KR101454249B1 - 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 그 회생 제동에 의해 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있는 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치는, 차량의 속도를 검출하는 속도 검출부와; 상기 차량의 가속 페달이 오프될 때 상기 차량 속도를 근거로 상기 차량의 가속도를 검출하고, 상기 차량의 가속도에 따라 상기 차량의 회생 제동량을 결정하는 회생 제동량 결정부와; 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량을 회생 제동하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량의 회생 제동 장치 및 그 방법{REGENERATIVE BRAKE APPARATUS FOR VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 명세서는 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 모터를 동력원으로 사용하여, 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있다. 상기 하이브리드 차량은 엔진, 모터, 변속기가 일렬로 배치될 수 있다. 상기 하이브리드 차량은 엔진과 모터 사이에 구동력 전달 및 차단을 위한 클러치가 장착될 수 있다. 상기 하이브리드 차량은 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드로 주행할 수 있다. 또한 하이브리드 차량은 엔진의 회전력과 모터의 회전력을 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 주행할 수 있다. 그리고 하이브리드 차량은 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 차량의 제동 및 관성 에너지를 상기 모터에서 발전을 통하여 회수하여 배터리에 충전하는 회생 제동(RB: Regenerative Braking)모드로 주행할 수 있다. 즉, 이러한 하이브리드 차량은 별도의 보조 브레이크 없이 모터가 제동시 주 브레이크 패드에 의해 손실되는 에너지 중 일부를 회생 제동을 통해 배터리를 충전하는 보조 브레이크로 동작한다. 종래 기술에 따른 회생 제동 장치에 대한 설명은 한국 특허 출원번호 10-2010-0042471에 개시되어 있다.
본 명세서는 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 그 회생 제동에 의해 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있는 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치는, 차량의 속도를 검출하는 속도 검출부와; 상기 차량의 가속 페달이 오프될 때 상기 차량 속도를 근거로 상기 차량의 가속도를 검출하고, 상기 차량의 가속도에 따라 상기 차량의 회생 제동량을 결정하는 회생 제동량 결정부와; 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량을 회생 제동하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 회생 제동량 결정부는, 상기 차량의 가속도가 제로가 되도록 상기 제어부에 연결된 발전기의 전력 생산량을 제어하는 값을 상기 회생 제동량으로서 결정할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 회생 제동량을 근거로 상기 발전기의 전력 생산량을 제어함으로써 상기 차량의 차축과 상기 발전기 사이에 연결된 감속기 또는 변속기에 의해 상기 발전기에 인가되는 회전 토크를 제어할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 회생 제동량 결정부는, 상기 차량의 가속도가 증가함에 따라 상기 발전기의 전력 생산량을 증가시키기 위한 값을 상기 회생 제동량으로서 결정할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량의 발전기를 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동하고, 상기 발전기에 의해 발전된 전기 에너지는 배터리에 충전될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 발전기와 상기 차량의 바퀴 사이에 연결된 변속기를 더 포함하며, 상기 회생 제동량 결정부는, 상기 차량의 브레이크 페달의 밟는 양에 대응되는 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도를 근거로 상기 회생 제동량을 결정하고, 상기 결정된 회생 제동량을 상기 변속기에 인가할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 회생 제동량 결정부는, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 감소하면 제1 미리설정된 회전수 및 토크를 상기 회생 제동량으로서 결정하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 증가하면 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 상기 회생 제동량으로서 결정하며, 여기서, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 및 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크는 서로 다를 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 회생 제동량 결정부는, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 또는 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 발전기의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변환하고, 상기 변환된 회전수 및 토크를 상기 제어부에 상기 회생 제동량으로서 인가할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 차량의 회생 제동 방법은, 차량의 속도를 검출하는 단계와; 상기 차량의 가속 페달이 오프될 때 상기 차량 속도를 근거로 상기 차량의 가속도를 검출하는 단계와; 상기 차량의 가속도에 따라 상기 차량의 회생 제동량을 결정하는 단계와; 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량의 발전기를 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법은, 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 그 회생 제동에 의해 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 전기 자동차를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 하이브리드 전기 자동차의 구성을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7은 발전기의 토크 및 회전수(RPM)의 특성을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하에서는, 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 회생 에너지의 양을 증가시킬 수 있는 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법의 실시예들을 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 전기 자동차를 개략적으로 나타낸 도이다. 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법은 엔진을 사용하는 일반 자동차뿐만 아니라 순수 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차에도 적용될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전기 자동차(1)는 모터에 전원을 공급하는 배터리(2)를 포함한다. 예를 들면, 하이브리드 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicles)는 필요 전력을 공급받기 위해 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다. 상기 배터리 팩에 포함되어 있는 다수개의 배터리 셀은 안전성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해줄 필요가 있다. 배터리 제어 장치는 배터리 팩의 배터리들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있게 한다. 반면, 다수개의 배터리 셀들은 내부 임피던스의 변화 등의 여러 요인에 의해 평형 상태를 안정적으로 유지하기가 어려워 배터리 관리 시스템에서는 다수의 배터리 셀들의 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다. 예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀들의 자기 방전률의 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 팩 내의 배터리 셀들간의 잔존용량(State Of Charge, 이하 SOC라 함)의 차이가 발생하게 된다. 이러한 배터리 셀들간의 용량 불균형(imbalance)을 극복하기 위해 배터리 셀들마다 충전(boost) 및/또는 방전(buck)을 해주기 위해 별도의 회로를 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 하이브리드 전기 자동차의 구성을 나타낸 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하이브리드 전기자동차는, 동력원으로서 엔진(101)과 모터/발전기 유닛(motor/generator unit: 이하, "M/G 유닛"이라 약칭함)(102)을 포함한다. 동력원에 의하여 구동되는 구동륜(driven wheel)은 전륜구동 차량(front-wheel drive vehicle)에서는 전륜(front-wheel), 그리고 후륜구동 차량(rear-wheel drive vehicle)에서는 후륜(rear-wheel)이다. 다만, 이하에서는 전륜구동 차량에 관하여 설명한다. 후륜구동 차량에 관한 실시예는 전륜구동 차량에 관한 이하의 설명으로부터 자명하다.
상기 M/G 유닛(102)은 구동상태에 따라 모터로 또는 발전기로 선택적으로 기능하는 장치로서, 당업자에게 자명하다. 따라서, 이하의 설명에서는 이해의 편의상 M/G 유닛(102)을 모터 혹은 발전기와 같은 명칭으로 사용할 수있으나, 모두 동일한 구성요소를 지칭하는 것이다. 상기 전기자동차의 엔진(101)과 모터(102)는 직렬로 변속기(transmission)에 연결된다.
상기 M/G 유닛(102)은 모터 제어부(motor control unit: MCU)(103)의 제어에 따라 인버터(inverter)(104)의 신호에 의해 구동된다.
상기 인버터(104)는 MCU(103)의 제어에 의하여, 배터리(105)에 저장된 전기에너지를 이용하여 상기 M/G 유닛(102)을 동력원으로서 구동하고, 상기 M/G 유닛(102)을 발전기로 구동하는 경우에 M/G 유닛(102)에서 발전된 전기에너지를 배터리(105)에 충전한다.
상기 엔진(101)과 M/G 유닛(102)의 동력은 클러치(106)를 통해 변속기(T/M)(107)로 전달되며, 최종 감속 기어(final drive gear, F/R)(108)를 통해 전륜(109)으로 전달된다. 후륜(110)은 엔진(101)과 M/G 유닛(102)에 의해 구동되지 않는 비구동륜이다.
상기 전륜(109)과 후륜(110) 각각에는 각 바퀴의 회전속도를 저감시키기 위한 휠 브레이크 장치(wheel brake apparatus)(물리 브레이크)(111)가 개재된다. 그리고 각 휠 브레이크 장치(물리 브레이크)(111)를 구동할 수 있도록, 브레이크 페달(112) 및 브레이크 페달(112)의 조작에 따라 생성된 유압을 기초로 각 휠 브레이크 장치(111)를 유압 제동하는 유압제어 시스템(hydraulic control system)(113)을 포함한다. 상기 전기 자동차는 상기 유압제어 시스템(113)을 제어하고 유압제어 시스템(113)으로부터 브레이크 제어 상태를 수신하는 브레이크 제어 유닛(brake control unit: BCU)(114)을 포함한다.
상기 BCU(114)는 운전자의 브레이크 페달(112) 조작 시에, 유압 제어 시스템(113)에서 발생되는 유압을 검출한다. 상기 BCU(114)는 이를 기초로 구동륜(예를 들면, 전륜(109))에 인가될 제동력과 이 중 유압에 의해 제동될 유압 제동력 및 회생제동에 의해 제동될 회생 제동량(제동력)을 산출할 수 있다. 이에 따라 상기 BCU(114)는 산출된 유압 제동력을 유압제어 시스템(113)의 제어를 통해 전륜(109)의 휠 브레이크 장치(111)에 공급한다.
상기 전기자동차는 BCU(114) 및 MCU(103)와 통신(communication)하여 이들을 제어함으로써 최대 속도 제한방법을 수행하는 전기자동차를 구현하는 전기자동차 전자 제어 유닛(hybrid electric vehicle electronic control unit: HEV-ECU)(115)을 포함한다.
상기 BCU(114)에서 산출된 회생 제동량(제동력)은 상기 HEV-ECU(115)로 전달될 수 있고, 이에 따라 HEV-ECU(115)는 수신한 회생 제동량(제동력)을 기초로 MCU(103)를 제어한다. 따라서 MCU(103)는 HEV-ECU(115)로부터 지정된 회생 제동량(제동력)이 구현되도록 M/G 유닛(102)을 발전기로서 구동한다. 이때, 상기 M/G 유닛(102)에 의해 발전된 전기에너지는 배터리(105)에 저장된다.
상기 전기 자동차는 차량 속도를 검출하는 차속 검출기(116)를 더 구성한다.
상기 HEV-ECU(115)는 차속 검출기(116)에서 검출된 차량 속도를 BCU(114) 및 MCU(103)의 제어를 위한 데이터로 활용한다.
또한, 상기 전기 자동차는 상기 배터리(105)의 전압(또는 전압 및 전류)을 검출하는 배터리 전압(또는 전압 및 전류) 검출부(117)를 포함한다. 상기 배터리 전압 검출부(117)는 배터리(105)의 현재 전압을 검출하고, 검출된 현재 전압과 미리 설정된 기준 전압의 편차에 따라 상기 HEV-ECU(115)가 전기자동차의 최대 속도를 제한할 수 있도록 결과 데이터를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기(200)의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기(200)의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 텔레매틱스 단말기(200)는 텔레매틱스 단말기(200)를 전체적으로 제어하는 제어부(예를 들면, 중앙 처리 장치, CPU)(212)와, 각종 정보를 저장하는 메모리(213)와, 각종 키 신호를 제어하는 키 제어부(211)와, LCD(liquid crystal display)를 제어하는 LCD 제어부(214)를 내장한 메인 보드(210)로 구성된다.
상기 메모리(213)는 길 안내 정보를 디지털 지도상에 표시하기 위한 지도 정보(지도 데이터)를 저장한다. 또한, 상기 메모리(213)는 차량이 현재 주행하는 도로 상황에 따른 교통 정보를 입력할 수 있도록 하는 교통 정보 수집 제어 알고리즘 및 상기 알고리즘의 제어를 위한 정보를 저장한다.
상기 메인 보드(210)는 고유의 기기번호가 부여되어 차량에 내장된 이동 통신 단말기인 CDMA(code division multiple access) 모듈(206), 차량의 위치 안내, 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 추적 등을 위한 GPS 신호를 수신하거나 사용자에 의해서 수집된 교통정보를 GPS(Global Positioning System) 신호로 송신하는 GPS 모듈(207), CD(compact disk)에 기록된 신호를 재생하기 위한 CD 데크(CD Deck)(208), 자이로 센서(gyro sensor)(209) 등으로 구성된다. 상기 CDMA 모듈(206), GPS 모듈(207)은 안테나(204, 205)를 통해서 신호를 송신/수신한다.
또한, 방송 수신 모듈(222)은 상기 메인 보드(210)에 연결되고, 안테나(223)를 통해서 방송 신호를 수신한다. 상기 메인보드(210)에는 인터페이스 보드(203)를 통해서 상기 LCD 제어부(214)의 제어를 받는 표시부(LCD)(201)와, 키 제어부(211)의 제어를 받는 프론트 보드(202)와 차량의 내부 및/또는 외부를 촬영하는 카메라(227)가 연결된다. 상기 표시부(201)는, 각종 비디오 신호, 문자 신호를 표시하고, 상기 프론트 보드(202)는 각종 키 신호 입력을 위한 버튼을 구비하고, 사용자 선택이 이루어진 버튼에 해당하는 키 신호를 메인 보드(210)에 제공한다. 또한, 상기 표시부(201)는 도2의 근접 센서 및 터치 센서(터치 스크린)을 포함한다.
상기 프론트 보드(202)는 교통정보를 직접 입력하기 위한 메뉴 키를 구비하며, 상기 메뉴 키는 키 제어부(211)의 제어를 받도록 구성될 수 있다.
상기 오디오 보드(217)는 상기 메인 보드(210)와 연결되고, 각종 오디오 신호를 처리한다. 상기 오디오 보드(217)는 오디오 보드(217)의 제어를 위한 마이크로컴퓨터(219), 라디오 신호를 수신하는 튜너(218), 상기 마이크로컴퓨터(219)에 전원을 공급하는 전원부(216), 각종 음성 신호를 처리하는 신호 처리부(215)로 구성된다.
또한, 상기 오디오 보드(217)는 라디오 신호를 수신하기 위한 라디오 안테나(220)와, 오디오 테이프를 재생하기 위한 테이프 데크(221)로 구성된다. 상기 오디오 보드(217)는 상기 오디오 보드(217)에서 신호 처리된 음성 신호를 출력하기 위한 음성 출력부(예를 들면, 앰프)(226)를 더 구성할 수도 있다.
상기 음성 출력부(앰프)(226)는 차량 인터페이스(224)에 연결된다. 즉, 상기 오디오 보드(217)와 메인 보드(210)는 상기 차량 인터페이스(224)에 연결된다. 상기 차량 인터페이스(224)는 음성 신호를 입력하는 핸즈프리(225a), 탑승자 안전을 위한 에어백(225b), 차량의 속도를 검출하기 위한 속도 센서(225c) 등이 연결될 수도 있다. 상기 속도 센서(225c)는 차량 속도를 산출하고, 그 산출된 차량 속도 정보를 상기 중앙 처리 장치(212)에 제공한다.
상기 텔레매틱스 단말기(200)에 적용된 내비게이션 세션(300)은, 지도 데이터 및 차량 현재 위치 정보를 근거로 길 안내 정보를 발생하고, 그 발생된 길 안내 정보를 사용자에게 통지한다.
상기 표시부(201)는 근접 센서를 통해 표시창 내에서 근접 터치를 감지한다. 예를 들면, 상기 표시부(201)는 포인터(예를 들면, 손가락 또는 스타일러스 팬(stylus pen))가 근접 터치될 때 그 근접 터치의 위치를 검출하고, 그 검출된 위치에 대응하는 위치 정보를 상기 제어부(212)에 출력한다.
음성 인식 장치(또는 음성 인식 모듈)(301)는 사용자에 의해 발성된 음성을 인식하고, 그 인식된 음성 신호에 따라 해당 기능을 수행한다.
상기 텔레매틱스 단말기(200)에 적용된 내비게이션 세션(session)(300)은, 지도 데이터 상에 주행 경로를 표시하고, 상기 이동 통신 단말기(100)의 위치가 상기 주행 경로에 포함된 사각지대로부터 미리설정된 거리 이내일 때 무선 통신(예를 들면,근거리 무선 통신망)을 통해 주변 차량에 장착된 단말기(예를 들면, 차량 내비게이션 장치) 및/또는 주변 보행자가 휴대하고 있는 이동 통신 단말기와 자동으로 무선 네트워크를 형성함으로써 상기 주변 차량에 장착된 단말기로부터 그 주변 차량의 위치 정보를 수신하고, 주변 보행자가 휴대하고 있는 이동 통신 단말기로부터 상기 주변 보행자의 위치 정보를 수신한다.
이하에서는, 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 그 회생 제동으로 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 본 발명의 실시예들에 따른 회생 제동 장치는 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차, 텔레매틱스 단말기 등에도 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는, 차량의 속도를 실시간 검출하는 속도 검출부(401)와; 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)되었는지를 판단하고, 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)될 때 상기 검출된 차량 속도를 근거로 상기 차량의 가속도(가속량)을 검출하고, 상기 차량의 가속도에 따라 상기 차량의 회생 제동량을 결정하는 회생 제동량 결정부(403)와; 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량을 회생 제동하는 제어부(예를 들면, Motor Control Unit, MCU)(404)를 포함한다. 상기 제어부(예를 들면, Motor Control Unit, MCU)(404)는 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 M/G 유닛(102)을 발전기로서 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동한다. 이때, 상기 M/G 유닛(102)에 의해 발전된 전기 에너지는 배터리(105)에 충전된다.
상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)될 때 상기 검출된 차량 속도의 변화량을 근거로 상기 차량의 가속도(가속량)를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는, 차량이 내리막 길을 주행할 때 가속 페달을 밟지 않아도(가속 페달이 오프 상태일 때) 상기 차량이 가속될 경우 상기 차량이 가속이 되지 않도록 회생 제동량을 적응적으로 결정함으로써, 차량이 정속(미리 정해진 속도)을 유지하면서 상기 차량을 회생 제동한다. 예를 들면, 기존의 차량은 내리막 길을 주행하는 경우, 위치에너지의 변화로 인하여 차량의 속도가 증가하므로 운전자가 안전을 위해 물리 브레이크로 차량의 속도를 줄이게 된다. 전기 차량의 경우, 물리 브레이크를 밟는 경우 일부는 회생 제동으로 운동 에너지가 전기 에너지로 전환이 되지만, 경사가 심한 경우나 물리 브레이크 밟는 양에 따라 물리 브레이크도 같이 동작하게 된다. 이 경우, 물리 브레이크에 따른 에너지 낭비가 발생하여 에너지 효율이 저하되고, 내리막 길에서 사용자가 물리 브레이크를 조작해야 하는 불편함도 발생한다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는, 운전자가 가속 페달을 밟고 있지 않은데도 차량이 가속이 되는 경우 자동으로 회생 제동량을 결정(조절)하여 차량이 정속을 유지하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는, 크루즈 모드(Cruise mode)가 설정될 때 차량이 정속(미리 정해진 속도)을 유지하도록 하거나 현재 차량과 앞차와의 간격을 미리설정된 거리만큼 유지하도록 회생 제동량을 적응적으로 결정(조절)함으로써, 차량이 정속(미리 정해진 속도)을 유지하면서 상기 차량을 회생 제동한다. 예를 들면, 크루즈 모드 사용시 내리막 길에서 차량이 가속이 되는 경우 자동으로 차량을 회생 제동함으로써 차량이 정속을 유지하면서 위치 에너지 변화에 따른 잉여 에너지를 전기에너지로 변환하여 높은 회생 에너지 효율로 차량을 운행할 수도 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는, 크루즈 모드일 때 도로 상황 또는 위험 감지에 따라 차량의 속도를 감속하는 경우 자동으로 회생 제동을 사용함으로써 회생 에너지 효율을 높일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(400)는 사용자의 선택에 따라 회생 제동 모드를 선택하는 회생 제동 모드 결정부(405)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 회생 제동 모드 결정부(405)에 의해 상기 회생 제동 모드가 선택될 때만 상기 회생 제동량을 결정할 수도 있다. 상기 회생 제동 모드는 도로상황(예를 들면, 교통량, 구간 속도, 경사도, 전방 위험감지 및 주변 차량 속도)에 따라 자동으로 설정될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 방법을 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 상기 속도 검출부(401)는 차량의 속도를 실시간 검출하고, 상기 검출한 차량 속도 값을 회생 제동량 결정부(403)에 출력한다(S11).
상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)(운전자가 차량의 가속 페달을 밟지 않은 상태)되었는지를 판단한다(S12).
상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)될 때 상기 검출된 차량 속도를 근거로 상기 차량의 가속도를 검출한다(S13). 예를 들면, 상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)되는 시점부터 검출된 차량 속도의 변화량을 근거로 상기 차량의 가속도(가속량)를 검출한다. 즉, 상기 회생 제동량 결정부(403)는, 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)되는 시점에서 검출된 차량 속도가 60 Km/h이고, 상기 차량의 가속 페달(402)이 오프(Off)된 시점부터 1초가 경과한 후의 차량 속도가 61 Km/h라면, 상기 차량의 가속도는 0.278m/s2 가 된다. 여기서, 상기 가속도 자체를 검출하는 방법은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속도가 제로가 되도록 상기 제어부(404)에 연결된 발전기의 전력 생산량을 제어하는 값을 상기 회생 제동량으로서 결정하고, 그 결정된 회생 제동량을 상기 제어부(MCU)(404)에 출력한다(S14). 상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속도가 증가함에 따라 상기 발전기의 전력 생산량을 증가시키기 위한 값을 상기 회생 제동량으로서 결정한다. 예를 들면, 상기 회생 제동량 결정부(403)는, 상기 가속도가 0 m/s2(제로)되도록 상기 발전기(M/G 유닛(102)이 발전기로서 구동되는 경우)에 인가되는 회전 토크를 조절하기 위해 상기 발전기의 전력 생산량을 제어한다. 즉, 상기 발전기에서 생산되는 전력의 양을 조절하면 상기 차량의 차축과 모터/발전기(M/G)(102) 사이에 연결된 감속기(또는 변속기)(도시되지 않음)에 의해 상기 모터/발전기(102)에 인가되는 회전 토크가 조절됨으로써, 상기 발전기의 전력 생산량을 증가 또는 감소시킴으로써 상기 가속도를 제어할 수 있다. 따라서, 상기 회생 제동량 결정부(403)는 상기 차량의 가속도가 증가함에 따라 상기 발전기의 전력 생산량을 증가시키기 위한 값을 상기 회생 제동량으로서 결정한다.
상기 제어부(MCU)(404)는 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 발전기의 전력 생산량을 증가시킴으로써 상기 차량을 회생 제동한다(S15). 예를 들면, 상기 제어부(404)는, 상기 회생 제동량을 근거로 상기 발전기의 전력 생산량을 제어함으로써 상기 차량의 차축과 상기 발전기 사이에 연결된 감속기 또는 변속기에 의해 상기 발전기에 인가되는 회전 토크를 제어한다. 즉, 상기 제어부(MCU)(404)는 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 M/G 유닛(102)을 발전기로서 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동한다. 이때, 상기 M/G 유닛(102)에 의해 발전된 전기 에너지는 배터리(105)에 충전된다.
한편, 상기 발전기의 최대 출력이 10Kw이고, 상기 가속도를 제로로 하기 위한 회생 제동량(발전기의 전력 생산량)이 10kW을 초과한 경우 물리 브레이크가 작동될 수도 있다.
한편, 순수 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV)가 브레이킹시 저속에서는 바퀴의 회전수(revolution per minute, RPM)가 높지 않아, 회생 제동 부하와 회생 에너지가 적고, 차량이 고속 주행하거나 급제동시에는 회생 제동 부하만으로는 차량을 감속시킬 수 없기 때문에 물리 브레이크를 같이 사용하게 된다. 또한, 전기적으로 회생 제동량을 제어하기에는 한계가 있으므로 회생 제동 에너지의 양과 부하는 바퀴의 회전수(RPM)에 의존적일 수밖에 없다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법은 바퀴와 발전기(Regenerator) 사이에 무단 변속으로 토크와 회전수를 자유롭게 변환할 수 있는 CVT(Continuously Variable Transmission)와 같은 무단 변속기를 설치하여 회생 제동량을 조절함으로써 회생 제동에 의한 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있다.
이하에서는, 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 회생 제동에 의한 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있는 본 발명의 다른실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법을 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치(500)는, 상기 차량의 바퀴(예를 들면, 바퀴 회전축)와 발전기(Regenerator)(501) 사이에 연결된 무단 변속기(예를 들면, Continuously Variable Transmission, CVT)(502)와; 상기 차량의 속도를 검출하는 속도 검출부(504)와; 상기 차량의 브레이크 페달(505)의 밟는 양에 대응되는 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도를 근거로 회생 제동량을 결정하는 회생 제동량 결정부(506)와; 상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 무단 변속기(502)를 변속하는 제어부(또는 변속기 제어부)(503)를 포함한다. 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 제어부(또는 변속기 제어부)(503)의 기능을 포함할 수도 있다.
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 증가하면 상기 회생 제동량에 해당하는 토크를 증가시키고(토크가 증가함에 따라 회전수는 감소됨), 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 감소하면 상기 회생 제동량에 해당하는 토크를 감소시킨다(토크가 감소함에 따라 회전수는 증가됨). 예를 들면, 상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 검출된 신호가 브레이크 페달(505)의 최대 이동 거리의 1/3이 밟히는 양에 대응하는 신호이고, 상기 차량의 현재 속도(예를 들면, 현재 속도에 대응하는 바퀴 회전수가 1000 RPM일 때)가 기준 속도(예를 들면, 60 Km/h) 이하일 때, 회생 제동량에 대응하는 회전수(RPM) 및 토크를 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 500RPM, 100N)로 결정한다. 상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 검출된 신호가 브레이크 페달(505)의 최대 이동 거리의 2/3가 밟히는 양에 대응하는 신호이고, 상기 차량의 현재 속도(예를 들면, 현재 속도에 대응하는 바퀴 회전수가 2000 RPM일 때)가 기준 속도(예를 들면, 60 Km/h) 이상일 때, 회생 제동량에 대응하는 회전수(RPM) 및 토크를 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 1000RPM, 200N)로 결정한다.
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 100RPM, 500N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변환하고, 그 변환된 회전수 및 토크를 상기 변속기 제어부(503)에 인가할 수도 있다. 예를 들면, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크가 100 RPM 및 500N일 때, 100 RPM에 500N인 부하의 양(회생 제동량)과 500 RPM에 100N인 부하의 양(회생 제동량)은 서로 같다. 그러나, 상기 발전기(501)가 100 RPM에 500N인 부하보다 500 RPM에 100N에서 전력을 더 많이 발생(생성)한다고 가정할 때, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 100RPM, 500N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수(예를 들면, 500 RPM) 및 토크(예를 들면, 100N)로 변환한다.
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 200RPM, 1000N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변환하고, 그 변환된 회전수 및 토크를 상기 변속기 제어부(503)에 인가할 수도 있다. 예를 들면, 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크가 200 RPM 및 1000N일 때, 200 RPM에 1000N인 부하의 양(회생 제동량)과 1000 RPM에 200N인 부하의 양(회생 제동량)은 서로 같다. 그러나, 상기 발전기(501)가 200 RPM에 1000N인 부하보다 1000 RPM에 200N에서 전력을 더 많이 발생(생성)한다고 가정할 때, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 200RPM, 1000N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수(예를 들면, 1000 RPM) 및 토크(예를 들면, 200N)로 변환한다.
따라서, 상기 회생 제동량 결정부(506)는, 발전기의 특성상 회전수(revolution per minute, RPM)에 따라 최대 발전 가능한 에너지의 양 및 토크가 다르므로 무단 변속기(502)를 사용하여 발전기 효율이 높은 회전수(RPM) 및 토크로 발전기를 발전시킬 수 있다.
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 점차 증가하면 상기 회생 제동량에 해당하는 토크를 점차 증가시키고(토크가 증가함에 따라 회전수는 낮아짐), 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 점차 감소하면 상기 회생 제동량에 해당하는 토크를 점차 감소시킨다(토크가 감소함에 따라 회전수는 증가함).
상기 변속기 제어부(503)는 상기 회생 제동량 결정부(506)에 의해 결정된 회전수 및 토크에 따라 상기 무단변속기(502)를 변속시킨다.
도 7은 발전기의 토크 및 회전수(RPM)의 특성을 나타낸 예시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 토크와 RPM의 특성은 약 5500 RPM까지는 선형으로 증가한다(7-1). 즉, 낮은 RPM에서는 최대 토크가 낮으므로, 차량이 저속일 때에는 회생 제동시 발전기가 낼 수 있는 부하가 낮다. 높은 RPM에서도 토크(7-2)의 크기가 낮아진다. 또한, 각 RPM 및 토크에 따라 발전기의 발전 효율이 다르기 때문에 회생 제동량에 따라 발전기의 효율 특성에 맞는 효율적인 RPM 및 토크의 크기로 차량을 회생 제동을 하게 되면 회생 에너지 효율을 높일 수 있다. 예를 들면, 발전기의 입력 RPM이 약 1000인 경우(저속인 경우) 최대 토크는 약 50N이다. 즉, 최대 회생 제동 부하(최대 회생 제동량)는 50N(newton)이다. 이 부하의 크기로 운전자가 원하는 대로 차량을 급제동 하기에는 토크가 작다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 장치 및 그 방법은, 차량이 저속일 때에 운전자가 브레이크 페달을 밟은 만큼, 즉, 제동하기 원하는 만큼의 부하를 회생 제동량 결정부(506)에서 회생 제동량을 결정하고, 무단 변속기(CVT)(502)를 사용하여 차량을 회생 제동한다. 이때, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 무단 변속기(502)에 인가할 RPM 및 토크를 상기 발전기(501)의 효율 특성이 좋은(전력 발생량이 큰) RPM 및 토크로 변화한다. 예를 들면, 5000 RPM에 100N인 부하의 양과 1000 RPM에 500N인 부하의 양은 서로 같다. 그러나, 상기 발전기(501)가 5000 RPM에 100N인 경우보다 1000 RPM에 500N에서 전력을 더 많이 발생(생성)한다고 가정할 때, 상기 회생 제동 부하 결정부(506)는 상기 5000 RPM에 100N인 회생 제동량을 1000 RPM에 500N인 회생 제동량으로 변경한다. 즉, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 발전기(501)의 효율 특성(전력 발생량)이 높은 회생 제동량을 결정한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량(예를 들면, 전기 자동차)의 회생 제동 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 상기 속도 검출부(504)는 상기 차량의 속도를 실시간 검출하고, 상기 검출된 차량 속도를 상기 회생 제동량 결정부(506)에 출력한다(S21).
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 감소했는지를 판단하고(S22), 상기 브레이크 페달(505)이 밟히는 양과 상기 차량의 현재 속도가 감소하면 상기 차량의 회생 제동량에 대응하는 회전수(RPM) 및 토크를 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 500RPM, 100N)로 결정한다(S23). 예를 들면, 상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 검출된 신호가 브레이크 페달(505)의 최대 이동 거리의 1/3이 밟히는 양에 대응하는 신호이고, 상기 차량의 현재 속도(예를 들면, 현재 속도에 대응하는 바퀴 회전수가 1000 RPM일 때)가 기준 속도(예를 들면, 60 Km/h) 이하일 때, 회생 제동량에 대응하는 회전수(RPM) 및 토크를 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 500RPM, 100N)로 결정한다.
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 100RPM, 500N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변경하고, 그 변경된 회전수 및 토크를 상기 회생 제동량으로서 상기 변속기 제어부(503)에 인가한다(S24). 예를 들면, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크가 100 RPM 및 500N일 때, 100 RPM에 500N인 부하의 양(회생 제동량)과 500 RPM에 100N인 부하의 양(회생 제동량)은 서로 같다. 그러나, 상기 발전기(501)가 100 RPM에 500N인 부하보다 500 RPM에 100N에서 전력을 더 많이 발생(생성)한다고 가정할 때, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 100RPM, 500N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수(예를 들면, 500 RPM) 및 토크(예를 들면, 100N)로 변경한다.
상기 변속기 제어부(503)는 상기 회생 제동량(예를 들면, 500 RPM, 100N)을 근거로 상기 무단 변속기(502)를 변속하여 상기 발전기(501)를 구동시킴으로써 상기 차량을 회생 제동한다(S25).
반면, 상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 검출된 신호가 브레이크 페달(505)의 최대 이동 거리의 2/3가 밟히는 양에 대응하는 신호이고, 상기 차량의 현재 속도(예를 들면, 현재 속도에 대응하는 바퀴 회전수가 2000 RPM일 때)가 기준 속도(예를 들면, 60 Km/h) 이상일 때, 회생 제동량에 대응하는 회전수(RPM) 및 토크를 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 1000RPM, 200N)로 결정한다(S26).
상기 회생 제동량 결정부(506)는, 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 200RPM, 1000N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변경하고, 그 변경된 회전수 및 토크를 상기 회생 제동량으로서 상기 변속기 제어부(503)에 인가한다(S27). 예를 들면, 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크가 200 RPM 및 1000N일 때, 200 RPM에 1000N인 부하의 양(회생 제동량)과 1000 RPM에 200N인 부하의 양(회생 제동량)은 서로 같다. 그러나, 상기 발전기(501)가 200 RPM에 1000N인 부하보다 1000 RPM에 200N에서 전력을 더 많이 발생(생성)한다고 가정할 때, 상기 회생 제동량 결정부(506)는 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크(예를 들면, 200RPM, 1000N)를 상기 발전기(501)의 효율 특성에 대응하는 회전수(예를 들면, 1000 RPM) 및 토크(예를 들면, 200N)로 변경한다.
상기 변속기 제어부(503)는 상기 회생 제동량(예를 들면, 1000 RPM, 200N)을 근거로 상기 무단 변속기(502)를 변속하여 상기 발전기(501)를 구동시킴으로써 상기 차량을 회생 제동한다(S28).
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법은, 발전기의 특성상 회전수(revolution per minute, RPM)에 따라 최대 발전 가능한 에너지의 양 및 토크가 다르므로, 무단 변속기(502)를 사용하여 발전기 효율이 높은 회전수(RPM) 및 토크로 발전기를 구동시킨다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법이 하이브리드 전기 자동차에 적용되는 경우, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치에 적용된 회생 제동량 결정부는, 하이브리드 전기 자동차가 감속할 때 바퀴의 운동에너지를 상기 무단 변속기(502)를 통하여 브레이크 페달(505)이 밟히는 양에 따라 회생 제동에 가장 효율적인 토크 및 RPM을 결정한 후, 상기 무단 변속기(502)를 변속시켜 회생 제동량을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치는, 하이브리드 전기 자동차를 모터로 가속할 때 상기 무단 변속기(502)를 사용하여 하이브리드 전기 자동차를 가속하고, 하이브리드 전기 자동차를 감속시킬 때 무단 변속기(502)를 사용하여 회생 제동을 효율적으로 할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법이 순수 전기 자동차에 적용되는 경우, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치에 적용된 회생 제동량 결정부는, 순수 전기 자동차가 감속할 때 바퀴의 운동에너지를 무단 변속기(502)를 통하여 브레이크 페달(505)이 밟히는 양에 따라 발전기에 인가되는 토크나 RPM을 변화시켜 회생 제동량을 조절한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치는, 순수 전기 자동차가 가속하는 경우 무단 변속기(502)를 사용하여 가속을 하고, 순수 전기 자동차가 제동을 하는 경우도 무단 변속기(502)를 사용하여 제동한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 회생 제동 장치는, 무단 변속기(502)를 사용하여 순수 전기 자동차를 회생 제동할 때 상기 발전기의 효율 특성에 맞는 RPM과 토크를 발전기에 인가한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 회생 제동 장치 및 그 방법은, 차량의 물리 브레이크 사용을 최소화하여 상기 차량을 회생 제동함으로써 그 회생 제동에 의해 배터리 충전 량을 증가시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
401: 속도 검출부 402: 가속 페달
403: 회생 제동량 결정부 404: MCU

Claims (16)

  1. 발전기와;
    상기 발전기와 차량의 바퀴 사이에 연결된 변속기와;
    상기 차량의 속도를 검출하는 속도 검출부와;
    상기 차량의 브레이크 페달의 밟는 양에 대응되는 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 감소하면 제1 미리설정된 회전수 및 토크를 선택하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 증가하면 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 선택하고, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 또는 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 상기 발전기의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변환하고, 상기 변환된 회전수 및 토크를 상기 변속기에 회생 제동량으로서 인가함으로써 상기 차량을 회생 제동하는 회생 제동량 결정부를 포함하며, 여기서, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 및 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크는 서로 다른 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 회생 제동량 결정부는,
    상기 회생 제동량을 근거로 상기 발전기의 전력 생산량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 회생 제동량 결정부는,
    상기 결정된 회생 제동량을 근거로 상기 발전기를 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동하고, 상기 발전기에 의해 발전된 전기 에너지는 배터리에 충전되는 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 차량의 속도를 검출하는 단계와;
    상기 차량의 브레이크 페달의 밟는 양에 대응되는 신호를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 감소하면 제1 미리설정된 회전수 및 토크를 선택하고, 상기 검출된 신호 및 상기 검출된 차량 속도가 증가하면 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 선택하는 단계와;
    상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 또는 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크를 상기 차량의 발전기의 효율 특성에 대응하는 회전수 및 토크로 변환하는 단계와;
    상기 변환된 회전수 및 토크를 상기 발전기와 상기 차량의 바퀴 사이에 연결된 변속기에 회생 제동량으로서 인가함으로써 상기 차량을 회생 제동하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 제1 미리설정된 회전수 및 토크 및 상기 제2 미리설정된 회전수 및 토크는 서로 다른 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 차량을 회생 제동하는 단계는,
    상기 회생 제동량을 근거로 상기 발전기의 전력 생산량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서, 상기 차량을 회생 제동하는 단계는,
    결정된 회생 제동량을 근거로 상기 차량의 발전기를 구동함으로써 상기 차량을 회생 제동하고, 상기 회생 제동에 의해 상기 발전기에서 발전된 전기 에너지를 배터리에 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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