用于控制电动真空泵的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制电动真空栗(electrical vacuum pump)的方法和系统，更具体地，涉及如下用于控制电动真空栗的方法和系统，其在电动真空栗的初始电动机启动中防止峰值电流的生成并实现软启动。
【背景技术】
[0002]通常，车辆的制动装置启动，以减速或停止行驶的车辆，并且在许多客运车辆中，使用液压制动器，其使用通过操作制动踏板而生成的液压压力来生成制动力。从液压制动器生成液压压力的主汽缸通过助力器(booster)所施加的力来操作，该助力器基于制动踏板的接合量，在大气压力和真空压力之间形成压力差。
[0003]对于制动助力器，使用空气型制动助力器，其使用从由发动机驱动的压缩机提供的压力来放大制动踏板的操作力并将放大的操作力提供到汽缸。此外，真空型制动助力器被广泛地使用，其使用发动机进气歧管的负压力。此外，在通常的真空型制动助力器中，使用发动机进气歧管的负压力，但是也可以应用如下方案，其通过应用使用了电动机的电动真空栗(EVP)来生成制动助力器的真空。
[0004]电动真空栗(EVP)被配置为通过用电动机转动栗，通过负压管路来抽吸空气，从而在通过负压管路连接的制动助力器中生成真空，并且在能够使用发动机进气歧管的负压力的通常的发动机车辆中，电动真空栗可以用于辅助真空生成，以提高制动助力器的真空水平。特别地，在使用进气歧管的负压力来生成制动助力器的真空时，发动机车辆的电动真空栗在高原行驶状况或涡轮增压器工况下针对真空短缺执行真空补给功能。
[0005]特别地，对于汽油发动机车辆，增加进气量以减少在初始冷启动中生成的排气规定物质，由于制动助力器的真空水平降低，使用电动真空栗作为辅助真空生成装置。此外，当应用涡轮增压器时，真空水平在冷启动、高负载和高原时降低。因此，电动真空栗被用作辅助真空生成装置。
[0006]另外，由于使用制动助力器中的进气系统的大气压力差来生成真空，因此由于进气损耗而发生发动机输出和燃料效率的损失。然而，当采用电动真空栗时，进气歧管的负压力可以被最小化，由此实现输出和燃料效率增益的效果。此外，在电动车辆(EV)中，或者在具有发动机停止的模式(其类似于EV行驶模式)的混合动力电动车辆(HEV)中，仅通过驱动电动机驱动车辆。
[0007]图1例示出电动真空栗(在下文中被称为“EVP”)的操作，其中电动真空栗为叶片栗型，当使用电动机使外壳I内的转子2旋转时，由叶片3吸入、封闭、输送和排放外壳中的空气，同时使发动机的缓冲槽(surge tank)和制动助力器变为真空。
[0008]此外，通常的EVP 10包括用于驱动控制的接地端子(‘GND’)、两个控制器局域网(CAN)通信端子(‘CAN_HI’和‘CAN_L0’)、真空传感器端子、车辆电源信号端子(‘IG1’ )以及源(source)端子(‘B+’)这六个输入/输出端子，如图2中所示。这里，CAN通信端子提供仪表板(cluster) 30和发动机管理系统(EMS) 40之间的通信，并且用于在仪表板30上(例如，仪表板上的显示器)显示EVPlO的故障状态，而且用于从发动机管理单元(EMS)40接收发动机启动/关闭状态信息，因为EVP是在发动机运行状态下操作的。
[0009]此外，真空传感器端子用于接收安装在制动助力器20上的真空传感器(替换地，真空开关21)的信号，当真空传感器根据制动助力器的真空度(真空压力)输出电压信号时，通过真空传感器端子接收输出的电压信号。
[0010]此外，当采用基于制动助力器20的真空度输出信号作为开/关电压信号的真空开关21时，通过由于真空压力和大气压力之间的压力差而导致的开关中的力接收接通信号(例如，电压信号)。当制动助力器20的真空压力((-)压力，即负压力)大于设定水平且真空压力和大气压力之间的差值最小时，真空开关21处于接通状态，并且当真空压力等于或小于设定水平且真空压力和大气压力之间的差值大时，真空开关I处于关断状态。
[0011]车辆电源信号端子(‘IG1’)是用于接收IGl状态信号的端子(例如，信号端子)，并且源端子(‘B+’ )是用于接收电池恒定电源(B+)的端子。因此，在现有技术中，EVP被控制为根据基于六个输入/输出信号的逻辑来启动或关闭，并且图3是示出根据现有技术的EVP的启动/关闭控制过程的流程图。
[0012]首先，如图3中所示，在连接B+恒定电源(B+源)以接收驱动电力(SI)的状态下，接收IGl信号(S2)，并且当接收到发动机启动信号(IG2)时(S3)，在真空传感器检测到的制动助力器的压力P大于设定真空压力(Pv，例如，大约-250mmHg)的情况下，启动EVP (S4和 S5) ο
[0013]随后，当经过了设定运行时间(Ton)时，关闭EVP (S6和S7)。在采用真空开关的情况下，当真空开关处于接通状态时，启动EVP，而当真空开关处于关断状态时，关闭EVP。另一方面，在启动EVP的时候，当启动栗驱动电动机时，在初始阶段中流动高启动电流，并且图4示出当接通真空开关时电动机启动瞬间的启动电流。
[0014]如图4中所示，当在接通开关之后启动EVP的电动机时生成大电流负载，以峰值电流形式示出启动电流，作为结果，可能发生车辆电源的瞬时电压下降并且可能生成噪声。换句话说，当在加载启动电流的初始负载状态下驱动车辆或者操作共享电源的系统(例如，车载控制器等)时，启动时间增加且电动机的启动期间的峰值电流增大，并且车辆电源的瞬时电压下降影响使用车辆电源的另一个系统并导致噪声生成。
[0015]因此，EVP的源端子(B+)被接有单独的电池恒定电源，以使车辆负载最小化，并且应用硬件滤波器电路来抑制噪声生成并限制启动电流，如图5中所示。在图5的电路中，‘+V’表示电池电压、‘Vout’表示被施加到EVP的滤波器输出电压(例如，EVP输入电压)，参考标号Ul表示调节器。
[0016]当通过调节器Ul施加电池电源时，电容器C2被放电，作为结果，开关Ql操作且因此被施加到EVP的输出电压处于低电压状态(例如，大约1.2V)中。随后，当对电容器C2充电的过程中输出电压增大，并且作为结果，电容器C2充电完成时，被施加到EVP的输出电压显著增大，以去除在启动期间生成的峰值电流。特别地，通过电容器C2和电阻器R3的时间常数调整输出电压增大时间。
[0017]然而，采用了硬件滤波器的技术具有如下缺点:由于硬件配置而导致的成本增加和电路复杂性增大，并且由于时间常数由电源的输出电阻值确定，因此线性控制可能是困难的。此外，在所示出的作为噪声去除滤波器的硬件滤波器中，峰值电流的衰减区域是固定的且模式化的，因此不能去除车辆环境所导致的各种负载峰值。
[0018]在该背景部分中公开的上述