KR101392818B1

KR101392818B1 - 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법

Info

Publication number: KR101392818B1
Application number: KR1020090081796A
Authority: KR
Inventors: 박만복
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20110023973A

Abstract

본 발명은 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 미리 유압 제어를 수행함으로써 제동 성능을 개선할 수 있는 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 전기 모터에 의해 발생된 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 하이브리드 제어 유닛에서 미리 정보를 유압 제동 제어 유닛에 전송하여 유압 제동 제어 유닛에서 미리 유압 제어를 수행함으로써 회생 제동력과 유압 제동력의 합인 총 제동력을 일정하게 유지하여 감속도 변화를 발생하지 않고 CBS(기존 유압 제동 시스템; Conventional Brake System)과 유사한 제동 성능을 얻을 수 있다.

Description

회생 제동 시스템의 유압 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING HYDRAULIC OF REGENERATIVE BRAKE SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 미리 유압 제어를 수행함으로써 제동 성능을 개선할 수 있는 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 및 연료전지 차량은 동력원으로 기존 엔진과 전기 모터(구동 모터)를 함께 사용하여 2가지 이상의 제동력을 가지는 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle)으로 차량의 부하와 속도에 따라 엔진 또는 전기 모터의 동력을 선택적으로 사용하고, 남는 에너지는 전기 모터를 사용하여 전기 에너지로 바꿈으로써 높은 연비와 저공해를 달성할 수 있다.

이러한 하이브리드 및 연료전지 차량은 전기 에너지에 의해 동작하는 전기 모터로 차량의 구동륜을 회전시켜서 차량을 운행하게 되는데 이때 전기 모터를 구동하는 전기 에너지를 얼마만큼 효율적으로 이용할 수 있는가 하는 것이 매우 중요한 과제이다. 이를 위해 운전자로부터 감속이나 제동 명령이 발생한 경우 전기 모터가 발전기로 기능하게 하여 발생된 전기 에너지를 축전기에 저장하게 된다. 이렇 게 전기 모터가 발전기로 기능하는 동안에는 차륜에 제동력이 발생하게 되는데 이러한 제동력을 회생 제동력이라 한다. 결과적으로 차륜에 가해지는 제동력은 전기 모터에 의한 회생 제동력과 유압 제어 장치에 의한 유압 제동력의 합이 된다.

따라서, 운전자의 제동 의지를 만족시켜 주기 위해서는 운전자가 요구한 제동력에서 전기 모터에 의해 발전된 양에 해당하는 회생 제동력을 뺀 만큼의 유압 제동력만을 생성시키면 된다.

도 1은 종래 회생 제동 시스템의 제동 패턴을 나타낸 프로파일로, AT 변속기 적용 차량에서 시간의 흐름에 따라 차량의 속도가 감소하는 상황을 나타낸 것이다.

도 1에서, 회생 제동 토크(회생 제동력)는 차량의 속도가 높을수록 작고 차량의 속도가 낮아질수록 커지다가 어느 일정 낮은 속도에서는 갑자기 급격하게 작아지는 특성을 가지고 있다. 따라서 회생 제동 토크(회생 제동력)가 커지는 구간에서는 유압 제동력을 줄여 주어야 하며, 회생 제동 토크(회생 제동력)가 작아지는 구간에서는 유압 제동력을 상승시켜 주어야 한다.

이러한 회생 제동 시스템의 경우, 기본적으로 회생 제동 토크(회생 제동력)가 먼저 정해지고 나머지를 유압 제동력이 만회하는 방식이 대부분이다. 따라서 회생 제동 토크(회생 제동력)가 발생하고 운전자 요구 제동력(마스터 압력 또는 페달 스트로크)에 부족한 제동력을 유압 제동력(휠 압력)이 보충해주고 있다.

그러나, 도 1에서 보듯이 유압 제동력(휠 압력)이 늦게 발생하기 때문에 유압 제동력과 회생 제동력을 합한 총 제동력이 일정하지 못하고 감소했다 증가하는 현상이 나타난다. 이로 인해 감속도에 변화를 주게 되어 제동 성능 불량으로 나타 나게 되는데 이는 응답성이 빠른 전기 모터에 의한 회생 제동 토크 변화에 응답성이 늦은 유압 제동력을 제어하지 못하기 때문이다.

본 발명은 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 미리 유압 제어를 수행하여 회생 제동력과 유압 제동력의 합인 총 제동력을 만족시키고, 감속도 변동을 없애 제동 성능을 개선할 수 있는 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법을 제시하고자 한다.

본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법은 전기 모터에 의한 회생 제동 토크를 발생하고; 상기 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 하이브리드 제어 유닛에서 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 발생하고; 유압 제동 제어 유닛에서 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 받아 미리 유압 제어를 수행하여 상기 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력과 유압 제동력을 합한 총 제동력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 하이브리드 제어 유닛은 상기 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 수 백 msec 이전에 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 유압 제동 제어 유닛은 마스터 압력이나 페달 스트로크를 통해 운전자 요구 제동력을 감지하고, 상기 유압 제어를 통해 상기 운전자 요구 제동력에서 상기 회생 제동력을 뺀 만큼의 상기 유압 제동력을 생성시키는 것을 특징으로 한다.

상기 유압 제동 제어 유닛은 상기 회생 제동 토크가 감소하기 전에 상기 유압 제어를 미리 수행하여 상기 회생 제동 토크 변화에 상기 유압 제동력이 빠른 응답성을 가지고 생성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 하이브리드 제어 유닛에서 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 미리 정보를 유압 제동 제어 유닛에 전송하여 유압 제동 제어 유닛에서 미리 유압 제어를 수행함으로써 회생 제동력과 유압 제동력의 합인 총 제동력을 일정하게 유지하여 감속도 변화를 발생하지 않고 CBS(기존 유압 제동 시스템; Conventional Brake System)과 유사한 제동 성능을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 개념을 나타낸 구성도이다.

도 2에서, 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템은 마스터 압력이나 페달 스트로크(Pedal Stroke)를 통해 운전자 요구 제동력을 감지하고, 운전자 요구 제동력(총 제동력)에서 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력을 뺀 유압 제동력을 생성시키기 위해 유압 제어를 수행하는 유압 제동 제어 유닛(10, ECU)과, 전기 에너지로 차량의 휠(FL, RR, RL, FR)을 회전시키는 전기 모터에 의해 발전된 양에 해당하는 회생 제동 토크를 발생하여 회생 제동을 수행하고 회생 제동 토크를 유압 제동 제어 유닛(10)에 전송하는 하이브리드 제어 유닛(20, HCU)을 포함한다.

유압 제동 제어 유닛(10)과 하이브리드 제어 유닛(20)은 캔 통신을 통하여 정보들을 전송한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 유압 제어 회로도이다.

도 3에서, 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 유압 제어 장치는 브레이크 페달(100)의 조작량 즉, 운전자의 요구 제동량을 감지하는 페달 스트로크 센서(110)와, 브레이크 페달(100)의 조작에 의해 브레이크 유압을 공급하여 브레이크 작동을 일으키는 마스터 실린더(120)와, 운전자의 제동 의지에 따라 변경되는 마스터 실린더(120)의 압력을 감지하는 마스터 압력센서(130)와, 각각의 휠(FL, RR, RL, FR)에 마련되어 휠 실린더(140)에 인가되는 실제 제동 압력을 감지하는 휠 압력센서(150)와, 각각의 휠 실린더(140)의 입구 측과 출구 측에 설치되어 제동 압력을 전달하는 복수의 입구밸브(160) 및 출구밸브(170)와, 복수의 입구밸브(160) 및 출구밸브(170)의 개폐동작을 제어하는 유압 제동 제어 유닛(10)를 포함한다.

유압 제동 제어 유닛(10)은 하이브리드 제어 유닛(20)에서 발생된 회생 제동 토크를 캔 통신을 통하여 수신하고, 페달 스트로크 센서(110)에 의해 감지된 페달 스트로크나 마스터 압력센서(130)에 의해 감지된 마스터 압력을 통해 운전자 요구 제동력을 감지한다. 이후 감지된 운전자 요구 제동력(총 제동력)에서 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력을 뺀 만큼의 유압 제동력을 생성시켜 유압 제어를 수행한다. 이때 유압 제동 제어 유닛(10)은 총 제동력에서 회생 제동력을 뺀 유압 제동력에 기초하여 목표 휠 압력을 산출하고, 목표 휠 압력에 마스터 실린더(120)의 압 력이 일치하도록 마스터 실린더(120)의 압력을 조절한다. 목표 휠 압력은 각각의 휠(FL, RR, RL, FR)에 모두 동일하게 인가할 제동 압력으로 각각의 휠 실린더(140)에 전달되는 유압 제동력을 조절한다.

이하, 상기와 같이 구성된 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법을 나타낸 동작 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 제동 패턴을 나타낸 프로파일이다.

도 4에서, 운전자가 브레이크 페달(100)을 조작하면 전기 모터에 의한 회생 제동 토크 변화에 따라 차량의 속도에 반비례하는 회생 제동 토크가 도 5에 도시한 바와 같이, 발생하고 하이브리드 제어 유닛(20)은 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력으로 차량의 휠(FL, RR, RL, FR)을 제동한다(200).

이때, 브레이크 페달(100) 측에 설치된 페달 스트로크 센서(110)는 브레이크 페달(100)의 행정 거리에 따른 페달 스트로크 값을 도 5에 도시한 바와 같이, 감지하여 유압 제동 제어 유닛(10)에 전송하고, 마스터 실린더(120) 측에 설치된 마스터 압력센서(130)는 브레이크 페달(100)의 작동에 따라 마스터 실린더(120)에서 발생된 유압에 따른 마스터 압력 값을 도 5에 도시한 바와 같이, 감지하여 유압 제동 제어 유닛(10)에 전송한다.

따라서, 유압 제동 제어 유닛(10)은 페달 스트로크 또는 마스터 압력에 따라 운전자가 요구하는 제동력을 감지하여(202), 운전자 요구 제동력(마스터 압력 또는 페달 스트로크)에 부족한 제동력을 유압 제동력으로 만회하기 위해 제어한다.

이를 위해, 하이브리드 제어 유닛(20)은 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 수 백 msec 이전인가를 판단하여(204), 회생 제동 토크 감소 시점 전인 경우 회생 제동 토크의 감속 시점을 알려주는 신호를 도 5에 도시한 바와 같이, 발생하여 유압 제동 제어 유닛(10)에 전송한다(206).

이에 따라, 유압 제동 제어 유닛(10)은 유압 제동력 제어 시에 하이브리드 제어 유닛(20)으로부터 회생 감속 신호를 받아 미리 유압 제어를 수행한다(208).

이와 같이, 유압 제동 제어 유닛(10)에서 회생 제동 토크가 감소하기 백 msec 이전에 미리 유압 제어를 수행함으로써 유압 제동력과 회생 제동력을 합한 총 제동력이 도 5에 도시한 바와 같이, 일정하게 유지됨으로써 감속도 변화가 발생하지 않고 안정화되어 CBS(기존 유압 제동 시스템; Conventional Brake System)와 유사한 제동 성능을 얻을 수 있게 된다(210).
즉, 유압 제동 제어 유닛(10)에서 회생 제동 토크 감속 신호를 받아 미리 유압 제어를 수행하여 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력과 유압 제동력을 합한 총 제동력을 일정하게 유지시키되, 마스터 압력이나 페달 스트로크를 통해 운전자 요구 제동력을 감지하고, 유압 제어를 통해 운전자 요구 제동력에서 회생 제동력을 뺀 만큼의 유압 제동력을 생성시킬 때에, 도 5에 도시한 바와 같이 회생 제동 토크가 감소하기 전에 유압 제어를 미리 수행하여 회생 제동 토크의 감소 변화에 따라 일정 시간 동안 일정 간격으로 공급하는 회생 제동 토크 감속 신호를 통해 빠른 응답성을 갖는 유압 제동력을 생성시키므로, 제동 성능을 향상시킬 수가 있게 된다.

도 1은 종래 회생 제동 시스템의 제동 패턴을 나타낸 프로파일이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법을 나타낸 동작 순서도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 회생 제동 시스템의 제동 패턴을 나타낸 프로파일이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 유압 제동 제어 유닛 20 : 하이브리드 제어 유닛

100 : 브레이크 페달 110 : 페달 스트로크 센서

120 : 마스터 실린더 130 : 마스터 압력센서

140 : 휠 실린더 150 : 휠 압력센서

Claims

전기 모터에 의한 회생 제동 토크를 발생하고;

상기 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 하이브리드 제어 유닛에서 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 발생하고;

유압 제동 제어 유닛에서 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 받아 미리 유압 제어를 수행하여 상기 회생 제동 토크에 해당하는 회생 제동력과 유압 제동력을 합한 총 제동력을 일정하게 유지시키되, 마스터 압력이나 페달 스트로크를 통해 운전자 요구 제동력을 감지하고, 상기 유압 제어를 통해 상기 운전자 요구 제동력에서 상기 회생 제동력을 뺀 만큼의 상기 유압 제동력을 생성시킬 때에, 상기 회생 제동 토크가 감소하기 전에 상기 유압 제어를 미리 수행하여 상기 회생 제동 토크의 감소 변화에 따라 일정 시간 동안 일정 간격으로 공급하는 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 통해 빠른 응답성을 갖는 상기 유압 제동력을 생성시키는 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법.
제1항에 있어서,

상기 하이브리드 제어 유닛은 상기 회생 제동 토크가 감소하는 시점에서 백 msec 이전에 상기 회생 제동 토크 감속 신호를 발생시키는 회생 제동 시스템의 유압 제어 방법.
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