KR20120113427A - 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 브레이크 부스터로 공급되는 진공압을 감지하는 압력감지부, 상기 진공압을 형성하는 전동식 진공펌프의 모터를 구동하는 모터 구동부, 상기 모터에 구동전원을 공급하는 전원공급부 및 상기 압력감지부의 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하고, 상기 압력감지부는 상기 감지된 압력이 미리 설정된 제 1기준압력 이하이면 온 동작하고, 상기 감지된 압력이 상기 제 1기준압력보다 높게 설정되는 제 2기준압력 이상이면 오프 동작하는 접점 스위치 타입의 제 1압력감지부, 또는 상기 감지된 압력에 따라 아날로그 형태의 감지신호를 출력하는 제 2압력감지부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2압력감지부 중에서 어느 하나의 감지신호를 수신하고 수신된 해당 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 브레이크 부스터에 공급되는 진공압을 감지하는 압력감지부의 감지신호에 기초해서 진공펌프를 선택적으로 구동하여 형성된 진공압을 이용해 브레이크 페달 조작시 마스터 실린더에 가해지는 힘을 충분하게 증폭할 수 있도록 브레이크 부스터 내부 압력을 미리 설정된 기준압력 범위로 일정하게 유지한다.

Description

차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법{ELECTRONIC VACUUM PUMP CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공압을 형성하여 차량의 브레이크를 작동시키는데 사용하는 전동식 진공펌프를 제어하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린 엔진 및 승용 디젤 엔진은 브레이크의 작동이나 EGR, 터보 챠져 액츄에이터의 작동원으로 진공압을 사용한다.
가솔린 엔진은 그 특성상 엔진 흡기 매니폴드측에서 흡입공기의 스로틀링으로 생성되는 부압을 이용하는데 비해, 공기 이용율이 높은 승용 디젤 엔진은 별도의 기계식 진공펌프를 구동하여 진공압을 형성한다.
상기 기계식 진공펌프는 베인의 회전에 의한 체적 변화로부터 펌핑력을 생성하는 베인(vane)식 진공펌프가 주로 사용된다.
상기 베인식 진공펌프는 보통 캠축에 연결되거나, 보기류 벨트로 구동되는 알터네이터(발전기) 축에 연결되어 엔진운전시 항상 구동된다.
이러한 베인식 진공펌프 기술은 대한민국 특허 등록번호 제10-0462744호(2004년 12월 10일 등록) 등에 개시되어 있다.
한편, 최근에는 가솔린 엔진의 연비 및 성능을 개선하기 위하여 직접분사식 엔진(Gasoline Direct Injection) 기술이 개발되고 있다. 공기/연료 혼합기(air/fuel mixture)의 흡입/압축/점화/폭발/배기 과정에 의해 동력을 발생하는 통상의 가솔린 엔진의 연소 과정에 비하여, 직접분사식 가솔린 엔진은 공기만을 흡입하여 압축한 후 연료를 분사하게 된다. 이러한 방식은 디젤 기관의 압축 착화 방식과 유사하다.
따라서 직접분사식 가솔린 엔진은 통상적인 가솔린 엔진의 압축비(compression ratio)의 한계를 넘는 높은 압축비를 구현할 수 있어 연비를 극대화할 수 있는 이점이 있다.
이러한 직접분사식 가솔린 엔진은 엔진으로 흡입되는 공기량이 매우 적기 때문에, 브레이크를 작동시키는 진공압을 형성하기 위해 일반적인 가솔린 엔진이나 승용 디젤엔진과 같이 기계식 진공펌프를 구동할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 직접분사식 가솔린 엔진이나 하이브리드 차량과 같이 기계식 진공펌프를 사용할 수 없는 차량에서 브레이크 작동을 위해 진공압을 형성하도록 전자식 진공펌프를 적용하고, 차량의 주행 특성에 기초하여 전자식 진공펌프를 제어하는 기술 개발이 요구되고 있다.
하이브리드 전기 차량에 전자식 진공펌프를 적용한 기술의 일 예가 대한민국 특허 공개번호 제10-2005-0120989호(2005년 12월 26일 공개, 이하 '특허문헌 1,이라 함), 대한민국 특허 등록번호 제10-878942호(2009년 1월 8일 등록, 이하 '특허문헌 2'라 함)에 개시되어 있다.
도 1은 특허문헌 1에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 시스템의 구성도이다.
일반적인 하이브리드 전기 차량의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟는 페달 가압력을 브레이크 부스터(2)에서 증폭시키고, 증폭된 힘을 마스터 실린더(3)에 가해서 생긴 유압의 힘에 의해 브레이크 장치를 동작시킨다.
특허문헌 1에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이트 시스템은 브레이크 부스터에서 페달 가압력을 증폭시킬 수 있도록 진공압을 형성하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 흡기 라인(L)과 브레이크 부스터(2) 사이의 부압 라인(N)에 설치되어 부압 라인(N)에 형성되는 압력을 검출하는 부압 센서(S), 부압 센서(S)에서 검출되는 부압 라인(N)의 압력 정보를 분석한 다음 설정된 기준 압력과 비교하여 부압 라인(N)을 강제 진공할 것인지를 판단하며, 그에 대한 제어를 실행하는 제어부(8), 제어부(8)에서 인가되는 제어신호에 의해 스위칭 되는 스위칭부(9), 부압 라인(N)을 연결하고 스위칭부(9)가 스위칭 온 되는 경우 배터리(B)에서 공급되는 전원에 의해 가동되어 부압 라인(N)을 강제 진공시키는 진공펌프(7)를 포함한다.
특허문헌 1에 따른 하이브리드 전기차량의 브레이크 시스템은 부압 라인(N)의 압력이 기준압력 이하를 유지하는 경우 진공펌프(7)를 가동시키고, 진공펌프(7)의 가동으로 부압 라인(N)의 압력이 기준압력 이상을 유지하는 경우 진공펌프(7)의 가동을 중지시킨다.
그리고 도 2 및 도 3은 특허문헌 2에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템의 구성도이다.
여기서, 도 2는 정상적인 진공 유지시 특허문헌 1에 따른 페일 세이프 시스템이 작동하지 않은 상태(브레이크 정상 작동 모드)를 나타내고, 도 3은 정상적인 진공 유지 불가시 페일 세이프 시스템이 작동하고 있는 상태(브레이크 페일 세이프 작동모드)를 나타낸다.
특허문헌 2에 따른 하이브리드 전기차량의 브레이크 페일 세이프 시스템은 일반적인 상태에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟는 페달 가압력을 브레이크 부스터(2)에서 증폭시키고, 증폭된 힘을 마스터 실린더(3)에 가해서 생긴 유압의 힘에 의해 브레이크 장치(4)를 동작시킨다.
이때, 브레이크 부스터(2)는 진공압과 대기압의 차이를 이용해서 입력축에 가해진 페달 가압력을 증폭시켜 출력축으로 전달하고, 흡기 매니폴드(5)의 부압을 이용해서 페달을 밟을 때 마스터 실린더(3)에 가해지는 힘을 증폭시킨다.
반면, 특허문헌 2에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템은 브레이크 페일 조건에서 도 3에 도시된 바와 같이 브레이크 부스터(2) 라인을 통해 흡기계(6)로부터 전해지는 대기압을 차단하고 별도의 진공펌프(7)를 작동시켜 강제 진공압을 형성하여 안전하고 신속하게 브레이크 장치(4)를 동작시킨다.
상기 브레이크 페일 조건은 전기모터의 토크 보조가 되지 않거나, 많은 양의 모터 보조가 불가능하거나, 또는 고속 주행으로 스로틀 밸브(V)가 개방되어 진공 생성이 어려운 상황 등을 말한다.
이와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 흡기 라인과 브레이크 부스터 사이에 진공펌프를 설치하고, 브레이크 페달 조작시 진공펌프(7)를 구동하는 기술이 기재되어 있다.
하지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 제어부(8)에 의해 진공펌프(7)를 제어하는 것으로 기재되어 있을 뿐 진공펌프(7)를 효율적으로 제어하는 구체적인 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.
한편, 특허문헌 2에는 진공펌프(7) 구동 개시 직후에, 바로 일정 수준 이상의 정상적인 진공압을 제공하기 어렵기 때문에, 진공홀더(H)를 설치하여 일정 시간 동안 진공홀더(H)에서 브레이크 부스터(2)로 필요한 진공압을 제공한다.
하지만, 특허문헌 2와 같이 진공압 형성시간을 단축하기 위해 진공펌프(7) 구동 개시과정에서 진공펌프의 구동속도를 점차적으로 상승시키는 과정 없이 처음부터 풀 파워로 구동하는 경우, 모터에 순간적으로 과전류가 인가되고, 충격이 발생함에 따라 모터의 이상동작으로 인한 손상 및 고장을 발생시키는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2005-0120989호(2005년 12월 26일 공개) 대한민국 특허 등록번호 제10-878942호(2009년 1월 8일 등록)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크를 동작시키기 위한 진공압을 형성하는 전동식 진공펌프를 제어하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전동식 진공펌프의 특성을 이용해 진공압을 신속하게 형성하도록 제어하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전동식 진공펌프에 의해 형성된 진공압을 감지하는 압력감지수단의 응답성을 향상시킬 수 있는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전동식 진공펌프에 의해 형성된 진공압을 감지하는 압력감지수단의 고장 진단을 수행할 수 있는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 브레이크 부스터로 공급되는 진공압을 감지하는 압력감지부, 상기 진공압을 형성하는 전동식 진공펌프의 모터를 구동하는 모터 구동부, 상기 모터에 구동전원을 공급하는 전원공급부 및 상기 압력감지부의 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하고, 상기 압력감지부는 상기 감지된 압력이 미리 설정된 제 1기준압력 이하이면 온 동작하고, 상기 감지된 압력이 상기 제 1기준압력보다 높게 설정되는 제 2기준압력 이상이면 오프 동작하는 접점 스위치 타입의 제 1압력감지부, 또는 상기 감지된 압력에 따라 아날로그 형태의 감지신호를 출력하는 제 2압력감지부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2압력감지부 중에서 어느 하나의 감지신호를 수신하고 수신된 해당 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어한다.
상기 제 2압력감지부는 상기 진공압을 감지하는 고압 및 저압 포트, 상기 전원공급부로부터 구동전압을 인가받는 전압 입력 포트, 상기 고압 및 저압 포트로부터 감지된 진공압의 차동압력에 따라 감지신호를 생성하는 신호생성부, 기저전위라인과 연결되는 접지 포트 및 상기 신호생성부로부터 생성된 감지신호를 상기 제어부로 출력하는 출력포트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지신호에 기초하여 진동펌프의 구동을 제어하도록 상기 제 1기준압력보다 높게 설정되는 제 3기준압력과 상기 제 3기준압력보다 높게 설정되는 제 4기준압력, 상기 제 2압력감지부의 정상 여부 및 고장 발생 여부를 진단하는 정상 출력전압 범위 및 고장 출력전압 범위를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2압력감지부의 고장 진단시 상기 진공펌프의 구동을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3기준압력은 60㎪로 설정되고, 상기 제 4기준압력은 70㎪로 설정되며, 상기 정상 출력전압 범위 및 고장 출력전압 범위는 하기 수학식 1에 적용되는 상기 차동압력과 미리 설정된 보상변수 및 최소한계치에 의해 설정된다.
출력(% Vcc)= 보상변수 * 차동압력 + 최소한계치 .... [수학식 1]
본 발명은 상기 제 2압력감지부의 고장 진단시 차량의 메인 제어부로 고장 발생 사실 및 에러 데이터를 통지하는 통신부를 더 포함하고, 상기 메인 제어부는 상기 제 2압력감지부의 에러 데이터에 기초하여 경고등을 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 차량의 메인 제어부로부터 진공펌프 구동명령을 수신하는 단계, (b) 상기 진공펌프 구동명령에 기초하여 브레이크 부스터로 공급되는 진공압을 감지하는 단계, (c) 상기 제 (b)단계에서 감지된 압력에 기초하여 온/오프 신호 또는 아날로그 감지신호를 출력하는 단계, (d) 상기 제 (c)단계에서 상기 아날로그 감지신호가 출력된 경우, 상기 아날로그 감지신호에 대응하는 감지압력을 미리 설정된 제 1 및 제 2기준압력과 비교하는 단계 및 (e) 상기 제 (d)단계의 비교결과, 상기 감지압력이 상기 제 1기준압력 이하이면 진공펌프를 구동시켜 진공압을 형성하고, 상기 제 1기준압력보다 높게 설정된 제 2기준압력 이상이면 상기 진공펌프의 구동을 중지시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 (f) 상기 감지신호의 전압레벨을 미리 설정된 고장 출력전압 범위와 비교하여 상기 아날로그 감지신호를 출력하는 압력감지부의 고장 발생 여부를 진단하는 단계를 더 포함하고, 상기 압력감지부의 고장 발생으로 진단된 경우, 상기 진공펌프의 구동을 중지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 (f)단계는 (f1) 상기 압력감지부의 고장 발생 사실 및 에러 데이터를 차량의 메인 제어부로 송신하는 단계 및 (f2) 상기 메인 제어부에서 상기 압력감지부의 고장 발생을 표시하도록 경고등을 점등하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 (f)단계는 (f3) 상기 압력감지부의 고장 발생 진단 후 상기 진공펌프를 구동하는 구동전원이 리셋되면 상기 압력감지부가 정상 상태로 복귀한 것으로 진단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1기준압력은 60㎪로 설정되고, 상기 제 2기준압력은 70㎪로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (g) 상기 제 (c)단계에서 상기 온/오프 신호가 출력되는 경우, 상기 온/오프 신호에 따라 상기 진공펌프의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (h) 상기 진공펌프의 고장 진단을 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 고장진단을 수행하는 고장진단 항목은 상기 모터의 단선 및 단락상태, 과전압 및 저전압 상태, 상기 진공펌프 제어장치의 고온 상태 및 상기 모터의 연속운전 상태 중에서 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 브레이크 부스터에 공급되는 진공압을 감지하는 제 1압력감지부 또는 제 2압력감지부의 감지신호에 기초해서 진공펌프를 선택적으로 구동하여 브레이크 부스터로 진공압을 제공함으로써, 브레이크 페달 조작시 마스터 실린더에 가해지는 힘을 충분하게 증폭할 수 있도록 브레이크 부스터 내부 압력을 미리 설정된 기준압력 범위로 일정하게 유지한다.
특히, 본 발명은 제 1압력감지부를 이용하는 경우에 비해 기준압력 범위의 폭이 작은 제 2압력감지부를 이용해 진공펌프의 구동을 제어하는 경우, 브레이크 부스터 내부의 압력을 세밀하게 제어하여 압력제어 동작의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 알터네이터 구동으로 인해 부하가 증가하거나, 직접분사식 가솔린 엔진이나 터보 직접분사식 가솔린 엔진과 같이 엔진으로 흡입되는 공기량이 적은 차량에 적용하여 브레이크 장치를 신속하고 안전하게 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명은 엔진의 흡기 라인에서 발생되는 진공압에 더하여 보조적으로 진공펌프를 사용하는 차량뿐만 아니라, 전기 자동차와 같이 진공펌프만을 구동하여 진공압을 형성하는 차량에도 적용할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 제 1 및 제 2압력감지부 중 어느 것을 적용하더라도 하나의 제어부를 변경할 필요없이 계속 사용하여 진공펌프의 구동을 제어할 수 있어 차종에 따라 제 1 및 제 2압력감지부를 선택적으로 적용하고, 그에 따른 제어동작을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 시스템의 구성도.
도 2 및 도 3은 다른 종래기술에 따른 하이브리드 전기 차량의 브레이크 페일 세이프 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치의 블록 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 제어부의 제어신호 그래프.
도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 진공펌프 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
도 7은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치의 블록 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 제 2압력감지부와 전원공급부 및 제어부의 상세 구성도.
도 9는 도 7에 도시된 제 2압력감지부의 출력 그래프.
도 10은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 진공펌프 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 하이브리드 전기 차량을 이용하여 설명하며, 하이브리드 전기 차량에 적용되는 브레이크 시스템의 구성은 도 1에 도시된 구성을 원용하여 설명한다.
하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 하이브리드 전기 차량뿐만 아니라, 플러그인 하이브리드 차량, 직접분사식 가솔린 엔진이나 터보 직접분사식 가솔린 엔진이 적용된 차량 등에도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치의 블록 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제어부의 제어신호 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치는 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압을 감지하는 제 1압력감지부(12), 브레이크 부스터(2)에 공급되는 진공압을 형성하도록 진공펌프(10)에 구비된 모터(11)를 구동하는 모터 구동부(13), 모터(11)에 구동전원을 공급하는 전원공급부(14), 모터(11)에 공급되는 전압 및 전류, 모터 구동부(13)의 온도를 감지하는 고장진단부(15), 차량의 메인 제어부(도면 미도시)와 통신을 수행하는 통신부(16) 및 제 1압력감지부(12)의 감지신호에 기초하여 모터(11)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 제어부(17)를 포함한다.
진공펌프(10)는 흡기 라인(L)과 브레이크 부스터(2) 사이에 설치되고, 브레이크 페달(1) 조작시 페달 가압력을 증폭시켜 마스터 실린더(3)로 전달하도록 브레이크 부스터(2)에 진공압을 제공한다.
이러한 진공펌프(10)는 전원공급부(14)로부터 구동전원을 인가받아 구동되는 전동식 진공펌프(Electronic Vacuum Pump)로서, 내부에는 모터(11)를 구비한다.
본 실시 예에서 모터는 브러시형 직류모터를 사용한다. 하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 브러시리스(brushless) 직류모터 등 다양한 모터로 변경될 수 있다.
제 1압력감지부(12)는 부압 라인(N)을 통해 진공압을 공급받는 브레이크 부스터(2)의 입구측에 설치된다.
그리고 제 1압력감지부(12)는 미리 설정된 제 1기준압력과 제 2기준압력 사이에서 히스테리시스 특성에 의해 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압이 제 1기준압력 이하이면 온(On, 12V) 동작하고, 제 2기준압력 이상이면 오프(off, 0V) 동작하는 접점 스위치 타입의 압력센서이다.
여기서, 제 1기준압력은 약 40㎪로 설정되고, 제 2기준압력은 약 70㎪로 설정된다.
모터 구동부(13)는 제어부(17)의 제어신호를 따라 전원공급부(14)로부터 공급되는 구동전원을 스위칭하여 모터(11)를 선택적으로 구동한다.
전원공급부(14)는 배터리(B)로부터 인가되는 전원을 모터(11) 구동에 필요한 전압레벨로 변환하고, 변환된 구동전원을 모터(11) 및 제어부(17)로 공급한다.
고장진단부(15)는 전원공급부(14)로터 모터(11)에 공급되는 구동전원의 전압 및 전류, 모터(11)의 온도를 감지하여 감지신호를 제어부(17)로 전달한다.
이를 위해, 고장진단부(15)는 모터(11)에 입력되는 전압 및 전류를 각각 감지하는 전압감지부(도면 미도시)와 전류감지부(도면 미도시), 모터(11)의 온/오프 구동시 발생하는 높은 서지 전압을 흡수하여 상기 진공펌프 제어장치 내부의 회로를 보호하는 보호회로(도면 미도시) 및 모터(11)의 구동과 모터 구동부(13)의 스위칭 동작에 의해 온도가 상승하는 상기 진공펌프 제어장치 내부의 온도를 감지하는 온도감지부(도면 미도시)를 포함한다.
통신부(16)는 차량의 메인 제어부와 CAN(control area network) 통신을 수행하는 CAN 송수신기로서, 차량의 메인 제어부로부터 진공펌프(10) 구동명령을 수신하여 제어부(17)로 전달하고, 제어부(17)로부터 전달되는 진단신호를 메인 제어부로 전달한다.
상기 메인 제어부는 알터네이터(도면 미도시) 구동으로 인한 부하 증가로 인해 엔진의 흡기 라인을 통한 진공압 형성이 어려운 경우에만 진공펌프(10)를 구동하도록 알터네이터의 구동 여부를 검사한 후, 알터네이터가 구동되는 경우에만 상기 진공펌프 구동명령을 통신부(16)로 송신한다.
제어부(17)는 차량의 메인 제어부로부터 수신된 진공펌프(10) 구동명령에 따라 진공펌프 구동모드로 진입하고, 제 1압력감지부(12)의 감지신호에 기초하여 모터(11)를 구동하도록 제어신호를 발생하며, 고장진단부(15)의 감지신호에 기초해서 각종 고장진단을 수행하여 진단신호를 메인 제어부로 전달하도록 제어한다.
여기서, 제어부(17)는 모터(11)의 초기 시동시 모터(11)에 공급되는 전류 및 충격을 감소시키기 위해 소프트 스타트(soft start)시키고, 모터(11)의 구동 중지시에도 소프트 엔드(soft end)시키도록 제어한다.
제어부(17)는 제어신호를 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 'PWM'이라 함) 신호 형태로 발생한다.
예를 들어, 상기 제어신호는 도 5에 도시된 바와 같이, 초기 구동시에 미리 설정된 초기 구동시간(t1) 동안 PWM 듀티값을 '0'%에서 '100'%까지 점차적으로 증가하고, 풀 러닝타임(t2) 동안 '100'%으로 풀 구동한 후, 구동 중지시에 미리 설정된 구동 중지시간(t3) 동안 PWM 듀티값을 '100'%에서 '0'%까지 점차적으로 감소하도록 발생된다.
상기 초기 구동시간(t1)은 약 0.27초로 설정되고, 풀 러닝타임(t2)은 약 4.7초로 설정되며, 구동 중지시간(t3)은 약 0.25초로 설정되는 것이 바람직하다.
제어부(17)는 고장진단부(15)의 감지결과를 미리 프로그래밍된 진단방법에 따라 고장진단 항목별 진단을 수행하고, 만일 어느 하나에 해당되는 경우, 미리 설정된 방식으로 모터 구동부(12)를 제어함과 동시에 통신부(16)를 통해 메인 제어부로 고장 발생 사실을 통지한다.
상기 고장진단 항목은 모터(11) 단선 및 단락 상태, 과전압 및 저전압 상태, 진공펌프 제어장치의 고온 상태 및 모터(11)의 연속운전 상태 등을 포함한다.
그래서 제어부(17)는 고장진단 수행시 미리 설정된 횟수만큼 고장진단을 반복적으로 수행하여 진단결과에 따라 제어한다.
진단결과 고장발생시, 제어부(17)는 고장 데이터를 내부 또는 외부에 구비된 메모리(도면 미도시), 예컨대 이이피롬(EEPROM)에 저장하고, 메인 제어부로 고장 발생사실을 통지한 후 진공펌프(10)의 구동을 종료하도록 제어한다.
이에 따라, 본 발명은 브레이크 부스터 내부에 설치된 압력감지부의 감지신호에 기초해서 진공펌프를 선택적으로 구동하여 브레이크 부스터 내부에 진공압을 제공함으로써, 브레이크 페달 조작시 마스터 실린더에 가해지는 힘을 충분하게 증폭할 수 있도록 브레이크 부스터 내부 압력을 미리 설정된 기준압력 이하로 일정하게 유지한다.
다음 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 진공펌프 제어방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 진공펌프 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 차량용 진공펌프 제어방법은 이그니션 키(IG, 도면 미도시)가 온 조작되어 제어부(10)가 전원공급부로터 구동전원을 인가받으면서 시작된다(S10).
메인 제어부는 알터네이터 구동으로 인한 부하 증가로 인해 엔진의 흡기 라인(L)을 통한 진공압 형성이 어려운 경우에만 진공펌프(10)를 구동하도록 알터네이터의 구동 여부를 검사한 후(S11), 알터네이터가 구동되는 경우에만 상기 진공펌프 구동명령을 통신부(16)로 송신한다.
통신부(16)는 메인 제어부로부터 진공펌프 구동명령을 수신하여 제어부(17)로 전달한다(S12).
그러면, 제어부(17)는 진공펌프 구동명령에 따라 진공펌프 구동모드로 진입하고, 제 1압력감지부(12)의 감지신호에 기초하여 모터(11)를 구동하도록 제어신호를 발생한다.
즉, 제 1압력감지부(12)는 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압을 감지하고(S13), 제어부(17)는 제 1압력감지부(12)로부터 감지된 감지압력이 미리 설정된 제 1기준압력, 예컨대 약 40㎪ 이하이면(S14), 진공펌프(10)를 구동하도록 제어신호를 발생한다(S15).
그리고 진공펌프(10) 구동에 의해 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압이 제 2기준압력, 예컨대 약 70㎪ 이상이면, 제어부(17)는 진공펌프(10)의 구동을 중지하도록 제어신호를 발생한다.
이와 같은 진공펌프(10)의 구동은 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압이 제 2기준압력 이하가 될 때까지 반복적으로 수행된다.
진공펌프(10)의 구동을 제어함과 동시에, 제어부(17)는 고장진단부(15)의 감지신호에 기초해서 각종 고장진단을 수행하여 진단신호를 메인 제어부로 전달하도록 제어한다(S16).
만약, 모터(11) 단선 및 단락 상태, 과전압 및 저전압 상태, 진공펌프 제어장치의 고온 상태, 모터(11)의 연속운전 상태 등의 고장진단을 수행한 결과, 어느 하나 이상에 이상이 발생한 경우(S17), 제어부(17)는 고장진단과정을 통해 검출된 고장 데이터를 메모리에 저장하고, 통신부(16)를 통해 메인 제어부로 고장 발생 사실을 통지하며(S18), 진공펌프 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.
반면, 제 S17단계에서 정상 상태인 경우, 제어부(S17)는 제 S19단계에서 메인 제어부로부터 진단펌프(10)의 구동 중지명령이 수신될 때까지, 제 S13단계 내지 제 S19단계를 반복적으로 수행한다.
만약, 제 S19단계에서 이그니션 키가 오프 조작되거나 알터네이터의 구동이종료되면, 메인 제어부는 진공펌프 구동 중지명령을 송신하고, 제어부(17)는 통신부(16)를 통해 구동 중지명령을 수신하여 메모리에 제어동작을 수행하던 각종 데이터를 저장한 후 진공펌프 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.
다음, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치 및 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치의 블록 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 제 2압력감지부와 전원공급부 및 제어부의 상세 구성도이며, 도 9는 제 2압력감지부의 출력 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어장치는 제 1실시 예의 구성과 유사하다.
다만, 본 발명의 제 2실시 예에서 진공펌프 제어장치는 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압을 감지하여 아날로그 형태의 감지신호를 출력하는 제 2압력감지부(18)를 포함한다.
즉, 제 2압력감지부(18)는 도 8에 도시된 바와 같이, 진공압을 감지하는 고압 및 저압 포트(도면 미도시), 전원공급부(14)로부터 인가전압을 인가받는 전압 입력 포트(IP), 기저전위라인(GND)에 연결되는 접지 포트(GP), 고압 및 저압 포트를 통해 감지된 진공압에 따른 아날로그 형태의 감지신호를 생성하는 신호생성부(19) 및 상기 감지신호를 제어부(17)로 출력하는 출력 포트(OP)를 구비한다.
신호생성부(19)는 아래의 수학식 1과 같이, 상기 고압 포트를 통해 입력된 압력값(P1)과 저압포트를 통해 입력된 압력값(P2)의 차인 차동압력(P1-P2)에 미리 설정된 보상변수인 0.8을 곱하고, 최소한계값인 10을 더해서 산출된 값을 출력한다.
Figure pat00001
즉, 출력(% Vcc)=0.8*(P1-P2)+10 이다.
여기서, 보상변수 및 최소한계값은 신호생성부(19)의 출력을 미리 설정된 출력범위, 예컨대 10 내지 90%로 설정하기 위해 실험치에 따라 정해지는 값이다.
이와 같은 신호생성부(19)의 출력은 도 9에 도시되어 있다.
그래서 제 2압력감지부(18)는 도 9에 도시된 바와 같이, 차동압력(P1-P2)이 0 내지 100㎪로 변화하는 동안 10 내지 90% Vcc 사이의 전압값을 출력한다.
예를 들어, 인가전압(Vcc)이 5V인 경우, 제 2압력감지부(18)는 차동압력(P1-P2)이 0㎪이면 수학식 1에 따라 10(%)* 5(Vcc)=0.5V를 출력한다.
그리고 제 2압력감지부(18)는 차동압력(P1-P2)이 100㎪이면 90(%)*5(Vcc)= 4.5V의 감지신호를 생성하여 출력한다.
이에 따라, 제 2압력감지부(18)에서 출력되는 감지신호의 정상 출력전압범위는 0.5 내지 4.5V가 된다.
제어부(17)는 제 2압력감지부(18)의 감지신호를 수신하고, 감지신호에 따른 차동압력(P1-P2)이 미리 설정된 제 3기준압력, 예컨대 60㎪ 이하이면 진공펌프(10)를 구동하고, 미리 설정된 제 4기준압력, 예컨대 70㎪ 이상이면 진공펌프(10)의 구동을 중지하도록 제어한다.
예를 들어, 인가전압이 5V인 경우, 제어부(17)는 감지신호의 전압레벨이 60㎪에 대응하는 약 2.9V 이하이면 진공펌프(10)를 구동하고, 70㎪에 대응하는 약 3.3V 이상이면 진공펌프(10)의 구동을 중지하도록 제어한다.
이와 함께, 제 2압력감지부(18)의 감지신호 전압레벨이 상기 정상 출력전압범위를 벗어나 0~5% Vcc(0~0.25V), 95~100% Vcc(4.75~5V)의 고장 출력전압 범위의 값으로 약 2초의 지속시간 동안 지속되는 경우, 제어부(17)는 제 2압력감지부(18)의 출력이상에 따른 고장 발생으로 진단하고, 진공펌프(10)의 기능을 정지시키도록 제어한다.
본 발명은 아날로그 형태의 감지신호를 출력하는 제 2압력감지부를 이용해 브레이크 부스터에 공급되는 진공압을 감지하고, 감지된 진공압에 따라 전동식 진공펌프를 구동하여 브레이크 부스터 내부의 압력을 미리 설정된 기준압력 범위로 일정하게 유지한다.
특히, 본 발명은 제 1압력감지부를 이용하는 경우에 비해 기준압력 범위의 폭이 작은 제 2압력감지부를 이용해 진공펌프의 구동을 제어하는 경우, 브레이크 부스터 내부의 압력을 세밀하게 제어하여 압력제어 동작의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 알터네이터 구동으로 인해 부하가 증가하거나, 직접분사식 가솔린 엔진이나 터보 직접분사식 가솔린 엔진과 같이 엔진으로 흡입되는 공기량이 적은 차량에 적용하여 브레이크 장치를 신속하고 안전하게 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 엔진의 흡기 라인에서 발생되는 진공압에 더하여 보조적으로 진공펌프를 사용하는 차량뿐만 아니라, 전기 자동차와 같이 진공펌프만을 구동하여 진공압을 형성하는 차량에도 적용할 수 있다.
한편, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1압력감지부(12)와 제 2압력감지부(18) 중에서 어느 하나를 선택적으로 구비하고, 제어부(17)에서 제 1 및 제 2압력감지부(12,18) 중에서 어느 하나의 감지신호가 입력되면 해당 감지신호에 따라 진공펌프(10)의 구동을 제어한다.
이를 위해, 제어부(17)는 제 1압력감지부(12)의 감지신호와 제 2압력감지부(18)의 감지신호를 OR 논리 연산하여 입력된 감지신호에 따라 진동펌프(10)의 구동을 제어하는 것이 가능하도록 프로그래밍된다.
이에 따라, 본 발명은 차종에 따라 제 1압력감지부와 제 2압력감지부 중에서 어느 하나를 선택적으로 적용하고, 감지신호에 따라 제어부를 교체하거나 프로그램을 변경할 필요없이 제어부에서 선택적으로 진동펌프의 구동을 제어할 수 있다.
다음, 도 10을 참조하여 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 차량용 전동식 진공펌프 제어방법은 이그니션 키(IG, 도면 미도시)가 온 조작되어 제어부(17)가 전원공급부(14)로부터 구동전원을 인가받으면서 시작된다(S20).
메인 제어부는 알터네이터 구동으로 인한 부하 증가로 인해 엔진의 흡기 라인(L)을 통한 진공압 형성이 어려운 경우에만 진공펌프(10)를 구동하도록 알터네이터의 구동 여부를 검사한 후(S21), 알터네이터가 구동되는 경우에만 상기 진공펌프 구동명령을 통신부(16)로 송신한다.
통신부(16)는 메인 제어부로부터 진공펌프 구동명령을 수신하여 제어부(17)로 전달한다(S22).
그러면, 제어부(17)는 진공펌프 구동명령에 따라 진공펌프 구동모드로 진입하고, 제 2압력감지부(18)의 감지신호에 기초하여 제 2압력감지부(12)의 고장 진단 및 모터(11) 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다.
즉, 제 2압력감지부(18)는 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압을 감지하고(S23), 제어부(17)는 압력감지부(12)로부터 출력된 감지신호의 전압레벨이 고장 출력전압 범위, 예컨대 0 내지 0.25V 또는 4.75 내지 5V 사이의 전압값인가를 검사한다(S24).
검사 결과, 감지신호의 전압레벨이 고장 출력전압 범위인 경우, 제어부(17)는 진공펌프(10)의 구동을 중지하고, 메모리에 제 2압력감지부(18) 에러 데이터를 저장하도록 제어하며, 통신부(16)를 통해 메인 제어부로 제 2압력감지부(18)의 고장 발생 사실 및 에러 데이터를 송신하도록 제어한다(S25). 그러면, 메인 제어부는 제 2압력감지부(18)의 고장 사실을 표시하도록 경고등을 점등하도록 제어한다.
이와 같은 제 2압력감지부(18)의 고장 발생 진단 이후에 전원공급부(14)로부터 공급되는 구동전원이 리셋되면, 제어부(17)는 제 2압력감지부(18)의 정상 상태 복귀로 판단한다.
한편, 제 S24단계의 검사결과, 감지신호의 전압레벨이 0.5 내지 4.5V 사이의 정상 출력전압 범위인 경우, 제어부(17)는 제 2압력감지부(18)로부터 감지된 감지압력과 미리 설정된 제 3 및 제 4기준압력을 비교한다(S26).
비교결과, 감지신호의 전압레벨이 제 3기준압력인 60㎪에 대응하는 2.9V 이하이면, 제어부(17)는 진공펌프(18)를 구동하도록 제어신호를 발생한다(S27). 이와 같은 진공펌프(10)의 구동은 브레이크 부스터(2)로 공급되는 진공압이 제 4기준압력 이하가 될 때까지 반복적으로 수행된다.
즉, 감지신호의 전압레벨이 제 4기준압력인 70㎪에 대응하는 3.3V 이상이면, 제어부(17)는 진공펌프(10)의 구동을 중지하도록 제어신호를 발생한다.
그리고 진공펌프(10)의 구동을 제어함과 동시에, 제어부(17)는 고장진단부(15)의 감지신호에 기초해서 각종 고장진단을 수행하여 진단신호를 메인 제어부로 전달하도록 제어한다(S28).
만약, 모터(11) 단선 및 단락 상태, 과전압 및 저전압 상태, 진공펌프 제어장치의 고온 상태, 모터(11)의 연속운전 상태 등의 고장진단을 수행한 결과, 어느 하나 이상에 이상이 발생한 경우(S29), 제어부(17)는 고장진단과정을 통해 검출된 고장 데이터를 메모리에 저장하고, 통신부(16)를 통해 메인 제어부로 고장 발생 사실을 통지하며(S30), 진공펌프 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.
반면, 제 S29단계의 고장진단 결과 정상 상태인 경우, 제어부(S17)는 제 S19단계에서 메인 제어부로부터 진단펌프(10)의 구동 중지명령이 수신될 때까지, 제 S23단계 내지 제 S31단계를 반복적으로 수행한다.
만약, 제 S31단계에서 이그니션 키가 오프 조작되거나 알터네이터의 구동이종료되면, 메인 제어부는 진공펌프 구동 중지명령을 송신하고, 제어부(17)는 통신부(16)를 통해 구동 중지명령을 수신하여 메모리에 제어동작을 수행하던 각종 데이터를 저장한 후 진공펌프 제어장치의 구동을 종료하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 브레이크 부스터에 공급되는 진공압을 감지하는 제 1 및 제 2압력감지부의 감지신호에 기초해서 진공펌프를 선택적으로 구동하여 브레이크 부스터로 진공압을 제공함으로써, 브레이크 페달 조작시 마스터 실린더에 가해지는 힘을 충분하게 증폭할 수 있도록 브레이크 부스터 내부 압력을 미리 설정된 기준압력 범위로 일정하게 유지한다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
상기의 실시 예에서는 하이브리드 전기 차량을 이용하여 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것을 아니다.
즉, 본 발명은 하이브리드 전기 차량뿐만 아니라, 플러그인 하이브리드 차량, 직접분사식 가솔린 엔진이나 터보 직접분사식 가솔린 엔진이 적용된 차량과 같이 엔진으로 흡입되는 공기량이 적은 차량에도 적용될 수 있다.
또한 본 발명은 흡기 라인에서 발생되는 진공압에 더하여 보조적으로 진공펌프를 사용하는 차량뿐만 아니라, 전기 자동차와 같이 진공펌프만을 구동하여 진공압을 형성하는 차량에도 적용될 수 있다.
10: 진공펌프 11: 모터
12: 제 1압력감지부 13: 모터 구동부
14: 고장진단부 15: 전원공급부
16: 통신부 17: 제어부
18: 제 2압력감지부 19: 신호생성부

Claims (12)

  1. 브레이크 부스터로 공급되는 진공압을 감지하는 압력감지부,
    상기 진공압을 형성하는 전동식 진공펌프의 모터를 구동하는 모터 구동부,
    상기 모터에 구동전원을 공급하는 전원공급부 및
    상기 압력감지부의 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하고,
    상기 압력감지부는 상기 감지된 압력이 미리 설정된 제 1기준압력 이하이면 온 동작하고, 상기 감지된 압력이 상기 제 1기준압력보다 높게 설정되는 제 2기준압력 이상이면 오프 동작하는 접점 스위치 타입의 제 1압력감지부, 또는
    상기 감지된 압력에 따라 아날로그 형태의 감지신호를 출력하는 제 2압력감지부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2압력감지부 중에서 어느 하나의 감지신호를 수신하고 수신된 해당 감지신호에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2압력감지부는
    상기 진공압을 감지하는 고압 및 저압 포트,
    상기 전원공급부로부터 구동전압을 인가받는 전압 입력 포트,
    상기 고압 및 저압 포트로부터 감지된 진공압의 차동압력에 따라 감지신호를 생성하는 신호생성부,
    기저전위라인과 연결되는 접지 포트 및
    상기 신호생성부로부터 생성된 감지신호를 상기 제어부로 출력하는 출력포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 감지신호에 기초하여 진동펌프의 구동을 제어하도록 상기 제 1기준압력보다 높게 설정되는 제 3기준압력과 상기 제 3기준압력보다 높게 설정되는 제 4기준압력, 상기 제 2압력감지부의 정상 여부 및 고장 발생 여부를 진단하는 정상 출력전압 범위 및 고장 출력전압 범위를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제 2압력감지부의 고장 진단시 상기 진공펌프의 구동을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 3기준압력은 60㎪로 설정되고,
    상기 제 4기준압력은 70㎪로 설정되며,
    상기 정상 출력전압 범위 및 고장 출력전압 범위는 하기 수학식 1에 적용되는 상기 차동압력과 미리 설정된 보상변수 및 최소한계치에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치.
    출력(% Vcc)= 보상변수 * 차동압력 + 최소한계치 .... [수학식 1]
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2압력감지부의 고장 진단시 차량의 메인 제어부로 고장 발생 사실 및 에러 데이터를 통지하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 메인 제어부는 상기 제 2압력감지부의 에러 데이터에 기초하여 경고등을 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어장치.
  6. (a) 차량의 메인 제어부로부터 진공펌프 구동명령을 수신하는 단계,
    (b) 상기 진공펌프 구동명령에 기초하여 브레이크 부스터로 공급되는 진공압을 감지하는 단계,
    (c) 상기 제 (b)단계에서 감지된 압력에 기초하여 온/오프 신호 또는 아날로그 감지신호를 출력하는 단계,
    (d) 상기 제 (c)단계에서 상기 아날로그 감지신호가 출력된 경우, 상기 아날로그 감지신호에 대응하는 감지압력을 미리 설정된 제 1 및 제 2기준압력과 비교하는 단계 및
    (e) 상기 제 (d)단계의 비교결과, 상기 감지압력이 상기 제 1기준압력 이하이면 진공펌프를 구동시켜 진공압을 형성하고, 상기 제 1기준압력보다 높게 설정된 제 2기준압력 이상이면 상기 진공펌프의 구동을 중지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    (f) 상기 감지신호의 전압레벨을 미리 설정된 고장 출력전압 범위와 비교하여 상기 아날로그 감지신호를 출력하는 압력감지부의 고장 발생 여부를 진단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 압력감지부의 고장 발생으로 진단된 경우, 상기 진공펌프의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 (f)단계는
    (f1) 상기 압력감지부의 고장 발생 사실 및 에러 데이터를 차량의 메인 제어부로 송신하는 단계 및
    (f2) 상기 메인 제어부에서 상기 압력감지부의 고장 발생을 표시하도록 경고등을 점등하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 (f)단계는
    (f3) 상기 압력감지부의 고장 발생 진단 후 상기 진공펌프를 구동하는 구동전원이 리셋되면 상기 압력감지부가 정상 상태로 복귀한 것으로 진단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1기준압력은 60㎪로 설정되고,
    상기 제 2기준압력은 70㎪로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    (g) 상기 제 (c)단계에서 상기 온/오프 신호가 출력되는 경우, 상기 온/오프 신호에 따라 상기 진공펌프의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 진공펌프 제어방법.
  12. 제 6항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    (h) 상기 진공펌프의 고장 진단을 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 고장진단을 수행하는 고장진단 항목은
    상기 모터의 단선 및 단락상태, 과전압 및 저전압 상태, 상기 진공펌프 제어장치의 고온 상태 및 상기 모터의 연속운전 상태 중에서 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진공펌프 제어방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015152529A1 (ko) * 2014-04-01 2015-10-08 신현오 차량 제동 관리장치
CN108099885A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 中国第汽车股份有限公司 一种适用于混合动力制动的真空度控制方法及系统
CN108944846A (zh) * 2018-08-25 2018-12-07 芜湖伯特利电子控制系统有限公司 具有制动信号输出功能的电子控制系统
CN113002554A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 奥迪股份公司 冗余制动系统、自动驾驶车辆及相应的方法和介质

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3536321B2 (ja) * 1993-10-29 2004-06-07 日産自動車株式会社 油圧ブースタの失陥警報装置
KR100947379B1 (ko) * 2004-12-17 2010-03-15 현대자동차주식회사 진공 브레이크 부스터의 제동 안전장치
JP5014916B2 (ja) * 2007-08-10 2012-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 ブレーキ制御装置
JP5302636B2 (ja) 2008-11-13 2013-10-02 トヨタ自動車株式会社 ブースタ装置および液圧ブレーキ装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015152529A1 (ko) * 2014-04-01 2015-10-08 신현오 차량 제동 관리장치
CN106255628A (zh) * 2014-04-01 2016-12-21 申铉吾 车辆制动管理装置
AU2015242724B2 (en) * 2014-04-01 2018-07-26 Hyun-Oh Shin Vehicle brake management device
US10099673B2 (en) 2014-04-01 2018-10-16 Hyun-Oh Shin Vehicle brake management device
CN108099885A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 中国第汽车股份有限公司 一种适用于混合动力制动的真空度控制方法及系统
CN108099885B (zh) * 2017-12-13 2024-04-16 中国第一汽车股份有限公司 一种适用于混合动力制动的真空度控制方法及系统
CN108944846A (zh) * 2018-08-25 2018-12-07 芜湖伯特利电子控制系统有限公司 具有制动信号输出功能的电子控制系统
CN113002554A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 奥迪股份公司 冗余制动系统、自动驾驶车辆及相应的方法和介质
CN113002554B (zh) * 2019-12-20 2024-04-16 奥迪股份公司 冗余制动系统、自动驾驶车辆及相应的方法和介质

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