KR101259361B1 - 차량 제동 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하고, 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량의 변화율인 슬립 변화율을 연산하고, 각 휠의 슬립량 및 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나에 대응되는 회생 제동력을 획득하고, 획득된 회생제동력으로 회생 제동을 제어한다.
본 발명은 차량의 제동 시 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생제동력을 제한함으로써 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화할 수 있어 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.

Description

차량 제동 시스템 및 그 제어 방법 {Vehicles braking system and method of controlling the same}
본 발명은 차량 제동 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 제동 안정성을 확보하기 위한 차량 제동 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 내연기관인 엔진과 고전압 배터리의 전기에너지로 구동되는 모터가 장착되어 있고, 이 모터에 의해 주행되는 차세대 환경 차량이다.
하이브리드 차량 및 전기 차량에는 모터에 구동전력을 공급하는 고전압의 배터리가 장착되는데 이 고전압의 배터리는 모터 구동 시 모터에 전기에너지를 공급하고, 회생 제동 시나 엔진 구동 시 모터에 의해 발생된 전기에너지를 충전한다.
좀 더 구체적으로, 모터는 운전자의 감속이나 제동 명령이 있는 경우 발전기의 기능을 수행하여 전기에너지를 발생한다. 이때 배터리는 충전을 수행한다. 이와 같이 모터가 발전기로 작동되는 동안 휠에 제동 토크가 발생되는데 이 제동 토크를 회생 제동력이라 한다.
하이브리드 차량과 전기 차량은 제동 중 운전자가 요구하는 요구 제동력을 확보하기 위하여 차량의 모터를 이용한 회생 제동력과 브레이크 유압을 이용한 유압 제동력을 이용한다. 여기서 유압 제동력은 요구 제동력에서 모터에 의해 발생된 회생 제동력을 제외한 제동력이다.
그리고 하이브리드 차량과 전기 차량은 회생 제동 중 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능(Safety Function)이 작동되면 회생제동을 정지하고 브레이크 유압을 이용한 유압 제동력을 제어함으로써 차량의 제동 안정성을 확보한다.
이때 하이브리드 차량과 전기 차량은 회생제동과 유압제동의 전환구간을 거치게 되며 회생제동이 정지되지 않은 전환구간에서는 잔류한 회생제동력에 의하여 구동 휠의 슬립이 유지 또는 증가됨에 따라 차량의 제동 안정성을 저해하는 문제가 있다.
또한 하이브리드 차량과 전기 차량은 회생제동과 유압제동의 전환구간에서 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능 작동에 의한 브레이크 유압의 급격한 변화는 잔류한 회생제동력의 양에 따라 회생제동이 정지되지 않은 모터에 의도하지 않은 변동량을 제공하여 차량의 제동 안정성을 저해하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생제동력을 제한한 후 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능을 작동시키는 차량 제동 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능 작동영역에서 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생제동과 유압제동의 전환 구간을 최소화하는 차량 제동 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 제동 시스템은, 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 검출부; 차량의 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하고 선택된 휠 슬립량과 기준 슬립량을 비교하고, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는, 회생 제동 제어 중 안전 기능이 수행되면 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
제어부에는, 초과 슬립량별 회생 제동력이 미리 저장된다.
제어부는, 각 휠의 슬립량의 변화율을 연산하고, 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하고 선택된 휠 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교하고, 선택된 휠 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생제동력으로 회생제동을 제어한다.
제어부에는, 초과 슬립 변화율별 회생 제동력이 미리 저장된다.
제어부는, 휠의 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 휠의 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면, 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력과 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 비교하여 더 작은 회생 제동력으로 회생 제동을 제어한다.
다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법은, 차량에 마련된 각 휠의 속도를 검출하고, 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하여 기준 슬립량과 비교하고, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하면, 미리 저장된 초과 슬립량별 회생 제동력에 기초하여 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생제동을 제어한다.
다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법은, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량 이하이면 운전자의 제동 요구에 대응되는 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제어하는 것을 더 포함한다.
다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법은, 차량 제동 제어 방법은 차량의 안전 기능 작동 시 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어하는 것을 더 포함한다.
다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 안전 기능은, ABS 및 ESC 중 어느 하나이다.
다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하는 것은, 최대 휠 슬립량을 선택하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법은, 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하고, 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량의 변화율을 연산하고, 연산된 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하여 기준 슬립 변화율과 비교하고, 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량을 초과하면, 미리 저장된 초과 슬립 변화율별 회생 제동력에 기초하여 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제어한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하는 것은, 최대 휠 슬립 변화율을 선택하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법은, 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하고, 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량의 변화율인 슬립 변화율을 연산하고, 각 휠의 슬립량 및 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나에 대응되는 회생 제동력을 획득하고, 획득된 회생제동력으로 회생 제동을 제어한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 회생 제동력을 획득하는 것은, 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하여 기준 슬립량과 비교하고, 각 휠의 슬립량의 변화율을 연산하고 연산된 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하여 기준 슬립 변화율과 비교하고, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량을 초과하면 초과된 휠 슬립량에 대응되는 회생제동력 및 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 각각 획득하고, 획득된 두 회생제동력을 비교하여 더 작은 회생제동력을 획득하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 회생 제동력을 획득하는 것은, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량 이하이면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량 이하이고 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량을 초과하면 초과된 휠 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량 이하이고 동시에 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량 이하이면 운전자의 요구에 대응되는 목표 회생 제동력을 획득하는 것을 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서, 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하는 것은 최대 휠 슬립량을 선택하고, 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하는 것은 최대 슬립 변화율을 선택하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량 제동 제어 방법에서 회생 제동력을 획득하는 것은, 초과 슬립량별 회생 제동력과, 초과 슬립변화율별 회생 제동력을 미리 저장하고, 미리 저장된 초과 슬립량별 회생 제동력 중 초과된 슬립량에 대응되는 회생 제동력을 획득하고, 미리 저장된 회생 제동력 중 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생 제동력을 획득하는 것을 포함한다.
본 발명은 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생제동력을 제한한 후 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능을 작동시킴으로써 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화할 수 있고 이로 인해 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 순서도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 시스템의 구성도로서, 차량 제동 시스템은 휠 속도 검출부(10), 페달 검출부(20), 제어부(30), 회생제동부(40), 유압제동부(50), ABS 구동부(60), ESC구동부(70), 모터(M), 솔레노이드밸브(SV)를 포함한다.
휠 속도 검출부(10)는 차량의 좌측 전륜의 휠에 설치되어 좌측 전륜(FL)의 속도를 검출하는 FL휠 속도 센서, 우측 전륜의 휠에 설치되어 우측 전륜(FR)의 속도를 검출하는 FR휠 속도 센서, 좌측 후륜의 휠에 설치되어 좌측 후륜(RL)의 속도를 검출하는 RL휠 속도 센서, 우측 후륜의 휠에 설치되어 우측 후륜(RR)의 속도를 검출하는 RR휠 속도 센서를 가지고, 휠 속도 검출부(10)의 각 휠 속도 센서는 검출한 휠의 속도를 제어부(30)에 전송한다.
페달 검출부(20)는 제동 시 운전자에 의해 가압되는 브레이크 페달(Pedal)의 페달 스트로크를 검출하여 제어부(30)에 전송한다.
여기서 페달 검출부는 브레이크 페달에 장착되어 운전자의 제동 의지 및 요구 제동력을 판별할 수 있는 트래블(Travel) 센서도 이용 가능하다.
제어부(30)는 페달 검출부(20)로부터 전달된 검출신호에 기초하여 운전자의 의지에 따른 요구 제동력을 판단하고, 요구 제동력에 대응되는 목표 회생 제동력 및 유압 제동력이 발생되도록 회생제동부(40) 및 유압제동부(50)를 제어한다.
제어부(30)는 제동 시 회생 제동을 수행하면서 모터(M)에 의해 발생될 목표 회생 제동력을 산출하며, 요구 제동력과 목표 회생 제동력을 비교하여 차륜 제동에 추가로 필요한 유압 제동력을 판단한다.
이에 따라 제어부(30)는 부스터로부터 마스터 실린더로 공급되는 브레이크액을 제어하고 유압제동부(50)의 솔레노이드밸브를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 각 휠 실린더에 공급되도록 한다. 이로써 각 차륜의 휠 실린더에 유압 제동력을 발생시켜 차량이 제동되도록 한다.
제어부(30)는 휠 속도 검출부(20)에서 검출된 각 휠 속도에 기초하여 좌우 전륜의 휠 속도를 비교하고, 좌우 후륜의 휠 속도를 비교하여 차량 속도를 연산하고, 연산된 차량 속도와 각 휠 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 각 휠의 슬립량의 변화율(rate)인 슬립 변화율을 연산하고, 각 휠의 슬립량 중 최대 슬립량 및 각 휠의 슬립 변화율 중 최대 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생 제동력을 제한 제어한다.
제어부(30)는 회생 제동 중 ABS 구동부(60) 또는 ESC 구동부(70)의 구동 여부를 판단하고, ABS 구동부(60) 또는 ESC 구동부(70)를 구동해야 하는 경우 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
여기서 차량속도 연산은, 좌우 전륜의 휠 속도 및 좌우 전륜 간의 거리를 기초로 하여 전륜의 요레이트를 산출하고, 좌우 후륜의 휠 속도 및 좌우 후륜 간의 거리를 기초로 하여 후륜의 요레이트를 산출한 후 전륜의 요레이트와 후륜의 요레이트를 기초로 하여 추정하는 것도 가능하다.
아울러 차량 제동 시스템은 차체의 앞뒤가 좌우측 또는 선회할 때 차량의 선회정도를 검출하기 위한 요레이트 검출부(미도시) 및 차량의 종방향 감가속도를 검출하기 위한 가속도 검출부(G센서: 미도시)를 더 포함하는 것이 가능하다.
이에 따라, 제어부(30)는 가속도 검출부로부터 검출된 차량의 가속도를 적분한 속도에 기초하여 차량 속도를 보정하는 것도 가능하다.
또한 제어부(30)는 요레이트 검출부로부터 검출된 차량의 선회정도와 미리 설정된 차량계수를 이용하여 속도의 보정값을 연산한 후 차량이 제동상태인 경우에는 차량 속도에 보정값을 빼서 차량 속도를 보정하고, 차량이 가속상태인 경우에는 차량 속도에 보정값을 더하여 기준속도를 보정하는 것도 가능하다. 이로서, 좀 더 정확한 차량 속도를 추정할 수 있다.
제어부(30)는 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량인 최대 슬립량을 이용하여 회생 제동력 제한 제어 시, 최대 슬립량과 기준 슬립량을 비교하고, 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과하면, 미리 저장된 초과 슬립량별 회생 제동력에 기초하여 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제한하고, 최대 슬립량이 기준 슬립량 이하이면 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제어한다.
즉 제어부(30)에는 초과 슬립량별 회생 제동력이 미리 저장되어 있다.
제어부(30)는 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율인 최대 슬립 변화율을 이용하여 회생 제동력 제한 제어 시, 최대 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교하고, 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과 슬립 변화율별 회생 제동력에 기초하여 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제한하고, 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율 이하이면 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제어한다.
즉 제어부(30)에는 초과 슬립 변화율별 회생 제동력이 미리 저장되어 있다.
제어부(30)는 최대 슬립량 및 최대 슬립 변화율을 이용하여 회생 제동력 제한 제어 시, 최대 슬립량과 기준 슬립량을 비교하고, 최대 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교하고, 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 최대 슬립 변화율 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 또한 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력으로 회생 제동을 획득한 후 슬립량에 대응되는 회생제동력과 슬립 변화율에 대응되는 회생 제동력을 비교하여 최소 값의 회생 제동력으로 회생 제동을 제한한다.
제어부(30)는 회생 제동 중 ABS 구동부(60) 또는 ESC 구동부(70)의 구동 여부를 판단하고, ABS 구동부(60) 또는 ESC 구동부(70)를 구동해야 하는 경우 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
이와 같이 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율 중 적어도 하나를 이용하여 회생제동력을 제한함으로써 ABS 또는 ESC의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화할 수 있고 이로 인해 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.
회생제동부(40)는 각 차륜 측에 마련된 모터(M)를 정/역회전시켜 차량의 구동력 및 회생제동력을 발생시켜 차량의 구동 및 회생 제동을 수행한다.
회생제동부(40)는 제어부(30)의 제어신호에 의해 차량을 주행시키다가 차량을 제동시키게 되면 플레밍의 법칙에 의해 역기전력을 발생하는 모터(M)와, 제어부(30)의 제어신호에 따라 모터(M)에 동력을 공급하는 배터리(미도시)를 가진다.
즉, 회생제동부(40)는 제어부(30)의 제어신호에 대응하는 모터(M)의 회전력으로 에너지 재생 작동을 함과 동시에 회전저항을 발생시켜 회생제동을 수행한다.
여기서, 회생제동이라 함은 차량의 제동 시 직진하려는 차량의 관성력을 모터(M)로 흡수시키면서 제동시키는 것이며, 모터(M)는 특성상 역기전력이 발생되고 이때 발생된 에너지는 배터리에 저장된다.
유압제동부(50)는 제어부(30)의 지시에 따라 마스터 실린더에서 각 차륜의 휠실린더로 공급되는 유압을 조절하는 솔레노이드 밸브(SV)를 구동시킨다.
좀 더 구체적으로 유압제동부(50)는 운전자에 의해 가압 또는 가압 해제되어 차량의 제동을 지시하는 브레이크 페달(Pedal)과, 브레이크 페달의 답력을 배력시키는 부스터와, 부스터의 배력에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더와, 마스터 실린더와 유압라인을 통해 연결되고 브레이크액을 저장하는 리저버와, 각 차륜에 설치되고 유압라인을 통해 마스터 실린더로부터 공급되는 유압 작용력을 기계적 힘으로 변환하는 휠 실린더와, 리저버의 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더 측으로 공급하는 유압펌프와, 유압펌프에 의해 펌핑된 브레이크액을 임시 저장하는 저압 어큐뮬레이터와, 마스터 실린더로부터 공급된 브레이크액을 휠 실린더로 공급 또는 리저버로 복귀시키는 복수의 솔레노이드밸브를 포함한다.
여기서 솔레노이드 밸브(SV)는, 마스터실린더와 차륜 측 휠실린더 사이에 배치되며 평상 시 개방되는 노말오픈형(Normal-Opened, NO) 솔레노이드밸브와, 마스터실린더와 노말오픈형 솔레노이드밸브를 연결하는 차륜측 유압라인과 연통되게 마련되며 평상시 폐쇄되는 노말클로즈형(Normal-Closed, NC) 솔레노이드밸브를 포함한다.
유압제동부(50)는 휠 실린더의 유압 제동력 증가 시, 제어부(30)의 명령에 따라 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브를 개방시키고 유압펌프를 구동시켜 저압 어큐뮬레이터의 브레이크액을 노멀 오픈 솔레노이드 밸브를 통해 휠 실린더로 공급하여 휠 실린더의 압력을 증가시킨다.
유압제동부(50)는 휠 실린더의 유압 제동력 감소 시, 제어부(30)의 명령에 따라 유압펌프를 정지시키고 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브를 개방시켜 휠 실린더의 브레이크액을 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브를 통해 리저버(R)로 귀환되도록 함으로써 휠 실린더 내의 압력을 감소시킨다.
유압제동부(50)는 감압 및 증압을 통하여 휠 실린더에 적정 압력이 작용하면 제어부(30)의 명령에 따라 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브 및 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브를 닫아 휠 실린더의 압력을 유지시킨다.
ABS(ABS: Anti-lock Brake System) 구동부(60)는 미끄러운 노면에서의 슬립에 의한 브레이크의 잠김을 방지하고 제동 중 운전자에 의한 조향이 가능하도록 하는 것으로, 제어부(30)의 지시에 따라 차륜의 슬립 변화율이 일정 슬립 변화율이 되도록 각 차륜(FR, FL, RR, RL)의 브레이크 유압을 선택적으로 증압 혹은 감압한다.
ESC(Electronic Stability Control) 구동부(70)는 가속 시나 제동 시 또는 코너링시의 극도의 불안정한 상황에서 차량의 미끄러짐이 발생하면 제어부(30)의 지시에 따라 전후좌우 차륜 중 제동이 필요한 차륜 측 솔레노이드밸브(SV)를 선택적으로 작동시켜, 조향기어로 작용하는 유압 배력을 차속에 비례하여 가변시킴으로써 고속 및 저속에서 운전자의 조종 안정성을 실현하여 차량의 자세를 안정적으로 잡아주고 운전자의 실수까지도 보정해준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제동 시스템의 제동 제어 순서도이다.
차량 제동 시스템은 브레이크 페달 가압에 따른 운전자의 제동 의지가 검출되면 페달 검출부(20)로부터 전달된 페달 스트로크에 기초하여 운전자의 제동 의지에 따른 요구 제동력을 판단한다.
차량 제동 시스템은 차량의 제동 시 회생 제동을 수행하면서 모터(M)에 의해 발생되는 목표 회생 제동력을 산출한다. 이때, 모터(M)의 회전속도, 배터리(미도시)의 충전상태, 차량 상태 중 적어도 하나를 기초로 하여 목표 회생 제동력을 산출한다.
다음 차량 제동 시스템은 산출된 목표 회생제동력을 기초로 하여 요구 제동력에 맞출 수 있는 유압 제동력을 산출한다. 즉, 요구 제동력과 목표 회생 제동력을 비교하여 차륜 제동에 추가로 필요한 유압 제동력을 산출한다.
차량 제동 시스템은 휠 속도 검출부(20)를 통해 각 휠 속도를 검출(101)한다.
다음 검출된 각 휠 속도에 기초하여 좌우 전륜의 휠 속도를 비교하고, 좌우 후륜의 휠 속도를 비교하여 차량 속도를 연산(102)한다.
다음 차량 제동 시스템은 연산된 차량 속도와 각 휠 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산(103)하고, 각 휠의 슬립량 중 최대 슬립량을 선택한다.
다음 차량 제동 시스템은 최대 슬립량과 기준 슬립량을 비교(103)하고, 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과하면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제한 제어(105)한다. 여기서 초과 슬립량별 회생 제동력은 미리 저장되어 있다.
반면 최대 슬립량이 기준 슬립량 이하이면 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제어(106)한다.
차량 제동 시스템은 회생 제동 중 각 휠의 슬립 변화율에 기초하여 ABS 구동부(60) 및 ESC 구동부(70)의 구동 여부를 판단하고, ABS 또는 ESC를 구동해야 한다고 판단되면 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
이때 차량 제동 시스템은 부스터로부터 마스터 실린더로 공급되는 브레이크액을 제어하고 유압제동부(50)의 솔레노이드밸브(SV)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 각 휠 실린더에 공급되도록 한다.
이로써 각 차륜의 휠 실린더에 유압 제동력을 발생시켜 차량을 제동시킴으로써 ABS 또는 ESC가 작동되도록 한다.
이와 같이 각 휠의 슬립량을 이용하여 회생제동력을 제한하여 ABS 또는 ESC의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화함으로써 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제동 순서도이다.
차량 제동 시스템은 브레이크 페달 가압에 따른 운전자의 제동 의지가 검출되면 페달 검출부(20)로부터 전달된 페달 스트로크에 기초하여 운전자의 제동 의지에 따른 요구 제동력을 판단한다.
차량 제동 시스템은 차량의 제동 시 회생 제동을 수행하면서 모터(M)에 의해 발생되는 목표 회생 제동력을 산출한다. 이때, 모터(M)의 회전속도, 배터리(미도시)의 충전상태, 차량 상태 중 적어도 하나를 기초로 하여 목표 회생 제동력을 산출한다.
다음 차량 제동 시스템은 산출된 목표 회생제동력을 기초로 하여 요구 제동력에 맞출 수 있는 유압 제동력을 산출한다. 즉, 요구 제동력과 목표 회생 제동력을 비교하여 차륜 제동에 추가로 필요한 유압 제동력을 산출한다.
차량 제동 시스템은 휠 속도 검출부(20)를 통해 각 휠 속도를 검출(201)한다.
다음 검출된 각 휠 속도에 기초하여 좌우 전륜의 휠 속도를 비교하고, 좌우 후륜의 휠 속도를 비교하여 차량 속도를 연산(202)한다.
다음 차량 제동 시스템은 연산된 차량 속도와 각 휠 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산(203)하고, 시간의 변화에 따른 각 휠의 슬립량 변화율(즉 슬립 변화율)을 연산(204)하고, 각 휠의 슬립 변화율 중 최대 슬립 변화율을 선택한다.
다음 차량 제동 시스템은 최대 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교(205)하고, 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제한 제어(206)한다. 여기서 초과 슬립 변화율별 회생 제동력은 미리 설정되어 있다.
반면 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율 이하이면 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제어(207)한다.
차량 제동 시스템은 회생 제동 중 각 휠의 슬립 변화율에 기초하여 ABS 구동부(60) 및 ESC 구동부(70)의 구동 여부를 판단하고, ABS 또는 ESC를 구동해야 한다고 판단되면 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
이때 차량 제동 시스템은 부스터로부터 마스터 실린더로 공급되는 브레이크액을 제어하고 유압제동부(50)의 솔레노이드밸브(SV)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 각 휠 실린더에 공급되도록 한다.
이로써 각 차륜의 휠 실린더에 유압 제동력을 발생시켜 차량을 제동시킴으로써 ABS 또는 ESC 등의 안전 기능이 작동되도록 한다.
이와 같이 각 휠의 슬립 변화율을 이용하여 회생제동력을 제한하여 ABS 또는 ESC의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화함으로써 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 순서도이다.
차량 제동 시스템은 브레이크 페달 가압에 따른 운전자의 제동 의지가 검출되면 페달 검출부(20)로부터 전달된 페달 스트로크에 기초하여 운전자의 제동 의지에 따른 요구 제동력을 판단한다.
차량 제동 시스템은 차량의 제동 시 회생 제동을 수행하면서 모터(M)에 의해 발생되는 목표 회생 제동력을 산출한다. 이때, 모터(M)의 회전속도, 배터리(미도시)의 충전상태, 차량 상태 중 적어도 하나를 기초로 하여 목표 회생 제동력을 산출한다.
다음 차량 제동 시스템은 산출된 목표 회생제동력을 기초로 하여 요구 제동력에 맞출 수 있는 유압 제동력을 산출한다. 즉, 요구 제동력과 목표 회생 제동력을 비교하여 차륜 제동에 추가로 필요한 유압 제동력을 산출한다.
차량 제동 시스템은 휠 속도 검출부(20)를 통해 각 휠 속도를 검출(301)한다.
다음 검출된 각 휠 속도에 기초하여 좌우 전륜의 휠 속도를 비교하고, 좌우 후륜의 휠 속도를 비교하여 차량 속도를 연산(302)한다.
다음 차량 제동 시스템은 연산된 차량 속도와 각 휠 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산(303)하고, 시간의 변화에 따른 각 휠의 슬립량 변화율(즉 슬립 변화율)을 연산(304)한다.
다음 차량 제동 시스템은 각 휠의 슬립량 중 최대 슬립량을 선택하고, 각 휠의 슬립 변화율 중 최대 슬립 변화율을 선택(305)한다.
다음 차량 제동 시스템은 최대 슬립량과 기준 슬립량을 비교하고, 최대 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교한다.
다음 차량 제동 시스템은 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과(A)하고 동시에 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과(B)하는지 판단(306)한다.
다음 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하는지 판단(307)한다.
이때 최대 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 최대 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 또한 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득(308)한다.
여기서 초과 슬립량별 회생제동력 및 초과 슬립 변화율별 회생 제동력은 미리 설정되어 있다.
다음 차량 제동 시스템은 슬립량에 대응하는 회생제동력과 슬립 변화율에 대응하는 회생 제동력을 비교하고, 이때 더 작은 회생제동력으로 회생 제동을 제한 제어(309)한다.
만약, 최대 슬립량 및 최대 슬립 변화율 중 어느 하나만이 기준값(기준 슬립량 및 최대 슬립량)을 초과하는 경우 초과한 값에 대응하는 회생제동력으로 회생 제동을 제한 제어한다.
좀 더 구체적으로, 최대 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하는지 판단(310)한다. 즉 최대 슬립량은 기준 슬립량을 초과하고 최대 슬립 변화율은 기준 슬립 변화율 이하이면 차량 제동 시스템은 초과하는 최대 슬립량에 대응하는 회생제동력으로 회생 제동을 제한 제어(311)한다.
다음 최대 휠 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하는지 판단(312)한다. 즉 최대 슬립량은 기준 슬립량 이하이고 최대 슬립 변화율은 기준 슬립 변화율을 초과하면 차량 제동 시스템은 초과하는 최대 슬립 변화율에 대응하는 회생제동력으로 회생 제동을 제한 제어(303)한다.
만약, 최대 슬립량도 기준 슬립량 이하이고 최대 슬립 변화율도 기준 슬립 변화율 이하이면 차량 제동 시스템은 목표 회생 제동력으로 회생 제동을 제한 제어(314)한다.
차량 제동 시스템은 회생 제동 중 각 휠의 슬립 변화율에 기초하여 ABS 구동부(60) 및 ESC 구동부(70)의 구동 여부를 판단하고, ABS 또는 ESC를 구동해야 한다고 판단되면 회생 제동을 정지 제어하고 유압 제동을 제어한다.
차량 제동 시스템은 유압 제동 시 부스터로부터 마스터 실린더로 공급되는 브레이크액을 제어하고 유압제동부(50)의 솔레노이드밸브(SV)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 각 휠 실린더에 공급되도록 한다. 이로써 각 차륜의 휠 실린더에 유압 제동력을 발생시켜 차량을 제동시킴으로써 ABS 또는 ESC가 작동되도록 한다.
이와 같이 각 휠의 슬립량 및 슬립 변화율을 이용하여 회생제동력을 제한하여 ABS 또는 ESC의 안전 기능 작동 영역에서의 회생제동과 유압제동의 전환구간을 최소화함으로써 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있다.
10: 페달 검출부 20: 휠 속도 검출부
30: 제어부 40: 회생제동부
50: 유압제동부 60: ABS 구동부
70: ESC 구동부

Claims (18)

  1. 삭제
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  4. 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 검출부;
    상기 차량의 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고, 상기 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고, 상기 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하고 선택된 휠 슬립량과 기준 슬립량을 비교하고, 상기 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하면 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 상기 획득된 회생 제동력으로 회생 제동을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 각 휠의 슬립량의 변화율을 연산하고, 상기 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하고 선택된 휠 슬립 변화율과 기준 슬립 변화율을 비교하고, 상기 선택된 휠 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하면 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고, 상기 획득된 회생제동력으로 회생제동을 제어하는 차량 제동 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부에는,
    초과 슬립 변화율별 회생 제동력이 미리 저장된 차량 제동 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 휠의 슬립량이 상기 기준 슬립량을 초과하고 동시에 상기 휠의 슬립 변화율이 상기 기준 슬립 변화율을 초과하면, 상기 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력과 상기 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 비교하여 더 작은 회생 제동력으로 회생 제동을 제어하는 차량 제동 시스템.
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  15. 차량에 마련된 각 차륜의 휠 속도를 검출하고,
    상기 각 휠의 속도에 기초하여 차량 속도를 연산하고,
    상기 차량 속도와 각 휠의 속도를 비교하여 각 휠의 슬립량을 연산하고,
    상기 각 휠의 슬립량의 변화율인 슬립 변화율을 연산하고,
    상기 각 휠의 슬립량 및 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나에 대응되는 회생 제동력을 획득하되, 상기 각 휠의 슬립량 중 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하여 기준 슬립량과 비교하고, 상기 각 휠의 슬립량의 변화율을 연산하고 연산된 각 휠의 슬립 변화율 중 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하여 기준 슬립 변화율과 비교하고, 상기 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 동시에 상기 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량을 초과하면 상기 초과된 휠 슬립량에 대응되는 회생제동력 및 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 각각 획득하고, 상기 획득된 두 회생제동력을 비교하여 더 작은 회생제동력을 획득하고,
    상기 획득된 회생제동력으로 회생 제동을 제어하는 차량 제동 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 회생 제동력을 획득하는 것은,
    상기 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량을 초과하고 상기 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량 이하이면 상기 초과된 슬립량에 대응되는 회생제동력을 획득하고,
    상기 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량 이하이고 상기 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량을 초과하면 상기 초과된 휠 슬립 변화율에 대응되는 회생제동력을 획득하고,
    상기 선택된 휠 슬립량이 기준 슬립량 이하이고 동시에 상기 선택된 휠 슬립 변화량이 기준 슬립 변화량 이하이면 운전자의 요구에 대응되는 목표 회생 제동력을 획득하는 것을 더 포함하는 차량 제동 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 휠 슬립량을 선택하는 것은 최대 휠 슬립량을 선택하고,
    상기 어느 하나의 휠 슬립 변화율을 선택하는 것은 최대 슬립 변화율을 선택하는 것을 포함하는 차량 제동 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 회생 제동력을 획득하는 것은,
    초과 슬립량별 회생 제동력과, 초과 슬립변화율별 회생 제동력을 미리 저장하고,
    상기 미리 저장된 초과 슬립량별 회생 제동력 중 상기 초과된 슬립량에 대응되는 회생 제동력을 획득하고,
    상기 미리 저장된 초과 슬립 변화율별 회생 제동력 중 상기 초과된 슬립 변화율에 대응되는 회생 제동력을 획득하는 것을 포함하는 차량 제동 제어 방법.
KR1020110035481A 2011-04-18 2011-04-18 차량 제동 시스템 및 그 제어 방법 KR101259361B1 (ko)

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