KR101916074B1 - 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 회생제동 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 회생제동과 유압제동의 협조 제어 시 회생제동을 우선적으로 제어할 수 있는 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 장치는 동력원인 구동모터; 상기 구동모터의 구동전압을 제공하는 배터리; 차량의 운전 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및 상기 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 생성하고, 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하며, 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행하고, 상기 회생제동 가능량 및 상기 회생제동에 따른 회생제동량에 따라 유압제동을 준비하는 차량 제어기를 포함한다.

Description

차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법{REGENERATIVE BRAKING APPARATUS FOR VEHICLE AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 차량의 회생제동 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 회생제동과 유압제동의 협조 제어 시 회생제동을 우선적으로 제어할 수 있는 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배기가스 규제에 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle: HEV)가 제공되고 있다.
하이브리드 차량은 좁은 의미로 연료전지 자동차, 전기자동차와 구별될 수 있으나, 본 명세서에서 하이브리드 차량의 의미는 순수 전기 자동차(Electric Vehicle: EV)와 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV)를 포괄하는 것이다.
하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 차량으로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있다. 이때, 동력원으로는 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 및 전기 에너지에 의해 구동되는 모터가 혼합되어 사용된다. 하이브리드 차량은 주행 상황에 따라 엔진과 구동모터를 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력 토크가 제공될 수 있다.
하이브리드 차량은 엔진 클러치의 접합 여부에 따라 구동모터의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 구동모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지로 상기 모터를 발전시킴으로써 에너지를 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking, RB) 모드 등의 주행모드로 주행이 가능하다.
회생제동은 차량의 제동 시에 제동력의 일부를 발전에 사용하고, 발전된 전기에너지를 배터리에 충전하며, 차량의 주행 속도에 의한 운동에너지의 일부를 발전기의 구동에 필요한 에너지로 사용한다. 이러한 회생제동을 사용한 하이브리드 차량은 차량의 주행거리를 연장시켜 연비를 향상시킬 수 있으며, 유해가스 배출을 줄일 수 있다.
이러한 회생제동과 유압제동의 협조 제어는 제동 안정성과 초기 제동 유압 확보를 위해서 유압제동을 우선적으로 실시한다. 종래의 경우에는 회생제동량을 추정하는 것이 어렵고, 회생제동량에 대한 신뢰도가 낮기 때문에 유압제동을 우선 실시하였다.
이렇게 유압제동을 우선 제어할 경우에는 회생제동으로 에너지 회수를 하는데 한계가 있기 때문에 연비 확보에 어려움이 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회생제동과 유압제동의 협조 제어 시 회생제동을 우선적으로 제어할 수 있는 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 회생제동 가능량을 연산하여 회생제동을 조기에 진입할 수 있는 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 동력원인 구동모터; 상기 구동모터의 구동전압을 제공하는 배터리; 차량의 운전 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및 상기 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 생성하고, 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하며, 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행하고, 상기 회생제동 가능량 및 상기 회생제동에 따른 회생제동량을 기반으로 유압제동을 준비하는 차량 제어기를 포함하는 차량의 회생제동 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 회생제동 가능량과 상기 회생제동량을 비교하여 연산값을 생성하고, 상기 연산값이 기준값 미만이면 브레이크 패드에 연결된 브레이크 실린더에 유압을 제공하여 유압제동을 준비할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 키스 포인트(kiss point) 상태가 되도록 상기 브레이크 패드에 연결된 브레이크 실린더에 유압을 제공하여 상기 유압제동을 준비할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 데이터 검출기로부터 운전자에 의해 변경된 운전 상태 데이터를 제공받으면, 변경된 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 업데이트하고, 상기 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만이면 업데이트한 총 제동량 및 상기 회생제동량을 기반으로 유압제동량을 생성할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 업데이트한 총 제동량에서 상기 회생 제동량를 차감하여 상기 유압제동량을 생성하고, 상기 유압제동량을 기반으로 유압제동을 수행할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 모터 충전 가능 파워, 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품 사용 파워를 이용하여 상기 회생제동 가능량을 생성할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 변속기에서 변속이 발생하면 상기 변속기의 변속단에 따른 핸드오버 비율(Hand Over Ratio)을 확인하고, 상기 모터 충전 가능 파워, 상기 배터리 충전 가능 파워, 상기 핸드오버 비율 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 상기 회생제동 가능량을 생성할 수 있다.
또한, 상기 전장 부품은 HSG(Hybrid Starter Generator), FATC(Full Automatic Temperature Control System) 및 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량 이하이면 회생제동 및 유압제동을 수행할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 생성하는 단계; 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하는 단계; 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하는지를 판단하는 단계; 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행하는 단계; 및 상기 회생제동 가능량 및 상기 회생제동에 따른 회생제동량을 기반으로 유압제동을 준비하는 단계를 포함하는 차량의 회생제동 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회생제동과 유압제동의 협조 제어 시 회생제동을 우선적으로 제어하므로 에너지 회수를 증가시켜 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 회생제동 가능량을 연산하여 회생제동을 조기에 진입할 수 있으므로 회생제동량을 극대화시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법 중 유압제동을 설명하기 위한 예시도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 장치를 간략하게 나타낸 도면이다. 즉, 도 1은 회생제동 제어 장치가 친환경 차량 중 하이브리드 차량에 적용된 것을 설명의 편의를 위하여 실시 예로 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 회생제동 제어 장치는 도 1의 하이브리드 차량뿐만 아니라 다른 모든 친환경 차량에도 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 차량의 회생제동 제어 장치(이하 '회생제동 제어 장치'로 통칭함, 50)는 데이터 검출기(60), 엔진(100), 엔진 클러치(110), 구동모터(120), 배터리(130), 변속기(140), 엔진 제어기(Engine Control Unit: 이하 'ECU'로 통칭함, 150), 모터 제어기(Motor Control Unit: 이하 'MCU'로 통칭함, 160), 배터리 제어기(Battery Management System: 이하 'BMS'로 통칭함, 170), 변속기 제어기(Transmission Control Unit: 이하 'TCU'로 통칭함, 180), 브레이크 제어기(Electric Brake System: 이하 'EBS'로 통칭함, 190) 및 하이브리드 차량 제어기(Hybrid Control Unit: 이하 'HCU'로 통칭함, 200)를 포함한다.
데이터 검출기(60)는 회생제동을 제어하기 위해 필요한 운전 상태 정보를 검출한다. 데이터 검출기(60)는 검출한 운전 상태 정보를 HCU(200)에 제공한다. 이러한 데이터 검출기(60)는 브레이크 페달 위치 센서(Brake Position Sensor: 이하 'BPS'로 통칭함, 60), 차속 센서(65) 및 변속단 검출부(67)를 포함한다.
BPS(63)는 운전자가 브레이크 페달을 누른 정도를 측정한다. 즉, BPS(63)는 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)을 측정하여 이에 대한 신호를 HCU(200)에 전달한다. BPS(63)는 완전히 눌린 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 100%이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 0%일 수 있다.
차속 센서(65)는 차량의 속도를 검출한다. 이러한 차속 센서는 차량의 구동휠에 장착될 수도 있다. 한편, 차속 센서(65)가 구비되지 않을 경우에 HCU(200)는 GPS에서 수신한 GPS 신호를 이용하여 차속을 연산할 수도 있다.
변속단 검출부(67)는 변속기(150)에 현재 체결되어 있는 변속단을 검출한다.
엔진(100)은 ECU(150)의 제어에 의해 추력이 제어되며, ECU(150)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.
엔진 클러치(110)는 엔진(100)과 구동모터(120) 사이에 배치되고, HCU(200)의 제어에 따라 동작되어 엔진(100)과 구동모터(120) 간의 동력 전달을 단속한다. 즉, 엔진 클러치(110)는 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 절환에 따라 엔진(100)과 구동모터(120) 간의 동력을 연결하거나 차단한다.
엔진 클러치(110)가 오픈(Open)되어 있으면, 하이브리드 차량은 구동모터(120)에 의해서만 구동되므로 구동모터(120)에 의해 구동되고, 엔진 클러치(110)가 락(Lock)되어 있으면 엔진(100)으로만 또는 엔진(100)과 구동모터(120)에 의해 구동될 수 있다.
구동모터(120)는 MCU(160)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시킨다. 구동모터(120)는 타행 주행 또는 회생 제동 시 발전기로 동작되어 전압을 배터리(130)에 공급한다.
배터리(130)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 구동모터(120)에 구동 전압을 제공하기 위한 고전압이 저장된다. 배터리(130)는 EV 모드나, HEV 모드에서 구동모터(120)에 구동 전압을 공급하고, 회생 제동 시 모터에서 발전되는 전압으로 충전된다.
배터리(130)는 상용 전원이 플러그 인 접속되는 경우에 충전장치를 통해 공급되는 전압 및 전류에 의해 충전될 수도 있다.
변속기(140)는 TCU(180)의 제어에 따라 변속비가 조정되며, 운전모드에 따라 엔진 클러치(110)를 통해 합산되어 인가되는 출력토크를 변속비로 분배하여 구동휠에 전달시켜 하이브리드 차량이 주행될 수 있도록 한다.
ECU(150)는 네트워크를 통해 HCU(200)와 연결되며, HCU(200)와 연동되어 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등 엔진 동작 상태에 따라 엔진(100)의 전반적인 동작을 제어한다. ECU(150)는 엔진(100)의 동작 상태를 HCU(200)에 제공한다.
MCU(160)는 HCU(200)의 제어에 따라 구동모터(120)의 구동 및 토크를 제어하고, 회생 제동 시 구동모터(120)에서 발전되는 전압을 배터리(130)에 저장한다.
BMS(170)는 배터리의 작동 영역 내에서 각 셀들의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 충전 상태를 관리 제어하며, HCU(200)의 제어에 따라 SOC(State Of Charge) 상태를 관리한다. BMS(170)는 배터리(130)의 전압을 제어하여 한계 전압 이하로 과방전되거나, 한계 전압 이상으로 과충전되지 않도록 한다.
TCU(180)는 ECU(150)와 MCU(160)의 각 출력토크에 따라 변속비를 제어하고, 회생 제동량을 결정하는 등 변속기(140)의 전반적인 동작을 제어한다. TCU(180)는 변속기(140)의 동작 상태를 HCU(200)로 제공한다.
TCU(180)는 변속이 발생하면 변속기(150)의 변속단에 따른 핸드오버 비율(Hand Over Ratio)을 설정한다. 여기서, 핸드오버 비율은 변속 이전의 모터 토크와 변속 이후의 목표 모터 토크의 토크 분담비를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 4단에서 3단으로 변속할 경우 변속 중 4단과 3단의 토크 분담비를 0~1로 정의하고, 4단에 100%의 토크가 걸려있는 경우 핸드오버 비율은 0이 되며, 3단에 100%의 토크가 걸려있는 경우 핸드오버 비율은 1이 될 수 있다. TCU(180)는 설정한 핸드오버 비율을 HCU(200)에 제공한다.
이러한 목적을 위하여, TCU(180)에는 하나 또는 다수의 마이크로프로세서가 구비되어 있으며, 상기 하나 또는 다수의 마이크로프로세서는 회생제동을 제어하는 방법을 실행하기 위한 설정된 프로그램에 의하여 동작할 수 있다.
EBS(190)는 운전자에 의한 감속을 검출되면 페달 스트로크 및 마스터 실린더의 유압으로부터 요구되는 총 제동량을 연산한다.
EBS(190)는 HCU(200)에 제어에 따라 각 구동휠의 브레이크 실린더에 유압을 공급하여 유압제동을 수행한다. 즉, EBS(190)는 총 제동량 및 회생제동량을 이용하여 유압제동량을 생성하고, 유압제동량에 따라 구동휠의 브레이크 실린더에 공급되는 유압을 제어한다.
이러한 EBS(190)는 전기 회생율을 극대화한 회생제동용 브레이크 시스템(Active Hydraulic Booster: AHB)이 적용될 수 있다.
이러한 목적을 위하여, EBS(190)에는 하나 또는 다수의 마이크로프로세서가 구비되어 있으며, 상기 하나 또는 다수의 마이크로프로세서는 회생제동을 제어하는 방법을 실행하기 위한 설정된 프로그램에 의하여 동작할 수 있다.
HCU(200)는 하이브리드 주행 모드 설정, 하이브리드 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기이다. HCU(200)는 네트워크를 통해 연결된 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 및 분석하며 협조 제어를 실행하여 엔진(100) 및 구동모터(120)의 출력토크를 제어한다.
HCU(200)는 데이터 검출기(60)에서 검출한 운전 상태 데이터를 기반으로 회생제동 및 유압제동을 수행한다. 다시 말하면, HCU(200)는 EBS로부터 총 제동량을 제공받아 확인한다. HCU(200)는 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 기반으로 회생제동 가능량을 생성한다. 이러한 모터 충전 가능 파워는 MCU(160)로부터 제공받고, 배터리 충전 가능 파워는 EBS(190)로부터 제공받는다. HCU(200)는 회생제동 가능량 및 총 제동량에 따라 회생제동을 수행하도록 MCU(160)를 제어하고, 회생제동량을 생성한다. HCU(200)는 회생제동 가능량 및 회생제동량에 따라 유압제동을 준비하도록 EBS(190)를 제어한다.
이러한 목적을 위하여, HCU(200)에는 하나 또는 다수의 마이크로프로세서가 구비되어 있으며, 상기 하나 또는 다수의 마이크로프로세서는 회생제동을 제어하는 방법을 실행하기 위한 설정된 프로그램에 의하여 동작할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 차량에서 회생제동을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 회생제동 제어 방법 중 유압제동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회생제동 제어 장치(50)는 운전자에 의해 시동이 온되면 차량을 주행시킨다(S210). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 이그니션(ignition) 검출부(미도시)로부터 시동 온의 신호를 수신하여 시동이 온되는지를 확인할 수 있다. 그리고 HCU(200)는 시동이 온되면 운전자의 요구에 따라 엔진(100) 및 구동모터(120) 중 적어도 하나를 구동시켜 차량을 주행시킬 수 있다.
회생제동 제어 장치(50)는 운전 상태 데이터를 검출한다(S215). 다시 말하면, 회생제동 제어 장치(50)의 데이터 검출기(60)는 브레이크 페달의 위치값 및 차속을 포함하는 운전 상태 데이터를 검출한다. 데이터 검출기(60)는 검출한 운전 상태 데이터를 HCU(200)에 제공한다.
회생제동 제어 장치(50)는 운전 상태 데이터를 기반으로 감속인지를 판단한다(S220). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 운전 상태 데이터의 차속을 기반으로 감속인지를 판단할 수 있다.
한편, 회생제동 제어 장치(50)는 운전 상태 데이터가 감속이 아니면 단계 S210으로 리턴하여 차량의 주행을 제어한다.
회생제동 제어 장치(50)는 운전 데이터가 감속이면 총 제동량을 생성한다(S225). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 EBS(190)는 HCU(200)의 제어에 따라 브레이크 페달의 위치값을 이용하여 총 제동량을 생성한다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량을 생성한다(S230). 다시 말하면, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 MCU(160)로부터 모터 충전 가능 파워를 제공받고, BMS(170)로부터 배터리 충전 파워를 제공받는다. HCU(200)는 모터 충전 가능 파워, 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성한다. 즉, HCU(200)는 모터 충전 가능 파워와 배터리 충전 가능 파워에서 전장 부품의 사용 파워를 차감하여 회생제동 가능량을 생성할 수 있다.
이때, 모터 충전 가능 파워는 구동모터(120)의 온도 등을 고려하여 구동모터(120)에서 배터리에 충전할 수 있는 파워를 나타내며, 배터리 충전 가능 파워는 배터리의 SOC 및 온도 등을 고려하여 구동모터(120)로부터 충전받을 수 있는 파워를 나타낼 수 있다. 전장 부품은 전압을 사용하여 구동하는 부품으로, 예를 들어, HSG, FATC(Full Automatic Temperature Control System, 자동온도조절장치), LDC(Low-Voltage DC-DC Converter) 등을 포함할 수 있다.
그리고 HCU(200)는 변속기(140)에서 변속이 발생하면 모터 충전 가능 파워, 배터리 충전 가능 파워, 핸드오버 비율 및 전장부품의 사용 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성한다. 즉, HCU(200)는 핸드오버 비율에 따른 기어비를 생성하고, 기어비, 모터 충전 가능 파워, 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성할 수 있다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 총 제동량을 초과하는지를 판단한다(S235). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 회생제동을 조기 진입하기 위하여 회생제동 가능량이 총 제동량을 초과하는지를 판단한다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행한다(S240). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 회생제동 가능량이 총 제동량을 초과하면 MCU(160)를 제어하여 회생제동을 수행한다. 예를 들어, 회생제동 제어 장치(50)는 도 4의 도면번호 430번과 같이 회생제동을 조기에 수행할 수 있다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동을 수행하면 회생제동량을 확인한다(S245). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 MCU(160)는 회생제동을 수행하여 회생제동량을 확인한다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량과 회생제동량을 이용하여 연산값을 생성한다(S250). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 MCU(160)로부터 회생제동량을 제공받고, 회생제동 가능량에서 회생제동량을 감산하여 연산값을 생성한다.
회생제동 제어 장치(50)는 연산값이 기준값 미만인지를 판단한다(S255). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 연산값이 기준값 미만인지를 판단한다. 이때, 기준값은 유압제동을 준비하기 위해 기준이 되는 값으로 미리 설정된 값일 수 있다.
한편, 회생제동 제어 장치(50)는 연산값이 기준값 이상이면 단계 S240으로 리턴하여 회생제동을 수행한다.
회생제동 제어 장치(50)는 연산값이 기준값 미만이면 유압제동을 준비한다(S260). 다시 말하면, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 연산값이 기준값 미만이면 유압제동을 준비하도록 EBS(190)를 제어한다. EBS(190)는 각 구동휠의 브레이크 실린더에 유압을 공급하여 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 키스 포인트(kiss point) 상태가 되도록 한다. 여기서, 키스 포인트 상태는 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 마찰을 시작하는 상태를 나타낼 수 있다.
예를 들어, EBS(190)는 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 키스 포인트 상태가 되도록 도 5의 도면 번호 530과 같이 브레이크 실린더에 유압을 제공할 수 있다.
이렇게 유압제동을 준비하는 이유는 유압의 반응이 늦기 때문에 미리 제동 유압의 잔압을 인가시켜 총제동량이 회생제동량 보다 커질 경우에 반응성을 확보하기 위함이다.
회생제동 제어 장치(50)는 운전자에 의해 변경된 운전 상태 데이터를 검출한다(S265). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 데이터 검출기(60)는 운전자에 의해 브레이크 패달의 위치값이 변경되면, 변경된 브레이크 페달의 위치값을 검출한다. 데이터 검출기(60)는 검출한 브레이크 페달의 위치값을 HCU(200)에 제공한다.
한편, 여기서는 유압제동을 준비한 후 변경된 운전 상태 데이터를 검출한다고 기재되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 운전자가 브레이크 페달을 밟거나 차속을 변경할 때마다 운전 상태 데이터를 검출할 수 있다.
회생제동 제어 장치(50)는 변경된 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 업데이트한다(S270). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 EBS(190)는 HCU(200)의 제어에 따라 변경된 브레이크 페달의 위치값을 이용하여 총 제동량을 업데이트한다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만인지를 판단한다(S275). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만인지를 판단한다.
한편, 회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량을 초과할 경우에 단계 S240으로 리턴하여 회생제동을 수행한다.
회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만이면 유압제동량을 생성한다(S280). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만이면 유압제동량을 생성하도록 EBS(190)를 제어한다. EBS(190)는 업데이트한 총 제동량에서 회생제동 가능량을 감산하여 유압제동량을 생성한다.
회생제동 제어 장치(50)는 유압제동량을 기반으로 유압제동을 수행한다(S285). 즉, 회생제동 제어 장치(50)의 EBS(190)는 유압제동량에 따라 각 구동휠의 브레이크 실린더에 공급되는 유압을 제어하여 유압제동을 수행한다.
한편, 회생제동 제어 장치(50)는 회생제동 가능량이 총 제동량 이하이면 회생제동 및 유압제동을 수행한다(S290). 다시 말하면, 회생제동 제어 장치(50)의 HCU(200)는 회생제동 가능량이 총 제동량 이하이면 회생제동을 수행하도록 MCU(160)를 제어하고, 유압제동을 수행하도록 EBS(190)를 제어한다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 회생제동 제어 장치(50)는 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 기반으로 회생제동 가능량을 생성하고, 생성한 회생제동 가능량이 브레이크 페달의 위치값에 따른 총 제동량을 초과할 경우에 회생제동을 조기 진입할 수 있으므로 연비를 향상시킬 수 있으며, 유압제동을 미리 준비하므로 운전자의 요구제동력을 충족시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50: 차량의 회생제동 제어 장치
60: 데이터 검출기
100: 엔진
105: HSG
120: 구동모터
130: 배터리
140: 변속기
150: ECU
170: BMS
160: MCU
180: TCU
190: EBS
200: HCU

Claims (17)

  1. 동력원인 구동모터;
    상기 구동모터의 구동전압을 제공하는 배터리;
    차량의 운전 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및
    상기 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 생성하고, 모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하며, 상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행하고, 상기 회생제동 가능량 및 상기 회생제동에 따른 회생제동량을 기반으로 유압제동을 준비하는 차량 제어기를 포함하되,
    상기 차량 제어기는 상기 회생제동을 수행 중 상기 회생제동 가능량에서 상기 회생제동량을 감산하여 연산값을 생성하고, 상기 연산값이 유압제동을 준비하기 위해 설정된 기준값 미만이면 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 키스 포인트(kiss point) 상태가 되도록 상기 브레이크 패드에 연결된 브레이크 실린더에 유압을 제공하여 상기 유압제동을 준비하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 데이터 검출기로부터 운전자에 의해 변경된 운전 상태 데이터를 제공받으면, 변경된 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 업데이트하고, 상기 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만이면 업데이트한 총 제동량 및 상기 회생제동량을 기반으로 유압제동량을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 업데이트한 총 제동량에서 상기 회생 제동량를 차감하여 상기 유압제동량을 생성하고, 상기 유압제동량을 기반으로 유압제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 모터 충전 가능 파워, 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품 사용 파워를 이용하여 상기 회생제동 가능량을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    변속기에서 변속이 발생하면 상기 변속기의 변속단에 따른 핸드오버 비율(Hand Over Ratio)을 확인하고, 상기 모터 충전 가능 파워, 상기 배터리 충전 가능 파워, 상기 핸드오버 비율 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 상기 회생제동 가능량을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전장 부품은
    HSG(Hybrid Starter Generator), FATC(Full Automatic Temperature Control System) 및 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량 이하이면 회생제동 및 유압제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 장치.
  10. 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 생성하는 단계;
    모터 충전 가능 파워 및 배터리 충전 가능 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하는 단계;
    상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하는지를 판단하는 단계;
    상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하면 회생제동을 수행하는 단계; 및
    상기 회생제동 가능량 및 상기 회생제동에 따른 회생제동량을 기반으로 유압제동을 준비하는 단계를 포함하되,
    상기 유압제동을 준비하는 단계는, 상기 회생제동 가능량에서 상기 회생제동량을 차감하여 연산값을 생성하는 단계 및 상기 연산값이 유압제동을 준비하기 위해 설정된 기준값 미만이면 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 키스 포인트(kiss point) 상태가 되도록 브레이크 실린더에 유압을 제공하여 유압제동을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회생제동 가능량을 생성하는 단계는
    상기 모터 충전 가능 파워, 상기 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 회생제동 가능량을 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회생제동 가능량을 생성하는 단계는
    변속기의 변속 여부를 판단하는 단계;
    상기 변속기에서 변속이 발생하면 상기 변속기의 변속단에 따른 핸드오버 비율을 확인하는 단계; 및
    상기 핸드오버 비율, 상기 모터 충전 가능 파워, 상기 배터리 충전 가능 파워 및 전장 부품의 사용 파워를 이용하여 상기 회생제동 가능량을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 유압제동을 준비하는 단계 이후에
    운전자에 의해 변경된 운전 상태 데이터를 기반으로 총 제동량을 업데이트하는 단계;
    상기 회생제동 가능량이 업데이트한 총 제동량 미만이면 업데이트한 총 제동량에서 상기 회생제동량을 차감하여 유압제동량을 생성하는 단계; 및
    상기 유압제동량을 기반으로 유압제동을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량을 초과하는지를 판단하는 단계 이후에
    상기 회생제동 가능량이 상기 총 제동량 이하이면 회생제동 및 유압제동을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생제동 제어 방법.
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