KR102507009B1 - 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동시 유압제동과 회생제동 간의 전환 과정에서 발생하는 제동력 불일치의 문제를 개선할 수 있는 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 유압제동의 오차를 보상하기 위해 유압-토크 간 변환 모델을 통해 구해진 모델 유압과 측정된 마스터 실린더 유압 사이의 오차를 구하고, 구해진 유압 오차를 상기 변환 모델을 통해 토크 오차로 변환한 후, 변환된 토크 오차를 이용하여 목표 회생제동 토크를 보정하며, 이어 상기 보정 후 목표 회생제동 토크를 생성하도록 모터의 회생제동 제어를 수행하는 친환경자동차의 제동 제어 장치, 및 그 방법이 개시된다.

Description

친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법{Braking control system and method for eco-friendly vehicle}

본 발명은 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동시 유압제동과 회생제동 간의 전환 과정에서 발생하는 제동력 불일치의 문제를 개선할 수 있는 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 전기모터를 구동원으로 이용하여 주행하는 하이브리드 자동차(HEV:Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기자동차(EV:Electric Vehicle), 연료전지 자동차(FCEV:Fuel Cell Electric Vehicle)와 같은 친환경자동차의 경우, 제동시 차량의 운동에너지를 전기모터의 발전을 통해 전기에너지로 회수하여 배터리를 충전하는 회생제동이 수행된다.

회생제동은 구동휠에 연결된 모터를 이용하여 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환 및 배터리에 저장한 뒤 차량 주행시 모터를 구동하는데 재사용할 수 있으므로 차량 연비를 향상시키는데 기여할 수 있다.

회생제동이 수행되는 차량에서는 모터에서 발생하는 회생제동 토크(회생제동력)와 마찰제동장치에서 발생하는 마찰제동 토크(마찰제동력)의 합을, 운전자 브레이크 조작에 의해 요구된 총 제동 토크(목표 제동력)와 동일하게 해주는 회생제동 협조 제어 기술이 필요하다.

이때, 모터의 발전 및 회전저항에 의한 전기제동력인 회생제동력과, 마찰제동장치에 의한 마찰제동력의 적절한 제동력 분배가 필수적이고, 이를 위해 제어기 간의 협조 제어가 적절히 이루어져야 한다.

통상의 마찰제동장치로는 유압제동장치가 이용되고 있으며, 운전자 브레이크 조작(운전자 제동 입력)에 대응하는 브레이크 신호, 예컨대 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 페달 센서(BPS:Brake Pedal Sensor)의 신호에 기초하여 운전자 요구 제동력인 목표 제동력이 산출되면, 목표 제동력을 충족하는 회생제동력과 유압제동력(마찰제동력)의 분배가 이루어진다.

또한, 제동력 분배를 통해 회생제동력(회생제동 토크)과 유압제동력(유압제동 토크)이 결정되면, 분배된 각 제동력을 내기 위한 모터의 회생제동 제어 및 유압제동장치의 제어가 수행된다.

한편, 하이브리드 자동차와 같은 친환경자동차에서 제동시 마찰제동과 회생제동 간의 전환 과정에서 제동력 불일치의 문제가 발생할 수 있다.

좀더 상세히 설명하면, 친환경자동차에서는 운전자 제동 입력 상태, 즉 운전자의 브레이크 조작 상태가 크게 달라지지 않고 요구되는 차량 감속도나 총 제동력(목표 제동력)에 큰 변화가 없는 상황이라 하더라도, 유압제동력을 점차 감소시키면서 회생제동력을 점차 증가시켜 유압제동력과 회생제동력의 크기가 역전되도록 하는 제동력 크로스 상황이 많이 발생한다.

또한, 반대로 회생제동력을 점차 감소시키면서 유압제동력을 점차 증가시켜 회생제동력과 유압제동력의 크기가 역전되도록 하는 제동력 크로스 상황 역시 많이 발생한다.

이와 같이 차속 및 변속 상태에 따라 토크 발생 장치인 모터를 통해 회생제동을 수행하여 감속하던 차량이 회생제동력을 감소시키는 동시에 마찰제동력을 발생 및 증가시켜 제동력의 근원을 변환할 수 있다.

또한, 반대로 마찰제동을 수행하여 감속하던 차량이 마찰제동력을 감소시키는 동시에 회생제동력을 발생 및 증가시켜 제동력의 근원을 변환할 수도 있다.

예를 들면, 회생제동을 하는 차량에서 운전자 브레이크 조작으로 제동이 시작된 초기 무렵이나 제동 끝 무렵, 그리고 변속 동안에도 제동력 크로스가 발생하고, 주행하는 차량의 속도를 자동으로 제어하는 크루즈 제어 동안에도 제동시 제동력 크로스가 발생한다.

또한, 운전자가 브레이크 페달을 세게 밟았을 때, 필요한 제동력을 충족시키기 위해 유압제동력을 크게 발생시켰다가, 유압제동력을 점차 줄이고 회생제동력을 점차 증가시키는 제어가 수행될 수 있다.

이때, 운전자가 브레이크 페달 조작량(brake pedal depth, brake pedal stroke)을 크게 변화시키지 않았다면, 유압제동력을 줄이고 회생제동력을 증가시키는 상황에서 블렌딩되는 제동력, 즉 차량에서 발생하는 총 제동력 또한 큰 변화 없이 유지되어야 한다.

이상적으로는 유압제동에 의해 발생되던 제동력이 동등한 수준의 회생제동력으로 부드럽게 변환되도록 하여 총 제동량은 일정하면서 제동력의 근원만 변화되도록 제어해야 한다.

또한, 반대의 상황이 있을 수 있는데, 이때에도 이상적으로는 회생제동에 의해 발생되던 제동력이 동등한 수준의 마찰제동력으로 부드럽게 변환되도록 하여 총 제동량은 일정하면서 제동력의 근원만 변환되도록 제어해야 한다.

하지만, 마찰제동의 경우 여러 가지 환경적 변수로 인하여 정확한 제어가 어렵고, 원하는 만큼의 마찰제동력을 정확히 발생시키기는 것이 쉽지 않다.

즉, 모터에 의한 회생제동 제어의 경우, 전기적 제어이므로 비교적 정확한 제어가 가능하고, 토크 제어의 목표값 추종성이 좋으므로 회생제동 토크를 정확히 발생 및 제어할 수 있다.

반면, 유압제동의 경우, 제어 변수가 많아 제어의 정확도가 회생제동에 비해 상대적으로 낮고, 제동 토크를 정확히 제어 및 발생시키기가 어렵다.

특히, 유압제동의 경우, 밸브를 통해 브레이크액의 유동 및 압력을 제어해야 하므로 밸브 특성은 물론, 마스터 실린더 압력 및 유압라인 내 압력의 과도 상태 특성 등 제어 결과에 영향을 미치는 변수가 회생제동에 비해 많다.

더욱이, 제동력을 발생시키기 위해 캘리퍼의 마찰패드가 브레이크 디스크를 마찰을 통해 잡아주어야 하므로, 이때의 마찰계수나 온도, 습도 등의 환경적 변수의 영항을 크게 받을 수밖에 없어 정확한 제동력 제어가 어렵다.

그로 인해 운전자의 브레이크 페달 입력은 일정하게 유지되고 있음에도 불구하고 차량에서 발생하는 제동력이 순간적으로 변화하여 불쾌한 감속도 변화가 나타나는 경우가 빈번하다.

차량의 제동 제어와 관련한 선행기술문헌으로서, 한국 등록특허공보 제10-1724802호(2017.4.3.)에는 하이브리드 자동차에서 제동 선형성을 확보하고 환경 조건의 영향으로 인한 제동 신뢰성 저하의 문제점을 해소할 수 있는 친환경자동차의 제동 제어 방법이 개시되어 있다.

상기 특허 문헌에서는 온도 센서 및 습도 센서를 통해 취득한 정보를 기반으로 마찰제동력 제어를 보정하는 방법을 제시하고 있지만, 이러한 방법으로는 마찰면상의 변화 및 수분 입자 크기/두께의 변화 등에 유동적으로 대응할 수 없다는 한계가 존재한다.

또한, 아무리 정교한 온/습도에 대한 마찰력 모델이 존재한다 하더라도 모든 상황에 효과적으로 대처할 수는 없기 때문에 피드백을 통한 보정이 필수적이다.

그 밖에 차량의 종가속도 센서에 기반하여 유압-유압제동 토크 간 관계를 학습함으로써 유압제동력의 오차를 보상하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 이러한 방법은 종가속도 센서의 측정값으로부터 노면 경사나 차량 피칭에 관계된 성분을 제거하여 제동력의 오차만을 추출하기가 용이하지 않으므로 적용이 어려운 측면이 있으며, 차량에 제동력의 오차가 전달된 후 이를 감지하여 학습하므로 반응성의 한계가 존재한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 제동시 유압제동과 회생제동 간의 전환 과정에서 발생하는 제동력 불일치의 문제를 개선할 수 있는 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 목표 유압 산출부; 상기 환산된 목표 유압과 실제 측정된 마스터 실린더 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출하는 유압 오차 산출부; 상기 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 상기 산출된 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 토크 오차 산출부; 보정 전 목표 회생제동 토크를 상기 산출된 토크 오차만큼 보정하여 보정 후 목표 회생제동 토크를 산출하는 토크 보정부; 및 상기 산출된 보정 후 목표 회생제동 토크에 따라 모터의 회생제동 토크를 제어하는 모터 제어기를 포함하는 친환경자동차의 제동 제어 장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 친환경자동차의 제동 제어 장치는, 차량이 주행하는 도로의 구배 정보를 취득하는 구배 정보 취득부; 상기 구배 정보 취득부에 의해 취득되는 도로의 구배 정보와 휠속도 센서에 의해 검출되는 차량의 실제 휠속도 정보, 그리고 기 저장된 설정 정보로부터 휠가속도 모델을 이용하여 제동시 휠속도 오차를 실시간으로 추정하는 외란 관측기; 및 유압-토크 간 변환 모델을 구비하고 상기 외란 관측기에서 추정된 휠속도 오차를 이용하여 상기 유압-토크 간 변환 모델의 모델 상수를 적응적으로 산출하여 조정하는 모델 상수 적응부를 더 포함하며, 상기 목표 유압 산출부와 상기 토크 오차 산출부는 상기 모델 상수 적응부에서 상기 모델 상수가 조정된 유압-토크 간 변환 모델을 이용하도록 된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 단계; 상기 환산된 목표 유압과 실제 측정된 마스터 실린더 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출하는 단계; 상기 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 상기 산출된 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 단계; 보정 전 목표 회생제동 토크를 상기 산출된 토크 오차만큼 보정하여 보정 후 목표 회생제동 토크를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 보정 후 목표 회생제동 토크에 따라 모터의 회생제동 토크를 제어하는 단계를 포함하는 친환경자동차의 제동 제어 방법을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 친환경자동차의 제동 제어 방법은, 구배 정보 취득부에서 차량이 주행하는 도로의 구배 정보가 취득되는 단계; 외란 관측기에서 상기 구배 정보 취득부에 의해 취득되는 도로의 구배 정보와 휠속도 센서에 의해 검출되는 차량의 실제 휠속도 정보, 그리고 기 저장된 설정 정보로부터 휠가속도 모델을 이용하여 제동시 휠속도 오차를 실시간으로 추정하는 단계; 모델 상수 적응부에서 상기 외란 관측기에 의해 추정된 휠속도 오차를 이용하여 상기 유압-토크 간 변환 모델의 모델 상수를 적응적으로 산출하여 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 단계, 및 상기 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 단계는 상기 모델 상수 적응부에서 모델 상수가 조정된 유압-토크 간 변환 모델을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 본 발명에 따른 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 의하면, 모터의 회생제동 토크를 제어하여 유압제동의 오차를 보상함으로써 제동 및 감속시 충격을 저감시키고, 제동력 크로스 상황에서 제동력 불일치로 인한 운전성 저하의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 유압제동 제어에 비해 제어의 정확도와 응답성, 목표 값 추종성이 좋은 모터 회생제동 제어를 통하여 목표 유압제동 토크와 실제 유압제동 토크 간 오차를 실시간으로 보정함으로써, 회생제동과 유압제동 간의 전환(제동력 크로싱이 이루어짐) 과정에서 일관된 차량 감속도를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 모터 토크의 보정을 통하여 제동시 불쾌한 차량 감속감 변화와 충격 발생, 제동력의 급격한 변동 및 제동 이질감 발생, 감속시 운전성 저하 등을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제동 제어 과정이 수행되는 차량에서 제동력 발생 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 친환경자동차에서 제동시 제어기 간 협조 제어 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제동 제어 과정을 수행하는 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제동 제어 과정을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 모터를 이용하여 주행하고 회생제동과 유압제동이 수행되는 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 친환경자동차의 제동 과정에서 발생하는 제동력 불일치의 문제, 예를 들어 정지 직전의 낮은 차속에서 유압제동과 회생제동 간의 전환이 이루어질 때 발생하는 제동력 불일치의 문제를 개선할 수 있는 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 친환경자동차에서 마스터 실린더 유압을 기반으로 하여 유압제동력 동특성 보상을 위한 회생제동 토크 제어(즉 제동시 모터 토크 제어)를 수행하는 점에 초점을 두고 있는 것으로, 제동력 크로스 상황에서 제동력 불일치로 인한 운전성 저하의 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 제어의 정확도가 우수한 모터 회생제동 토크 제어를 통하여 유압제동의 오차를 보상함으로써 제동 및 감속시 충격을 저감시키는 것에 특징이 있다.

특히, 본 발명에서는 유압제동의 오차를 보상하기 위해 유압-토크 간 변환 모델을 통해 구해진 모델 유압과 측정된 마스터 실린더 유압 사이의 오차를 구하고, 구해진 유압 오차를 상기 변환 모델을 통해 토크 오차로 변환한 후, 변환된 토크 오차를 이용하여 목표 회생제동 토크를 보정하며, 이어 상기 보정 후 목표 회생제동 토크를 생성하도록 모터의 회생제동 제어를 수행하는바, 이때의 회생제동 제어를 통해 유압제동 오차를 효과적으로 보상할 수 있고, 회생제동과 유압제동 간의 전환(제동력 크로싱이 이루어짐) 과정에서 일관된 차량 감속도를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 유압제동의 오차를 보상하기 위해 모터 토크(모터의 회생제동 토크)를 보정함으로써 제동시 불쾌한 차량 감속감 변화와 충격 발생, 제동력의 급격한 변동 및 제동 이질감 발생, 감속시 운전성 저하 등을 방지한다.

이와 같이 본 발명에서는 여러 가지 변수로 인한 유압제동 제어의 부정확성 및 유압 제어의 낮은 응답성 문제를 극복하기 위해 모터 제어만을 이용하는 장점이 있으며, 이에 비교적 높은 주파수의 제동력 오차까지도 보정이 가능하다.

모터 제어의 경우, 전기적 제어이므로 정확한 제어가 가능하고, 제어의 응답성이 좋아 신속한 제어가 가능하며, 토크 제어의 목표값 추종성이 좋으므로 회생제동 토크를 정확히 발생 및 제어할 수 있다.

이에 본 발명에서는 유압제동의 오차를 모터 토크 제어를 통해 보상하도록 제어 로직이 구성된다.

그리고, 상기한 본 발명의 제동 제어 과정은 복수 개의 차량 내 제어기 사이에 이루어지는 협조 제어하에 수행될 수 있다.

친환경자동차에는 차량 작동의 전반을 제어하는 최상위 제어기로서 차량 제어기(HCU:Hybrid Control Unit, 또는 VCU:Vehicle Control Unit)가 탑재되고, 더불어 차량의 각종 장치를 제어하기 위한 여러 제어기들이 구비된다.

예를 들어, 차량의 제동 제어를 수행하고 유압제동장치의 작동을 제어하는 브레이크 제어기(BCU:Brake Control Unit, 또는 iBAU:integrated Brake Actuation Unit), 모터의 작동을 제어하는 모터 제어기(MCU:Motor Control Unit), 변속기의 작동을 제어하는 변속 제어기(TCU:Transmission Control Unit), 배터리 상태 정보를 수집하고 배터리를 관리하기 위한 제어를 수행하는 배터리 제어기(BMS:Battery Management System) 등이 구비된다.

상기 제어기들은 차량 제동을 위해 차량 네트워크를 통해서 서로 정보를 주고받으면서 협조 제어를 수행하고, 이는 본 발명에 따른 제동 제어를 수행함에 있어서도 마찬가지이다.

즉, 본 발명에 따른 제동 제어 과정 또한 차량 제어기(HCU)와 타 제어기들 간의 협조 제어에 의해 수행될 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 제동 제어 과정에서는 차량 제어기(HCU)가 제동시 차량 상태를 나타내는 미리 정해진 특정 정보를 취득한 뒤 취득한 정보를 피드백 정보로 이용하며, 피드백 정보를 기초로 유압제동 토크의 오차를 실시간 보상하기 위한 모터 토크 지령을 산출 및 적용함으로써 모터 토크로 유압제동 토크의 오차를 보상하는 제어가 수행된다.

도 1은 본 발명의 제동 제어 과정이 수행되는 차량에서 제동력 발생 흐름을 설명하기 위한 도면으로서, 이를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 제동 제어 과정은 도 1에 나타낸 바와 같이 운전자가 브레이크 페달을 밟으면서 시작된다.

상기와 같이 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면, 즉 운전자 브레이크 페달 입력(운전자 제동 입력)이 있게 되면, 센서에 의해 페달 입력이 검출되고, 결국 상기 센서로부터 운전자 제동 요구를 나타내는 페달 입력 신호가 차량 내 제어기로 입력된다.

이에 차량 내 제어기, 예컨대 브레이크 제어기(iBAU)에서 센서로부터 입력된 페달 입력 신호에 기초하여 운전자 제동 요구에 따른 요구 감속도가 연산되고, 상기 연산된 요구 감속도에 기초하여 운전자 요구 제동량(총 제동량)이 결정된다.

또한, 차량 제어기(HCU) 및 브레이크 제어기(iBAU)를 포함하는 제어기들 간의 협조 제어하에 회생 지령, 즉 모터에 대한 회생제동 토크 지령(모터 토크 지령)이 산출되면, 상기 산출된 지령 값에 따라 모터 제어기(MCU)가 모터 토크를 제어하여 필요한 회생제동 토크가 생성되도록 한다.

그리고, 차량 내 제어기에서는 실시간 취득되는 차량 상태 정보인 휠속도와 차량 가속도 정보를 입력 받아 유압제동력의 오차를 보상하기 위한 정보로 이용한다.

여기서, 차량 가속도는 양의 가속도뿐만 아니라 감속도(음의 값)까지 포함하는 의미로 해석되어야 한다.

결국, 모터에서 생성되는 회생제동 토크가 변속기와 구동축을 통해 휠에 전달되어 휠에 제동력으로 작용하게 됨으로써 차량 감속이 이루어지게 된다.

이와 동시에 유압제동 토크 생성을 위해 운전자 페달 입력에 따라 진공 부스터 및 마스터 실린더에 의해 유압이 생성되고, 유압이 유압 라인을 거치는 동안 밸브에 의해 제어된 상태로 각 휠에 설치된 브레이크 캘리퍼에 공급되면, 브레이크 캘리퍼의 클램핑, 즉 패드와 디스크 간의 마찰에 의해 차량 휠에서 유압제동력이 생성된다.

여기서, 진공 부스터는 액티브 유압 부스터(AHB:Active Hydraulic Booster)가 될 수 있다.

이와 같이 모터에 의한 회생제동력과 유압제동장치에 의한 유압제동력을 생성하여 차량에서 운전자가 요구한 총 제동력을 충족시키게 된다.

위에서 제동을 위한 제어기 간 협조 제어 과정에 대해서 상세히 설명하지 않았으나, 친환경자동차에서 수행되는 협조 제어 과정에 대해 도 2를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

운전자가 브레이크 페달(1)을 조작하게 되면, 페달 입력 신호를 입력받은 브레이크 제어기(iBAU)(20)에서 총 제동량이 결정되고(S11), 브레이크 제어기(20)가 제동력 분배(S12)를 통해 총 제동량으로부터 회생제동 허용량을 결정하여 차량 제어기(HCU)(10)로 송신한다(S13).

여기서, 페달 입력 신호는 운전자 브레이크 페달 조작 상태에 따른 센서 신호가 될 수 있고, 상기 센서는 브레이크 페달 조작량(brake pedal depth, brake pedal stroke)을 검출하기 위한 통상의 BPS(Bake Pedal Sensor)가 될 수 있다.

또한, 차량 제어기(HCU)(10)에서는 수신된 회생제동 허용량에 기초하여 차량 조건에 따른 회생제동 가능량을 결정한 후(S14), 회생제동 가능량으로부터 배터리 제어기(BMS)(40)에서 수신된 최대 충전 파워(배터리 충전 가능 파워)와 모터 제어기(MCU)(30)에서 수신된 최대 충전 토크(모터 충전 가능 토크) 등의 정보에 기초하여 회생제동 토크를 결정하고(S15), 그로부터 모터 토크 지령을 결정하여 모터 제어기(30)에 전달한다(S16).

이에 모터 제어기(30)는 차량 제어기(20)로부터 수신된 모터 토크 지령(회생제동 토크 지령)에 따라 인버터를 통해 모터 토크를 제어하고(S17), 이로써 회생제동이 이루어지도록 한다(S18).

이러한 회생제동이 수행됨과 더불어, 브레이크 제어기(20)에 의해 유압제동 제어가 수행되는데, 차량 제어기(10)가 변속 제어기(50)에서 수신된 변속 상태 정보를 이용하여 상기 회생제동 토크로부터 변속 상태에 따른 회생제동 실행량을 계산 및 결정한다(S19,S20,S21).

또한, 차량 제어기(10)는 회생제동 실행량이 결정되면 브레이크 제어기(20)로 회생제동 실행량을 전달하고, 브레이크 제어기(20)에서는 차량 제어기(10)로부터 수신된 회생제동 실행량을 이용하는 제동력 분배를 통해 마찰제동량(유압제동량)을 결정한다(S23,S24).

이때, 브레이크 제어기(20)는 총 제동량에서 차량 제어기(10)로부터 수신된 회생제동 실행량을 뺀 값으로 마찰제동량(유압제동량)을 결정한다.

이에 브레이크 제어기(20)는 최종 결정된 마찰제동량에 상응하는 제동력을 발생시키도록 마찰제동장치(유압제동장치)의 작동을 제어하고, 이로써 마찰제동이 이루어지게 된다(S25).

결국, 모터에 의한 회생제동력과 마찰제동장치(유압제동장치)에 의한 마찰제동력(유압제동력)으로 운전자가 요구하는 총 제동력(즉 총 제동량)을 충족시키는 차량 제동 및 감속이 이루어지게 된다(S26).

이와 같이 복수 개의 제어기들이 협조 제어하여 차량 제동 및 감속이 이루어지며, 전술한 협조 제어 과정에서 총 제동량, 회생제동 허용량, 회생제동 가능량, 회생제동 실행량 등은 토크 값이 될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 차량 제동을 위한 제어기들의 협조 제어 과정, 즉 전술한 협조 제어 과정에 더하여 유압제동 오차를 보상하기 위한 모터 회생제동 제어 과정이 추가된다.

이하의 설명에서는 추가되는 유압제동 오차 보상 로직을 수행하는 차량 제어기(HCU) 내 구성에 대해 설명하기로 하며, 이는 본 발명에서 차량 제어기 내에 새로이 추가되는 구성이라 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제동 제어 과정을 수행하는 차량 제어기 내 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명에서 차량 제어기(10)는 차량 상태 관측부, 모델 상수 적응부(13), 목표 유압 산출부(14), 유압 오차 산출부(15), 토크 오차 산출부(16), 및 토크 보정부(17)를 포함하고, 차량 상태 관측부는 구배 정보 취득부(도로 구배 관측기)(11)와 외란 관측기(12)를 포함한다.

먼저, 회생제동력을 통한 보정을 수행하기 위해서는 도로의 구배 정보가 필요하고, 이에 차량이 주행하는 도로의 구배 정보가 구배 정보 취득부(11)에 의해 취득된다.

도로 구배에 대한 정보 없이는 도로 구배로 인한 제동력 변화를 제동력 오차인 것으로 오인지할 수 있고, 이러한 오인지로 인하여 잘못되거나 불필요한 보정이 수행될 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 도로의 구배 정보를 이용하게 되며, 일례로 평지에서 5초 내에 정지하는 차량이 같은 조건으로 오르막길에서 4초 내에 정지하였다고 하면, 이는 오르막 경사가 차량에 등가적으로 감속 토크처럼 작용하여 더 급하게 차량 정지에 이를 수 있게 된 것이다.

따라서, 도로의 구배 정보가 제공되지 않은 상태로 도로 구배의 고려 없이 보정이 이루어지도록 한다면, 차량 제어기(10)는 차량을 동일하게 5초 내에 정지하도록 만들기 위해 가속 토크가 추가로 생성되도록 제어할 것이며, 이러한 거동은 바람직하지 못하다.

그러나, 도로의 구배 정보를 이용할 경우 이러한 문제는 해결될 수 있다.

차량이 주행하는 도로의 구배 정보를 차량에서 실시간으로 취득하는 방법에 대해서는 다양하게 알려져 있으며, 예를 들면 센서를 이용하는 방식, 적절한 관측기를 설계하여 관측기로부터 도로 구배 정보를 취득하는 방식, GPS 정보와 3D 맵 데이터와 같은 지리 정보를 이용하거나, 내비게이션 장치에서 제공되는 정보를 이용하는 방식 등이 알려져 있다.

이 중에서 관측기를 이용하는 방식의 예를 들면, 도로 구배 관측기(11)는 차량의 종가속도 측정값과 휠속도 측정값을 입력으로 할 수 있다.

여기서, 차량의 종가속도는 종가속도 센서(2)에 의해 측정될 수 있고, 휠속도는 휠속도 센서(3)에 의해 측정될 수 있다.

통상의 종가속도 센서는 차량의 가감속 성분 및 차량의 기울기 성분을 합산한 값을 측정하므로, 종가속도 센서의 측정값에서 차량의 기울기로 인한 성분을 제거하면 차량의 순수 가감속 성분을 얻을 수 있다.

이러한 원리에 기반하여, 미지의 차량 기울기 성분을 정의하고, 휠속도 측정값에 수렴하도록 설계된 종가속도 측정값 기반의 휠속도 관측기를 구비하면, 여기서 도출된 휠속도 수렴을 위한 총 피드백 양이 미지의 차량 기울기에 해당하는 값이 된다.

이러한 차량 기울기 추정 원리를 이용하면 도로 구배를 관측할 수 있다.

또한, 종가속도 센서(2)의 측정값이 차량 가감속과 차량 기울기를 반영하고 있는 실시간 정보이고, 휠속도 센서(3)의 측정값이 차량 가감속을 반영하고 있는 정보이므로, 휠속도 센서(3)의 측정값을 이용하여 차량 가감속에 해당하는 값을 종가속도 센서(2)의 측정값에서 빼면 차량 기울기에 상응하는 값인 도로 구배 정보를 취득할 수 있는바, 이러한 방법으로 도로 구배 정보가 실시간 취득될 수 있도록 도로 구배 관측기(11)를 구성하는 것이 가능하다.

다음으로, 본 발명에서 제동시에 외란 관측기(12)에 의해 휠속도 오차가 실시간으로 추정된다.

상기 외란 관측기(12)는 구배 정보 취득부(도로 구배 관측기)(11)에서 추정된 도로 구배 정보와 휠속도 센서(3)에 의해 측정된 차량 휠속도, 그리고 기 저장된 설정 정보로부터 차량 휠가속도 모델을 이용하여 휠속도 오차를 관측한다.

상기 외란 관측기(12)에서 상기 도로 구배 정보와 설정 정보가 구동 토크를 결정하는데 이용되고, 이때 구동 토크와 휠가속도의 함수로 정의되는 차량 휠가속도 모델에 기반하여 외란 관측기(12)가 설계될 수 있다.

상기 구동 토크는 엔진과 모터에 의해 휠에 작용하게 되는 토크뿐만 아니라 제동장치를 포함한 차량 내 장치에 의해 휠에 작용하게 되는 모든 토크의 합, 예를 들어 엔진과 모터의 구동 토크, 제동장치(유압제동장치와 회생제동장치)의 제동 토크를 포함하여 휠에 작용하게 되는 모든 토크의 합을 의미한다.

이와 같이 구동 토크는 차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량을 의미하는 것일 수 있고, 이때 외란 관측기(12)에는 '차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량 = 차량 및 휠의 등가 관성 × 휠가속도' 라는 기본적인 식에 기초한 휠가속도 모델이 설정될 수 있다.

이로써 외란 관측기(12)에서는 도로 구배 정보와 설정 정보에 의해 결정되는 구동 토크와 미리 설정된 차량 및 휠 등가 관성 값으로부터 상기 차량 휠가속도 모델의 모델 식, 즉 상기 기본적인 식에 따라 휠가속도, 즉 모델 휠가속도가 결정될 수 있고, 또한 상기 결정된 모델 휠가속도로부터 모델 휠속도가 결정될 수 있다.

이와 더불어, 외란 관측기(12)에서는 상기 결정된 모델 휠속도와 휠속도 센서(3)에 의해 측정된 차량의 실제 휠속도를 비교하여 휠속도 오차를 결정할 수 있다.

좀더 상세히 설명하면, 외란 관측기(12)에서 상기의 과정을 수행하기 위해서는 휠에 가해지는 토크에 해당하는 모델 값들을 얻어야 하는데, 상기 모델 값들로는 목표 유압제동 토크, 목표 회생제동 토크, 모델링 된 구름저항 토크, 모델링 된 공기저항 토크, 그리고 구배저항 토크 값들이 사용될 수 있다.

알려진 바와 같이, 이동하는 차량에 작용하는 주행저항은 힘의 값이 되는 것으로서, 이는 구름저항, 공기저항, 구배저항의 합으로 구해질 수 있다.

구름저항, 공기저항, 구배저항을 산출하는 방법에 대해서는 통상의 기술자에게 이미 알려져 있는 공지의 기술 사항이므로 본 명세서에서 상세히 설명하지는 않으나, 예컨대 구배저항(R_g)은 'R_g = mㆍgㆍsinθ'의 식에 의해 계산될 수 있다.

여기서, m은 차량 질량을, g는 중력가속도를 나타내고, θ는 도로 구배를 나타내며, 구배저항을 계산함에 있어서 도로 구배는 상기 도로 구배 관측기(11)에서 추정된 값이 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 구름저항 토크, 공기저항 토크, 구배저항 토크는 각각 구름저항, 공기저항, 구배저항을 그에 상응하는 토크 값으로 나타낸 것으로, 상기 구름저항 토크와 공기저항 토크, 구배저항 토크의 합이 차량의 주행저항에 상응하는 토크 값, 즉 주행저항 토크라 할 수 있다.

또한, 이러한 주행저항 토크(즉 구름저항 토크, 공기저항 토크 및 구배저항 토크를 합한 토크)와 목표 회생제동 토크, 목표 유압제동 토크를 모두 합산한 값이 차량 휠에 가해지는 총 합산 토크, 즉 상기 식에서 총 토크의 합산량(즉 상기 구동 토크임)이라 할 수 있다.

이렇게 얻은 총 합산 토크와 모델링 된 차량 및 휠의 등가 관성을 이용하여 휠가속도를 관측하는데, 이를 수행함에 있어 실제 휠속도를 이용한 피드백 항이 추가될 수 있다.

즉, 측정되는 실제 휠속도를 이용하여 모델링 된 휠가속도 값의 적분 값이 발산하지 않도록 피드백을 수행하는 것이 가능하다.

이때, 앞서 설명한 도로 구배 관측기에서의 원리와 같이, 휠속도 수렴을 위한 총 피드백 양은 미지의 토크 오차에 해당하는 값이 되며, 이러한 토크 오차의 추정값은 목표 회생제동 토크와 실제 회생제동 토크 간의 오차가 충분히 적다는 가정이 성립하기 때문에 순수 유압제동 토크의 추정 제어 오차로 간주할 수 있게 된다.

본 발명에서 외란 관측기(12)는 총 토크 합산량과 등가 관성에 의해 결정되는 상기 모델 휠속도와, 휠속도 센서(3)에 의해 검출되는 상기 실제 휠속도의 차이 값인 휠속도 오차를 추정하고, 상기 추정된 휠속도 오차를 기반으로 외란 상쇄 토크에 해당하는 토크 값을 연산하는바, 이때 관측기(12)에서는 실제 휠속도 대비 모델 휠속도가 발산하지 않도록 관측된 휠속도 오차를 이용하여 외란을 상쇄하기 위한 피드백을 수행할 수 있다.

다음으로, 모델 상수 적응부(13)는 유압-토크 간 변환 모델을 구비하며, 외란 관측기(12)에서 실시간으로 추정되는 휠속도 오차(모델 휠속도와 실제 휠속도 간의 차이 값임) 이용하여 유압-토크 간 변환 모델의 모델 상수를 적응화(adaptation)한다.

이러한 모델 상수 적응 과정은 유압제동 시스템 내의 유온, 습도, 캘리퍼-디스크 온도, 히스테리시스 등의 다양하고 복잡한 비선형성에 대한 모델링의 필요성을 생략할 수 있는 효과를 제공한다.

상기 유압-토크 간 변환 모델에서 유압은 마스터 실린더의 유압을 의미하고, 토크는 제동 토크, 보다 상세하게는 유압제동 토크를 의미하는 것일 수 있다.

본 발명에서는 유압, 즉 마스터 실린더의 유압(master cylinder pressure) 정보를 피드백 받아 제동 토크를 제어하는데, 이를 위해서는 유압과 토크 간의 상관 관계를 정의하고 있는 모델이 주어져야 한다.

이러한 모델을 기반으로 유압 신호를 그 값에 상응하는 토크로, 또는 토크 신호를 그 값에 상응하는 유압으로 환산하는 것이 가능하고, 마찬가지로 토크 오차를 그 값에 상응하는 유압 오차로, 유압 오차를 그 값에 상응하는 토크 오차로 환산할 수 있다.

하지만, 현재 유압 시스템은 상당히 복잡한 비선형성을 동반하므로 모든 인자들을 고려하여 유압 모델을 만드는 것은 효율적이지 않다.

이에 본 발명에서는 단일 상수로 사용한 것으로 유압과 토크 간의 모델을 대체하기로 하며, 이때 실시간으로 모델의 상수를 조정하고 보정하는 형식의 적응(adaptation) 과정을 통하여 실제 특성이 반영될 수 있도록 한다.

이를 위해 외란 관측기(12)에서 구해지는 휠속도 오차를 이용한다.

본 발명의 목적은 유압제동 토크의 오차를 모터 토크로 상쇄시키는 것이고, 이에 유압제동 오차에 기인하여 나타나는 휠속도 오차 값의 크기와 방향에 따라 모델의 상수 값을 조정한다.

이때, 모델의 상수 값 조정은 적분기의 형태로 이루어질 수 있는데, 즉 휠속도 오차 값은 모델 상수 값의 조정 속도와 비례하게 된다.

또한, 조정 속도를 전반적으로 조절 가능한 게인을 포함할 수 있는데, 이때 제동 토크 오차 전체를 보상하기 위하여 모델 상수를 조정하는 것이 아니라, 회생시 토크 오차와 유압 제동시 토크 오차 간의 차이 값만을 이용하여 조정하는 전략을 통해 유압제동시 감속도를 회생시의 그것과 일치시키는 것을 목표로 한다.

이와 같이 하여, 모델 상수 적응부(13)가 외란 관측기(12)에서 추정되는 휠속도 오차를 이용하여 모델 상수를 적응적으로 산출하여 조정해줌으로써, 유압-토크 간 변환 모델을 실시간으로 조정 및 설정해줄 수 있고, 이렇게 상수의 적응 과정을 통해 얻어지는 모델을 이용하면 유압과 토크 간의 관계를 알 수 있다.

상기 모델 상수는 유압과 토크 간의 상관 관계를 정의해주는 일종의 스케일 팩터(scale factor)로서, 이를 이용하면 유압과 토크 간의 변환이 가능해지며, 예를 들여 '유압 × 모델 상수 = 토크'의 관계가 정의될 수 있다.

상기와 같이 외란 관측기(12)에서 휠가속도 모델을 이용하여 휠속도 오차를 추정하고, 상기 모델 상수 적응부(13)에서 상기 추정된 휠속도 오차를 이용하여 적응시킨 모델 상수를 알게 되면, 후술하는 목표 유압 산출부(14)와 토크 오차 산출부(16)에서는 모델 상수가 적응된 상기 모델 상수 적응부(13)의 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 유압과 토크 간의 변환을 수행할 수 있게 된다.

다음으로, 목표 유압 산출부(14)에서는 모델 상수 적응부(13)에서 적응(adaptation) 과정을 통해 얻어진 모델, 즉 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산한다.

이때, 모델 상수가 적응 과정을 통해 조정 및 보정된 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압이 환산되므로, 이하의 설명에서는 상기 환산된 목표 유압을 '보정 후 목표 유압'이라 칭하기로 한다.

또한, 유압 오차 산출부(15)에서는 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 구해진 모델 유압, 즉 상기 보정 후 목표 유압과 측정된 유압을 비교하여 두 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출한다.

여기서, 상기 측정된 유압은 센서에 의해 측정된 마스터 실린더의 유압을 의미하며, 유압 오차를 산출함에 있어서 노이즈 저감 처리를 위해 필터 등을 사용하는 신호 처리 과정을 수행할 수 있다.

다음으로, 차량 제어기(HCU)(10)에서는 알려진 바와 같이 운전자 제동 입력 혹은 차량 상태 정보에 따라 목표 회생제동 토크를 산출하고, 토크 오차 산출부(16)에서는 상기 유압 오차 산출부(15)에서 산출된 유압 오차를 상기 모델 상수 적응부(13)에서 얻어진 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 토크 오차로 환산한다.

그리고, 토크 보정부(17)는 토크 오차 산출부(16)에서 결정된 토크 오차를 이용하여 앞에서 결정된 기존의 목표 회생제동 토크(즉 보정 전 목표 회생제동 토크)를 보정한다.

이때, 토크 보정부(17)에서 기존의 목표 회생제동 토크에 상기의 토크 오차를 합산한 값으로 보정한 목표 회생제동 토크가 산출될 수 있으며, 이하에서는 상기와 같이 토크 오차에 의해 보정된 목표 회생제동 토크를 '보정 후 목표 회생제동 토크'라 칭하기로 한다.

그리고, 본 발명에서는 차량 제어기(10)의 토크 보정부(17)에서 결정된 보정 후 목표 회생제동 토크와 보정 전 목표 회생제동 토크(상기 기존의 목표 회생제동 토크)가 각각 이원화된 CAN 통신 경로를 통해 각각 모터 제어기(30)와 브레이크 제어기(20)로 전송된다.

이때, 보정 후 목표 회생제동 토크는 모터 제어기(30)로 전송되고, 보정 전 목표 회생제동 토크는 브레이크 제어기(20)로 전송된다.

또한, 차량 제어기(10)에서 모터 제어기(30)로 전송되는 보정 후 목표 회생제동 토크는 실제 모터(32)의 회생제동 토크를 제어하기 위한 모터 토크 지령 값이 되는 것으로, 모터 제어기(30)는 차량 제어기(10)에서 전송되는 보정 후 목표 회생제동 토크 값을 모터 토크 지령 값으로 수신하여 수신된 지령 값에 따라 모터 토크를 제어한다.

즉, 모터(32)에서 목표로 하는 회생제동 토크, 즉 상기의 보정 후 목표 회생제동 토크가 생성될 수 있도록 모터 제어기(30)가 상기 지령 값을 기초로 인버터(31)를 구동하여 모터(32)의 회생제동 작동을 제어하게 된다.

또한, 차량 제어기(10)에서 브레이크 제어기(20)로 전송되는 보정 전 목표 회생제동 토크(기존의 목표 회생제동 토크)는 전술한 회생제동 실행량에 해당하는 것으로, 브레이크 제어기(20)는, 상기 보정 후 목표 회생제동 토크가 아닌, 보정 전 목표 회생제동 토크를 회생제동 실행량으로 적용하여 제동력을 분배한 후, 이때 분배된 마찰제동량(유압제동량)에 해당하는 제동 토크가 생성될 수 있도록 유압제동장치(21)를 제어하게 된다.

이와 같이 차량 제어기(10)에서는 모터 회생제동을 실제 제어하기 위한 제어 값으로서 상기 보정 후 목표 회생제동 토크를 모터 제어기(30)로 전송하여 보정 후 목표 회생제동 토크만큼의 회생제동 토크가 모터(32)에서 실제 생성되도록 한다.

반면, 차량 제어기(10)가 브레이크 제어기(20)로는 제동력 분배를 위한 회생제동 토크 값(회생제동 실행량)인 상기 보정 전 목표 회생제동 토크를 전송하여 보정 여부와 상관없이, 즉 종래기술과 마찬가지로 운전자 요구 총 제동 토크에서 기존의 목표 회생제동 토크(보정 전 목표 회생제동 토크)를 제외한 나머지 제동 토크를 유압제동장치(21)로 발생시킨다.

이와 같이 모터 회생제동은 보정 후 목표 회생제동 토크를 이용하여 제어하지만, 실제 제동력 분배 및 유압제동 제어는 기존의 목표 회생제동 토크를 실제 회생제동 실행량인 것처럼 사용하여 수행한다.

이렇게 모터 회생제동 제어의 보정된 목표 값으로 회생제동을 제어하는 반면, 유압제동의 경우 보정되지 않은 목표 값을 사용하여 제어하는바, 이는 브레이크 제어기(20)에서 보정된 목표 값(보정 후 목표 회생제동 토크)을 받아들여 유압제동을 제어할 경우 유압제동 제어가 피드백 루프(loop)에 관여하여 시스템이 발산할 우려가 있기 때문이다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 제동 제어 방법을 차량 제어기(HCU) 내 구성과 관련하여 설명하였는바, 도 4의 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 제동 제어 과정을 단계별로 설명하기로 한다.

먼저, 미리 설정된 유압제동 오차 보상 로직의 진입 조건을 만족하는지를 판단하며(S111), 상기 유압제동 오차 보상 로직의 진입 조건은 차속 조건과 유압제동 사용 여부의 조건을 포함한다.

즉, 차속이 정해진 범위 이내 또는 정해진 설정차속 이하인 낮은 차속이면서 유압제동이 사용되는 경우 유압제동 오차 보상 로직의 진입이 이루어지도록 설정될 수 있다.

S111 단계에서 진입 조건을 만족하면, 관측기(11,12)에 의해 필요한 차량 상태 추정이 실시된다(S112).

즉, 도로 구배 관측기(11)에서 도로 구배가 추정되고, 외란 관측기(12)에서 유압제동 토크가 추정된다.

상기 모델 상수 적응부(13)에서는 외란 관측기(12)에서 추정되는 유압제동 토크를 이용하여 유압-토크 간 변환 모델의 상수를 적응적으로 산출 및 조정하는 모델 상수 적응 과정이 수행된다(S113).

또한, 상기 목표 유압 산출부(14)에서는 모델 상수 적응부(13)에서 적응(adaptation) 과정을 통해 얻어진 모델, 즉 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 보정 후 목표 유압으로 환산한다(S114).

또한, 유압 오차 산출부(15)에서는 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 구해진 모델 유압, 즉 상기 보정 후 목표 유압과 측정된 유압을 비교하여 두 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출한다(S115).

이때, '보정 후 목표 유압 - 측정된 유압'의 값으로 유압 오차 값이 계산될 수 있다.

다음으로, 차량 제어기(HCU)(10)에서는 운전자 제동 입력 혹은 차량 상태 정보에 따라 목표 회생제동 토크를 산출하고, 토크 오차 산출부(16)에서는 상기 유압 오차 산출부(15)에서 산출된 유압 오차를 상기 모델 상수 적응부(13)에서 얻어진 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 토크 오차로 환산한다(S116).

그리고, 토크 보정부(17)는 토크 오차 산출부(16)에서 결정된 토크 오차를 이용하여 상기 산출된 목표 회생제동 토크(즉 보정 전 목표 회생제동 토크)를 보정한다(S117).

즉, 토크 보정부(17)에서 목표 회생제동 토크를 토크 오차만큼 보정하며, 보정 후 목표 회생제동 토크는 보정 전 목표 회생제동 토크에 토크 오차를 합산한 값으로 결정될 수 있다.

이어 차량 제어기(10)의 토크 보정부(17)에서 보정 후 목표 회생제동 토크가 모터 제어기(30)로 송신되고, 보정 전 목표 회생제동 토크가 브레이크 제어기(20)로 송신된다(S118).

이로써, 모터 제어기(30)가 보정 후 목표 회생제동 토크를 추종하는 모터 토크 제어를 수행하게 된다(S119).

또한, 도 4에 나타내지는 않았으나, 브레이크 제어기(20)는 상기 보정 전 목표 회생제동 토크를 이용한 제동력 분배를 실시하여, 운전자 브레이크 페달 조작에 따라 차량에서 요구되는 총 제동 토크로부터 상기 보정 전 목표 회생제동 토크를 제외한 나머지 토크에 해당하는 유압제동 토크가 생성되도록 유압제동장치(21)의 작동을 제어하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 브레이크 페달 2 : 종가속도 센서
3 : 휠속도 센서 10 : 차량 제어기
11 : 도로 구배 관측기 12 : 외란 관측기
13 : 모델 상수 적응부 14 : 목표 유압 산출부
15 : 유압 오차 산출부 16 : 토크 오차 산출부
17 : 토크 보정부 20 : 브레이크 제어기
21 : 유압제동장치 30 : 모터 제어기
31 : 인버터 32 : 모터
40 : 배터리 제어기 50 : 변속 제어기

Claims (14)

1. 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 목표 유압 산출부;
   상기 환산된 목표 유압과 실제 측정된 마스터 실린더 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출하는 유압 오차 산출부;
   상기 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 상기 산출된 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 토크 오차 산출부;
   보정 전 목표 회생제동 토크를 상기 산출된 토크 오차만큼 보정하여 보정 후 목표 회생제동 토크를 산출하는 토크 보정부; 및
   상기 산출된 보정 후 목표 회생제동 토크에 따라 모터의 회생제동 토크를 제어하는 모터 제어기를 포함하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   차량이 주행하는 도로의 구배 정보를 취득하는 구배 정보 취득부;
   상기 구배 정보 취득부에 의해 취득되는 도로의 구배 정보와 휠속도 센서에 의해 검출되는 차량의 실제 휠속도 정보, 그리고 기 저장된 설정 정보로부터 휠가속도 모델을 이용하여 제동시 휠속도 오차를 실시간으로 추정하는 외란 관측기; 및
   유압-토크 간 변환 모델을 구비하고 상기 외란 관측기에서 추정된 휠속도 오차를 이용하여 상기 유압-토크 간 변환 모델의 모델 상수를 적응적으로 산출하여 조정하는 모델 상수 적응부를 더 포함하며,
   상기 목표 유압 산출부와 상기 토크 오차 산출부는 상기 모델 상수 적응부에서 모델 상수가 조정된 유압-토크 간 변환 모델을 이용하도록 된 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 외란 관측기는
   상기 휠가속도 모델을 이용하여, 상기 도로의 구배 정보와 상기 기 저장된 설정 정보로부터 차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량을 결정하고, 상기 결정된 총 토크의 합산량과 미리 설정된 차량 및 휠의 등가 관성을 이용하여 모델 휠가속도를 결정하며,
   상기 결정된 모델 휠가속도로부터 모델 휠속도를 결정하고, 상기 결정된 모델 휠속도와 휠속도 센서에 의해 검출된 실제 휠속도의 차이 값인 휠속도 오차를 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 외란 관측기에서 상기 차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량은 차량 주행시 상기 도로의 구배 정보와 상기 기 저장된 설정 정보를 이용하여 구해지는 차량의 주행저항에 해당하는 주행저항 토크를 목표 유압제동 토크 및 목표 회생제동 토크와 합한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 외란 관측기는 '차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량 = 차량 및 휠의 등가 관성 × 휠가속도'의 모델 식에 따라 상기 모델 휠가속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 구배 정보 취득부는 종가속도 센서에 의해 측정된 종가속도 측정값과 휠속도 센서에 의해 측정된 휠속도 측정값을 입력 받아 상기 종가속도 측정값과 휠속도 측정값을 이용하여 도로 구배를 추정하는 도로 구배 관측기인 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   운전자 브레이크 페달 조작에 따라 차량에서 요구되는 총 제동 토크에서 상기 보정 전 목표 회생제동 토크를 뺀 유압제동 토크가 생성되도록 유압제동장치를 제어하는 브레이크 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 장치.
   
8. 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 단계;
   상기 환산된 목표 유압과 실제 측정된 마스터 실린더 유압의 차이 값인 유압 오차를 산출하는 단계;
   상기 유압-토크 간 변환 모델을 이용하여 상기 산출된 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 단계;
   보정 전 목표 회생제동 토크를 상기 산출된 토크 오차만큼 보정하여 보정 후 목표 회생제동 토크를 산출하는 단계; 및
   상기 산출된 보정 후 목표 회생제동 토크에 따라 모터의 회생제동 토크를 제어하는 단계를 포함하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   구배 정보 취득부에서 차량이 주행하는 도로의 구배 정보가 취득되는 단계;
   외란 관측기에서 상기 구배 정보 취득부에 의해 취득되는 도로의 구배 정보와 휠속도 센서에 의해 검출되는 차량의 실제 휠속도 정보, 그리고 기 저장된 설정 정보로부터 휠가속도 모델을 이용하여 제동시 휠속도 오차를 실시간으로 추정하는 단계; 및
   모델 상수 적응부에서 상기 외란 관측기에 의해 추정된 휠속도 오차를 이용하여 상기 유압-토크 간 변환 모델의 모델 상수를 적응적으로 산출하여 조정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 목표 유압제동 토크를 목표 유압으로 환산하는 단계와, 상기 유압 오차를 토크 오차로 환산하는 단계는, 상기 모델 상수 적응부에서 모델 상수가 조정된 유압-토크 간 변환 모델을 이용하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 외란 관측기는
    상기 휠가속도 모델을 이용하여, 상기 도로의 구배 정보와 상기 기 저장된 설정 정보로부터 차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량을 결정하고, 상기 결정된 총 토크의 합산량과 미리 설정된 차량 및 휠의 등가 관성을 이용하여 모델 휠가속도를 결정하며,
    상기 결정된 모델 휠가속도로부터 모델 휠속도를 결정하고, 상기 결정된 모델 휠속도와 센서에 의해 검출된 실제 휠속도의 차이 값인 휠속도 오차를 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 외란 관측기에서 상기 차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량은 차량 주행시 상기 도로의 구배 정보와 상기 기 저장된 설정 정보를 이용하여 구해지는 차량의 주행저항에 해당하는 주행저항 토크를 목표 유압제동 토크 및 목표 회생제동 토크와 합한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
    
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 외란 관측기는 '차량 휠에 가해지는 총 토크의 합산량 = 차량 및 휠의 등가 관성 × 휠가속도' 의 모델 식에 따라 상기 모델 휠가속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
    
13. 청구항 9에 있어서,
    상기 구배 정보 취득부는 종가속도 센서에 의해 측정된 종가속도 측정값과 휠속도 센서에 의해 측정된 휠속도 측정값을 입력 받아 상기 종가속도 측정값과 휠속도 측정값을 이용하여 도로 구배를 추정하는 도로 구배 관측기인 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.
    
14. 청구항 8에 있어서,
    모터의 회생제동 토크가 제어되는 동안, 운전자 브레이크 페달 조작에 따라 차량에서 요구되는 총 제동 토크에서 상기 보정 전 목표 회생제동 토크를 뺀 유압제동 토크가 생성되도록 유압제동장치가 제어되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 제동 제어 방법.

Images