KR20200005804A - 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

브레이크 페달의 답력 배가를 위해 진공압을 발생시키는 진공부스터와, 상기 진공부스터와 연결되어 상기 진공압 발생에 필요한 진공을 형성하는 전자식 진공펌프를 포함하는 차량의 전자식 진공배력장치는 전자식 진공배력 제어 시스템을 구비하고, 상기 전자식 진공배력 제어 시스템은, 상기 진공부스터의 진공압을 감지하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서와, 상기 전자식 진공배력장치의 오작동을 판별하는 진공제어부로 구성되고, 상기 진공제어부는, 상기 진공압의 정상 진공범위, 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간이 입력된 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법{The control system of electronic vacuum booster and control method of the same}
본 발명은 차량의 전자식 진공배력장치를 제어하는 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 브레이크는 브레이크 페달을 밟는 힘, 즉 답력을 브레이크의 마스터 실린더로 전달하여 유압력으로 변환함으로써 구동된다. 지속적인 자동차 기술개발로 인해 차량의 성능이 향상되면서 운전자의 답력만으로는 충분한 제동력 확보가 어려우며, 브레이크의 제동력 확보를 위해 진공배력장치가 개발되었다.
진공배력장치는 대기압과 진공의 압력차를 이용하여 브레이크 제동력을 배가시키는 장치로, 진공부스터를 채택하여 운전자의 답력에 진공력을 가하여 배가된 유압력을 각 브레이크에 전달하고, 이를 통해 제동력은 개선된다.
최근 활발히 개발되고 있는 하이브리드 차량이나 경량차량은 엔진의 소형화 및 경량화가 더욱 요구되는데, 엔진이 소형화 및 경량화될 수록 진공배력장치의 진공부족 현상으로 인해 차량의 이론 제동력 대비 실제 제동력이 부족한 현상이 나타나게 되어 제동에 영향을 끼칠 수 있다.
이를 해결하기 위해 진공력을 보조하는 전자식 진공펌프를 추가한 전자식 진공배력장치가 개발되고 있는데, 종래 기술의 경우 전자식 진공펌프는 차량의 엔진조절유닛(ECU; engine control unit)이나 차량제어유닛(VCU, vehicle control unit)을 통해 제어하게 되는데, 이를 통상적으로 제어기(ECU)라고 한다.
상기의 제어기는 전자식 진공펌프의 제어를 담당할 뿐만 아니라, 차량의 림프홈모드 제어에도 이용된다. 림프홈모드는 엔진이나 주행계통에 중요 결함이 감지되는 경우 제어기에 의해 엔진 출력 등이 제한되어 더 큰 오작동으로 인해 발생할 수 있는 대형 사고를 예방할 수 있도록 하고, 차량의 수리를 위한 정비소까지 안전하게 차량을 이동시키기 위한 안전모드라 할 수 있다.
그러나 X-by-wire로 대변되는 전자식 가속제어장치(ETC, Electric Throttle Control)는 ECU와 연결되어 차량의 가속을 위한 공기 및 연료의 량을 제어하기 되는데, 전자식 가속제어장치의 결함에 의한 오작동이 발생할 경우 흡기다기관(Intake Manifold)에 과량의 공기와 연료가 공급될 수 있다. 이 경우 내부의 유체의 속도가 현격히 감소하고 압력이 증가하여 제동을 위한 충분한 진공도가 준비되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
또한 위에서 언급한 것과 같이 전자식 가속제어장치의 고장으로 인해 공급된 연료혼합공기는 차량의 급격한 이상적 출력을 야기하게 됨과 동시에 제동에 필요한 배력내 진공도의 준비를 곤란하게 하여 급가속 고장사고와 같은 치명적 사고를 야기할 수 있다.
또한, 종래 진공배력장치는 진공부스터의 진공압을 감지하는 진공센서를 하나만 사용하는 구현방식을 많이 사용하고 있는데, 이러한 구현방식의 경우, 진공센서의 출력값에 오류가 발생할 수 있고 이로 인해 진공배력장치가 오동작하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 운전자의 안전과 안정적인 차량운행을 위해 전자식 진공배력장치의 제어기술 개발이 필요한 실정이다.
한국 공개특허 제10-2017-0118378호(공개일 : 20017.10.25) 일본 등록특허 제3723001호(공고일: 2005.09.22.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 진공센서들과 진공배력 시스템의 오류 인식성이 향상되고 전자식 진공배력장치에 안정적으로 목표한 진공도를 유지하도록 제어할 수 있는 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전자식 진공펌프의 정상 진공범위에 도달하는 시간과 진공부스터의 진공압 도달 목표시간을 비교하여 진공센서의 오작동 또는 전자식 진공펌프의 오작동을 감지하여 림프홈모드 신호를 제공할 수 있는 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
나아가서 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다중 경로를 통해 진공센서들과 전자식 진공펌프의 상태를 반복 검증함으로써 진공배력 제어 시스템의 오류발생 가능성을 더욱 낮출 수 있는 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하고자 본 발명은 브레이크 페달의 답력 배가를 위해 진공압을 발생시키는 진공부스터와, 상기 진공부스터와 연결되어 상기 진공압 발생에 필요한 진공을 형성하는 전자식 진공펌프를 포함하는 차량의 전자식 진공배력장치는 전자식 진공배력 제어 시스템을 구비하고, 상기 전자식 진공배력 제어 시스템은, 상기 진공부스터의 진공압을 감지하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서와, 상기 전자식 진공배력장치의 오작동을 판별하는 진공제어부로 구성되고, 상기 진공제어부는, 상기 진공압의 정상 진공범위, 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간이 입력된 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템을 제공한다.
상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서의 센서값과 제 2 진공센서의 센서값이 상기 목표시간동안 상기 정상 진공범위를 유지하는 경우 상기 전자식 진공펌프와 상기 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단할 수 있다.
상기 진공제어부는, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 1 경로가 설정되고, 상기 제 1 경로에 따라 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동을 판별할 수 있다.
상기 진공제어부는, 상기 제 1 경로의 수행으로 상기 제 1 진공센서또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우, 경고 신호 제공 및 림프홈 모드 전환을 설정할 수 있다.
상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서 중 오작동으로 추정된 진공센서의 센서값으로 전자식 진공펌프를 제어하고, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 2 경로가 설정되어 상기 제 1 경로로 판단된 상태를 검증할 수 있다.
상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우, 경고 신호 제공 및 림프홈 모드 전환을 설정할 수 있다.
또한 상기의 과제를 해결하고자 본 발명은 진공제어부에 진공부스터 진공압의 정상 진공범위, 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간을 설정하고 저장하는 단계; 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서가 상기 진공부스터의 진공압을 감지하고 측정하는 단계; 상기 제 1 진공센서의 센서값과 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 정상 진공범위를 유지하는 경우 상기 전자식 진공펌프와 상기 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단하고, 전자식 진공배력장치의 구동상태를 유지하는 단계; 상기 제 1 진공센서의 센서값 또는 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 진공범위를 벗어난 경우, 대기압에 가까운 센서값에 따라 전자식 진공펌프를 동작시키는 단계; 및 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하여 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서 중 오작동 센서를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법을 제공한다.
상기 진공제어부가 오작동 센서를 판별하는 것은, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 1 경로가 기설정되어, 상기 제 1 경로에 따라 오작동 센서를 판별하는 것일 수 있다.
상기 제 1 경로의 수행으로 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우 경고 신호를 제공하고, 림프홈 모드 전환을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서 중 오작동으로 추정된 진공센서의 센서값으로 전자식 진공펌프를 제어하고, 상기 진공제어부는 기설정된 제 2 경로에 따라 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 진공제어부는 상기 제 2 경로의 수행으로 상기 제 1 경로로 판단된 상태를 검증하고, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우 경고 신호를 제공하고, 림프홈 모드 전환을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법은 진공센서들 및 시스템의 오류 인식성이 향상되고, 전자식 진공배력장치에 안정적으로 목표한 진공도를 유지하도록 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한 전자식 진공펌프의 정상 진공범위에 도달하는 시간과 진공부스터의 진공압 도달 목표시간을 비교하여 진공센서의 오작동 또는 전자식 진공펌프의 오작동을 감지하고 림프홈모드 신호를 제공할 수 있는 장점이 있다.
나아가서 진공제어부의 다중 경로를 통해 진공센서들과 전자식 진공펌프의 상태를 반복 검증함으로써 진공배력 제어 시스템의 오류발생 가능성을 더욱 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 진공배력장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정상적으로 작동하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서의 센서값과 정상범위를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 진공배력 제어 시스템을 나타낸 단계별 흐름도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진공센서 또는 제 2 진공센서의 센서값이 정상범위를 벗어난 경우를 나타낸 그래프들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 진공배력장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정상적으로 작동하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서의 센서값과 정상범위를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 진공배력 제어 시스템을 나타낸 단계별 흐름도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진공센서 또는 제 2 진공센서의 센서값이 정상범위를 벗어난 경우를 나타낸 그래프들이다. 도 2, 도 4 및 도 5의 그래프에서 Y축은 압력을 나타내는 데, Y축의 윗쪽 방향으로 크게 표기되는 경우, 대기압과 같이 상대적으로 높은 압력인 상황을 의미하고, 0(X축)에 가까울수록 진공에 가까운 압력을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일반적인 전자식 진공배력장치는 브레이크 페달(10)의 답력 배가를 위해 진공압을 발생시키는 진공부스터(20)와, 상기 진공부스터(20)와 연결되고 상기 진공압 발생에 필요한 진공을 형성하는 전자식 진공펌프(EVP;30)를 포함한다. 상기 진공부스터(20)는 유압관(A)을 통하여 브레이크(40)와 연결된다. 전자식 진공배력장치는 전기차, 하이브리드차, 내연기관 등에 사용될 수 있다.
상기 전자식 진공배력장치는 전자식 진공배력 제어 시스템(50)을 구비하고, 상기 전자식 진공배력 제어 시스템(50)은 상기 진공부스터(20)의 진공압을 감지하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서와, 상기 전자식 진공배력장치의 오작동을 판별하는 진공제어부로 구성된다.
제 1 진공센서 및 제 2 진공센서는 진공부스터(20)의 진공압을 각각 감지하며, 진공압 감지 이중화를 통해 진공센서들의 감지신뢰도를 제고할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서는 MEMS 센서일 수 있다.
상기 진공제어부는 차량의 전체 시스템을 제어하는 엔진제어유닛(ECU)과 별도의 제어기로 구현될 수도 있고, 진공제어부의 기능을 S/W적으로 구현하여 기존 차량에 사용하고 있던 ECU, VCU와 같은 제어기에 마이그레이션시킴으로써, 종래의 차량용 제어기에 본 발명에 따른 진공제어부의 기능을 구현할 수도 있다.
상기 진공제어부는 진공부스터(20) 챔버 내 진공압의 정상 진공범위와 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간이 설정될 수 있다.
진공제어부는 상기 진공센서들의 센서값을 통하여 진공부스터(20)의 진공압을 실시간 감지함으로써 진공압이 정상 진공범위 내에 포함이 되는지 실시간으로 판단할 수 있다. 구체적으로 상기 정상범위는 해당 진공센서들이 제조될 때 여러 실험을 통해 측정되거나 캘리브레이션된 진공센서의 추정값들을 진공제어부에 저장함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 추정값들은 진공센서의 여러 인자들의 함수로써 수학적으로 모델링될 수 있는데, 여기서 여러 인자란 진공센서가 동작하는 고도(압력), 온도, 센서의 기대 수명 등을 포함하여 모델링될 수 있다.
또한 진공제어부는 상기 진공부스터(20)의 목표시간에 대응되는 파라미터로 전자식 진공펌프(30)의 전류공급시간이 설정될 수 있다. 진공제어부는 전자식 진공펌프(30)의 정상적인 동작시간이라 볼 수 있는 전류공급시간과 상기 진공부스터(20) 진공압의 정상 진공범위가 유지되는 목표시간을 대비 판단하여 진공센서들 또는 전자식 진공펌프(30)의 오작동을 판단할 수 있다. 즉, 상기 전류공급시간은 전자식 진공펌프(30)가 정상적으로 작동하여 정상 진공범위에 도달하는 시간이라 할 수 있다.
도 2와 같이, 제 1 진공센서의 센서값과 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 정상 진공범위를 유지하는 경우, 도 3과 같이 진공제어부는 전자식 진공펌프(30)와 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단(S332)할 수 있다.
도 3에서 나타난 바와 같이, 상기 진공제어부는 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 1 경로(R1)가 설정되고, 제 1 경로(R1)에 따라 상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서의 오작동을 판별할 수 있다.
예를 들어 제 1 진공센서와 제 2 진공센서로 실시간 진공도를 감지하고, 센서값들을 판단한 후, 도 4의 제 2 진공센서와 같이 대기압에 가까운 센서값이 나타나면 그 값을 기준으로 전자식 진공펌프(30)를 작동시킬 수 있다. 전자식 진공펌프(30)는 대기압에 가까운 측정값을 기준으로 진공형성을 진행함에 따라 진공부스터(20)의 진공압 형성은 안정적으로 수행될 수 있다. 또한, 전자식 진공펌프(30)의 작동 시간, 즉 정상 진공범위에 도달하는 시간과 진공부스터(20)의 목표시간을 비교하여 비정상이면 해당 진공센서를 오작동으로 판단할 수 있다.
도 5의 제 2 진공센서와 같이 정상범위(t2, t3)의 시간과 비정상범위(t1, t4)의 시간이 불규칙적으로 감지되는 경우, 제 1 경로(R1)를 통해 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하여 해당 센서의 오작동을 판단할 수 있다. 즉, t2, t3의 시간에서는 목표시간 내 진공압이 도달되어 해당 진공센서는 정상이라 판단할 수 있지만, t1, t4의 시간에서는 비정상이라 판단될 수 있으므로, 판단의 검증을 위해 제 1 경로(R1)로 제어함으로써 오작동으로 판단되는 진공센서를 검증할 수 있다. 따라서 진공센서들의 오류 인식성이 향상되고, 전자식 진공배력장치에 안정적인 진공압을 제공할 수 있다.
상기 제 1 경로(R1)의 수행으로 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우, 진공제어부는 경고 신호 제공 및 림프홈 모드 전환을 설정할 수 있다. 따라서, 정상 진공범위에 도달하는 시간과 진공부스터(20)의 진공압 목표시간을 비교하여 진공센서의 오작동 또는 전자식 진공펌프의 오작동을 감지하여 림프홈모드 신호를 제공할 수 있다. 림프홈 모드를 설정하여 엔진 출력 등을 강제로 제한하는 이유는 사용자가 진공배력시스템의 진공이 제대로 형성되지 않아, 브레이크의 답력을 정상적으로 만들기 어려울 수 있기 때문이다.
또한 진공제어부는 제 2 경로(R2)가 설정되어, 잠재적 오작동으로 추정한 진공센서의 센서값으로 전자식 진공펌프(30)를 제어하면서, 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 다시 비교하는 동작을 반복수행함으로써 상기 제 1 경로로 판단된 상태를 재검증할 수 있다.
나아가서 진공제어부는 서브 알고리즘으로써 제 3 경로(R3)가 설정되어 진공센서들과 전자식 진공펌프의 상태를 지속적으로 반복 검증함으로써 진공배력 제어 시스템의 오류발생을 더욱 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 경로(R2)를 10초 이상의 시간 간격으로 N회 반복수행하는 경우, 서브 알고리즘으로써의 제 3 경로(R3)는 수초간의 시간 간격으로 n회 반복수행함으로써 오류 발생 감지를 더욱 정밀하게 수행할 수 있다.
이와 같은 과정을 반복수행하는 것은 보수적 관점에서 제어하는 것이라 볼 수 있다. 따라서 진공센서들의 오류 인식성이 더욱 향상되고, 전자식 진공배력장치에 안정적인 진공압을 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 진공배력 제어방법을 설명하면, 먼저 진공제어부를 설정한다(S310). 진공제어부를 설정하는 것은, 진공부스터(20) 진공압의 정상 진공범위와 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간을 진공제어부에 설정하고 저장하는 것이다. 이 때 상기 목표시간에 대응되는 전자식 진공펌프(30)의 전류공급시간을 진공제어부에 설정하고 저장할 수 있다. 또한 상기 전류공급시간은 전자식 진공펌프(30)가 정상적으로 작동하여 정상 진공범위에 도달하는 시간이라 할 수 있다.
이로 인해 진공제어부는 정상 진공범위에 도달하는 시간과 상기 진공부스터(20)의 목표시간을 대비 판단할 수 있으며, 진공센서들 또는 전자식 진공펌프(30)의 오작동을 판단할 수 있다.
다음으로, 실시간 진공도를 감지한다(S320). 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서가 진공부스터의 진공압을 실시간 감지하여 센서값이 측정될 수 있다.
이후 진공제어부는 센서값을 판단한다(S330). 진공제어부는 상기의 측정된 센서값으로 진공부스터(20)의 진공압이 정상 진공범위 내에 포함이 되는지 실시간으로 판단할 수 있다. 구체적으로 상기 정상범위는 해당 진공센서들이 제조될 때 여러 실험을 통해 측정되거나 캘리브레이션된 진공센서의 추정값들을 진공제어부에 저장함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 추정값들은 진공센서의 여러 인자들의 함수로써 수학적으로 모델링될 수 있는데, 여기서 여러 인자란 진공센서가 동작하는 고도(압력), 온도, 센서의 기대 수명 등을 포함하여 모델링될 수 있다.
도 2와 같이, 진공센서들의 센서값이 목표시간동안 정상 진공범위를 유지하는 것으로 판단되면, 진공제어부는 상기 전자식 진공펌프(30)와 상기 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단할 수 있으며(S332), 전자식 진공배력장치의 구동상태를 유지한다.
그러나 제 1 진공센서의 센서값 또는 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 진공범위를 벗어난 경우, 대기압에 가까운 센서값에 따라 전자식 진공펌프를 제어한다(S340). 전자식 진공펌프(30)는 대기압에 가까운 측정값을 기준으로 진공형성을 진행함에 따라 진공부스터(20)의 진공압 형성은 안정적으로 수행될 수 있다.
상기 전자식 진공펌프(30)를 제어하는 동안 진공부스터(20)의 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교한다(S350). 만약 진공제어부가 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비정상으로 판단하면 대기압에 가까운 센서값을 가진 진공센서를 오작동으로 판단할 수 있다(S350A). 예를 들어, 도 4의 제 2 진공센서와 같이 대기압에 가까운 센서값이 나타나면 그 값을 기준으로 전자식 진공펌프(30)를 작동시킬 수 있으며, 전자식 진공펌프의 작동 시간과 목표시간을 비교하여 비정상이면 해당 진공센서를 오작동으로 판단할 수 있다.
또한, 진공제어부에 상기의 S330 내지 S350의 과정을 제 1 경로(R1)로 기설정하여, 제 1 경로(R1)에 따라 상기 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행함으로써 센서의 오작동을 판별할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 제 2 진공센서와 같이 정상범위(t2, t3)의 시간과 비정상범위(t1, t4)의 시간이 불규칙적으로 감지되는 경우, 제 1 경로(R1)를 통해 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하여 해당 센서의 오작동을 판단할 수 있다. 즉, t2, t3의 시간에서는 목표시간 내 진공압이 도달되어 해당 진공센서는 정상이라 판단할 수 있지만, t1, t4의 시간에서는 비정상이라 판단될 수 있으므로, 판단의 검증을 위해 제 1 경로(R1)로 제어함으로써 오작동으로 판단되는 진공센서를 검증할 수 있다. 따라서 진공센서들의 오류 인식성이 향상되고, 전자식 진공배력장치에 안정적인 진공압을 제어할 수 있다. 그 결과, 제 1 경로(R1)를 통하여 대기압에 가까운 센서값으로 측정된 진공센서를 오작동으로 판단할 수 있다(S250A).
이후 제 2 경로(R2)를 통하여 상기 제 1 경로(R1)로 판단된 상태를 지속적으로 반복 검증할 수 있다. 즉, 상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서 중 오작동으로 추정된 진공센서의 센서값, 즉 대기압에 가까운 센서값으로 전자식 진공펌프를 제어하고(S360), 상기 진공제어부는 기설정된 제 2 경로에 따라 상기 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는(S370) 동작을 반복수행하는 단계를 포함할 수 있다.
나아가서, 진공제어부는 서브 알고리즘으로써 제 3 경로(R3)가 설정되어 진공센서들과 전자식 진공펌프의 상태를 반복 검증함으로써 진공배력 제어 시스템의 오류발생을 더욱 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 경로(R2)를 10초 이상의 시간 간격으로 N회 반복수행하는 경우, 서브 알고리즘으로써의 제 3 경로(R3)는 수초간의 시간 간격으로 n회 반복수행함으로써 오류 발생 감지를 더욱 정밀하게 수행할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복수행하는 것은 보수적 관점에서 제어하는 것이라 볼 수 있다.
상기의 경로들(R1, R2, R3)로 해당 진공센서를 오작동으로 판단하면(S350A, S370A, S390A) 즉, 제 1 진공센서 또는 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우 진공제어부는 경고 신호를 제공할 수 있다(SA302).
또한, 제 1 진공센서 또는 제 2 진공센서의 오작동이 추정되는 상황에서 전자식 진공펌프의 오작동이 의심되는 경우, 상기 진공센서들 중 정상으로 판단된 진공센서로 전자식 진공펌프를 제어할 수 있다(SA304).
이때 진공제어부는 정상적으로 판단된 진공센서의 센서값으로 진공부스터(20)의 진공압을 감지하고, 진공부스터(20)의 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하여 전자식 진공펌프의 정상유무를 판단할 수 있다(SA306).
이후 전자식 진공펌프가 정상으로 판단되는 경우 전자식 진공배력 시스템의 제어 흐름은 종료될 수 있으며, 전자식 진공펌프가 비정상으로 판단되는 경우 림프홈 모드로 전환할 수 있다(SA308).
상기의 과정과 별도로, 제 1 경로(R1)의 수행으로 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우(S350A), SA304 및 SA306의 과정 없이 경고 신호를 제공(SA302)하고, 림프홈 모드 전환(SA308)을 설정할 수 있다. 마찬가지로, 상기 진공제어부는 상기 제 2 경로(R2)의 수행으로 상기 제 1 경로(R1)로 판단된 상태를 반복 검증하고, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우(S370A) 경고 신호를 제공(SA302)하고, 림프홈 모드 전환(SA308)을 설정할 수 있다.
상기의 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법은 운전자의 안전을 우선으로 하는 보수적인 관점에서 진공배력장치를 제어하는 방법으로써, 진공부스터(20)의 안정적인 진공압 형성으로 인해 진공배력장치의 브레이크의 구동은 더욱 안전하게 수행될 수 있다.
또한 상기의 전자식 진공배력 제어 시스템 및 그 제어방법은 상기 진공부스터(20) 내부가 진공에 도달할 것으로 예상되는 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하여 상기 제 1 진공센서 및 상기 제 2 진공센서 중 오류가 발생한 진공센서를 판별할 수 있는 장점이 있다. 즉, 진공센서들의 센서값이 차이가 나는데 상기 목표시간과 정상 진공범위에 도달하는 시간이 서로 매칭이 되는 경우, 각각의 센서값을 실시간으로 비교하여 오류가 발생한 진공센서를 찾을 수 있다. 따라서 진공센서들의 오류 인식성이 향상되고, 전자식 진공배력장치에 안정적인 진공압을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한 정상 진공범위에 도달하는 시간과 진공부스터의 진공압 도달시간을 비교하여 진공센서의 오작동 또는 전자식 진공펌프의 오작동을 감지하여 림프홈모드 신호를 제공할 수 있으며, 운전자의 안전을 우선으로 보호할 수 있다.
나아가서 진공제어부의 다중 경로(R1, R2, R3)의 반복을 통해 진공센서들과 전자식 진공펌프의 상태를 실시간으로 반복 검증함으로써 진공배력 제어 시스템의 오류발생을 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 진공부스터, 전자식 진공펌프, 진공센서, 전자식 진공배력장치의 오류에 대한 대응방안으로 림프홈모드를 제시하고 있지만, 운전자에게 브레이크 오동작 관련 경고를 알려주거나, 가까운 정비소로 가라는 경고를 전달하는 등 다른 적절한 대응 방안을 더 포함할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 브레이크 페달, 20; 진공부스터,
30; 전자식 진공펌프, 40; 브레이크,
50; 진공배력장치용 진공제어모듈

Claims (11)

  1. 브레이크 페달의 답력 배가를 위해 진공압을 발생시키는 진공부스터와, 상기 진공부스터와 연결되어 상기 진공압 발생에 필요한 진공을 형성하는 전자식 진공펌프를 포함하는 차량의 전자식 진공배력장치는 전자식 진공배력 제어 시스템을 구비하고,
    상기 전자식 진공배력 제어 시스템은,
    상기 진공부스터의 진공압을 감지하는 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서와, 상기 전자식 진공배력장치의 오작동을 판별하는 진공제어부로 구성되고,
    상기 진공제어부는, 상기 진공압의 정상 진공범위, 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간이 입력된 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서의 센서값과 제 2 진공센서의 센서값이 상기 목표시간동안 상기 정상 진공범위를 유지하는 경우 상기 전자식 진공펌프와 상기 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공제어부는, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 1 경로가 설정되고, 상기 제 1 경로에 따라 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동을 판별하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공제어부는, 상기 제 1 경로의 수행으로 상기 제 1 진공센서또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우, 경고 신호 제공 및 림프홈 모드 전환을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서 중 오작동으로 추정된 진공센서의 센서값으로 전자식 진공펌프를 제어하고, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 2 경로가 설정되어 상기 제 1 경로로 판단된 상태를 검증하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 진공제어부는, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우, 경고 신호 제공 및 림프홈 모드 전환을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 시스템.
  7. 진공제어부에 진공부스터 진공압의 정상 진공범위, 상기 진공압이 상기 정상 진공범위 내에 유지되는 목표시간을 설정하고 저장하는 단계;
    제 1 진공센서 및 제 2 진공센서가 상기 진공부스터의 진공압을 감지하고 측정하는 단계;
    상기 제 1 진공센서의 센서값과 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 정상 진공범위를 유지하는 경우 상기 전자식 진공펌프와 상기 제 1 진공센서 및 제 2 진공센서를 정상으로 판단하고, 전자식 진공배력장치의 구동상태를 유지하는 단계;
    상기 제 1 진공센서의 센서값 또는 제 2 진공센서의 센서값이 목표시간동안 진공범위를 벗어난 경우, 대기압에 가까운 센서값에 따라 전자식 진공펌프를 동작시키는 단계; 및
    상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하여 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서 중 오작동 센서를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 진공제어부가 오작동 센서를 판별하는 것은, 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 제 1 경로가 기설정되어, 상기 제 1 경로에 따라 오작동 센서를 판별하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 경로의 수행으로 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우 경고 신호를 제공하고, 림프홈 모드 전환을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 진공센서와 상기 제 2 진공센서 중 오작동으로 추정된 진공센서의 센서값으로 전자식 진공펌프를 제어하고, 상기 진공제어부는 기설정된 제 2 경로에 따라 상기 목표시간과 상기 정상 진공범위에 도달하는 시간을 비교하는 동작을 반복수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진공제어부는 상기 제 2 경로의 수행으로 상기 제 1 경로로 판단된 상태를 검증하고, 상기 제 1 진공센서 또는 상기 제 2 진공센서의 오작동이 판단되는 경우 경고 신호를 제공하고, 림프홈 모드 전환을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 진공배력 제어 방법.











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