KR101816479B1

KR101816479B1 - 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법

Info

Publication number: KR101816479B1
Application number: KR1020170049128A
Authority: KR
Inventors: 전갑배; 이중희; 심상현; 심재훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2018-01-08
Also published as: KR20170045174A

Abstract

본 발명은 전륜, 또는 후륜, 또는 전륜과 후륜 모두에서 회생 제동을 실시하는 환경차량(하이브리드, 전기차, 연료전지차 등)에서 차량 안정성, 제동 성능 및 연비 향상의 특성을 모두 충족할 수 있는 새로운 형태의 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에 관한 것이다.

Description

회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법 {Method for controlling braking force in regenerative brake cooperation system}

본 발명은 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전륜 및/또는 후륜에서 회생제동을 실시하는 환경차량에서 회생 제동 협조 제어 시 제동력을 제어하는 방법에 관한 것이다.

전륜과 후륜에서 모두 회생제동을 실시하는 환경차량 (하이브리드, 전기차, 연료전지차 등)에서 회생제동 협조제어는 기존의 전륜에서만 회생제동을 실시하는 차량과는 상황이 다르다.

전륜 회생제동만 실시하는 환경차량 (하이브리드, 전기차, 연료전지차 등)은 전륜에 구동모터가 배치된다.

구동모터에서 배터리를 충전하여 에너지 회수를 할 때 회생제동력이 발생하게 되고, 전륜에만 이 제동력이 작용하게 된다.

전륜의 회생제동력에 의해 전륜의 전체 제동력이 크더라도 차량의 스핀 발생 가능성은 낮으므로 에너지를 최대한 많이 하도록 회생제동력 발생량을 최대한 크게 할 수 있다. 그리고, 유압제동력의 협조제어를 위한 시스템도 전륜의 회생제동력만 고려하여 구성된다.

전륜과 후륜에서 모두 회생제동을 할 수 있는 경우 후륜에도 회생제동력이 인가되므로 에너지 회수를 많이 하기 위하여 후륜의 회생제동력을 키울 경우, 후륜이 록(lock)되어 차량의 스핀 발생 가능성이 높아지므로 전륜 회생제동 차량과 같이 회생제동력을 크게 하는데 한계가 있다.

도 1은 이와 같이 전륜 회생제동 차량의 제동력 배분을 나타낸 것이고, 도 2는 이러한 전륜 회생제동 차량에서 실제 전후륜 제동력 배분을 이상 제동력 배분 곡선과의 관계에서 도시한 것이다.

도 1에 도시된 것처럼, 전륜 회생제동력 이상의 제동력이 필요할 경우 전륜/후륜의 휠브레이크에 동일한 유압을 인가하여 유압제동력을 발생시킨다.

전륜 회생제동의 경우 이러한 제동력 배분을 가지더라도, 도 2에 도시된 것처럼, 후륜 록(lock)이 먼저 발생할 수 있는 감속도가 일반 유압 브레이크만 적용한 차량 보다 높으므로 차량의 안정성을 크게 해치지는 않는다.

즉, 실제동 배분선을 보면, 전륜 회생 제동력의 최대치까지는 전륜 회생 제동력만 발생하고, 이후 유압 브레이크에 의한 전후륜의 제동력이 발생되는 바, 이상 제동 배분선과의 교차점이 상대적으로 큰 감속도 영역으로 이동하게 되기 때문이다.

전륜에서 발생하는 회생제동력의 크기는 구동모터의 용량에 비례하며, 후륜 선(先) 록 발생 가능 감속도도 구동모터 용량에 따라 변한다.

따라서, 전륜 회생제동만 실시하는 환경차량의 경우에는 위와 같이 전륜 회생제동력에 의해 전륜의 제동력이 증가하여도 차량의 안정성에 문제가 없으므로, 전후륜 유압 브레이크의 제동력 비를 변경하지 않아도 문제가 되지 않으며, 브레이크 시스템의 배관을 전후륜 유압을 동일하게 발생시키는 X-Split 배관을 사용하여도 무방하다.

반면, 종래 기술에서와 같은 브레이크 시스템과 제동력 배분을, 후륜 또는 전후륜에서 회생제동을 실시하는 환경차량에 대하여 실시한 경우, 그 제동력 배분과 실제동력 배분을 나타내는 제동선도는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 후륜 또는 전후륜에서 회생제동을 실시하는 환경차량의 경우 종래 기술에서와 같은 브레이크 시스템과 제동력 배분을 사용하게되면, 에너지 회수량을 늘리기 위하여 후륜의 회생제동력을 제일 먼저 사용하고, 후륜 회생제동력 이상의 제동력이 필요할 경우 (“A” 이상의 감속 시) 전륜/후륜의 휠브레이크에 동일한 유압을 인가하여 유압제동력을 발생시키게 된다.

이 경우, 에너지 회수를 위하여 회생제동력을 최대로 사용할 경우 후륜 록이 먼저 발생할 가능성이 있는 감속도가 낮아져서 차량의 안정성이 저하되고, 차량의 안정성을 확보하기 위하여 회생제동량을 제한할 경우 에너지 회수량이 줄어들게 되는 문제점이 존재한다.

이에, 차량 안정성과 제동 성능은 물론, 회생 제동을 극대화하여 연비를 개선할 수 있는 회생 제동 협조 제어 방법이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 전륜 및/또는 후륜에서 회생제동을 실시하는 환경차량에서, 전륜과 후륜의 제동력을 독립적으로 제어하는 브레이크 시스템을 채용하되, 이러한 브레이크 시스템이 차량의 안정성을 확보하고, 연비를 향상시킬 수 있으며, 제동 성능 측면에서 우수한 성능을 담보할 수 있도록 제동력을 배분하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 제동 시 기준 감속도까지 전륜과 후륜 중 하나 이상에 대한 회생제동력을 발생시켜 전륜과 후륜의 제동력을 배분하는 제1단계; 상기 기준 감속도 이상의 제동 영역에서는, 일정한 값을 갖는 기준 제동배분비에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하는 제2단계;를 포함하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 이상 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 후륜에 배분되는 제동력의 경우, 후륜 최대 회생제동력까지는 후륜 회생제동력으로만 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제2단계에서의 상기 기준 제동배분비는 기본 제동 배분선의 제동배분비와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜에 배분되는 제동력의 경우, 전륜 최대 회생제동력까지는 전륜 회생제동력으로만 발생되도록 제어하며, 후륜에 배분되는 제동력의 경우, 후륜 최대 회생제동력까지는 후륜 회생제동력으로만 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제2단계에서의 상기 기준 제동배분비는 상기 기본 제동 배분선의 제동배분비와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜에 배분되는 제동력의 경우, 전륜 유압제동력으로 발생되도록 제어하며, 후륜에 배분되는 제동력의 경우, 후륜 최대 회생제동력까지는 후륜 회생제동력으로만 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 최대 회생제동력과 후륜 최대 회생제동력의 비에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 회생제동력을 최대로 발생시킨 다음, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 후륜 제동력만을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 후륜 제동력이 증가하여 상기 기본 제동 배분선에 따른 전륜과 후륜의 제동력 배분비를 가지게 되면 제1단계를 종료하고, 제2단계로 진입하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 후륜 제동력이 증가하여 상기 기본 제동 배분선에 따른 전륜과 후륜의 제동력 배분비를 가지게 되면, 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점까지, 상기 이상 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어하고, 상기 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점으로부터는 상기 제2단계에 따라, 상기 기본 제동 배분선에 따라 일정한 비율로 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 후륜 회생제동력을 최대로 발생시킨 다음, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 전륜 제동력만을 증가시키도록 제어는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 제동력이 증가하여 상기 기본 제동 배분선에 따른 전륜과 후륜의 제동력 배분비를 가지게 되면 제1단계를 종료하고, 제2단계로 진입하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 제동력이 증가하여 상기 기본 제동 배분선에 따른 전륜과 후륜의 제동력 배분비를 가지게 되면, 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점까지, 상기 이상 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어하고, 상기 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점으로부터는 상기 제2단계에 따라, 상기 기본 제동 배분선에 따라 일정한 비율로 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 후륜 최대회생제동력이 전륜 최대회생제동력 보다 더 큰 경우에 한하여, 전륜 최대 회생제동력과 후륜 최대 회생제동력의 비에 따라 전륜 및 후륜의 최대제동력이 발생될 때까지 전륜과 후륜의 제동력을 배분한 다음, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 전륜 유압제동력만을 증가시키도록 제어는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 최대회생제동력이 후륜 최대회생제동력 보다 더 큰 경우에 한하여, 전륜 최대 회생제동력과 후륜 최대 회생제동력의 비에 따라 전륜 및 후륜의 최대제동력이 발생될 때까지 전륜과 후륜의 제동력을 배분한 다음, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 후륜 유압제동력만을 증가시키도록 제어는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1단계에서는, 전륜 회생제동력을 최대로 발생시킨 다음, 후륜 회생 제동 제한치까지 후륜 회생제동력만을 발생시키고, 기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 전륜 제동력만을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점까지 전륜 제동력이 증가하였다면, 상기 제1단계를 종료하고 상기 제2단계로 진입하되, 상기 제2단계에서는 기본 제동 배분선에 따른 비로 전륜과 후륜의 유압제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

또한, 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점까지 전륜 제동력이 증가하였다면, 상기 제1단계를 종료하고 상기 제2단계로 진입하되, 상기 제2단계에서는, 후륜 회생제동량을 기본 제동 배분선에 따라 최대로 발생시킨 후, 후륜 유압제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서는 전륜 및/또는 후륜에서 회생제동을 실시하는 환경차량에서 전륜 후륜의 제동력을 분리하여 제어하는 것을 채용하되, 후륜 선(先) 록 되는 노면마찰계수 범위를 축소하도록 전륜과 후륜의 제동력 배분하고, 회생제동력을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 제동 시 후륜 록으로 인한 차량 선회를 방지하여 차량의 안정성을 확보하고, ABS 작동 가능성을 낮추어 ABS 빈번 작동에 의한 내구성 악화 및 운전자가 느끼는 이질감을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 차량의 안정성과 제동력을 충분히 확보하는 범위에서 회생제동 에너지 회수율을 극대화시킬 수 있는 바, 차량의 연비를 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 전륜 회생제동만 실시하는 차량의 제동력 배분에 대한 제동 선도를 도시한 것이고,
도 3 및 도 4는 후륜 또는 전후륜에서 회생제동을 실시하는 차량에서, 후륜 회생제동력을 우선적으로 발생시킬 경우에 대한 제동력 배분을 도시하고 있는 제동선도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 구현예에서 채용되는 제동 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 6 내지 도 23은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 전후륜 제동력 및 회생제동력 배분을 도시하고 있는 제동 선도이다.

이를 위해, 본 명세서에서는 이러한 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 구현하기 위한 기본적인 제동 시스템을 개략적으로 설명한다. 또한, 이러한 제동 시스템을 기반으로 하여, 전륜과 후륜의 회생 제동력 및 유압 제동력을 적절히 분배하는 제동력 배분 방식을 포함하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 설명한다.

이와 관련, 본 명세서에서는 도 5로 대표되는 형태의 제동 시스템을 예시하고 있으나, 이러한 제동 시스템은 전륜과 후륜의 제동력을 독립적으로 제어할 수 있는 시스템의 일례로 소개된 것이며, 본 발명에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법은 이러한 제동 시스템에 적용되는 것으로 한정되지는 않는다.

예를 들어, 4륜의 제동력을 독립적으로 제어할 수 있는 EMB(Electro Mechanical Brake) 시스템도 포함될 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 다수의 제동 선도를 통해, 본 발명에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법의 구현예들을 설명하고 있으나, 특허청구범위에 기재된 발명들은 이러한 구현예들로 제한적으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 요지가 포섭하는 다양한 구현예들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 구현예에서 채용될 수 있는 H-Split 배관용 회생제동 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서는 전륜과 후륜의 제동력에 대한 독립적인 제어가 요청된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 전륜과 후륜의 유압을 독립적으로 제어할 수 있는 시스템이 필요하다.

이러한 시스템의 경우, 도 5에 예시되고 있는 것처럼, 모터/펌프(101, 102)와 고압탱크(103)를 포함하는 압력 생성부(100)와 압력 생성부(100)에 의하여 생성된 압력을 제어하여, 각 차륜의 제동력을 제어하도록 구성된 압력 제어부(200)을 포함하도록 구성된다.

이러한 시스템에서는, 브레이크 페달(201)이 푸시로드(202)를 통해 마스터 실린더(203)에 압력을 가하면, 스트로크 유닛의 정보를 받아 시뮬레이터 밸브(204)를 열고, 컷 밸브(207, 208)을 닫는다.

페달을 더 깊숙이 밟을 경우, 페달의 반력은 페달 시뮬레이터(205) 내부의 스프링과 같은 탄성 부재에서 발생시킨다.

페달 스트로크에 해당하는 전륜 목표 압력은 제1어플라이 밸브(215)를 열어서 고압탱크 측 유량을 전륜 측 배관으로 이동시켜 압력이 생성되도록 한다.

또한, 페달 스트로크에 해당하는 후륜 목표 압력은 제2어플라이 밸브(216)을 열어 고압탱크 측 유량을 후륜 측 배관으로 이동시켜 압력이 생성되도록 한다.

제1 및 제2어플라이 밸브를 통해 전륜 또는 후륜 측 배관으로 이동된 압력은 각 차륜에 형성된 노멀리 오픈 밸브(209, 211)에 의하여, 각각의 차륜 측으로 유압을 형성하도록 구성된다.

한편, 배관 내 압력을 감소시키거나 유압을 해제하고자 하는 경우, 제1릴리즈 밸브(217) 또는 제2릴리즈 밸브(218)를 개방시킴으로써 유량을 배출하여 압력을 감압 또는 해제하게 된다.

미설명된 노멀리 클로즈드 밸브(210, 212)는 리저버(206) 측으로 연결된다.

따라서, 도 5에서와 같은 H-Split 배관용 회생제동 브레이크는 한 쌍의 어플라이 밸브와 또 다른 한 쌍의 릴리즈 밸브를 적절히 제어함으로써 전륜과 후륜의 유압을 독립적으로 제어할 수 있게 된다.

이러한 제동 시스템은 후륜 록이 먼저 발생하게 되는 것을 억제하는 범위 내에서, 회생 제동력을 극대화시키도록 설정된 제동선도에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 배분하도록 이용된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 기준 감속도를 설정하고, 기준 감속도 지점까지는 전륜과 후륜 중 하나 이상에 대한 회생제동력을 포함하여 전륜과 후륜의 제동력을 배분하고, 회생제동력을 증진시키도록 제어하는 단계를 포함한다.

*또한, 기준 감속도 이상의 영역에서는, 일정한 비율의 기준 제동배분비에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 일정 비율로 분배하는 단계를 포함하고, 이를 통해 차량 중량이 증가하는 상황에서 제동력을 충분히 확보할 수 있도록 한다.

이와 관련, 도 6 내지 도 23은 위와 같은 제동 시스템을 이용한 본 발명의 바람직한 구현예들에 대한 제동선도로서, 전후륜 제동력 및 회생제동력의 배분 관계를 구체적으로 도시하고 있다.

먼저, 도 6에서는 기준 감속도 지점(A 지점)을 기준으로, A 지점 이전까지는 공차 중량(CVW)의 이상 제동 배분선에 근거하여 제동력을 배분하고, A 지점 이후로는 전륜, 후륜 브레이크 제원에 의해 나타나는 배분에 근거하여 제동력 배분을 결정하는 예를 도시하고 있다.

바람직하게는, 상기 기준 감속도 지점(A 지점)은 이상 제동 배분선과 전륜과 후륜 브레이크 제원에 의해 나타나는 배분에 근거한 제동력 분배선이 교차하는 지점을 의미한다.

이 때, 도 6의 직선화된 제동력 분배선은 전륜과 후륜의 브레이크 제원에 따른 배분비에 의하여 결정된 일정한 비율을 갖는 직선이다.

따라서, A 지점 이후에서의 전후륜의 제동분배비를 기준 제동배분비라 할 때, 상기 기준 제동배분비는 종래 기술에서와 같은 기본 제동 배분선의 제동비가 될 수 있으며, 설계적 요소를 고려하여 적절한 제동비로 분배될 수 있다.

도 6에서와 같이 제동력을 배분하는 구현예에서는, A 지점 이전 구간에서는 이상 제동 배분선에 따라 제동력이 배분되므로(그래프 상에 '본 기술'로 표시), 일정한 비율의 제동 배분비를 갖는 기본 제동 배분선(그래프 상에 '종래 기술'로 표시)과는 차이를 보인다.

즉, 본 구현예에 따른 실제동 배분선은, A 지점 이후에는 유압 제동 분배선과 동일한 형태를 띄지만, A 지점 이전에는 이상 제동 배분선을 따르도록 설정되어 있으므로, 빗금으로 표시된 영역과 같이, 상대적으로 후륜 회생 제동력을 더 사용할 수 있다. 따라서, 회생 제동량을 증가시킬 수 있어 회수할 수 있는 에너지가 증대된다.

또한, A 지점 이후 구간에서는 도 6의 직선화한 형태와 같이 일정한 전후륜 배분비를 갖도록 제동력이 배분되며, 차량 중량이 증가하는 상황에서 제동력을 충분히 확보할 수 있도록 한다.

도 7은 도 6에 따른 구현예에서, 전후륜의 회생제동력을 포함한 전체 제동력의 배분을 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전륜 최대 회생 제동력까지 생성된 경우라면, 전륜 유압 제동력을 증가시키게 된다. 또한, A 지점 이후로는 일정한 비율로 전 후륜의 제동 배분을 수행한다.

만일, 후륜 회생 제동력만 있는 경우라면, 전륜 회생 제동력 대신 유압 마찰 제동력 만으로 전륜의 제동력을 발생시키는 것으로 변경될 수 있다.

이러한 구현예에서는, 전륜 목표 압력과 후륜 목표 압력은 전후륜의 제동력배분 및 회생제동량에 따라 결정되므로, 동일한 압력이 아닐 수 있다.

아울러, 앞서 설명한 바와 같이, 4륜 EMB 시스템과 같이 전륜과 후륜의 제동력을 독립적으로 제어할 수 있는 브레이크 시스템이라면, 본 구현예와 동일한 방식을 적용할 수 있다.

도 8 및 도 9은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것이다.

본 구현예에서는, 전후륜의 제동력을 기존의 유압 제동력에 의한 전후 제동력 비율과 동일하게 적용한다. 또한, 도 8에서처럼, 전륜 제동력 중에서 전륜 회생제동 브레이크로 발생할 수 있는 감속도까지 회생제동력을 발생시키고, 후륜 제동력 중에서 후륜 회생제동 브레이크로 발생할 수 있는 감속도까지 회생제동력을 발생시킨다.

이러한 방법은 기존의 유압 브레이크 시스템과 동일한 수준의 차량 안정성을 확보할 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것이다.

본 구현예는 후륜 회생제동만 가능한 차량의 경우에 대한 제동력 배분 방법이다. 즉, 전후륜의 제동력을 기존의 유압 제동력에 의한 전후 제동력 비율을 동일하게 사용하고, 후륜 제동력 중에서 후륜 회생제동 브레이크로 발생할 수 있는 감속도까지 회생제동력을 발생시킨다.

이러한 방법 또한, 기존의 유압 브레이크 시스템과 동일한 수준의 차량 안정성을 확보할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것이다.

본 구현예에서는 B 지점 수준의 감속도까지는 전륜, 후륜 회생제동력 만으로 제동을 실시한다. 이 때, 전후륜 회생제동력의 비는 전륜과 후륜에서 각각 낼수 있는 최대 회생제동력에 의해 결정된다. 즉, 예를 들어, 전륜과 후륜에서 낼 수 있는 최대 회생제동력의 비가 1:2라면, 동일한 비율로, 전륜과 후륜의 제동력이 배분된다.

따라서, B 지점까지는 전륜과 후륜에서 각각 최대 회생 제동력을 발생시킨 상태가 되고, B 지점 수준 이상의 감속도 영역에서는 전륜 회생제동 브레이크 시스템과 같이 전후륜의 유압을 동일하게 발생시킨다.

도 13을 참조하면, 점선으로 표시된 유압 제동 분배선에 비하여, 상대적으로 상측으로 위치한 것이, 본 구현예에 따른 실제동 분배선이고, B 지점 이전의 영역에서 최대 회생제동력을 모두 발생시키게 된다.

이러한 방법은 회생제동량을 최대로 할 수 있기 때문에, 연비 향상 효과를 크게 할 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것이다.

도 14에 도시된 것처럼, 본 구현예에서는 전륜 회생제동력을 C 지점까지 최대로 발생 시키고, 이후에는 실제동배분과 동일한 전륜/후륜 제동 배분을 가질 때(D 지점)까지 후륜 제동력을 증가시킨다.

전륜 후륜 제동력 배분이 기본 제동 배분선과 같아진 이후에는 전륜/후륜의 제동력을 기본 제동 배분선과 동일한 배분으로 전륜/후륜 제동력을 동시에 증가시킨다.

도 15는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것이다.

도 15의 구현예에서는 도 14의 구현예와는 달리, 후륜 회생제동력을 우선적으로 발생시킨다.

즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 후륜 회생제동력을 E 지점까지 최대로 발생 시키고, 이후에는 실제동배분과 동일한 전륜/후륜 제동 배분을 가질 때(F 지점)까지 전륜 제동력을 증가시킨다.

전륜 후륜 제동력 배분이 실제동 배분과 같아진 이후에는 전륜/후륜의 제동력을 실제동배분과 동일한 배분으로 전륜/후륜 제동력을 동시에 증가시킨다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법에서의 제동 선도를 도시한 것으로, 이들 구현예에서는 전륜 최대회생 제동력과 후륜 최대회생제동력이 차이가 있는 경우에 대한 예에 관한 것이다.

먼저, 도 16은 후륜 최대 회생제동력이 전륜 최대 회생제동력보다 상대적으로 큰 경우이며, G 지점까지 전륜/후륜 회생제동력을 최대로 발생시키고, 이후에는 실제동배분과 동일한 전륜/후륜 제동 배분을 가질 때(H 지점)까지 전륜 제동력을 증가시킨다.

또한, 도 17의 구현예에서는, 전륜 회생제동력이 후륜 회생제동력보다 상대적으로 큰 경우이며, I 지점까지 전륜/후륜 회생제동력을 최대로 발생 시키고, 이후에는 실제동배분과 동일한 전륜/후륜 제동 배분을 가질 때(J 지점)까지 후륜 제동력을 증가시킨다.

한편, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 일부 구간에 한하여 공차 중량의 이상 제동 배분선에 가깝도록 실제동 배분선을 구현할 수 있으며, 이러한 예는 도 18 및 도 19에 도시되어 있다.

회생제동 에너지 회수율 향상을 위해 다음 도 18에서와 같이, L 이후 구간의 제동력 배분을 CVW 이상제동 배분선에 가깝도록 설정할 수 있다.

구체적으로, 본 구현예에서는 도 18에 도시된 바와 같이, 전륜 회생제동력을 최대로 발생시킨 다음, 전륜 후륜 제동력이 증가하여 상기 기본 제동 배분선에 따른 전륜과 후륜의 제동력 배분비를 가지게 된다. 이후, 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점까지, 상기 이상 제동 배분선에 근사하게 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어하고, 상기 이상 제동 배분선과 상기 기본 제동 배분선이 교차하는 지점으로부터는 상기 기본 제동 배분선에 따라 일정한 비율로 전륜과 후륜의 제동력을 배분하도록 제어하게 된다.

이 경우, 이상 제동 배분선에 근사하게 설정되는 구간에서의 제동력 배분선은 직선으로 된 몇 개의 구간으로 설정하거나, CVW 이상제동배분의 일정 비율(예로 90%, 95% 등)로써 배분선을 설정할 수 있다.

CVW 이상제동 배분선과 만나는 점(M 지점) 이후부터는 기본 제동 배분선과 동일한 배분을 갖도록 하여 총중량(Gross Vehicle Weight; GVW) 조건에서의 제동력 손실을 방지한다.

이상제동선의 중량 기준을 CVW 가 아닌 1인 승차 또는 2인 승차 기준으로 설정할 수도 있다.

아울러, 차량의 중량을 센싱할 수 있는 기술과 조합되는 경우, M 지점 이후에도 차량의 중량에 따른 이상 제동 배분선을 따라서 제동력을 배분할 수 있다.

한편, 도 18은 전륜 회생제동력만을 제공하는 경우이며, 도 19에서와 같이, 후륜 회생제동시에도 동일한 방식으로 이상 제동 배분선에 근사한 영역을 포함하도록 구성할 수 있다.

다음으로, 도 20 내지 도 23에서는 회생 제동 에너지 회수율을 극대화하기 위하여, 일부 구간에서 이상 제동 배분선을 넘어가는 경우를 설정하도록 구성한 예이다.

이 때, 후륜 회생제동력의 크기를 너무 크게 할 경우 마찰계수가 낮은 노면에서 후륜 록이 발생할 가능성이 커지므로, 일정 수준의 후륜 회생 제동 제한치까지만 후륜 회생제동력이 발생하도록 제한한다.

예로써 빙판에서의 마찰계수를 기준으로 그 이상의 마찰계수를 갖는 노면에서는 전륜 록이 발생하도록 설정하고, 그 이하의 마찰계수를 갖는 노면에서는 후륜 선 록이 발생하는 것을 허용할 수 있다.

도 20 및 도 21을 참조하면, Q 지점까지 전륜 회생제동 최대로 발생하고, R 지점까지 후륜 회생제동 제한하여 일정 수준 이하로 후륜 회생제동력을 발생시킨 다음, 기준 제동 배분비에 따라 전후륜의 유압제동을 발생시키게 된다.

한편, 도 22 및 도 23은 위 도 20의 구현예와 유사하나, 후륜 회생제동량을 최대치까지 발생시키도록 제어하는 예이다.

즉, 전륜 회생제동 최대로 발생하고(T 지점까지), 후륜 회생제동 제한하여 일정 수준 이하로 후륜 회생제동력을 발생시키는 것(U 지점까지)은 동일하다. 다만, 실제동 배분에 따라 유압 제동력을 형성함에 있어서, 전륜 유압제동력을 형성하는 것과 달리, 후륜의 경우, 제한된 후륜 회생제동력을 기본 제동 배분선을 초과하지 않는 범위 내에서 최대치까지 발생시키게 된다(V지점부터 W 지점까지).

따라서, W지점은 후륜 회생제동력으로 발생할 수 있는 최대 제동력 지점이 된다.

본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.

100: 압력 생성부
101: 모터
102: 펌프
103: 고압 탱크
200: 압력 제어부
201: 페달
202: 푸시 로드
203: 마스터 실린더
204: 시뮬레이터 밸브
205: 페달 시뮬레이터
206: 리저버
207, 208: 컷 밸브
209, 211: 노멀리 오픈 밸브
210, 212: 노멀리 클로즈드 밸브
213: 전륜
214: 후륜
215: 제1어플라이 밸브
216: 제2어플라이 밸브
217: 제1릴리즈 밸브
218: 제2릴리즈 밸브

Claims

전륜 회생제동력을 최대로 발생시키는 제1단계;
후륜 회생 제동 제한치까지 후륜 회생제동력만을 추가로 발생시키는 제2단계;
기본 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동력이 배분될 수 있도록, 전륜 제동력만을 증가시키는 제3단계; 및
일정한 값을 갖는 기준 제동배분비에 따라 전륜과 후륜의 제동력을 배분하여 제동력을 제어하는 제4단계;
것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계에서는 기본 제동 배분선에 따른 비로 전륜과 후륜의 유압제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제4단계에서는, 후륜 회생제동량을 기본 제동 배분선에 따라 최대로 발생시킨 후, 후륜 유압제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 후륜 회생 제동 제한치는 상기 제2단계의 일부 구간에서의 제동력 배분이 이상 제동 배분선을 벗어나도록 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 후륜 회생 제동 제한치는 미리 결정된 마찰계수를 기준으로, 상기 마찰계수 이하의 노면에서만 후륜 선 록이 발생하도록 설정된 값인 것을 특징으로 하는 회생 제동 협조 제어 시 제동력 제어 방법.