KR20210099683A - 회생 제동량 분배 장치, 회생 제동량 분배 시스템 및 회생 제동량 분배 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 운전자에 의한 브레이크 페달이 조작되는 시점부터 현재 감속도로 전방 장애물까지 제동력이 충분한지를 판단하여 회생 제동 요구 신호를 발생시켜 모터에 전달하는 것을 특징으로 하는 회생 제동량 분배 장치, 이를 포함하는 시스템 및 회생 제동량 분배 방법으로서, 본 발명에 의하면, 운전자가 브레이크 조작시 제동력이 충분한지 여부에 따라 회생 제동량을 능동적으로 조절할 수 있게 한다.

Description

회생 제동량 분배 장치, 회생 제동량 분배 시스템 및 회생 제동량 분배 방법{DISTRIBUTION APPARATUS, SYSTEM AND METHOD OF REGENERATIVE BRAKING}
본 발명은 전기로 구동되는 전동기를 사용하여 움직이는 전기 자동차에 적용되는 회생 제동을 분배하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
친환경 차량인 순수 전기차(Electric Vehicle)나 하이브리드(Hybrid Vehicle), 플러그인 하이브리드(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 차량(이하에서는 '전기차'로 통칭하도록 한다)에는 회생제동(Regenerative Brake) 시스템이 적용되고 있다.
회생제동 시스템은 모터의 운동에너지에 의해 구동되는 전기차에서 운전자가 브레이크를 조작하면, 모터가 발전기로서 가동되어 전기를 배터리에 충전하게 되고, 동시에 저항으로 인해 모터의 회전속도가 줄어들어 차량에 제동력을 발생시키는 시스템이다.
그러나, 현재 회생제동량은 설정된 단계별로 일률적으로 정해지는 바, 제동력이 충분하거나 그렇지 않은 상황에서 회생제동량을 능동적으로 조절하지 못하는 한계가 있다.
이는 또한 배터리 에너지 회수가 가능한 경우에도 회수하지 못하여 에너지를 효율적으로 사용하지 못하게 한다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1824410호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 운전자가 브레이크 조작시 제동력이 충분한지 여부에 따라 회생 제동량을 능동적으로 조절할 수 있는 회생 제동량 분배 장치, 시스템 및 회생 제동량 분배 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 회생 제동량 분배 장치는, 운전자에 의한 브레이크 페달의 조작에 대비한 차량의 감속도로 전방 장애물까지 제동력이 충분한지를 판단하여 회생 제동 요구 신호를 발생시켜 모터에 전달하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 현재 차량속도를 수신하고, 상기 전방 장애물까지의 거리를 수신하고, 상기 감속도를 포함하는 제동상황 정보를 수신하여, 전방 장애물까지 제동력이 충분한지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면, 회생 제동량을 증가시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
반면에, 전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 회생 제동량 분배 시스템은, 차량 속도를 측정하는 차속 센서, 차량의 전방 장애물과의 거리를 측정하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 센서, 브레이크 페달 조작에 따른 제동시 차량 감속도를 포함하는 제동상황 정보를 측정하는 브레이크 페달 센서 및 상기 브레이크 페달이 조작에 대비한 상기 차속 센서로부터 수신되는 차속 및 상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 감속도로 상기 ADAS 센서로부터 수신되는 전방 장애물까지의 제동력이 충분한지를 판단하여 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 회생 제동량 분배 장치를 포함한다.
여기서, 상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 한다.
그리고, 전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면, 회생 제동량을 증가시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
반면, 전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 회생 제동량 분배 방법은, ADAS(Advanced Driver Assistance System) 센서에 의한 차량의 전방 장애물과의 거리를 판단하는 단계, 차속 센서로부터 현재 차량 속도를 수신하고, 브레이크 페달 센서로부터 현재 브레이크 감속도를 수신하는 단계, 상기 현재 차량 속도 대비 상기 현재 브레이크 감속도에 의해 상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계 및 상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과에 따라 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과, 전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면 회생 제동량을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과, 전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회생 제동량을 증가시키는 단계 및 상기 회생 제동량을 감소시키는 단계는 상기 회생 제동량을 연속적으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 브레이크 페달 센서로부터 브레이크 페달량을 수신하여, 상기 브레이크 페달량을 기준치와 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 브레이크 페달량이 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 차량의 전방 장애물과의 거리를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
그래서, 상기 브레이크 페달량을 기준치와 비교하는 단계에 의해 상기 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 브레이크 감속도에 대한 정보는 학습을 통해 업데이트(update)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 회생 제동량 분배 장치, 시스템 및 회생 제동량 분배 방법에 의하면, ADAS 센서를 활용하여 장애물과의 거리를 파악하고 현재 브레이크 조작 대비 제동력으로 충분히 제동할 수 있다고 판단되면 회생 제동량을 증가시켜 배터리 에너지 회수량을 최대화하고, 기준치보다 제동력이 부족하다고 판단되면 전방 장애물과의 거리에 따라서 점차 회생 제동량을 감소시켜 거리에 따른 회생제동량 최적 분배가 가능하다.
도 1은 본 발명의 회생 제동량 분배 시스템을 블록화한 것이다.
도 2는 본 발명의 회생 제동량 분배 방법을 다이어그램화한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 회생 제동량 상태를 나타낸 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 회생 제동량 분배 시스템을 블록화한 것이고, 도 2는 본 발명의 회생 제동량 분배 방법을 다이어그램화한 것이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 회생 제동량 분배 장치, 시스템 및 회생 제동량 분배 방법을 설명하기로 한다.
본 발명은 운전자가 브레이크 조작시 제동력이 충분한지 여부에 따라 회생 제동량을 능동적으로 조절할 수 있는 회생 제동량 조절 시스템 및 회생 제동량 조절 방법이다.
이는 운전자가 브레이크 조작시 차속에 대비하여 전방 장애물과 충돌 없이 충분한 제동이 가능한지를 판단하여 그러할 경우에는 회생 제동량을 증가시키도록 하는 것이다.
본 발명의 회생 제동량 조절 시스템은 이를 판단하여 제어하는 회생 제동량 분배 장치(100), 차속 센서(210), ADAS 센서(220), 브레이크 페달 센서(230), 모터(310) 및 배터리(320)를 포함한다.
차속 센서(210)는 현재 주행 중인 차량의 속도를 측정하여 회생 제동량 분배 장치(100)에 전달한다.
ADAS 센서(220, Advanced Driver Assistance System)는 라이다 센서(LiDAR-Light Detection And Ranging sensor)나 레이더 센서(Radar sensor) 등일 수 있으며, 차량 전방의 장애물과의 거리를 스캐닝하여 회생 제동량 분배 장치(100)에 전달한다.
브레이크 페달이 조작되면, 브레이크 페달 센서(230)에 의해서 제동상황, 제동시 차량 감속도, 운전자의 급감속 의지에 대한 정보를 회생 제동량 분배 장치(100)로 전달하여 해당 정보를 판단하게 된다.
회생 제동량 분배 장치(100)는 모터(500)에 회생 제동이 진행되게 하며, 차속 센서(210)로부터의 현재 차량속도, ADAS 센서(220)로부터의 장애물까지의 거리 및 브레이크 페달 센서(230)로부터 수신되는 제동상황 등에 대한 정보로부터 브레이크 페달이 조작되는 시점부터 현재 감속도로 전방 장애물과의 충돌 회피가 가능한지를 판단한다. 즉, 제동력이 충분한지 여부를 판단한다.
또한, 브레이크 페달 조작이 급격하게 이루어진 것으로 판단되면, 회생 제동을 배제하고 유압식의 순수제동에 의해서만 차량이 감속되도록 제어한다.
회생 제동량 분배 장치(100)는 차량의 전반적 기능을 제어하는 ECU(Electric Control Unit)일 수 있으며, 또는 ECU와 별도의 제어 장치로서 회생 제동 배제 및 유압식 순수제동 필요 정보를 ECU에 전송할 수 있다.
회생 제동량 분배 장치(100)는 이와 같이 현재 감속도로 전방 장애물과의 충돌 회피가 가능하다고 판단되면, 회생 제동력을 상승시켜 배터리의 에너지 회수량을 최대화한다.
반면, 기준보다 제동력이 부족하다고 판단되면 회생 제동량을 늘리는 대신 장애물과의 거리에 따라서 점차적으로 회생제동력을 감소시키도록 제어한다.
그래서, 모터(310)는 회생 제동량 분배 장치(100)로부터의 회생 제동 요구 신호에 따라 역기전력을 발생시켜 회생 제동으로 배터리(320)의 에너지를 충전시키게 된다.
도 2는 이 같은 회생 제동량 분배 장치(100)에 의한 회생 제동량 조절 방법이다. 이를 참조하여 본 발명의 회생 제동량 조절 방법을 설명하기로 한다.
차량의 주행 상태에서(S10), 사용자가 브레이크 페달 조작시 브레이크 페달 센서(230)의 정보로부터 브레이크 페달량을 기준치와 비교한다(S20).
비교 결과, 브레이크 페달량이 기준치를 초과하면, 회생 제동이 아닌 유압식 순수 제동으로만 차량 제동을 제어하도록 한다(S21).
브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 것은 급박한 제동 상황으로 파악하여 유압식 순수 제동이 될 수 있도록 하는 것이다.
반면, 브레이크 페달량이 기준치를 초과하지 않으면, ADAD 센서(220)에 의해 장애물과의 거리를 판단한다(S30).
그런 다음, 차속 센서(210)로부터의 현재 차량 속도에 대비하여, 브레이크 페달 센서(230)에 의해 파악되는 현재 브레이크 감속도로 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지를 판단한다(S40).
판단 결과, 전방 장애물까지 제동 가능한 거리가 아닌 경우에는 순수 제동량을 증가시키도록 제어한다(S52).
그러나, 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인 경우에는 회생 제동량을 증가시키도록 제어하여(S51), 모터(310)에 의한 회생 제동에 의해 배터리(320)에 에너지가 충전될 수 있도록 한다.
즉, 도 3에서와 같이 원칙적으로는 전방 장애물까지의 거리에 맞게 회생 제동과 순수 제동을 배분하여 제어하나, S40 판단 결과, 필요 제동력이 충분한 경우에는 S51에 의해 도 4와 같이 순수 제동을 줄이고 회생 제동을 증가시키도록 제어하고, S40 판단 결과, 필요 제동력이 충분하지 않은 경우에는 S52에 의해 도 5와 같이 회생 제동을 줄이고 순수 제동을 증가시키도록 제어한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 실시간으로 전방 장애물과의 거리에 따라 순수 제동량과 회생 제동량의 비율을 보정한다.
이때, 제동량 비율이 변화함에 의해서 운전자가 이질감을 느낄 수 있으므로 변화량이 급격하지 않도록 캘리브레이션(calibration)이 필요하다.
그리고, 현재의 차량 속도 대비, 현재 브레이크 감속도로 제동 가능한 거리는 경사도, 패드의 마모, 타이어의 마모 등에 의해서 변화하기 때문에 주기적으로 감속도 값을 학습하여 반영하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
100 : 회생 제동량 분배 장치
210 : 차속 센서
220 : ADAS 센서
230 : 브레이크 페탈
310 : 모터
320 : 배터리

Claims (16)

  1. 운전자에 의한 브레이크 페달의 조작에 대비한 차량의 감속도로 전방 장애물까지 제동력이 충분한지를 판단하여 회생 제동 요구 신호를 발생시켜 모터에 전달하는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    현재 차량속도를 수신하고, 상기 전방 장애물까지의 거리를 수신하고, 상기 감속도를 포함하는 제동상황 정보를 수신하여, 전방 장애물까지 제동력이 충분한지를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면, 회생 제동량을 증가시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 장치.
  6. 차량 속도를 측정하는 차속 센서;
    차량의 전방 장애물과의 거리를 측정하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 센서;
    브레이크 페달 조작에 따른 제동시 차량 감속도를 포함하는 제동상황 정보를 측정하는 브레이크 페달 센서; 및
    상기 브레이크 페달이 조작에 대비한 상기 차속 센서로부터 수신되는 차속 및 상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 감속도로 상기 ADAS 센서로부터 수신되는 전방 장애물까지의 제동력이 충분한지를 판단하여 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 회생 제동량 분배 장치를 포함하는,
    회생 제동량 분배 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 브레이크 페달 센서로부터 수신되는 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면, 회생 제동량을 증가시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시켜 상기 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 시스템.
  10. ADAS(Advanced Driver Assistance System) 센서에 의한 차량의 전방 장애물과의 거리를 판단하는 단계;
    차속 센서로부터 현재 차량 속도를 수신하고, 브레이크 페달 센서로부터 현재 브레이크 감속도를 수신하는 단계;
    상기 현재 차량 속도 대비 상기 현재 브레이크 감속도에 의해 상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계; 및
    상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과에 따라 회생 제동 요구 신호를 발생시키는 단계를 포함하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과, 전방 장애물까지 제동력이 충분하다고 판단되면 회생 제동량을 증가시키는 단계를 더 포함하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전방 장애물까지 제동 가능한 거리인지 판단하는 단계의 판단 결과, 전방 장애물까지 제동력이 충분하지 않다고 판단되면, 회생 제동량을 감소시키는 단계를 더 포함하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 회생 제동량을 증가시키는 단계 및 상기 회생 제동량을 감소시키는 단계는 상기 회생 제동량을 연속적으로 조정하는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 브레이크 페달 센서로부터 브레이크 페달량을 수신하여, 상기 브레이크 페달량을 기준치와 비교하는 단계를 더 포함하고,
    상기 브레이크 페달량이 기준치를 초과하지 않는 경우, 상기 차량의 전방 장애물과의 거리를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 브레이크 페달량을 기준치와 비교하는 단계에 의해 상기 브레이크 페달량이 기준치를 초과하는 경우, 회생 제동 요구 신호를 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 브레이크 감속도에 대한 정보는 학습을 통해 업데이트(update)되는 것을 특징으로 하는,
    회생 제동량 분배 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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