KR100858621B1 - 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 브레이크 요구 시 EBS의 유압 제어 시점과 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 일치하기 위해 상기 EBS의 유압 제어 지연 시간과 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 연산하여 미리 저장하고 상기 저장된 충전 토오크의 제어 시점에서 발전기의 충전 토오크를 제어함으로써, EBS의 유압 제어 시점과 발전기의 충전 토오크의 제어 시점이 동기되므로 충전 토오크의 통신 지연 시간 및 EBS의 유압 제어 지연 시간 차이로 인해 발생하는 브레이크 충격과 이 브레이크 충격으로 인한 승차감 저하를 최소로 줄일 수 있다.

자동차, 하이브리드, 경사도, ISG, 엔진 클러치

Description

하이브리드 차의 브레이크 제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING BRAKING OF HYBRID ELECTRICAL VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하세는, ISG(intergrated Starter and Generator)가 장착되는 하이브리드 차에 있어 브레이크 충격을 줄일 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 하이브리드 차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 내연 엔진과 모터의 출력을 함께 사용하는 차량으로서, 내연 엔진만을 장착한 일반적인 자동차에 비해 유해 가스 배출량을 획기적으로 줄이는 것이 가능하여, 일반적으로 환경 자동차(echo-car)로 부른다.

종래의 하이브리드차는 차속에 따라 주행 모드가 다르게 선택되어 주행이 이루어지는 것이 가능하다.

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하이브리드차는 차량의 출발 또는 저속 주행시에는 배터리의 전원을 공급받는 전동모터에 의해 출력을 제공받아 구동 휠이 회전하며, 통상 주행시에는 차속에 따라 내연 엔진과 전동모터를 조합하여 운행이 이루어지는데, 특히 고속 운행시에는 전동모터에 동력이 내연 엔진의 동력을 보조하여 내연 엔진과 전동모터에 의한 동력이 함께 구동 휠(W)을 회전시킨다. 그리고 감속 시에는 전동 모터를 발전기로 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 에너지를 회수하게 된다.

한편, 브레이크 페달 센서(미도시됨)로부터 공급되는 전기적 신호에 근거하여 브레이크 요구 시 브레이크 토오크가 연산되고 이 브레이크 토오크로부터 상기 베터리의 충전을 위한 발전기의 충전 토오크가 연산되며, 상기 발전기는 이 충전 토오크로 동작된다. 상기 발전기의 충전 토오크는 EBS(Electronic Braking System)으로 제공되며, 이 EBS는 수신된 충전 토오크 만큼 유압 제어를 이용하여 보상한다.

상기의 과정을 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달에 의해 브레이크 요구 시 이때 자동 변속 제어부와의 캔 통신을 통해 현재 변속 중인 지를 판단하고, 판단 결과 변속 중일 때 발전기의 구동이 정지된다.

즉, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이 현재 변속 중인 경우 엔진 클러치가 해방된 상태이므로 충전이 이루어지는 경우 자동 변속기에 터번에 과도한 부하가 걸려 급격하게 터빈 회전수가 저하되므로 브레이크 효율이 떨어질 뿐만 아니라 그에 따른 브레이크 충격이 발생된다.

이러한 브레이크 충격 및 브레이크 효율의 저하를 막기 위해, 도 3의 c)에 도시된 바와 같이 변속 요구 시점(T1)에서 발전기(8)의 충전 토오크는 유지되고 도 3의 c)에 도시된 바와 같이 상기 EBS(미도시됨)의 유압 제어를 통해 브레이크 토오크를 보상한다.

그러나 도 3의 b)와 c)에 도시된 바와 같이, 상기 EBS의 유압 제어의 반응 속도로 인해 상기 EBS 유압 제어 지연 시간이 발생하고, 이때 상기 발전기(8)의 충전 토오크의 증가 제어의 통신 지연 시간이 발생하는데 이러한 유압 제어 지연 시간과 통신 지연 시간의 차이가 발생되고, 이러한 시간 차이로 인해 도 3의 d)에 도시된 바와 같이 시점(T1)에서 마찰이 일어나게 되고, 이러한 마찰로 인해 브레이크 충격이 발생하고, 이러한 브레이크 충격으로 인해 승차감이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 브레이크 요구 시 EBS의 유압 제어 시점과 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 일차하기 위해 EBS의 유압 제어 지연 시간과 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 연산하여 미리 저장하고 브레이크 요구 시 상기 EBS의 유압 제어 시점에 동기된 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 시점에서 상기 발전기의 충전 토오크를 제어함으로써, 충전 토오크의 통신 지연 시간 및 EBS의 유압 제어 지연 시간 차이로 인해 발생하는 브레이크 충격과 이 브레이크 충격으로 인한 승차감 저하를 최소로 줄일 수 있는 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

EBS(Elcectronic Braking System), 엔진 제어부 및 엔진, 발전기 제어부 및 발전기, TCU(Transminssion Control Unit), 및 전체적인 동작을 제어하는 IPM(Integrated Powertrain Management)를 포함하는 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치에 있어서,

상기 IPM는

상기 EBS로부터 공급되는 브레이크 요구 신호가 수신될 때 상기 EBS 및 발전기 내부 타이머를 구동하고 상기 EBS 유압 제어 지연 시간, 상기 발전기의 충전 토오크 의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크 제어 지연 시간을 연산하여 미리 저장하고,

상기 EBS의 내부 타이머의 카운팅값이 충전 토오크 제어 지연 시간에 도달되는 경우 상기 충전 토오크를 제어하기 위한 소정의 신호를 발전기로 공급하여 상기의 EBS의 유압 제어 지연 시점과 동기된 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점에서 상기 충전 토오크 제어를 실행하는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간은 상기 유압 제어 지연 시간 및 상기 통신 지연 시간의 차인 것을 특징으로 하고, 상기 충전 토오크 제어 시점은 브레이크 요구 시점, 상기 충전 토오크 제어 지연 시간과 상기 통신 지연 시간의 더한 시점으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,

a) EBS 유압 제어 지연 시간과 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간을 연산하여 저장하는 단계;

b) 브레이크 페달 센서로부터 공급되는 브레이크 요구 신호를 수신되는 경우 상기 EBS 및 발전기의 내부 카운터를 카운팅하는 단계;

c) 상기 b) 단계를 통해 브레이크 요구 신호 수신 후 소정의 제어 신호를 발전기로 제공하여 상기 EBS의 유압 제어를 실행하는 단계; 및

d) 상기 발전기의 내부 카운터의 카운팅값을 수신하여 수신된 내부 카운터의 카운팅값이 상기 발전기의 충전 토오크 제어 지연 시간이 경과되었는 지를 판단하고 판단 결과 카운팅값이 상기 충전 토오크 제어 지연 시간이 경과된 경우 상기 EBS의 유압 제어 시점에 동기되어 충전 토오크 제어를 실행하기 위한 소정의 제어 신호를 발전기로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간은 상기 유압 제어 지연 시간 및 상기 통신 지연 시간의 차인 것을 특징으로 하고, 상기 충전 토오크 제어 시점은 브레이크 요구 시점, 상기 충전 토오크 제어 지연 시간과 상기 통신 지연 시간의 더한 시점으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 브레이크 요구 시 EBS의 유압 제어 시점과 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 일치하기 위해 EBS의 유압 제어 지연 시간과 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점을 연산하여 미리 저장하고 브레이크 요구 시 상기 EBS의 유압 제어 시점에 동기된 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 시점에서 상기 발전기의 충전 토오크를 제어함으로써, 충전 토오크의 통신 지연 시간 및 EBS의 유압 제어 지연 시간 차이로 인해 발생하는 브레이크 충격과 이 브레이크 충격으로 인한 승차감 저하를 최소로 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치의 구성을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 5는 도 4의 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드차의 브레이크 제어 장치의 구성은, 외부로부터 공급되는 브레이크 페달 신호 및 발전기의 충전 토오크를 근거하여 브레이크 모드를 실행하는 IPM(10)와, IPM(10)의 제어 및 상기 브레이크 페달 센서(미도시됨)로부터 공급되는 브레이크 요구 신호에 따라 브레이크 유압을 제어하는 EBS(20)와, 상기 IPM(10)의 제어에 따라 충전 토오크를 제어하는 발전기(30)를 포함한다.

즉, 상기 IPM(10)는 브레이크 요구 시 EBS(20)의 유압 제어 시점(T1)과 상기 발전기(30)의 충전 토오크 제어 시점(T1)을 일치하기 위해 브레이크 요구 시점(Ts), 상기 EBS(20)의 유압 제어 지연 시간(Td), 및 상기 발전기(20)의 통신 지연 시간(Td1)을 기초로 상기 발전기(30)의 충전 토오크 제어 지연 시간(Td2)을 연산하여 미리 저장하고 브레이크 요구 시 상기 EBS(20)의 유압 제어 시점(T1)에 동기된 상기 발전기(30)의 충전 토오크의 제어 시점에서 상기 발전기의 충전 토오크를 제어한다.

상기 충전 토오크 제어 지연 시간(Td2)은 상기 EBS(20)의 유압 제어 지연 시간(Td)과 상기 발전기(20)의 통신 지연 시간(Td1)의 차를 연산하고, 상기 제어 시점(T1)은 상기 충전 토오크 제어 지연 시간(Td2)와 상기 발전기(20)의 통신 지연 시간(Td1)을 가산한 후 가산 값과 상기 브레이크 요구 시점(Ts)를 더한 시점으로 연산된다.

즉, 도 5의 a)에 도시된 EBS(20)의 브레이크 패달 신호는 상기 IPM(10)에 공급되고, 상기 IPM(10)는 도 5의 b)에 도시된 바와 같은 상기 EBS(20) 및 발전기(30)의 각각 내부 타이머를 구동시키기 위한 제어 신호를 발생하며 이 제어 신호는 받은 상기 EBS(20) 및 발전기(30) 각각의 내부 타이머가 구동한다.

이때 상기 IPM(10)는 상기 EBS(20)에 유압 제어를 위한 제어 신호를 전송한다. 도 5의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 EBS(20)의 내부 카운터의 카운팅값이 유압 제어 지연 시간(Td)에 도달되면 실제 유압 제어가 실행된다.

또한, 상기 발전기(30)의 내부 타이머의 카운팅값은 상기 IPM(10)로 제공되고, 도 5의 d)에 도시된 바와 같이, 상기 IPM(10)는 발전기(30)의 내부 카운터의 카운팅값이 충전 토오크 제어 시점(T1)에서 통신 지연 시간(Td1)을 감산한 충전 제어 지연 시점(Td2)에 도달되면 발전기(30)의 충전 토오크 제어를 위한 소정의 신호를 발전기(30)로 제공하고, 이 발전기(30)는 통신 지연 시간(Td1)의 경과 후 충전 토오크가 제어된다.

따라서, 총 브레이크 토오크는 도 5의 e)에 도시된 바와 같이, EBS(20)의 유압 제어 지연 시간(Td)과 상기 발전기(30)의 통신 지연 시간(Td1)의 오차로 인해 발생하는 브레이크 충격이 제거된다.

상기한 구성에 의하면, 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 브레이크 제어 장치의 상기 IPM(10)는, EBS(20)의 유압 제어 시점과 상기 발전기(30)의 충전 토오크의 제어 시점을 동기시키기 위해, 상기 EBS(20)의 유압 제어 지연 시간(Td)과 상기 발전기(30)의 충전 토오크의 통신 지연 시간(Td1) 차를 연산하여 충전 토오크 제어 지연 시간(Td2)을 발생하고, 이 충전 토오크 제어 지연 시간(Td2) 및 통신 지연 시간(Td1) 및 브레이크 요구 시점(Ts)에 따라 상기 발전기(30)의 충전 토오크의 제어 시점(T1)을 연산한다.

또한, 상기 EBS(20)의 브레이크 패달 신호를 근거하여 운전자의 브레이크 요구 신호 수신될 때 IPM(10)는 상기 EBS(20) 및 발전기(30) 각각의 내부 타이머를 구동하기 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호에 따라 상기 EBS(20) 및 발전기(30)의 내부 카운터는 카운팅을 시작한다. 상기 카운팅값은 1msec 단위로 이루어진다.

또한, 상기 IPM(10)는 브레이크 요구 신호가 수신 시 상기 EBS(20)의 유압 제어를 위한 소정의 신호를 발생하여 EBS(20)로 공급한다.

상기 EBS(20)의 내부 타이머의 카운팅값을 수신한 IPM(10)는 수신된 내부 타이머의 카운팅값이 상기 유압 지연 시간(Td)이 경과된 경우 실제 유압 제어가 실행된다.

한편, 상기 발전기(30)의 내부 타이머의 카운팅값을 수신한 IPM(10)는 내부 타이머의 카운팅값이 상기 연산 시간(Td2)가 경과되는 경우 상기 발전기(30)의 충전 토오크를 제어하기 위한 소정의 신호를 출력하고, 이 소정의 신호를 받은 발전기(30)의 통신 지연 시간(Td1) 경과 후 실제 충전 토오크가 제어된다.

따라서, 실제 상기 EBS(20)의 유압 제어 시점(T1)과 상기 발전기(30)의 충전 토오크 제어 시점이 일치하게 되므로, 상기 EBS(20)의 유압 제어 지연 시간(Td)과 발전기(30)의 통신 지연 시간(Td1)의 오차로 인해 발생하는 브레이크 충격을 제거할 수 있다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적 인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차의 출력 신호를 보인 파형도이다.

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도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치의 구성을 보인 도이다.

도 5는 도 4에 도시된 IPM의 출력 신호들을 보인 도이다.

Claims (4)

1. EBS(Elcectronic Braking System), 엔진 제어부 및 엔진, 발전기 제어부 및 발전기, TCU(Transminssion Control Unit), 및 전체적인 동작을 제어하는 IPM(Integrated Powertrain Management)를 포함하는 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치에 있어서,

   상기 IPM는

   상기 EBS로부터 공급되는 브레이크 요구 신호가 수신될 때 상기 EBS 및 발전기 내부 타이머를 구동하고 상기 EBS 유압 제어 지연 시간, 상기 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크 제어 지연 시간을 연산하여 미리 저장하고,

   상기 EBS의 내부 타이머의 카운팅값이 충전 토오크 제어 지연 시간에 도달되는 경우 상기 충전 토오크를 제어하기 위한 소정의 신호를 발전기로 공급하여 상기의 EBS의 유압 제어 지연 시점과 동기된 상기 발전기의 충전 토오크 제어 시점에서 상기 충전 토오크 제어를 실행하되.

   상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간은 상기 유압 제어 지연 시간 및 상기 통신 지연 시간의 차이고, 상기 충전 토오크 제어 시점은 브레이크 요구 시점, 상기 충전 토오크 제어 지연 시간과 상기 통신 지연 시간의 더한 시점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치.
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3. a) EBS 유압 제어 지연 시간과 발전기의 충전 토오크의 통신 지연 시간을 기초로 상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간을 연산하여 저장하는 단계;

   b) 브레이크 페달 센서로부터 공급되는 브레이크 요구 신호를 수신되는 경우 상기 EBS 및 발전기의 내부 카운터를 카운팅하는 단계;

   c) 상기 b) 단계를 통해 브레이크 요구 신호 수신 후 소정의 제어 신호를 발전기로 제공하여 상기 EBS의 유압 제어를 실행하는 단계; 및

   d) 상기 발전기의 내부 카운터의 카운팅값을 수신하여 수신된 내부 카운터의 카운팅값이 상기 발전기의 충전 토오크 제어 지연 시간이 경과되었는 지를 판단하고 판단 결과 카운팅값이 상기 충전 토오크 제어 지연 시간이 경과된 경우 상기 EBS의 유압 제어 시점에 동기되어 충전 토오크 제어를 실행하기 위한 소정의 제어 신호를 발전기로 제공하는 단계를 포함하되,

   상기 발전기의 충전 토오크의 제어 지연 시간은 상기 유압 제어 지연 시간 및 상기 통신 지연 시간의 차이고, 상기 충전 토오크 제어 시점은 브레이크 요구 시점, 상기 충전 토오크 제어 지연 시간과 상기 통신 지연 시간의 더한 시점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 브레이크 제어 방법.
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