KR102286732B1 - 차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법 - Google Patents

차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 관련된 차량 제동 시스템은 배터리, 배터리로 전력을 공급하는 모터, 브레이크 페달의 스트로크를 측정하는 페달 스트로크 센서, 입력되는 마찰 제동 신호에 따라 차량을 제동하는 제동 액츄에이터, 입력되는 회생 제동 허용량에 따라 모터 및 배터리를 이용하여 차량의 회생 제동을 수행하는 제1 제어부 및 스트로크 정보를 이용하여 총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하고, 총 요구 제동량 및 모터 및 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함한다.

Description

차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법{IN VEHICLE BRAKING SYSTEM AND VEHICLE BRAKING METHOD}
본 발명은 전기 모터를 이용하여 구동되는 차량용 제동 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 연비를 개선할 수 있는 차량용 제동 시스템에 관한 것이다.
오늘날 가솔린이나 디젤 등과 같은 화석연료를 연료로 사용하는 일반 내연기관 자동차는 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발 등의 문제점을 가지고 있다. 그리고, 지구상에 존재하는 화석연료는 그 양이 한정되어 있기 때문에 언젠가는 고갈될 수 있는 것이 현실이다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 전기 모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 전기 모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 전기 모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등의 친환경 자동차가 개발되어 왔다.
전기 모터로 구동되는 친환경 자동차는 차량이 제동하는 동안 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 저장한 뒤, 차량이 주행할 때 배터리에 저장된 전기에너지를 이용하여 전기 모터를 구동하는데 재사용할 수 있도록 함으로써 차량 연비를 향상시킨다.
이러한 회생 제동이 수행되는 차량에서는 회생 제동을 하는 동안 전기 모터(구동 모터)에서 발생하는 회생 제동량과 브레이크에서 발생하는 마찰 제동량의 합을 총 요구 제동량과 동일하게 해주는 회생 제동 협조제어를 수행하게 된다.
일반적으로, 마찰 제동량은 총 요구 제동량에서 회생 제동 실행량을 제한 부분을 수행하게 되는데, 차량 내의 회생 제동과 관련된 제어부와 마찰 제동과 관련된 제어부간의 통신 지연이 있어 제동력을 분배하기까지 상당한 시간이 소요되므로, 제동 분배에 문제가 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0064147호에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 연비를 향상시키는 차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또 다른 목적은 차량의 운전성을 향상시키는 차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 관련된 차량 제동 시스템은 배터리, 배터리로 전력을 공급하는 모터, 브레이크 페달의 스트로크를 측정하는 페달 스트로크 센서, 입력되는 마찰 제동 신호에 따라 차량을 제동하는 제동 액츄에이터, 입력되는 회생 제동 허용량에 따라 모터 및 배터리를 이용하여 차량의 회생 제동을 수행하는 제1 제어부 및 스트로크 정보를 이용하여 총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하고, 총 요구 제동량 및 모터 및 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함한다.
제2 제어부는 회생 제동 허용량을 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 설정한다.
제2 제어부로부터 회생 제동 허용량을 입력받아 회생 제동 신호를 생성하여 제1 제어부로 전달하는 제3 제어부를 더 포함한다.
제3 제어부는 제1 제어부로부터 모터 및 배터리의 상태에 대한 정보를 전달받아 회생 제동 실행량을 연산한다.
제2 제어부는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 허용량의 차이 값을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성한다.
제2 제어부는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 이상이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 실행량의 차이 값으로 마찰 제동 신호를 생성한다.
제3 제어부는 회생 제동 실행량 보다 큰 값을 갖도록 회생 제동 실행량을 보정한다.
제2 제어부는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 총 요구 제동량과 보정 회생 제동 실행량 및 회생 제동 허용량 중 작은 값의 차이 값을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성한다.
제2 제어부는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 이상이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 실행량의 차이 값으로 마찰 제동 신호를 생성한다.
제1 제어부와 제3 제어부 간에는 CAN 통신으로 연결되고, 제2 제어부와 제3 제어부 간에도 CAN 통신으로 연결되는 차량 제동 시스템.
본 발명의 일 실시 예에 관련된 차량 제동 방법은 페달 스트로크 센서가 브레이크 페달의 스트로크를 측정하는 단계, 스트로크 정보를 이용하여 총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하는 단계, 회생 제동 허용량에 따라 모터 및 배터리를 이용하여 차량의 회생 제동을 수행하는 단계 및 총 요구 제동량 및 모터 및 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하는 단계는 회생 제동 허용량을 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 설정하는 단계를 포함한다.
회생 제동 허용량을 입력받아 회생 제동 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
모터 및 배터리의 상태에 대한 정보를 전달받아 회생 제동 실행량을 연산하는 단계를 더 포함한다.
회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량을 비교하는 단계를 더 포함하고, 마찰 제동 신호를 생성하는 단계는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 허용량의 차이 값을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
마찰 제동 신호를 생성하는 단계는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 이상이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 실행량의 차이 값으로 마찰 제동 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
회생 제동 실행량 보다 큰 값을 갖도록 회생 제동 실행량을 보정하는 단계를 더 포함한다.
회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량을 비교하는 단계를 더 포함하고, 마찰 제동 신호를 생성하는 단계는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 총 요구 제동량과 보정 회생 제동 실행량 및 회생 제동 허용량 중 작은 값의 차이 값을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
마찰 제동 신호를 생성하는 단계는 회생 제동 허용량과 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 이상이면, 총 요구 제동량과 회생 제동 실행량의 차이 값으로 마찰 제동 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 제동 시스템 및 차량 제동 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1는 본 발명과 관련된 차량용 제동 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예와 관련된 차량용 제동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예와 관련된 차량용 제동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제동량을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1는 본 발명과 관련된 차량용 제동 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도시한 바와 같이, 차량용 제동 시스템은 모터(110), 인버터(120), 배터리(130), 변속기(140), 페달 스트로크 센서(150), 제동 액츄에이터(160) 및 제어부(170) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 차량용 제동 시스템을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 차량용 제동 시스템은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 모터(110)는 미도시한 엔진과 함께 또는 독립적으로 차량의 주행을 위해 구동할 수도 있고, 차량의 감속 시 차량의 운동에너지를 회수하여 전기 에너지로 변환할 수 있다.
인버터(120)는 모터 제어부(172)에서 인가되는 제어신호에 따라 배터리(130)에서 공급되는 직류 전원을 상변환시켜 모터(110)를 구동시킨다. 또한, 인버터(120)는 모터 제어부(172)에서 인가되는 제어신호에 따라 모터(110)에서 생성되는 교류 전류를 직류 전류로 변환시켜 배터리(130)에 충전전압으로 공급한다.
배터리(130)는 하이브리드 차량이나 전기 자동차에 장착되어 모터(110)에 전원을 공급한다. 차량용 배터리(130)는 배터리(130)의 필요 용량에 따라 셀(cell)을 직렬로 연결하여 하나의 팩(pack) 형태로 구성되는 배터리 팩일 수 있다. 따라서 본 명세서 및 특허청구범위의 배터리(130)란 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에서 사용되는 배터리 팩을 포함한 모든 배터리를 의미하는 것으로 이해하여야 할 것이다.
변속기(140)는 모터(110)의 회전을 감속 또는 가속하여 구동륜을 구동시킨다. 모터(110)는 변속기(140)를 통해 구동륜에 연결될 수 있다.
페달 스트로크 센서(150)는 브레이크 페달의 스트로크를 측정하여 해당 신호를 출력한다.
제동 액츄에이터(160)는 마찰 제동 신호에 따라, 구동륜 및/또는 종동륜을 제동한다. 제동 액츄에이터(160)는 구동륜을 제동하는 구동륜 캘리퍼(미도시), 브레이크 페달에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더(미도시) 및 종동륜을 제동하는 종동륜 캘리퍼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 구동륜 캘리퍼 및 종동륜 캘리퍼는 전기식 캘리퍼 또는 유압식 캘리퍼를 포함한다. 구동륜 및 종동륜은 통상의 경우 각각 전륜 및 후륜이 되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 구동륜 및 종동륜이 각각 후륜 및 전륜인 경우도 포함한다.
다음으로 제어부(170)는, 모터(110), 인버터(120) 및 배터리(130)를 관리하고 이들을 제어하는 모터 제어부(172), 변속기(140)를 제어하는 변속 제어부(174), 페달 스트로크 센서(150)와 연결되고, 제동 액츄에이터(160)를 제어하는 제동 제어부(176) 및 차량 주행 및 동작에 따른 전반을 제어하는 차량 제어부(178)를 포함한다.
제어부(170)는 일반적으로 CAN통신을 통해 위에서 살펴본 구성요소들과 통신할 수 있다. 또한, 모터 제어부(172), 변속 제어부(174) 및 제동 제어부(176)의 경우에도, 각각 차량 제어부(178)와 CAN 통신을 통해 연결되어 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리할 수 있다.
모터 제어부(172)는 모터(110) 및 배터리(130)의 상태(예를 들어, 모터(110)의 토크, 배터리(130)의 SOC 등)에 대한 정보를 차량 제어부(178)로 출력한다. 변속 제어부(174)는 현재 체결된 변속단에 대한 정보를 차량 제어부(178)로 출력한다.
그리고, 모터 제어부(172)는 차량 제어부(178)로부터 출력된 회생 제동 신호에 따라 회생 제동을 실행하고, 회생 제동 실행량을 차량 제어부(178)로 출력한다.
한편, 모터 제어부(172) 및 변속 제어부(174)는 하나의 제어부로 구성될 수 있으며, 하나의 제어부에서 제동, 속도 및 토크 제어, 회생 제동 제어 등의 기능이 통합되어 수행될 수도 있다.
제동 제어부(176)는 페달 스트로크 센서(150)로부터 출력된 페달 스트로크 신호를 수신하고, 페달 스트로크 신호를 바탕으로 운전자가 요구하는 총 요구 제동량을 연산할 수 있다.
그리고, 제동 제어부(176)는 총 요구 제동량을 회생 제동 허용량과 마찰 제동량으로 적절히 분배하여 회생 제동 허용량을 차량 제어부(178)로 출력한다.
또한, 차량 제어부(178)로부터 출력되는 회생 제동 실행량을 참조하여 마찰 제동 실행량을 연산하고, 제동 액츄에이터(160)로 마찰 제동 신호를 출력한다.
제동 제어부(176)는 ABS(anti-lock braking system), TCS(traction control system), ESC (electric control suspension) 또는 ESP(electronic stability control)를 포함한다.
차량 제어부(178)는 모터(110) 및 배터리(130)의 상태 및 변속단에 대한 정보를 이용하여, 회생 제동 신호를 생성하고, 회생 제동 실행량을 연산하여 제동 제어부(176)로 전달한다.
다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 제동 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예와 관련된 차량용 제동 방법을 나타낸 순서도이다. 도시된 바와 같이, 제동 제어부(176)는 페달 스트로크 센서(150)의 출력 값에 따라 총 요구 제동량을 연산(S110)한다. 이때 연산된 총 요구 제동량은 t1 시점에서의 총 요구 제동량이라 한다.
다음으로, 제동 제어부(176)는 t1 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산(S120)한다. 이때 연산된 회생 제동 허용량은 t1 시점에서의 회생 제동 허용량이라 한다.
그리고, 제동 제어부(176)는 차량 제어부(178)로 t1 시점에서의 회생 제동 허용량을 출력(S130)한다.
한편, 모터 제어부(172)는 모터(110) 상태를 모니터링(S310)하고, 변속 제어부(174)는 변속기(140) 상태를 모니터링(S410)하며, 모터 제어부(172)는 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S320)하고, 변속 제어부(174)는 변속기(140) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S420)한다.
그러면, 차량 제어부(178)는 입력된 정보들을 이용하여, 회생 제동 신호를 생성(S210)하여 모터 제어부(172)로 출력(S220)한다. 차량 제어부(178)는 회생 제동 허용량에 근거하여 회생 제동 신호를 생성할 수 있다.
회생 제동 신호에 따라, 모터 제어부(172)가 회생 제동을 실행(S330)하고, 회생 제동 실행에 따른 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S340)한다.
그러면, 차량 제어부(178)는 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보로 회생 제동 실행량을 연산(S230)한다. 예를 들어, 회생 제동 실행량은 모터(110)의 토크와 변속기(140)의 기어비를 곱한 값으로 연산될 수 있다. 통신 지연에 의해, t1 시점 이후에 회생 제동량이 연산될 것이므로, 차량 제어부(178)에서 연산된 회생 제동 실행량은 t2 시점에서의 회생 제동 실행량이라 한다.
한편, 제동 제어부(176)는 페달 스트로크 센서(150)의 출력 값에 따라 총 요구 제동량을 연산(S140)한다. 이때 연산된 총 요구 제동량은 t2 시점에서의 총 요구 제동량이라 한다.
또한, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산(S150)한다. 이때 연산된 회생 제동 허용량은 t2 시점에서의 회생 제동 허용량이라 한다.
다음으로, 차량 제어부(178)는 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 제동 제어부(176)로 출력(S240)한다.
그러면, 제동 제어부(176)는 t1 시점에서의 회생 제동 허용량과 t2 시점에서의 회생 제동 실행량의 값을 비교(S160)한다. 예를 들어, 차량 제어부(178)는 t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 미만인지 여부를 판단한다.
먼저, t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 미만인 경우, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량에서 t2 시점에서의 회생 제동 허용량을 뺀 값을 t2 시점에서의 마찰 제동 지시량으로 설정(S170)한다. t2 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산하였으므로, 마찰 제동 지시량은 0과 대체적으로 동일한 값을 가진다. 제동 제어부(176)는 마찰 제동 지시량이 0이므로, 제동 액츄에이터(160)를 동작시키지 않아 마찰 제동량은 0과 대체적으로 동일한 값을 가진다.
그러므로, 상기의 제1 실시 예는 t3 시점의 회생 제동 실행량만으로 t2 시점의 총 요구 제동량을 만족시킬 수 있다. 시간 경과에 따른 총 요구 제동량, 회생 제동 허용량, 회생 제동 실행량, 마찰 제동 지시량, 마찰 제동량 및 총 제동량은 아래의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015047516160-pat00001
한편, 모터(110), 배터리(130) 및 변속기(140)의 상태가 정상적이지 않거나, 회생 제동이 정상적으로 수행되지 않아 t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 이상일 수 있다.
t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 이상인 경우, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값을 t2 시점에서의 마찰 제동 지시량으로 설정(S172)한다.
제동 제어부(176)는 마찰 제동 지시량을 만족시키도록 제동 액츄에이터(160)를 구동하는 마찰 제동 신호를 제동 액츄에이터(160)로 출력한다. 그러면, t3 시점에서의 회생 제동 실행량과 t3 시점에서의 마찰 제동량의 합이 t2 시점의 총 요구 제동량과 같거나 더 크다.
시간 경과에 따른 총 요구 제동량, 회생 제동 허용량, 회생 제동 실행량, 마찰 제동 지시량, 마찰 제동량 및 총 제동량은 아래의 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015047516160-pat00002
일반적으로, 제동 제어부(176)는 회생 제동 실행량을 전달받아, 현재의 총 요구 제동량에서 회생 제동 실행량을 제한 제동량을 만족하도록 마찰 제동 신호를 생성한다. 이때, 통신 지연 등으로 인해 제동 제어부(176)에서 연산된 회생 제동 허용량을 차량 제어부(178)로 출력하는 시점과 마찰 제동 신호를 생성하는 시점간에 시간차가 존재한다.
즉, 현재 실제로 회생 제동을 통해 제동되는 제동량과, 현재의 차량 제어부(178)에서 연산되는 회생 제동 실행량의 값이 다르다. 그럼에도 불구하고, 현재의 총 요구 제동량에서 회생 제동 실행량을 뺀 값을 마찰 제동 지시량으로 설정하게 되어, 현재 실제로 회생 제동을 통해 제동되는 제동량과 마찰 제동 지시량에 따른 마찰 제동량의 합이 총 요구 제동량을 초과하는 문제가 있다.
그러나, 제1 실시 예는 현재의 차량 제어부(178)에서 연산되는 회생 제동 실행량이 이전 시점의 회생 제동 허용량과 대체적으로 동일한 경우, 현재 실제로 회생 제동을 통해 제동되는 제동량은 총 요구 제동량과 대체적으로 동일할 것이라고 판단하고, 마찰 제동 지시량으로 제동량을 분배하지 않는다. 그러므로, 제1 실시 예는 제어부 간의 통신지연을 고려한 제어를 통해 불필요한 마찰제동에 의한 운전성악화 및 연비 악화를 개선하는 효과가 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량 제동 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예와 관련된 차량용 제동 방법을 나타낸 순서도이다. 도시된 바와 같이, 제동 제어부(176)는 페달 스트로크 센서(150)의 출력 값에 따라 총 요구 제동량을 연산(S110)한다. 이때 연산된 총 요구 제동량은 t1 시점에서의 총 요구 제동량이라 한다.
다음으로, 제동 제어부(176)는 t1 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산(S120)한다. 이때 연산된 회생 제동 허용량은 t1 시점에서의 회생 제동 허용량이라 한다.
그리고, 제동 제어부(176)는 차량 제어부(178)로 t1 시점에서의 회생 제동 허용량을 출력(S130)한다.
한편, 모터 제어부(172)는 모터(110) 상태를 모니터링(S310)하고, 변속 제어부(174)는 변속기(140) 상태를 모니터링(S410)하며, 모터 제어부(172)는 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S320)하고, 변속 제어부(174)는 변속기(140) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S420)한다.
그러면, 차량 제어부(178)는 입력된 정보들을 이용하여, 회생 제동 신호를 생성(S210)하여 모터 제어부(172)로 출력(S220)한다. 차량 제어부(178)는 회생 제동 허용량에 근거하여 회생 제동 신호를 생성할 수 있다.
회생 제동 신호에 따라, 모터 제어부(172)가 회생 제동을 실행(S330)하고, 회생 제동 실행에 따른 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보를 차량 제어부(178)로 출력(S340)한다.
그러면, 차량 제어부(178)는 모터(110) 및 배터리(130) 상태 정보로 회생 제동 실행량을 연산(S230)한다. 예를 들어, 회생 제동 실행량은 모터(110)의 토크와 변속기(140)의 기어비를 곱한 값으로 연산될 수 있다. 통신 지연에 의해, t1 시점 이후에 회생 제동량이 연산될 것이므로, 차량 제어부(178)에서 연산된 회생 제동 실행량은 t2 시점에서의 회생 제동 실행량이라 한다.
그리고, 차량 제어부(178)는 연산된 회생 제동 실행량을 보정(S232)한다. 상기의 도 2에서 설명한 바와 같이, 현재 실제로 회생 제동을 통해 제동되는 제동량과, 현재의 차량 제어부(178)에서 연산되는 회생 제동 실행량의 값이 다르므로, 연산된 회생 제동 실행량을 보정 회생 제동 실행량으로 보정한다.
한편, 제동 제어부(176)는 페달 스트로크 센서(150)의 출력 값에 따라 총 요구 제동량을 연산(S140)한다. 이때 연산된 총 요구 제동량은 t2 시점에서의 총 요구 제동량이라 한다.
또한, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산(S150)한다. 이때 연산된 회생 제동 허용량은 t2 시점에서의 회생 제동 허용량이라 한다.
다음으로, 차량 제어부(178)는 t2 시점에서의 회생 제동 실행량 및 보정 회생 제동 실행량을 제동 제어부(176)로 출력(S240)한다.
그러면, 제동 제어부(176)는 t1 시점에서의 회생 제동 허용량과 t2 시점에서의 회생 제동 실행량의 값을 비교(S160)한다. 예를 들어, 차량 제어부(178)는 t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 미만인지 여부를 판단한다.
먼저, t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 미만인 경우, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량에서, t2 시점에서의 회생 제동 허용량 또는 보정 회생 제동 실행량 중 작은 값을 뺀 값을 t2 시점에서의 마찰 제동 지시량으로 설정(S174)한다. t2 시점에서의 총 요구 제동량과 대체적으로 동일한 값으로 회생 제동 허용량을 연산하였으므로, 마찰 제동 지시량은 0과 대체적으로 동일한 값을 가진다. 또는, 현재 실제로 회생 제동을 통해 제동되는 제동량과 유사하게 회생 제동 실행량을 보정하였으므로, 마찰 제동 지시량은 0과 대체적으로 동일한 값을 가진다.
따라서, 제동 제어부(176)는 마찰 제동 지시량이 0이므로, 제동 액츄에이터(160)를 동작시키지 않아 마찰 제동량은 0과 대체적으로 동일한 값을 가진다. 그러므로, 상기의 표 1과 같이, 제2 실시 예는 t3 시점의 회생 제동 실행량만으로 t2 시점의 총 요구 제동량을 만족시킬 수 있다.
한편, 모터(110), 배터리(130) 및 변속기(140)의 상태가 정상적이지 않거나, 회생 제동이 정상적으로 수행되지 않아 t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 이상일 수 있다.
t1 시점에서의 회생 제동 허용량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값이 소정 임계 값 이상인 경우, 제동 제어부(176)는 t2 시점에서의 총 요구 제동량에서 t2 시점에서의 회생 제동 실행량을 뺀 값을 t2 시점에서의 마찰 제동 지시량으로 설정(S176)한다.
제동 제어부(176)는 마찰 제동 지시량을 만족시키도록 제동 액츄에이터(160)를 구동하는 마찰 제동 신호를 제동 액츄에이터(160)로 출력한다. 그러면, 상기의 표 2와 같이 t3 시점에서의 회생 제동 실행량과 t3 시점에서의 마찰 제동량의 합이 t2 시점의 총 요구 제동량과 같거나 더 크다.
제2 실시 예는 현재의 차량 제어부(178)에서 연산되는 회생 제동 실행량을 보정하여 이는 총 요구 제동량과 대체적으로 동일할 것이라고 판단하고, 마찰 제동 지시량으로 제동량을 분배하지 않는다. 그러므로, 제2 실시 예는 제어부 간의 통신지연을 고려한 제어를 통해 불필요한 마찰제동에 의한 운전성악화 및 연비 악화를 개선하는 효과가 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
110: 모터 120: 인버터
130: 배터리 140: 변속기
150: 페달 스트로크 센서 160: 제동 액츄에이터
172: 모터 제어부 174: 변속 제어부
176: 제동 제어부 178: 차량 제어부

Claims (19)

  1. 배터리;
    상기 배터리로 전력을 공급하는 모터;
    브레이크 페달의 스트로크를 측정하는 페달 스트로크 센서;
    입력되는 마찰 제동 신호에 따라 차량을 제동하는 제동 액츄에이터;
    입력되는 회생 제동 허용량에 따라 상기 모터 및 상기 배터리를 이용하여 상기 차량의 회생 제동을 수행하는 제1 제어부;
    상기 스트로크의 정보를 이용하여 총 요구 제동량 및 상기 회생 제동 허용량을 연산하고, 상기 총 요구 제동량 및 상기 모터 및 상기 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 제2 제어부; 및
    상기 제2 제어부로부터 상기 회생 제동 허용량을 입력받아 회생 제동 신호를 생성하여 상기 제1 제어부로 전달하는 제3 제어부
    를 포함하고,
    상기 제3 제어부는 상기 제1 제어부로부터 상기 모터 및 상기 배터리의 상태에 대한 정보를 전달받아 상기 회생 제동 실행량을 연산하고, 상기 회생 제동 실행량 보다 큰 값을 갖도록 상기 회생 제동 실행량을 보정하며,
    상기 제2 제어부는 상기 회생 제동 허용량과 상기 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 상기 보정한 회생 제동 실행량 및 상기 회생 제동 허용량 중 작은 값과 상기 총 요구 제동량의 차이 값을 이용하여 상기 마찰 제동 신호를 생성하는
    차량 제동 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 제어부는 상기 회생 제동 허용량을 상기 총 요구 제동량과 동일한 값으로 설정하는 차량 제동 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부와 상기 제3 제어부 간에는 CAN 통신으로 연결되고, 상기 제2 제어부와 상기 제3 제어부 간에도 CAN 통신으로 연결되는 차량 제동 시스템.
  11. 페달 스트로크 센서가 브레이크 페달의 스트로크를 측정하는 단계;
    상기 스트로크의 정보를 이용하여 총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하는 단계;
    상기 회생 제동 허용량에 따라 모터 및 배터리를 이용하여 차량의 회생 제동을 수행하는 단계;
    상기 모터 및 상기 배터리의 상태에 대한 정보를 전달받아 상기 모터 및 상기 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 연산하는 단계;
    상기 회생 제동 실행량 보다 큰 값을 갖도록 상기 회생 제동 실행량을 보정하는 단계; 및
    상기 총 요구 제동량 및 상기 모터 및 상기 배터리에 의해 수행된 회생 제동 실행량을 이용하여 마찰 제동 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 마찰 제동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 회생 제동 허용량과 상기 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 미만이면, 상기 보정한 회생 제동 실행량 및 상기 회생 제동 허용량 중 작은 값과 상기 총 요구 제동량의 차이 값을 이용하여 상기 마찰 제동 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 차량 제동 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 총 요구 제동량 및 회생 제동 허용량을 연산하는 단계는 상기 회생 제동 허용량을 상기 총 요구 제동량과 동일한 값으로 설정하는 단계를 포함하는 차량 제동 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 회생 제동 허용량을 입력받아 회생 제동 신호를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 차량 제동 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 마찰 제동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 회생 제동 허용량과 상기 회생 제동 실행량의 차이가 소정 임계값 이상이면, 상기 총 요구 제동량과 상기 회생 제동 실행량의 차이 값으로 상기 마찰 제동 신호를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 차량 제동 방법.
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