KR20240016965A - 제동 입자 흡입 방법 - Google Patents

Abstract

마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템을 제어하는 방법으로, 상기 제동 입자 흡입 시스템은, 적어도 하나의 음압원(1), 마찰 계면 가까이 또는 마찰 파트 내부에 배치되고, 적어도 하나의 공압 라인에 의해 상기 음압원에 연결되는 적어도 하나의 흡입구(83), 상기 음압원을 제어하게 구성된 제어 유닛(6), 및 현재 제동 활성화 정보를 제공하는 수단을 포함하고, 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법은 상기 제어 유닛이, a) 제동이 활성화되자마자 흡입이 적용되도록 하기 위해, 현재 제동 활성화 정보에 따라 제동 흡입 시퀀스(51)를 위해 음압원을 제어하고, b) 제동 시퀀스 외에 적어도 하나의 세정 흡입 조건을 설정하고, c) 적어도 하나의 세정 흡입 조건이 미리 결정된 기준을 만족하자마자, 미리 결정된 기간 TN 동안 적어도 하나의 공압 라인에 대한 세정 시퀀스(52)를 위해 음압원을 제어하도록 구성된다.

Description

제동 입자 흡입 방법

본 발명은 마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템에 관한 것이다. 이러한 마찰 제동 시스템은 도로 차량이나 철도 차량에 장착될 수 있다. 이러한 마찰 제동 시스템은 풍력 터빈이나 산업용 기계와 같은 고정식 로터-계열 기계에도 장착될 수 있다.

예를 들어 문헌 DE4240873호에 기재된 바와 같이, 이러한 시스템에서는 흡입 터빈과 입자 수집 필터가 제공된다. 따라서 마모에 의해 발생되는 입자는 점차적으로 수집 필터에 축적된다. 이로 인해 필터와 필터로 연결되는 공압 라인이 점진적으로 막히게 된다. 마찰 패드가 사용될 때, 예를 들어 문헌 FR3057040호에서 출원인이 교시한 대로 흡입 그루브가 마찰재에 제공될 수 있다.

문헌 FR3088395호는 제동하는 중에 터빈 제어를 최적화하고, 필터의 막힌 상태를 표시하도록 구성된 제어 솔루션을 제공한다.

그러나 발명자들은 공압 라인에 점진적으로 축적되는 제동 입자의 작은 침전물로 인해 시간이 지남에 따라 공압 라인이 막히는 경향이 있음을 발견했다.

본 발명의 목적은 공압 라인을 만족스러운 상태로 유지하기 위한 개선된 솔루션을 제안하는 것이다.

이를 위해, 마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템을 제어하는 방법으로, 상기 제동 입자 흡입 시스템은, 적어도 하나의 음압원(1), 마찰 계면 가까이 또는 마찰 파트 내부에 배치되고, 적어도 하나의 공압 라인에 의해 상기 음압원에 연결되는 적어도 하나의 흡입구(83), 상기 음압원을 제어하게 구성된 제어 유닛(6), 및 현재 제동 활성화 정보를 제공하는 수단을 포함하고,

제동 입자 흡입 시스템 제어 방법은 상기 제어 유닛이,

a) 제동이 활성화되자마자 흡입이 적용되도록 하기 위해, 현재 제동 활성화 정보에 따라 제동 흡입 시퀀스(51)를 위해 음압원을 제어하고,

b) 제동 시퀀스 외에 적어도 하나의 세정 흡입 조건을 설정하고,

c) 적어도 하나의 세정 흡입 조건이 미리 결정된 기준을 만족하자마자, 미리 결정된 기간 TN 동안 적어도 하나의 공압 라인에 대한 세정 시퀀스(52)를 위해 음압원을 제어하도록 구성된, 제동 입자 흡입 시스템의 제어 방법이 제안된다.

이러한 구성을 통해, 공압 흐름이 높은 시퀀스가 제공될 수 있으며, 이를 통해 공압 라인을 세정(clean)할 수 있다. 주행 중 이 동작에 의해 발생되는 휘파람 소리는, 차량이 임계 속도 이상으로 주행할 때 이 동작이 수행되는 경우, 롤링 소음에 의해 가려진다. 유지 관리나 진단 조건으로 인해 세정 시퀀스가 필요할 수도 있다.

제동 흡입 시퀀스는 낮은 유속으로 수행되는 반면, 흡입구에서 공기 흐름 제한 단면적을 증가시킴으로써 세정 시퀀스는 높은 유속으로 수행된다는 점을 알 수 있다.

"마찰 인터페이스(friction interface)"라는 용어는 [디스크에 대한 패드] 인터페이스 표면 또는 [림에 대한 패드] 인터페이스 표면을 나타내며, 모든 마찰 제동 구성이 포함된다. 또한, "가까이(close to)"는 것은 전술한 인터페이스 표면 근처에서 흡입이 발생한다는 것을 의미한다.

또한 마찰 패드를 사용하는 경우 마찰재에 만들어진 흡입 그루브가 흡입구를 형성하고, 이는 마찰 패드를 구성하는 마찰 부분 내부에 배열된다는 점도 알 수 있다.

방법과 관련된 본 발명의 다양한 실시형태에서, 다음 구성 중 하나 이상을 개별적으로 또는 조합하여 추가로 이용할 수 있다.

하나의 옵션에 따르면, 단계 b)에서 다음 변수들 중 적어도 하나를 고려하는 논리적/알고리즘 계산을 통해 세정 흡입 조건을 결정한다.

- 차량의 현재 속도, 특히 제1 속도 임계값 V1을 초과하는 속도,

- 마지막 세정 시퀀스 이후 경과된 시간,

- 마지막 세정 시퀀스 이후 이동한 거리,

- 마지막 세정 시퀀스 이후 수행된 동적 제동 동작의 수,

- 유지 관리 모드(차고 모드 또는 진단 모드)의 보급.

이러한 여러 매개변수, 여러 기준 조건은 가능한 가장 최적화된 방식으로 세정 시퀀스를 트리거하도록 결정하기 위해 사용된다. 즉, 공압 라인을 양호한 상태로 유지하는 데 있어 원하는 효율성에 비해 세척 순서의 수가 최소화된다.

동적 제동은 차량의 속도가 0이 아닐 때 제동이 수행되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

하나의 옵션에 따르면, 단계 c)에서 음압원(예를 들어 터빈의 회전)이 최대 동력으로 활성화되는 것이 제공될 수 있다. 이는 공압 라인 내부에 퇴적되어 있을 수 있는 입자를 제거하는 데 있어 고유량 흡입 효과를 극대화한다.

하나의 옵션에 따르면, 3초 내지 15초 사이의 범위 내에서 미리 결정된 기간 TN이 선택되는 것이 제공될 수 있다. 이 기간은 라인을 적절하게 세정하는 데에 충분하고 필수적이다.

하나의 옵션에 따르면, 유지 관리 모두 외에, 차량의 현재 속도가 제1 속도 임계값보다 큰 경우에만 세정 시퀀스가 트리거된다. 따라서 세정 과정의 소음 수준이 롤링 소음에 의해 가려지기 때문에 차량 탑승자나 통행인이 세정 시퀀스를 들을 수 없다.

하나의 옵션에 따르면, 유지 관리 모드 동안 진단 장치에 의해 이루어진 요청에 응답하여 세정 시퀀스(52)가 트리거된다. 따라서 라인이 분리되고 패드가 없는 상태에서 브레이크 패드를 교체할 때 진단 툴을 사용하여 패드 영역에서 공기 흐름 제한 없이 흡입 시퀀스를 생성할 수 있다.

한 옵션에 따르면, 음압원은 전기 모터(11)에 의해 구동되는 터빈에 의해 형성되고, 제어 유닛(6)은 전기 모터를 제어하도록 구성된다. 이는 흡입 요구 사항에 따라 터빈 속도를 조정할 수 있으므로, 사용하기에 유연한 솔루션이다.

하나의 옵션에 따르면, 제어 유닛은 세정 시퀀스 동안 흡입구에 가깝게 공압 회로에 배열된 벤트 솔레노이드 밸브를 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 세정 과정 중에 공압 라인 내부의 공기 흐름을 더욱 증가시킬 수 있다. 상기 벤트 솔레노이드 밸브가 활성화되면 마찰 인터페이스 측에 더 이상 공기 흐름 제한 섹션이 없게 된다.

본 발명은 또한 마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템으로, 상기 제동 입자 흡입 시스템은 적어도 하나의 음압원(1), 마찰 계면 가까이 또는 마찰 파트 내부에 배치되고, 적어도 하나의 공압 라인에 의해 상기 음압원에 연결되는 적어도 하나의 흡입구(83), 상기 음압원을 제어하게 구성된 제어 유닛(6), 및 현재 제동 활성화 정보를 제공하는 수단을 포함하고, 상기 제동 입자 흡입 시스템은 전술한 방법을 구현하도록 구성되는 제동 입자 흡입 시스템에 관한 것이다.

한 옵션에 따르면, 시스템은 흡입된 입자를 수집하기 위한 적어도 하나의 필터(2)를 추가로 포함할 수 있다.

한 옵션에 따르면, 시스템은 4개 이상의 흡입구에 연결된 중앙 집중식 필터와 중앙 집중식 터빈을 포함한다. 이 구성에서는 공압 라인의 길이가 길어서 수시로 세정할 수 있다는 장점이 있다.

한 가지 옵션에 따르면, 벤트 솔레노이드 밸브(59)가 공압 회로 상에서 흡입구 가까이에 제공될 수 있다. 이러한 벤트 솔레노이드 밸브는 세정 시퀀스 동안에 공압 라인 내부의 공기 흐름을 실질적으로 증가시킬 수 있으며, 상기 솔레노이드 밸브는 공압 파이프가 흡입구 측의 대기(자유 공기)와 소통할 수 있게 해준다.

본 발명의 다른 측면, 목적 및 이점은 비제한적인 예로 제시된 본 발명의 실시형태에 대한 아래의 설명을 읽으면 명백해질 것이다. 또한 첨부된 도면을 참조하면 본 발명을 더 잘 이해하게 될 것이다.
도 1은 마찰 제동 부재의 일례를 도시한 프로파일 도면이다.
도 2는 휠 또는 차축에 국한된 제동 입자 흡입 시스템의 개략도이다.
도 3은 복수의 휠 또는 차축에 대해 집중한 제동 입자 흡입 시스템의 개략도이다.
도 4는 제동 입자 흡입 시스템의 기능도이다.
도 5는 제동 입자 흡입 시스템의 구성요소의 물리적 예시를 제공한다.
도 6은 시스템의 적어도 하나의 기능을 예시하는 타이밍도이다.
도 7은 더 긴 시간 규모에 따른 타이밍 다이어그램이다.
도 8은 공압 라인을 예시하는 기능도이다.
도 9는 벤트 솔레노이드 밸브를 갖는 공압 라인을 예시하는 또 다른 기능도이다.
도 10은 마찰 제동 입자 흡입 시스템의 개략도의 변형을 도시한다.

여러 도면들에서, 동일한 참조부호는 동일하거나 유사한 요소를 지시한다. 표현을 명확하게 하기 위해, 어떤 요소들은 반드시 일정한 축척으로 표시되지 않았다.

일반적인 구조(general layout)

도 1은 마찰 제동 부재를 개략적으로 나타낸다. 도시된 경우에서, 휠(또는 철도 장비용 차축)과 함께 회전하게 만들어진 브레이크 디스크(9)가 도시되어 있다. 브레이크 디스크(9)는 축(A)을 중심으로 회전한다. 종래 기술에 따르면, 캘리퍼(7)가 디스크 위에 배치되고, 캘리퍼 지지대에 장착된다. 또한 캘리퍼에는 샌드위치 형태로 디스크를 잡기 위해 마찰 패드에 작용하도록 구성된 피스톤이 포함되어 있다. 마찰 패드는 지지판에 장착된다. 이 모든 것은 그 자체로 공지되어 있으므로 여기서는 자세히 설명하지 않는다. 브레이크 패드들에는 도면부호 19가 붙여 있고, 특정 뷰에서는 점선으로 표시되어 있다.

디스크 브레이크의 다이어그램이 도시되었지만, 본 발명은 드럼 브레이크 또는 심지어 휠 림에 직접 적용되는 브레이크 패드 시스템에도 적합하다.

마찰 패드의 위치에는 마찰 패드에서 방출되는 입자를 포착하기 위한 장치(8)가 제공된다. 보다 구체적으로, 각 마찰 패드에는 흡입구(83)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 출원인이 출원한 문헌 FR3057040호에서 입자들이 마찰재에 만들어진 그루브 내에 포획되는 예를 볼 수 있다. 흡입구(suction mouth)는 마찰 라이닝의 후면판에 있는 관통 구멍에 연결되고, 하류 통로(필터 쪽으로 이어지는)와 연통하는 그루브(들) 자체에 의해 형성될 수 있다.

흡입구(83)는 공압 회로에 의해 음압원(negative pressure source)에 연결된다. 공압 회로는 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이 제1 라인(3)과 제2 라인(30)을 포함할 수 있다. 물론, 필터와 터빈이 결합된 경우 하나의 라인(3)이 있을 수 있다.

일반적으로, 흡입구는 입자들이 패드와 회전 부재(디스크, 드럼, 림 등) 사이의 경계면을 빠져나가는 입자의 경로에 위치할 수 있다. 이 지점에서 좋은 캡처에 기여하는 음압 또는 유동이 발생된다.

다른 구성에서, 커버가 제공될 수 있으며, 이 경우 흡입구는 상기 커버에 의해 덮인 공간으로부터의 출구에 의해 형성된다.

그러므로 본 발명이 흡입구(83)의 구성에 관계없이 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전형적으로, 디스크 브레이크 구성의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 디스크의 각 측면에 흡입구(83)가 있다.

흡입구(또는 경우에 따라서는 흡입구들)는 도 2에 예시된 바와 같이 여기서 제1 라인(3)으로 불리는 유체 라인에 의해 필터(2)에 연결된다. 제1 라인(3)은 배관 형태일 수 있지만 이는 일 부분(예를 들어, 캘리퍼의 본체)을 통과하는 터널 형태의 통로를 배제하지 않는다. 제1 라인의 길이는 수십 센티미터 예를 들어 50㎝로부터 최대 도 3에 도시된 바와 같은 중앙 집중식 필터링 구성에서 수 미터에 이르기까지 다소 광범위할 수 있다.

일반적으로, 흡입구와 필터(2) 사이의 유체 연결은 하나 이상의 분기(branch), T자형 또는 Y자형 커넥터 등으로 구성될 수 있다. 공압 회로(pneumatic circuit)라는 용어는 유체 라인/공기 호스를 지칭하는 데에도 사용될 수 있다.

흡입구와 필터(2) 사이의 유체 연결은 강성 부분과 가요성 라인 부분을 포함할 수 있다.

흡입구, 필터 및 부압원 사이에는 다양한 구성이 있을 수 있고, 각 흡입구마다 필터가 있을 수 있으며(분산을 최대화하는 구성) 또는 각 흡입구 쌍마다 필터가 있을 수 있다(도 2). 또한, 복수 쌍의 흡입구(도 3)에 대해 단일 필터(중앙 집중식 구성이라고 함)를 갖거나, 심지어 전체 차량에 대해 하나의 필터만이 있는 것도 가능하다. 이 선택은 차량 유형, 필터가 막히는 수명, 차량 내 설비에 대한 다양한 제약 사항 등에 따라 결정될 수 있다.

도 2, 도 6 및 도 7에는 제1 라인(3)과 음압원(1) 사이에 필터가 개재되어 있고, 음압이 가해져서 외부 주변 압력에 비해 음압 상태에 있는 필터를 통해 입자를 빨아들이는 구성이 도시되어 있다. 그러나, 도 10에 도시된 구성에서는 음압원(여기서는 터빈(1))이 제1 라인(3)과 필터 사이에 개재될 수 있으며, 이 경우 터빈이 입자를 흡입한 다음 제2 센서(23)(선택 사항)가 있는 3'으로 표시된 하류 라인을 통해 필터로 입자를 불어넣는다. 이 경우, 필터(2)는 음압이 아닌 양압 상태에 있다.

전형적인 실시형태에서, 필터(2)는 종이 또는 일부 다른 유형과 같은 여과 매체를 포함할 수 있으며, 이는 공기는 통과하지만 흡입구로부터의 유동에 포함된 작은 입자를 가두어 둔다.

여기서 '필터(filter)'라는 용어는, 원심 분리 필터 솔루션('사이클론' 유형), 전자기 트랩 기술이 적용된 필터 솔루션, 정전 트랩 기술이 적용된 필터 솔루션을 포함하여 광범위하게 이해되어야 한다. '필터'라는 용어에는 입자가 승객실 공기 필터와 같은 이미 존재하는 필터를 향하거나 촉매 변환기의 필터를 향하는 솔루션도 포함된다.

입자 필터(2)는 나노미터, 마이크로미터 또는 밀리미터 크기의 고체 입자를 포함하는, 흡입구에서 나오는 공기를 여과하도록 구성된다. 이는, 입자는 여과 매체를 통과하지 못하고 여과 매체 내애 갇히는 반면, 공기는 여과 매체를 통과할 수 있다는 것을 의미한다. 여과 매체에 포획된 입자의 양은 시간이 지남에 따라 증가한다. 따라서 필터(2)는 축적에 의해 기능하고, 여과 매체를 통한 공기의 통과가 점차 더 어려워진다.

시간이 지남에 따라 그리고 연속적인 제동 동작으로 인해, 입자가 공압 라인(들)에 쌓인다. 누적되는 양은 시간과 제동 동작이 증가함에 따라 증가한다. 이 퇴적물은 마찰재의 특성과 품질, 마주치는 기후 조건 등에 따라 달라진다.

도시된 예에서, 음압원(1)은 전기 모터(11)에 의해 구동되는 흡입 터빈(10)에 의해 형성된다.

예시된 예에서 전기 모터가 있는 터빈은 필터와 별도의 개체를 형성한다. 이러한 조건 하에서, 터빈을 필터에 연결하기 위해 제2 공압 유체 라인(30)이 제공된다.

터빈과 필터를 단일 개체에 포함하는 구성도 가능하다는 점에 유의해야 한다.

하나의 선택적인 구성에 따르면, 제1 라인(3)에 존재하는 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서(22)가 제공될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 센서(22)는 제1 라인(3)의 경로에서 적어도 하나의 흡입구와 필터(2) 사이에 배열된다.

그러나 대안적이고 동일하게 바람직한 구성에서, 압력 센서(22)는 도 5에 도시된 바와 같이 필터(2)에 인접하게 배열되거나 필터(2)와 통합된다.

제어 유닛(control unit)

흡입 시스템은 터빈을 제어하도록 구성된 제어 유닛(6)을 추가로 포함한다.

제어 유닛(6)은 제로(0) 속도와 최대 가능 속도 사이의 임의의 값에 따라 터빈을 구동하는 모터의 속도를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있는 전자 유닛이다.

일례에 따르면, 전기 모터(11)는 DC 전압에 의해 전력을 공급받으며, 제어 로직이 PWM 신호(펄스 폭 변조)를 사용하는 것이 제공될 수 있다. 사용되는 DC 전압은 예를 들어 일반 자동차의 경우 12볼트, 트럭이나 버스와 같은 대형 화물차 또는 산업용 차량의 경우 24볼트, 철도 차량(트램웨이, 기차)의 경우 72볼트와 같이 입자 흡입 시스템의 적용 분야에 따라 달라질 수 있다.

여기서는 흡입 터빈 대신에 음압원이 차량에 미리 존재할 수 있다는 점, 특히 자동차 부문의 경우 예를 들어 차량 엔진의 작동에 의해 예를 들어 공기 흡입구로부터 방향을 전환하거나 다른 예로서 배출 가스와 같은 가스 스트림에 대한 벤투리 효과에 의해 유도되는 음압원이 존재할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 철도 부문의 경우, 해당 철도 차량의 공압 제동 장치 또는 기타 보조 장치에서 음압원이 파생될 수 있다.

일 구성에 따르면, 음압에 대한 목표 값은 주변 압력보다 20~100밀리바 낮은 범위 내에서 선택된다. 즉, 절대 압력 척도에서, 제1 라인의 절대 압력 설정값은 흡입 시스템 근처에 존재하는 대기압의 90% 내지 98%일 수 있다. 센서(22)는 터빈의 회전 속도 설정값을 제어하는 데 사용될 수 있으며, 이에 따라 터빈이 필요한 정도까지만 회전하도록 할 수 있다.

유리하게는, 현재의 제동 활성화 정보를 제공하기 위한 수단(60)이 제공된다.

어떤 도로 차량 유형 구성에서는, 브레이크 페달(68)과 상호 작용하는 단순한 이진 스위치가 있다. 이 스위치는 정보(67)를 흡입 시스템의 제어 유닛(6)에 직접 전달하거나 제동 기능을 제어하는 제어 유닛(63) 예를 들어 ABS 기능을 관리하는 제어 유닛을 통해 전달할 수 있다.

다른 구성에 따르면, 브레이크 페달의 현재 위치를 정확하게 반영하여 제어 유닛(6)이 한편으로는 제동 강도를 알 수 있고 다른 한편으로는 사용자나 운전자가 브레이크 페달을 밟기 시작하는 매우 이른 시점에 작동할 수 있도록 하는 아날로그 또는 디지털 형태의 풍부한 정보가 제공될 수 있다. 이 경우, 흡입 시스템의 제어 장치(6)에 풍부한 정보(66)를 전달하는 아날로그 또는 디지털 전위차계(69)가 제공된다.

도로 차량에 자율 주행 또는 긴급 제동 기능을 포함한 운전 보조 기능이 장착된 경우, 실제로 페달을 밟지 않은 상태에서도 제동이 활성화될 수 있다. 그러면, 컴퓨터가 정보를 모아 흡입 시스템의 제어 유닛(6)으로 보낸다.

그러므로 제어 유닛(6)은 이진법이거나 더 정교한 현재 제동 활성화 정보를 갖고 있다.

철도와 같은 다른 상황에서는, 현재 제동 활성화 정보가 위에서 언급한 마찰 제동을 제어하는 제동 작동기(actuator)에서 나올 수 있다. 제동 작동기는 스로틀일 수 있다. 여기에서도 스로틀의 작동 없이 제동이 실행될 수 있으며, 이 경우 컴퓨터가 정보를 모아 흡입 시스템의 제어 유닛(6)으로 보낸다.

또한, 제어 유닛(6)은 현재 차량 속도에 관한 정보를 수신한다. 이러한 현재 차량 속도 정보는 제동 컴퓨터(63) 또는 도 4에서 도면부호 96으로 표시된 임의의 다른 컴퓨터에 의해 제공될 수 있다.

"차량 속도" 정보는 유선 연결이나 데이터 버스 유형 연결을 통해 수신될 수 있다. CAN 또는 J1939 버스가 도로 차량에 사용될 수 있다.

"차량 속도" 정보는 정기적으로 수신되며, 예를 들어 거의 실시간으로 새로 고쳐진다. 예를 들어, 초당 최소 10회 새로 고침이 이루어질 수 있다.

도 4에는, 제어 유닛(6)과 통신할 수 있게 하는 진단 툴을 허용하는 진단 장치(4)가 도시되어 있다. 진단 장치(4)는 진단 툴(41), 차량에 영구적으로 장착되는 플러그(43), 및 진단 툴(41)에 연결되어, 진단 툴(41)이 차량의 컴퓨터에 일시적으로 연결되게 하는 정합 커넥터(42)를 포함한다. 진단 다이어로그 내의 메시지는 필요한 경우 통신 게이트웨이(44)를 통과할 수 있다.

진단 툴(41)은 전선 없이 "무선" 모드에서 연결될 수 있다.

제어 유닛(6)은 차량에 의해 공급되는 DC 전압에 의해 전기적으로 구동된다. 그러나 배터리로 전원을 공급하는 것이 제외되지 않는다.

작동(operation)

도 6은 제1 시간 스케일(통상적으로 수십 분 또는 수 시간)에 대한 타이밍 다이어그램을 예시하고, 도 7은 몇 시간 또는 며칠로 더 긴 제2 시간 스케일에 대한 타이밍 다이어그램을 예시한다.

우선, 일반적으로 말하면, 주행 시 제동이 활성화되자마자(도 6 상단의 타이밍 다이어그램), 제어 유닛(6)은 제동 흡입 시퀀스(51)를 위해 터빈을 제어한다는 점에 유의해야 한다.

즉, 제동 흡입 시퀀스(51)는 현재 제동 활성화 정보에 따라 구현되어, 제동이 활성화되자마자, 그리고 제동이 활성화된 동안에는 차량이 움직이는 동안 흡입이 적용되도록 보장한다.

예외적으로, 차량 속도가 0인 경우, 제어 유닛(6)은 터빈 제어를 자제할 수 있다.

주행할 때에, 도 5에서 전체적으로 8개의 제동 흡입 시퀀스(51) 세트를 도면부호 5로 표시한다. 공압 라인(3)을 이동하는 입자들 중 일부는 흡입 단계 동안 공압 라인 안에 침전될 수 있다. 시간 T1, T2 및 그 이후에서 트리거되는 제동 흡입 시퀀스의 지속 시간은 매우 가변적이다. 이는 특히 브레이크 활성화 지속 시간에 따라 달라진다.

이 제안에 따르면, 제동 활성화와는 독립적으로 공압 라인(3, 30)을 세정하기 위한 세정 시퀀스(52)라고도 하는 세정 흡입 시퀀스 SeqN을 수행하도록 계획되어 있다는 점에서 유리하다. 터빈은 제어 유닛(6)에 의해 가능한 최대 출력으로 제어된다. 세정 명령은 미리 정해진 시간인 TN 동안 적용된다. TN은 3초 내지 15초 범위 내에서 선택된다. 예를 들어 TN=5초, TN=8초 또는 TN=10초를 선택할 수 있다.

아래에서 세정 시퀀스(cleaning sequence)를 시작하는 조건을 설명한다.

패드가 디스크에 단단히 압박되지 않은 상태에서 세정 시퀀스가 수행된다는 점에 유의해야 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제동하지 않을 때, 패드(19)는 디스크(9)에 대해 단단히 압박되지 않는다. 실제로, 제동하지 않을 때, 폭 E의 작은 간격이 있다(그 치수는 도 8 및 도 9에서 의도적으로 과장되어 있음). 철도 브레이크의 경우, 이 여유 공간이 약간 더 중요할 수 있다.

패드에 흡입구가 있는 경우, 이 갭이 공기의 통로를 형성한다. 따라서 공기 흐름의 관점에서 볼 때 제한적인 단면은 패드가 디스크에 단단히 눌려졌을 때보다 더 크다.

실제로, 패드가 디스크에 단단히 눌려지면, 공기 흐름을 제한하는 단면적은 공기 통풍구가 있더라도 작은 크기로 패드에 만들어진 그루브에 의해 결정된다. 제동 흡입 시퀀스는 기본적으로 패드가 디스크에 단단히 압박될 때 수행된다. 따라서 공기 흐름을 제한하는 단면적이 작기 때문에 진공 제동 시퀀스는 낮은 공기 흐름에서 수행된다.

반대로, 위에서 언급한 갭으로 인해 패드가 디스크에 단단히 압박되지 않으면 높은 공기 흐름에서 세정 시퀀스가 수행된다. 이는 공압 라인의 내부 벽에 퇴적되어 있을 수 있는 입자의 제거를 촉진한다. 세정 시퀀스를 통해 공압 라인의 내부 벽을 오염되지 않은 상태로 유지할 수 있다. 따라서 수년 및/또는 수십만 킬로미터의 긴 사용 수명 후에도 공압 라인이 크게 막히지 않는다.

아래에 설명된 변수들 중 하나 이상을 고려하는 논리적/알고리즘 계산을 통해 세정 흡입 조건을 결정한다.

현재 차량의 속도가 주요 변수이다. 주행하는 중에, 차량 속도 VV가 제1 속도 임계값 V1보다 낮으면 세정 시퀀스가 실행되지 않는다. V1=70 ㎞/h를 선택할 수 있다. 또는 V1=50 ㎞/h를 선택할 수도 있다.

또한 최종 세정 시퀀스 이후에 이동한 거리도 고려된다. 예를 들어, 차량이 마지막 세정 시퀀스 이후 DD1=50㎞를 주행한 후에 세정 시퀀스가 트리거된다. 즉, 세정 시퀀스 이후에 제어 유닛(6)은 다음 DD1 킬로미터 동안 새로운 세정 시퀀스를 명령하는 것을 삼가한다. 여기서, DD1은 미리 결정된 임계값이다. 이동 거리 DD를 정확하게 알 필요는 없다. 주행 거리는 차량 속도를 적분하여 구할 수 있다. 또는 대시보드와 같은 다른 컴퓨터에서 수신할 수도 있다.

마지막 세정 시퀀스 이후 수행된 동적 제동 동작의 횟수가 고려된다. 예를 들어, 차량에서 N1 흡입 시퀀스가 수행된 후 세정 시퀀스가 시작된다. N1에 대해 50에서 200 사이의 값을 선택할 수 있다. 예를 들어, N1=100일 수 있다.

단순한 제동 횟수 대신 각 제동에 가중치를 적용하는 누적 제동 점수 SCF를 계산할 수 있다. 제동이 강할수록 가중치가 더 커진다. 제동력은 속도 기울기(시간에 따른 속도 감소)를 통해 추론할 수 있다.

세정 시퀀스를 트리거하는 기준의 경우 논리에 의해 정의된 기준([SCF > SCF1 또는 DD > DD1] 및 VV > VV1)을 선택할 수 있다.

마지막 세정 순서 이후 경과된 시간이 고려된다. 예를 들어, N2일이 지나면 세정 시퀀스가 트리거된다. N2의 경우 10일 내지 30일 사이의 값을 선택할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 속도가 V1보다 높은 동안 T21 시간에 세정 시퀀스가 트리거된다. 위에서 언급한 기준에 따라 상당히 길 수 있는 특정 시간이 지나면 차량 속도가 V1보다 높을 때 또 다른 세정 시퀀스 T22가 트리거된다.

유지 관리 단계 중에 세정 시퀀스를 사용할 수도 있다. 이 경우, 진단 장비(41)에 의해 이루어진 요청에 응답하여 세정 시퀀스(52)가 트리거된다.

여기서 우리는 예를 들어 차고의 유지 관리 작업 중에 패드 교체 작업에 관심이 있다.

일반적으로 차량은 움직이지 않고, 엔진도 작동하지 않는다.

제어 유닛(6)은 진단 툴로부터 임시 진단 요청을 수신하고, 진단 요청에 의해 규정된 세정 시퀀스 동안 터빈을 최대 속도로 제어한다. 기간은 TN 이하일 수 있다. 기간 TN은 진단 요청의 매개변수일 수 있다. 정비사는 터빈의 회전에서 청각 피드백을 받아 터빈이 제대로 작동하는지 확인할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 공압 회로에 유체 연결되고 흡입구에 가까게 벤트 솔레노이드 밸브(59)가 제공될 수 있다. 이러한 솔레노이드 밸브를 사용하면 세정 시퀀스 중에 공압 라인 내부의 공기 흐름을 실질적으로 증가시킬 수 있다.

제어 유닛(6)은 세정 시퀀스 동안 흡입구에 가까게 공압 회로 상에 배열된 벤트 솔레노이드 밸브(59)를 제어하도록 구성될 수 있다.

도 4에는 제어 유닛(6)에 의해 제어되는 벤트 솔레노이드 밸브(59)의 옵션이 표시되어 있다.

Claims (12)

1. 마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템을 제어하는 방법으로, 상기 흡입 시스템은, 적어도 하나의 음압원(1), 마찰 계면 가까이 또는 마찰 파트 내부에 배치되고, 적어도 하나의 공압 라인에 의해 상기 음압원에 연결되는 적어도 하나의 흡입구(83), 상기 음압원을 제어하게 구성된 제어 유닛(6), 및 현재 제동 활성화 정보를 제공하는 수단을 포함하고,
   제동 입자 흡입 시스템 제어 방법은 상기 제어 유닛이,
   a) 제동이 활성화되자마자 흡입이 적용되도록 하기 위해, 현재 제동 활성화 정보에 따라 제동 흡입 시퀀스(51)를 위해 음압원을 제어하고,
   b) 제동 시퀀스 외에 적어도 하나의 세정 흡입 조건을 설정하고,
   c) 적어도 하나의 세정 흡입 조건이 미리 결정된 기준을 만족하자마자, 미리 결정된 기간 TN 동안 적어도 하나의 공압 라인에 대한 세정 시퀀스(52)를 위해 음압원을 제어하도록 구성되고,
   단계 b)에서 세정 흡입 조건의 결정은 다음 변수들 중 적어도 하나를 고려하는 논리적/알고리즘 계산을 제공하는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
   - 차량의 현재 속도, 특히 제1 속도 임계값 V1을 초과하는 속도,
   - 마지막 세정 시퀀스 이후 경과된 시간,
   - 마지막 세정 시퀀스 이후 이동한 거리,
   - 마지막 세정 시퀀스 이후 수행된 동적 제동 동작의 수,
   - 유지 관리 모드의 보급.
2. 제1항에 있어서, 유지 관리 모드 외에서는 차량의 현재 속도가 제1 속도 임계값 v1보다 큰 경우에만 세정 시퀀스가 트리거되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 c)에서, 음압원이 최대 동력으로 활성화되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 3초 내지 15초의 범위에서 미리 결정된 기간 TN이 선택되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
5. 제2항에 있어서, 제1 속도 임계값 v1이 50㎞/h보다 크고 바람직하게는 70㎞/h와 동일한 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유지 관리 모드 중에 진단 장치에 의해 이루어진 요청에 따라 세정 시퀀스(52)가 트리거되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 모터(11)에 의해 구동되는 터빈으로 음압원이 형성되고, 제어 유닛(6)은 상기 전기 모터를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 시퀀스 중에, 제어 유닛(6)은 흡입구 가까이에 있는 공압 회로에 배치된 벤트 솔레노이드 밸브(59)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템 제어 방법.
9. 마찰 제동 시스템의 제동 입자 흡입 시스템으로, 상기 제동 입자 흡입 시스템은 적어도 하나의 음압원(1), 마찰 계면 가까이 또는 마찰 파트 내부에 배치되고, 적어도 하나의 공압 라인에 의해 상기 음압원에 연결되는 적어도 하나의 흡입구(83), 상기 음압원을 제어하게 구성된 제어 유닛(6), 및 현재 제동 활성화 정보를 제공하는 수단을 포함하고, 상기 제동 입자 흡입 시스템은 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템.
10. 제9항에 있어서, 흡입된 입자들을 수집하기 위한 적어도 하나의 필터(2)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 4개 이상의 흡입구에 연결되어 있는 중앙집중식 필터 및 중앙집중식 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 회로 상에 그리고 흡입구 가까이에 벤트 솔레노이드 밸브(59)가 제공되는 것을 특징으로 하는 제동 입자 흡입 시스템.