KR20210072863A - 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 보조 브레이크를 활용하여 회생제동을 수행할 수 있는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법은 주 브레이크 및 보조 브레이크를 포함하는 하이브리드 상용차에서 회생제동을 제어하는 방법에 있어서, 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단하는 단계, 상기 상태 데이터가 제동 요청 조건에 만족하면 상기 상태 데이터를 이용하여 요구 제동량을 생성하는 단계, 상기 보조 브레이크의 작동 스위치를 확인하는 단계; 상기 보조 브레이크의 작동 스위치가 온이면 상기 보조 브레이크에 따른 보조 제동량을 생성하는 단계, 상기 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성하는 단계, 상기 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하는 단계, 및 상기 최종 제동량을 기반으로 차량 제동을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법{REGENERATIVE BRAKING APPARATUS OF HYBRID ELECTRIC COMMERCIAL VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 보조 브레이크를 활용하여 회생제동을 수행할 수 있는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배기가스 규제에 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle: HEV)가 제공되고 있다.
하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 차량으로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있다. 이때, 동력원으로는 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 및 전기 에너지에 의해 구동되는 모터가 혼합되어 사용된다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터로 이루어지는 동력을 구비하며, 엔진의 연소 작용으로부터 발생된 동력과 배터리에 저장된 전기 에너지를 매개로 하는 모터의 회전으로부터 발전된 동력을 각각 적절하게 이용하여 구동된다.
하이브리드 차량은 연비를 개선하기 위하여 회생제동(regenerative braking) 기술을 이용한다. 회생제동 기술은 차량의 제동 시에 제동력의 일부를 발전에 사용하고, 발전된 전기 에너지를 배터리에 충전하며, 차량의 주행 속도에 의한 운동 에너지의 일부를 발전기의 구동에 필요한 에너지로 사용된다. 이에 회생제동 기술은 운동 에너지의 저감과 전기 에너지의 발전을 동시에 구현하는 기술을 나타낸다.
이러한 하이브리드 개념을 상용차까지 영역을 확대, 적용하기 위한 개발이 이루어지고 있다.
하이브리드 상용차는 일반 승용차 보다 중량이 매우 크기 때문에 사고가 발생할 경우에 사고의 규모와 피해의 정도가 훨씬 크다. 특히 고 중량의 상용차는 일반 승용차에 비해 약 40%가 더 증가되기 때문에 치명적인 사고에 개입되는 비율이 다른 차량에 비해 월등히 높아진다.
하이브리드 상용차는 휠을 잡아 구속하는 풋 브레이크(Foot brake)와 같은 주 브레이크 만으로 충분한 제동력을 얻을 수 없으므로 다양한 보조 브레이크가 더 장착된다.
이에 따라, 하이브리드 상용차는 보조 브레이크를 활용하여 회생제동을 수행하기 위한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 보조 브레이크를 활용하여 회생제동을 수행할 수 있는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 보조 브레이크를 작동할 경우에 회생 제동량을 증대시킬 수 있는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 주 브레이크 및 보조 브레이크를 포함하는 하이브리드 상용차에서 회생제동을 제어하는 방법에 있어서, 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 상태 데이터가 제동 요청 조건에 만족하면 상기 상태 데이터를 이용하여 요구 제동량을 생성하는 단계; 상기 보조 브레이크의 작동 스위치를 확인하는 단계; 상기 보조 브레이크의 작동 스위치가 온이면 상기 보조 브레이크에 따른 보조 제동량을 생성하는 단계; 상기 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성하는 단계; 상기 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하는 단계; 및 상기 최종 제동량을 기반으로 차량 제동을 수행하는 단계를 포함하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 요구 제동량을 생성하는 단계는 상기 상태 데이터가 제동 요청 조건에 만족하면 상기 상태 데이터에 포함된 브레이크 페달의 위치값 및 가속도값을 확인하는 단계; 상기 가속도값에 따른 하이브리드 상용차의 중량을 확인하는 단계; 및 상기 브레이크 페달의 위치값 및 중량을 기반으로 요구 제동량을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 제동량을 생성하는 단계는 상기 보조 브레이크의 제동력을 조절하는 제동조절레버에 포함된 복수의 제동 단수 각각에 대한 제동량을 포함하는 제동 보조맵을 확인하는 단계; 상기 보조 브레이크의 제동조절레버의 제동 단수를 확인하는 단계; 및 상기 제동 보조 맵을 통해 상기 제동 단수에 대한 제동량을 추출하여 보조 제동량을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법은 상기 회생 제동량을 생성하는 단계 이후에 상기 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량 제동을 수행하는 단계는 상기 유압 제동량을 기반으로 상기 주 브레이크에 공급되는 유압을 제어하여 차량 제동을 수행하고, 상기 회생 제동량을 기반으로 회생 제동을 수행하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법은 상기 차량 제동을 수행하는 단계 이후에, 상기 최종 제동량 및 설정 계수를 이용하여 기준값을 생성하는 단계; 상기 주 브레이크에서 제동 시의 유압 제동 수행량을 확인하는 단계; 상기 유압 제동 수행량이 상기 기준값 이하인지를 판단하는 단계; 및 상기 유압 제동 수행량이 상기 기준값 이하이면 상기 보조 제동량을 기반으로 상기 보조 브레이크를 통해 제동을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는 상기 상태 데이터에 포함된 보조 브레이크 페달의 위치값이 설정값 이상이면 제동 요청 조건에 만족한다고 판단하는 단계일 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량의 제동력을 보조하는 보조 브레이크; 회생제동을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출부; 및 상기 상태 데이터를 이용하여 요구 제동량을 생성하고, 상기 보조 브레이크의 작동 스위치가 온이면 상기 보조 브레이크에 따른 보조 제동량을 생성하며, 상기 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성하고, 상기 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하며, 상기 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 생성하고, 상기 회생 제동량을 기반으로 회생제동을 수행하고, 상기 최종 제동량을 기반으로 차량 제동을 수행하는 차량 제어기를 포함하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 보조 브레이크를 활용하여 회생제동을 수행할 수 있으므로 회생 제동량을 증대시킬 수 있다.
또한, 주 브레이크 또는 보조 브레이크를 활용하여 제동을 수행할 수 있으므로 하이브리드 상용차의 제동력 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법이 적용된 하이브리드 상용차를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치 및 방법에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법이 적용된 하이브리드 상용차를 나타낸 구성도이다.
도 1에서는 하이브리드 상용차 중 마일드 하이브리드 상용차에 대해서 예를 들어 설명하기로 하나, 마일드 하이브리드 상용차에 한정되는 것이 아니며, 모터를 포함하는 상용차이면 무관할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법이 적용된 하이브리드 상용차는 엔진(110), 전자식 클러치(120), 변속기(130), 차동기어장치(140), 구동휠(145), 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG(150)으로 통칭함), 제1 배터리(160), LDC(Low voltage DC-DC Converter, 170), 제2 배터리(180) 및 전장 부하(190)를 포함한다.
엔진(110)은 연료를 연소하여 토크를 생성한다. 즉, 엔진(110)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다.
엔진(110)은 복수의 연소실(113), 점화장치(115) 및 인젝터(117)를 포함한다.
연소실(113)은 연료와 공기가 유입되며, 점화장치(115)는 연소실(113) 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키고, 인젝터(117)는 연소실(113) 내부로 연료를 분사한다.
이러한 엔진(110)은 가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPI(liquefied petroleum injection) 엔진 등의 공지된 각종 엔진이 사용될 수 있다.
하이브리드 상용차의 동력 전달은 엔진(110)의 토크가 변속기의 입력축(123)에 전달되고, 변속기(130)의 출력축(135)으로부터 출력된 토크가 차동기어장치(140)를 경유하여 차축에 전달된다. 차축이 구동휠(145)을 회전시킴으로써 엔진(110)의 토크에 의해 차량이 주행하게 된다.
전자식 클러치(120)는 엔진(110)과 변속기(130) 사이에 위치한다. 전자식 클러치(140)는 결합 또는 해제하여 엔진(110)의 토크를 구동휠(145)에 전달 또는 차단한다. 즉, 전자식 클러치(140)가 결합 상태일 경우에는 엔진(110)의 구동축과 변속기(130)의 구동축이 연결되어 엔진(110)의 토크를 구동휠에 전달할 수 있다. 전자식 클러치(140)가 해제 상태인 경우에는 엔진(110)의 구동축과 변속기(130)의 구동축이 연결되지 않아 엔진(110)의 토크가 구동휠(135)에 전달되지 않는다.
변속기(130)는 엔진(110)의 출력 토크를 이용하여 목표 토크로 변환한다. 즉, 변속기(130)는 차량 속도와 가속 페달의 위치값 등에 따라 변속단이 선택되어 전달받은 토크를 목표 토크로 변환하고, 변환된 목표 토크를 구동력으로 구동휠(140)에 출력함으로써 차량이 주행하도록 한다.
이러한 변속기(130)는 자동 변속기 또는 수동 변속기일 수 있다.
MHSG(150)는 엔진(110)과 전자식 클러치(120) 사이에 장착되며, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 즉, MHSG(150)는 엔진(110)을 시동하거나, 엔진(110)의 출력에 의해 발전할 수 있다.
또한, MHSG(150)는 엔진(110)의 토크를 보조한다. 즉, 하이브리드 상용차는 엔진(110)의 연소 토크를 주 동력으로 하면서 MHSG(150)의 토크를 보조 동력으로 이용할 수 있다.
한편, 여기서는 MHSG(150)가 엔진(110)과 전자식 클러치(120) 사이에 위치하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, MHSG(150)는 엔진(110)의 전단에서 벨트를 통해 엔진(110)과 연결되거나, 전자식 클러치(120)와 변속기(130) 사이에 위치하거나, 변속기(130) 후단에 위치하거나, 차동기어장치(140)와 구동휠(145) 사이에 위치할 수도 있다.
제1 배터리(160)는 MHSG(150)에 전력을 공급하거나, MHSG(150)를 통해 회수되는 전력을 통해 충전될 수 있다.
제1 배터리(160)는 고전압 배터리로서, 주 배터리라 호칭될 수 있다.
예를 들어, 제1 배터리(160)는 리튬-이온(lithium-ion) 배터리일 수 있다. 이러한 리튬-이온 배터리는 충방전 속도가 빠르고 내구성이 좋으나, 극 저온 상태에서 에너지 저장 성능과 충방전 효율이 떨어질 수 있다.
LDC(170)는 제1 배터리(160)로부터 공급되는 전압(예를 들어, 48 V)을 저전압(예를 들어, 12 V)으로 변환하여 제2 배터리(180)를 충전한다.
제2 배터리(180)는 LDC(170)로부터 공급되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 제2 배터리(180)는 저전압 배터리로서, 보조 배터리라 호칭될 수 있다.
제2 배터리(180)는 저전압을 사용하는 전장 부하(190)에 전력을 공급한다.
예를 들어, 제2 배터리(180)는 AGM(absorptive glass mat) 배터리 또는 납산(lead-acid) 배터리일 수 있다.
전장 부하(190)는 하이브리드 상용차에서 제2 배터리(180)로 구동되는 부품을 나타낸다. 예를 들어, 전장 부하(190)는 전조등, 안개등, 와이퍼, 냉난방 장치 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 장치는 상태 검출부(210), 차량 제어기(250), MHSG(150), 주 브레이크(260) 및 보조 브레이크(270)를 포함한다.
상태 검출부(210)는 회생제동을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출한다. 이를 위해, 상태 검출부(210)는 브레이크 페달 위치 검출기(221), 가속 페달 위치 검출기(223), 속도 검출기(225), 가속도 검출기(227), 작동 검출기(229) 및 단수 검출기(231)를 포함한다.
브레이크 페달 위치 검출기(221)는 운전자가 브레이크 페달을 누른 정도를 검출한다. 즉, 브레이크 페달 위치 검출기(221)는 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)를 검출하여 이에 대한 신호를 차량 제어기(250)에 제공한다.
브레이크 페달이 완전히 눌린 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 100%이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 0%일 수 있다.
가속 페달 위치 검출기(223)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 검출한다. 즉, 가속 페달 위치 검출기(223)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 측정하여 이에 대한 신호를 차량 제어기(250)에 전달한다.
가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%이다.
가속 페달 위치 검출기(223)를 사용하는 대신 흡기 통로에 장착된 스로틀 밸브 개도 검출기를 사용할 수 있다. 따라서, 본 명세서 및 특허청구범위에서 가속 페달 위치 검출기(223)는 스로틀 밸드 개도 검출기를 포함하는 것으로 보아야 할 것이다.
속도 검출기(225)는 하이브리드 상용차의 속도를 검출하고, 차속을 차량 제어기(250)에 제공한다. 이러한 속도 검출기(225)는 하이브리드 상용차의 구동휠(140)에 장착될 수 있다.
가속도 검출기(227)는 하이브리드 상용차의 가속도를 검출한다. 가속도 검출기(227)는 검출한 가속도를 차량 제어기(250)에 제공한다.
한편, 가속도 검출기(227)가 상태 검출부(210)에 포함되지 않을 경우에 차량 제어기(250)는 속도 검출기(225)에서 검출된 차속을 비분하여 차량의 가속도를 연산할 수도 있다.
작동 검출기(229)는 보조 브레이크(270)를 작동시키는 작동 스위치의 온 또는 오프를 검출하여 차량 제어기(250)에 제공한다. 즉, 운전자가 보조 브레이크(270)의 작동을 위해 작동 스위치를 온하면, 작동 검출기(229)는 작동 스위치의 온을 검출하여 검출 신호를 차량 제어기(250)에 제공한다.
단수 검출기(231)는 제동조절레버의 제동 단수를 검출한다. 여기서, 제동조절레버는 운전자로부터 보조 브레이크(270)의 제동력에 대한 제동 단수를 입력받기 위해 형성된 레버일 수 있다. 제동조절레버는 복수의 제동 단수를 포함할 수 있다.
단수 검출기(231)는 검출한 제동 단수를 차량 제어기(250)에 제공한다.
차량 제어기(250)는 회생제동을 제어하기 위해 상태 검출부(210), MHSG(150), 주 브레이크(260) 및 보조 브레이크(270)를 제어한다.
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 상태 검출부(210)로부터 상태 데이터를 제공받는다. 차량 제어기(250)는 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단한다. 이때, 제동 요청 조건은 하이브리드 상용차의 제동을 운전자가 요청하는지를 판단하기 위한 조건을 나타낼 수 있다.
차량 제어기(250)는 제동 요청 조건을 만족하면 상태 데이터를 기반으로 요구 제동량을 생성한다. 차량 제어기(250)는 보조 브레이크(270)의 작동 스위치가 온이면 보조 브레이크(270)에 따른 보조 제동량을 생성한다.
차량 제어기(250)는 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성한다. 차량 제어기(250)는 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하며, 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 생성한다.
차량 제어기(250)는 회생 제동량을 기반으로 MHSG(150)를 제어하여 회생제동을 수행한다. 차량 제어기(250)는 유압 제동량을 기반으로 주 브레이크(260)를 제어하여 제동을 수행한다.
한편, 여기서는 차량 제어기(250)로 통합하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 배터리 제어기(Battery Management System), 모터 제어기(Motor Control Unit), 엔진 제어기(Engine Control Unit), 변속기 제어기(Transmission Control Unit), 브레이크 제어기(Electric Brake System) 등에서 수행할 수 있다.
이러한 목적을 위하여 차량 제어기(250)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법의 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
MHSG(150)는 차량 제어기(250)의 제어에 따라 회생제동을 수행하여 제1 배터리(160)의 전력을 공급한다.
주 브레이크(260)는 차량 제어기(250)의 제어에 따라 구동휠(140)에 브레이크 유압을 제공하여 하이브리드 상용차의 제동을 수행한다.
보조 브레이크(270)는 차량 제동력을 보조한다. 즉, 보조 브레이크(270)는 차량 제어기(250)의 제어에 따라 주 브레이크(260)의 작동을 보조한다.
이러한 보조 브레이크(270)는 배기 브레이크, 엔진 브레이크, 제이크 브레이크, 인타더, 리타더 등을 포함할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 회생제동을 제어하는 방법에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회생제동 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어기(250)는 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단한다(S310).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 상태 검출부(210)의 브레이크 페달 위치 검출기(221)로부터 브레이크 페달의 위치값을 제공받는다.차량 제어기(250)는 브레이크 페달의 위치값이 제1 설정값 이상인지를 판단하여 제도 요청 조건에 만족하는지를 판단한다. 이때, 제1 설정값은 브레이크 페달을 기반으로 제동을 요청하는지를 판단하기 위해 기준이 되는 값을 나타내며, 미리 설정될 수 있다.
또한, 차량 제어기(250)는 가속 페달의 위치값도 확인할 수 있다. 즉, 차량 제어기(250)는 가속 페달 위치 검출기(223)로부터 가속 페달의 위치값을 제공받는다. 차량 제어기(250)는 가속 페달의 위치값이 제2 설정값 미만인지를 판단한다. 이때, 제2 설정값은 가속 페달을 오프(off)했는지를 판단하기 위해 설정된 값으로, 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 설정값은 0일 수 있다.
한편, 차량 제어기(250)는 제동 요청 조건에 만족하지 않으면 단계 S310으로 다시 리턴하여 상태 데이터를 모니터링하여 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단할 수 있다.
차량 제어기(250)는 제동 요청 조건에 만족하면 상태 데이터를 기반으로 요구 제동량을 생성한다(S320).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 브레이크 페달의 위치값이 제1 설정값 이상이고, 가속 페달의 위치값이 제2 설정값 미만이면 브레이크 페달의 위치값을 확인한다.
차량 제어기(250)는 상태 검출부(210)의 가속도 검출기(227)로부터 가속도값을 제공받는다. 차량 제어기(250)는 가속도값을 기반으로 하이브리드 상용차의 중량을 확인한다.
차량 제어기(250)는 브레이크 페달의 위치값 및 중량에 따른 요구 제동량을 생성한다. 즉, 차량 제어기(250)는 복수의 브레이크 페달 위치값 및 중량 각각에 따른 제동량을 포함하는 제어맵을 확인한다. 차량 제어기(250)는 제어맵을 통해 브레이크 페달의 위치값 및 중량에 따른 제동량을 추출하여 요구 제동량을 생성할 수 있다.
차량 제어기(250)는 보조 브레이크(270)의 작동 스위치가 온인지를 판단한다(S330).
즉, 차량 제어기(250)는 상태 검출부(210)의 작동 검출기(229)로부터 검출 신호를 제공받고, 검출 신호를 기반으로 작동 스위치가 온인지를 판단한다.
차량 제어기(250)는 작동 스위치가 온이면 보조 브레이크(270)에 대한 보조 제동량을 생성한다(S340).
구체적으로, 차량 제어기(250)는 복수의 제동 단수 각각에 대한 제동량을 포함하는 제동 보조맵을 확인한다. 이때, 제동량은 각 제동 단수 별로 보조 브레이크(270)에서 허용 가능한 최대 제동량일 수 있다. 이러한 제동 보조맵은 미리 설정될 수 있으며, 학습을 통해 재설정될 수도 있다.
차량 제어기(250)는 상태 검출부(210)의 단수 검출기(231)로부터 제동조절레버에 체결된 제동 단수를 제공받는다.
차량 제어기(250)는 제동 보조맵을 통해 단수 검출기(231)에서 검출한 제동 단수에 매칭된 제동량을 추출하여 보조 제동량을 생성한다.
차량 제어기(250)는 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성한다(S350). 즉, 차량 제어기(250)는 요구 제동량과 보조 제동량을 더하기 연산하여 최종 제동량을 생성할 수 있다.
한편, 차량 제어기(250)는 보조 브레이크(270)의 작동 스위치가 오프이면 요구 제동량을 최종 제동량으로 생성할 수 있다.
차량 제어기(250)는 회생제동 중단 조건에 만족하는지를 판단한다(S360). 즉, 차량 제어기(250)는 변속 중 회생제동 금지가 요청되거나, 회생제동 시스템인 MHSG(150)의 고장 등의 회생제동 중단 조건에 만족하는지를 판단한다.
한편, 여기서는 최종 제동량을 생성한 후에 회생제동 중단 조건 만족을 판단하였으나 이에 한정되지 않으며, 회생제동의 중단을 요청하면 어느 단계에서도 회생제동을 중단할 수 있다.
차량 제어기(250)는 회생제동 중단 조건에 만족하면 주 브레이크(260) 및 보조 브레이크(270)를 통해 차량 제동을 수행한다(S370).
즉, 차량 제어기(250)는 회생제동 중단 조건에 만족하면 회생제동을 중지하고, 최종 제동량을 기반으로 주 브레이크(260) 및 보조 브레이크(270)를 통해 차량 제동을 수행한다.
차량 제어기(250)는 회생제동 중단 조건에 만족하지 않으면 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성한다(S380).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 변속 상태, 배터리의 충전 상태, 모터 상태, 주행고도 및 등판고도 등을 고려하여 회생제동 가능량을 생성하고, 최종 제동량 및 회생제동 가능량을 기반으로 하이브리드 상용차에서 실제로 가능한 회생 제동량을 생성한다.
차량 제어기(250)는 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 생성한다(S410). 즉, 차량 제어기(250)는 최종 제동량에서 회생 제동량을 차감하여 유압 제동량을 생성할 수 있다.
차량 제어기(250)는 회생 제동량을 기반으로 회생제동을 수행하고, 유압 제동량을 기반으로 제동을 수행한다(S420).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 회생 제동량에 따른 회생제동 토크를 생성하고, 회생제동 토크에 따른 모터 토크를 생성하며, 모터 토크를 기반으로 MHSG(150)를 제어하여 회생제동을 수행한다.
차량 제어기(250)는 유압 제동량를 기반으로 주 브레이크(260)에 포함된 브레이크 실린더에 공급되는 유압을 제어하여 하이브리드 상용차의 차량 제동을 수행한다.
차량 제어기(250)는 주 브레이크(260)의 제동 시 유압 제동 수행량을 확인한다(S430).
차량 제어기(250)는 유압 제동 수행량이 기준값 이하인지를 판단한다(S440).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 최종 제동량과 설계 계수를 이용하여 기준값을 생성한다. 즉, 차량 제어기(250)는 최종 제동량과 설계 계수를 곱하기 연산하여 기준값을 생성할 수 있다. 이때, 설계 계수는 주 브레이크(260)의 제동력 확보 판단하기 위해 설계된 계수로, 시험을 통해 설정될 수 있다. 예를 들어, 설계 계수는 0.98일 수 있다.
차량 제어기(250)는 주 브레이크(260)에 충분히 제동력을 확보하지 못하는 상황인지를 판단하기 위해 유압 제동 수행량이 기준값 이하인지를 판단한다.
차량 제어기(250)는 유압 제동 수행량이 기준값 이하이면 보조 브레이크(270)를 통해 차량 제동을 수행한다(S450). 즉, 차량 제어기(250)는 유압 제동 수행량이 기준값 이하이면 주 브레이크(260)에서 충분한 차량의 제동력을 확보하지 못해 차량 제동을 원활히 수행하지 못하므로 보조 브레이크(270)의 제동력을 추가로 제공하기 위하여 보조 브레이크(270)를 통해 차량 제동을 수행한다. 이때, 차량 제어기(250)는 보조 제동량을 기반으로 보조 브레이크(270)를 통해 제동을 수행할 수 있다.
그리고, 차량 제어기(250)는 보조 브레이크(270)를 통해 제동한 보조 제동 수행량을 확인한다. 차량 제어기(250)는 보조 제동 수행량 및 제동조절레버의 제동 단수를 기반으로 제동 보조맵을 재설정한다. 이렇게 제동 보조맵을 재설정하므로 보조 브레이크(270)의 제동량을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법은 운전자에 의해 보조 브레이크(170)가 작동 중일 경우에 보조 브레이크(170)의 보조 제동량을 회생 제동량에 포함시켜 회생 제동을 수행할 수 있으므로 기존 차량에서 회생 제동을 수행할 경우보다 회생 제동량의 증가시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 엔진
120: 전자식 클러치
130: 변속기
140: 차동기어장치
145: 구동휠
150: MHSG
160: 제1 배터리
170: LDC
180: 제2 배터리
190: 전장 부하
210: 상태 검출부
250: 차량 제어기
260: 주 브레이크
270: 보조 브레이크

Claims (15)

  1. 주 브레이크 및 보조 브레이크를 포함하는 하이브리드 상용차에서 회생제동을 제어하는 방법에 있어서,
    상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단하는 단계;
    상기 상태 데이터가 제동 요청 조건에 만족하면 상기 상태 데이터를 이용하여 요구 제동량을 생성하는 단계;
    상기 보조 브레이크의 작동 스위치를 확인하는 단계;
    상기 보조 브레이크의 작동 스위치가 온이면 상기 보조 브레이크에 따른 보조 제동량을 생성하는 단계;
    상기 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성하는 단계;
    상기 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하는 단계; 및
    상기 최종 제동량을 기반으로 차량 제동을 수행하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요구 제동량을 생성하는 단계는
    상기 상태 데이터가 제동 요청 조건에 만족하면 상기 상태 데이터에 포함된 브레이크 페달의 위치값 및 가속도값을 확인하는 단계;
    상기 가속도값에 따른 하이브리드 상용차의 중량을 확인하는 단계; 및
    상기 브레이크 페달의 위치값 및 중량을 기반으로 요구 제동량을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조 제동량을 생성하는 단계는
    상기 보조 브레이크의 제동력을 조절하는 제동조절레버에 포함된 복수의 제동 단수 각각에 대한 제동량을 포함하는 제동 보조맵을 확인하는 단계;
    상기 보조 브레이크의 제동조절레버의 제동 단수를 확인하는 단계; 및
    상기 제동 보조 맵을 통해 상기 제동 단수에 대한 제동량을 추출하여 보조 제동량을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회생 제동량을 생성하는 단계 이후에
    상기 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 확인하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량 제동을 수행하는 단계는
    상기 유압 제동량을 기반으로 상기 주 브레이크에 공급되는 유압을 제어하여 차량 제동을 수행하고, 상기 회생 제동량을 기반으로 회생 제동을 수행하는 단계;
    인 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차량 제동을 수행하는 단계 이후에,
    상기 최종 제동량 및 설정 계수를 이용하여 기준값을 생성하는 단계;
    상기 주 브레이크에서 제동 시의 유압 제동 수행량을 확인하는 단계;
    상기 유압 제동 수행량이 상기 기준값 이하인지를 판단하는 단계; 및
    상기 유압 제동 수행량이 상기 기준값 이하이면 상기 보조 제동량을 기반으로 상기 보조 브레이크를 통해 차량 제동을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상태 데이터를 기반으로 제동 요청 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는
    상기 상태 데이터에 포함된 브레이크 페달의 위치값이 설정값 이상이면 제동 요청 조건에 만족한다고 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 방법.
  8. 차량의 제동력을 보조하는 보조 브레이크;
    회생제동을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출부; 및
    상기 상태 데이터를 이용하여 요구 제동량을 생성하고, 상기 보조 브레이크의 작동 스위치가 온이면 상기 보조 브레이크에 따른 보조 제동량을 생성하며, 상기 요구 제동량 및 보조 제동량을 기반으로 최종 제동량을 생성하고, 상기 최종 제동량을 기반으로 회생 제동량을 생성하며, 상기 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 생성하고, 상기 회생 제동량을 기반으로 회생제동을 수행하고, 상기 최종 제동량을 기반으로 차량 제동을 수행하는 차량 제어기;
    를 포함하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 상태 데이터에 포함된 브레이크 페달의 위치값 및 가속도값을 확인하고, 상기 가속도값에 따른 하이브리드 상용차의 중량을 확인하며, 상기 브레이크 페달의 위치값 및 중량을 기반으로 요구 제동량을 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 보조 브레이크의 복수의 제동 단수 각각에 대한 제동량을 포함하는 제동 보조맵을 확인하고, 상기 보조 브레이크의 제동력을 조절하는 제동조절레버의 제동 단수를 확인하며, 상기 제동 보조맵을 통해 상기 제동 단수에 대한 제동량을 추출하여 보조 제동량을 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 최종 제동량 및 회생 제동량을 기반으로 유압 제동량을 확인하고, 상기 유압 제동량을 기반으로 주 브레이크에 공급되는 유압을 제어하여 차량 제동을 수행하며, 상기 회생 제동량을 기반으로 회생 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 최종 제동량을 기반으로 기준값을 생성하고, 주 브레이크의 제동 시 유압 제동 수행량을 확인하며, 상기 유압 제동 수행량이 상기 기준값 이하이면 상기 보조 제동량을 기반으로 상기 보조 브레이크를 통해 차량 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    회생제동 중단 조건에 만족하면 상기 최종 제동량을 기반으로 주 브레이크 및 보조 브레이크를 통해 차량 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 상태 데이터에 포함된 브레이크 페달의 위치값이 설정값 이상이면 제동 요청 조건에 만족한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 상태 검출부는
    브레이크 페달의 위치값을 검출하는 브레이크 페달 위치 검출기;
    상기 하이브리드 상용차의 차속을 검출하는 속도 검출기;
    상기 하이브리드 상용차의 가속도를 검출하는 가속도 검출기;
    상기 보조 브레이크의 작동 스위치의 온 또는 오프를 검출하는 작동 검출기; 및
    상기 보조 브레이크의 제동조절레버의 제동 단수를 검출하는 단수 검출기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 상용차용 회생제동 제어 장치.
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