KR100288048B1 - 모터 구동차량의 브레이크 제어장치 - Google Patents

모터 구동차량의 브레이크 제어장치 Download PDF

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Abstract

모터구동차량의 브레이크 제어에 퍼어지 제어를 적용해서 브레이크 밟는 방법이나 하중 차이 등의 조건에 관계없이 항상 운전자의 감각에 맞는 미끄럼을 일으키지 않는 원활한 브레이크 제어를 행한다.
브레이크 밟는량(BK), 차속(V) 및 하중(LW)이 퍼어지 제어기(11)로 공급되어져 있다.
퍼어지 제어기(11)에는 운전자의 브레이크 조작에 상응한 차량에 대한 브레이킹 상태에 의거해서 소정의 퍼어지 제어룰이 설정되어져 있다.
즉, 이 퍼어지 제어기(11)는 브레이크 밟는량(BK), 차속(V) 및 하중(LW)에 따라 상기 퍼어지 제어룰에 의거한 퍼어지추론을 행하여 회생 브레이크량을 구하고 이것을 베이스 구동회로(2)에 공급한다.
베이스 구동회로(2)는 회생브레이크량(RB)에 의거해서 모터(5)의 인가전압을 제어하여 차량에 브레이크를 건다.

Description

모터 구동차량의 브레이크 제어장치
제1도는 본 발명의 제 1실시예의 제어계의 구성을 나타내는 도,
제2도는 본 실시예에서의 브레이크 밟는량(BK)의 멤버쉽 함수를 나타내는 도,
제3도는 동 실시예에서의 차속(V)의 멤버쉽 함수를 나타내는 도,
제4도는 동 실시예에서의 하중(荷重)(LW)의 멤버쉽 함수를 나타내는 도,
제5도는 동 실시예에서의 회생(回生)브레이크량(RB)의 멤버쉽 함수를 나타내는 도,
제6도는 룰(A1)에 대한 브레이크 밟는량(BK)의 적합도, 차속(V)의 적합도, 하중(SW)의 적합도 및 이들의 결과에 의거한 회생브레이크량(RB)의 적합도를 나타내는 도,
제7도는 룰(A2)에 대한 브레이크 밟는량(BK)의 적합도, 차속(V)의 적합도, 하중(LW)의 적합도 및 이들의 결과에 의거한 회생브레이크량(RB)의 적합도를 나타내는 도,
제8도는 종래 모터구동차량의 브레이크 제어장치의 제어계의 구성을 나타내는 블럭도,
제9도는 제8도에 나타낸 브레이크 제어장치의 회생브레이크량(RB)을 설명하는 도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
2 : 베이스 구동회로 4 : 배터리
5 : 모터 11 : 퍼어지 제어기
BK : 브레이크 밟는량 V : 차속
LW : 하중 RB : 회생 브레이크량
본 발명은 포오크 리프트(fork lift) 등의 모터 구동에 의해 주행하는 차량의 브레이크 제어에 사용하기 적합한 모터 구동차량의 브레이크 제어장치에 관한 것이다.
포오크 리프트 등의 차량에서는 배터리 구동의 모터에 의해 주행하는 것이 알려져 있다.
이와 같은 모터 구동에 의한 차량에서는, 그 브레이크 제어를 제 8도에 나타낸 것과 같은 브레이크 제어장치에 의해 행하고 있다.
도면에 있어서, CPU(중앙처리장치)(1)는 운전자에 의해 조작된 브레이크 스위치(도시생략)의 온(ON) 신호(BS)가 공급되면, 모터 전류(MC)에 의거해서 브레이크 제어에 대해서 회생제어가 행해지느냐 아니냐를 체크한다.
그리고, 회생가능하다면 회생모터로 하여 기계적인 브레이크에 회생 브레이크를 부여하기 위해 브레이크 밟는량(BK)에 상응한 회생브레이크량(RB)을 베이스 구동회로(2)에 공급한다.
이 회생브레이크량(RB)은 제 9도의 빗금으로 나타낸 것처럼 브레이크 밟는 량(BK)(브레이크력)에 응하여 커지도록 설정되어져 있다.
베이스 구동회로(2)는 회생브레이크량(RB)을 가미한 제어량(CS)을 트랜지스터(Q1)의 베이스(B)로 공급한다. 트랜지스터(Q1)는 제어량(CS)에 응해서 모터(5)에 인가되는 배터리(4)의 전압을 제어한다.
그런데, 상슬한 모터 구동차량의 브레이크 제어장치에서는 브레이크의 밟는 방법에 의해 브레이크가 급히 움직이거나 미끄러진다는 문제를 일으켰다.
또, 하중의 차이에 따라 브레이크의 효력에 차이가 있어 위험하다는 문제가 생긴다.
본 발명은 상술한 사정을 감안해서 된 것으로, 브레이크의 밟는 방법이나 하중의 차이 등의 조건에 관계없이 항상 운전자의 감각에 맞는 미끄럼을 일으키지 않고 매끄럽게 브레이크 제어가 가능한 모터 구동차량의 브레이크 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 브레이크 페달의 밟는량에 응한 회생 브레이크량을, 차량을 주행시키는 모터에 부여함으로써, 이 차량의 브레이크력을 제어하는 모터 구동차량의 브레이크 제어장치에 있어서, 상기 브레이크 페달의 밟는량, 상기 차량의 주행속도 및 상기 모터에 걸린 하중에 의거해서, 퍼어지 추론에 의해 상기 회생 브레이크량을 구하여, 이 회생 브레이크량에 의해 상기 모터를 제어하는 퍼어지제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 퍼어지 제어기에 의해 브레이크 페달의 밟는량, 차량의 주행속도 및 모터에 걸린 하중에 의거해서 퍼어지 추론에 의해 회생 브레이크량을 구하여 이 회생브레이크량에 의해 모터를 제어한다.
[실시예]
다음에 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
제 1도는 본 발명의 일 실시예의 제어계를 나타낸 블럭도이다. 더우기, 이 도면에 있어서, 제 8도에 나타내는 요건과 동일의 것에는 동일의 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 브레이크 밟는량(BK), 차속(V) 및 하중(LW)이 퍼어지 제어기(11)에 공급되어져 있다.
퍼어지 제어기(11)에는 운전자의 브레이크 조작에 대응한 차량에 대한 브레이킹 상태에 의거한 퍼어지 제어룰이 설정되어져 있다.
즉, 이 퍼어지 제어기(11)는 브레이크 밟는량(BK), 차속(V) 및 하중(LW)에 따라 상기 퍼어지 제어룰에 의거한 퍼어지 추론을 행함으로써 회생브레이크량(RB)을 구하고, 이것을 베이스 구동회로(2)에 공급한다.
다음에, 상술한 퍼어지 제어룰에 대한 멤버쉽 함수에 대해서 설명한다.
제 2도는 브레이크 밟는량(BK)의 멤버쉽 함수이고, 제 3도는 차속(V)의 멤버쉽 함수, 제 4도는 하중(LW)의 멤버쉽 함수, 제 5도는 회생 브레이크량(RB)의 멤버쉽 함수이다.
여기에서, S, M, B, Z, SS, S, M, B, BB는 각각 멤버쉽 함수의 라벨이다.
각각의 의미는, 먼저, 브레이크 밟는량(BK)에 대한 멤버쉽 함수에 대해서는, 라벨(S)는 [작음], 라벨(M)은 [중간정도], 라벨(B)는 [큼] 이다.
다음에, 차속(V)의 멤버쉽 함수에 대해서는 라벨(S)가 [느림], 라벨(M)[중간정도], 라벨(B)가 [빠름] 이다.
또한, 하중(LW)의 멤버쉽 함수에 대해서는, 라벨(S)가 [가벼움], 라벨(가 [무거움] 이다.
그리고, 회생 브레이크량의 멤버쉽 함수에 대해서는 라벨(Z)가 [0], 라벨(SS)가 [매우작음], 라벨(S)가 [작음], 라벨(M)이 [중간정도], 라벨(B)가 [큼], 라벨(BB)가 [매우 큼] 이다.
또, 본 실시예에서는 상술한 멤버쉽 함수에 대해서 모두 삼각형의 함수를 사용하고 있다.
또, 상술한 퍼어지 제어룰에는 이하에 나타내는 13개의 룰을 사용하고 있다.
[퍼어지 제어룰]
룰(A1) : 만약 차속 = S 이라면, 회생브레이크량 = Z
룰(A2) : 만약 브레이크 밟는량 = S 이고, 차속 = M이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = SS
룰(A3) : 만약 브레이크 밟는량 = S 이고, 차속 = M이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = S
룰(A4) : 만약 브레이크 밟는량 = S 이고, 차속 = B이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = S
룰(A5) : 만약 브레이크 밟는량 = S 이고, 차속 = B이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = M
룰(A6) : 만약 브레이크 밟는량 = M 이고, 차속 = M이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = S
룰(A7) : 만약 브레이크 밟는량 = M 이고, 차속 = M이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = M
룰(A8) : 만약 브레이크 밟는량 = M 이고, 차속 = B이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = M
룰(A9) : 만약 브레이크 밟는량 = M 이고, 차속 = B이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = B
룰(A10) : 만약 브레이크 밟는량 = B 이고, 차속 = M이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = M
룰(A11) : 만약 브레이크 밟는량 = B 이고, 차속 = M이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = B
룰(A12) : 만약 브레이크 밟는량 = B 이고, 차속 = B이고, 하중 = S
이라면, 회생브레이크량 = B
룰(A13) : 만약 브레이크 밟는량 = B 이고, 차속 = B이고, 하중 = B
이라면, 회생브레이크량 = BB
상술한 룰에 있어서, 예를들면, 룰(A1)은 [만약, 차속(V)이 S(느림)라면, 회생브레이크량(RB)을 Z(0)로 하라] 라는 의미이다.
또, 룰(A2)에서는 [만약, 브레이크 밟는량(BK)이 S(작음)이고, 또한, 차속(V)이 M(중간정도)이고, 또한, 하중(LW)이 S(가벼움)라면, 회생 브레이크량(RB)을 SS(매우 작음)로 하라] 라는 의미이다.
더욱이, 본 실시예에서의 제어에서는 추론 방법으로서 가장 일반적인 [MIN-MAX 중심법]을 채용했으나 그외의 추론방법을 사용해도 좋다.
다음에, 상술한 퍼어지 추론룰을 사용한 브레이크 제어에 대해서 제 6도 및 제 7도를 참조해서 설명한다.
먼저, 주행하는 차량의 최고속도는 정해져있지 않기 때문에(차에 따라 다르기 때문) 이를 전제 하에 최고속도가 10Km/hr라 가정하면 시속 2.5Km/hr는 0.25로 표시할 수 있다(정규화단계)
[실시예의 동작]
여기에서, 예를 들면, 각각(BK, V, LW)의 최대값에 대해 브레이크 밟는량(BK)이 0.25, 차속(V)가 0.1, 하중(LW)이 0.5인 경우에 대해서, 예로서 룰(A1), 룰(A2)를 평가해 본다.
먼저, 룰(A1)에서는 제 6도에 나타낸 것처럼 브레이크 밟는량(BK)의 적합도가 0.5, 차속(V)의 적합도가 0.8이 되며, 한편, 하중(LW)의 적합도는 조건부로 쓰이지 않으므로, 1.0이 된다.
따라서, 그들의 MIN(최소값)을 취하면 0.5가 되어, 회생브레이크량(RB)의 멤버쉽 함수(Z)를 높이 0.5의 위치에서 고르게 한 도형이 얻어진다.
다음에, 룰(A2)에서는 제 7도에 나타낸 것처럼, 브레이크 밟는량(BK)의 적합도가 0.5, 차속(V)의 적합도가 0.2, 하중(LW)의 적합도가 0.5가 된다.
따라서, 그들의 MIN(최소값)을 취하면 0.2가 되므로 회생브레이크량(RB)의 멤버쉽 함수(SS)를 높이 0.2의 위치에서 고르게 한 도형이 얻어진다.
그리고, 상술한 계산을 모두 퍼어지 제어룰(A1~A13)에 대해서 행하여 그 결과 얻어진 도형을 MAX(최대값) 합성해서(도시생략), 이 결과를 비퍼지화(defuzzification), 즉 무게중심법(centroid of gravity method : 소속함수의 가중평균이나 소속함수에 의해 구분된 영역의 무게중심은 퍼지량의 가장 전형적인 크리스프(crisp) 값으로 계산)에 따라 그 합성도형의 중심을 취하면, 이 값이 회생 브레이크량(RB)(새로운 제어량)이 된다.
이 중심은 회생브레이크량(RB)으로서 베이스 구동회로(2)에 공급된다.
베이스 구동회로(2)는 상기 회생 브레이크량(RB)에 따라 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류를 제어한다. 그 결과 운전자의 감각에 맞는 매끄러운 브레이크 제어가 가능하다.
더우기, 상술한 실시예에서 입력신호로서 스티어링 각도를 사용하고, 이 스티어링 각도가 커지게 되면 브레이크를 조금씩 거는 등의 지식을 퍼어지 제어룰로서 기술해도 좋다. 이 경우 차체가 옆으로 미끄러짐을 감소시킬 수 있다.
이상, 설명한 것과 같이 본 발명에 의하면, 퍼어지 제어기에 의해서 브레이크 페달의 밟는량, 차량의 주행속도 및 모터에 걸린 하중에 의거하여 퍼어지 추론에 의해서 회생 브레이크량을 구하여 이 회생 브레이크량에 의해 모터를 제어하도록 하므로, 브레이크 밟는 방법이나 하중의 차이 등의 조건에 관계없이 항상 운전자의 감각에 맞는 미끄럼을 일으키지 않는 매끄러운 브레이크 제어가 가능하다는 이점이 얻어진다.

Claims (1)

  1. 브레이크 페달의 밟는량(BK)에 상응한 회생 브레이크량(RB)을 차량을 주행시키는 모터(5)에 부여하는 것에 의해 차량의 브레이크력을 제어하는 모터 구동차량의 브레이크 제어장치에 있어서, 상기 브레이크 페달의 밟는량(BK)을 검출하기 위한 브레이크 페달 밟는량 검출센서와, 차량의 주행속도(V)를 검출하기 위한 주행속도 검출센서와, 상기 모터(5)에 걸린 하중(LW)을 검출하기 위한 하중검출센서와, 상기 브레이크 페달의 밟는량(BK), 상기 차량의 주행속도(V) 및 상기 모터 하중(LW) 값에 응답하여 각각의 멤버쉽 함수에서 각각의 적합도를 구한후 다수의 퍼어지 제어룰(A1-A13) 각각에 의거한 최소값(MIN)을 구하고, 이어서 각각의 최소값에 기초하여 각 회생브레이크량(RB)의 멤버쉽 함수를 최소값 높이에서 고르게한 다수의 도형을 얻어, 얻어진 다수의 도형을 최대로(MAX) 합성하여 합성도형의 중심을 취함에 의해 새로운 회생브레이크량(RB)을 구하는 퍼어지 추론을 실행하여 얻어진 회생브레이크량(RB)을 출력하는 퍼어지 제어기(11)와, 상기 회생브레이크량(RB)에 의해서 모터(5)를 구동하는 모터 구동부(2,Q1)로 구성되어, 항상 운전자의 감각에 맞는 브레이크 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 구동차량의 브레이크 제어장치.
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