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KR102315237B1 - 제동 시스템 - Google Patents

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KR102315237B1
KR102315237B1 KR1020207000312A KR20207000312A KR102315237B1 KR 102315237 B1 KR102315237 B1 KR 102315237B1 KR 1020207000312 A KR1020207000312 A KR 1020207000312A KR 20207000312 A KR20207000312 A KR 20207000312A KR 102315237 B1 KR102315237 B1 KR 102315237B1
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KR
South Korea
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pressure
brake
wheel
braking system
unit
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KR1020207000312A
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Inventor
요제프 돌마야
뤼디거 브리제비츠
디터 딩켈
Original Assignee
콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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
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Publication of KR102315237B1 publication Critical patent/KR102315237B1/ko
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Abstract

특히 적어도 4 개의, 유압 작동식 휠 브레이크들 (8a-8d), 및 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 을 구비하는, 특히 고도로 자동화된 주행을 위한, 자동차용 제동 시스템 (1a) 으로서,
Figure 112020001047716-pct00004
휠-특정 브레이크 압력을 설정하기 위한, 각각의 휠 브레이크를 위한 적어도 하나의 전기 작동식 휠 밸브 (10a-10d, 11a-11d);
Figure 112020001047716-pct00005
대기압에 있는 압력 매체 저장 탱크 (4); 및
Figure 112020001047716-pct00006
유압 챔버 (50) 로 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 을 작동시키기 위한 전기 제어식 압력 제공 디바이스 (5) 로서, 각각의 휠 브레이크 (8a-8d) 는 상기 압력 챔버 (50) 에 유압식으로 연결되거나 연결될 수 있는, 상기 전기 제어식 압력 제공 디바이스 (5); 를 포함하고,
상기 제동 시스템 (1a) 은, 브레이크 페달 (1) 의 도움으로 작동될 수 있는 시뮬레이터를 갖는 시뮬레이션 유닛 (3), 및 보조 모듈 (70) 을 포함하고, 상기 보조 모듈은 상기 휠 브레이크들 중 적어도 2 개의 휠 브레이크 (8a, 8c) 에서의 유효 압력 증가를 위한, 특히 전기 제어식의, 압력 제공 디바이스 (86) 를 갖는 유압 유닛 (80) 을 포함하고, 상기 시뮬레이션 유닛 (3) 은 별도의 모듈 (320) 로서 설계되는, 제동 시스템 (1a).

Description

제동 시스템
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른, 특히 고도로 자동화된 운전을 위한, 자동차용 제동 시스템에 관한 것이다.
자동차 공학에서, "브레이크 바이 와이어 (brake-by-wire)”제동 설비가 더욱 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 종류의 제동 설비는, 차량 운전자에 의해 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더뿐만 아니라, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 휠 브레이크의 작동이 일어나게 하는 전기적으로 활성화 가능한 압력 제공 디바이스를 종종 갖는다. 유압 폴백 레벨의 경우 휠 브레이크에 연결된 브레이크 마스터 실린더는, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 휠 브레이크로부터 디커플링되고 시뮬레이터에 연결되어, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서 가능한 한 친숙하며 편안한 브레이크 페달 느낌을 운전자에게 제공한다. 따라서, "브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서, 실제 제동은 제어 및 조절 유닛에 의해 작동되는 압력 제공 디바이스에 의한 브레이크 회로들에서의 유효 압력 증가에 의해 달성된다. 브레이크 페달 작동이 ("브레이크 바이 와이어" 작동 모드에서) 압력 증가로부터 유압식으로 디커플링되어 있기 때문에, ABS, ESC, TCS, 슬로프 론치 어시스턴스 (slope launch assistance) 등과 같은 많은 기능성은 이러한 종류의 제동 시스템에서 운전자에게 편리한 방식으로 구현될 수 있다. 브레이크 마스터 실린더, 시뮬레이터 및 압력 제공 디바이스가 하나의 모듈에 배치되는 이러한 종류의 제동 시스템의 단점은, 압력 제공 디바이스로 인한 또는 시뮬레이터의 작동으로 인한 진동이 직접 격벽 (bulkhead) 에 전달된다는 것이다. 또한, 이와 관련하여 발생하는 주파수는 공진에 의해 강화될 수도 있다. 차량 디자인에 따라, 이는 심각한 NVH (noise, vibration, harshness) 단점을 초래할 수 있다. 또한, 이러한 종류의 브레이크 바이 와이어 제동 설비는 자동 운전의 경우에 사용하기에 적합하지 않다.
DE 10 2013 223 859 A1 은 자동차용 "브레이크 바이 와이어" 제동 설비를 개시하고 있으며, 이는 전기 제어식 압력 제공 디바이스를 구비하며 브레이크 페달에 의해 작동될 수 있는 시뮬레이터를 구비하고, 압력 제공 디바이스는 유압 챔버를 구비하는 실린더-피스톤 장치에 의해 형성되며, 이 피스톤은 전기기계식 액추에이터에 의해 이동될 수 있다. 이러한 브레이크 바이 와이어 제동 시스템은, 운전자가 다른 활동을 수행할 수 있도록 차량 제어가 부분적으로 또는 실질적으로 완전히 자동화된 경우인 자동 운전에 사용하기에 적합하지 않다. 제동 시스템의 정상 수준에서 고장이 발생하면, 항상 차량을 제동할 가능성이 남아 있어야 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 고도로 자동화된 운전에 적합하고 동시에 운전자에게 편리하며 유연한 방식으로 자동차에 장착될 수 있도록 전술한 제동 시스템을 개선하는 것이다. 본 발명은 특히 NVH 단점을 크게 줄이려는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 청구항 1 에 기재된 제동 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 개선예는 종속 청구항의 주제이다.
본 발명은, 시뮬레이션 유닛이 별도의 모듈로서 설계되고, 휠 브레이크들 중 적어도 일부에서 유효 압력 증가를 위한 제 2 압력 제공 디바이스를 포함하는 (추가의) 보조 모듈이 제공된다는 개념에 기초한다.
NVH 로 인한 스트레스는 특히 제어 작업, 밸브 전환 프로세스 등으로부터 발생하여, 격벽에 전달된다. 그러나, 격벽에 장착된 공지의 제동 시스템에서 발생하는 이러한 교란을 줄이는 것이 바람직할 것이다. 현재 인식된 바와 같이, 시뮬레이션 모듈을 구조적으로 독립적인 구성요소 또는 독립적인 모듈로서 설계함으로써 이러한 단점은 제거될 수 있다. 시뮬레이션 모듈의 작동은 언급된 교란을 더 적은 정도로 유발시키므로, 격벽에 고정될 수 있다. 1차 브레이크 제어 유닛과 보조 모듈 (1차 브레이크 제어 유닛이 고장나는 경우 운전자의 인계를 포함하여 기본 제동 기능을 보장할 수 있음) 쌍방은 증가된 NVH 소음을 초래하지 않는 차량의 다른 지점에 배치될 수 있다.
시뮬레이션 유닛은 1차 브레이크 제어 유닛으로부터 분리된 모듈로서 설계된다. 시뮬레이션 유닛은 또한 보조 모듈로부터 분리된 모듈로서 설계되는 것이 바람직하다.
시뮬레이션 유닛은 휠 브레이크에서 브레이크 압력이 증가될 수 있다는 점에서 휠 브레이크 중 어느 것에도 연결되지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해, 브레이크 페달과 휠 브레이크 사이에 기계적 및/또는 유압식 작동 연결부가 없는 것이 바람직하다.
별개 모듈로서의 시뮬레이션 유닛의 설계는 바람직하게는, 모듈이 제동 시스템의 다른 구성요소와 관계 없이 차량에, 특히 격벽에 장착될 수 있는 구조적 유닛으로서 설계된다는 것을 의미한다. 1차 브레이크 제어 유닛과의 연결은 단지 각각의 압력 매체 저장 탱크의 유압 연결을 통해 또는 시뮬레이션 유닛의 제어 및 조절 유닛과 1차 브레이크 제어 유닛 및/또는 추가 모듈의 제어 및 조절 유닛 사이의 신호 라인 (케이블 또는 무선) 을 통해 존재하는 것이 바람직하다.
시뮬레이션 유닛이 시뮬레이터 유닛 압력 매체 저장 탱크에 유압식으로 연결된 유압 챔버를 구비하는 것이 유리하다.
시뮬레이터 유닛 압력 매체 저장 탱크는 1차 브레이크 제어 유닛의 압력 매체 저장 탱크에 유압식으로 연결되는 것이 바람직하다.
시뮬레이션 유닛은 특히 운전자 요구 검출을 위한 제어 및 조절 유닛을 구비하는 것이 바람직하다.
압력 챔버 내의 압력을 결정하기 위한 압력 센서 및 브레이크 페달의 작동 트래블을 결정하기 위한 트래블 센서가 시뮬레이션 유닛에 제공되고, 시뮬레이션 유닛의 제어 및 조절 유닛이 신호 입력 측에서 쌍방의 센서에 연결되는 것이 유리하다.
제동 시스템은 바람직하게는 제 1 온보드 전기 시스템 및 제 2 온보드 전기 시스템을 가지며, 1차 브레이크 제어 유닛은 제 1 온보드 전기 시스템에 의해 전력이 공급되고, 보조 모듈은 제 2 온보드 전기 시스템에 의해 전력이 공급되고, 시뮬레이션 유닛은 제 1 및 제 2 온보드 전기 시스템에 의해 전력이 공급되거나 공급될 수 있다. 이러한 방식으로, 운전자 요구는 언제든지 신뢰 가능하게 검출될 수 있다.
1차 브레이크 제어 유닛 및 보조 모듈이 구조적으로 별개의 구성요소로서 설계되는 것이 유리하다. 이로써 이들은 자동차에 별개로 배치될 수 있다.
1차 브레이크 제어 유닛 및/또는 보조 모듈은 상호 체결 및/또는 시뮬레이션 유닛에의 체결을 위한 체결 수단을 갖는 것이 바람직하다.
제동 시스템이 완전히 바이 와이어 작동을 위해 설계되어서, 브레이크 페달의 도움으로 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더가 제공되지 않는 것이 유리하다. 브레이크 페달은 시뮬레이터 유닛의 일부이며, 오로지 시뮬레이터를 작동시킨다.
적어도 하나의 체크 밸브가 바람직하게는 압력 챔버와 휠 브레이크들 사이의 유압 연결부에 삽입되고, 이 체크 밸브는 휠 브레이크들의 방향으로부터 압력 챔버 내로의 브레이크 유체의 리턴 흐름을 방지하고 압력 챔버로부터 휠 브레이크들의 방향으로의 브레이크 유체의 유입을 허용한다. 제동 시스템의 설계 덕분에, 이 상황에서 체크 밸브로 충분하다. 압력 활성화 밸브가 필요하지 않다.
각각의 휠 브레이크에는 전원이 차단될 때 개방되는 입구 밸브가 할당되는 것이 바람직하다.
각각의 휠 브레이크에는 전원이 차단될 때 폐쇄되는 출구 밸브가 할당되는 것이 바람직하다.
제 1 압력 제공 디바이스의 압력 챔버 내의 압력을 측정하기 위해 압력 센서가 제공되는 것이 유리하다.
브레이크 유체를 위한 적어도 하나의 저장소가 보조 모듈의 유압 유닛에 통합되는 것이 유리하다. 이로써 보조 모듈은 예컨대 저장 탱크로부터의 외부 압력 매체 공급과 관계없이 그리고 신속하게 휠 브레이크 압력을 증가시킬 수 있다.
각각의 저장소는 대기와의 연결부를 형성하기 위해 제공되는 유압 균등화 라인에 연결되는 것이 바람직하다.
보조 모듈의 압력 제공 디바이스는 유리하게는 적어도 하나의 펌프를 포함하고, 펌프는 전기 모터에 의해 구동되며, 펌프의 흡입 측은 각각의 저장소에 유압식으로 연결된다.
보조 모듈은 1차 브레이크 제어 유닛, 특히 1차 브레이크 제어 유닛의 휠-특정 출력 압력 포트들 중 적어도 일부와 적어도 2 개의 휠 브레이크 사이에 유압식으로 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이점은 특히, 시뮬레이터 유닛이 공간 절약형 구조일 수 있으며 격벽에 직접 장착될 수 있는 한편, 1차 브레이크 제어 유닛 및 보조 모듈이 다른 지점에 장착될 수 있다는 점에 있다. 결과적으로, 컨트롤러 및 압력 설정 유닛은 어떤 진동수도 직접 격벽으로 전송할 수 없다. 시뮬레이터 모듈의 분할 덕분에, 제동 시스템은 전적으로 브레이크 바이 와이어 작동을 위해 설계될 수 있어서, 탠덤 브레이크 마스터 실린더를 생략할 수 있다. 1차 브레이크 제어 유닛에서 제어 및 조절 유닛의 더 적은 개수의 밸브, 따라서 더 적은 개수의 코일이 요구된다. 구성요소의 절약을 통해, 1차 브레이크 제어 유닛은 콤팩트한 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 모범적인 실시형태가 도면에 기초하여 보다 상세하게 논의될 것이다.
도 1 은 바람직한 모범적인 실시형태에서 보조 모듈 및 시뮬레이션 모듈을 갖는 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 정상 제동 프로세스 동안 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3 은 ABS 제어 프로세스 동안 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4 는 ABS 제어 프로세스 동안 다른 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 5 는 ABS 제어 프로세스 동안 다른 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 6 은 ABS 제어 프로세스 동안 다른 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 7 은 ESC 제어 프로세스 동안 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 8 은 ESC 제어 프로세스 동안 작동 상태에 있는 도 1 에 따른 제동 시스템을 개략적으로 도시한다.
모든 도면에서, 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1 은 바람직한 실시형태의 제동 시스템 (1a) 을 개략적으로 도시한다. 제동 설비는 본질적으로, 브레이크 작동 요소, 본 경우에는 브레이크 페달 (1), 브레이크 작동 요소 (1) 에 커플링되고 브레이크 작동을 검출하기 위한 바람직하게는 리던던트 설계의 측정 디바이스 (2) (고려되는 예에서, 작동 트래블을 검출하기 위한 트래블 센서 (2a) 및 압력 센서 (2b) 를 포함함) 를 갖는 시뮬레이션 디바이스 (3), 전자 제어 및 조절 유닛 (7), 대기압 하의 압력 매체 저장 탱크 (4), 및 자동차 (도시되지 않음) 의 유압 작동식 휠 브레이크 (8a-8d) 가 연결될 수 있는 전기 제어식 압력 변조 디바이스 (6) (유압 유닛, HCU) 를 포함한다. 압력 변조 디바이스 (6) 는 본질적으로, 전기 제어식 압력 소스 (5), 복수의 전기 작동식 밸브들 (10a-d, 11a-d), 및 압력 소스 (5) 의 압력을 검출하기 위한, 바람직하게는 리던던트 설계의, 적어도 하나의 압력 센서 (19) 를 포함한다.
이러한 배치에서, 각각의 휠 브레이크 (8a-8d) 에는, 전원이 차단될 때 개방되는 입구 밸브 (10a-d) 와, 공통 배출 라인 (5a) 에 연결되고 전원이 차단될 때 폐쇄되는 공통 밸브 (11a-d) 가 할당된다. 제동 설비 또는 제동 시스템 (1a) 은 휠 브레이크 (8a-8d) 에 연결되거나 연결될 수 있으며 브레이크 작동 요소 (1) 에 의해 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더를 포함하지 않는다. 이것이, 차량 운전자가 휠 브레이크의 직접적인 기계적/유압식 작동의 가능성을 갖지 않는 "브레이크 바이 와이어" 제동 설비이다. 따라서, 휠 브레이크에 대한 차량 운전자의 직접 개입을 수반하는 기계적 또는 유압식 폴백 레벨이 없다. 차량 운전자에 의한 제동 요구가 오로지 전기 수단에 의해 ("바이 와이어") 전송되거나 구현된다.
모범적인 실시형태에 따르면, 휠 브레이크 (8a 및 8b) 는 좌측 전방 휠 (FL) 및 우측 후방 휠 (RR) 에 할당되고, 제 1 브레이크 회로 공급 라인 (I) 에 연결된다. 휠 브레이크 (8c 및 8d) 는 우측 전방 휠 (FR) 및 좌측 후방 휠 (RL) 에 할당되고, 제 2 브레이크 회로 공급 라인 (II) 에 연결된다 ("대각선 분할").
시뮬레이션 디바이스 (3) 는 브레이크 페달 (1) 이 작동될 때 친숙한 브레이크 페달 느낌을 차량 운전자에게 제공하는 것이 유리하다. 시뮬레이션 디바이스 (3) 는, 직렬로 배치되고 하우징 (32) 내에서 이동 가능하게 안내되는 2 개의 피스톤 (30, 31) 을 갖는 시뮬레이터를 포함하는 것이 바람직하다. 피스톤 로드 (33) 가 페달 작동으로부터 발생하는 브레이크 페달 (1) 의 피벗 운동을, 트래블 센서 (25) 에 의해 작동 트래블이 검출되는 제 1 피스톤 (30) 의 병진 운동에 커플링시킨다. 제 1 피스톤 (30) 은 스프링 (34) 을 통해 피스톤 (31) 상에 지지된다. 피스톤 (31) 은 탄성 요소 (35) 를 통해 하우징 (32) 상에 지지된다.
전기 제어식 압력 소스 (5) 는 유압 실린더-피스톤 장치를 포함하고, 이 장치의 피스톤 (51) 은 전기 기계식 액추에이터에 의해 작동될 수 있으며, 이는 본 예에 따르면 개략적으로 표시된 전기 모터 (53) 및 마찬가지로 개략적으로 도시된 회전-병진 메커니즘 (52) 에 의해 형성된다. 회전-병진 메커니즘 (52) 은 볼 스크루 드라이브에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 압력 소스 (5) 는, 압력 변조 디바이스 (6) 의 하우징에 배치되고 내부에서 피스톤 (51) 이 이동 가능하게 안내되는 보어에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
하우징과 함께, 피스톤 (51) 은 압력 챔버 (50) 를 구획한다. 압력 소스 (5) 는 단일 회로 설계이며, 즉 압력 소스 (5) 또는 그의 압력 챔버 (50) 는 자동차의 모든 유압 작동식 휠 브레이크 (8a-8d) 에 연결되거나 연결될 수 있다. 피스톤 (51) 을 작동 방향으로 (도 1 에서 좌측으로) 이동시킴으로써, 압력 매체는 압력 챔버 (50) 밖으로 휠 브레이크 (8a-8d) 로 변위될 수 있다. 휠 브레이크 (8a-8d) 를 위한 압력 소스 (5) 의 포트 (56) 가 브레이크 회로 공급 라인 (I, II) 에 연결된 시스템 압력 라인 섹션 (58) 에 연결된다. 압력 챔버 (50) 는 압력 균등화 라인 (41a) 에 의해 압력 매체 저장 탱크 (4) 에 연결되며, 이것에는 체크 밸브 (특별히 지정되지 않음) 가 삽입된다. 라인 (41a) 을 통해, 추가의 압력 매체가 피스톤 (51) 의 후향 이동에 의해 압력 챔버 (50) 내로 인입될 수 있다. 본 예에 따르면, 압력 소스 (5) 의 압력을 검출하기 위한 압력 센서 (19) 가 시스템 압력 라인 섹션 (58) 의 영역에 배치된다.
피스톤 (51) 의 작동 상태에 관계없이, 즉, 예를 들어 피스톤 (51) 이 작동되지 않은 상태에서도, 압력 챔버 (50) 는, 본 예에 따르면 (도 1 에 도시된 바와 같이) 피스톤 (51) 상에 배치된, 제 1 밀봉 요소 (54) 에 의해 대기압에 대해 밀봉된다.
압력 소스 (5) 의 피스톤 (51) 의 위치/장소의 가변 특성을 검출하기 위해, 센서 (59) 가 존재하는데, 이는 본 예에 따르면 전기 모터 (53) 의 회전자 위치를 검출하기 위해 사용되는 회전자 위치 센서로서 구현된다. 다른 센서, 예를 들어 피스톤 (51) 의 위치/장소를 검출하기 위한 트래블 센서도 마찬가지로 고려될 수 있다. 피스톤 (51) 의 위치/장소의 가변 특성에 의해, 압력 소스 (5) 에 의해 출력되거나 수용되는 압력 매체 체적을 결정할 수 있다.
본 예에 따르면, 압력 변조 디바이스 (6) 에는, 제 1 브레이크 회로 (I) 의 각 휠 브레이크 (8a, 8b) 를 위해, 전기 작동식 입구 밸브 (10a, 10b) (전원이 차단될 때 개방되고, 휠 브레이크 (8a, 8b) 와 브레이크 회로 공급 라인 (I) 사이에 (즉, 압력 소스 (5) 와 휠 브레이크 (8a, 8b) 사이에) 배치됨), 및 전기 작동식의, 바람직하게는 아날로그화된 (analogized) 또는 아날로그-제어되는, 출구 밸브 (11a, 11b) (전원이 차단될 때 개방되고, 휠 브레이크 (8a, 8b) 와 압력 균등화 라인 (5a) 사이에 배치됨) 가 제공된다. 제 2 브레이크 회로 (II) 의 각 휠 브레이크 (8c, 8d) 를 위해, 전기 작동식 입구 밸브 (10c, 10d) (전원이 차단될 폐쇄되고, 압력 소스 (5) 와 휠 브레이크 (8c, 8d) 사이에 배치됨) 및 전기 작동식의, 바람직하게는 아날로그화된 또는 아날로그-제어되는, 출구 밸브 (11c, 11d) (전원이 차단될 때 개방되고, 휠 브레이크 (8c, 8d) 와 압력 균등화 라인 (5a) 사이에 배치됨) 가 제공된다. 제동 설비의 전원 차단 상태에서, 휠 브레이크들 (8a, 8b) 은 개방된 밸브들 (10a, 10b) 을 통해 압력 매체 저장 탱크 (4) 에 연결되고, 휠 브레이크들 (8c, 8d) 은 개방된 밸브들 (10c, 10d) 을 통해 상기 탱크에 연결된다.
전자 제어 및 조절 유닛 (ECU) (7) 은 예를 들어 압력 변조 디바이스 (6) 의 밸브 (10a-d, 11a-d) 및 압력 소스 (5) 를 제어하는데 그리고 압력 변조 디바이스 (6) 의 센서로부터의 신호를 평가하는데 사용된다. 전자 제어 및 조절 유닛 (7) 또는 추가의 제어 및 조절 유닛에서, 차량 감속 설정값, 예를 들어 압력 소스에 대한 설정값 시스템 압력은 검출된 운전자 제동 요구로부터 결정된다.
제동 시스템 (1a) 은 또한 보조 모듈 (70) 을 가지며, 이는 제동 설비 (1) 의 압력 증가 능력의 고장의 경우에 제동 동작을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 운전자가 차량의 제동을 인계받을 수 있을 때까지의 시간이 가교될 수 있다.
보조 모듈 (70) 은 하우징 또는 유압 하우징 (76) 내에 배치된 유압 유닛 (80) 을 갖는다. 압력 제공 디바이스 (86) 가 필요하다면 2 개의 펌프 (96, 98) 를 작동시키는 전기 모터 (92) 를 포함한다. 펌프 (96) 는 압력 측에서 유압 라인 또는 휠 브레이크 공급 라인 (102) 을 통해 휠 브레이크 (8a) 에 연결된다. 펌프 (98) 는 압력 측에서 라인 또는 휠 브레이크 공급 라인 (108) 을 통해 휠 브레이크 (8c) 에 연결된다.
이러한 방식으로, 보조 모듈의 도움으로 전방 휠 브레이크 (8a, 8c) 에서 압력이 유효하게 (actively) 증가될 될 수 있다. 보조 모듈 (70) 은 요구되는 때 제동 기능을 신뢰 가능하게 인계할 수 있도록 설계된다. 이러한 목적을 위해, 유압 유닛 (80) 에 통합되며 유압 하우징 (76) 내에 배치되는, 브레이크 유체를 위한 2 개의 저장소 (120, 130) 가 제공된다. 브레이크 유체 저장소 (120) 는 유압 라인 (136) 을 통해 펌프 (96) 의 흡입 측에 유압식으로 연결되며, 이 유압 라인에는 전원이 차단될 때 폐쇄되는 저장소 밸브 (142) 가 연결된다. 저장소 (130) 는 흡입 측에서 유압 라인 (148) 을 통해 펌프 (98) 에 유압식으로 연결되며, 이 유압 라인에는 전원이 차단될 때 폐쇄되는 저장소 밸브 (152) 가 연결된다.
바람직하게는 리던던트 설계인 압력 센서 (160) 가 라인 (102) 내 압력을 측정한다. 바람직하게는 리던던트 설계인 압력 센서 (162) 가 라인 (108) 내 압력을 측정한다. 제어 및 조절 유닛 (182) 이 신호 입력측에서 압력 센서 (160, 162) 에 연결된다.
라인 (102) 으로부터, 라인 (102) 을 저장소 (120) 에 유압식으로 연결하는 유압 리턴 라인 (170) 이 분기되고, 전원이 차단될 때 폐쇄되는 리턴 밸브 (176) 가 리턴 라인에 연결된다. 라인 (108) 으로부터, 유압 리턴 라인 (180) 이 분기되고, 이 유압 리턴 라인에는 전원이 차단될 때 폐쇄되는 리턴 밸브 (186) 가 연결된다.
이하에서, 제동 설비 (1) 에 대한 보조 모듈 (70) 의 유압 연결이 설명될 것이다. 공통 유압 균등화 라인 (190) 이 브레이크 매체 저장 탱크 포트 (196) 에서 2 개의 저장소 (120, 130) 를 브레이크 매체 저장 탱크 (4) 에 연결한다.
본 경우에 좌측 전방 휠 브레이크에 해당하는 휠 브레이크 (8a) 는 브레이크 라인 (202) 을 통해 압력 제공 디바이스 (5) 에 연결된다. 우측 전방 휠 브레이크에 해당하는 휠 브레이크 (8c) 는 브레이크 라인 (200) 에 의해 압력 제공 디바이스 (5) 에 연결된다.
보조 모듈 (70) 은 브레이크 라인 (200, 202) 의 각각의 섹션이 보조 모듈 (70) 내에서 연장되도록 상기 브레이크 라인에 유압식으로 연결된다. 이러한 방식으로, 보조 모듈은 필요에 따라 브레이크 (8a, 8c) 에서 브레이크 압력을 증가시킬 수 있다. 브레이크 라인 (200) 은 라인 섹션 (210) 에서 보조 모듈 (70) 내에서 연장된다. 전원이 차단될 때 개방되는 격리 밸브 (isolating valve, 220) 가 라인 섹션 (210) 에 삽입된다. 압력 센서 (194) 가 브레이크 라인 (200) 내의 압력을 측정한다. 압력 센서 (194) 의 신호는 바람직하게는, 브레이크 압력 설정이 보조 모듈 (70) 에 의해 수행되는 폴백 레벨에서 운전자 제동 요구를 검출하는 역할을 한다.
브레이크 라인 (202) 은 라인 섹션 (234) 에서 보조 모듈 (70) 내에서 연장된다. 전원이 차단될 때 개방되는 격리 밸브 (240) 가 라인 섹션 (234) 에 삽입된다. 보조 모듈 (70) 은 필요할 때 전방 휠 브레이크 (8a, 8c) 에서 압력을 유효하게 증가시키도록 설계된다. 격리 밸브 (220, 240) 중 하나와 병렬로 연결된 체크 밸브는 없다.
제동 시스템 (1a) 은 100% 브레이크 바이 와이어 작동을 허용한다. 제동 시스템 (1a) 은 2 개 또는 3 개의 어셈블리 또는 모듈로 형성되며, 이는 또한 체결 장치에 의해 서로 연결될 수 있다. 3 개의 어셈블리는 제동 시스템 (1d) 의 회로도에서 볼 수 있다. 제 1 모듈 (300) 은 ECU (7), 압력 제공 디바이스 (5), 압력 매체 저장 탱크 (4) 및 밸브 (10a-d, 11a-d) 를 포함한다. 이는 1차 브레이크 제어 유닛을 형성하며, 이것의 도움으로 정상 작동에서 4 개의 휠 브레이크 (8a-8d) 모두에서 브레이크 압력이 유효하게 증가될 수 있다. 제 2 모듈 (306) 은 보조 모듈 (70) 이며, 이는 모듈 (300) 이 고장나도 여전히 전방 차축에서 유효하게 브레이크 압력을 증가시킬 수 있다.
모듈들 (300, 306) 은 바람직하게는 체결 장치를 가지며, 이에 의해 서로 또는 차량의 원하는 위치에 장착될 수 있다.
NVH 의 이유로, 격벽으로부터 거리를 두고 모듈 (300, 306) 을 위치시키는 것이 유리하다. 따라서, 모터 및/또는 펌프에 의해 발생된 진동은 격벽으로 전달되지 않는다. 대안으로서, 모듈들 (300, 306) 이 상호 통합된 설계인 것도 또한 가능하다.
제 3 모듈 (320) 이 시뮬레이터 유닛 또는 시뮬레이션 유닛 (3) 을 포함한다. 시뮬레이션 디바이스 (3) 는 흡입 라인 (336) 을 통해 유압 챔버 (342) 에 유압식으로 연결된 시뮬레이터 압력 매체 저장 탱크 (330) 를 포함하며, 브레이크 페달 (1) 이 작동되는 때 피스톤 (30) 이 유압 챔버 내로 이동된다. 시뮬레이터 압력 매체 저장 탱크 (330) 는 또한 균등화 라인 (350) 을 통해 모듈 (300) 의 압력 매체 저장 탱크에 연결된다. 시뮬레이션 디바이스 (3) 는, 특히 센서 (2a, 2b) 의 신호의 도움으로, 운전자 요구 검출을 수행하는 제어 및 조절 유닛 (352) 을 갖는다. 모듈 (320) 은 자동차의 격벽에 직접 장착될 수 있도록 구조적으로 별도의 구성 요소로서 설계되며, 다른 2 개의 모듈 (300, 306) 은 특히 직접 격벽이 아닌 다른 지점에 장착될 수 있다. 이러한 방식에서, 액추에이터 작동 또는 밸브 작동에 의해 생성된 소음이 격벽으로 전달되지 않기 때문에, NVH 교란이 회피될 수 있다.
운전자는 직접 브레이크 페달 (1) 및 커플링 로드 (33) 또는 피스톤 로드를 통해 시뮬레이터 유닛 또는 시뮬레이션 유닛 (3) 을 작동하며, 이러한 방식으로 운전자에 의해 가해진 힘을 직접 시뮬레이터에 도입한다. 단지 시뮬레이터 장치가 격벽에 장착되므로, 모터 진동이나 밸브 작동이 격벽으로 전달되지 않는다. 시뮬레이터 유닛 (3) 은 또한 공지된 브레이크 바이 와이어 제동 설비와 비교하여 매우 작은 설계이며, 시뮬레이터 구성요소만이 이 블록 내에 위치되므로 매우 적은 설치 공간을 필요로 한다. 하나의 옵션으로, 브레이크 저장소 또는 시뮬레이터 압력 매체 저장 탱크 (330) 는 모든 어셈블리를 위한 메인 탱크로서 또는 단지 시뮬레이션 유닛 (3) 을 위한 여분의 탱크로서 사용될 수 있다.
여기서 HMI (human machine interface) 가 더 이상 요구되지 않기 때문에, 모듈 (300) 유닛의 압력 설정 및 제어 유닛은 자동차에서 원하는 방식으로 위치될 수 있다. 따라서, 진동, 밸브 작동 전환 작업 및 일반적인 NVH 현상이 더 이상 직접 격벽으로 전달되지 않는다. 시뮬레이터가 시뮬레이터 유닛 내에 배치되기 때문에, 인 모듈 (in module, 300) 은 더 이상 요구되지 않는다. 더욱이, 진단 밸브가 제거되며, 상기 밸브는 탠덤 브레이크 마스터 실린더 내의 누출이 측정될 수 있도록 공지의 제동 설비에서 사용되고 있다. 여기에 도시된 제동 시스템 (1a) 에는 탠덤 브레이크 마스터 실린더가 요구되지 않는다. 따라서, 시뮬레이터 유닛과 모듈 (300) 사이에 유압 연결이 없기 때문에, 탠덤 브레이크 마스터 실린더의 격리 밸브도 또한 제거된다.
제동 시스템 (1a) 에서 압력 활성화 밸브가 요구되지 않는다. 대신에, 입구 밸브 (10a, 10b) 와 압력 챔버 (50) 사이에 그리고 입구 밸브 (10c, 10d) 와 압력 챔버 사이에 각각의 경우에 각각의 체크 밸브 (370, 380) 가 삽입되며, 상기 체크 밸브 각각은 압력 매체가 압력 챔버 (50) 내로 역으로 유입되는 것을 방지하고 휠 브레이크 (8a-d) 로 흐르는 것을 허용한다.
브레이크 회로 또는 휠 브레이크 내에 압력이 증가되어야 하는 경우, 전원이 차단될 때 개방되는 해당 입구 밸브 (10a-d) 가 전환된다.
제동 시스템 (1a) 은 2 개의 온보드 전기 시스템, 즉 제 1 온보드 전기 시스템 (400) 및 제 2 온보드 전기 시스템 (410) 을 갖는다. 제 1 온보드 전기 시스템 (400) 은 모듈 (300) 에 부착된다. 제 2 온보드 전기 시스템 (410) 은 보조 모듈 (70) 에 부착된다. 운전자 요구가 항상 신뢰 가능하게 검출되고 해당 ECU (182, 7) 로 전송될 수 있도록 하기 위해, 쌍방의 온보드 전기 시스템 (400, 410) 은 모듈 (320) 의 ECU (352) 에 부착된다.
도 2 내지 도 8 은 다양한 스위칭 상태에 있는 도 1 의 제동 시스템을 보여준다. 이들 도면에서, 보다 명확한 설명을 위해 도면 부호의 일부만 나타내었다.
도 2 에서, 정상 제동 프로세스 동안의 제동 시스템 (1a) 이 도시되어 있다. 입구 밸브 (10a-10d) 는 모두 개방되어 있고, 그러므로 압력 매체는 압력 챔버 (50) 로부터 휠 브레이크 (8a-8d) 내로 유동할 수 있다. 검출된 운전자 제동 요구로 인해, 피스톤 (51) 은 브레이크 압력을 증가시키기 위해 압력 챔버 (50) 내로 이동된다. 출구 밸브들 (11a-11d) 은 모두 폐쇄 위치로 전환된다. 격리 밸브들 (220, 240) 은 개방 위치에 있다.
도 3 에서, ABS 제어 프로세스 동안의 제동 시스템 (1a) 이 도시되어 있다. 입구 밸브 (10a) 는 폐쇄되고, 입구 밸브 (10b-10d) 는 개방된다. 출구 밸브 (11a-11d) 는 폐쇄되어 있다. 이에 의해 휠 브레이크 (8a) 는 압력 챔버 (50) 로부터 유압식으로 분리된다. ABS 제어 프로세스 동안, 도 4 에 도시된 바와 같이, 출구 밸브 (11a) 는 개방된다. 이러한 방식으로, 브레이크 유체는 휠 브레이크 (8a) 로부터 압력 매체 저장 탱크 (4) 내로 유동할 수 있고, 그 결과 휠 브레이크 (8a) 의 휠 브레이크 압력이 감소한다. 운전자는 브레이크 페달 (1) 을 작동하고, 스프링 요소 (34) 는 압축된다. 도 5 에서, 운전자는 브레이크 페달 (1) 을 다시 해제하였다. 도 6 에서, 모든 출구 밸브들 (11a-11d) 이 개방되어 있고, 따라서 모든 휠 브레이크 (8a-8d) 에서 휠 브레이크 압력이 감소될 수 있다.
도 7 에서, ESC 제어 프로세스 동안의 제동 시스템 (1a) 이 도시되어 있다. 입구 밸브 (10b-10d) 는 폐쇄되어 있고, 입구 밸브 (10a) 는 개방되어 있다. 모든 출구 밸브 (11a-11d) 는 폐쇄되어 있다. 결과적으로, 휠 브레이크 (8a) 만이 압력 챔버 (50) 에 연결된다. 이러한 방식으로, 휠 브레이크 압력은 피스톤 (51) 이 압력 챔버 (50) 내로 이동될 때 휠 브레이크 (8a) 에서만 선택적으로 증가될 수 있는 반면, 휠 브레이크 (8b-8d) 에서 미리 설정된 휠 브레이크 압력은 변하지 않고 유지된다.
제동 시스템 (1a) 이 도 8 에 도시된 ESC 제어 프로세스 동안에 있는 상태에서, 입구 밸브 (10a, 10c) 는 개방되어 있는 반면, 입구 밸브 (10b, 10d) 는 폐쇄되어 있다. 출구 밸브 (11a, 11c) 는 개방되어 있는 반면, 출구 밸브 (11b, 11d) 는 폐쇄되어 있다. 이러한 방식으로, 휠 브레이크 압력은 휠 브레이크 (8a, 8c) 에서 감소될 수 있다.

Claims (15)

  1. 유압 작동식 (hydraulically actuable) 휠 브레이크들 (8a-8d), 및 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 을 구비하는 자동차용 제동 시스템 (1a) 으로서,
    휠-특정 브레이크 압력을 설정하기 위한, 각각의 휠 브레이크를 위한 적어도 하나의 전기 작동식 (electrically actuable) 휠 밸브 (10a-10d, 11a-11d);
    대기압에 있는 압력 매체 저장 탱크 (4); 및
    압력 챔버 (50) 로 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 을 작동시키기 위한 전기 제어식 (electrically controllable) 압력 제공 디바이스 (5) 로서, 각각의 휠 브레이크 (8a-8d) 는 상기 압력 챔버 (50) 에 유압식으로 연결되거나 연결될 수 있는, 상기 전기 제어식 압력 제공 디바이스 (5);
    를 포함하고,
    상기 제동 시스템 (1a) 은, 브레이크 페달 (1) 의 도움으로 작동될 수 있는 시뮬레이터를 갖는 시뮬레이션 유닛 (3), 및 보조 모듈 (70) 을 포함하고, 상기 보조 모듈은 상기 휠 브레이크들 중 적어도 2 개의 휠 브레이크 (8a, 8c) 에서의 유효 (active) 압력 증가를 위한 압력 제공 디바이스 (86) 를 갖는 유압 유닛 (80) 을 포함하고, 상기 시뮬레이션 유닛 (3) 은 별도의 모듈 (320) 로서 설계되고, 상기 시뮬레이션 유닛 (3) 은 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 에서의 브레이크 압력이 증가될 수 있다는 점에서 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 중 어느 것에도 유압식으로 연결되지 않는, 제동 시스템 (1a).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 유닛 (3) 은 시뮬레이터 유닛 압력 매체 저장 탱크 (330) 에 유압식으로 연결된 유압 챔버 (342) 를 갖는, 제동 시스템 (1a).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 유닛 압력 매체 저장 탱크 (330) 는 상기 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 의 압력 매체 저장 탱크 (4) 에 유압식으로 연결되는, 제동 시스템 (1a).
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 유닛 (3) 은 제어 및 조절 유닛 (352) 을 구비하는, 제동 시스템 (1a).
  5. 제 4 항에 있어서,
    압력 챔버 (342) 내의 압력을 결정하기 위해 압력 센서 (2b) 가 제공되고, 상기 브레이크 페달 (1) 의 작동 트래블을 결정하기 위해 트래블 센서 (2a) 가 제공되며, 상기 시뮬레이션 유닛 (3) 의 상기 제어 및 조절 유닛 (352) 은 신호 입력 측에서 쌍방의 센서 (2a, 2b) 에 연결되는, 제동 시스템 (1a).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 및 상기 보조 모듈 (70) 은 구조적으로 별도의 구성요소로서 설계되는, 제동 시스템 (1a).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 및 상기 보조 모듈 (70) 중 하나 이상은, 상기 1차 브레이크 제어 유닛 (300) 및 상기 보조 모듈 (70) 의 상호 체결을 위한 체결 수단, 및 상기 시뮬레이션 유닛 (3) 에의 체결을 위한 체결 수단 중 하나 이상을 갖는, 제동 시스템 (1a).
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 페달 (1) 의 도움으로 작동될 수 있는 브레이크 마스터 실린더가 제공되지 않는, 제동 시스템 (1a).
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 체크 밸브 (370, 380) 가 상기 압력 챔버 (50) 와 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 사이의 유압 연결부에 삽입되고, 상기 체크 밸브는 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 의 방향으로부터 압력 챔버 (50) 내로의 브레이크 유체의 리턴 흐름을 방지하고 상기 압력 챔버 (50) 로부터 상기 휠 브레이크들 (8a-8d) 의 방향으로의 브레이크 유체의 유입을 허용하는, 제동 시스템 (1a).
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 휠 브레이크 (8a-8d) 에는, 전원이 차단될 때 개방되는 입구 밸브 (10a-10d) 가 할당되는, 제동 시스템 (1a).
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 휠 브레이크 (8a-8d) 에는, 전원이 차단될 때 폐쇄되는 출구 밸브 (11a-11d) 가 할당되는, 제동 시스템 (1a).
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 제공 디바이스 (5) 의 상기 압력 챔버 (50) 내의 압력을 측정하기 위해 압력 센서 (19) 가 제공되는, 제동 시스템 (1a).
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크 유체를 위한 적어도 하나의 저장소 (120, 130) 가 상기 보조 모듈 (70) 의 상기 유압 유닛 (80) 에 통합되는, 제동 시스템 (1a).
  14. 제 13 항에 있어서,
    각각의 저장소 (120, 130) 는 대기와의 연결부를 형성하기 위해 제공되는 유압 균등화 라인 (190) 에 연결되는, 제동 시스템 (1a).
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조 모듈 (70) 의 압력 제공 디바이스 (86) 는 적어도 하나의 펌프 (96, 98) 를 포함하고, 상기 펌프는 전기 모터 (92) 에 의해 구동되고, 상기 펌프의 흡입 측은 각각의 저장소 (120, 130) 에 유압식으로 연결되는, 제동 시스템 (1a).
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