KR100534718B1 - Regeneration braking control method for 4 wheel hybrid electric vehicle - Google Patents

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Abstract

비전자식 브레이크 시스템이 적용되는 4WD 하이브리드 전기 자동차의 제동시 전/후륜에 대한 제동 토크의 분배를 통해 전/후륜 모터로부터 적절한 회생 에너지를 회수할 수 있도록 하는 것으로,It is possible to recover proper regenerative energy from the front and rear motors by distributing the braking torque for the front and rear wheels during braking of the 4WD hybrid electric vehicle to which the non-electronic brake system is applied.

제동 제어가 검출되면 현재의 차속을 검출하는 과정과, 현재의 차속 조건에서 가능한 최대 회생 제동 토크를 산출하는 과정과, 상기 산출된 회생 제동 토크를 차량의 안정성을 고려하여 전륜 모터 및 후륜 모터에 일정비로 분배하는 과정과, 상기 분배된 회생 제동 토크 및 모터 속도에 따른 전륜 모터 및 후륜 모터의 효율을 산출하여 배터리에 충전 가능한 최대 회생 제동 에너지량을 결정하는 과정 및 상기 결정된 회생 제동 에너지량을 배터리 충전 한계내에서 가장 큰 회생 제동 에너지를 얻을 수 있도록 전륜 모터 및 후륜 모터에 분배하여 회생 제동을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.When the braking control is detected, a process of detecting the current vehicle speed, a process of calculating the maximum regenerative braking torque possible under the current vehicle speed condition, and the calculated regenerative braking torque are fixed to the front wheel motor and the rear wheel motor in consideration of vehicle stability. Calculating the efficiency of the front wheel motor and the rear wheel motor according to the distributed regenerative braking torque and the motor speed, determining a maximum regenerative braking energy amount that can be charged to the battery, and charging the battery with the determined regenerative braking energy amount. And controlling the regenerative braking by distributing to the front wheel motor and the rear wheel motor so as to obtain the greatest regenerative braking energy within the limit.

Description

4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법{REGENERATION BRAKING CONTROL METHOD FOR 4 WHEEL HYBRID ELECTRIC VEHICLE}Regenerative braking control method for 4-wheel hybrid electric vehicle {REGENERATION BRAKING CONTROL METHOD FOR 4 WHEEL HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 4륜(4 Wheel Drive ; 이하 '4WD' 라 한다.) 하이브리드 전기 자동차에 관한 것으로, 더 상세하게는 비전자식 브레이크 시스템이 적용되는 4WD 하이브리드 전기 자동차의 제동시 전/후륜에 대한 제동 토크의 분배를 통해 전/후륜 모터로부터 적절한 회생 에너지를 회수할 수 있도록 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a four wheel drive (hereinafter referred to as '4WD') hybrid electric vehicle, and more particularly, braking torque for front and rear wheels during braking of a 4WD hybrid electric vehicle to which a non-electronic brake system is applied. The present invention relates to a regenerative braking control method of a four-wheel hybrid electric vehicle that enables recovery of proper regenerative energy from a front / rear motor through distribution of.

일반적으로, 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 모터로 이루어지는 동력원이 장착되며, 전륜에 상기의 동력원을 적절히 조합한 구조를 적용하여 차량의 출발시나 가속시에 배터리의 전압에 의해 동작되는 모터의 동력 보조로 연비 향상을 유도한다.In general, a hybrid electric vehicle is equipped with a power source consisting of an engine and a motor, and by applying a structure in which the above power source is properly combined with the front wheels, fuel efficiency is supported by the power of the motor operated by the voltage of the battery when the vehicle starts or accelerates. Induces improvement.

4WD 하이브리드 전기 자동차는 차량의 전륜에 엔진과 모터가 장착되고, 후륜에 별도의 모터가 장착되어 구성된다.The 4WD hybrid electric vehicle is composed of an engine and a motor mounted on the front wheel of the vehicle and a separate motor mounted on the rear wheel.

따라서, 주행 상황에 따라 후륜에 장착된 모터로만 차량을 구동하는 전기차 모드와 전륜의 엔진만이 동작하는 주행모드, 전륜의 엔진이 주 동력원으로 작용하고 전륜의 모터가 동력을 보조하는 하이브리드 모드 및 전륜의 엔진과 모터 그리고 후륜의 모터가 모두 작동되도록 하는 4WD 하이브리드 주행모드의 구현이 가능하다.Therefore, according to the driving situation, the electric vehicle mode for driving the vehicle only by the motor mounted on the rear wheel, the driving mode in which only the engine of the front wheel operates, the hybrid mode in which the engine of the front wheel acts as the main power source, and the motor of the front wheel assists the power. It is possible to implement a 4WD hybrid driving mode in which both the engine, the motor and the rear wheel motor are operated.

상기한 바와 같은 하이브리드 전기 자동차는 제동시 회생 에너지를 회수하는 회생 제동 제어가 적용되고 있다.In the hybrid electric vehicle as described above, regenerative braking control for recovering regenerative energy during braking is applied.

상기의 회생 제동 제어는 하이브리드 전기 자동차의 주요 기술 중의 하나로, 일반 내연 기관 차량이 제동시에 차량의 운동 에너지를 모두 브레이크의 열로 소산되도록 하는 것과 달리 회생제동은 차량 감속시 하이브리드용 구동 모터를 발전기로 동작시켜 차량의 기계적 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리에 저장함으로써, 차량의 연비증대 및 에너지 절감 효과 등을 가져올 수 있는 제동 방식이다.The regenerative braking control is one of the main technologies of the hybrid electric vehicle. Unlike the general internal combustion engine vehicle, the regenerative braking operates the drive motor for the hybrid as a generator when the vehicle decelerates. By converting the mechanical kinetic energy of the vehicle into electrical energy and storing it in the battery, it is a braking method that can increase the fuel efficiency of the vehicle and save energy.

따라서, 하이브리드 전기 자동차에서의 회생 제동 시스템의 설계는 매우 중요한 문제 중의 하나이다.Therefore, the design of the regenerative braking system in hybrid electric vehicles is one of very important problem.

종래의 하이브리드 전기 자동차에서 제동 시스템으로 기존의 유압 마찰 제동 시스템을 그대로 이용하고 부가적으로 회생 제동을 적용하고 있는 경우, 즉 전자제어식 브레이크 및 브레이크 포지션 센서를 장착하지 않는 경우에는 회생 제동이 매우 제한적으로 이루어지게 되는 한계가 있다.In the conventional hybrid electric vehicle, the regenerative braking is very limited when the existing hydraulic friction braking system is used as a braking system and additionally regenerative braking is applied, that is, when the electronic brake and the brake position sensor are not mounted. There is a limit to what is done.

더욱이 전자제어식 브레이크 및 브레이크 포지션 센서가 장착되지 않은 전기식 4WD 하이브리드 전기 자동차에 대한 회생 제동 알고리듬에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이므로, 전기식 4WD 하이브리드 전기 자동차에서 적극적으로 회생 제동 에너지를 회수하기 위해서는 이에 적합한 회생 제동 알고리듬에 대한 기술이 필수적이다.Moreover, the research on the regenerative braking algorithm for the electric 4WD hybrid electric vehicle without the electronically controlled brake and brake position sensor is very insufficient. Therefore, in order to actively recover the regenerative braking energy from the electric 4WD hybrid electric vehicle, the appropriate regenerative braking energy is applied. The description of the algorithm is essential.

기존의 회생 제동 제어는 브레이크 신호에 따라 단순히 차량의 속도를 기준으로 하여 일정한 회생 제동 토크를 부여하는 방식으로, 가능한 많은 양의 회생 제동을 끌어내야 한다는 목적을 우선하되, 운전자에게 지나친 제동감이 느껴지지 않도록 하여야 한다는 점을 고려하여 절충적으로 이루어진다.Conventional regenerative braking control gives a constant regenerative braking torque based on the speed of the vehicle based on the brake signal, prioritizing the purpose of drawing as much regenerative braking as possible, but the driver feels excessive braking. The compromise is made considering that it must not be lost.

그러나, 이러한 제어 방식에 의하는 상기의 전자제어식 브레이크 및 브레이크 포지션 센서가 장착되지 않은 전기식 4WD 하이브리드 전기 자동차의 경우는 일반의 유압 제동력에 회생 제동 토크가 더해지는 방식으로 회생 제동이 이루어지기 때문에 전/후륜에 걸리는 회생 제동 토크에 따라서 운전자에게 과도한 제동감이 느껴지거나 전/후륜 모터의 특성곡선상 전/후륜에 회생 제동 토크가 큰 차이를 두고 부여되어 전/후륜의 과도한 제동력 차이로 인한 차량의 스핀(Spin) 등 차량의 안정성을 해치게 되는 문제점이 발생한다.However, in the case of the electric 4WD hybrid electric vehicle which is not equipped with the above electronically controlled brake and brake position sensor, the regenerative braking is performed in such a manner that the regenerative braking torque is added to the general hydraulic braking force, so that the front and rear wheels are used. Depending on the regenerative braking torque applied to the driver, excessive braking feeling can be felt by the driver or the regenerative braking torque is given to the front / rear wheels with a large difference in the characteristic curve of the front / rear motors. There is a problem that impairs the stability of the vehicle such as a spin.

또한, 차량이 고속에서 급감속하는 경우 등 배터리로 입력되는 회생 에너지의 양이 실제로 배터리에 충전될 수 있는 정격 전류의 양보다 더 많은 양의 에너지가 배터리로 입력되는 경우가 나타나게 되는데, 이때의 잉여에너지는 배터리 자체의 내부저항에 의한 열발생으로 나타나며 이렇게 발생하는 과도한 발열은 배터리의 수명 단축과 효율 저하 등의 문제를 야기한다. In addition, the case where the amount of regenerative energy input to the battery, such as when the vehicle rapidly decelerates at a high speed, may enter an amount of energy input to the battery more than the amount of rated current that can be actually charged in the battery. The heat generated by the internal resistance of the battery itself is caused by excessive heat generated causes problems such as shortening the life of the battery and deterioration of efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 비전자식 브레이크 시스템이 적용되는 4WD 하이브리드 전기 자동차의 제동시 현재의 차속을 기준으로 전/후륜에 대한 제동 토크의 분배를 통해 전/후륜 모터로부터 적절한 회생 에너지를 회수할 수 있도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to distribute the braking torque for the front and rear wheels based on the current vehicle speed during braking of the 4WD hybrid electric vehicle to which the non-magnetic brake system is applied. It is possible to recover proper regenerative energy from the rear wheel motor.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 4WD 하이브리드 전기 자동차에 있어서, 제동 제어가 검출되면 현재의 차속을 검출하는 과정과; 현재의 차속 조건에서 가능한 최대 회생 제동 토크를 산출하는 과정과; 상기 산출된 회생 제동 토크를 차량의 안정성을 고려하여 전륜 모터 및 후륜 모터에 일정비로 분배하는 과정과; 상기 분배된 회생 제동 토크 및 모터 속도에 따른 전륜 모터 및 후륜 모터의 효율을 산출하여 배터리에 충전 가능한 최대 회생 제동 에너지량을 결정하는 과정 및; 상기 결정된 회생 제동 에너지량을 배터리 충전 한계내에서 가장 큰 회생 제동 에너지를 얻을 수 있도록 전륜 모터 및 후륜 모터에 분배하여 회생 제동을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a 4WD hybrid electric vehicle, comprising: detecting a current vehicle speed when a braking control is detected; Calculating the maximum possible regenerative braking torque at the current vehicle speed condition; Distributing the calculated regenerative braking torque to a front wheel motor and a rear wheel motor at a predetermined ratio in consideration of vehicle stability; Determining the maximum amount of regenerative braking energy chargeable in the battery by calculating the efficiency of the front wheel motor and the rear wheel motor according to the distributed regenerative braking torque and the motor speed; Regenerative braking of the four-wheel hybrid electric vehicle comprising controlling the regenerative braking by distributing the determined amount of regenerative braking energy to the front wheel motor and the rear wheel motor to obtain the largest regenerative braking energy within the battery charge limit. Provide control method.

즉, 4WD 하이브리드 전기 자동차의 제동시 현재의 차속을 기준으로 안정성을 고려하여 전/후륜의 총 제동력 비를 일정하게 유지할 수 있도록 전/후륜의 회생 제동 토크비를 분배하고, 배터리에 충전 가능한 최대 회생 제동 에너지에 맞추어 회생 제동 에너지량을 결정하여 전/후륜 모터의 회생 제동량을 분배하는 것을 특징으로 한다.In other words, the braking torque ratio of the front and rear wheels is distributed so that the total braking force ratio of the front and rear wheels can be kept constant in consideration of stability based on the current vehicle speed during braking of the 4WD hybrid electric vehicle, and the maximum regenerative chargeable to the battery is possible. The regenerative braking energy amount is determined according to the braking energy, and the regenerative braking amount of the front / rear motor is distributed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 4WD 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어장치는 운전 정보 검출부(10)와, ECU(Electric Control Unit ; 20), TCU(Torque Control Unit ; 30), HCU(Hybrid Control Unit ; 40), 배터리(50), BMS(Battery Management System ; 70), MCU(Motor Control Unit ; 80), 엔진(80), 제1인버터(90), 제2인버터(100), 제1모터(110), 제2모터(120) 및 CVT(Continuously Variable Transmission ; 30)로 구성된다.As can be seen in Figure 1, the regenerative braking control apparatus for a 4WD hybrid electric vehicle according to the present invention includes a driving information detection unit 10, an ECU (Electric Control Unit; 20), a TCU (Torque Control Unit; 30), an HCU ( Hybrid Control Unit; 40), Battery 50, Battery Management System; BMS (Motor Control Unit; 80), Engine 80, First Inverter 90, Second Inverter 100, It is composed of one motor 110, the second motor 120 and CVT (Continuously Variable Transmission; 30).

운전 정보 검출부(10)는 운전자의 출발 및 가속 요구에 대한 APS(Accel Position Sensor) 신호와 제동 제어하는 브레이크 페달 신호, 변속단 선택에 대한 인히비터 스위치의 신호 등 운전자의 운전 요구신호를 검출한다.The driving information detection unit 10 detects a driving request signal of the driver, such as an acceleration position sensor (APS) signal for a driver's start and acceleration request, a brake pedal signal for controlling braking, and an signal of an inhibitor switch for shift stage selection.

ECU(20)는 운전자의 운행 요구 신호와 냉각수온, 엔진 토크 등의 엔진 상태 정보 및 상위 제어기인 HCU(40)의 제어에 따라 엔진(80)의 동작에 대한 제반적인 동작을 제어한다.The ECU 20 controls general operations of the operation of the engine 80 according to the driver's driving request signal, engine state information such as coolant temperature, engine torque, and the control of the HCU 40, which is an upper controller.

TCU(30)는 현재의 차속, 기어비, 클러치 상태 등의 정보를 검출하여 상위 제어기(40)의 제어에 따라 CVT(130)의 출력 토크 조절에 대한 전반적인 동작을 제어한다.The TCU 30 detects information such as a current vehicle speed, a gear ratio, a clutch state, and controls the overall operation of adjusting the output torque of the CVT 130 according to the control of the upper controller 40.

HCU(70)는 상위 제어기로 각 제어기들을 통합 제어하며, 제동 신호가 검출되는 경우 현재의 차속을 기준으로 차량의 안정성을 고려하여 전륜 및 후륜에 대하여 총 제동력가 비를 일정하게 유지될 수 있도록 회생 제동 토크를 계산하여 분배를 제어한다.The HCU 70 controls each of the controllers as an upper controller, and when the braking signal is detected, the regenerative braking force is maintained so that the total braking force for the front wheel and the rear wheel can be kept constant in consideration of the stability of the vehicle based on the current vehicle speed. Control the distribution by calculating the torque.

배터리(50)는 4WD 하이브리드 전기 자동차에서 동력 보조를 위해 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)에 구동 전압을 공급하는 고용량 고전압이 배터리로 구성되며, 제동 제어시 전륜 및 후륜에서 회수되는 회생 에너지 및 엔진(80)의 출력에 의해 충전된다.The battery 50 is composed of a high-capacity high-voltage battery that supplies driving voltage to the front wheel motor 110 and the rear wheel motor 120 for power assistance in a 4WD hybrid electric vehicle, and the regenerative energy recovered from the front wheel and the rear wheel during braking control. And by the output of the engine 80.

BMS(60)는 상기 배터리(50)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 배터리의 SOC 상태를 관리 제어와 출력되는 전류량을 제어하며, 회생 제동 에너지에 의한 배터리(50)의 충전을 제어한다.The BMS 60 comprehensively detects information such as voltage, current, and temperature of the battery 50 to control the SOC state of the battery and to control the amount of output current, and to charge the battery 50 by regenerative braking energy. To control.

MCU(70)는 상위 제어기인 HCU(40)의 제어에 따라 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크를 분배 제어한다.The MCU 70 distributes and controls the regenerative braking torques of the front wheel motor 110 and the rear wheel motor 120 under the control of the HCU 40, which is an upper controller.

이때, 배터리(50)에 충전 가능한 최대 회생 제동 에너지에 맞추어 회생 제동 에너지량을 결정하여 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)의 회생 제동량을 분배 제어한다.At this time, the regenerative braking energy amount is determined according to the maximum regenerative braking energy that can be charged in the battery 50, and the regenerative braking amount of the front wheel motor 110 and the rear wheel motor 120 is distributedly controlled.

엔진(80)은 상기 ECU(20)의 제어에 의해 동작되며, 출력 샤프트가 전륜 모터(110)를 통해 CVT(130)에 직결된다.The engine 80 is operated by the control of the ECU 20, and the output shaft is directly connected to the CVT 130 through the front wheel motor 110.

제1인버터(90)는 MCU(70)의 제어에 따라 배터리(50)에서 인가되는 DC 전압을 스위칭 수단인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 통해 교류 3상 전압으로 변환하여 엔진(80)의 출력 샤프트에 직결되는 전륜 모터(110)를 구동시키며, 전휸 모터(110)로부터 회수되는 회생 에너지를 배터리(50)에 충전 전압으로 공급한다.The first inverter 90 converts the DC voltage applied from the battery 50 into an alternating current three-phase voltage through an insulated gate bipolar transistor (IGBT) as a switching means under the control of the MCU 70 to output the engine 80. The front wheel motor 110 is directly connected to the shaft, and the regenerative energy recovered from the front motor 110 is supplied to the battery 50 at a charging voltage.

제2인버터(100)는 MCU(70)의 제어에 따라 배터리(50)에서 인가되는 DC 전압을 스위칭 수단인 IGBT를 통해 교류 3상 전압으로 변환하여 후륜 모터(120)를 구동시키며, 후륜 모터(120)에서 회수되는 회생 에너지를 배터리(50)에 충전 전압으로 공급한다.The second inverter 100 drives the rear wheel motor 120 by converting the DC voltage applied from the battery 50 into an AC three-phase voltage through an IGBT, which is a switching means, under the control of the MCU 70. The regenerative energy recovered by 120 is supplied to the battery 50 at a charging voltage.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 4WD 하이브리드 전기 자동차에서 전/후륜 모터로부터 회생 제동 에너지를 회수하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An operation of recovering the regenerative braking energy from the front / rear motors in the 4WD hybrid electric vehicle according to the present invention including the above function will be described with reference to FIG. 2.

4WD 하이브리드 전기 자동차가 주행중인 상태에서 HCU(40)는 운전 정보 검출부(10)를 통해 제동 요구 신호가 검출되는지를 판단한다(S100).In the state where the 4WD hybrid electric vehicle is driving, the HCU 40 determines whether the braking request signal is detected through the driving information detector 10 (S100).

이때, 제동 요구 신호가 검출되지 않으면 APS 신호와 변속단 선택에 대한 인히비터 스위치의 신호 등의 신호에 따라 차량의 거동을 유지하고, 제동 요구 신호가 검출되면 현재의 주행 차속을 판독한다(S110).At this time, if the braking request signal is not detected, the vehicle behavior is maintained according to the signal such as the APS signal and the signal of the inhibitor switch for the shift stage selection, and if the braking request signal is detected, the current traveling vehicle speed is read (S110). .

그리고, 전륜 모터(110)의 속도(W_f)와 후륜 모터(120)의 속도(W_r)를 판독하고(S111) 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크를 초기값(R_f = 0)으로 설정한다(S112).Then, the speed W_f of the front wheel motor 110 and the speed W_r of the rear wheel motor 120 are read (S111), and the regenerative braking torque of the front wheel motor 110 is set to an initial value (R_f = 0) ( S112).

또한, 회생 제동 제어의 정밀도 및 제어기의 처리속도 등을 고려한 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크의 증가량(D_R_f)를 결정하여(S113) 회생 제동 제어를 위한 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크를 결정(R_f = R_f + D_R_f)한다(S114).In addition, the regenerative braking torque of the front wheel motor 110 is determined in consideration of the accuracy of the regenerative braking control, the processing speed of the controller, and the like (S113) to determine the regenerative braking torque of the front wheel motor 110 for regenerative braking control. It determines (R_f = R_f + D_R_f) (S114).

상기와 같이 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크가 결정(R_f = R_f + D_R_f)되면, 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크를 전륜의 기어비(i_f)와 후륜의 기어비(i_r), 안정성을 고려하여 선정된 전륜 및 후륜의 브레이크 토크비(A) 및 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_f)를 적용하여 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크를 결정[R_r = (i_f/i_r) * A * R_f]한다(S115).As described above, when the regenerative braking torque of the front wheel motor 110 is determined (R_f = R_f + D_R_f), the regenerative braking torque of the rear wheel motor 120 is considered in consideration of the gear ratio i_f of the front wheel, the gear ratio i_r of the rear wheel, and stability. The regenerative braking torque of the rear wheel motor 120 is determined by applying the selected brake torque ratio A of the front and rear wheels and the regenerative braking torque R_f of the front wheel motor 110. [R_r = (i_f / i_r) * A * R_f] (S115).

이후, 상기 결정된 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크가 후륜 모터(120)에 설정되어 있는 최대 토크 보다 작은 값을 갖는지(R_r ≤ R_r_max)를 판단한다(S116).Subsequently, it is determined whether the determined regenerative braking torque of the rear wheel motor 120 has a value smaller than the maximum torque set in the rear wheel motor 120 (R_r ≦ R_r_max) (S116).

상기에서 결정된 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크가 최대 토크 보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 전륜 모터(110)의 속도(W_f)와 회생 제동 토크(R_f)로부터 전륜 모터(110)의 효율[Eff_f(W_f,R_f)을 산출하고, 후륜 모터(120)의 속도(W_r)와 회생 제동 토크(R_r)로부터 후륜 모터(120)의 효율[Eff_r(W_r,R_r)을 산출한다(S117).If it is determined that the regenerative braking torque of the rear wheel motor 120 determined above has a value smaller than the maximum torque, the efficiency [Eff_f] of the front wheel motor 110 is determined from the speed W_f and the regenerative braking torque R_f of the front wheel motor 110. (W_f, R_f) is calculated, and the efficiency Eff_r (W_r, R_r) of the rear wheel motor 120 is calculated from the speed W_r and the regenerative braking torque R_r of the rear wheel motor 120 (S117).

상기와 같이 전륜 모터(110)에 대한 효율[Eff_f(W_f,R_f)과 후륜 모터(120)에 대한 효율[Eff_r(W_r,R_r)이 결정되면 이로부터 회생 제동 전압(P = R_f * W_f * Eff_f + R_r * W_r * Eff_r)을 산출한다(S118).As described above, when the efficiency [Eff_f (W_f, R_f) for the front wheel motor 110 and the efficiency [Eff_r (W_r, R_r) for the rear wheel motor 120 are determined, the regenerative braking voltage (P = R_f * W_f * Eff_f) is determined therefrom. + R_r * W_r * Eff_r) is calculated (S118).

상기 산출되는 회생 제동 전압(P)이 배터리 충전 한계 전압(P_L) 이하의 값을 갖는지(P ≤ P_L)를 판단한다(S119).It is determined whether the calculated regenerative braking voltage P has a value less than or equal to the battery charge limit voltage P_L (P ≦ P_L) (S119).

상기에서 회생 제동 전압(P)이 배터리의 충전 한계 전압(P_L) 이하의 값을 갖는 것으로 판단되면 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_f)와 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크(R_r) 및 회생 제동 전압(P)을 설정한다(S120).When the regenerative braking voltage P is determined to have a value less than or equal to the charging limit voltage P_L of the battery, the regenerative braking torque R_f of the front wheel motor 110 and the regenerative braking torque R_r of the rear wheel motor 120 are determined. And regenerative braking voltage P is set (S120).

이후, 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_f)가 전륜 모터(110)에 설정된 최대 토크(R_f_max)값 이상의 값으로 결정되었는지(R_f 〉R_f_max)를 판단한다 (S121).Thereafter, it is determined whether the regenerative braking torque R_f of the front wheel motor 110 is determined to be equal to or greater than the maximum torque value R_f_max set in the front wheel motor 110 (R_f> R_f_max) (S121).

상기에서 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_f)가 최대 토크(R_f_max) 이하의 값을 갖는 것으로 판단되면 상기 S114의 과정으로 리턴하여 전술한 과정을 반복하고, 전륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_f)가 최대 토크(R_f_max) 이상으로 결정되어 있는 것으로 판단되면 상기 S120에서 설정한 회생 제동 전압(P)의 최대값을 찾아(S122) 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크(R_f,R_r)로 결정하여 회생 제동 제어를 실행한다(S123).When the regenerative braking torque R_f of the front wheel motor 110 is determined to have a value less than or equal to the maximum torque R_f_max, the process returns to step S114 to repeat the above-described process, and the regenerative braking of the front wheel motor 110 is performed. When it is determined that the torque R_f is determined to be greater than or equal to the maximum torque R_f_max, the maximum value of the regenerative braking voltage P set in S120 is found (S122). The regeneration of the front wheel motor 110 and the rear wheel motor 120 is performed. The regenerative braking control is executed by determining the braking torques R_f and R_r (S123).

상기 S116의 판단에서 후륜 모터(110)의 회생 제동 토크(R_r)가 후륜 모터(120)에 설정되어 있는 최대값 이상이거나 상기 S119에서 회생 제동 전압(P)이 배터리의 충전 한계 전압(P_L) 이상의 값을 갖는 경우 회생 제동 전압(P)을 '0'으로 설정한 다음 전술한 S120의 과정을 실행한다(S130).In the determination of S116, the regenerative braking torque R_r of the rear wheel motor 110 is equal to or greater than the maximum value set in the rear wheel motor 120, or the regenerative braking voltage P is greater than or equal to the charging limit voltage P_L of the battery in S119. If the value has a value, the regenerative braking voltage P is set to '0', and then the process of S120 described above is executed (S130).

전술한 바와 같이 본 발명은 제동 제어가 검출되는 경우 현재의 차속 조건에서 전륜 모터(110)에 걸리는 회생 제동 토크를 0에서부터 현재의 차속 조건에서 가능한 최대 회생 제동 토크까지 일정 간격으로 증가시키면서, 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)의 총 회생 제동 에너지를 구하고, 이 중에서 배터리의 충전 한계 전압내로서 가장 큰 회생 제동 에너지를 얻을 수 있는 경우를 찾아 전륜 모터(110) 및 후륜 모터(120)의 회생 제동 토크를 제어한다.As described above, the present invention provides a front wheel motor while increasing the regenerative braking torque applied to the front wheel motor 110 at the current vehicle speed condition at a predetermined interval from the current vehicle speed condition when the braking control is detected. The total regenerative braking energy of the 110 and the rear wheel motor 120 is obtained, and a case where the largest regenerative braking energy can be obtained is within the charge limit voltage of the battery, and the front wheel motor 110 and the rear wheel motor 120 Control the regenerative braking torque.

따라서, 전/후륜에 걸리는 총 제동력의 비를 일반 엔진 차량의 경우와 같도록 하여 운전자의 감속감을 일반 엔진 차량 그대로 유지시켜 주며, 제동력의 과도한 차이에서 오는 차량의 안정성의 저하 문제를 해결할 수 있으며, 동시에 배터리에 과도하게 입력될 수 있는 허용 용량 이상의 회생 제동 에너지가 인가되지 않도록 하는 최적의 회생 제동 토크를 전/후 모터에 부여하여 회생 제동의 효율을 향상시킨다.Therefore, by maintaining the ratio of the total braking force applied to the front and rear wheels as in the case of a normal engine vehicle, it maintains the driver's deceleration as it is, and can solve the problem of deterioration of the stability of the vehicle resulting from excessive difference in braking force, At the same time, the regenerative braking torque is given to the front and rear motors so that the regenerative braking energy is not applied beyond the allowable capacity which can be excessively input to the battery, thereby improving the regenerative braking efficiency.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 4WD 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어시 전륜 모터 및 후륜 모터에 대한 회생 제동 토크의 분배와 회생 제동 에너지량을 결정하는 회생 제동량의 분배를 통해 차량의 거동에 안정성이 유지되는 최적의 회생 제동 효율을 제공한다. As described above, the present invention provides stability to the behavior of the vehicle through the distribution of the regenerative braking torque for the front wheel motor and the rear wheel motor and the distribution of the regenerative braking energy to determine the amount of regenerative braking energy during regenerative braking control of the 4WD hybrid electric vehicle. Provides optimum regenerative braking efficiency maintained.

도 1은 본 발명에 따른 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어장치에 대한 구성도.1 is a block diagram of a regenerative braking control device for a four-wheel hybrid electric vehicle according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 4륜 하이브리드 전기 자동차에서 회생 제어 제어를 실행하는 실시예의 흐름도. 2 is a flowchart of an embodiment for executing regenerative control control in a four-wheel hybrid electric vehicle according to the present invention;

Claims (4)

4WD 하이브리드 전기 자동차에 있어서,In the 4WD hybrid electric vehicle, 제동 제어가 검출되면 현재의 차속을 검출하는 과정과;Detecting a current vehicle speed when the braking control is detected; 현재의 차속 조건에서 가능한 최대 회생 제동 토크를 산출하는 과정과;Calculating the maximum possible regenerative braking torque at the current vehicle speed condition; 상기 산출된 회생 제동 토크를 차량의 안정성을 고려하여 전륜 모터 및 후륜 모터에 일정비로 분배하는 과정과;Distributing the calculated regenerative braking torque to a front wheel motor and a rear wheel motor at a predetermined ratio in consideration of vehicle stability; 상기 분배된 회생 제동 토크 및 모터 속도에 따른 전륜 모터 및 후륜 모터의 효율을 산출하여 배터리에 충전 가능한 최대 회생 제동 에너지량을 결정하는 과정 및;Determining the maximum amount of regenerative braking energy chargeable in the battery by calculating the efficiency of the front wheel motor and the rear wheel motor according to the distributed regenerative braking torque and the motor speed; 상기 결정된 회생 제동 에너지량을 배터리 충전 한계내에서 가장 큰 회생 제동 에너지를 얻을 수 있도록 전륜 모터 및 후륜 모터에 분배하여 회생 제동을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법.Regenerative braking of the four-wheel hybrid electric vehicle comprising controlling the regenerative braking by distributing the determined amount of regenerative braking energy to the front wheel motor and the rear wheel motor to obtain the largest regenerative braking energy within the battery charge limit. Control method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 현재의 차속 조건에서 가능한 최대 회생 제동 토크의 산출은 전륜 모터에 걸리는 회생 제동 토크에 제어기의 처리속도를 감안한 제동 토크의 증가율을 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법.The maximum regenerative braking torque possible under the current vehicle speed condition is calculated by applying the increase rate of the braking torque in consideration of the processing speed of the controller to the regenerative braking torque applied to the front wheel motor. Way. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후륜 모터의 회생 제동 토크는 전륜의 기어비와 후륜의 기어비, 안정성을 고려하여 선정된 전륜 및 후륜의 브레이크 토크비 및 전륜 모터의 회생 제동 토크를 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법.The regenerative braking torque of the rear wheel motor is calculated by applying the brake torque ratio of the front and rear wheels and the regenerative braking torque of the front wheel motor, which are selected in consideration of the gear ratio of the front wheel, the gear ratio of the rear wheel, and the stability. Regenerative braking control method. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배터리 충전 가능 회생 제동 에너지량이 배터리의 충전 한계 이상의 값을 갖는 경우 상기 결정된 회생 제동 에너지량을 초기화하는 것을 특징으로 하는 4륜 하이브리드 전기 자동차의 회생 제동 제어방법.The regenerative braking control method of the four-wheel hybrid electric vehicle, characterized in that to initialize the determined regenerative braking energy amount when the battery chargeable regenerative braking energy amount has a value greater than or equal to the charging limit of the battery.
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