KR20140002741A - 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법 - Google Patents

Abstract

차량에서 진공 시스템의 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법이 개시되며, 여기서
- 진공 발생기 및 브레이크 부스터가 진공 시스템에 제공되고,
- 상위 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 가 진공 발생기 및 브레이크 부스터의 동작 상태들의 함수로서 계산되고,
- 진공 센서의 신호 값이 에러 임계치의 현재 값을 초과할 때 에러가 식별된다.

Description

진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법 {METHOD FOR MONITORING THE SIGNAL VALUE OF A VACUUM SENSOR}

본 발명은 진공 센서의 신호 값을 연속으로 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 진공 센서는 차량의 진공 시스템에서 제공된다. 이러한 진공 시스템은, 예를 들어 브레이크 부스터를 제공하는 데 사용될 수 있다. 진공 시스템 내의 진공은 진공 발생기 (또는 복수의 진공 발생기들) 에 의해 생성된다.

종래기술에 따른 브레이크 시스템들은 진공 브레이크 부스터를 이용하는 것으로, 즉 그들은 진공을 보조 에너지로서 이용한다. 일반적으로, 내연 기관 또는 내연 기관에 커플링된 기계적 진공 펌프의 흡입관 (intake pipe) 에서 생성된 진공이 진공 발생기로서 기능한다. 특히, 전기 드라이브 (전기차 또는 하이브리드차) 를 갖는 차량들에서는, 전기 진공 펌프들도 사용된다.

이따금, 현대식 자동차 설계들 (다운사이징) 에 있어서, 필수적인 최소 브레이킹 효과는 진공 공급 또는 진공 브레이크 부스터가 실패할 때 더 이상 달성되지 않으며, 그 결과로, 이 경우에 있어서, ESC (Electronic Stability Control) 시스템에 의해 구현되는 유압 브레이크 부스팅 (hydraulic brake boosting) 보조 기능이 활성화되어야 한다. 종래 기술에 따른 이와 같은 브레이크 부스팅 보조 기능은 이 목적을 위해 진공 센서의 신호를 이용한다.

유압 보조 기능의 이용 가능성을 보장하고 이용 불능의 이벤트 시에 드라이버 경고를 각각 생성하기 위해, 진공 센서 신호를 모니터링하는 것이 필수적이다. 이를 위해 알려진 방법들은 다음과 같다:

a) 여분의 진공 센서를 사용한다.

b) 예를 들어 엔진 제어기로부터의 추가 진공 신호를 프로세싱한다.

본 발명의 목적은, 특히 여분의 진공 측정을 이용하지 않고, 가급적 구조적 경비를 들이지 않을 것을 요구하는, 시작부에서 언급된 타입의 방법을 특정하는 것이다.

이 목적은 독립청구항의 특징들에 따라 달성된다.

본 발명에 따르면, 진공 발생기 및 브레이크 부스터의 동작 상태들이 모니터링된다. 이것은 일반적으로 임의의 추가적인 구조적 경비를 초래하지 않는데, 이는 상기 동작 상태들이 ESC (Electronic Stability Control) 시스템에 대해 어느 경우에서든 모니터링되어야 하기 때문이다.

상위 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 는, 주어진 동작 조건들 하의 주어진 동작 상황에서 그리고 진공 시스템의 구조적 속성들을 고려하여, 진공 시스템에 의해 초과될 수 없는 진공 값을 시그널링하는 브레이크 부스터 및 진공 발생기의 검출된 동작 상태들의 함수로서 계산된다. 그럼에도 불구하고, 진공 센서의 신호가 에러 임계치의 현재 값보다 더 높은 진공 값을 시그널링한다면, 측정 에러가 발생했어야 하거나 또는 진공 센서가 사실상 결함을 가져야 한다. 이러한 이유로, 이 경우에 에러가 검출된다.

대기압에 대한 상대적 압력이 여기서 진공이라고 지칭된다. 진공 시스템에서의 진공은 (시스템의 동작 동안) 대기압보다 낮다.

진공 발생기는 내연 기관 및/또는 진공 펌프의 흡입 덕트인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법은, 현대식 차량 아키텍처들에서, 진공 발생기가 스위칭 오프되는 동작 상태들이 존재한다는 사실을 활용한다. 이것은, 예를 들어 엔진 정지/시작 기능을 갖는 차량들 및 전기 진공 펌프를 갖는 차량들에서의 경우이다.

이 방법은 또한 진공 시스템 (진공 발생기 및 브레이크 부스터) 의 간략한 물리적 모델에 기반을 두고 있는 상위 에러 임계치의 계산에 기초한다.

본 발명의 추가 개선점에 따르면, 드라이버 경고 신호는, 예를 들어 진공 센서 신호의 진공 값이 상위 에러 임계치의 현재 계산 값을 초과할 때 경고 램프를 기동시킴으로써 출력되는 것이 바람직하다.

본 발명의 추가 개선점에 따르면, 진공 발생기가 활성 상태이고 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때, 정의된 그레디언트 (p_grad_evac) 에 따라 증가하는 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 의 값은 시작 값에 기초하여 계산되며, 여기서 시작 값은,

시스템 시작 시에는 높은 음의 값 (negative value) 이고,

그렇지 않은 경우에는, 각각 마지막에 계산된 에러 임계치의 값이다.

본 발명의 추가 개선점에 따르면, 방법 파라미터 p_grad_evac 는, 각각 활성화되는 진공 발생기의 타입에 따라 상이한 값들을 상정한다 (내연 기관이 활성화되고/진공 펌프가 활성화될 때 또는 2 개가 서로 중첩될 때 배출의 상이한 그레디언트들).

본 발명의 한 가지 유리한 추가 개선점에 따르면, 에러 임계치의 증가는 사전 정의될 수 있는 최대 값으로 제한되며, 여기서 이 제한 값은 사용되는 진공 발생기의 최대 달성 가능한 진공에 기초하여 정의되는데, 예를 들면 해수면에서 900 mbar 이다.

본 발명의 추가 개선점에 따르면, 최대 값은, 바람직하게는, 각각 활성화된 진공 소스의 타입에 따라 상이한 값들을 상정할 수 있다 (내연 기관/진공 펌프에 의한 배출의 경우 또는 2 개가 서로 중첩할 때 상이한 진공 레벨).

진공 소스가 비활성 상태이고 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때, 한 가지 유리한 개선점에 따르면, 에러 임계치의 계산 값은 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

진공 소스가 비활성 상태이고 브레이크 부스터가 활성화될 때, 본 발명의 한 가지 유리한 개선점에 따르면, 에러 임계치는 사전 정의될 수 있는 차이 값만큼 추가로 감소할 수 있다.

본 발명의 추가의 유리한 개선점에 따르면, 사전 정의될 수 있는 차이 값의 절대 값은 브레이크들의 활성화로 인해 발생하는 유압 브레이크 압력의 함수로서 계산되는 것이 바람직하다.

본 발명의 추가의 유리한 개선점에 따르면, 사전 정의될 수 있는 차이 값의 계산은, 바람직하게도, 브레이크 시스템의 체적 용량 특성을 고려하여 유압 브레이크 압력의 함수로서 실행될 수 있다.

브레이크들의 활성화 내에서 달성되는 유압 브레이크 압력의 최대 값은, 바람직하게도, 사전 정의될 수 있는 차이 값을 계산하는 데 이용될 수 있다.

또한, 유압 브레이크 압력의 누적 값은, 바람직하게도, 브레이크들의 활성화 동안 사전 정의될 수 있는 차이 값을 계산하는 데 이용될 수 있다.

유압 브레이크 압력 p_tmc 은 ESC 시스템 내의 압력 센서에 의해 검출되는 것이 바람직하다.

대안으로, 본 발명의 추가의 유리한 개선점에 따르면, 진공 브레이크 부스터 내의 다이어프램 (diaphragm) 의 주행 거리는, 바람직하게도, 사전 정의될 수 있는 차이 값을 계산하는 데 또한 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 개선점은, 브레이크들의 활성화 내에서 달성되는 브레이크 부스터 내의 다이어프램의 주행 거리의 최대 값이 사전 정의될 수 있는 차이 값을 계산하는 데 이용된다는 것을 제공한다.

또한, 브레이크들의 활성화 내에서 브레이크 부스터 내의 다이어프램의 주행 거리의 누적 값은 또한 사전 정의될 수 있는 차이 값을 계산하는 데 이용될 수 있다.

진공 브레이크 부스터 내의 다이어프램의 주행 거리는, 유리하게도, 브레이크 부스터 내의 다이어프램 주행 센서에 의해 또는 브레이크 페달 상의 편향 센서 (거리 또는 각도) 에 의해 또는 마스터 브레이크 실린더의 내부 또는 상부의 주행 센서에 의해 검출된다.

본 발명의 예시적인 실시형태는 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다:
도 1 은 본 발명에 따라 결정되는 에러 임계치의 예시적인 시간 프로파일을 도시한다,
도 2 는 유압 브레이크 압력의 함수로서 차이 값 (delta_p_vac) 의 결정의 심볼 표현을 도시한다,
도 3 은, 도 2 에 대응하는 예시로서, 브레이크 시스템의 체적 용량 특성이 추가로 고려되는 예시를 도시한다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법에 의해 결정될 수 있는 것과 같은 에러 임계치의 값들의 시간 프로파일을 실시예로서 도시한다.

차량의 브레이크 부스터가 (그리고 그에 따라 그의 브레이크 페달도) 활성화되는 시간 주기들은 도 1 에서 시간 도표의 하측에서 심볼화된다.

브레이크 부스터 자체는 진공 시스템을 통해 진공 소스 (양측 모두 예시되지 않음) 에 의해 공급되며, 진공 소스의 활성화 시간 주기들은 시간 도표에서 수직 방향 중심에 들어간다. 진공 소스 (도면에는 예시되지 않음) 는, 예를 들어 내연 기관 또는 개별 펌프의 흡입 덕트일 수 있다.

본 발명에 따르면, 상위 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 는 브레이크 부스터 및 진공 발생기의 동작 상태들의 함수로서 계산된다. 상기 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 는 도 1 의 시간 도표에서 상측 프로파일로서 입력된다.

에러는, 진공 센서의 진공 신호 값이 에러 임계치의 현재 값을 초과할 때, 즉 측정된 진공이 시그널링되는 이론적으로 달성 가능한 진공보다 에러 임계치만큼 더 높을 때 식별된다. 이것은, 차량에 제공되는 진공 센서가 진공 시스템 내의 타탕하지 않은 진공 값을 시그널링한다는 것을 나타내는데, 이는 그것이 주어진 구조적 조건 및 동작 상태들 하에서 달성 가능하지 않을 것이기 때문이다.

에러 임계치의 값들의 시간 프로파일은 도 1 에서 더 상세히 후술되는 7 개의 페이즈들로 예시된다.

진공 발생기가 활성 상태이고 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때 (페이즈 1), 정의된 그레디언트 (p_grad_evac) 에 따라 증가하는 에러 임계치 (방법 파라미터 p_vac_errorthreshold) 의 값은 시작 값에 기초하여 계산되며, 여기서 시작 값은 시스템 시작 시의 높은 음의 값이다 (도 1 의 페이즈 1 참조).

사전 정의될 수 있는 최대 값 (방법 파라미터 p_vac_max) 인 이러한 값 (페이즈 2 의 시작) 에 도달하면, 에러 임계치의 값은 더 이상 증가하지 않는데, 이는 최대 값에 도달할 때 에러 임계치의 값들의 프로파일이 더 이상 상승하지 않는 도 1 의 페이즈 2 의 추가 프로파일에서 또한 명백하다.

최대 값은, 유리하게도, 사용된 진공 소스의 최대 달성 가능한 진공에 기초하여 사전 정의될 수 있는데, 예를 들면 해수면에서 900 mbar 이다.

페이즈 2 의 추가 프로파일에서, 진공 발생기는 비활성 상태가 된다.

후속 페이즈 3 동안, 브레이크 부스터는 활성화되고 페이즈 3 에서 에러 임계치의 값들의 프로파일은 떨어진다. 이 페이즈에서, 에러 임계치의 값들은, 유리하게도, 사전 정의될 수 있는 차이 값 (delta_p_vac) 에 의해 연속으로 감소한다.

페이즈 4 에서, 브레이크 부스터 또는 진공 발생기 중 어느 것도 활성 상태가 아니다. 따라서, 에러 임계치의 값들은 일정하게 유지된다.

다음의 페이즈 5 에서는, 페이즈 3 과 기본적으로 동일한 동작 상황이 존재하고; 브레이크 부스터가 활성화되고 진공 발생기가 비활성 상태이다. 따라서, 페이즈 5 에서의 에러 임계치는 또한 하강 프로파일을 상정한다.

(페이즈 4 에 비해) 추가 이벤트들이 없는 잠시의 페이즈 이후, 브레이크 부스터가 비활성 상태이지만 진공 발생기는 활성화되는 페이즈 6 이 이어진다. 이 페이즈에서는, 유리하게도, 이어서, 사전 정의될 수 있는 그레디언트에 따라 에러 임계치의 값들이 다시 증가한다.

다음 페이즈 7 의 후속 시작 (표시만 됨) 에서, 에러 임계치의 값들은 일정하게 유지되는데, 이는 브레이크 부스터 또는 진공 발생기 중 어느 것도 활성 상태가 아니기 때문이다.

도 1 로부터, 본 발명에 따른 방법에 의해 결정된 에러 임계치의 시간 프로파일이 차량의 진공 시스템 내에서 가능한 진공의 최소 값의 타입을 나타내는 것은 명백해진다. 진공 센서가 에러 임계치에 의해 특정되는 것보다 높은 진공을 시그널링하면, 에러가 식별되는데, 이는 이 시그널링된 진공이 타당하지 않기 때문이다.

차이 값 delta_p_vac 은 브레이크들의 활성화로 인해 발생하는 유압 브레이크 압력 p_tmc 의 함수로서 계산되는 것이 바람직하다 (도 2 참조). 이 목적을 위해, 브레이크 시스템의 모델, 특히 체적 특성 및 그의 변화들의 모델이, 예를 들어 브레이크 부스터에서 사용된다.

이것은, 도 3 에 보다 상세히 나타내진다. 차이 값 delta_p_vac 은, 유압 브레이크 압력 p_tmc 의 함수로서 브레이크 시스템의 체적 용량 특성을 고려하여 계산되는 것이 유리하고, 마스터 브레이크 실린더의 사이즈는 브레이크 시스템의 공압 특성을 고려하여 계산되는 것이 유리하다.

Claims (20)

1. 차량에서 진공 시스템의 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법으로서,
   - 진공 발생기 및 브레이크 부스터가 상기 진공 시스템에 제공되고,
   - 상위 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 가 상기 진공 발생기 및 상기 브레이크 부스터의 동작 상태들의 함수로서 계산되고,
   - 상기 진공 센서의 신호 값이 상기 에러 임계치의 현재 값을 초과할 때 에러가 식별되는, 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공 발생기는 내연 기관 및/또는 진공 펌프의 흡입 덕트 (intake duct) 인 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 진공 센서의 신호 값이 상기 계산된 상위 에러 임계치 (-p_vac_errorthreshold) 의 값을 초과할 때, 드라이버 경고 신호가, 바람직하게는 경고 램프에 의해 출력되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 소스가 활성 상태이고 상기 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때, 사전 정의될 수 있는 그레디언트 (p_grad_evac) 에 따라 증가하는 상기 에러 임계치 (p_vac_errorthreshold) 의 값이 시작 값에 기초하여 계산되고,
   상기 시작 값은,
   - 시스템 시작 시에는 높은 음의 값 (negative value) 이고,
   - 그렇지 않은 경우에는, 각각 마지막에 계산된 상기 에러 임계치의 값인 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 그레디언트 (p_grad_evac) 는 상기 활성화된 진공 발생기 또는 발생기들의 수, 설계 및 성능의 함수로서 가변 값을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에러 임계치의 값은 사전 정의될 수 있는 최대 값 (p_vac_max) 으로 제한되고,
   상기 제한 값은 사용되는 상기 진공 발생기의 최대 달성 가능한 진공에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 에러 임계치의 최대 값 (p_vac_max) 은 상기 활성화된 진공 발생기 또는 발생기들의 수, 설계 및 성능의 함수로서 가변 값을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 발생기가 비활성 상태이고, 상기 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때, 상기 에러 임계치의 값은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 발생기가 비활성 상태이고 상기 브레이크 부스터가 활성화되지 않을 때, 상기 에러 임계치의 값은 사전 정의될 수 있는 차이 값 (delta_p_vac) 만큼 감소하는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차이 값 (delta_p_vac) 은 브레이크들의 활성화로 인해 발생하는 유압 브레이크 압력 (p_tmc) 의 함수로서 계산되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 차이 값 (delta_p_vac) 의 계산은 브레이크 시스템의 체적 용량 특성을 고려하여 유압 브레이크 압력 (p_tmc) 의 함수로서 실행되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크들의 활성화 동안 달성되는 유압 브레이크 압력 (p_tmc) 의 최대 값은 상기 차이 값 (delta_p_vac) 을 계산하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
13. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    브레이크들의 활성화에 있어서 유압 브레이크 압력 (p_tmc) 의 누적 값은 절대 값 (delta_p_vac) 을 계산하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 브레이크 압력 (p_tmc) 은 ESC (electronic stability control) 시스템에서 압력 센서에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
15. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 브레이크 부스터에서의 다이어프램의 주행 거리는 상기 차이 값 (delta_p_vac) 을 계산하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    브레이크들의 활성화 동안 달성되는 상기 브레이크 부스터에서의 상기 다이어프램의 주행 거리의 최대 값은 상기 차이 값 (delta_p_vac) 을 계산하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    브레이크들의 활성화 동안 달성되는, 상기 브레이크들의 활성화 내에서 상기 브레이크 부스터에서의 상기 다이어프램의 주행 거리의 누적 값은 상기 차이 값 (delta_p_vac) 을 계산하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 브레이크 부스터에서의 상기 다이어프램의 주행 거리는 상기 브레이크 부스터 내의 다이어프램 주행 센서에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
19. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 브레이크 부스터에서의 상기 다이어프램의 주행 거리는 브레이크 페달 상의 편향 센서 (거리 또는 각도) 에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.
20. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 브레이크 부스터에서의 상기 다이어프램의 주행 거리는 마스터 브레이크 실린더 내의 또는 마스터 브레이크 실린더 상의 주행 센서에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 진공 센서의 신호 값을 모니터링하는 방법.

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