KR20190124438A - 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치는 운전자에 의해 요구되는 제동토크를 산출하는 요구 제동토크 산출부; 하이브리드 차량의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크를 산출하는 회생제동 최대토크 산출부; 및 요구 제동토크가 회생제동 최대토크보다 큰 경우, 요구 제동토크와 회생제동 최대토크의 차이에 따라 마찰 제동토크를 산출하여 회생제동 최대토크에 따른 회생제동 및 마찰 제동토크에 따른 마찰제동을 수행하도록 제어하는 협조제어부;를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법{Apparatus and method for controlling regenerative braking in hybrid vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 특히, 회생제동과 마찰제동의 협조제어를 수행하는 하이브리드 차량의 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 연비 또는 온실가스 규제가 강화됨에 따라, 하이브리드 차량(HEV), 플러그인 하이브리드 차량(PHEV), 전기차량(EV) 등 다양한 구성의 친환경차에 대한 요구가 증대되고 있다. 하지만, 이러한 차량들은 여전히 효과대비 가격 상승분이 크기 때문에 관련 시장이 활성화되지 않고 있다. 특히, 새로운 동력전달 시스템 개발에 따른 많은 개발 비용과 더불어 시스템 구성을 위한 비용이 크기 때문에, 소비자가 누릴 수 있는 효과 대비 가격이 상대적으로 크다. 따라서 상대적으로 비용이 낮은 시스템이 요구되고 있으며, 대표적인 시스템은 벨트 구동방식의 마일드 하이브리드 시스템이다.
일반적으로 벨트 구동방식 하이브리드 자동차의 연비개선 기능은 공회전을 방지하는 아이들 스탑 앤 고(Idle Stop and Go) 기능, 회생제동 기능, 부스팅 기능 등이 있다. 여기서 회생제동 기능을 구성할 경우, 시스템 가격 인상을 최소화하기 위해 기존의 일반 브레이크를 사용하고 있다. 이는 하이브리드 시스템의 전기에너지 회생으로 발생하는 제동력과 더불어 기존의 마찰브레이크의 제동력이 더해지는 방식이다.
그러나 종래의 회생제동 기능은 회생제동이 마찰제동에 부가적인 형태로 사용되기 때문에, 회생제동 구간이 상대적으로 적게 사용된다. 따라서 종래의 회생제동 기능은 회생제동 에너지 회수량을 극대화할 수 없고, 전기에너지 회생에 의해 발생하는 제동력의 유/무 및 그 크기의 차이로 인한 제동감의 변화가 발생하여 운전자에게 이질감을 초래할 수 있다.
KR 2011-0038511 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 회생제동에 의한 에너지 회수량을 극대화할 수 있는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 운전자에 의해 요구되는 제동토크를 산출하는 요구 제동토크 산출부; 하이브리드 차량의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크를 산출하는 회생제동 최대토크 산출부; 및 상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 큰 경우, 상기 요구 제동토크와 상기 회생제동 최대토크의 차이에 따라 마찰 제동토크를 산출하여 상기 회생제동 최대토크에 따른 회생제동 및 상기 마찰 제동토크에 따른 마찰제동을 수행하도록 제어하는 협조제어부;를 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 협조제어부는 상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 작거나 같은 경우, 상기 요구 제동토크로 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 협조제어부는 상기 회생제동 최대토크에 의해 수행되는 실제 제동토크를 검출하고, 상기 요구 제동토크와 실제 제동토크의 차이에 따라 상기 마찰 제동토크를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 최대토크 산출부는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 상기 회생제동 최대토크를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 최대토크 산출부는 상기 클러치의 체결/해제 상태를 판단하고, 상기 마일드 하이브리드 차량의 변속기가 자동변속기인 경우, 현재의 변속단수에 따라 상기 변속비를 산출하고, 수동변속기인 경우, 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 상기 변속비를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 운전자에 의해 요구되는 제동토크를 산출하는 단계; 하이브리드 차량의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크를 산출하는 단계; 상기 회생제동 최대토크가 상기 요구 제동토크보다 크거나 같은지를 판단하는 단계; 상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 큰 경우, 상기 회생제동 최대토크로 회생제동을 수행하는 단계; 상기 요구 제동토크와 상기 회생제동 최대토크의 차이에 따라 마찰 제동토크를 산출하는 단계; 및 상기 마찰 제동토크로 마찰제동을 수행하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법은 상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 작거나 같은 경우, 상기 요구 제동토크로 회생제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법은 상기 회생제동 최대토크에 의해 수행되는 실제 제동토크를 검출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 마찰 제동토크를 산출하는 단계는 상기 요구 제동토크와 상기 실제 제동토크의 차이에 따라 상기 마찰 제동토크를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 최대토크를 산출하는 단계는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 상기 회생제동 최대토크를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회생제동 최대토크를 산출하는 단계는 클러치가 체결/해제 상태인지를 판단하는 단계; 상기 클러치가 체결 상태인 경우, 변속기가 자동변속기인지를 판단하는 단계; 상기 변속기가 자동변속기인 경우, 현재의 변속단수에 따라 상기 변속비를 산출하는 단계; 및 상기 변속기가 수동변속기인 경우, 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 상기 변속비를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치 및 그 방법은 요구 제동토크의 크기에 따라 마찰제동에 우선하여 회생제동을 수행함으로써, 회생제동 구간을 증대하여 회생제동에 의한 에너지 회수량을 극대화할 수 있으므로 에너지 효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 마찰제동 시 회생제동에 의한 실제 토크를 고려하여 마찰 제동토크를 산출함으로써, 회생제동에 의한 제동감의 변화를 최소화하여 균일한 제동감을 유지할 수 있으므로 운전자가 체감하는 이질감을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 회생제동에 의해 요구 제동을 만족하지 않는 경우에만 마찰제동을 수행함으로써, 불필요한 마찰제동의 사용빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수 비용을 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량을 개략적 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법을 나타낸 순서도, 그리고
도 4는 도 3에서 회생제동 최대토크를 산출하는 절차를 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 회생제동 제어장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량을 개략적 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량(1)은 엔진(10), 모터발전기(20), 전자제어유닛(30), 인버터(40), 컨버터(50), 고전압 배터리(60), 및 저전압 배터리(70)를 포함할 수 있다.
이러한 하이브리드 차량(1)은 고전압 배터리로서 48V 배터리를 사용하는 마일드 하이브리드 시스템일 수 있다.
엔진(10)은 벨트(14)를 통하여 모터발전기(20)와 연동하며, 모터발전기(20)는 스타트 모터와 교류 전압을 발전할 수 있는 발전기로서 기능할 수 있다.
구체적으로 모터발전기(20)는 스타트 모터로 기능할 경우, 인버터(40)를 통해 구동전압을 공급받아 엔진의 동력을 보조하는 부스팅 기능을 수행하고, 발전기로서 기능할 경우, 차량 제동시 발생되는 전기에너지를 회수하고 고전압 배터리(60)에 공급하여 충전할 수 있다.
전자제어유닛(ECU; Electronic Control Unit)(30)은 각 구성들을 제어하며, 후술하는 바와 같은 회생제동 제어장치(100)를 포함할 수 있다.
이러한 전자제어유닛(30)은 모터발전기(20)의 발전에 의한 회생제동과 브레이크 제어기(EBS)에 이한 마찰제동을 운전자에 의한 요구 제동토크에 따라 배분할 수 있다. 이때, 전자제어유닛(30)은 마찰제동에 우선하여 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
인버터(40)는 교류를 직류로 변환하거나 직류를 교류로 변환하는 양방향 변환기로서, 고전압 배터리(60)로부터 공급되는 전기에너지를 변환하여 모터발전기(20)에 공급하거나, 모터발전기(20)에서 발전된 전기에너지를 변환하여 고전압 배터리(60)에 공급하여 충전할 수 있다.
고전압 배터리(60)는 복수의 슈퍼커패시터로 구성되며, 차량 감속시 모터발전기(20)로부터 회생된 전기에너지가 공급되어 충전되고, 차량 가속시 엔진 토크를 보조하도록 모터발전기(20)로 충전된 전기 에너지를 공급할 수 있다. 일례로, 고전압 배터리(60)는 48V 배터리일 수 있다.
컨버터(50)는 직류의 레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터로서, 발전이 수행되는 경우 인버터(40)의 출력을 변환하고, 발전이 수행되지 않는 경우 고전압 배터리(60)의 전압을 변환하여 저전압 배터리(70)로 공급하여 충전하거나, 전장부하로 공급할 수 있다.
저전압 배터리(70)는 컨버터(50)에 의해 변환된 전기에너지가 공급되어 충전되고, 하이브리드 차량(1)의 전장부하로 충전된 전력을 공급할 수 있다. 일례로, 저전압 배터리(70)는 12V 배터리일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치를 나타낸 블록도이다.
회생제동 제어장치(100)는 도 1의 전자제어유닛(30)에 의해 구현될 수 있다. 이러한 회생제동 제어장치(100)는 요구 제동토크 산출부(110), 회생제동 최대토크 산출부(120), 및 협조제어부(130)를 포함할 수 있다.
요구 제동토크 산출부(110)는 페달량 센서(81)로부터 운전자에 의한 페달량을 수신할 수 있다. 여기서, 요구 제동토크 산출부(110)는 운전자에 의한 페달량에 따라 운전자에 의해 요구되는 제동토크(T_drv)를 산출할 수 있다.
회생제동 최대토크 산출부(120)는 하이브리드 차량(1)의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다. 이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다. 여기서, 회생제동 최대토크(T_hev_max)는 현재의 하이브리드 차량(1)의 동작 상태에 의해 회생제동이 가능한 최대 토크를 의미한다.
이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 모터발전기(20), 고전압 배터리(60), 변속제어기(TCU), 엔진속도센서(82), 횔속도센서(83), 및 클러치(84)로부터 현재의 동작 정보를 수신할 수 있다.
하이브리드 차량(1)에서 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 결정함에 있어서, 동력전달 장치인 변속기와 클러치(84)의 상태가 중요하기 때문에 회생제동 최대토크 산출부(120)는 먼저, 클러치(84)의 체결/해제 상태를 고려할 수 있다. 이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 변속기가 수동변속기인지 자동변속기인지에 따라 변속비를 상이한 방식으로 산출할 수 있다.
이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 클러치(84)로부터 신호에 따라 클러치(84)의 체결/해제 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 클러치(84)가 해제 상태인 경우에는 엔진(10)과 모터발전기(20)가 차단된 상태이기 때문에, 회생제동을 수행할 수 없다. 따라서 회생제동 최대토크 산출부(120)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 0으로 산출할 수 있다.
또한 회생제동 최대토크 산출부(120)는 하이브리드 차량(1)의 변속기가 자동변속인지 수동변속인지에 따라 변속비를 산출할 수 있다. 즉, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 하이브리드 차량(1)의 변속기가 자동변속기인 경우, 변속제어기(TCU)로부터 수신된 현재의 변속단수에 따라 변속비를 산출할 수 있다.
또한 하이브리드 차량(1)의 변속기가 수동변속기인 경우, 후진기어와 중립 검출만 가능한 구조이므로 회생제동 최대토크 산출부(120)는 엔진속도센서(82) 및 횔속도센서(83)로부터 수신된 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 변속비를 산출할 수 있다. 일례로, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 엔진회전속도에 대한 휠회전속도의 비로 변속비를 산출할 수 있다.
이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 휠회전속도가 임계값 이하인 경우에는 이전에 산출된 변속비값을 유지할 수 있다. 이때, 하이브리드 차량(1)이 정지하고, 운전자에 의해 변속단이 변경될 수 있지만, 휠회전속도가 임계값 이하인 경우의 저속 영역에서는 회생제동을 수행하지 않도록 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 0으로 산출할 수 있다.
또한 회생제동 최대토크 산출부(120)는 클러치(84)가 체결 상태인 경우, 하기의 식에 따라 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다.
T_hev_max = min(고전압 배터리 동작허용 전력. 모터발전기 동작허용 전력) / 모터발전기 회전속도 × 풀리비 × 변속비
여기서, 고전압 배터리 동작허용 전력은 고전압 배터리(60)가 회수할 수 있는 전기적인 전력의 한계값이고, 모터발전기 동작허용 전력은 모터발전기(20)가 동작할 수 있는 전기적인 전력의 한계값이며, 모터발전기 회전속도는 전력을 기계적인 토크로 변환하기 위한 값이며, 풀리비와 변속비는 기어비로서 모터발전기의 토크를 휠토크값으로 변환하기 위한 값이다.
협조제어부(130)는 요구 제동토크 산출부(110)로부터 산출된 요구 제동토크(T_drv)와 회생제동 최대토크 산출부(120)로부터 산출된 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 비교하여 회생제동 및 마찰제동을 분배할 수 있다.
이때, 협조제어부(130)는 요구 제동토크(T_drv)가 회생제동 최대토크(T_hev_max)보다 작거나 같은 경우, 모터발전기(20)에 의해 요구 제동토크(T_drv)로 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 회생제동만으로 충분히 요구 제동토크(T_drv)를 만족시킬 수 있기 때문에 협조제어부(130)는 모터발전기(20)에 의해 요구 제동토크(T_drv)로 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한 협조제어부(130)는 요구 제동토크(T_drv)가 회생제동 최대토크(T_hev_max)보다 큰 경우, 모터발전기(20)에 의해 회생제동 최대토크(T_hev_max)로 회생제동을 수행하고, 브레이크 제어기(EBS)에 의해 추가적인 마찰제동을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 회생제동만으로 요구 제동토크(T_drv)를 만족시킬 수 없기 때문에, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 요구 제동토크(T_drv)와 회생제동 최대토크(T_hev_max)의 차이에 따른 마찰 제동토크(T_brk)를 산출하여 브레이크 제어기(EBS)에 의해 마찰 제동토크(T_brk)로 마찰제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
이때, 회생제동 최대토크(T_hev_max)와 모터발전기(20)에 의한 회생제동에 따른 실제 제동토크(T_mg)가 차이가 발생할 수 있기 때문에, 협조제어부(130)는 실제 제동토크(T_mg)를 이용하여 마찰 제동토크(T_brk)를 산출할 수 있다.
즉, 협조제어부(130)는 모터발전기(20)에서 회생제동 최대토크(T_hev_max)에 의해 수행되는 실제 제동토크(T_mg)를 검출하고, 요구 제동토크(T_drv)와 실제 제동토크(T_mg)의 차이에 따라 마찰 제동토크(T_brk)를 산출할 수 있다. 여기서, 협조제어부(130)는 모터발전기(20)로부터 실제 제동토크(T_mg)를 검출할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 회생제동 제어장치(100)는 회생제동 구간을 증대하여 회생제동에 의한 에너지 회수량을 극대화할 수 있으므로 에너지 효율 및 연비를 향상시킬 수 있고, 회생제동에 의한 제동감의 변화를 최소화하여 균일한 제동감을 유지할 수 있으므로 운전자가 체감하는 이질감을 최소화할 수 있으며, 불필요한 마찰제동의 사용빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수 비용을 감소할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 회생제동 제어방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법을 나타낸 순서도이다.
회생제동 제어방법(200)은 요구 제동토크 및 회생제동 최대토크를 산출하는 단계(S201 및 S202), 요구 제동토크가 회생제동 최대토크보다 작거나 같은지를 판단하는 단계(S203), 요구 제동토크로 회생제동을 수행하는 단계(단계 S204), 및 회생제동 최대토크로 회생제동을 수행하고 마찰 제동토크로 마찰제동을 수행하는 단계(S205 내지 S208)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 회생제동 제어장치(100)는 운전자에 의해 요구되는 제동토크(T_drv)를 산출한다(단계 S201). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 페달량 센서(81)로부터 운전자에 의한 페달량을 수신할 수 있다.
다음으로, 회생제동 제어장치(100)는 하이브리드 차량(1)의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출한다(단계 S202). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다.
여기서, 회생제동 제어장치(100)는 모터발전기(20), 고전압 배터리(60), 변속제어기(TCU), 엔진속도센서(82), 횔속도센서(83), 및 클러치(84)로부터 현재의 동작 정보를 수신할 수 있다.
한편, 하이브리드 차량(1)에서 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 결정함에 있어서, 동력전달 장치인 변속기와 클러치(84)의 상태가 중요하기 때문에 회생제동 제어장치(100)는 이러한 요소를 먼저 고려하여 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다. 이에 대하여 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.
이때, 회생제동 최대토크 산출부(120)는 클러치(84)가 체결 상태인 경우, 하기의 식에 따라 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 산출할 수 있다.
T_hev_max = min(고전압 배터리 동작허용 전력. 모터발전기 동작허용 전력) / 모터발전기 회전속도 × 풀리비 × 변속비
다음으로, 회생제동 제어장치(100)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)가 요구 제동토크(T_drv)보다 크거나 같은지를 판단한다(단계 S203). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 판단 결과에 따라 회생제동 및 마찰제동을 분배할 수 있다.
단계 S203의 판단결과, 요구 제동토크(T_drv)가 회생제동 최대토크(T_hev_max)보다 작거나 같다고 판단한 경우, 모터발전기(20)는 요구 제동토크(T_drv)로 회생제동을 수행한다(단계 S204). 이때, 회생제동만으로 충분히 요구 제동토크(T_drv)를 만족시킬 수 있기 때문에, 회생제동 제어장치(100)는 모터발전기(20)에 의해 요구 제동토크(T_drv)로 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
단계 S203의 판단결과, 요구 제동토크(T_drv)가 회생제동 최대토크(T_hev_max)보다 크다고 판단한 경우, 모터발전기(20)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)로 회생제동을 수행한다(단계 S205). 이때, 회생제동만으로 요구 제동토크(T_drv)를 만족시킬 수 없기 때문에, 회생제동 제어장치(100)는 먼저 모터발전기(20)에 의해 회생제동 최대토크(T_hev_max)로 회생제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 요구 제동토크(T_drv)와 회생제동 최대토크(T_hev_max)의 차이에 따라 마찰 제동토크(T_brk)를 산출하여 회생제동에 의한 부족한 제동력을 마찰제동으로 수행할 수 있다.
이때, 회생제동 최대토크(T_hev_max)와 모터발전기(20)에 의한 회생제동에 따른 실제 제동토크(T_mg)가 차이가 발생할 수 있기 때문에, 실제 제동토크(T_mg)를 이용하여 마찰 제동토크(T_brk)를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 회생제동 제어장치(100)는 모터발전기(20)에서 회생제동 최대토크(T_hev_max)에 의해 수행되는 실제 제동토크(T_mg)를 검출한다(단계 S206). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 모터발전기(20)로부터 실제 제동토크(T_mg)를 검출할 수 있다.
다음으로, 회생제동 제어장치(100)는 요구 제동토크(T_drv)와 실제 제동토크(T_mg)의 차이에 따라 마찰 제동토크(T_brk)를 산출한다(단계 S207).
다음으로, 브레이크 제어기(EBS)는 마찰 제동토크(T_brk)로 마찰제동을 수행한다(단계 S208). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 브레이크 제어기(EBS)에 의해 마찰 제동토크(T_brk)로 마찰제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 도 3에서 회생제동 최대토크를 산출하는 절차를 나타낸 순서도이다.
상술한 바와 같이, 회생제동 최대토크(T_hev_max)의 산출시, 클러치(84)의 체결/해제 상태를 고려할 수 있다. 이때, 변속기가 수동변속기인지 자동변속기인지에 따라 변속비를 상이한 방식으로 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 회생제동 제어장치(100)는 클러치(84)가 체결되었는지를 판단하여(단계 S301), 클러치(84)가 체결되었다고 판단한 경우, 변속기가 자동변속기인지를 판단한다(단계 S302).
단계 S302의 판단결과, 변속기가 자동변속기라고 판단한 경우, 회생제동 제어장치(100)는 현재의 변속단수에 따라 변속비를 산출한다(단계 S303). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 변속제어기(TCU)로부터 변속정보를 수신할 수 있다.
단계 S302의 판단결과, 변속기가 수동변속기라고 판단한 경우, 회생제동 제어장치(100)는 휠회전속도가 임계값(Th)을 초과하는지를 판단한다(단계 S304).
이때, 휠회전속도가 임계값(Th)을 초과한다고 판단한 경우, 회생제동 제어장치(100)는 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 변속비를 산출한다(단계 S305). 이때, 회생제동 제어장치(100)는 엔진회전속도에 대한 휠회전속도의 비로 변속비를 산출할 수 있다.
단계 S303 및 단계 S305에서와 같이 변속비가 산출된 다음, 회생제동 제어장치(100)는 산출된 변속비를 이용하여 상술한 바와 같은 식에 따라 회생제동 최대토크를 연산한다(단계 S306).
단계 S301의 판단결과, 클러치(84)가 체결되지 않은 것으로 판단한 경우, 또는 단계 S304의 판단결과, 휠회전속도가 임계값(Th)보다 작다고 판단한 경우, 회생제동 제어장치(100)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 0으로 산출하여 회생제동을 종료한다(단계 S307).
여기서, 클러치(84)가 해제 상태인 경우에는 엔진(10)과 모터발전기(20)가 차단된 상태이기 때문에, 회생제동을 수행할 수 없다. 따라서 회생제동 제어장치(100)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 0으로 산출할 수 있다.
또한, 휠회전속도가 임계값(Th) 이하인 경우의 저속 영역에서는 회생제동을 수행하지 않도록 회생제동 제어장치(100)는 회생제동 최대토크(T_hev_max)를 0으로 산출할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명은 회생제동 구간을 증대하여 회생제동에 의한 에너지 회수량을 극대화할 수 있으므로 에너지 효율 및 연비를 향상시킬 수 있고, 회생제동에 의한 제동감의 변화를 최소화하여 균일한 제동감을 유지할 수 있으므로 운전자가 체감하는 이질감을 최소화할 수 있으며, 불필요한 마찰제동의 사용빈도를 감소시킬 수 있으므로 부품의 교체주기를 연장하여 차량의 유지보수 비용을 감소할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 회생제동 제어장치(100)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.
이때, 컴퓨터 판독가능한 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 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 하이브리드 차량 10 : 엔진
20 : 모터발전기 30 : 전자제어유닛
40 : 인버터 50 : 컨버터
60 : 고전압 배터리 70 : 저전압 배터리
100 : 회생제동 제어장치 110 : 요구 제동토크 산출부
120 : 회생제동 최대토크 산출부 130 : 협조제어부

Claims (10)

  1. 운전자에 의해 요구되는 제동토크를 산출하는 요구 제동토크 산출부;
    하이브리드 차량의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크를 산출하는 회생제동 최대토크 산출부; 및
    상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 큰 경우, 상기 요구 제동토크와 상기 회생제동 최대토크의 차이에 따라 마찰 제동토크를 산출하여 상기 회생제동 최대토크에 따른 회생제동 및 상기 마찰 제동토크에 따른 마찰제동을 수행하도록 제어하는 협조제어부;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 협조제어부는 상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 작거나 같은 경우, 상기 요구 제동토크로 회생제동을 수행하도록 제어하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 협조제어부는 상기 회생제동 최대토크에 의해 수행되는 실제 제동토크를 검출하고, 상기 요구 제동토크와 상기 실제 제동토크의 차이에 따라 상기 마찰 제동토크를 산출하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회생제동 최대토크 산출부는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 상기 회생제동 최대토크를 산출하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회생제동 최대토크 산출부는 상기 클러치의 체결/해제 상태를 판단하고,
    상기 하이브리드 차량의 변속기가 자동변속기인 경우, 현재의 변속단수에 따라 상기 변속비를 산출하고,
    수동변속기인 경우, 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 상기 변속비를 산출하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어장치.
  6. 운전자에 의해 요구되는 제동토크를 산출하는 단계;
    하이브리드 차량의 현재의 동작 상태에 기반하여 회생제동 최대토크를 산출하는 단계;
    상기 회생제동 최대토크가 상기 요구 제동토크보다 크거나 같은지를 판단하는 단계;
    상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 큰 경우, 상기 회생제동 최대토크로 회생제동을 수행하는 단계;
    상기 요구 제동토크와 상기 회생제동 최대토크의 차이에 따라 마찰 제동토크를 산출하는 단계; 및
    상기 마찰 제동토크로 마찰제동을 수행하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 요구 제동토크가 상기 회생제동 최대토크보다 작거나 같은 경우, 상기 요구 제동토크로 회생제동을 수행하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회생제동 최대토크에 의해 수행되는 실제 제동토크를 검출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 마찰 제동토크를 산출하는 단계는 상기 요구 제동토크와 상기 실제 제동토크의 차이에 따라 상기 마찰 제동토크를 산출하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 회생제동 최대토크를 산출하는 단계는 클러치 상태, 고전압 배터리 동작허용 전력, 모터발전기 동작허용 전력, 풀리비, 변속비, 및 모터발전기 회전속도를 기반으로 상기 회생제동 최대토크를 산출하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회생제동 최대토크를 산출하는 단계는,
    클러치가 체결/해제 상태인지를 판단하는 단계;
    상기 클러치가 체결 상태인 경우, 변속기가 자동변속기인지를 판단하는 단계;
    상기 변속기가 자동변속기인 경우, 현재의 변속단수에 따라 상기 변속비를 산출하는 단계; 및
    상기 변속기가 수동변속기인 경우, 휠회전속도 및 엔진회전속도에 따라 상기 변속비를 산출하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 회생제동 제어방법.
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