KR20230154661A - 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터 부압 예측 시스템은, 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기; 및 상기 운전정보로 검출된 대기압에서 인메니 압력을 뺀 값으로 인메니 부압을 연산하고 상기 인메니 부압과 브레이크 페달 답력을 이용한 가상 부스터 부압을 예측하는 부스터 부압 예측부를 포함하되, 상기 부스터 부압 예측부를 통해 차량의 브레이크 부스터 부압이 충진된 이후 브레이크 페달을 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델을 구축하여 도출된 방진율을 상기 가상 부스터 부압의 예측에 반영하는 ECU(Engine Control Unit);를 포함한다.

Description

브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PREDICTING BRAKE BOOSTER PRESSURE}

본 발명은 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부스터 센서가 생략된 차량의 냉각성능 및 제동성능 향상을 위한 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

내연기관 차량에 있어서 브레이크 부스터 부압이 부족할 경우 브레이크 페달이 딱딱해지는 등의 문제로 사고 위험이 높아진다. 이러한 문제를 개선하기 위해 부압이 부족한 상황에서는 에어컨(A/C) 등 각종 보기류 장치들의 작동을 정지시켜서 부압을 회복시키는 로직이 적용되어 있다.

예컨대, 에어컨에 적용된 압축기는 엔진의 동력을 사용하는 특성상 작동 시 엔진부하에 영향을 주고, 브레이크 부스터 부압이 떨어지면 브레이크 작동에 문제가 발생한다. 따라서, 브레이크 부스터 부압이 일정 값 이하로 떨어지면 에어컨 작동 정지(이하, "A/C cut"이라 명명함)로 요구동력을 확보하도록 제어하고 있다.

일반적으로 상기 브레이크 부스터 부압("브레이크 부압" 이라고도 함)은 실제 브레이크 부스터에 저장되어 있는 압력으로 브레이크 부스터에 실제 압력 센서를 설치하여 측정하는 실측값(이하, "실제 부스터 부압"이라고 명명함)을 의미한다. 다만 다수의 제조사에서는 원가상승 등의 문제로 실제 압력 센서를 장착하는 대신에 브레이크 부압을 생성하는 주요 인자로 대기압과 인메니(Intake Manifold) 압력의 차이인 '인메니 부압'을 이용하여 A/C cut 제어에 사용하고 있다.

하지만 상기 대기압과 인메니 압력의 차이를 이용하여 A/C cut을 발생시키다 보니 실제 브레이크 부스터에 충분한 압력이 저장되어 있음에도 상황에 따라 대기압과 인메니 압력의 차이가 작아지는 경우에 A/C cut을 발생하게 되며, 이로 인해 빈번한 A/C cut에 따른 냉방성능 저하가 발생될 수 있다.

이에, 특허문헌 한국공개특허 제2021-0086406호에는 빈번한 A/C cut 제어를 개선하기 위한 조건으로 대기압과 인메니 압력 뿐만 아니라 브레이크 작동(ON) 신호, 브레이크 페달 답력, 차속, 엔진 회전수를 종합적으로 고려하여 충/방진 정확도(Accuracy)를 향상시킨 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술을 개시하고 있다.

또한, 상기 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술의 실제 부스터 부압에 대한 추종성능을 더욱 향상시키기 위하여 차량의 다양한 주행 상황 및 환경을 고려한 평가를 통한 연구가 지속되고 있다.

예를 들어, 도 1은 종래의 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술을 활용한 충방진 평과 결과를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 종래의 상기 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술에서는 브레이크 페달 답력에 따라 신호 처리 후 방진량을 결정하며, 따라서 브레이크 페달 답력 신호가 없을 때에는 가상 브레이크 부스터 부압이 방진 되지 않도록 기술이 발명되어 있다.

하지만, 도 1과 같이 실제 압력 센서를 활용한 테스트 평가 시 브레이크 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후의 제1 및 제2 방진 시점(구간)에서는 브레이크 페달을 밟지 않았음(즉, 브레이크 답력 신호 미입력)에도 실제 부스터 부압이 조금씩 하강하는 현상을 볼 수 있다.

위와 같은 현상으로, 브레이크 부스터 부압의 과도 충진 이후의 방진 상황에서는 가상 부스터 부압의 실제 부스터 부압에 대한 추종 성능이 떨어져 예측 신뢰도가 저하될 수 있다. 또한, 이로 인하여 실제 부스터 부압이 없음에도 가상 부스터 부압은 더 많은 부압이 있다고 예측하게 되어 제동성능 확보를 위해 A/C cut이 필요한 상황임에도 A/C cut 제어가 제때에 되지 않아 제동 성능 저하가 발생될 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

특허문헌 1 : 한국공개특허 제2021-0086406호 (2021.07.08. 공개) 특허문헌 2 : 한국공개특허 제2021-0086405호 (2021.07.08. 공개)

본 발명의 실시예는 차량의 브레이크 부스터 부압이 과도 충진된 이후 브레이크를 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 가상 브레이크 부스터 부압 예측 모델을 구축하고 이를 활용한 방진율을 연산하여 실제 부스터 부압에 대한 추종성을 향상시키는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 부스터 부압 예측 시스템은, 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기; 및 상기 운전정보로 검출된 대기압에서 인메니 압력을 뺀 값으로 인메니 부압을 연산하고 상기 인메니 부압과 브레이크 페달 답력을 이용한 가상 부스터 부압을 예측하는 부스터 부압 예측부를 포함하되, 상기 부스터 부압 예측부를 통해 차량의 브레이크 부스터 부압이 충진된 이후 브레이크 페달을 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델을 구축하여 도출된 방진율을 상기 가상 부스터 부압의 예측에 반영하는 ECU(Engine Control Unit);를 포함한다.

또한, 상기 운전정보 검출기는, 차량 속도, 차량 가속도, APS(Accelerator Pedal Sensor) 신호, 브레이크 작동 신호, 브레이크 페달 답력 신호, 대기압, 고도, 경사도 및 타이머 중 적어도 하나를 포함하는 상기 운전정보를 검출할 수 있다.

또한, 상기 부스터 부압 예측부는, 상기 인메니 부압에 의해 상기 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후 실제 부스터 부압이 빠지는 상관관계를 분석하여 상기 방진 모델을 생성할 수 있다.

또한, 상기 방진 모델은, 예측된 부스터 부압의 충진 기울기를 계산하고 이에 따라 방진 되는 부압을 커브(curve) 형태로 모델링하여 생성할 수 있다.

또한, 상기 부스터 부압 예측부는, 상기 충진 기울기를 통해 예측된 절대 방진량을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)의 변화량을 상기 방진율로 산출하여 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델에 반영할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 인메니 부압과 브레이크 페달 답력을 이용하여 가상 부스터 부압을 예측하는 차량의 브레이크 부스터 부압 예측 방법은, a) 운행 중 검출된 운전정보를 토대로 예측된 부스터 부압이 인메니 부압 보다 높은 부압 충진 조건을 충족하는지 확인하는 단계; b) 상기 부압 충진 조건을 충족하면 충진 진행 시간 동안의 충진 기울기를 계산하는 단계; c) 차량의 브레이크 부스터 부압이 충진된 이후 브레이크 페달을 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델의 커브(Curve)를 활용하여 상기 충진 기울기에 상관된 절대 방진량을 도출하는 단계; 및 d) 상기 도출된 절대 방진량을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)를 통한 방진율로 변환하여 가상 부스터 부압의 예측에 반영하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 부압 충진 조건을 충족하면, 시작 예측 부스터 부압을 저장하고 현재의 충진 진행 시간 계산을 위한 타이머 값을 업데이트 하는 단계; 및 상기 부압 충진 조건을 충족하지 않으면, 종료 예측 부스터 부압을 저장하고 기 저장된 상기 시작 예측 부스터 부압과 타이머 값을 이용한 상기 충진 기울기를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 방진율을 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델의 전체 방진율에 더해지도록 반영하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 부스터 부압의 과도 충진 후 브레이크 페달 답력 신호가 없는 경우 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 가상부스터 부압 예측 모델을 통해 반영함으로써 가상 부스터 부압의 실제 부스터 부압 추종성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 추종성 향상에 따라 브레이크 부압이 부족에 시점을 보다 정밀하게 판단하여 정확한 A/C cut 제어를 수행함으로써 제동 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 추종성 향상에 따라 실제 브레이크 부압이 부족 상황에서만 A/C cut 제어를 수행하도록 함으로써 불필요한 A/C cut 저감으로 인한 동력 손실을 예방하고 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술을 활용한 충방진 평과 결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 브레이크 부스터 부압 예측 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
4는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부압 충진 후 가상 부스터 부압을 예측하는 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압의 충진율에 대한 방진 모델을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일반적인(Normal) 상황에서의 브레이크 부스터 부압 예측 방법을 나타낸 전체 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충진 과도 구간 상황에서의 브레이크 부스터 부압 예측 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명과 종래의 가상 부스터 부압 평가 결과를 비교하여 나타낸다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다

추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어기(ECU)에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어기" 라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍 된다. 제어기는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 브레이크 부스터 부압 예측 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터 부압 예측 시스템(1)은 브레이크 부스터의 압력을 실측하는 부스터 센서가 생략된 차량에 적용되며, ECU(Engine Control Unit, 10), 운전정보 검출기(20) 및 공조 제어기(30)를 포함한다.

운전정보 검출기(20)는 차량의 운행상태에 따른 각종 센서와 각종 제어기에서 측정된 운전정보를 검출한다. 상기 운전정보는 각종 센서와 제어기에서 측정된 데이터이거나 측정된 원시데이터를 제어에 필요한 형태로 가공한 정보일 수 있다.

예컨대, 운전정보 검출기(20)는 차량의 운행에 따른 차량 속도 센서, 차량 가속도 센서, 변속단, 가속페달센서(Accelerator Pedal Sensor), 브레이크 페달 작동센서(Brake Pedal Sensor, BPS), 브레이크 페달 답력 센서(Brake Pedal Pressure Sensor, BPPS), 고도 센서, 경사도 센서, 타이머 및 대기압 센서 중 적어도 하나로부터 운전정보를 검출할 수 있다.

ECU(10)는 브레이크 부압 예측 로직에 따른 가상 브레이크 부스터 부압을 연산하되, 차량의 운행에 따라 검출된 상기 운전정보를 종합적으로 판단하여 예측된 브레이크 부스터 부압으로 A/C cut 저감 제어를 수행할 수 있다.

이를 위하여, ECU(10)는 상기 운전정보로 검출된 대기압에서 인메니 압력을 뺀 값으로 인메니 부압을 연산한다. 또한, ECU(10)는 상기 차량의 인메니 부압과 차량 가속도 및 브레이크 페달 답력의 변위 변화량 신호 중 적어도 하나에 따른 부스터 부압 변화를 모델링하여 가상 브레이크 부스터 센서값을 도출하는 부스터 부압 예측부(100)를 포함한다. 즉, ECU(10)는 개선된 브레이크 부압 예측 로직에 따라 실제 부스터 부압(실측값)을 상사한 가상의 브레이크 부스터 부압을 예측하는 부스터 부압 예측부(100)를 포함하여 이루어진다.

이러한, 본 발명의 실시예에 따른 ECU(10)는 부스터 부압 예측부(100)를 통해 차량의 브레이크 부스터 부압이 과도 충진된 이후 브레이크를 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델을 구축하고, 이를 이용하여 현재 예측된 부스터 부압의 충진 기울기에 상관된 방진율을 도출하여 가상 브레이크 부스터 센서값 예측에 반영함으로써 실제 부스터 부압에 대한 추종성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

부스터 부압 예측부(100)는 브레이크 부스터 부압 예측 로직에 따라 직전 사이클에서 계산된 브레이크 부스터 부압(k-1)과 현재 사이클의 인메니 부압 및 브레이크 페달 답력을 이용하여 모델링된 충방진 변화율을 시간에 따라 적산하여 개선된 브레이크 부스터 부압(k)을 예측할 수 있다.

ECU(10)는 부스터 부압 예측부(100)의 구동 및 이를 이용한 차량의 A/C cut 빈도 저감 제어를 위한 각종 프로그램 및 데이터를 메모리에 저장하고 그 운용에 따라 생성되는 데이터를 업데이트 한다.

ECU(10)는 프로그램 형식의 부스터 부압 예측부(100)를 구성하여 메모리에 저장하고, 그 실행에 따라 도출된 브레이크 부스터 부압을 활용하여 차량의 A/C cut 빈도 저감 제어를 수행할 수 있다.

공조 제어기(30)는 차량 에어컨(A/C)의 전반적인 동작을 제어하며, ECU(10)와 연동으로 인가되는 신호에 따른 A/C cut을 제어할 수 있다. 상기 에어컨(A/C)은 차량 의 공조장치로써 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 응축기, 액화된 냉매를 기화 시키는 기화기 등의 일반적으로 공지된 구성을 포함할 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부(100)는 충진 모델 모듈(110), 방진 모델 모듈(120), 합산 모듈(130) 및 적산 모듈(140)을 포함한다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부(100)는 방진 모델 모듈(120)을 통해 인메니 부압에 의해 브레이크 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후에 예측되는 방진 부압의 추종 성능을 향상키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

부스터 부압 예측부(100)는 인메니 부압 및 운전정보를 실시간으로 수집하고 일정 시간 주기의 사이클(Cycle)로 연산된 브레이크 부스터 부압(k)을 생성한다.

부스터 부압 예측부(100)는 주요 모델링 대상으로 충진율을 계산하는 충진 모델 모듈(110) 및 방진율을 계산하는 방진 모델 모듈(120)에서 각각 모델링된 충진율과 방진율을 합산한 변화율을 적산하여 브레이크 부스터 부압(k)을 예측할 수 있다.

충진 모델 모듈(110) 및 방진 모델 모듈(120)은 각각 직전 사이클에서 계산된 브레이크 부스터 부압(k-1)을 입력 받고, 현재 사이클의 인메니 부압 및 브레이크 작동신호, 브레이크 페달 답력 신호, 차량 속도, 차량 가속도 중 적어도 하나의 운전정보를 수집한다.

충진 모델 모듈(110)은 상기 직전 사이클에서 모델링된 브레이크 부스터 부압(k-1)과 현재 인메니 부압을 이용하여 시간에 따른 차압(이하, 제1 차압이라 명명함)을 계산한다. 상기 제1 차압은 부스터 부압 충진율(hPa/sec)로써 양의 값(+)으로 출력될 수 있다. 이 때, 충진 모델 모듈(110)은 상기 제1 차압을 입력으로 하는 미리 정해진 제어맵(MAP)을 이용하여 상기 부스터 부압 충진율(hPa/sec)을 계산할 수 있다.

이 때, 상기 인메니 부압과 현재 부스터 부압의 압력차가 부스터 부압 충진에 주요한 요소로 작용하므로 상기 현재 인메니 부압과 직전 사이클에서 출력된 브레이크 부스터 부압(k-1)의 차를 주요 입력인자로 사용할 수 있다. 이 외에 충진 모델 모듈(110)은 운전정보를 참조한 여러 추가적인 보정요소를 더 반영하여 상기 충진율(hPa/sec)을 계산할 수 있다.

방진 모델 모듈(120)은 기본적으로 직전 사이클에서 모델링된 상기 브레이크 부스터 부압(k-1)과 현재 인메니 부압의 차를 기본 인자로 하고 브레이크 페달 답력 신호를 이용한 상기 기본 인자를 보상하는 방식으로 시간에 따른 차압(이하, 제2 차압이라 명명함)을 계산한다. 상기 제2 차압은 부스터 부압 방진율(hPa/sec)로써 음의 값(-)으로 출력될 수 있다. 특히, 브레이크 페달 답력 신호의 경우 그의 변화량에 비례하는 보상값으로 적용될 수 있다. 이 때, 방진 모델 모듈(120)은 브레이크 페달 답력의 변위 변화량을 입력으로 미리 설정된 보정맵(MAP)을 이용하여 상기 부스터 부압 충진율(hPa/sec)을 곱으로 보정하는 인자(Factor)를 계산할 수 있다.

합산 모듈(130)은 충진 모델 모듈(110)에서 계산된 1 차압의 충진율 및 방진 모델 모듈(120)에서 계산된 제2 차압의 방진율을 합하여 변화율을 계산한다.

적산 모듈(140)은 합산 모듈(130)에서 계산된 변화율을 시간에 따라 적산하여 예측한 브레이크 부스터 부압(k)을 출력한다.

이 때, 적산 모듈(140)은 상기 예측된 브레이크 부스터 부압(k-1)을 상기 충진 모델 모듈(110) 및 방진 모델 모듈(120)로 각각 피드백 전송하여 다음 사이클의 충진율 및 방진율을 계산하는데 사용할 수 있도록 한다.

한편, 앞서 설명한 것과 같이, 종래의 상기 가상 브레이크 부스터 부압 예측 기술에서는 브레이크 부스터 부압의 과도 충진 이후의 방진 상황에서 가상 부스터 부압의 실제 부스터 부압에 대한 추종 성능이 떨어져지는 문제가 존재하였다.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부(100)는 인메니 부압에 의한 브레이크 부스터 부압의 과도 충진 이후에 개선된 방진 모델을 통해 예측되는 방진 부압의 추종 성능을 향상시키기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부압 충진 후 가상 부스터 부압을 예측하는 방법을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압 예측부(100)는 부스터 부압의 충진 기울기(

)에 대한 절대 방진량(

)의 상관성을 이용하여 부스터 부압이 과도 충진된 이후에 브레이크 페달 작동 없이 방진 되는 구간의 가상 부스터 부압을 예측한다. 이는 가상 브레이크 부스터 부압 예측 방법의 정확도를 보다 향상시키기 위하여 브레이크 부압이 일정시간동안 충진되는 속도(충진 기울기)에 따라 방진량이 비례되는 현상을 고려한 것으로 이해하여야 한다.

이 때, 부스터 부압 예측부(100)는 인메니 부압에 의해 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후 브레이크 페달 작동이 없음에도 실제 부스터 부압이 빠지는 상관관계를 분석하여 방진 모델을 생성하고 이를 반영한 가상 브레이크 부압 모델에 반영할 수 있다.

예컨대, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부스터 부압의 충진율에 대한 방진 모델을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 가상 브레이크 부압 모델에 구현되는 상기 방진 모델은 예측 부스터 부압의 충진 기울기를 계산하고 이에 따라 방진 되는 부압을 커브(curve) 형태로 모델링하여 생성될 수 있다. 상기 방진 모델은 는 시스템에 따른 시험이나 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 밀 설정된 값이다.

이와 관련하여, 도 2에서는 앞서 설명한 상기 절대 방진량을 실시간 모델에 반영하는 방법론을 도시하고 있다. 여기서, 부스터 부압 예측부(100)의 방진 모델 모듈(120)은 충진 기울기를 통해 예측된 절대 방진량()을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)의 변화량을 방진율로 산출하여 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델에 반영할 수 있다.

한편, 전술한 설명에서 ECU(10)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터 부압 예측 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

이러한 브레이크 부스터 부압 예측 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일반적인(Normal) 상황에서의 브레이크 부스터 부압 예측 방법을 나타낸 전체 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 브레이크 부스터 부압 예측 시스템(1)의 ECU(10)는 차량의 시동 온(ON) 후 운전정보 검출기(20)로부터 차량 운행에 따른 운전정보를 지속적으로 수집한다(S1, S2). 상기 운전정보는 차량의 운행에 따른 대기압, 차량 속도, 차량 가속도, APS 신호, 브레이크 작동 신호, 브레이크 페달 답력 신호, 고도, 경사도 및 타이머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

ECU(10)는 상기 운전정보로 검출된 대기압에서 인메니 압력을 뺀 값으로 인메니 부압을 연산한다(S3).

ECU(10)는 일정 시간 주기의 사이클로 타이머를 가동하여 현재 사이클에 수집된 운전정보와 인메니 부압, 그리고 직전 사이클에 계산된 브레이크 부스터 부압(k-1)을 이용한 브레이크 부스터 부압(k) 연산을 시작한다(S4).

ECU(10)는 상기 직전 사이클에 계산된 브레이크 부스터 부압(k-1)과 현재 인메니 부압을 이용하여 시간에 따른 제1 차압을 계산하여 부스터 부압 충진율을 산출한다(S5).

ECU(10)는 상기 직전 사이클에 계산된 브레이크 부스터 부압(k-1)과 현재 인메니 부압의 차를 기본 인자로 하고, 브레이크 페달 답력 신호를 이용한 상기 기본 인자를 보상하여 시간에 따른 제2 차압을 계산하여 부스터 부압 방진율을 산출한다 (S6).

ECU(10)는 상기 제1 차압으로 산출된 부스터 부압 충진율과 상기 제2 차압으로 산출된 부스터 부압 방진율을 합하여 변동율을 계산한다(S7).

ECU(10)는 상기 계산된 변화율을 시간에 따라 적산하여 예측된 브레이크 부스터 부압(k)을 생성한다(S8).

ECU(10)는 상기 예측된 상기 브레이크 부스터 부압(k)이 A/C cut 표준 로직의 기준 부압 이하이면(S9; 예), 부스터 부압 부족상황으로 판단하여 A/C cut을 제어한다(S10). 이후, ECU(10)는 차량이 시동 오프(Off)으로 종료될 때까지 상기 S4 단계로 돌아가 다음 사이클의 브레이크 부스터 부압(k) 연산을 반복할 수 있다.

반면, 상기 S9 단계에서, ECU(10)는 상기 예측된 상기 브레이크 부스터 부압(k)이 A/C cut 표준 로직의 기준 부압을 초과하면(S9; 아니오), 부스터 부압이 충분한 것으로 판단하여 A/C cut 없이 상기 S4 단계로 돌아간다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충진 과도 상황에서의 브레이크 부스터 부압 예측 방법을 개략적으로 나타낸다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충진 과도 구간 시 브레이크 부스터 부압 예측 방법은 앞서 도 6을 통해 설명한 방법과 유사하며 차량의 운행 중 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후의 방진율 연산 방법이 실측 값(실제 부스터 부압)을 보다 정확히 추종하도록 개선한 것이다. 그러므로, 도 6의 방법과 유사하여 중복되는 설명은 생략하고 개선된 부분(예; S4 단계 내지 S6 단계)를 구체화 한 것으로 이해하여야 한다.

ECU(10)는 차량의 운행 중 검출된 운전정보를 토대로 예측된 브레이크 부스터 부압(k)이 인메니 부압 보다 높은 부압 충진 조건을 충족하는지 여부를 판단한다(S110). 여기서, 상기 예측된 브레이크 부스터 부압(k)과 인메니 부압의 편차 혹은 시간에 따른 충진 속도가 설정된 임계치를 초과하는 경우 과도 충진으로 판단할 수 있다.

ECU(10)는 상기 부압 충진 조건이 충족하는 것으로 판단되면(S110; 예), 충진 시작 시점의 시작 예측 부스터 부압을 저장하고(S120), 현재의 시작 시점으로부터 충진 진행 시간을 계산하기 위한 타이머 값을 업데이트 한다(S130).

ECU(10)는 상기 부스터 부압의 충진 진행 중 상기 부압 충진 조건을 충족하지 않으면(S110; 아니오), 충진 종료 시점의 종료 예측 부스터 부압을 저장하고(S140), 기 저장된 상기 시작 예측 부스터 부압과 타이머 값을 이용한 충진 기울기를 계산한다(S150).

ECU(10)는 상기 계산된 충진 기울기를 도 5에서와 같이 모델링된 커브(Curve)의 x값으로 입력하고 이에 상관된 y값인 절대 방진량을 도출한다(S160).

ECU(10)는 상기 도출된 절대 방진량을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)를 통한 방진율로 변환한다(S170). 이 때, ECU(10)는 상기 방진율을 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델의 전체 방진율에 더해지도록 반영한다. 이를 통해, 인메니 부압에 의해 브레이크 부스터 부압이 충진 된 이후에 방진 되는 부압을 보다 정확하게 예측하고, 이를 브레이크 부스터 부압(k) 도출을 위한 연산에 반영할 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명과 종래의 가상 부스터 부압 평가 결과를 비교하여 나타낸다.

도 8을 참조하면, 종래 기술의 경우 앞서 문제점으로 제시한 것과 같이 부스터 부압의 과도 충진 후 브레이크 페달 답력 신호가 없으면 가상 부스터 부압이 방진 되지 않도록 설정되어 있어 하강없이 그대로 유지하지만 실제 부스터 부압은 조금씩 하강하는 현상으로 인해 편차가 발생하여 추종 성능이 떨어지는 단점이 존재한다.

이에 비해, 본 발명이 적용된 실시예에 따르면, 부스터 부압의 과도 충진 후 브레이크 페달 답력 신호가 없는 경우 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 가상부스터 부압 예측 모델을 통해 반영함으로써 가상 부스터 부압의 실제 부스터 부압 추종성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 추종성 향상에 따라 브레이크 부압이 부족에 시점을 보다 정밀하게 판단하여 정확한 A/C cut 제어를 수행함으로써 제동 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 추종성 향상에 따라 실제 브레이크 부압이 부족 상황에서만 A/C cut 제어를 수행하도록 함으로써 불필요한 A/C cut 저감으로 인한 동력 손실을 예방하고 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 브레이크 부스터 부압 예측 시스템 10: ECU
20: 운전정보 검출기 30: 공조 제어기
100: 부스터 부압 예측부 110: 충진 모델 모듈
120: 방진 모델 모듈 130: 합산 모듈
140: 적산 모듈

Claims (8)

1. 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기; 및
   상기 운전정보로 검출된 대기압에서 인메니 압력을 뺀 값으로 인메니 부압을 연산하고 상기 인메니 부압과 브레이크 페달 답력을 이용한 가상 부스터 부압을 예측하는 부스터 부압 예측부를 포함하되,
   상기 부스터 부압 예측부를 통해 차량의 브레이크 부스터 부압이 충진된 이후 브레이크 페달을 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델을 구축하여 도출된 방진율을 상기 가상 부스터 부압의 예측에 반영하는 ECU(Engine Control Unit);
   를 포함하는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 운전정보 검출기는,
   차량 속도, 차량 가속도, APS(Accelerator Pedal Sensor) 신호, 브레이크 작동 신호, 브레이크 페달 답력 신호, 대기압, 고도, 경사도 및 타이머 중 적어도 하나를 포함하는 상기 운전정보를 검출하는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부스터 부압 예측부는,
   상기 인메니 부압에 의해 상기 부스터 부압이 과도하게 충진 된 이후 실제 부스터 부압이 빠지는 상관관계를 분석하여 상기 방진 모델을 생성하는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방진 모델은,
   예측된 부스터 부압의 충진 기울기를 계산하고 이에 따라 방진 되는 부압을 커브(curve) 형태로 모델링하여 생성하는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 부스터 부압 예측부는,
   상기 충진 기울기를 통해 예측된 절대 방진량을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)의 변화량을 상기 방진율로 산출하여 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델에 반영하는 브레이크 부스터 부압 예측 시스템.
6. 인메니 부압과 브레이크 페달 답력을 이용하여 가상 부스터 부압을 예측하는 차량의 브레이크 부스터 부압 예측 방법에 있어서,
   a) 운행 중 검출된 운전정보를 토대로 예측된 부스터 부압이 인메니 부압 보다 높은 부압 충진 조건을 충족하는지 확인하는 단계;
   b) 상기 부압 충진 조건을 충족하면 충진 진행 시간 동안의 충진 기울기를 계산하는 단계;
   c) 차량의 브레이크 부스터 부압이 충진된 이후 브레이크 페달을 미작동시 실제 부스터 부압이 빠지는 현상을 반영한 방진 모델의 커브(Curve)를 활용하여 상기 충진 기울기에 상관된 절대 방진량을 도출하는 단계; 및
   d) 상기 도출된 절대 방진량을 목표값으로 갖는 LPF(Low-pass filter)를 통한 방진율로 변환하여 가상 부스터 부압의 예측에 반영하는 단계;
   를 포함하는 브레이크 부스터 부압 예측 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 b) 단계는,
   상기 부압 충진 조건을 충족하면, 시작 예측 부스터 부압을 저장하고 현재의 충진 진행 시간 계산을 위한 타이머 값을 업데이트 하는 단계; 및
   상기 부압 충진 조건을 충족하지 않으면, 종료 예측 부스터 부압을 저장하고 기 저장된 상기 시작 예측 부스터 부압과 타이머 값을 이용한 상기 충진 기울기를 계산하는 단계;
   를 포함하는 브레이크 부스터 부압 예측 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 d) 단계는,
   상기 방진율을 실시간 가상 브레이크 부압 예측 모델의 전체 방진율에 더해지도록 반영하는 것을 특징으로 하는 브레이크 부스터 부압 예측 방법.

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