阅读说明：本技术 电子式真空助力控制系统及其控制方法 (Electronic vacuum power-assisted control system and control method thereof ) 是由 金焕植 金焕燮 申炯均 徐中铉 朴仁哲 权大爀 禹璨柱 于 2018-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电子式真空助力控制系统及其控制方法,其特征在于：在包括用于产生真空压力的真空升压器以及与上述真空升压器连接并用于形成产生上述真空压力所需要的真空的电子式真空泵的车辆用电子式真空助力装置中配备电子式真空助力控制系统,上述电子式真空助力控制系统,包括：第1真空传感器以及第2真空传感器,用于对上述真空升压器的真空压力进行检测；以及,真空控制部,用于对上述电子式真空助力装置的错误工作进行判定；其中,在上述真空控制部中输入有上述真空压力的正常真空范围以及上述真空压力维持在上述正常真空范围之内的目标时间。(The invention provides an electronic vacuum power-assisted control system and a control method thereof, which are characterized in that: an electronic vacuum assist control system is provided in an electronic vacuum assist device for a vehicle including a vacuum booster for generating a vacuum pressure and an electronic vacuum pump connected to the vacuum booster for forming a vacuum required for generating the vacuum pressure, the electronic vacuum assist control system including: a 1 st vacuum sensor and a 2 nd vacuum sensor for detecting a vacuum pressure of the vacuum booster; and a vacuum control unit for determining an erroneous operation of the electronic vacuum booster; wherein a normal vacuum range of the vacuum pressure and a target time for which the vacuum pressure is maintained within the normal vacuum range are inputted into the vacuum control unit.)

电子式真空助力控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种对车辆的电子式真空助力装置进行控制的电子式真空助力控制系统及其控制方法。

背景技术

车辆的制动器是通过将踩踏制动踏板的力量即踩踏力传递到制动器的主气缸并转换成液压力而得到驱动。持续性的汽车技术开发带动了车辆性能的不断提升，单纯地倚靠驾驶员的踩踏力已经难以确保足够的制动力，因此为了确保制动器的制动力而开发出了真空助力装置。

真空助力装置是一种利用大气压与真空之间的压力差异而使得制动器的制动力成倍增加的装置，利用真空升压器在驾驶员踩踏力的基础上进一步施加真空力，从而将成倍增加的液压力传递到各个制动器并借此对其制动力进行改善。

最近正在积极开发的混合动力汽车或轻量化汽车尤其要求实现引擎的小型化以及轻量化，但是引擎的小型化以及轻量化程度越高就越有可能因为真空助力装置的真空不足现象而导致车辆的实际制动力小于理论制动力的问题并因此对制动造成影响。

为了解决如上所述的问题，开发出了附加有用于对真空力提供辅助的电子式真空泵的电子式真空助力装置，在现有技术中是利用车辆的引擎调节单元(ECU；enginecontrol unit)或车辆控制单元(VCU，vehicle control unit)对电子式真空泵进行控制，这通常被称之为控制器(ECU)。

上述控制器不仅用于对电子式真空泵进行控制，还用于对车辆的跛行模式进行控制。跛行模式是一种能够在从引擎或行驶系统检测到重要缺陷时利用控制器对引擎的输出进行限制，从而防止可能会因为更大的错误工作而导致的大型事故的发生，同时能够确保安全地将车辆移动到可以对车辆进行维修的维修厂的安全模式。

但是，通过电子线控(X-by-wire)实现的电子式加速控制装置(ETC，ElectricThrottle Control)需要通过与ECU进行连接而对车辆加速所需要的空气以及燃料的量进行控制，当因为电子式加速控制装置的缺陷而导致错误工作时，可能会导致向进气歧管供应过量的空气和燃料的问题。在如上所述的情况下，可能会因为内部流体的速度急剧减小且压力增加而导致无法准备制动所需要的足够的真空度的问题。

而且，如上所述的因为电子式加速控制装置的故障而供应的燃料混合空气不仅会导致车辆急剧的异常输出，还会导致制动所需要的助力内部真空度的准备不足，从而可能会诱发如急加速故障事故等致命性事故。

此外，现有的真空助力装置大多采取仅使用一个对真空升压器的真空压力进行检测的真空传感器的实现方式，但是当采取如上所述的实现方式时，可能会造成真空传感器的输出值错误并因此导致真空助力装置错误工作的问题发生。因此，为了确保驾驶员的安全和稳定的车辆行驶，需要开发出电子式真空助力装置的控制技术。

先行技术文献

专利文献

(专利文献0001)韩国公开专利第10-2017-0118378号(公开日期：

(专利文献0002)日本注册专利第3723001号(公开日期：2005.09.22)

专利内容

本发明要实现的技术课题在于提供一种能够提升真空传感器以及真空助力系统的错误识别性并对电子式真空助力装置稳定地维持目标真空度进行控制的电子式真空助力控制系统及其控制方法。

此外，本发明要实现的另一技术课题在于提供一种能够通过对达到电子式真空泵的正常真空范围的时间与真空升压器的真空压力达到目标时间进行比较而对真空传感器的错误工作或电子式真空泵的错误工作进行检测并提供跛行模式信号的电子式真空助力控制系统及其控制方法。

进而，本发明要实现的又一技术课题在于提供一种能够通过利用多种途径对真空传感器以及电子式真空泵的状态进行反复验证而进一步降低真空助力控制系统出现错误的可能性的电子式真空助力控制系统及其控制方法。

本发明的目的并不局限于如上所述的目的，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员将能够通过下述记载内容进一步明确理解未被提及的其他目的。

为了解决如上所述的技术课题，本发明提供一种电子式真空助力控制系统，其特征在于：在包括用于产生真空压力的真空升压器以及与上述真空升压器连接并用于形成产生上述真空压力所需要的真空的电子式真空泵的车辆用电子式真空助力装置中配备电子式真空助力控制系统，上述电子式真空助力控制系统，包括：第1真空传感器以及第2真空传感器，用于对上述真空升压器的真空压力进行检测；以及，真空控制部，用于对上述电子式真空助力装置的错误工作进行判定；其中，在上述真空控制部中输入有上述真空压力的正常真空范围以及上述真空压力维持在上述正常真空范围之内的目标时间。

上述真空控制部，能够在上述第1真空传感器的传感器值与第2真空传感器的传感器值在上述目标时间之内维持上述正常真空范围的情况下，判定上述电子式真空泵与上述第1真空传感器以及第2真空传感器正常。

上述真空控制部，能够设定用于反复执行对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较的动作的第1路径，且能够通过上述第1路径对上述第1真空传感器或上述第2真空传感器的错误工作进行判定。

上述真空控制部，能够在通过执行上述第1路径而判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，提供警告信号并设定跛行模式转换。

上述真空控制部，能够利用上述第1真空传感器和上述第2真空传感器中推测为错误工作的真空传感器的传感器值对电子式真空泵进行控制，还能够通过设定用于反复执行对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较的动作的第2路径而对通过上述第1路径判断出的状态进行验证。

上述真空控制部，能够在判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，提供警告信号并设定跛行模式转换。

此外，为了解决如上所述的技术课题，本发明提供一种电子式真空助力控制方法，其特征在于，包括：在真空控制部中对真空升压器真空压力的正常真空范围以及上述真空压力维持在上述正常真空范围之内的目标时间进行设定和保存的步骤；第1真空传感器以及第2真空传感器对上述真空升压器的真空压力进行检测和测定的步骤；在上述第1真空传感器的传感器值以及第2真空传感器的传感器值在目标时间之内维持正常真空范围的情况下，判定上述电子式真空泵和上述第1真空传感器以及第2真空传感器正常并维持电子式真空助力装置的驱动状态的步骤；在上述第1真空传感器的传感器值或第2真空传感器的传感器值在目标时间之内超出真空范围的情况下，使得电子式真空泵按照接近于大气压的传感器值进行工作的步骤；以及，通过对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较而对上述第1真空传感器或上述第2真空传感器中错误工作的传感器进行判定的步骤。

在上述真空控制部判定错误工作的传感器时，能够预先设定用于反复执行对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较的动作的第1路径并通过上述第1路径对错误工作的传感器进行判定。

此外，能够包括：在通过执行上述第1路径而判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，提供警告信号并设定跛行模式转换的步骤。

此外，能够包括：利用上述第1真空传感器和上述第2真空传感器中推测为错误工作的真空传感器的传感器值对电子式真空泵进行控制，而上述真空控制部通过预先设定的第2路径反复执行对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较的动作。

此外，能够包括：上述真空控制部通过执行上述第2路径而对通过上述第1路径判定的状态进行验证，在判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，提供警告信号并设定跛行模式转换的步骤。

通过适用本发明的电子式真空助力控制系统及其控制方法，能够提升真空传感器以及系统的错误识别性并对电子式真空助力装置稳定地维持目标真空度进行控制。

此外，本发明能够通过对达到电子式真空泵的正常真空范围的时间与真空升压器的真空压力达到目标时间进行比较而对真空传感器的错误工作或电子式真空泵的错误工作进行检测并提供跛行模式信号。

进而，能够通过利用真空控制部的多重路径对真空传感器以及电子式真空泵的状态进行反复验证而进一步降低真空助力控制系统出现错误的可能性。

具体实施方式

接下来，将结合附图对适用本发明的较佳实施例进行详细的说明。接下来所介绍的实施例，只是为了向相关行业的从业人员充分介绍本发明的思想而提供的实例。因此，本发明并不限定于在下述内容中进行介绍的实施例，也能够以其他不同的形态具体实现。此外，为了说明的便利，在附图中可能会对层以及区域的长度、厚度等进行夸张图示。在整个说明书中，相同的参考符号代表相同的构成要素。

图1是适用本发明之实施例的电子式真空助力装置的构成图，图2是对适用本发明之实施例的正常工作的第1真空传感器以及第2真空传感器的传感器值以及正常范围进行图示的图表，图3是对适用本发明之实施例的电子式真空助力控制系统进行图示的步骤流程图，图4以及图5是对适用本发明之实施例的第1真空传感器或第2真空传感器的传感器值超出正常范围时的情况进行图示的图表。在如图2、图4以及图5所示的图表中，Y轴代表压力，越是倾向于Y轴的上侧方向，就代表越接近大气压力的压力相对较高的情况，而越是倾向于0(X轴)，就代表越接近真空的压力。

如图1所示，一般的电子式真空助力装置，包括：真空升压器20，用于产生可使制动器踏板10的踩踏力成倍增加的真空压力；以及，电子式真空泵(EVP)30，与上述真空升压器20连接并用于形成产生上述真空压力所需要的真空。上述真空升压器20通过流入管A连接到制动器40。电子式真空助力装置能够适用于电动车、混合动力车以及内燃机构等。

在上述电子式真空助力装置中配备有电子式真空助力控制系统50，上述电子式真空助力控制系统50，包括：第1真空传感器以及第2真空传感器，用于对上述真空升压器50的真空压力进行检测；以及，真空控制部，用于对上述电子式真空助力装置的错误工作进行判定。

第1真空传感器以及第2真空传感器分别对真空升压器20的真空压力进行检测，能够通过真空压力双重检测而提升其真空传感器的检测可靠性。例如，上述第1真空传感器或上述第2真空传感器，能够是MEMS传感器。

上述真空控制部能够利用与对车辆的整体系统进行控制的引擎控制单元(ECU)独立的控制器实现，也能够通过利用软件(S/W)方式实现真空控制部的功能并将其移植到在现有的车辆中所使用的如ECU、VCU等控制器中而利用现有的车辆用控制器实现适用本发明的真空控制部的功能。

在上述真空控制部中，能够对真空升压器20的腔室内部真空压力的正常真空范围以及真空压力维持在上述正常真空范围之内的目标时间进行设定。

真空控制部能够通过上述真空传感器的传感器值对真空升压器20的真空压力进行实时检测而实时地判断出真空压力是否包含于正常真空范围之内。具体来讲，上述正常范围能够在制造相应的真空传感器时通过多种试验进行测定，或将经过校准的真空传感器的估计值保存到真空控制部中。而且，如上所述的估计值能够以包括真空传感器的多个因素的函数进行数学建模，其中，建模时的上述多个因素能够包括真空传感器进行工作的高度(压力)、温度以及传感器的预期寿命等。

此外，在真空控制部中，能够作为与上述真空升压器20的目标时间对应的参数，对电子式真空泵30的电流供应时间进行设定。真空控制部能够通过对电子式真空泵30的正常工作时间即电流供应时间与上述真空升压器的真空压力维持在正常真空范围之内的目标时间进行对比和判断而判定真空传感器或电子式真空泵30的错误工作。即，上述电流供应时间是电子式真空泵30正常工作并达到正常真空范围的时间。

如图2所示，在第1真空传感器的传感器值与第2真空传感器的传感器值在目标时间之内维持正常真空范围的情况下，如图3所示，在步骤S332中，真空控制部能够将电子式真空泵30和第1真空传感器以及第2真空传感器判定为正常。

如图3所示，上述真空控制部，能够设定用于反复执行对上述目标时间与上述达到正常真空范围的时间进行比较的动作的第1路径R1，且能够通过第1路径R1对上述第1真空传感器以及上述第2真空传感器的错误工作进行判定。

例如，在对第1真空传感器以及第2真空传感器的实时真空度进行检测并对其传感器值进行判断之后，如图4中的第2真空传感器，当出现接近于大气压的传感器值时，能够使电子式真空泵30以上述值为基准进行工作。电子式真空泵30能够通过按照接近于大气压的测定值为基准继续形成真空而确保真空升压器20可以稳定地形成真空压力。此外，还能够通过对电子式真空泵30的工作时间即达到正常真空范围的时间与真空升压器20的目标时间进行比较，在不正常时将相应的真空传感器判定为错误工作。

如图5中的第2真空传感器，在不规则地检测到正常范围t2、t3的时间以及非正常范围t1、t4的时间的情况下，能够通过第1路径R1反复执行对目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较的动作，从而对相应传感器的错误工作进行判定。即，因为在t2、t3时间可以于目标时间之内达到真空压力而能够将相应的真空传感器判定为正常，但是在t1、t4时间能够判定为不正常，因此为了对判定进行验证，能够通过对第1路径R1进行控制而对判定为错误工作的真空传感器进行验证。借此，能够提升真空传感器的错误识别性并向电子式真空助力装置提供稳定的真空压力。

在通过执行上述第1路径R1而判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，真空控制部能够提供警告信号并设定跛行模式转换。此外，能够通过对达到正常真空范围的时间与真空升压器20的真空压力目标时间进行比较而对真空传感器的错误工作或电子式真空泵的错误工作进行检测并提供跛行模式信号。通过设定跛行模式而强制性地对引擎的输出等进行限制的理由在于，因为真空助力系统无法正常形成真空，因此可能会导致使用者难以正常地对制动器施加踩踏力的问题。

此外，真空控制部还能够通过设定第2路径R2，在按照被推测为潜在错误工作的真空传感器的传感器值对电子式真空泵30进行控制的同时反复执行对目标时间与达到正常真空范围的时间进行重新比较的动作，从而对通过上述第1路径判定的状态进行再次验证。

进而，真空控制部还能够通过作为子算法设定第3路径R3，持续性地对真空传感器以及电子式真空泵的状态进行反复验证，从而进一步防止真空助力控制系统出现错误。例如，在以10秒以上的时间间隔反复执行N次第2路径R2的情况下，通过以几秒的时间间隔反复执行N次作为子算法的第3路径R3，能够更为精确地对错误的发生进行检测。

之所以反复执行如上所述的过程，是为了能够以保守的角度进行控制。借此，能够进一步提升真空传感器的错误识别性并对电子式真空助力装置的稳定的真空压力进行控制。

接下来，将结合图2至图5对适用本发明之实施例的电子式真空助力控制方法进行详细的说明。首先在步骤S310中，对真空控制部进行设定。对真空控制部进行设定，是指在真空控制部中对真空升压器20真空压力的正常真空范围以及上述真空压力维持在上述正常真空范围之内的目标时间进行设定和保存。此时，能够在上述真空控制部中对与上述目标时间对应的电子式真空泵30的电流供应时间进行设定和保存。其中，上述电流供应时间是电子式真空泵30正常工作并达到正常真空范围的时间。

借此，真空控制部能够对达到正常真空范围的时间与上述真空升压器20的目标时间进行对比和判断，从而对真空传感器或电子式真空泵30的错误工作进行判定。

接下来在步骤S320中，对实时真空度进行检测。第1真空传感器以及第2真空传感器能够对真空升压器的真空压力进行实时检测并测定出传感器值。

在步骤S330中，真空控制部对传感器值进行判定。真空控制部能够通过上述所测定到的传感器值，对真空升压器20的真空压力是否包含于正常真空范围之内进行实时判定。具体来讲，上述正常范围能够在制造相应的真空传感器时通过多种试验进行测定，或将经过校准的真空传感器的估计值保存到真空控制部中。而且，如上所述的估计值能够以包括真空传感器的多个因素的函数进行数学建模，其中，建模时的上述多个因素能够包括真空传感器进行工作的高度(压力)、温度以及传感器的预期寿命等。

如图2所示，当判定真空传感器的传感器值在目标时间之内维持正常真空范围时，在步骤S332中，真空控制部能够将上述电子式真空泵30和上述第1真空传感器以及第2真空传感器判定为正常，并维持电子式真空助力装置的驱动状态。

但是，当第1真空传感器的传感器值或第2真空传感器的传感器值在目标时间之内超出真空范围时，在步骤S340中，将按照接近于大气压的传感器值对电子式真空泵进行控制。电子式真空泵30能够通过按照接近于大气压的测定值为基准继续形成真空而确保真空升压器20可以稳定地形成真空压力。

在步骤S350中，在对上述电子式真空泵30进行控制的期间内，对真空升压器20的目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较。当真空控制部将目标时间与达到正常真空范围的时间判定为异常时，在步骤S350A中，能够将具有接近于大气压的传感器值的真空传感器判定为错误工作。例如，如图4中的第2真空传感器，当出现接近于大气压的传感器值时能够使电子式真空泵30以上述值为基准进行工作，并通过对电子式真空泵的工作时间与目标时间进行比较，在异常时能够将相应的真空传感器判定为错误工作。

此外，能够在真空控制部中将上述步骤S330至步骤S350的过程预先设定为第1路径R1，并通过按照第1路径R1反复执行对上述目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较的动作，能够对传感器的错误工作进行判定。

例如，如图5中的第2真空传感器，在不规则地检测到正常范围t2、t3的时间以及非正常范围t1、t4的时间的情况下，能够通过第1路径R1反复执行对目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较的动作，从而对相应传感器的错误工作进行判定。即，因为在t2、t3时间可以于目标时间之内达到真空压力而能够将相应的真空传感器判定为正常，但是在t1、t4时间能够判定为不正常，因此为了对判定进行验证，能够通过对第1路径R1进行控制而对判定为错误工作的真空传感器进行验证。借此，能够提升真空传感器的错误识别性并对电子式真空助力装置的稳定的真空压力进行控制。其结果，在步骤S250A中，能够通过第1路径R1将所测定到的传感器值接近于大气压的真空传感器判定为错误工作。

接下来，能够通过第2路径R2持续性地对通过上述第1路径R1判定的状态进行反复验证。即，能够包括：步骤S360，利用上述第1真空传感器和上述第2真空传感器中推测为错误工作的真空传感器的传感器值即接近于大气压的传感器值对电子式真空泵进行控制；以及，步骤S370，上述真空控制部通过预先设定的第2路径反复执行对上述目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较的动作。

进而，真空控制部还能够通过作为子算法设定第3路径R3，对真空传感器以及电子式真空泵的状态进行反复验证，从而进一步防止真空助力控制系统出现错误。例如，在以10秒以上的时间间隔反复执行N次第2路径R2的情况下，通过以几秒的时间间隔反复执行N次作为子算法的第3路径R3，能够更为精确地对错误的发生进行检测。之所以反复执行如上所述的过程，是为了能够以保守的角度进行控制。

在步骤S350A、步骤S370A、步骤S390A中通过上述路径R1、R2、R3将相应的真空传感器判定为错误工作，即，在将第1真空传感器或第2真空传感器判定为错误工作的情况下，在步骤SA302中，真空控制部能够提供警告信号。

此外，当在推测第1真空传感器或第2真空传感器的错误工作的情况下怀疑电子式真空泵的错误工作时，在步骤SA304中，能够按照上述真空传感器中被判定为正常的真空传感器对电子式真空泵进行控制。

此时，在步骤SA306中，真空控制部能够按照判定为正常的真空传感器的传感器值对真空升压器20的真空压力进行检测，并通过对真空升压器20的目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较而对电子式真空泵的正常与否进行判断。

接下来在电子式真空泵被判定为正常的情况下能够结束电子式真空助力系统的控制流程，而在电子式真空泵被判定为不正常的情况下，在步骤SA308中，能够转换成跛行模式。

独立于上述过程，当在步骤S350A中通过执行第1路径R1而判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，能够跳过步骤SA304以及SA306，直接在步骤SA302中提供警告信号，并在步骤SA308中设定跛行模式转换。同理，上述真空控制部能够通过执行上述第2路径R2而对通过上述第1路径R1判定的状态进行反复验证，当在步骤S370A中判定上述第1真空传感器或上述第2真空传感器错误工作的情况下，在步骤SA302中提供警告信号，并在步骤SA308中设定跛行模式转换。

如上所述的真空助力控制系统及其控制方法，是以优先确保驾驶员安全的保守观点对真空助力装置进行控制的方法，能够借助于真空升压器20的稳定的真空压力形成而确保真空助力装置更加安全地执行制动器的驱动。

此外，上述电子式真空助力控制系统及其控制方法，能够通过对上述真空升压器20内部预期达到真空的目标时间与达到正常真空范围的时间进行比较，对上述第1真空传感器以及第2真空传感器中出现错误的真空传感器进行辨别。即，在真空传感器的传感器值之间存在差异但上述目标时间与达到正常真空范围的时间相互匹配的情况下，能够通过对各个传感器值进行比较而找出出现错误的真空传感器。借此，能够提升真空传感器的错误识别性并对电子式真空助力装置的稳定的真空压力进行控制。

此外，能够通过对达到正常真空范围的时间与真空升压器的真空压力达到时间进行比较而对真空传感器的错误工作或电子式真空泵的错误工作进行检测并提供跛行模式信号，从而优先地对驾驶员的安全提供保护。

进而，能够通过反复执行多重路径R1、R2、R3对真空传感器以及电子式真空泵的状态进行实时反复验证，从而进一步防止真空助力控制系统出现的错误。

在本发明中，作为真空升压器、电子式真空泵、真空传感器、电子式真空助力装置出现错误时的应对方案公开了跛行模式，但是也能够包括如向驾驶员发出制动错误工作相关警告或提示其驾驶到附近维修厂等其他适当的应对方案。

在上述内容中结合适用本发明的较佳实施例进行了说明，但是相应技术领域的熟练的从业人员应能够理解，在不脱离下述的权利要求书中所记载的本发明的思想以及主旨的范围内，能够对本发明进行各种修改以及变更。

【符号说明】

10：制动踏板

20：真空升压器

30：电子式真空泵

40：制动器

50：真空助力装置用真空控制模块