KR20110108919A - Method for regenerative braking and regenerative braking employing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회생 제동 장치 및 이를 이용한 회생 제동 방법에 관한 것으로, 특히 브레이크를 조작하여 생성되는 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 상기 목표 제동력과 최대 회생 제동력의 차이에 도달할 때까지 전륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 회생 제동 장치 및 이를 이용한 회생 제동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regenerative braking device and a regenerative braking method using the same, in particular, calculating a target braking force based on a brake signal generated by manipulating the brake, and front wheel friction until the difference between the target braking force and the maximum regenerative braking force is reached. A regenerative braking apparatus for selectively performing braking and rear wheel friction braking and a regenerative braking method using the same.
Description
본 발명은 회생 제동 장치 및 이를 이용한 회생 제동 방법에 관한 것으로, 특히 브레이크를 조작하여 생성되는 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 상기 목표 제동력과 최대 회생 제동력의 차이에 도달할 때까지 전륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 회생 제동 장치 및 이를 이용한 회생 제동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regenerative braking device and a regenerative braking method using the same, in particular, calculating a target braking force based on a brake signal generated by manipulating the brake, and front wheel friction until the difference between the target braking force and the maximum regenerative braking force is reached. A regenerative braking apparatus for selectively performing braking and rear wheel friction braking and a regenerative braking method using the same.
화석 연료의 고갈과 환경 오염의 심화로 인해 화석 연료를 대체하거나 줄일 수 있는 신재생 에너지의 연구가 진행중이다.Due to the depletion of fossil fuels and the deepening of environmental pollution, research on renewable energy that can replace or reduce fossil fuels is ongoing.
예를 들어, 사륜차, 즉, 자동차의 경우, 배기 가스(exhaust gas)에 의한 환경 오염을 줄이고, 제한된 석유 자원에 대응할 수 있도록, 자동차의 동력원(power source)으로서 전통적인 내연기관 엔진 외에 대체 동력원을 사용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.For example, four-wheeled vehicles, ie automobiles, use alternative power sources in addition to traditional internal combustion engines as power sources for automobiles to reduce environmental pollution by exhaust gas and to cope with limited petroleum resources. Attempts are being made.
구체적으로는, HEV(Hybrid Electric Vehicle) 및 EV(Electric Vehicle) 등이 있다. HEV 및 EV의 경우, 내연 기관과 전기 모터(electric motor)를 혼용하여 효율적으로 구동시킴으로써 연비를 향상시킨 차량이다.Specifically, there are a hybrid electric vehicle (HEV) and an electric vehicle (EV). In the case of HEV and EV, it is a vehicle which improved fuel efficiency by mixing internal combustion engine and an electric motor efficiently and driving them efficiently.
HEV 및 EV는 제동(braking)시에 제동력의 일부를 발전에 사용하여 발생된 전기 에너지를 배터리에 충전에 사용한다. 즉, 자동차의 주행 속도에 의한 운동 에너지(kinetic energy)의 일부를 발전기의 구동에 필요한 에너지로 사용함으로써, 운동 에너지의 저감(즉, 주행 속도의 감소)과 전기 에너지의 발전을 동시에 구현하는 것이다. 이러한 방식의 제동 방법을 회생 제동(regenerative braking)이라고 한다.HEVs and EVs use a portion of the braking force for power generation during braking to use the generated electrical energy to charge the battery. That is, by using a part of the kinetic energy due to the driving speed of the vehicle as the energy required for driving the generator, the reduction of the kinetic energy (that is, the reduction of the running speed) and the generation of the electric energy are simultaneously implemented. This method of braking is called regenerative braking.
그러나 회생 제동을 사용하고자 하는 경우, 배터리의 충전 상태, 자동차의 운행 속력, 배터리와 구동 모터의 온도 상태 등을 판단한 후에 제동을 수행해야만 한다는 단점이 있다. 목표 제동력이 충족되지 않은 상태로 제동을 수행하는 경우, 구동 모터나 배터리에 손상을 입게 된다.However, when the regenerative braking is to be used, it is disadvantageous to perform braking after determining the state of charge of the battery, the driving speed of the vehicle, the temperature state of the battery and the driving motor, and the like. If braking is performed when the target braking force is not met, the driving motor or the battery may be damaged.
또 다른 예로써, 이륜차, 즉, 전기 자전거의 경우, 주행 중에 구동 모터를 발전기로 전환하여 배터리를 충전할 수 있는 회생 충전의 기능을 탑재한 제품이 출시되고 있다. 그러나, 자전거는 자동차에 비해 주행 안전성이 떨어질 뿐만 아니라, 운전자의 숙련된 조작이 요구되며, 제동시 운전자가 전륜 및 후륜 제동력을 직접 분배하도록 설계된다.As another example, in the case of a two-wheeled vehicle, that is, an electric bicycle, a product equipped with a regenerative charging function capable of charging a battery by switching a driving motor to a generator while driving has been released. However, the bicycle not only has a lower driving safety than a vehicle, but also requires the driver's skilled operation and is designed to directly distribute the front and rear wheel braking force during braking.
따라서, 전기 자전거에 회생 제동을 수행하고자 하는 경우, 회생 충전에 따른 에너지 회수율도 중요하지만, 제동시에 전륜 및 후륜 제동력을 자동적으로 분배하여 안전하게 제동하는 것이 중요하다.Therefore, when the regenerative braking is to be performed on the electric bicycle, the energy recovery rate according to the regenerative charging is also important, but it is important to safely distribute the front and rear wheel braking force during braking and to brake safely.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 브레이크를 조작하여 생성되는 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 상기 목표 제동력과 최대 회생 제동력의 차이에 도달할 때까지 전륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 회생 제동 장치 및 이를 이용한 회생 제동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and calculates a target braking force based on a brake signal generated by manipulating the brake, and performs front wheel friction braking and rear wheel friction braking until the difference between the target braking force and the maximum regenerative braking force is reached. It is an object of the present invention to provide a regenerative braking apparatus and a regenerative braking method using the same.
본 발명에 따른 회생 제동 방법은 (a) 브레이크의 조작에 대응하는 브레이크 신호를 생성하는 단계; (b) 상기 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하는 단계; (c) 최대 회생 제동력을 계산하여 회생 제동을 수행하는 단계; (d) 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 후륜 마찰 제동력을 제1 값에 도달할 때까지 증가시키면서 후륜 마찰 제동을 수행하는 단계; (e) 상기 후륜 마찰 제동력이 상기 제1 값에 도달하면, 전륜 마찰 제동력을 제2 값에 도달할 때까지 증가시키면서 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계; 및 (f) 상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계를 수행하여 누적된 상기 후륜 마찰 제동력 및 상기 전륜 마찰 제동력이 상기 최대 회생 제동력과 상기 목표 제동력의 차이에 도달할 때까지 상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The regenerative braking method according to the present invention includes the steps of: (a) generating a brake signal corresponding to the operation of the brake; (b) calculating a target braking force based on the brake signal; (c) calculating regenerative braking force to perform regenerative braking; (d) if the maximum regenerative braking force is less than the target braking force, performing rear wheel friction braking while increasing the rear wheel friction braking force until reaching a first value; (e) when the rear wheel friction braking force reaches the first value, performing front wheel friction braking while increasing the front wheel friction braking force until the second value is reached; And (f) step (d) until the accumulated rear wheel braking force and the front wheel friction braking force by performing steps (d) and (e) reach a difference between the maximum regenerative braking force and the target braking force. And repeating step (e).
본 발명에 따른 상기 (c) 단계는, (c-1) 배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하는 단계; (c-2) 감지한 상기 배터리의 온도 및 충전 상태와 상기 모터의 온도 및 회전수를 기초로 상기 최대 회생 제동력을 계산하는 단계; 및 (c-3) 상기 회생 제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Step (c) according to the present invention includes the steps of: (c-1) sensing the temperature and charge state of the battery and the temperature and rotational speed of the motor; (c-2) calculating the maximum regenerative braking force based on the sensed temperature and state of charge of the battery and the temperature and rotation speed of the motor; And (c-3) performing the regenerative braking.
본 발명에 있어서, 상기 최대 회생 제동력을 후륜으로부터 얻는 경우, 상기 (d) 단계 내지 상기 (f) 단계 각각은 하기의 수학식 1 및 수학식 2로부터 각각 얻어지는 후륜 마찰 제동 계수 및 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값 및 상기 제2 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, in the case where the maximum regenerative braking force is obtained from the rear wheel, each of the steps (d) to (f) includes the rear wheel friction braking coefficient and the front wheel friction braking coefficient obtained from Equations 1 and 2, respectively. And performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until the first value and the second value are reached.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
또한, 본 발명에 있어서, 상기 최대 회생 제동력을 전륜으로부터 얻는 경우, 상기 (d) 단계 내지 상기 (f) 단계 각각은 하기의 수학식 3 및 수학식 4로부터 각각 얻어지는 후륜 마찰 제동 계수 및 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값 및 상기 제2 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, when the maximum regenerative braking force is obtained from the front wheels, the steps (d) to (f) are each of the rear wheel friction braking coefficients and the front wheel friction braking obtained from Equations 3 and 4, respectively. Preferably performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until a coefficient reaches the first value and the second value.
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
바람직하게는, 상기 제1 값 및 상기 제2 값은 각각 40% 및 60%인 수 있다.Preferably, the first value and the second value may be 40% and 60%, respectively.
본 발명에 따른 회생 제동 장치는 브레이크; 전륜 마찰 제동력을 발생시키는 전륜 마찰 제동 모듈; 후륜 마찰 제동력을 발생시키는 후륜 마찰 제동 모듈; 및 상기 브레이크의 조작에 대응하여 생성된 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 상기 전륜 마찰 제동 모듈 및 상기 후륜 마찰 제동 모듈을 제어하는 제어 수단을 포함하되, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 누적된 상기 후륜 마찰 제동력 및 상기 전륜 마찰 제동력이 최대 회생 제동력과 상기 목표 제동력의 차이에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.The regenerative braking device according to the present invention includes a brake; A front wheel friction braking module for generating a front wheel friction braking force; A rear wheel friction braking module for generating a rear wheel friction braking force; And control means for calculating a target braking force based on the brake signal generated corresponding to the operation of the brake, and controlling the front wheel friction braking module and the rear wheel friction braking module, wherein the control means includes the rear wheel friction braking and Selectively performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until the rear wheel friction braking force and the front wheel friction braking force accumulated by performing the front wheel friction braking reach a difference between the maximum regenerative braking force and the target braking force. do.
본 발명에 따른 상기 제어 수단은, 배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하여 상태 신호를 생성하는 센서부; 및 상기 브레이크 신호 및 상기 상태 신호를 기초로 각각 상기 목표 제동력 및 상기 최대 회생 제동력을 계산하는 MCU를 포함할 수 있다.The control means according to the present invention includes a sensor unit for generating a status signal by sensing the temperature and charge state of the battery and the temperature and the number of rotation of the motor; And an MCU configured to calculate the target braking force and the maximum regenerative braking force, respectively, based on the brake signal and the state signal.
또한, 상기 제어 수단은 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 상기 후륜 마찰 제동력이 제1 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동을 수행하고, 상기 후륜 마찰 제동력이 상기 제1 값에 도달하면, 상기 전륜 마찰 제동력이 제2 값에 도달할 때까지 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 제1 값 및 상기 제2 값은 각각 40% 및 60%일 수 있다.Further, when the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, the control means performs the rear wheel friction braking until the rear wheel friction braking force reaches a first value, and the rear wheel friction braking force reaches the first value. The front wheel friction braking may be performed until the front wheel friction braking force reaches a second value, and the first value and the second value may be 40% and 60%, respectively.
본 발명에 따른 상기 브레이크는, 브레이크 레버; 상기 브레이크 레버에 부착되는 영구 자석; 및 상기 영구 자석에 의해 변화하는 자계를 감지하여 상기 브레이크 신호를 생성하는 홀 센서를 포함하는 것이 바람직하다.The brake according to the invention, the brake lever; A permanent magnet attached to the brake lever; And a hall sensor configured to generate the brake signal by sensing a magnetic field that is changed by the permanent magnet.
본 발명에 따른 회생 제동 장치는 브레이크를 조작하여 발생한 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 제동이 시작되면 회생 제동을 수행하여 에너지 회수율을 극대화시키고, 상기 목표 제동력과 최대 회생 제동력의 차이에 도달할 때까지 전륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행함으로써 안전하게 제동할 수 있다는 장점이 있다.The regenerative braking apparatus according to the present invention calculates a target braking force based on a brake signal generated by operating a brake, and when braking is started, performs regenerative braking to maximize the energy recovery rate and reaches a difference between the target braking force and the maximum regenerative braking force. There is an advantage that the braking can be safely performed by selectively performing the front wheel friction braking and the rear wheel friction braking.
도 1은 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 이용한 회생 제동 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 도시한 블럭도.1 is a flowchart illustrating a regenerative braking method using a regenerative braking apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a regenerative braking apparatus according to the present invention.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;
본 발명에 따른 회생 제동 장치를 이용한 회생 제동 방법은 운전자가 예컨대, 주행 중인 차량의 제동을 수행하기 위하여 실행되는 방법이다. 따라서, 이하에서 설명되는 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 이용한 회생 제동 방법은 상기 운전자가 상기 차량의 제동을 위해 브레이크를 조작한 이후에 수행되는 과정이다.The regenerative braking method using the regenerative braking apparatus according to the present invention is a method performed by a driver, for example, to perform braking of a vehicle in motion. Therefore, the regenerative braking method using the regenerative braking apparatus according to the present invention described below is a process performed after the driver operates the brake for braking the vehicle.
도 1은 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 이용한 회생 제동 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a regenerative braking method using a regenerative braking apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 브레이크의 조작에 대응하는 브레이크 신호를 생성한다(S100).Referring to FIG. 1, a brake signal corresponding to an operation of the brake is generated (S100).
예를 들면, 상기 운전자에 의해 조작되는 브레이크의 작동 변위에 비례하여 상기 브레이크 신호는 생성된다. 즉, 상기 브레이크를 세게 조작하면 상기 브레이크의 작동 변위는 커지므로 크기가 큰 브레이크 신호가 생성되며, 상기 브레이크를 작게 조작하면 상기 브레이크의 작동 변위는 작아지므로 크기가 작은 브레이크 신호가 생성될 수 있다.For example, the brake signal is generated in proportion to the operational displacement of the brake operated by the driver. That is, if the brake is operated harder, the operation displacement of the brake is increased, and thus a larger brake signal is generated. If the brake is operated smaller, the brake operation signal is smaller.
다음에는, 상기 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산한다(S110). 제어 수단은 상기 브레이크로부터 상기 브레이크 신호를 수신하여 상기 목표 제동력을 계산한다. 구체적으로는, 상기 브레이크 신호는 상기 브레이크의 작동 변위에 비례하여 생성되므로, 상기 브레이크 신호는 상기 차량이 제동하는데 필요한 목표 제동력을 계산하는데 기초가 될 수 있다.Next, a target braking force is calculated based on the brake signal (S110). The control means receives the brake signal from the brake and calculates the target braking force. Specifically, since the brake signal is generated in proportion to the operating displacement of the brake, the brake signal can be the basis for calculating the target braking force required for braking the vehicle.
다음에는, 발생 가능한 최대 회생 제동력을 계산하고, 회생 제동을 수행한다(S120). 상기 제어 수단은 배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하여 상태 신호를 생성한다. 상기 제어 수단은 상기 상태 신호로부터 상기 차량으로부터 발생 가능한 최대 회생 제동력을 계산할 수 있다.Next, the maximum possible regenerative braking force is calculated and regenerative braking is performed (S120). The control means generates a status signal by sensing the temperature and charge state of the battery and the temperature and rotation speed of the motor. The control means may calculate the maximum regenerative braking force that can be generated from the vehicle from the state signal.
상기 운전자에 의해 상기 브레이크가 조작되어 제동이 시작되면, 상기 모터는 역기전력을 발생시킨다. 즉, 상기 제어 수단은 상기 모터를 제어하여 회생 제동을 수행하고, 회생 제동 중에 상기 모터에서 발생된 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다. 상기 모터가 전륜을 구동하는 경우에는 전륜에 의해서 회생 제동력이 발생하며, 상기 모터가 후륜을 구동하는 경우에는 후륜에 의해서 회생 제동력이 발생한다.When the brake is operated by the driver and braking is started, the motor generates counter electromotive force. That is, the control means controls the motor to perform regenerative braking, and controls to charge the battery by DC / DC conversion of back EMF generated from the motor during regenerative braking. The regenerative braking force is generated by the front wheels when the motor drives the front wheels, and the regenerative braking force is generated by the rear wheels when the motor drives the rear wheels.
다음에는, 상기 제어 수단은 상기 S120 단계에서 계산한 상기 최대 회생 제동력과 상기 목표 제동력을 비교한다(S130).Next, the control means compares the maximum regenerative braking force and the target braking force calculated in the step S120 (S130).
상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 크거나 같으면 회생 제동만으로도 차량의 제동이 가능하므로 상기 제어 수단은 모터를 제어하여 상기 S120 단계에서 수행되는 회생 제동만으로 차량을 제동한다.If the maximum regenerative braking force is greater than or equal to the target braking force, the vehicle can be braked only by regenerative braking, and the control means controls the motor to brake the vehicle only by the regenerative braking performed in step S120.
그러나, 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작으면 회생 제동만으로는 차량의 제동이 불가능하므로 상기 제어 수단은 후륜 마찰 제동 모듈 및 전륜 마찰 제동 모듈을 제어하여 후륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 수행한다.However, if the maximum regenerative braking force is less than the target braking force, the braking of the vehicle is impossible by the regenerative braking alone, so that the control means controls the rear wheel friction braking module and the front wheel friction braking module to perform rear wheel friction braking and rear wheel friction braking.
구체적으로는, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동 모듈을 제어하여 후륜 마찰 제동을 수행한다(S140).Specifically, the control means controls the rear wheel friction braking module to perform rear wheel friction braking (S140).
다음에는, 상기 제어 수단은 상기 S140 단계에서 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 발생한 후륜 마찰 제동력 및 상기 S120 단계에서 계산한 상기 최대 회생 제동력의 합과 상기 목표 제동력을 비교한다(S150).Next, the control means compares the sum of the rear wheel friction braking force generated by performing the rear wheel friction braking in step S140 and the maximum regenerative braking force calculated in step S120 and the target braking force (S150).
상기 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 크거나 같으면, 후륜 마찰 제동과 회생 제동만으로도 차량의 제동이 가능하다. 따라서, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 상기 차량을 제동한다.If the sum of the rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is greater than or equal to the target braking force, the vehicle may be braked only by the rear wheel friction braking and the regenerative braking. Thus, the control means performs the rear wheel friction braking to brake the vehicle.
그러나, 상기 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작으면, 상기 제어 수단은 하기의 수학식 1 또는 수학식 3으로부터 후륜 마찰 제동 계수를 구한다.However, if the sum of the rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is less than the target braking force, the control means obtains the rear wheel friction braking coefficient from Equation 1 or Equation 3 below.
상기 후륜 마찰 제동 계수는 후륜 마찰 제동에서 전륜 마찰 제동으로 전환할지를 판단하는 기준이 된다.The rear wheel friction braking coefficient serves as a criterion for determining whether to switch from rear wheel friction braking to front wheel friction braking.
구체적으로는, 상기 제어 수단은 하기의 수학식 1 또는 수학식 3으로부터 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 후륜 마찰 제동 계수와 제1 값을 비교한다(S160). 바람직하게는, 상기 제1 값은 30 내지 50%일 수 있으며, 더욱 바람직하는 40%이다.Specifically, the control means obtains the rear wheel friction braking coefficient from Equation 1 or 3 below and compares the rear wheel friction braking coefficient with the first value (S160). Preferably, the first value may be 30-50%, more preferably 40%.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 3]&Quot; (3) "
바람직하게는, 상기 수학식 1은 상기 최대 회생 제동력이 후륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이며, 수학식 3은 상기 최대 회생 제동력이 전륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이다.Preferably, Equation 1 is to calculate the rear wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the rear wheel, Equation 3 is to calculate the rear wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the front wheel To find.
상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 작은 경우, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동력을 증가시킨다(S165).If the rear wheel friction braking coefficient is smaller than the first value, the control means increases the rear wheel friction braking force (S165).
즉, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동 모듈을 제어하여 상기 증가된 후륜 마찰 제동력으로 상기 후륜 마찰 제동을 수행하고(S140), 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교한다(S150).That is, the control means controls the rear wheel friction braking module to perform the rear wheel friction braking with the increased rear wheel friction braking force (S140), and compares the sum of the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force with the target braking force. (S150).
상기 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 크거나 같은 경우, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 상기 차량을 제동한다.When the sum of the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is greater than or equal to the target braking force, the control means performs the rear wheel friction braking to brake the vehicle.
그러나, 상기 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 상기 제어 수단은 누적된 후륜 마찰 제동력으로부터 하기의 수학식 1 또는 수학식 3을 기초로 후륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 후륜 마찰 제동 계수와 상기 제1 값과 비교한다(S160).However, when the sum of the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, the control means obtains the rear wheel friction braking coefficient based on Equation 1 or 3 below from the accumulated rear wheel friction braking force. It calculates and compares the rear wheel friction braking coefficient and the first value (S160).
상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 크거나 같은 경우, 상기 제어 수단은 후륜 마찰 제동을 중단하고 전륜 마찰 제동을 수행하며, 상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 작으면 상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값에 도달할 때까지 상기 과정, 즉, 상기 S140 단계 내지 상기 S165 단계를 반복한다. 즉, 상기 후륜 마찰 제동에서 상기 전륜 마찰 제동으로 전환하는 기준은 후륜 마찰 제동 계수이다.If the rear wheel friction braking coefficient is greater than or equal to the first value, the control means stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking, and if the rear wheel friction braking coefficient is less than the first value, the rear wheel friction braking The process, that is, the steps S140 to S165 are repeated until the coefficient reaches the first value. That is, the reference for switching from the rear wheel friction braking to the front wheel friction braking is the rear wheel friction braking coefficient.
또한, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동 중에 상기 모터에서 발생된 상기 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다.In addition, the control means controls to charge the battery by DC / DC conversion of the counter electromotive force generated in the motor during the rear wheel friction braking.
상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 크거나 같은 경우, 상기 제어 수단은 후륜 마찰 제동을 중단하고, 전륜 마찰 제동을 수행한다(S170).If the rear wheel friction braking coefficient is greater than or equal to the first value, the control means stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking (S170).
상기 제어 수단은 상기 S170 단계에서 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 발생한 전륜 마찰 제동력, 상기 S140 단계에서 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 누적된 후륜 마찰 제동력 및 상기 S120 단계에서 계산한 상기 최대 회생 제동력의 합과 상기 목표 제동력을 비교한다(S180).The control means includes a sum of the front wheel friction braking force generated by performing the front wheel friction braking in step S170, the rear wheel friction braking force accumulated by performing the rear wheel friction braking in step S140, and the maximum regenerative braking force calculated in step S120. The target braking force is compared (S180).
상기 전륜 마찰 제동력, 상기 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 크거나 같으면, 전륜 마찰 제동, 후륜 마찰 제동과 회생 제동만으로도 차량의 제동이 가능하다. 따라서, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 상기 차량을 제동한다.If the sum of the front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is greater than or equal to the target braking force, the front wheel friction braking, the rear wheel friction braking and the regenerative braking may be performed by the vehicle. Thus, the control means performs the front wheel friction braking to brake the vehicle.
그러나 상기 전륜 마찰 제동력, 상기 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작으면, 상기 제어 수단은 하기의 수학식 2 또는 수학식 4로부터 전륜 마찰 제동 계수를 구한다.However, if the sum of the front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, the control means obtains the front wheel friction braking coefficient from the following equation (2) or (4).
상기 전륜 마찰 제동 계수는 전륜 마찰 제동에서 후륜 마찰 제동으로 전환할지를 판단하는 기준이 된다.The front wheel friction braking coefficient is a criterion for determining whether to switch from front wheel friction braking to rear wheel friction braking.
구체적으로는, 상기 제어 수단은 하기의 수학식 2 또는 수학식 4로부터 상기 전륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 전륜 마찰 제동 계수와 제2 값을 비교한다(S190). 바람직하게는, 상기 제2 값은 50 내지 70%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 60%이다.Specifically, the control means obtains the front wheel friction braking coefficient from Equation 2 or 4 below and compares the front wheel friction braking coefficient with a second value (S190). Preferably, the second value may be 50 to 70%, more preferably 60%.
[수학식 2] [Equation 2]
[수학식 4]&Quot; (4) "
바람직하게는, 상기 수학식 2은 상기 최대 회생 제동력이 후륜에서 발생된 경우에 상기 전륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이며, 수학식 4는 상기 최대 회생 제동력이 전륜에서 발생된 경우에 상기 전륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이다.Preferably, Equation 2 is to calculate the front wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the rear wheel, Equation 4 is to calculate the front wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the front wheel To find.
상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동력을 증가시킨다(S195).When the front wheel friction braking coefficient is smaller than the second value, the control means increases the front wheel friction braking force (S195).
즉, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동 모듈을 제어하여 상기 증가된 전륜 마찰 제동력으로 상기 전륜 마찰 제동을 수행하고(S170), 누적된 전륜 마찰 제동력, 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교한다(S180).That is, the control means controls the front wheel friction braking module to perform the front wheel friction braking with the increased front wheel friction braking force (S170), and the accumulated front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force, and the maximum regenerative braking force. Is compared with the target braking force (S180).
상기 누적된 전륜 마찰 제동력, 상기 누적된 후륜 마찰 제동력 및 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 크거나 같은 경우, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 상기 차량을 제동한다.When the sum of the accumulated front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force is greater than or equal to the target braking force, the control means performs the front wheel friction braking to brake the vehicle.
그러나, 상기 누적된 전륜 마찰 제동력, 상기 누적된 후륜 마찰 제동력 및 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 상기 제어 수단은 누적된 전륜 마찰 제동력으로부터 상기 수학식 2 또는 수학식 4를 기초로 전륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 전륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 전륜 마찰 제동 계수와 상기 제2 값을 비교한다(S190).However, when the sum of the accumulated front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force, and the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, the control means is based on Equation 2 or 4 from the accumulated front wheel friction braking force. The front wheel friction braking coefficient is obtained, the front wheel friction braking coefficient is obtained, and the front wheel friction braking coefficient is compared with the second value (S190).
상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값보다 크거나 같은 경우, 상기 제어 수단은 전륜 마찰 제동을 중단하고 다시 상기 S140 단계로 돌아가서 후륜 마찰 제동을 수행하며, 상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값에 도달할 때까지 상기 과정, 즉, 상기 S170 단계 내지 상기 S190 단계를 반복한다. 즉, 상기 전륜 마찰 제동에서 상기 후륜 마찰 제동으로 전환하는 기준은 전륜 마찰 제동 계수이다.If the front wheel friction braking coefficient is greater than or equal to the second value, the control means stops the front wheel friction braking and returns to step S140 to perform rear wheel friction braking, wherein the front wheel friction braking coefficient is greater than the second value. If small, the process, that is, steps S170 to S190 are repeated until the front wheel friction braking coefficient reaches the second value. That is, the criterion for switching from the front wheel friction braking to the rear wheel friction braking is the front wheel friction braking coefficient.
또한, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동 중에 상기 모터에서 발생된 상기 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다.Further, the control means controls to charge the battery by DC / DC conversion of the counter electromotive force generated in the motor during the front wheel friction braking.
이하에서는, 이해의 편의를 위하여 도 1를 참조로 수학식에 직접 수치를 대입해가며 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동이 수행되는 과정을 설명한다. 상기 최대 회생 제동력은 후륜에서 발생된 경우이며, 후륜에서 발생된 후륜 회생 제동력은 1이고, 목표 제동력은 10이고, 상기 후륜 마찰 제동력 및 상기 전륜 마찰 제동력은 1만큼씩 일정하게 증가한다고 가정한다. 이때, 후륜 마찰 제동 및 전륜 마찰 제동 중에 상기 후륜에서 발생되는 회생 제동력의 변화는 없다고 가정한다.Hereinafter, a process of performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking while inserting a numerical value directly into an equation for convenience of understanding will be described with reference to FIG. 1. It is assumed that the maximum regenerative braking force is generated in the rear wheel, the rear wheel regenerative braking force generated in the rear wheel is 1, the target braking force is 10, and the rear wheel friction braking force and the front wheel friction braking force are constantly increased by one. At this time, it is assumed that there is no change in the regenerative braking force generated in the rear wheel during rear wheel friction braking and front wheel friction braking.
상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 상기 후륜 마찰 제동력을 1만큼 발생한다(S140).The control means performs the rear wheel friction braking to generate the rear wheel friction braking force by one (S140).
발생한 후륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S150), 발생한 후륜 마찰 제동력(1)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(2)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 1에 따라 후륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.When the sum of the generated rear wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force is compared with the target braking force (S150), the sum (2) of the rear wheel friction braking force (1) and the rear wheel regenerative braking force (1) generated is smaller than the target braking force (10). Therefore, according to Equation 1, the rear wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 후륜 마찰 제동 계수와 상기 제1 값을 비교하면(S160), 상기 후륜 마찰 제동 계수는 100%로써 제1 값인 40%보다 크므로, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 중단하고 전륜 마찰 제동을 수행한다.When the rear wheel friction braking coefficient is compared with the first value (S160), the rear wheel friction braking coefficient is 100%, which is greater than the first value of 40%, and the control means stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking. To perform.
상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 상기 전륜 마찰 제동력을 1만큼 발생한다(S170).The control means performs the front wheel friction braking to generate the front wheel friction braking force by one (S170).
발생한 전륜 마찰 제동력, 발생한 후륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 발생한 전륜 마찰 제동력(1), 발생한 후륜 마찰 제동력(1)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(3)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 2에 따라 전륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.When the sum of the generated front wheel friction braking force, the generated rear wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force is compared with the target braking force (S180), the generated front wheel friction braking force (1), the generated rear wheel friction braking force (1) and the rear wheel regenerative braking force (1) Since the sum 3 is smaller than the target braking force 10, the front wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 전륜 마찰 제동 계수와 상기 제2 값을 비교하면(S190), 상기 전륜 마찰 제동 계수는 33.3%로써 제2 값인 60%보다 작으므로, 상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동력을 2로 증가시켜(S195) 전륜 마찰 제동을 수행한다(S170).Comparing the front wheel friction braking coefficient with the second value (S190), the front wheel friction braking coefficient is 33.3%, which is less than the second value, 60%, so that the control means increases the front wheel friction braking force to 2 (S195). ) Front wheel friction braking is performed (S170).
누적된 전륜 마찰 제동력, 발생한 후륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 누적된 전륜 마찰 제동력(3), 발생한 후륜 마찰 제동력(1)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(5)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 2에 따라 전륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.Comparing the accumulated front wheel friction braking force, the generated rear wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force with the target braking force (S180), the accumulated front wheel friction braking force (3), the generated rear wheel friction braking force (1) and the rear wheel regenerative braking force ( Since the sum 5 of 1) is smaller than the target braking force 10, the front wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 전륜 마찰 제동 계수와 상기 제2 값을 비교하면(S190), 상기 전륜 마찰 제동 계수는 60%로써 제2 값인 60%과 같으므로, 상기 제어 수단은 전륜 마찰 제동을 중단하고, 다시 후륜 마찰 제동을 수행한다.When the front wheel friction braking coefficient is compared with the second value (S190), the front wheel friction braking coefficient is 60%, which is the same as the second value 60%, and the control means stops the front wheel friction braking, and again the rear wheel friction braking. Do this.
상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 상기 후륜 마찰 제동력을 2만큼 발생한다(S140).The control means generates the rear wheel friction braking force by performing the rear wheel friction braking (S140).
누적된 후륜 마찰 제동력, 누적된 전륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 누적된 후륜 마찰 제동력(2), 누적된 전륜 마찰 제동력(3)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(6)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 1에 따라 후륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.When the sum of the accumulated rear wheel friction braking force, the accumulated front wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force is compared with the target braking force (S180), the accumulated rear wheel friction braking force (2), the accumulated front wheel friction braking force (3) and the rear wheel regeneration Since the sum 6 of the braking forces 1 is smaller than the target braking force 10, the rear wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 후륜 마찰 제동 계수와 상기 제1 값을 비교하면(S160), 상기 후륜 마찰 제동 계수는 50%로써 제1 값인 40%보다 크므로, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 중단하고 전륜 마찰 제동을 수행한다.When the rear wheel friction braking coefficient is compared with the first value (S160), the rear wheel friction braking coefficient is 50%, which is greater than the first value of 40%, so that the control means stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking. To perform.
상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 상기 전륜 마찰 제동력을 2만큼 발생한다(S170).The control means performs the front wheel friction braking to generate the front wheel friction braking force by two (S170).
누적된 전륜 마찰 제동력, 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 누적된 전륜 마찰 제동력(5), 누적된 후륜 마찰 제동력(2)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(8)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 2에 따라 전륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.When the sum of the accumulated front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force is compared with the target braking force (S180), the accumulated front wheel friction braking force (5), the accumulated rear wheel friction braking force (2) and the rear wheel regeneration Since the sum 8 of the braking forces 1 is smaller than the target braking force 10, the front wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 전륜 마찰 제동 계수와 상기 제2 값을 비교하면(S190), 상기 전륜 마찰 제동 계수는 62.5%로써 제2 값인 60%보다 크므로, 상기 제어 수단은 전륜 마찰 제동을 중단하고, 다시 후륜 마찰 제동을 수행한다.When the front wheel friction braking coefficient is compared with the second value (S190), the front wheel friction braking coefficient is 62.5%, which is greater than the second value, 60%, so that the control means stops the front wheel friction braking, and again the rear wheel friction braking. Do this.
상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 상기 후륜 마찰 제동력을 1만큼 발생한다(S140).The control means performs the rear wheel friction braking to generate the rear wheel friction braking force by one (S140).
누적된 후륜 마찰 제동력, 누적된 전륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 누적된 후륜 마찰 제동력(3), 누적된 전륜 마찰 제동력(5)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(9)이 목표 제동력(10)보다 작으므로 수학식 1에 따라 후륜 마찰 제동 계수를 다음과 같이 구할 수 있다.Comparing the sum of the accumulated rear wheel friction braking force, the accumulated front wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force with the target braking force (S180), the accumulated rear wheel friction braking force (3), the accumulated front wheel friction braking force (5) and the rear wheel regeneration Since the sum 9 of the braking force 1 is smaller than the target braking force 10, the rear wheel friction braking coefficient can be obtained as follows.
상기 후륜 마찰 제동 계수와 상기 제1 값을 비교하면(S160), 상기 후륜 마찰 제동 계수는 44.4%로써 제1 값인 40%보다 크므로, 상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동을 중단하고 전륜 마찰 제동을 수행한다.When the rear wheel friction braking coefficient is compared with the first value (S160), the rear wheel friction braking coefficient is 44.4%, which is greater than the first value of 40%, and the control means stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking. To perform.
상기 제어 수단은 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 상기 전륜 마찰 제동력을 2만큼 발생한다(S170).The control means performs the front wheel friction braking to generate the front wheel friction braking force by two (S170).
누적된 전륜 마찰 제동력, 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 후륜 회생 제동력의 합을 상기 목표 제동력과 비교하면(S180), 누적된 전륜 마찰 제동력(7), 누적된 후륜 마찰 제동력(3)과 상기 후륜 회생 제동력(1)의 합(11)이 목표 제동력(10)보다 크므로 상기 제어 수단은 전륜 마찰 제동으로 차량의 제동을 수행한다.When the sum of the accumulated front wheel friction braking force, the accumulated rear wheel friction braking force and the rear wheel regenerative braking force is compared with the target braking force (S180), the accumulated front wheel friction braking force (7), the accumulated rear wheel friction braking force (3) and the rear wheel regeneration Since the sum 11 of the braking force 1 is greater than the target braking force 10, the control means performs braking of the vehicle by front wheel friction braking.
이하에서는, 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the regenerative braking apparatus according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 회생 제동 장치를 도시한 블럭도이다.2 is a block diagram showing a regenerative braking apparatus according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회생 제동 장치는 브레이크(100), 전륜 마찰 제동 모듈(200), 후륜 마찰 제동 모듈(300) 및 제어 수단(400)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the regenerative braking apparatus according to the present invention includes a
브레이크(100)는 본 발명에 따른 회생 제동 장치는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 및 EV(Electric Vehicle) 등에 장착될 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 전기 이륜차에 부착될 수 있다. 브레이크(100)는 운전자의 조작에 의해 상기 차량의 제동을 제어한다.The
바람직하게는, 브레이크(100)는 브레이크 레버(미도시), 영구 자석(미도시) 및 홀 센서(미도시)를 포함할 수 있다.Preferably, the
상기 브레이크 레버에 부착된 상기 영구 자석은 상기 브레이크 레버의 조작에 따라 그 위치가 변동되며, 상기 홀 센서는 상기 영구 자석의 이동에 의해 변화하는 자계를 감지하여 브레이크 신호를 생성한다.The position of the permanent magnet attached to the brake lever is changed according to the operation of the brake lever, and the hall sensor detects a magnetic field changed by the movement of the permanent magnet to generate a brake signal.
구체적으로는, 상기 운전자에 의해 상기 브레이크 레버가 조작되면, 상기 홀 센서는 상기 영구 자석의 위치에 따라 변화하는 자계를 감지하여 상기 브레이크 신호를 생성한다. 상기 브레이크 신호는 상기 차량이 제동하는데 필요한 목표 제동력을 계산하는데 기초가 된다.Specifically, when the brake lever is operated by the driver, the hall sensor generates the brake signal by detecting a magnetic field that changes according to the position of the permanent magnet. The brake signal is the basis for calculating the target braking force required for the vehicle to brake.
예를 들어, 상기 운전자가 브레이크(100)를 강하게 조작하는 경우, 약하게 조작하는 경우에 비하여 더 큰 목표 제동력을 필요로 한다. 이 경우, 브레이크(100)는 더 큰 목표 제동력에 대응하는 브레이크 신호를 생성할 수 있다.For example, when the driver manipulates the
전륜 마찰 제동 모듈(200) 및 후륜 마찰 제동 모듈(300)은 제어 수단(400)의 제어에 따라 각각 전륜 마찰 제동력 및 후륜 마찰 제동력을 발생시킨다.The front wheel
전륜 마찰 제동 모듈(200) 및 후륜 마찰 제동 모듈(300)은 제어 수단(400)과 함께 상세하게 설명한다.The front wheel
제어 수단(400)은 브레이크(100)의 조작에 대응하여 생성된 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 전륜 마찰 제동 모듈(200) 및 후륜 마찰 제동 모듈(300)을 제어한다.The control means 400 calculates the target braking force based on the brake signal generated in response to the operation of the
제어 수단(400)은 센서부(410) 및 MCU(430)을 포함한다.The control means 400 includes a
센서부(410)는 배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하여 상태 신호를 생성한다. 센서부(410)에 의해 생성된 상기 상태 신호는 상기 차량으로부터 발생 가능한 최대 회생 제동력을 계산하는데 기초가 된다.The
MCU(430)는 센서부(410)로부터 수신한 상기 상태 신호를 기초로 상기 최대 회생 제동력을 계산한다. 또한, MCU(430)는 브레이크(100)의 조작에 대응하는 브레이크 신호를 기초로 상기 목표 제동력을 계산한다.The MCU 430 calculates the maximum regenerative braking force based on the state signal received from the
MCU(430)는 계산한 상기 최대 회생 제동력, 상기 전륜 마찰 제동력 및 상기 후륜 마찰 제동력을 상호 비교하여 회생 제동, 전륜 마찰 제동 및 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행한다.The MCU 430 selectively performs regenerative braking, front wheel friction braking, and rear wheel friction braking by comparing the calculated maximum regenerative braking force, the front wheel friction braking force, and the rear wheel friction braking force with each other.
이하에서는, 제어 수단(400)이 상기 회생 제동, 상기 전륜 마찰 제동 및 상기 후륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 경우에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the case where the control means 400 selectively performs the regenerative braking, the front wheel friction braking and the rear wheel friction braking will be described in detail.
상기 운전자가 브레이크(100)를 조작하여 제동을 시작하면, 브레이크(100) 및 센서부(410) 각각은 상기 브레이크 신호 및 상기 상태 신호를 생성하여 MCU(430)로 전송한다. MCU(430)는 상기 브레이크 신호 및 상기 상태 신호를 기초로 상기 목표 제동력 및 상기 최대 회생 제동력을 계산한다.When the driver starts braking by manipulating the
이때, 상기 모터는 제동이 시작됨과 동시에 역기전력을 발생시킨다.At this time, the motor generates a counter electromotive force at the same time that braking is started.
즉, MCU(430)는 상기 모터를 제어하여 회생 제동을 수행하고, 회생 제동 중에 상기 모터에서 발생된 상기 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다. 이때, 상기 모터가 전륜을 구동하는 경우에는 전륜에 의해서 회생 제동력이 발생하고, 상기 모터가 후륜을 구동하는 경우에는 후륜에 의해서 회생 제동력이 발생한다.That is, the MCU 430 controls the motor to perform regenerative braking, and controls to charge the battery by DC / DC conversion of the counter electromotive force generated by the motor during regenerative braking. At this time, the regenerative braking force is generated by the front wheel when the motor drives the front wheel, and the regenerative braking force is generated by the rear wheel when the motor drives the rear wheel.
상기 계산한 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 큰 경우, 회생 제동만으로도 차량의 제동이 가능하므로 MCU(430)는 모터를 제어하여 상기 회생 제동만으로 차량을 제동한다.When the calculated maximum regenerative braking force is greater than the target braking force, the vehicle can be braked only by regenerative braking, so the MCU 430 controls the motor to brake the vehicle only by the regenerative braking.
그러나, 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 회생 제동만으로는 차량의 제동이 불가능하므로 회생 제동과 마찰 제동을 병행해야 한다.However, when the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, the braking of the vehicle cannot be performed by the regenerative braking alone, so the regenerative braking and the friction braking should be performed in parallel.
구체적으로는, MCU(430)는 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우 후륜 마찰 제동을 수행한다.Specifically, the MCU 430 performs rear wheel friction braking when the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force.
상기 후륜 마찰 제동에 의해 발생한 후륜 마찰 제동력 및 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 도 1의 S160 단계에서 설명한 바와 같이 상기 후륜 마찰 제동력을 증가시켜 후륜 마찰 제동을 수행한다. 이러한 과정을 반복하면서 누적된 후륜 마찰 제동력으로부터 MCU(430)는 후륜 마찰 제동에서 전륜 마찰 제동으로 전환하는데 기준이 되는 후륜 마찰 제동 계수를 구할 수 있다.When the sum of the rear wheel friction braking force and the maximum regenerative braking force generated by the rear wheel friction braking is less than the target braking force, the rear wheel friction braking force is increased as described in step S160 of FIG. 1 to perform rear wheel friction braking. By repeating this process, the MCU 430 may obtain the rear wheel friction braking coefficient which is a reference for switching from the rear wheel friction braking to the front wheel friction braking from the accumulated rear wheel friction braking force.
상기 후륜 마찰 제동 계수는 하기의 수학식 1 또는 수학식 3으로부터 계산할 수 있으며, 수학식 1은 최대 회생 제동력이 후륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이며, 수학식 3은 최대 회생 제동력이 전륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이다.The rear wheel friction braking coefficient may be calculated from Equation 1 or Equation 3 below, wherein Equation 1 calculates the rear wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the rear wheel, and Equation 3 is the maximum regenerative braking force. The rear wheel friction braking coefficient is obtained when generated at this front wheel.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 3]&Quot; (3) "
MCU(430)는 수학식 1 또는 수학식 3으로부터 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 후륜 마찰 제동 계수와 제1 값을 비교하여 상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 작으면 상기 후륜 마찰 제동력을 증가시켜 상기 후륜 마찰 제동을 수행한다. 바람직하게는, 상기 제1 값은 30 내지 50%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40%이다.The MCU 430 obtains the rear wheel friction braking coefficient from Equation 1 or Equation 3, and compares the rear wheel friction braking coefficient with a first value and if the rear wheel friction braking coefficient is smaller than the first value, the rear wheel friction braking force. To increase the rear wheel friction braking. Preferably, the first value may be 30-50%, more preferably 40%.
또한, MCU(430)는 상기 후륜 마찰 제동 중에 상기 모터에서 발생된 상기 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다.In addition, the MCU 430 controls to charge the battery by DC / DC conversion of the counter electromotive force generated by the motor during the rear wheel friction braking.
MCU(430)는 상기 후륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값보다 크거나 같으면 후륜 마찰 제동을 중단하고 전륜 마찰 제동을 수행한다.If the rear wheel friction braking coefficient is greater than or equal to the first value, the MCU 430 stops the rear wheel friction braking and performs front wheel friction braking.
구체적으로는, 상기 전륜 마찰 제동에 의해 발생한 전륜 마찰 제동력, 상기 후륜 마찰 제동을 수행하여 누적된 후륜 마찰 제동력과 상기 최대 회생 제동력의 합이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 도 1의 S190 단계에서 설명한 바와 같이 상기 전륜 마찰 제동력을 증가시켜 전륜 마찰 제동을 수행한다. 이러한 과정을 반복하면서 누적된 전륜 마찰 제동력으로부터 MCU(430)는 전륜 마찰 제동에서 후륜 마찰 제동으로 전환하는데 기준이 되는 전륜 마찰 제동 계수를 구할 수 있다.Specifically, when the sum of the front wheel friction braking force generated by the front wheel friction braking and the rear wheel friction braking force accumulated by performing the rear wheel friction braking and the maximum regenerative braking force is smaller than the target braking force, as described in step S190 of FIG. 1. Likewise, front wheel friction braking is performed by increasing the front wheel friction braking force. By repeating this process, the MCU 430 may obtain the front wheel friction braking coefficient which is a reference for converting the front wheel friction braking to the rear wheel friction braking from the accumulated front wheel friction braking force.
상기 전륜 마찰 제동 계수는 하기의 수학식 2 또는 수학식 4로부터 계산할 수 있으며, 수학식 2는 최대 회생 제동력이 후륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이며, 수학식 4는 최대 회생 제동력이 전륜에서 발생된 경우에 상기 후륜 마찰 제동 계수를 구하는 식이다.The front wheel friction braking coefficient may be calculated from Equation 2 or Equation 4 below, and Equation 2 calculates the rear wheel friction braking coefficient when the maximum regenerative braking force is generated in the rear wheel, and Equation 4 is the maximum regenerative braking force. The rear wheel friction braking coefficient is obtained when generated at this front wheel.
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 4]&Quot; (4) "
MCU(430)는 수학식 2 또는 수학식 4로부터 상기 전륜 마찰 제동 계수를 구하고, 상기 전륜 마찰 제동 계수와 제2 값을 비교하여 상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값보다 작으면 상기 전륜 마찰 제동력을 증가시켜 상기 전륜 마찰 제동을 수행한다. 바람직하게는, 상기 제2 값은 50 내지 70%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 60%이다.The MCU 430 obtains the front wheel friction braking coefficient from Equation 2 or Equation 4, and compares the front wheel friction braking coefficient with a second value, and if the front wheel friction braking coefficient is smaller than the second value, the front wheel friction braking force. To increase the front wheel friction braking. Preferably, the second value may be 50 to 70%, more preferably 60%.
또한, MCU(430)는 상기 전륜 마찰 제동 중에 상기 모터에서 발생된 상기 역기전력을 DC/DC 변환하여 상기 배터리를 충전하도록 제어한다.In addition, the MCU 430 controls to charge the battery by DC / DC conversion of the counter electromotive force generated by the motor during the front wheel friction braking.
MCU(430)는 상기 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제2 값보다 크거나 같으면 전륜 마찰 제동을 중단하고 후륜 마찰 제동을 수행한다.When the front wheel friction braking coefficient is greater than or equal to the second value, the MCU 430 stops the front wheel friction braking and performs the rear wheel friction braking.
즉, MCU(430)는 상기 후륜 마찰 제동 계수 및 상기 전륜 마찰 제동 계수를 기준으로 상기 후륜 마찰 제동에서 상기 전륜 마찰 제동으로 전환하거나 상기 전륜 마찰 제동에서 상기 후륜 마찰 제동으로 전환할 수 있다.That is, the MCU 430 may switch from the rear wheel friction braking to the front wheel friction braking or the front wheel friction braking to the rear wheel friction braking based on the rear wheel friction braking coefficient and the front wheel friction braking coefficient.
본 발명에 따르면, 상기 차량이 전기 이륜차인 경우를 예로써 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.According to the present invention, the case where the vehicle is an electric two-wheeled vehicle has been described as an example, but is not limited thereto.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the configuration of the present invention has been described in detail, these are merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. This will be possible.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. It is intended that the scope of the invention be interpreted by the following claims, and that all descriptions within the scope equivalent thereto will be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 브레이크 200 : 전륜 마찰 제동 모듈
300 : 후륜 마찰 제동 모듈 400 : 제어 수단
410 : 센서부 430 : MCU100: brake 200: front wheel friction braking module
300: rear wheel friction braking module 400: control means
410: sensor unit 430: MCU
Claims (10)
(b) 상기 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하는 단계;
(c) 최대 회생 제동력을 계산하여 회생 제동을 수행하는 단계;
(d) 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 후륜 마찰 제동력을 제1 값에 도달할 때까지 증가시키면서 후륜 마찰 제동을 수행하는 단계;
(e) 상기 후륜 마찰 제동력이 상기 제1 값에 도달하면, 전륜 마찰 제동력을 제2 값에 도달할 때까지 증가시키면서 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계; 및
(f) 상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계를 수행하여 누적된 상기 후륜 마찰 제동력 및 상기 전륜 마찰 제동력이 상기 최대 회생 제동력과 상기 목표 제동력의 차이에 도달할 때까지 상기 (d) 단계 및 상기 (e) 단계를 반복하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 방법.(a) generating a brake signal corresponding to the operation of the brake;
(b) calculating a target braking force based on the brake signal;
(c) calculating regenerative braking force to perform regenerative braking;
(d) if the maximum regenerative braking force is less than the target braking force, performing rear wheel friction braking while increasing the rear wheel friction braking force until reaching a first value;
(e) when the rear wheel friction braking force reaches the first value, performing front wheel friction braking while increasing the front wheel friction braking force until the second value is reached; And
(f) performing the steps (d) and (e) until the accumulated rear wheel braking force and the front wheel friction braking force reach a difference between the maximum regenerative braking force and the target braking force; Repeating step (e)
Regenerative braking method comprising a.
상기 (c) 단계는,
(c-1) 배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하는 단계;
(c-2) 감지한 상기 배터리의 온도 및 충전 상태와 상기 모터의 온도 및 회전수를 기초로 상기 최대 회생 제동력을 계산하는 단계; 및
(c-3) 상기 회생 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 방법.The method of claim 1,
In step (c),
(c-1) detecting the temperature and the charging state of the battery and the temperature and the rotation speed of the motor;
(c-2) calculating the maximum regenerative braking force based on the sensed temperature and state of charge of the battery and the temperature and rotation speed of the motor; And
(c-3) regenerative braking method comprising the step of performing the regenerative braking.
상기 최대 회생 제동력을 후륜으로부터 얻는 경우, 상기 (d) 단계 내지 상기 (f) 단계 각각은 하기의 수학식 1 및 수학식 2로부터 각각 얻어지는 후륜 마찰 제동 계수 및 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값 및 상기 제2 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 방법.
[수학식 1]
[수학식 2]
The method of claim 1,
When the maximum regenerative braking force is obtained from the rear wheels, the steps (d) to (f) each include the rear wheel friction braking coefficient and the front wheel friction braking coefficient obtained from Equation 1 and Equation 2 below, respectively. And performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until the second value is reached.
[Equation 1]
[Equation 2]
상기 최대 회생 제동력을 전륜으로부터 얻는 경우, 상기 (d) 단계 내지 상기 (f) 단계 각각은 하기의 수학식 3 및 수학식 4로부터 각각 얻어지는 후륜 마찰 제동 계수 및 전륜 마찰 제동 계수가 상기 제1 값 및 상기 제2 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 방법.
[수학식 3]
[수학식 4]
The method of claim 3,
In the case where the maximum regenerative braking force is obtained from the front wheel, the steps (d) to (f) each include the rear wheel friction braking coefficient and the front wheel friction braking coefficient obtained from Equation 3 and Equation 4 below, respectively. And performing the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until the second value is reached.
[Equation 3]
[Equation 4]
상기 제1 값 및 상기 제2 값은 각각 40% 및 60%인 것을 특징으로 하는 회생 제동 방법.The method of claim 4, wherein
The first and second values are regenerative braking method, characterized in that 40% and 60%, respectively.
전륜 마찰 제동력을 발생시키는 전륜 마찰 제동 모듈;
후륜 마찰 제동력을 발생시키는 후륜 마찰 제동 모듈; 및
상기 브레이크의 조작에 대응하여 생성된 브레이크 신호를 기초로 목표 제동력을 계산하고, 상기 전륜 마찰 제동 모듈 및 상기 후륜 마찰 제동 모듈을 제어하는 제어 수단
을 포함하되,
상기 제어 수단은 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 수행하여 누적된 상기 후륜 마찰 제동력 및 상기 전륜 마찰 제동력이 최대 회생 제동력과 상기 목표 제동력의 차이에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동 및 상기 전륜 마찰 제동을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.brake;
A front wheel friction braking module for generating a front wheel friction braking force;
A rear wheel friction braking module for generating a rear wheel friction braking force; And
Control means for calculating a target braking force based on the brake signal generated in response to the operation of the brake and controlling the front wheel friction braking module and the rear wheel friction braking module
Including,
The control means performs the rear wheel friction braking and the front wheel friction braking until the rear wheel friction braking force and the front wheel friction braking force reach the difference between the maximum regenerative braking force and the target braking force. A regenerative braking device, characterized in that selectively performing braking.
상기 제어 수단은,
배터리의 온도 및 충전 상태와 모터의 온도 및 회전수를 감지하여 상태 신호를 생성하는 센서부; 및
상기 브레이크 신호 및 상기 상태 신호를 기초로 각각 상기 목표 제동력 및 상기 최대 회생 제동력을 계산하는 MCU를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.The method of claim 6,
Wherein,
A sensor unit configured to generate a state signal by sensing a temperature and a charge state of the battery and a temperature and a rotation speed of the motor; And
And an MCU for calculating the target braking force and the maximum regenerative braking force, respectively, based on the brake signal and the state signal.
상기 제어 수단은 상기 최대 회생 제동력이 상기 목표 제동력보다 작은 경우, 상기 후륜 마찰 제동력이 제1 값에 도달할 때까지 상기 후륜 마찰 제동을 수행하고, 상기 후륜 마찰 제동력이 상기 제1 값에 도달하면, 상기 전륜 마찰 제동력이 제2 값에 도달할 때까지 상기 전륜 마찰 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.The method of claim 6,
If the maximum regenerative braking force is less than the target braking force, the control means performs the rear wheel friction braking until the rear wheel friction braking force reaches a first value, and when the rear wheel friction braking force reaches the first value, And the front wheel friction braking until the front wheel friction braking force reaches a second value.
상기 제1 값 및 상기 제2 값은 각각 40% 및 60%인 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.The method of claim 8,
And said first value and said second value are 40% and 60%, respectively.
상기 브레이크는,
브레이크 레버;
상기 브레이크 레버에 부착되는 영구 자석; 및
상기 영구 자석에 의해 변화하는 자계를 감지하여 상기 브레이크 신호를 생성하는 홀 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.The method of claim 6,
The brake is,
Brake lever;
A permanent magnet attached to the brake lever; And
And a hall sensor configured to generate a brake signal by detecting a magnetic field that is changed by the permanent magnet.
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