KR20140021409A

KR20140021409A - 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR20140021409A
Application number: KR1020120087922A
Authority: KR
Inventors: 문세준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-20
Also published as: KR101393983B1

Abstract

본 발명은 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템 및 제어방법에 관한 것으로서, 운전자의 브레이크 페달 작동에 기초하여 산출되어진 브레이크 장치의 요구제동력과 최대 회생제동력을 비교하고, 이를 통해 기계적 제동력 발생을 위한 압축 공기의 투입량과 압력을 제어함으로써, 브레이크 작동 시 불필요한 기계적 제동력을 차단하여 회생제동에 의한 전기 발전량을 최대화 할 수 있도록 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

Description

풀 회생제동타입 기계식 제동시스템 및 이의 제어방법{FULL REGENERATION-BRAKE TYPE MECHANICAL BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THERE OF}

본 발명은 기계식 제동시스템에 관한 것으로서, 전기 버스와 같은 대형 차량에서 전자식 제동시스템을 적용하지 않고서도 회생제동만으로 제동이 가능한 경우에는 압축 공기에 의한 기계식 제동을 차단토록 하여 전기 자동차 시스템의 효율을 높일 수 있고, 특히 회생제동 구현시 페달조작감도 저하되지 않는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 버스나 트럭, 트레일러 등과 같은 대형 상용차는 에어 탱크 내에 저장된 고압의 압축 공기를 이용하여 브레이크 드럼에 브레이크 슈를 압착시킴으로써 제동력을 발생시키는 공압식 브레이크 시스템이 많이 사용되고 있다.

한편 최근 들어서는 전기 자동차의 보급이 일반화 되고, 그에 따라 버스 등과 같은 대형 상용차도 마이크로 터빈 엔진 기술을 접목한 하이브리드형 차량이 개발이 활발히 진행되고 있는 바, 이러한 대형 전기 차량의 경우 전자 제어식 브레이크 시스템의 적용이 어려워 기존의 기계식 공압 브레이크 시스템을 그대로 사용하고 있는 상황이다.

이러한 대형 전기 차량의 기계식 공압 브레이크 시스템에서는 운전자가 브레이크 페달을 밟은 양에 따라 압축된 공기압이 기계식 브레이크에 전달됨으로써, 마찰에 의한 제동력을 발생시키고, 이러한 마찰에 의한 제동력과 전기 차량 시스템의 회생 제동에 의한 제동력이 함께 작용을 하여 차량을 감속 및 제동시키도록 하고 있다.

그러나 상기한 대형 전기 차량의 기계식 브레이크 시스템에서는 전자 제어식 브레이크 시스템처럼 제동력의 범위를 다양하게 조절할 수 없기 때문에 회생 제동에 의한 추가 제동력의 발생으로 인해서 운전자의 제동감이 달라지게 되는 문제점이 있었다.

국내특허출원번호 2007-7011782

상기 특허문헌은 전자 제어식 브레이크 장치가 있는 차량에 대해 회생제동량을 최대화 시키기 위한 방법 및 장치의 예를 나타낸다.

상기 특허 문헌은 에 따른 브레이크 제어 방법 및 장치에 의한 회생 제동에서는 브레이크 페달 동작에 의해 산정된 공압을 센싱하여 차량 제어기의 최대 회생제동력선도맵에 전해주면 모터의 RPM 검출 데이터를 입력받아 회생 제동량을 결정하는 방법으로 작동함으로서 기존 차량 대비 브레이크 페달을 밟았을 때 전기 차량의 제동감이 더 좋게 되지만, 상기와 같이 기존 차량과 유사한 제동감을 유지하기 위해서는 회생 제동에 의한 제동력을 제한할 수 밖에 없기 때문에 전기 차량의 최대 목적인 에너지 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로서, 차량의 제동 시 운전자의 제동감을 떨어뜨리지 않는 범위 내에서, 회생 제동에 의한 전기 에너지 생성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 기술을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템은 브레이크 페달의 스트로크 변화를 검출하고, 상기 검출 값을 요구제동력선도맵과 최대 회생제동력선도맵이 내장된 제어부로 제공하는 페달센서와, 에어탱크와 차륜의 브레이크 장치로 이어진 공압 유로의 개도면적을 변화시키도록 설치되고, 상기 제어부의 제어로 상기 공압 유로의 개도면적을 변화시켜주는 쓰로틀밸브와, 상기 공압 유로에 설치되고, 상기 쓰로틀밸브를 통과한 공압을 조절해 상기 브레이크 장치로 공급하는 압력제어밸브가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 페달센서는 상기 공압 유로에 연결된 상기 에어탱크 출구측에 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 페달센서에서 제공된 검출 값과 함께 모터회전수를 상기 요구제동력선도맵과 매칭시켜 요구제동력을 계산하고, 상기 최대회생제동력은 상기 페달센서에서 제공된 검출 값과 함께 모터회전수를 상기 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 최대회생제동력을 계산하며, 상기 요구제동력과 상기 최대회생제동력을 비교판단 한 후 상기 공압 유로의 개도면적을 변화시키도록 상기 쓰로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 쓰로틀밸브는 상기 모터 회전속도를 기초로 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차를 제어부에 미리 저장한 쓰로틀밸브개도량선도맵에 매칭하여 얻은 값으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 요구제동력이 상기 최대 회생제동력보다 작은 조건을 충족할 때, 상기 공압 유로의 개도면적이 완전히 차단되도록 상기 쓰로틀밸브가 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 요구제동력이 상기 최대회생제동력보다 큰 조건을 충족할 때, 상기 요구제동력과 상기 최대회생제동력의 편차가 계산되고, 상기 편차로부터 상기 최대회생제동력 이외에 필요한 상기 브레이크장치의 브레이크제동력이 상기 모터 회전수로 계산되며, 상기 브레이크제동력을 위한 공압이 제공되도록 상기 쓰로틀밸브가 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어 방법은 브레이크 페달이 조작되면, 상기 브레이크 페달의 조작으로 인한 검출 값을 제공받고 더불어 모터회전수를 검출하는 제동인식단계와, 상기 브레이크 페달의 조작에 따른 검출 값과 모터회전수를 요구제동력선도맵과 매칭시켜 요구제동력을 계산하고, 상기 브레이크 페달 검출 값과 상기 모터회전수를 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 최대 회생제동력을 각각 계산하는 제동력계산단계와, 상기 요구제동력과 최대 회생제동력을 제어부에서 비교하여 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 작은 경우에는 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지는 토탈회생제동모드로 판정하고, 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 큰 경우에는 회생제동과 기계적 제동을 동시에 사용하는 혼용회생제동모드로 판정하는 제동모드판단단계와, 상기 제동모드판단단계에서 제어부는 토탈회생제동모드 판정 시 에어탱크의 공압이 브레이크 장치로 제공되지 않도록 공압유로에 설치된 쓰로틀밸브의 개도면적을 완전히 차단하여 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지도록 하고, 상기 혼용회생제동모드 판정 시에는 상기 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차를 산출하여 상기 편차 값에 따른 쓰로틀밸브의 개도량을 제어하여 기계적 제동과 회생제동이 동시에 수행되도록 하는 회생제동수행단계가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 회생제동수행단계에서 상기 요구제동력은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 요구제동력과의 관계를 나타낸 요구제동력선도맵과 매칭시켜 계산되고, 상기 최대 회생제동력은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 최대 회생제동력과의 관계를 나타낸 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 계산되는 것을 특징으로 포함한다.

상기 회생제동수행단계에서 상기 쓰로틀밸브의 개도량은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 상기 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차와의 관계를 나타낸 쓰로틀밸브개도량선도맵과 매칭시켜 계산되는 것을 특징으로 포함한다.

상기 혼용회생제동모드에서 제어부는 상기 공압유로에 설치된 쓰로틀밸브와, 상기 쓰로틀밸브의 출구측에 구비되어 상기 공압유로로 투입되는 공기압을 조절하는 압력제어밸브를 동시에 제어하는 것을 특징으로 포함한다.

이러한 본 발명의 대형 전기 차량의 브레이크 시스템 및 브레이크 제어 방법에 의하면 ECU에서 브레이크 장치에 공급되는 압축 공기의 압력을 운전자의 페달 조작량에 따라 제어하는 동시에, 브레이크 장치로 이어지는 공압 유로로 공급되는 압축 공기의 유량을 제어하는 유로 밸브를 동시에 제어함으로써, 기계식 브레이크로 전자 제어식 브레이크와 비슷한 성능을 낼 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 전기 차량의 브레이크 시스템 및 브레이크 제어 방법에 의하면 제동에 필요한 요구 제동력이 최대 회생제동력보다 작은 경우에는 브레이크 장치로 이어지는 공압 유로의 쓰로틀 밸브를 완전히 닫아서 기계식 브레이트의 작동을 차단하고, 100% 회생 제동만으로 차량을 제동할 수 있도록 함으로써, 전기 차량의 전체 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명의 전기 차량의 브레이크 시스템 및 브레이크 제어 방법에 의하면, 브레이크 장치로 이어지는 공압 유로의 압력제어밸브의 입구측에 압축 공기의 투입량을 조절하는 쓰로틀 밸브를 추가함으로써, 상기 압력제어밸브가 갖는 역할의 부담을 줄여 내구성을 향상시킴은 물론, 제어의 성능이 지속적으로 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제동 시스템의 전체 구성을 나타낸 블록도
도 2는 도 1에 나타낸 제동 시스템의 제어부를 나타낸 블록도
도 3 및 도 4는 본 발명의 제동시스템 제어 방법에 따른 흐름을 나타낸 순서도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 따른 대형 전기 차량의 브레이크 시스템의 전체 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 대형 전기 차량의 제동시스템은 압축공기를 저장하는 에어탱크(10)와, 차륜의 회전을 제동시키는 브레이크 장치(20)와, 상기 에어탱크(10)와 브레이크 장치(20)를 연결하는 공압유로(30)와, 상기 공압유로(30)에 설치되는 압력제어밸브(40)와, 상기 공압유로(30)에 설치되는 쓰로틀밸브(50) 및 상기 압력제어밸브(40)와 쓰로틀밸브(50)를 제어하는 제어부(60)로 구성된다.

상기 에어탱크(10)는 차량 내에 설치되는 공기 압축기에 의해 압축된 공기를 내부로 유입하여 저장하고, 운전자의 브레이크 페달(70)이 작동될 경우 상기 공압유로(30)를 통해 상기 브레이크 장치(20)로 압축 공기를 공급하여 제동력을 발생시키도록 구성된다.

상기 브레이크 장치(20)는 통상의 대형 차량에 쓰이는 공압식 드럼 브레이크 방식으로 구성하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 차륜과 함께 회전하는 브레이크 드럼에 브레이크 슈를 밀착시켜 제동시키도록 구성된 것이고, 이때 상기 브레이크 슈를 밀착시키는데 필요한 힘을 상기 에어탱크(10)의 압축 공기를 공압유로(30)를 통해 투입하여 발생시키도록 구성된다.

상기 공압유로(30)는 상기 브레이크 장치(20)로 공급되는 압축공기의 압력을 운전자의 브레이크 페달(70)의 조작에 따르는 필요 압력으로 변화시키는 압력제어밸브(40)가 설치되고, 상기 압력제어밸브(40)의 입구측에는 상기 브레이크 장치(20)로 공급되는 압축 공기의 투입량을 조절할 수 있도록 하는 쓰로틀밸브(50)가 설치된다.

상기 브레이크 페달(70)은 운전자가 밟는 브레이크 페달(70)의 작동 압력에 따른을 전압을 검출하는 페달센서(72)를 구비하여, 상기 압력센서에서 검출한 브레이크 페달의 작동량을 후술 할 제어부(60)에서 연산하여 상기 압력제어밸브(40)와 쓰로틀밸브(50)를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기한 페달센서(72) 외에 브레이크 페달의 이동 거리를 검출하는 공지된 수단들이 적용될 수 있다.

그리고 상기 압력제어밸브(40)는 에어탱크(10)로부터 공급되는 고압의 압축 공기를 적정압력으로 감압하여 안정된 압축 공기를 공압 기기에 공급하는 감압밸브 타입으로 구성될 수 있다.

따라서 운전자가 브레이크 페달(70)을 작동하면 그 작동량에 따라서 상기 압력제어밸브(40)를 제어하여 상기 브레이크 장치(20)에 투입되는 압축 공기압을 조절하는 동시에 상기 쓰로틀밸브(50)를 제어하여 상기 공압유로(30)를 통해 브레이크 장치(20)로 이어지는 투입 공기량을 조절할 수 있도록 함으로써, 기계식 브레이크의 구조를 유지하면서도 전자 제어식 브레이크에 가까운 성능과 기능을 발휘할 수 있도록 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 제어부(60)를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는 상기 브레이크 페달(70)의 페달센서(72)에 의한 브레이크 페달 압력에 근거한 신호를 받아들이고, 차량의 구동 모터(80)의 회전수를 검출하는 회전수 검출센서(82)로부터 신호를 받아, 운전자의 브레이크 페달 조작 시 상기 모터(80)의 회전속도에 기초하여, 상기 페달 압력 신호와 차량을 제동시키는데 요구되는 요구제동력과의 관계를 나타낸 요구제동력선도맵(62)과, 상기 페달 압력 신호 및 모터(80) 회전속도와, 차량 제동 시 발생하는 최대 회생제동력과의 관계를 나타낸 최대 회생제동력선도맵(64)을 구비한다.

또한, 상기 제어부(60)는 상기 페달센서(72)의 압력 신호와, 차량의 구동모터(80)의 회전수 신호를 처리하여 상기 공압유로(30)에 설치된 쓰로틀밸브(50)의 개도량을 연산토록 하는 쓰로틀개도량선도맵(66)을 더 구비한다.

또한, 상기 제어부(60)는 브레이크페달(70)의 페달센서(72)의 신호를 상기 요구제동력선도맵(62)과, 최대 회생제동력선도맵(64) 및 쓰로틀개도량선도맵(66)에 저장된 데이터와 비교하여 이로부터 차량의 제동 시의 요구제동력과, 이때 얻을 수 있는 최대 회생제동력 및 브레이크 장치로 투입되는 압축 공기량을 조절하는 쓰로틀밸브(50)의 개도량을 연산하는 비교부(68)를 구비하는 것이 바람직하다.

이하 상기한 구성에 의한 본 발명의 브레이크 제어 시스템의 작동을 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 브레이크 시스템의 작동에서는 먼저, 요구제동력과 최대 회생제동력의 산출은 차량의 차륜을 회전시키는 구동모터(80)의 회전속도와, 운전자의 브레이크 페달(70) 작동 압력에 의한 전압에 근거하여 상기 요구제동력선도맵(62)과 최대 회생제동력선도맵(64)의 데이터와 비교, 분석하여 요구구동력 및 최대 회생제동력이 각각 산출된다.

즉, 차량의 차륜을 회전시키는 모터(80) 속도의 각 RPM영역에서 브레이크 페달(70) 작동량을 고려한 요구구동력과 최대 회생제동력을 산출하고, 이 산출된 수치에 따라 브레이크 장치(20)로 이어지는 공압 유로(30)에 설치된 압력제어밸브(40)와 쓰로틀밸브(50)를 제어함으로써 압축 공기의 투입량과 압력을 조절하도록 구성된다.

그리고 상기에서 산출된 요구구동력과 최대 회생제동력은 제어부(60)의 비교부를 통해 대소를 비교하여 상기 요구구동력이 최대 회생제동력보다 작은 경우, 예컨데, 운전자가 모터(80)의 회전속도에 대비해서 극미량으로 브레이크 페달(70)을 밟은 경우와 같이, 회생제동에 의해 발생되는 제동력만으로 제동이 가능한 경우는 상기 브레이크 장치(20)로 유입되는 압축 공기의 투입을 차단시키도록 상기 쓰로틀밸브(50)를 완전히 OFF시키는 제어를 한다.

한편, 상기에서 산출된 요구구동력과 최대 회생제동력의 비교에서 요구구동력이 최대 회생제동력보다 큰 경우에는 제어부(60)에서 상기 요구구동력과 최대 회생제동력의 편차를 산출하고, 산출한 편차를 제동력과 쓰로틀개도량선도맵(66)과 비교함으로써, 브레이크 장치(20)로 투입할 압축 공기량과 압력을 산출하여 쓰로틀밸브(50) 및 압력제어밸브(40)를 제어한다.

상기한 작용에 의해 운전자의 브레이크 페달(70) 조작에 기초한 차량의 요구제동력이 최대 회생제동력보다 작은 상황에서는 브레이크 장치(20)로 투입되는 압축 공기를 차단시키도록 함으로써, 압축 공기의 투입에 의한 기계적 제동이 없이 100% 회생 제동에 의해 제동이 이루어지며, 이로 인해 기계적 제동력의 공급에 의한 전기 발전의 저하를 방지할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 기존의 기계식 브레이크의 시스템을 적용하여 저비용의 장점을 활용하면서도 전자식 브레이크의 기능 및 성능을 재현할 수 있도록 하며, 이로 인해 대형 전기 차량의 전체 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 이점을 얻을 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 측면에 의한 브레이크 시스템의 제어 방법의 흐름을 나타낸 것으로 이를 참조하여 본 발명의 브레이크 시스템 제어 방법을 각 단계별로 설명한다.

참고로 이하의 브레이크 제어 방법의 실시예를 위한 구성은 앞서 살펴본 브레이크 시스템의 실시예에 설명한 구성 및 작용과 차이점이 없으므로, 이하에서는 구성 및 작용에 대한 설명을 간략히 하도록 한다.

본 발명의 브레이크 시스템의 제어 방법은 브레이크 페달(70)이 조작되면, 상기 브레이크 페달(70)의 조작으로 인한 검출 값을 제공받고 더불어 모터(80)의 회전수를 검출하는 제동인식단계와, 상기 브레이크 페달(70)의 조작에 따른 검출 값과 모터(80) 회전수를 요구제동력선도맵(62)과 매칭시켜 요구제동력을 계산하고, 상기 브레이크 페달(70) 검출 값과 상기 모터(80) 회전수를 최대 회생제동력선도맵(64)과 매칭시켜 최대 회생제동력을 각각 계산하는 제동력계산단계와, 상기 요구제동력과 최대 회생제동력을 제어부(60)에서 비교하여 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 작은 경우에는 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지는 토탈회생제동모드로 판정하고, 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 큰 경우에는 회생제동과 기계적 제동을 동시에 사용하는 혼용회생제동모드로 판정하는 제동모드판단단계와, 상기 제동모드판단단계에서 제어부(60)는 토탈회생제동모드 판정 시 에어탱크의 공압이 브레이크 장치(20)로 제공되지 않도록 공압유로(30)에 설치된 쓰로틀밸브(50)의 개도면적을 완전히 차단하여 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지도록 하고, 상기 혼용회생제동모드 판정 시에는 상기 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차를 산출하여 상기 편차 값에 따른 쓰로틀밸브(50)의 개도량을 제어하여 기계적 제동과 회생제동이 동시에 수행되도록 하는 회생제동수행단계를 포함한다.

1. 제동인식단계

차량의 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달 주변에 설치된 페달센서에 의해 브레이크 페달(70)의 작동 스트로크가 검출된다(S10).

상기 브레이크 페달(70)의 작동 압력이 검출되면 브레이크 공압 유로(30)가 개방되며(S20), 상기 브레이크 공압 유로(30)의 제동압과, 차량 구동용 모터(80)의 회전수가 검출된다(S30).

2. 제동력계산단계

상기 (S30)에서 검출된 모터(80)의 회전수를 기초로 하고, 상기 (S10)에서 검출된 작동압력을 비교하여 차량의 제동에 필요한 요구제동력(A)과(S40), 차량 제동시 발생되는 최대 회생제동력(B)을 산출한다(S50).

이때, 상기 요구제동력(A)과 최대 회생제동력(B)은 상기 브레이크 페달(20)의 작동압력 및 모터(80)의 회전수와 요구제동력(A) 및 최대 회생제동력(B)과의 관계를 나타내는 요구제동력선도맵(62)과 최대 회생제동력선도맵(64)을 미리 설정함으로써, 이를 제어부(60)에서 비교, 분석하여 산출된다.

3. 제동모드판단단계

상기에서 산출된 요구제동력(A)과 최대 회생제동력(B)을 비교하여, 편차를 산출하고, 상기 편차를 브레이크 장치에서 발생하는 제동력으로 설정한다(S60).

(1). 토탈회생제동모드

상기 요구제동력(A)이 상기 최대 회생제동력(B)보다 더 작을 경우에는 회생제동에 의한 회생제동력만으로 필요한 제동력을 만족할 수 있으므로, 브레이크 장치(20)에 압축 공기를 공급하는 공압 유로(30)에 설치된 쓰로틀밸브(50)를 닫아서(S70) 압축 공기의 작용에 의한 기계적 제동력을 차단시키도록 제어한다.

이로 인해 상기 단계에서는 회생제동으로만 차량의 제동이 이루어지기(S80) 때문에 기계적 제동력의 투입에 의한 발전 효율의 저하를 방지할 수 있도록 한다.

(2). 혼용회생제동모드

한편 상기 요구제동력과 최대 회생제동력을 비교하는 단계(S60)에서 상기 요구제동력(A)이 최대 회생제동력(B)보다 더 큰 경우에는 회생제동력에 기계적인 제동력이 부과되어야 하므로, 상기 요구제동력(A)에서 상기 최대 회생제동력(B)을 뺀 편차를 산출하며(S90), 이 편차가 상기 회생제동력에서 추가로 부과되어야 할 기계적 제동력에 해당한다.

4. 회생제동수행단계

상기 요구제동력(A)과 최대 회생제동력(B)의 편차를 통해 스로틀밸브(50)의 개도량을 산출하여(S100), 상기 공압 유로(30)의 쓰로틀밸브(50)와 압력제어밸브(40)를 제어함으로써(S110, S120), 브레이크 장치의 제동에 필요한 압축 공기의 공급 시 압축 공기의 압력과 투입량을 동시에 조절할 수 있도록 한다.

상기 요구제동력(A)이 최대 회생제동력(B)보다 클 경우에는 압축 공기의 작용에 의한 기계식 제동(S130)과 회생 제동(b)이 함께 작용(S140)을 하며, 상기한 편차 산출에 의한 제어를 통함으로써, 회생 제동에 의한 제동력의 범위 내에서 필요한 기계식 제동력을 최소화하여 회생 제동에 의한 전기 발전량이 제한되지 않도록 하는 작용을 한다.

그리고 상기 S80, S130, S140의 기계식 및 회생 제동이 이루어진 후에는 브레이크 시스템에서 브레이크 페달(70)의 스트로크과 변화하는지 계속 검출(S150)을 하여 변화가 없을 경우 브레이크 OFF(S160)와 함께 제어를 종료하고, 브레이크 페달 스트로크 변화가 감지된 경우, (S30)의 단계부터 다시 제어를 진행한다.

10: 에어탱크 20: 브레이크 장치
30: 공압유로 40: 압력제어밸브
50: 쓰로틀밸브 60: 제어부
62: 요구제동력선도맵 64: 최대 회생제동력선도맵
66: 쓰로틀개도량선도맵 68: 비교부
70: 브레이크 페달 72: 페달센서
80: 모터

Claims

브레이크 페달의 스트로크 변화를 검출하고, 상기 검출 값을 요구제동량선도맵과 최대 회생제동량선도맵이 내장된 제어부로 제공하는 페달센서와;
에어탱크와 차륜의 브레이크 장치로 이어진 공압 유로의 개도면적을 변화시키도록 설치되고, 상기 제어부의 제어로 상기 공압 유로의 개도면적을 변화시켜주는 쓰로틀밸브와;
상기 공압 유로에 설치되고, 상기 쓰로틀밸브를 통과한 공압을 조절해 상기 브레이크 장치로 공급하는 압력제어밸브;
가 포함된 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 페달센서는 상기 공압 유로에 연결된 상기 에어탱크 출구측에 구비된 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제어부는 상기 페달센서에서 제공된 검출 값과 함께 모터회전수를 상기 요구제동력선도맵과 매칭시켜 요구제동력을 계산하고, 상기 최대회생제동력은 상기 페달센서에서 제공된 검출 값과 함께 모터회전수를 상기 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 최대회생제동력을 계산하며, 상기 요구제동력과 상기 최대회생제동력을 비교판단 한 후 상기 공압 유로의 개도면적을 변화시키도록 상기 쓰로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 쓰로틀밸브는 상기 모터 회전속도를 기초로 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차를 제어부에 미리 저장한 쓰로틀밸브개도량선도맵에 매칭하여 얻은 값으로 제어하는 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 요구제동력이 상기 최대 회생제동력보다 작은 조건을 충족할 때, 상기 공압 유로의 개도면적이 완전히 차단되도록 상기 쓰로틀밸브가 제어되는 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
청구항 5항에 있어서, 상기 요구제동력이 상기 최대회생제동력보다 큰 조건을 충족할 때, 상기 요구제동력과 상기 최대회생제동력의 편차가 계산되고, 상기 편차로부터 상기 최대회생제동력 이외에 필요한 상기 브레이크장치의 브레이크제동력이 상기 모터 회전수로 계산되며, 상기 브레이크제동력을 위한 공압이 제공되도록 상기 쓰로틀밸브가 제어되는 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템.
브레이크 페달이 조작되면, 상기 브레이크 페달의 조작으로 인한 검출 값을 제공받음과 더불어 모터회전수를 검출하는 제동인식단계;
상기 브레이크 페달의 조작에 따른 검출 값과 모터회전수를 요구제동력선도맵과 매칭시켜 요구제동력을 계산하고, 상기 브레이크 페달 검출 값과 상기 모터회전수를 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 최대 회생제동력을 각각 계산하는 제동력계산단계;
상기 요구제동력과 최대 회생제동력을 제어부에서 비교하여 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 작은 경우에는 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지는 토탈회생제동모드로 판정하고, 상기 요구제동력이 최대 회생제동력보다 큰 경우에는 회생제동과 기계적 제동을 동시에 사용하는 혼용회생제동모드로 판정하는 제동모드판단단계;
상기 제동모드판단단계에서 제어부는 토탈회생제동모드 판정 시 에어탱크의 공압이 브레이크 장치로 제공되지 않도록 공압유로에 설치된 쓰로틀밸브의 개도면적을 완전히 차단하여 회생제동에 의해서만 제동이 이루어지도록 하고, 상기 혼용회생제동모드 판정 시에는 상기 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차를 산출하여 상기 편차 값에 따른 쓰로틀밸브의 개도량을 제어하여 기계적 제동과 회생제동이 동시에 수행되도록 하는 회생제동수행단계;
를 포함하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어방법.
청구항 7에 있어서, 상기 회생제동수행단계에서 상기 요구제동력은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 요구제동력과의 관계를 나타낸 요구제동력선도맵과 매칭시켜 계산되고, 상기 최대 회생제동력은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 최대 회생제동력과의 관계를 나타낸 최대 회생제동력선도맵과 매칭시켜 계산되는 것
을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어방법.
청구항 7에 있어서, 상기 회생제동수행단계에서 상기 쓰로틀밸브의 개도량은 브레이크 페달에서 제공된 검출 값과 상기 모터회전수 및 상기 요구제동력과 최대 회생제동력의 편차와의 관계를 나타낸 쓰로틀밸브개도량선도맵과 매칭시켜 계산되는 것을 특징으로 하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어방법.
청구항 7에 있어서, 상기 혼용회생제동모드에서 제어부는 상기 공압유로에 설치된 쓰로틀밸브와, 상기 쓰로틀밸브의 출구측에 구비되어 상기 공압유로로 투입되는 공기압을 조절하는 압력제어밸브를 동시에 제어하는 것을 특징으로 포함하는 풀 회생제동타입 기계식 제동시스템의 제어방법.