KR20180039445A - 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치는 주행중인 차량의 차량정보, 지리정보를 포함하는 교통정보, 배터리정보 및 BSG(Belt driven Starter Generator)상태정보를 수집하는 정보수집부; 차량정보 및 교통정보를 기초로 타력주행(coasting)중 감속이 필요한지의 여부를 판단하고, 차량정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단하는 회생제동 판단부; 및 판단 결과에 따라 회생제동을 수행하고, 회생제동 종료 후 타력주행으로 복귀하도록 제어하는 회생제동 실행부;를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법{Apparatus and method for controlling regenerative braking in coasting of hybrid vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 특히, 타력주행중 지리정보 또는 교통정보를 이용하여 감속이 필요한 시점을 판단하여 능동적으로 회생제동 모드로 전환할 수 있는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 타력주행(Coasting)은 주행 중 운전자의 가속의지가 없는 구간에서 차량의 현재 관성을 이용하여 순항하는 기능으로서, 클러치를 단절하고 엔진을 아이들(idle) 상태로 유지하는 소량의 연료를 사용하는 방법과, 연료차단(Fuel Cut) 및 엔진브레이크를 이용하는 방법 등이 있다.
한편, 하이브리드 차량은 타력주행이나 회생제동에 의해 에너지를 회수하여 배터리를 충전시킴으로써 연비 개선 및 배기가스 배출량의 절감 효과가 우수하여 차세대 차량으로 각광을 받고 있다. 여기서, 회생제동은 모터로부터 역토크를 발생시켜서 차량을 추진하는 힘을 약화시킴으로써 차량의 주행 속도를 감소시키는 기능이다.
그러나, 종래의 하이브리드 차량은 제동이 필요한 시점을 오로지 운전자의 가속 또는 감속 의지에 따라서만 판단하기 때문에, 회생제동의 진입 시점이 지연되어 에너지 효율 측면에서 불리한 요소로 작용하며, 특히, 타력주행중 운전자가 부주의한 경우 적절한 제동이 이루어지지 않아 급제동함에 따라 회생제동에 의한 에너지 효율뿐만 아니라 안정성에도 악영향을 미치는 문제점이 있다.
KR 10-1448755 B
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 타력주행중 지리정보 또는 교통정보를 이용하여 감속이 필요한 시점에 따라 능동적으로 회생제동을 수행하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 주행중인 차량의 차량정보, 지리정보를 포함하는 교통정보, 배터리정보 및 BSG(Belt driven Starter Generator)상태정보를 수집하는 정보수집부; 상기 차량정보 및 상기 교통정보를 기초로 타력주행(coasting)중 감속이 필요한지의 여부를 판단하고, 상기 차량정보, 상기 배터리정보 및 상기 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단하는 회생제동 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라 회생제동을 수행하고, 회생제동 종료 후 타력주행으로 복귀하도록 제어하는 회생제동 실행부;를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 판단부는 상기 차량이 일정 속도 이상의 차속으로 주행하며 가속 또는 감속 페달의 입력이 없으면, 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하 중 어느 하나인 경우, 감속이 필요하다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 판단부는 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 판단부는 상기 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 감속요구를 알람하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 실행부는 상기 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 상기 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치는 상기 차량이 현재 회생제동 중임을 나타내는 알람부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보수집부는, GPS 정보를 기반으로 신호등 정보, 과속단속 정보, 교통상황 정보, 및 차간 거리정보를 수집하는 교통정보 수집부; 상기 차량의 온도, 차속, 가속 또는 감속 페달량, 및 내리막길 진입 여부를 수집하는 차량정보 수집부; 고전압 배터리 및 저전압 배터리의 충전 상태(SOC; State Of Charge) 및 온도를 수집하는 배터리정보 수집부; 및 BSG의 온도 및 동작모드를 수집하는 BSG상태정보 수집부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 주행중인 차량이 타력주행중인지를 판단하는 단계; 차량정보 및 교통정보를 기초로 감속이 필요한지의 여부를 판단하는 단계; 감속이 필요하면, 상기 차량정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단하는 단계; 회생제동의 진입이 가능하면 회생제동을 수행하는 단계; 및 회생제동 종료후 타력주행으로 복귀하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 감속이 필요한지의 여부를 판단하는 단계는 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하 중 어느 하나인 경우, 감속이 필요하다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 진입 가능 여부를 판단하는 단계는 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동이 가능하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법은 상기 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 감속요구를 알람하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수행하는 단계는 상기 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 상기 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수행하는 단계는 상기 차량이 현재 회생제동 중임을 알람하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교통정보는 GPS 정보를 기반으로 신호등 정보, 과속단속 정보, 교통상황 정보, 및 차간 거리정보를 포함하고, 상기 차량정보는 상기 차량의 온도, 차속, 가속 또는 감속 페달량, 및 내리막길 진입 여부를 포함하며, 상기 배터리정보는 고전압 배터리 및 저전압 배터리의 충전 상태(SOC) 및 온도를 포함하고, 상기 BSG상태정보는 BSG의 온도 및 동작모드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치 및 그 방법은 타력주행중 감속이 필요한 시점을 판단하여 능동적으로 회생제동 모드로 전환함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있으므로 차량의 경제성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 감속이 필요한 시점에 따라 능동적으로 회생제동을 수행하여 감속함으로써, 제동 페달의 사용 빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 지리정보 또는 교통정보를 이용하여 감속이 필요한 시점을 판단함으로써, 사용자가 부주의한 경우에도 원활한 주행을 유지할 수 있으므로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법의 순서도이다.
도 4는 도 3에서 감속 여부를 판단하는 경우의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 3에서 감속 여부를 판단하는 경우의 다른 예를 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량(10)은 BSG(11), 전자제어유닛(12), 인버터(13), 고전압 배터리(14), 컨버터(15), 및 저전압 배터리(16)를 포함할 수 있다.
이러한 하이브리드 차량(10)은 엔진과 모터-발전기가 벨트를 통하여 연동하는 BSG 시스템일 수 있으며, 고전압 배터리로서 48V 배터리를 사용하는 마일드 하이브리드 시스템일 수 있다.
BSG(11)은 벨트를 통하여 엔진과 연동하며, 스타트 모터와 교류 전압을 발전할 수 있는 발전기로서 기능할 수 있다. 구체적으로 BSG(11)는 스타트 모터로 기능할 경우, 인버터(13)를 통해 구동 전압을 공급 받아 엔진 동력의 보조 역할을 하고, 발전기로서 기능할 경우, 차량 제동시 발생되는 전기 에너지를 고전압 배터리(14)에 공급하여 충전할 수 있다.
전자제어유닛(12)은 각 구성들을 제어하며, 후술하는 바와 같은 타력주행시 회생제동의 제어 장치(100)의 제어부(120)를 포함할 수 있다.
이러한 전자제어유닛(12)은 신호등 정보와 교통정보, 과속단속 카메라 정보, 그리고 GPS 정보를 이용하여 감속이 필요한 시점을 운전자가 판단하는 시점에 앞서 정확히 판단할 수 있고, 따라서, 운전자의 의지에 앞서 능동적으로 회생제동을 이용하여 차량의 속도를 감소시키는 동시에 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다.
인버터(13)는 교류를 직류로 변환하거나 직류를 교류로 변환하는 양방향 변환기로서, 고전압 배터리(14)로부터 공급되는 전기에너지를 변환하여 BSG(11)에 공급하거나, BSG(11)에서 발전된 전기에너지를 변환하여 고전압 배터리(14)에 공급하여 충전할 수 있다.
고전압 배터리(14)는 복수의 슈퍼커패시터로 구성되며, 차량 감속시 BSG(11)로부터 회생된 전기에너지가 공급되어 충전되고, 차량 가속시 엔진 토크를 보조하도록 BSG(11)로 충전된 전기 에너지를 공급할 수 있다. 일례로, 이러한 고전압 배터리(14)는 48V 배터리일 수 있다.
컨버터(15)는 직류의 레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터로서, 발전이 수행되는 경우 인버터(13)의 출력 또는 발전이 수행되지 않는 경우 고전압 배터리(14)의 전압을 변환하여 저전압 배터리(16)로 공급하여 충전하거나, 전장부하로 공급할 수 있다.
저전압 배터리(16)는 컨버터(15)에 의해 변환된 전기에너지가 공급되어 충전되고, 하이브리드 차량(10)의 전장부하로 충전된 전력을 공급할 수 있다. 일례로, 이러한 저전압 배터리(16)는 12V 배터리일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치의 블록도이다.
타력주행시 회생제동의 제어 장치(100)는 정보수집부(110), 제어부(120) 및 알람부(130)를 포함할 수 있다.
정보수집부(110)는 주행중인 차량의 차량정보, 지리정보를 포함하는 교통정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 수집하고, 교통정보 수집부(112), 차량정보 수집부(114), 배터리정보 수집부(116), 및 BSG상태정보 수집부(118)를 포함할 수 있다.
교통정보 수집부(112)는 GPS 정보를 기반으로 신호등 정보, 과속 단속 정보, 교통상황 정보, 및 차간 거리정보를 수집할 수 있다. 이러한 교통정보 수집부(112)는 GPS 수신부, 내비게이션 정보 수신부, 센서, 및 카메라를 포함할 수 있다.
차량정보 수집부(114)는 차량의 온도, 차속, 가속 또는 감속 페달량, 및 내리막길 진입 여부를 수집할 수 있다. 이러한 차량정보 수집부(114)는 온도감지 센서, 차속감지 센서, 액셀 위치 센서(APS; Accelerator Position Sensor), 제동 페달 위치 센서 및 기울기 센서를 포함할 수 있다.
배터리정보 수집부(116)는 고전압 배터리(14) 및 저전압 배터리(16)의 충전 상태(SOC) 및 온도를 수집할 수 있다. 이러한 배터리정보 수집부(116)는 IBS(Intelligent Battery Sensor) 센서를 포함할 수 있다.
BSG상태정보 수집부(118)는 BSG(11)의 온도 및 동작모드를 수집할 수 있다. 이러한 BSG상태정보 수집부(118)는 온도감지 센서, 및 전류센서를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 정보수집부(110)에서 수집된 정보를 기초로 감속 여부 및 회생제동 여부를 판단하고 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다. 이러한 제어부(120)는 회생제동 판단부(122) 및 회생제동 실행부(124)를 포함할 수 있다.
회생제동 판단부(122)는 차량정보 및 교통정보를 기초로 타력주행중 감속이 필요한지의 여부를 판단할 수 있다. 일례로 회생제동 판단부(122)는 하이브리드 차량(10)이 일정 속도 이상의 차속으로 주행하면서 가속 또는 감속 페달의 입력이 없는지를 판단하여 가속 및 감속 페달의 입력이 모두 없으면 운전자가 가속 또는 감속 의지가 없는 타력주행으로 판단할 수 있다.
또한, 회생제동 판단부(122)는 타력주행중 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하인지의 여부에 따라 어느 하나에 해당하면 감속이 필요하다고 판단할 수 있다.
즉, 회생제동 판단부(122)는 교통정보 수집부(112)의 GPS 정보 및 신호등 정보, 교통상황 정보, 차간거리정보에 의해 전방에 현재 속도로 주행하는데 장애가 되는 요소가 존재하면 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 회생제동 판단부(122)는 차량정보 수집부(114)의 센서 정보 및 그에 따른 내리막길 판단 알고리즘에 의해 전방에 내리막길이 존재하면 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 회생제동 판단부(122)는 내리막길이 존재하더라고 즉시 감속하지 않고 상술한 바와 같이, 전방에 장애요소가 존재하는지의 여부에 따라 감속이 필요한지의 여부를 최종적으로 판단할 수 있다.
또한, 회생제동 판단부(122)는 교통정보 수집부(112)로부터 전방에 과속 단속 카메라를 인지하고 현재 속도가 규정속도를 초과하면 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같은 회생제동 판단부(122)는 타력주행중 회생제동으로 전환된 경우에도, 더 이상 감속이 필요하지 않은지의 여부를 판단할 수 있다. 즉, 회생제동 판단부(122)는 타력주행시와 동일하게 회생제동 수행시에도 상술한 바와 같이 정보수집부(110)로부터 획득한 다양한 정보를 기초로 감속의 필요 여부를 판단할 수 있다.
아울러, 회생제동 판단부(122)는 차량정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 회생제동은 차량의 제동시 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 에너지를 회수하기 위한 것이지만, 변환된 에너지를 저장하기 위한 배터리의 충전 상태(SOC) 및 회생제동에 사용되는 BSG(11) 및 인버터(13)의 상태에 따라 제한될 수 있기 때문에, 감속이 필요한 경우 먼저, 회생제동의 진입 가능 여부를 판단한다.
일례로, 회생제동 판단부(122)는 배터리정보 수집부(116)에 의해 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, 차량정보 수집부(114)에 의해 BSG(11) 및 인버터(13)의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
이와 반대로, 회생제동 판단부(122)는 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하거나, 차량정보 수집부(114)에 의해 BSG(11) 및 인버터(13)의 온도가 일정값 이상이어서 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 사용자가 의도적으로 감속을 수행할 수 있도록 감속요구를 알람하도록 제어할 수 있다.
대안적으로, 하이브리드 차량(10)에 자율주행 모드가 구비된 경우, 회생제동 판단부(122)는 사용자의 의지와 상관없이 능동적으로 제동을 수행하기 위해 기계적인 제동 장치로 감속요구를 전송할 수 있다.
회생제동 실행부(124)는 회생제동 판단부(122)의 판단 결과, 즉, 감속이 필요하며, 회생제동이 가능한 경우, 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, 회생제동 실행부(124)는 BSG(11)에 역토크를 발생시켜 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
아울러, 회생제동 실행부(124)는 하이브리드 차량(10)이 현재 회생제동 중임을 나타내도록 제어할 수 있다. 즉, 회생제동 실행부(124)는 사용자가 회생제동 중임을 인지할 수 있도록 회생제동 상태 정보를 알람부(130)로 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 회생제동 실행부(124)는 BSG(11)의 동작 상태 및 현재 변속단을 고려하여 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 적정 차속으로의 감속에 필요한 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람하도록 제어할 수 있다. 일례로, 회생제동 실행부(124)는 사용자가 의도적으로 감속을 수행할 수 있도록 추가감속요구를 알람부(130)를 통하여 알람하도록 제어할 수 있다.
대안적으로 하이브리드 차량(10)에 자율주행 모드가 구비된 경우, 회생제동 실행부(124)는 능동적으로 추가 제동을 수행하기 위해 기계적인 제동 장치로 추가감속요구를 전송할 수 있다.
한편, 회생제동 실행부(124)는 회생제동 수행중에 감속이 필요하지 않다고 판한 경우, 회생제동을 종료하고 타력주행으로 복귀하도록 제어할 수 있다. 즉, 회생제동 실행부(124)는 차량 진행의 장애요소가 해소된 경우, 이전의 주행 상태인 타력주행으로 복귀하도록 제어할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 타력주행시 회생제동의 제어 장치(100)는 에너지 효율을 향상시킬 수 있으므로 차량의 경제성을 향상시킬 수 있고, 제동 페달의 사용 빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 사용자가 부주의한 경우에도 원활한 주행을 유지할 수 있으므로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법의 순서도이고, 도 4는 도 3에서 감속 여부를 판단하는 경우의 일례를 나타낸 순서도이며, 도 5는 도 3에서 감속 여부를 판단하는 경우의 다른 예를 나타낸 순서도이다.
하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법(300)은 타력 주행 여부를 판단하는 단계(S310 및 S320), 감속 필요 여부를 판단하는 단계(S330), 회생제동 가능 여부를 판단하는 단계(S340), 회생제동을 수행하는 단계(S350 내지 S380), 및 타력 주행으로 복귀하는 단계(S390)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 차속이 일정 속도 이상인지를 판단하여(단계 S310), 일례로 차속이 20㎞/h이하라고 판단한 경우, 차속이 일정 속도 이상이 될 때까지 대기할 수 있다.
단계 S310의 판단 결과, 차속이 일정 속도 이상이라고 판단한 경우, 주행중인 차량이 타력주행중인지를 판단할 수 있다(단계 S320). 즉, 가속 및 감속 페달의 입력이 있는지에 따라 운전자의 의지가 없는 타력주행 여부를 판단할 수 있다.
이때, 가속 및 감속 페달 중 어느 하나의 입력이 있다고 판단한 경우, 즉, 운전자가 의도적으로 가속 또는 감속 페달을 사용하여 가속 또는 감속 주행을 하는 경우, 타력주행중이 아니라고 판단할 수 있고, 단계 S310으로 복귀하여 타력주행이 이루어질 때까지 대기할 수 있다.
단계 S320의 판단 결과, 가속 및 가속 페달의 입력이 모두 없다고 판단한 경우, 즉, 타력주행이라고 판단한 경우, 차량정보 및 교통정보를 기초로 감속이 필요한지의 여부를 판단할 수 있다(단계 S330). 즉, 차량정보 및 교통정보에 따라 주행경로 상에서 차량 진행의 장애요소가 존재하는지의 여부에 따라 감속 여부를 판단할 수 있다.
이때, 감속이 필요 없다고 판단한 경우, 즉, 주행경로 상에 차량 진행의 장애요소가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 단계 S310으로 복귀하여 감속이 필요하다고 판단할 때까지 지속적으로 타력주행을 수행할 수 있다.
단계 S330의 판단 결과, 주행경로 상에 차량 진행의 장애요소가 존재한다고 판단한 경우, 즉, 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하 중 어느 하나인 경우, 감속이 필요하다고 판단할 수 있다.
일례로, GPS 정보 및 신호등 정보, 교통상황 정보, 차간거리정보에 의해 전방에 차량을 현재 속도로 주행하는데 장애가 되는 요소가 존재하면 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
아울러, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량정보 수집부(114)의 센서 정보에 및 그에 내리막길 판단 알고리즘에 의해 전방에 내리막길이 존재하는지를 판단하여(단계 S410), 내리막길이 없다고 판단하면, 감속이 필요하지 않다고 판단하여 단계 S310으로 복귀할 수 있다.
단계 S410의 판단 결과, 전방에 내리막길이 존재한다고 판단한 경우, 상술한 바와 같이 진행경로 상에 현재 속도로 주행하는데 장애가 되는 요소가 존재하는지의 여부를 판단하여(단계 S420), 전방에 장애요소가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 즉, 전방에 신호등이 존재하지 않거나, 현재의 차속이 규정속도를 초과하지 않거나, 차간거리를 충분히 확보할 수 있는 경우, 감속이 필요하지 않다고 판단하여 단계 S310으로 복귀할 수 있다.
단계 S420의 판단 결과, 전방에 장애요소가 존재한다고 판단한 경우, 즉, 전방에 신호등이 존재하거나, 현재의 차속이 규정속도를 초과하거나 차간거리가 충분히 확보되지 않을 수 있는 경우, 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있고, 단계 S340으로 진행할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 교통정보 수집부(112)로부터 전방에 과속 단속 카메라가 존재하는지를 판단하여(단계 S510), 과속 단속 카메라고 존재하지 않는다고 판하면, 단계 S310으로 복귀할 수 있다.
단계 S510의 판단 결과, 전방에 과속 단속 카메라가 존재한다고 판단한 경우, 현재의 차속이 규정속도를 초과하는지의 여부를 판단하여(단계 S520), 규정속도를 초과하지 않는 경우, 감속이 필요하지 않다고 판단하여 단계 S310으로 복귀할 수 있다.
단계 S520의 판단 결과, 현재의 차속이 규정속도를 초과한다고 판단한 경우, 감속이 필요한 것으로 판단할 수 있고, 단계 S340으로 진행할 수 있다.
이와 같은 감속 필요의 여부에 대한 판단은 상술한 바와 같은 다양한 상황들을 모두 고려하여 동시에 이루어질 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같이 감속이 필요하다고 판단한 경우, 차량정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단할 수 있다(단계 S340). 즉, 배터리의 충전 상태(SOC)가 회생제동에 의해 변환된 에너지를 저장하기에 충분한지 또는 BSG(11) 및 인버터(13)의 상태가 회생제동의 수행에 적합한지의 여부에 따라 회생제동의 진입 가능 여부를 판단할 수 있다.
단계 S340의 판단 결과, 회생제동이 가능하다고 판단한 경우, 즉, 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동에 진입하여 회생제동을 수행할 수 있다(단계 S350). 이때, BSG(11)에 역토크를 발생시켜 현재 차속을 감소시키면서, BSG(11)에 의해 발전된 에너지를 회수하여 배터리를 충전할 수 있다.
다음으로, 하이브리드 차량(10)이 현재 회생제동 중임을 나타내거나, 추가 감속요구를 알람할 수 있다(단계 S360). 일례로, 단계 S350과 같이 하이브리드 차량(10)이 회생제동중임을 사용자가 인지할 수 있도록 알람부(130)를 통하여 출력할 수 있다.
이때, BSG(11)의 동작 상태 및 현재 변속단을 고려하여 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 적정 차속으로의 감속에 필요한 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람할 수 있다. 일례로, 사용자가 의도적으로 감속을 수행할 수 있도록 추가감속요구를 알람부(130)를 통하여 알람할 수 있다.
대안적으로 하이브리드 차량(10)에 자율주행 모드가 구비된 경우, 사용자의 의지와 상관없이 능동적으로 추가 제동을 수행하기 위해 기계적인 제동 장치로 추가감속요구를 전송할 수 있다.
단계 S340의 판단 결과, 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 즉, 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하거나, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이상인 경우, 감속요구를 알람할 수 있고(단계 S370), 단계 S310으로 복귀하여 회생제동이 가능하다고 판단할 때까지 지속적으로 타력주행을 수행할 수 있다.
이때, 전방에 차량 진행의 장애요소가 존재하여 감속이 필요하지만 회생제동이 가능하지 않기 때문에, 사용자가 의도적으로 감속을 수행할 수 있도록 감속요구를 알람할 수 있다.
대안적으로, 하이브리드 차량(10)에 자율주행 모드가 구비된 경우, 사용자의 의지와 상관없이 능동적으로 제동을 수행하기 위해 기계적인 제동 장치로 감속요구를 전송할 수 있다.
한편, 단계 S360에서와 같은 회생제동 중에 지속적으로 감속이 필요하지를 판단하여(단계 S380), 감속이 필요하다고 판단한 경우, 감속이 필요하지 않을 때가지 지속적으로 회생제동을 수행할 수 있다.
단계 S380의 판단 결과, 감속이 필요하지 않다고 판단한 경우, 즉, 전방에 장애요소가 해소되었다고 판단한 경우, 회생제동을 종료하고 타력주행으로 복귀할 수 있다(단계 S390).
즉, 앞차와의 차간거리를 충분히 확보할 수 있거나, 차속이 규정속도를 초과하지 않거나, 신호등 또는 과속 단속 카메라를 지나쳤거나, 내리막길을 통과함으로써, 차량 진행에 장애가 되는 요소가 해소된 경우, 하이브리드 차량(10)의 이전의 주행 상태인 타력주행으로 복귀할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 에너지 효율을 향상시킬 수 있으므로 차량의 경제성을 향상시킬 수 있고, 제동 페달의 사용 빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 사용자가 부주의한 경우에도 원활한 주행을 유지할 수 있으므로 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 전자제어유닛(12) 및 도 2에 도시된 바와 같은 타력주행시 회생제동의 제어 장치(100)의 제어부(120)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 하이브리드 차량 11 : BSG
12 : 전자제어유닛 13 : 인버터
14 : 고전압 배터리 15 : 컨버터
16 : 저전압 배터리
100 : 타력주행시 회생제동의 제어 장치
110 : 정보수집부 112 : 교통정보 수집부
114 : 차량정보 수집부 116 : 배터리정보 수집부
118 : BSG상태정보 수집부 120 : 제어부
122 : 회생제동 판단부 124 : 회생제동 실행부
130 : 알람부

Claims (14)

  1. 주행중인 차량의 차량정보, 지리정보를 포함하는 교통정보, 배터리정보 및 BSG(Belt driven Starter Generator)상태정보를 수집하는 정보수집부;
    상기 차량정보 및 상기 교통정보를 기초로 타력주행(coasting)중 감속이 필요한지의 여부를 판단하고, 상기 차량정보, 상기 배터리정보 및 상기 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단하는 회생제동 판단부; 및
    상기 판단 결과에 따라 회생제동을 수행하고, 회생제동 종료 후 타력주행으로 복귀하도록 제어하는 회생제동 실행부;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회생제동 판단부는 상기 차량이 일정 속도 이상의 차속으로 주행하며 가속 또는 감속 페달의 입력이 없으면, 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하 중 어느 하나인 경우, 감속이 필요하다고 판단하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회생제동 판단부는 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동이 가능한 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회생제동 판단부는 상기 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 감속요구를 알람하도록 제어하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회생제동 실행부는 상기 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 상기 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람하도록 제어하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량이 현재 회생제동 중임을 나타내는 알람부를 더 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정보수집부는,
    GPS 정보를 기반으로 신호등 정보, 과속단속 정보, 교통상황 정보, 및 차간 거리정보를 수집하는 교통정보 수집부;
    상기 차량의 온도, 차속, 가속 또는 감속 페달량, 및 내리막길 진입 여부를 수집하는 차량정보 수집부;
    고전압 배터리 및 저전압 배터리의 충전 상태(SOC; State Of Charge) 및 온도를 수집하는 배터리정보 수집부; 및
    BSG의 온도 및 동작모드를 수집하는 BSG상태정보 수집부;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 장치.
  8. 주행중인 차량이 타력주행중인지를 판단하는 단계;
    차량정보 및 교통정보를 기초로 감속이 필요한지의 여부를 판단하는 단계;
    감속이 필요하면, 상기 차량정보, 배터리정보 및 BSG상태정보를 기초로 회생제동의 진입 가능 여부를 판단하는 단계;
    회생제동의 진입이 가능하면 회생제동을 수행하는 단계; 및
    회생제동 종료후 타력주행으로 복귀하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감속이 필요한지의 여부를 판단하는 단계는 전방에 내리막길 존재, 규정속도 초과, 신호등 존재 및 차간 거리가 일정값 이하 중 어느 하나인 경우, 감속이 필요하다고 판단하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 진입 가능 여부를 판단하는 단계는 배터리의 충전 상태(SOC)가 양호하지 않고, BSG 및 인버터의 온도가 일정값 이하인 경우, 회생제동이 가능하지 않은 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 회생제동이 가능하지 않다고 판단한 경우, 감속요구를 알람하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는 상기 회생제동에 의한 제동력을 연산하여 상기 제동력이 부족하면, 추가감속요구를 알람하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는 상기 차량이 현재 회생제동 중임을 알람하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 교통정보는 GPS 정보를 기반으로 신호등 정보, 과속단속 정보, 교통상황 정보, 및 차간 거리정보를 포함하고, 상기 차량정보는 상기 차량의 온도, 차속, 가속 또는 감속 페달량, 및 내리막길 진입 여부를 포함하며, 상기 배터리정보는 고전압 배터리 및 저전압 배터리의 충전 상태(SOC) 및 온도를 포함하고, 상기 BSG상태정보는 BSG의 온도 및 동작모드를 포함하는 하이브리드 차량의 타력주행시 회생제동의 제어 방법.
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