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KR900009137B1 - 차량의 전기적제어형 제동장치 - Google Patents

차량의 전기적제어형 제동장치 Download PDF

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KR900009137B1
KR900009137B1 KR1019860004232A KR860004232A KR900009137B1 KR 900009137 B1 KR900009137 B1 KR 900009137B1 KR 1019860004232 A KR1019860004232 A KR 1019860004232A KR 860004232 A KR860004232 A KR 860004232A KR 900009137 B1 KR900009137 B1 KR 900009137B1
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KR
South Korea
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vehicle
braking
signal
deceleration
brake
Prior art date
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Application number
KR1019860004232A
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브레얼리 말콤
브리안 모슬리 리차드
Original Assignee
루카스 인더스트리스 퍼블릭 리미티드 캄파니
마이클 알버트 카리
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Publication date
Application filed by 루카스 인더스트리스 퍼블릭 리미티드 캄파니, 마이클 알버트 카리 filed Critical 루카스 인더스트리스 퍼블릭 리미티드 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

차량의 전기적제어형 제동장치
제1도는 종래 전기적제어형 제동장치의 다이아그램.
제2도는 본 발명에 따른 전기적제어형 제동장치의 설명도.
제3도는 본 발명에 따른 실시형태를 보다 상세히 설명한 설명도.
제4도는 제3도의 장치에서 장기적용상수를 얻기 위한 한수단을 설명한 다이아그램.
제5도는 경사도보정 요구신호를 얻기 위한 한 수단을 보인 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압력제어루우프 12 : 브레이크 패달변환기
30a, 30b : 변환기 34 : 차량감속계
38 : 경사도판정수단 39a, 39b : 가산기
42a, 42b : 디지탈승산기 46 : 가산기/감산기
48 : 계산수단 72 : 라인
본 발명은 차량의 전기적 제어형 제동장치에 관한 것이다. 전기적으로 제어되는 제동장치는 공지되어 있으며, 이는 전기적인 신호로 운전자의 제동요구를 발생하는 입력변환기, 적당한 전자적인 압력제어기와, 차량의 각 차축에 적분압력변환기를 갖는 전기적인 릴레이 밸브를 포함한다. 또한 이 장치는 압력변환기 출력신호와의 비교로 압력에러 신호를 발생하도록 사용되는 브레이크 패달변환기로부터 입력신호를 취하는 압력 제어루우프를 포함하고, 이러한 압력에러는 출력신호를 발생하는 압력제어기에 대하여 입력을 형성하고 압력제어기의 출력신호는 전기-공기압력 또는 전기-수압형 변환기에 의하여 생성된 압력이 압력에러의 크기를 줄이도록하는 방향으로 변경되게 한다.
본 발명의 목적은 공지된 장치에 대하여 개선된 제동제어특성을 갖는 형태의 전기적제어형 제동장치를 제공하는데 있다
본 발명에 따른 전기적제어형 제동장치에 었어서는 다이나믹하게 이루어진 차량부하측정이 각 차측에 대한 제동요구를 수정하도록 사용되고, 속도, 제동레벨 및 작동경사도의 사전에 결정된 조건하에서 제동요구와 측정된 차량감속도사이에 형성된 에러가 다수회의 정지하에서 예상된 제동성능을 회복토록 제동압력이 적합하게 되도록 점진적으로 사용된다.
차량의 정지중에는 감속에러에 기초를 둔 보정이 이루어지지 않으나 선행에러의 합은 브레이크압력보정의 소규모 증분이 각 정지후에 사정에 결정된 조건하에 형성된 상기 에러가 제로가 될 때까지 적용되도록 구성된다.
제동압력상수는 차량 경사도에 응답하는 요구오프셋트의 주입으로 보상되며, 상기 작동경사도는 차내 감속도변환기의 비교와 차륜속도의 변화율을 측정함으로서 발생된 해당 지수에 의하여 등가감속도로서 측정되는 것이 유리하다.
이러한 시스템에서, 경사도 보정은 저속도로 이루어질 수 있으나 사전에 결정된 하한선이상의 속도에서 얻어지고 초 저속은 제동요구에서는 억제되는 데이타에 기초를 둔다. 이 경사도 보정은 요구오프셋트를 발생할 수 있으나 크기에서 실제운전자요구를 초과하는 것을 허용치 아니하고 초 저속 요구에서는 제로로 감소된다.
일련의 차량정지중에 느리게 형성된 적응상수는 요구시 진단포트를 통하여 이 시스템에 의해 출력되는 차량브레이크 특성 지수를 형성하도록 사용된다. 이 적응상수는 사전에 결정된 레벨에 대하여 모니터될 수 있으며, 이 레벨이 초과되는 경우 브레이크 결합신호가 발생된다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 보상형 제동장치에 있어서, 패달변환기는 운전자에 의하여 요구된 제동레벨을 나타내는 제1신호를 발생하고 별도 감지기들이 차축부하와 작동경사도를 측정한다. 이 장치는 적당한 개방루우프수정으로 운전자의 요구에 비례하여 고정될 차량감속도를 회복시킬 목적으로 브레이크 압력요구가 운전자 패달입력으로부터 해석되도록 한다.
제1도는 공지의 장치를 보인 것으로, 가산기/감산기(14)에서 변환기 출력신호(P)로 비교하여 압력에러신호(E)를 발생하도록 사용되는 브레이크 패달변환기(12)로부터 입력(D)을 취하는 압력제어루우프(10)가 구성되어 있다. 이 압력에러(E)는 전기-공기압력 또는 전기-수압형변환기(18)에 의하여 얻어진 압력이 이 압력에러(E)의 크기를 감소시키는 방향으로 변경되게 하는 출력신호를 발생하는 압력제어기(16)에 대한 입력을 형성한다. 공기압력 또는 수압매체는 유체조(20)에 저장된다.
이러한 압력제어기(16)의 특성과 회로는 사용된 변환기(18)의 형태에 따라 좌우된다. 이러한 두 변환기의 원리는 잘 알려져 있는 것으로, 밸브가 솔레노이드전류에 비례하여 압력형태의 출력을 발생토록 사용되는 아날로그시스템과, 제1도에 도시된 바와 같이 한쌍의 간단한 솔레노이드 밸브(20a), (20b)가 선택적인 활동화에 의하여 제어실압력을 승강시키도록 사용되는 디지탈시스템이다. 공기압력형변환기의 한 형태는 이 제어실압력에 응답하고 차량의 브레이크(26a), (26b), (좌우측)의 작동기(24a), (24b)의 브레이크 압력이 이 제어압력과 동일하게 될 때에 폐쇄상태로 재평형되는 릴레이 밸브(22)를 사용한다. 이러한 밸브(22)는 제어실압력이 정확하고 민감한, 신속한 제어루우프를 형성하도록 밸브개방에 신속히 응답하는 잇점을 갖는다.
제2도는 본 발명에 따른 보상형 제동장치를 보인 것으로, 이는 각차축 또는 각 차륜을 위하여 분리되고 제동보정보조장치(28)에 의하여 입력요구(D)가 공급되므로서 전후 장치가 동일한 제동입력에 대하여 상이한 압력요구(DF), (DR)을 수신하게 되는, 제1도에서 보인 형태의 폐쇄루우프형 제어기로 구성된다.
이 장치에 있어서, 차량의 감속도루우프를 폐쇄하기 위한 다른 방법으로서 제동파라메타변경의 주요소오스가 측정되는 내부폐쇄 루우프형 압력시스템에 대한 압력요구는 이들 측정된 변경을 위하여 보상토록 조절된다. 이는 브레이크 자체내에 시스템 드리프트(system drift)의 나머지 기본소오스가 그대로 남게되므로서, 측정된 에러는 브레이크 상태를 나타내게 되며 브레이크요구와 브레이크 제동압력사이의 관계가 서서히 적응토록 사용될 수 있다. 이하 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 적응은 일련의 정지중에도 적용토록되어 있으나 각 정지코오스중에서 적응변화가 일어나지 않는다.
제동시스템장애의 주요소오스는 차량부하와 작동경사도이며, 이들은 급작스럽게 변화될 수 있으며 브레이크의 열화는 매우 점진적이다. 급격한 변화는 이에 해당하는 급격한 보정에 의한 보상을 요구하는 반면에 느린 변화는 차량의 사용에 따라 며칠 또는 몇주까지 연장될 수 있는 시간동안에 점진적으로 적응될 것이다.
제2도에서 보인 바와 같이, 차량(32)에 재가된 별도의 변환기(30a), (30b), (전후측)에 의하여 발생된 차축부하판독치(LF), (LR)은 보정입력으로서 사용되고 각 차축을 위하여 단위 psi/ton/g으로 표시되는 압력상수를 형성한다. 제3도에 의거하여 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이는 압력요구지수(DR), (DF)를 형성하기 위하여 패달입력요구(D)와 차축부하측정치(L)의 적당한 승산값을 형성하는 디지탈 승산기를 사용하므로서 성취될 수 있다.
경사도에 의한 다른 주요제동장애는 차량감속도계(34)에 의하여 감지된 바와 같은 감속도와, 차륜에서 속도감지기(36)로 감지된 속도로부터 발생되고 경사도 결정수단(38)에서 전자적으로 미분되어 이후에 반고정장치에서 잘 알려진 방법으로 차량 기준신호를 형성하도록 조합되는 지수사이의 비교로 결정될 수 있다(제5도와 이에 대한 설명참조).
발생된 경사도지수(G)는 오르막길 또는 내리막길을 나타내고 적당한 보정이 이루어지도록 직접 제동요구(D)에 가산될 수 있는 신호를 갖는 감속에러이다. 이후 상세히 설명되는 바와 같이, 제동검사가 호출되는매우 낮은 요구레벨에서(예를 들어 차량이 일정한 속도로 내리막길을 내려가고 다른 적당한 감속이 이루어지도록 하는 제동 요구가 없는 경우), 이러한 가산은 억제되고 유사한 억제가 저속이 되도록 신중히 고려되거나 사전에 결정된 저속대역을 통하여 속도가 떨어질 때에 기억된 경사신호에 기초를 들 수 있다. 더우기, 가벼운 제동요구에서 경사도 보상오프셋트는 감소되어 실제로 운전자 요구를 능가할 시간이 없으므로 요구가 점진적으로 증가될 때에 제동에 대한 입력소거 또는 다른 단계적 장애가 방진된다.
제3도는 본 발명에 따른 보상형 제동제어기의 한 실시예를 보다 상세히 보인 것으로, 여기에서, 보상입력신호는 각 차축의 부하로부터 유도되며 경사도신호는 제2도에서와 같은 경사도 탐지기에 의하여 발생된다. 제3도에는 후측압력실만이 도시되어 있으며, 전측압력실은 실제로 이와 동일하므로 도면을 간명하게 표시하기 위하여 이를 대부분 생략하였다,
브레이크 요구변환기(12)로부터의 전후측 압력실요구신호(D)는 각 가산기(39a), (39b)에서 보정계산수단(40)으로부터의 경사도 보정신호(Gc)에 가산되고 제1입력으로서 각 전후측 디지탈승산기(42a), (42b)에 공급된다. 또한 필터(44)에서 여파된후에 요구변환기(12)로부터의 감속도요구신호는 가산기/감산기(46)에서 차량감속계(도시하지 않았음)로부터의 감속궤환신호(F)와 비교되어 차량브레이크를 위한 장주기적응상수(長周期適應常數)를 제공토록 계산수단(48)에 공급되는 감속에러신호(FE)를 형성한다. 제4도에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 제어스위치(50)는 게이트(52)로부터의 신호(S)가 사전에 결정된 제1레벨보다 큰 요구에 응답하는 감지기(54), 제로대역에 있는 경사도에 응답하는 감지기(56), 사전에 결정된 제1임계치보다 큰 속도에 응답하는 감지기(58), 사전에 결정된 제2레벨보다 작은 요구에 응답하는 감지기(60)와, 사전에 결정된 제2임계치보다 작은 차량속도에 응답하는 감지기(62)로부터의 신호가 수신되는 신호임을 나타낼 때에만 장주기적응상수 계산수단(48)에 감소에러(FE)의 통과를 허용토록되어 있다. 신호가 없는 경우 이 스위치는 감속에러가 회로(48)에 도달하는 것을 억제한다. 또한 스위치(50)는 반-고정탐지수단(64)으로부터의 신호를 받는 즉시 감속에러를 억제한다.
장주기적응상수 계산수단(48)은 초기속적분수단(66)을 포함하고 그 출력은 스위치(68)를 통하여 표본평균화수단(70)에 연결되며, 이 스위치(68)는 각 차량의 정지종료시에 라인(72)에 나타나는 STOP펄스의 End신호에 응답하여 제어된다. 그러나 감속도에러로부터 유도되는 장주기적응상수를 보인 블럭다이아그램은 실제로는 소프트웨어로서 이루어질 수 있는 간단한 용어로 설명하기 위한 것이다.
예를 들어 제4도의 적분기(66)는 사전에 결정된 규칙적인 간격을 두고 처리된 부가감속도에러를 수신하는 누산기억장소를 이용한 디지탈 컴퓨터에 의하여 모사될 수 있다. 적분기는 어떤 시점에서 1 또는 1을 나타내는 계산치와 같은 사전에 결정된 시작점으로 리셋트된다. 어느 정지의 종료시에(또는 보정변경이 불연속되는 지속점에서) 발생된 적분보정은 적분기 최종판독과 기억된 적분기 시작지수 사이의 차이를 계산함으로서 결정될 수 있다.
따라서 각 정지의 종로시에 적분위치는 기억된 적분시작지수로 리셋트될 수 있다. 이는 사전에 결정된 지수이거나 선행 적분시작레벨과 정지중에 발생된 적분보정의 백분율을 합하여 얻은 점진지수일 수도 있다. 만약 이와 같은 경우 기억된 적분기 시작지수는 각 정지후에 변경되고 적당한 제동조건에 대하여 제어가 적응될 수 있다.
예-단위지수는 128인 것으로 가정된다. 이는 기본 SISF이다.
적분보정=적분기판독, In-기억된 적분기 시작지수 SISF루우틴은 다음과 같다.
Figure kpo00001
SISF=15, 적분출력=160 그리고 n=10이면
적분보정=160-150=10 (a)
Figure kpo00002
(b)
SISF=150+1 (c)(d)
따라서
적분보정레벨=151-128=23 (e)
각 정지의 종료시에 갱신된 결과의 장주기적응상수 C는 부하감지기(30a), (30b)로부터 수신되고 보정 계산수단(40)을 통하여 공급된 현재의 차량부하지수(LR), (LF)에 따라서, 이 장주기적응상수(C)를 수정하도록되어 있는 각 부하분배회로(74a), (74b)에 의하여 승산기(42a), (42b)의 제2입력에 인가된다.
제5도에서 보인 바와 같이 차량의 작동시의 현재경사도는 차량감속계(80)로부터 수신된 신호와, 차륜속도감지기(82)로부터 수신되고 회로(84)에서 미분된 신호로부터 회로(78)에서 계산된다. 또한 회로(78)는 보정이 운전자요구를 초과할 때마다 지속임계장치(91)로부터의 제한신호를 수신한다. 경사도 보정요구는 라인(43)에서 가산기(39)로부터 얻어진다. 이 경사도는 차륜속도의 변화율(a)과 차량감속도계출력(b)사이의 차이를 취하므로서 얻어진다.
따라서 이러한 결과로 경사시에 감속계의 현수중량(懸垂重量)은 어떠한 감속도/가속도에 대수적으로 부가되는 중력유도 오프셋트를 받게된다.
이러한 오프셋트는 내리막길에서 정지상태에 있는 경우 최상인 것으로 믿어지며, 여기에서 이 오프셋트는 경사유도된 연속속도증가로부터 귀걸되는 가속이 완전히 자유로운 물체에 가하여지는 것을 방지하기 위하여 차량에 인가되는 등가의 감속도를 나타낸다. 따라서, 두 신호사이의 차이는 가속도임을 나타내며 이는 운전자에 의하여 발생된 요구(감속도)신호에 가산되어야 한다. 내리막길에서 이들 신호는 운전자요구에 가산되어 여분의 제동이 발생되도록하며, 오르막길에서는 약한 제동이 요구되므로 이 요구로부터 감산된다. 요구를 초과하도록 허용되는 이 경사도보정시간은 없으며, 이는 운전자 요구로부터 기준입력을 수신하고 초저속요구레벨에서 보정이 제로로 감소되는 진폭제한기(81)의 목적이다. 따라서, 평탄한 노면에서는 항상 두 측정시스템이 감속도와 가속도조건하에서 모든 동일한 신호를 발생하게 된다.
다시 제3도로 돌아가서, 브레이크 패달에 의하여 발생된 입력요구(D)는 가산기(39)에서 두 경사도보정신호(Gc)에 가산되며, 이는 공칭상 동일하나 이들이 분할제동규격에 허용되도록 두(또는 그 이상)차축제어실에 공급된다는 점에서 별개이다. 어떠한 환경하에서는 전후의 동일한 보정이 보장되지 않으며 차축부하신호에 대한 엑세스를 갖는 보정계산기에서 신호처리가 이루어질 것이다. 경사도보정요구는 각 차축 승산기(42)에 대한 입력을 형성하도록 사용되며 여기에서 적응조절과 부하보정은 각 입력에 국부압력수정율(PMF)를 곱하여 이루어지고 국부압력수정율은 PMF=차량적응상수 Cx차축부하보정율로 주어진다. 압력변환기 출력범위와 비교가능하도록 적당히 계산된 결과의 출력이 압력제어기에 대한 차축압력요구(DF) 또는 (DR)을 형성하도록 사용된다. 압력제어기에 대한 하나의 나머지 입력은 동일제어기내에 결합될 수 있는 별도의 미끄럼탐지기(76)으로부터 얻어지는 반-고정압력오우버라이드신호일 수 있다.
브레이크 압력요구에 인가되는 보상과, 차륜미끄럼신호로부터 강제적인 오우버라이드조건이 없음으로 해서 제동은 비제어형차량보다 반복성이 매우 양호할 것이다. 운전자요구는 차량감속에 관련될 것이며, 이들 신호, 명령 및 감속의 비교는 브레이크 계수변경으로 제동상수의 변경이 없는 한 양호하게 일치됨을 보인것으로 기대될 수 있다.
제4도에서 보인 회로에 의하여, 감속에러는 모든 차량제동조건을 나타내는 (i) 차량이 평탄한 노면에 있을 때, (ii) 요구가 중간범위(예를 들어 0.2-0.5g)에 있을 때, 그리고 (iii) 속도가 중간범위 (예를 들어 20-80kph)에 있을 때에만 장주기적응상수를 변경하도록 사용된다. 각 정지시의 지수로부터 유사하게 유도된 누산이 이루어지고 초저속적분수단(66)에서 처리되어 일련의 적당한 차량정지횟수이상으로 정하여진 적응상수를 발생한다. 이 적응상수는 1인 공칭값 또는 시작값을 가지며 정지사이의 브레이크 변경조건을 보정하도록 점진적으로 수정된다. 따라서 이 상수는 브레이크 조건이 양호한 것임을 나타내며 제어기내에서 규칙적으로 갱신되고 시작 또는 요구시에 진단출력포트(86)를 통하여 제동특성 계수를 발생하도록 전기적으로 변경가능한 영속성 컴퓨터메모리에 기억된다. 내부적으로도 이 상수는 모니터되며, 제동열화가 있고 이에 대하여 신속한 써비스에 대처할 수 있도록하는 신호에 대하여 사전에 결정된 경보레벨에 대하여 비교될 것이다.

Claims (10)

  1. 차량의 전기적 제어형 제동장치에 있어서, 차량브레이크에 대한 운전자제동요구를 발생하기 위한 수단, 다이나믹한 차량부하에 따른 전기적인 신호를 발생하는 수단, 차량부하측정치에 따라 차량의 각 차축에 대한 차량 요구신호가 수정될 수 있도록하는 수단, 차량속도, 제동레벨 및 차량작동경사도의 사전에 결정된 상태를 감지하기 위한 수단, 차량감속에 비례하는 신호를 발생하기 위한 수단, 운전자제동요구신호와 측정된 실제의 감속도를 비교하므로서 감속도에러신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 감속도에러신호로부터 적응계수를 발생하고 이를 차량속도, 제동레벨 및 작동경사도의 상기 사전에 결정된 상태하에서, 그리고 다수회의 차량정지시에 브레이크의 장기열화를 보상하고 예상된 제동성능을 회복시키기 위하여 제동요구신호를 보정토록 이용하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 차량의 전기적 제어형제동장치.
  2. 청구범위 1항에 있어서, 다수회의 정지시에 상기 감속도에러를 가산하기 위한 수단, 주어진 차량의 정지작동중에 상기 적응계수에 대한 보정을 억제하기 위한 수단과, 다수회의 차량정지시에 상기 사전에 결정된 상태하에 형성된 상기 에러가 제로가 될 때까지 매 정지이후 보정의 소규모 증분이 이루어지도록 선행에러의 합을 이용하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  3. 청구범위 2항에 있어서, 차량이 작동되는 경사도를 감지하기 위한 수단과, 현재의 작동경사도에 따른 요구오프셋트를 도입하므로서 운전자의 제동요구신호를 보상하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  4. 청구범위 3항에 있어서, 경사도보정이 차량의 저속에서 이루어지나 매우 낮은 제동요구에서의 보상을 억제하는 수단이 포함되는 사전에 결정된 하한선 이상의 속도에서 얻어지는 데이타에 기초를 둠을 특징으로 하는 장치.
  5. 청구범위 4항에 있어서, 경사도보정이 요구오프셋트를 제공토록 허용되고, 크기가 실제운전자요구를 능가하는 것으로부터 상기 보정을 억제하며 매우낮은 요구에서는 이를 제로로 감소시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  6. 청구범위 1항에 있어서, 장치에 의하여 출력된 차량브레이크 성능지수를 형성토록 다수회의 차량정지시에 서서히 생성된 적응계수를 이용하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  7. 청구범위 1항에 있어서, 사전에 결정된 레벨이 능가되는 경우에 브레이크장애를 나타내는 경보신호를 발생토록 상기 사전에 결정될 레벨에 대하여 적응계수를 모니터하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  8. 차랑의 전기적 제어형 제동장치에 있어서, 브레이크패달 변환기, 상기 브레이크패달변환기로부터의 운전자요구신호에 의하여 제어되도록 적응된 다수의 압력제어채널, 차량의 차축부하를 나타내는 다이나믹한 부하신호를 제공하는 제1감지수단, 차량감속도를 나타내는 신호를 형성하는 제2감지기수단, 차량이 작동하는 경사도를 나타내는 신호(G)를 형성하는 제3감지기수단, 제동요구와 측정된 차량감속도사이의 차이를 나타내는 에러신호를 형성하는 수단, 상기 제1감지기수단으로부터의 차축부하측정치에 따라 운전자요구신호를 수정하기 위한 수단과, 상기 감속도에러로부터, 다수회의 차량정지시에 점진적으로, 그리고 차량속도, 제동레벨과 작동경사도의 어떠한 상태하에서 예상된 제동성능을 회복토록 제동요구를 보정하기 위한 장주기적응 상수를 형성하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 차량의 전기적제어형 제동장치.
  9. 청구범위 8항에 있어서, 작동경사도를 나타내는 상기 신호(G)에 따라 요구오프셋트의 도입으로서 상기 제동요구신호가 수정되는 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  10. 청구범위 9항에 있어서, 상기 제3감지기수단이 상기 제2감지기수단으로부터의 신호와 차륜속도의 변화율을 측정하여 얻은 해당지수를 비교하므로서 등가의 감속도로서 상기 작동경사도를 측정함을 특징으로 하는 장치.
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