이용될 수 있다. 중단은, 압력 특성이 더 이상 인가되지 않고, 그리고/또는 감속도 신호가 더 이상 모니터링되지 않음을 의미한다. 인가된 압력 특성은 정지 상태에서는 (또는 적어도 소정의 속도 미만에서는) 더 이상 감속도 신호에서 검출될 수 없으므로, 본원 방법의 중단이 필요할 수 있다.
도 4에는, 4개의 신호 특성곡선이 도시되어 있다. 제1 신호 특성곡선(401)은 자동차의 4개 휠의 휠 회전수를 지시한다. 휠 회전수들은 도 4 ~ 도 6에 단지 이해를 목적으로만 도시되었을 뿐, 제어 회로의 부분은 아니다.
휠 회전수는 휠 속도로도 해석될 수 있다. 도면들에서 처음에는 4개의 휠 속도(401a, b, c, d)의 구분이 불가능한데, 그 이유는 이처럼 제동이 존재하는 경우 모든 휠이 로킹되는 것이 아니라, 동일한 휠 속도를 갖기 때문이다. 신호들은 실질적으로 동일하게 진행된다. 신호 특성곡선들(401a ~ d)에 따라서, 모든 휠 속도는 초기 레벨(405)에서부터 최종 레벨(406)까지 하강되는 점이 확인된다. "406"은 예컨대 차량의 정지 상태에 상응하는 휠 속도를 나타낼 수 있다. 모든 신호 특성곡선은 그래프의 축에서 왼쪽에서 오른쪽으로 시간(t)의 경과에 따라 도시되어 있다.
신호(403)는 존재하는 차량 감속도를 나타낸다. 상기 차량 감속도는 여기서는 가속도로서 제시되어 있다. 그러나 가속도와 감속도는 상관관계가 있는 변수들이며, 이때 감속도는 음의 가속도이다. 차량 감속도는 시간의 경과에 따라 제1 레벨부터 증가하며, 그에 상응하게 감속도 신호(403)는 감소한다.
신호(404)는 휠 제동압의 신호 특성곡선을 지시한다. 휠 제동압은 변조된다. 이는 신호 특성곡선(404)에서 확인된다. 휠 제동압은 제동이 진행되는 동안 제1 레벨에서부터 시간 경과에 따라 상승한다. 휠 제동압(404)은, 휠 제동압에 인가되는 우세한 변조를 지시한다. 상기 변조는 차량 감속도 신호(403)에서 마찬가지로, 여기서는 사인파형 변조의 형태로 확인된다.
추가 신호(402)는 이른바 저크를 지시한다. 저크는 차량 감속도의 미분에 상응한다. 미분은 차량 감속도의 시간 미분(d/dt)을 의미한다. 차량 감속도는 전술한 변조를 갖기 때문에, 차량 감속도의 시간 미분의 계산을 통해 저크에서도 변조가 확인된다. 도 4에 도시된 제동 특성곡선은, 예컨대 건조한 아스팔트에서의 정상적인 제동에 상응한다.
순수 감속도 신호(403)뿐만 아니라 차량 저크의 신호(402)도, (전술한 것처럼) 감속도 특성의 관점에서 모니터링되는 감속도 신호로서 해석될 수 있다.
이에 반해 도 5에는 다른 유형의 제동이 도시되어 있다. 제동의 개시 시점에는 모든 휠 속도(401a ~ d)가 동일한 레벨에 있다. 그 다음, 휠들 중 2개가 로킹되기 시작하는 상황이 나타난다. 휠들의 로킹은 휠 속도의 감소를 통해 인지될 수 있다. 특히 영(0)으로의 휠 속도들의 감소가 인지될 수 있다. 신호 특성곡선들(401c 및 401d)은 2개의 상응하는 휠의 휠 속도의 상기 유형의 감소를 지시한다.
저크(402)의 신호에서는 휠들이 로킹될 때 감속도 특성(501)이 검출될 수 있다. 감속도 특성(501)은 (규칙적인 제동 시 예상 진폭과 비교하여) 저크 신호(402)의 상대적으로 더 낮은 진폭의 형태로 해석될 수 있다. 이런 경우에, 감속도 신호(403)의 시간 미분에 상응하는 감속도 신호, 다시 말해 저크 신호(402)의 추가의 특징적인 변동들도 마찬가지로 로킹 휠들에 상응하는 상황을 검출하기 위해 할당될 수 있다.
감속도 특성(501)이 검출된다면, 휠 제동압은 하강된다. 휠 제동압의 하강은 휠 압력 신호에서, 도 5에서는 표시된 영역(502)에서 확인된다.
대안의 또 다른 실시형태에서, 휠 제동압의 하강을 추가 하강 기준에 결합할 수 있다. 현재 주행 상황에서 우세한 주행 안정성이 하강 기준을 나타낼 수 있다.
[휠 제동압의 신호(404)에서 영역(502)에서 확인될 수 있는] 휠 제동압의 감소 후에, 휠 제동압은 다시 상승한다. 따라서 휠 제동압의 감소와 결부되는 감속도 특성(501)의 검출 시, 신규 총 설정 감속도의 사전 설정이 수행될 수 있다. 이런 사전 설정은 새로 설정될 설정 제동압의 형태로 수행될 수 있다. 또한, 신호 특성곡선(404)에서는, 휠 제동압의 하강 시 휠 제동압의 변조가 계속되는 점도 확인된다.
도 6에는, 또 다른 제동이 도시되어 있다. 이 제동 시에는, 예컨대 건조한 구간에서 미끄러운 구간, 특히 결빙 또는 습윤 구간으로의 전이가 일어난다.
제동의 시작 시, 신호 특성곡선(401)에서 모든 관여하는 휠의 휠 속도들이 동일한 특성곡선을 갖는 점이 확인된다. 휠 제동압(404)은 상승하여 (이미 기재한 것처럼) 변조를 나타낸다. 차량 감속도가 증가하며, 이는 감속도 신호의 신호 특성곡선(403)에서 확인된다. 감속도에 상응하는 신호(403)는 마찬가지로 변조를 지시한다. 또한, 저크의 신호(402)도 변조를 지시한다. 이미 언급한 것처럼, 저크(402)는 감속도 신호(403)의 시간 미분이다. 차량이 미끄러운 노면에 도달하면, 개별 휠들은 로킹될 수 있다. 이는, 제동 시 휠 속도의 초기값에서 벗어나서 (여기에 도시된 것처럼) 예컨대 영(0)이 되는 휠 속도 신호들(401c 및 401d)에서 확인된다. 다른 휠 속도 신호들(401a 및 b)은 예상 거동으로 유지된다. 이미 기술한 것처럼, 개별 휠들의 로킹은, 감속도 특성이 변동되는 점에서도 확인된다. 감속도 특성이 저크의 신호(402)에 따라서 모니터링된다면, 신호는, 특성이 존재하는 영역들과, 특성이 존재하지 않는 영역들로 분할된다. 신호(402)에서, 감속도 특성이 확인되지 않는 영역들은 알파벳 "n"으로 표시되어 있다. 마찬가지로, 감속도 특성이 다시 확인될 수 있는 영역들은 알파벳 "y"로 표시되어 있다.
주파수 및/또는 진폭, 및 진폭의 변화량의 존재는 감속도 특성의 존재에 대한 모니터링을 위해 고려될 수 있다. 영역들(y 및 n)은 주파수 및/또는 진폭, 및 진폭의 변화량에서 서로 구분될 수 있다.
감속도 특성이 신호(402) 내에 더 이상 존재하지 않는 경우에는 항상 휠 제동압이 감소된다. 이는 예를 들어 신호(404)의 경우, 위치들(404a, 404b, 404c 및 404d)에서 확인된다. 저크의 신호(402) 내에서 감속도 특성이 다시 확인된다면(영역 y), 휠 제동압은 다시 상승하고 변조가 인가된다. 이는 신호(404)에 따라서 위치들(404a, b, c 및 d) 사이의 영역들에서 확인된다. 저크 신호(402)가 다시 감속도 특성을 포함하는 상황들(y 표시)은, 휠들이 더 이상 로킹되지 않는 주행 상황들에 할당될 수 있다. 이는 예컨대 휠 속도 센서(401) 내에서 "p"로 표시된 위치들에 해당하는 경우이다.
마찬가지로, 존재하는 주행 상황들의 분석을 위해 저크의 신호(402) 대신 감속도 신호(403)를 이용할 수도 있다. 감속도 신호가 심한 변동들을 갖는 경우, 상기 감속도 신호도 예컨대 로킹 휠들에 대한 징후로서 고려될 수 있다. 마찬가지로, 존재하는 주행 상황에 대한 더 나은 이해를 위해, 감속도 신호(403) 및 저크의 신호(402)를 모두 함께 모니터링할 수도 있다.
도 4, 도 5 및 도 6에서는, 마찬가지로, 휠 속도가 더 이상 존재하지 않을 때, 다시 말해 차량이 정지 상태에 있을 때, 또는 차량이 거의 정지 상태에 준할 때, 존재하는 휠 제동압에서 압력 변조가 종료되는 점도 확인된다. 이는 존재하는 변조를 더 이상 보여주지 않는, 오른쪽에서 중단된 압력 신호(404)에서 확인된다.
차량의 개별 휠들이 로킹되는 주행 상황들은, 감속도 특성의 모니터링을 통해 신뢰성 있게 검출될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 휠 제동압은, 제1 제동압 발생기(201)에 의해, 다시 말해 브레이크 부스터에 의해 조정된다. 이런 방식으로, 브레이크 시스템의 변조 유닛에 결함이 있을 때에도, 차량의 안전한 제동이 보장될 수 있다.
여기서 강조되어야 할 사항은, 브레이크 부스터 및 변조 유닛의 개념을 사용하는 것이 완전한 것으로 간주되어서는 안 된다는 점이다. 본 출원에 기재한 역할들이 하나의 브레이크 시스템에서 2개의 상이한 자가 제동압 발생기, 다시 말해 제1 및 제2 제동압 발생기에 의해 수행되는 것으로 충분하다. 따라서, 다시 말해, 종래의 브레이크 부스터와 ESP 유압 유닛의 조합뿐만 아니라, 플런저 및 추가 제동압원(braking pressure source)을 포함하는 통합형 브레이크 시스템도 본 발명에 따른 것으로서 해석될 수 있다.

Claims (1)

  1. 차량의 유압 브레이크 시스템(200)의 제어를 위한 방법으로서, 브레이크 시스템(200)은 제어 가능한 제1 제동압 발생기(201); 및 차량의 감속도 신호(303, 402, 403)를 위한 송신기(207);를 포함하는, 유압 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서,
    - 제1 제동압 발생기를 이용하여 초기 설정 제동압에 압력 특성을 인가하는 단계(1);
    - 상기 압력 특성에 상응하는 감속도 특성의 존재에 대해 감속도 신호(303, 402, 403)를 모니터링하는 단계(2);를 포함하고,
    상기 유압 브레이크 시스템은 추가 제동압 발생기(206)를 포함하며, 상기 추가 제동압 발생기의 고장이 발생할 경우, 제1 제동압 발생기(201)를 이용하여 압력 특성을 인가하는 단계가 개시되는 것을 특징으로 하는, 유압 브레이크 시스템의 제어 방법.
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