KR20210157055A

KR20210157055A - 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템

Info

Publication number: KR20210157055A
Application number: KR1020200074873A
Authority: KR
Inventors: 이중희; 신웅희; 심재훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-12-28
Also published as: US20210394727A1; DE102020127276A1; CN113815601A; US11299133B2

Abstract

본 발명은 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 후륜 휠 슬립 발생 이전에 회생 제동량을 미리 감소시켜 차량 안정성을 확보하며, 제동 상황에 따라 회생 제동 배분맵을 업데이트시킬 수 있는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 운전자 요구 제동량에 기반하여 회생 제동 배분맵 상의 기본 회생 제동 배분비에 따라 감속도 크기 별로 전륜과 후륜의 제동토크를 배분하되, 제1 감속도와 제2 감속도 사이의 조절구간에서 후륜 회생 제동토크를 제1 기준값 이하로 미리 감소시키는 제1 제어부; 및 제동 중 차량 주행 정보에 따라 후륜에 발생된 휠 슬립값이 기준슬립값 보다 크면 후륜 회생 제동 토크를 추가로 감소시켜 상기 제1 제어부에 전달하는 제2 제어부;를 포함한다.

Description

후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템{SYSTEM FOR PRE-PREVENTING INSTABILITY OF VEHICLE BY REGENERATIVE BRAKING OF REAR WHEEL}

본 발명은 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 후륜 휠 슬립 발생 이전에 회생 제동량을 미리 감소시켜 차량 안정성을 확보하며, 제동 상황에 따라 회생 제동 배분맵을 업데이트시킬 수 있는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기모터를 이용하여 주행하는 차량, 즉 순수 전기자동차(EV: Electric Vehicle)나 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 연료전지 자동차(FCV: Fuel Cell Vehicle)와 같은 친환경 자동차에서는 차량 제동 시 회생 제동을 한다.

친환경 자동차의 회생 제동 시스템은 차량이 제동하는 동안 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 저장한 뒤 차량이 주행할 때 전기모터를 구동하는데 재사용할 수 있도록 함으로써 차량의 연비를 향상시킨다.

유압에 의해 제동력을 일으키는 유압 제동 시스템이 친환경 자동차에서도 갖추어져 있는데, 이는 회생 제동력만으로 충분한 제동 효과를 얻을 수 없는 경우가 있으며, 또한 회생 제동력은 모터와 연결된 구동륜에서만 발생되므로 구동륜만의 제동으로는 바람직한 차량 거동 제어가 얻어질 수 없기 때문이다.

따라서, 회생제동이 수행되는 차량에서는 회생 제동을 하는 동안 운전자 요구 제동력을 만족시키기 위해 구동모터에서 발생되는 회생 제동력과 브레이크에서 발생하는 유압 제동력이 적절하게 배분될 필요가 있다.

한편, 후륜에서 회생 제동을 실시하는 차량에서 회생 제동 제어는 기존의 전륜에서만 회생 제동을 실시하는 차량과는 상황이 다르다. 전륜 회생 제동만 실시하는 환경차량은 전륜에 구동 모터가 배치된다. 구동 모터에서 배터리를 충전하여 에너지 회수를 할 때 회생 제동력이 발생하게 되고, 전륜에만 이 제동력이 작용하게 된다. 전륜의 회생 제동력에 의해 전륜의 전체 제동력이 크더라도 차량의 스핀 발생 가능성은 낮으므로 에너지를 최대한 많이 회수하도록 회생 제동력 발생량을 최대한 크게 할 수 있다. 그런데, 후륜에서 회생 제동을 실시하는 차량의 경우 에너지 회수를 많이 하기 위해 후륜 회생 제동력을 증가시킬 경우, 후륜이 전륜 보다 먼저 락(lock)됨으로써 차량의 스핀 발생 가능성이 커지므로 회생 제동력을 크게 하는 데에 한계가 있다.

한편, 주행 중인 차량이 제동 시 노면의 상태 등에 따라 발생되는 휠 슬립을 방지하기 위해 회생 제동 토크를 제어하는 다양한 기술이 개시되어 있다. 종래 기술인 한국 공개특허 제10-2019-0136353호(브레이크 시스템 및 그 제어 방법)은, 휠에 구동력을 제공하는 모터에 제1 타성 주행 토크를 생성하도록 제어하다가 휠 슬립이 감지되면 제1 타성 주행 토크보다 낮은 제2 타성 주행 토크를 생성하도록 모터를 제어하는 기술이다.

다만, 이러한 한국 공개특허 제10-2019-0136353호(브레이크 시스템 및 그 제어 방법)를 후륜 구동 회생 제동 차량에 적용할 경우, 후륜 휠 슬립이 발생된 이후에 제어되므로 후륜 휠 슬립에 대한 신속한 대응이 어렵다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 저마찰 노면에서는 후륜이 먼저 마찰 한계에 도달하게 되고, 결국 상술한 제어가 빈번하게 개입되어 제동 이질감이 발생될 수 있다.

이에 대한 문제점을 해결하기 위해 기초 회생 제동량을 감소시키는 방안도 고려해 볼 수 있으나, 차량 연비 측면에서 불리하다.

공개특허 제10-2019-0136353호(브레이크 시스템 및 그 제어 방법)

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해, 전륜과 후륜의 제동토크를 회생 제동 배분맵에 따라 배분하되, 일정한 감속도 구간에서 후륜 회생 제동토크를 미리 감소시켜 후륜 휠 슬립을 미연에 방지하고, 휠 슬립이 발생된 후 개입되는 후륜 회생 제동토크 감소 제어를 고려하여 차량 안정성 또는 차량 연비에 적합한 회생 제동 배분맵으로 업데이트시킬 수 있는 새로운 형태의 발명을 제시하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 운전자 요구 제동량에 기반하여 회생 제동 배분맵 상의 기본 회생 제동 배분비에 따라 감속도 크기 별로 전륜과 후륜의 제동토크를 배분하되, 제1 감속도와 제2 감속도 사이의 조절구간에서 후륜 회생 제동토크를 제1 기준값 이하로 미리 감소시키는 제1 제어부; 및 제동 중 차량 주행 정보에 따라 후륜에 발생된 휠 슬립값이 기준슬립값 보다 크면 후륜 회생 제동 토크를 추가로 감소시켜 상기 제1 제어부에 전달하는 제2 제어부;를 포함한다. 여기서, 상기 제1 제어부는, 상기 제2 제어부의 개입 정도에 따라 상기 조절구간의 후륜 회생 제동토크 또는 후륜 유압 제동토크를 조절하여 상기 회생 제동 배분맵을 업데이트시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 발생된다.

첫째, 후륜 휠 슬립이 발생되기 전에 후륜 회생 제동토크를 미리 감소시킴으로써 차량 안정성을 확보할 수 있고, 기초 회생 제동토크를 감소시킬 필요가 없으므로 차량 연비 향상을 확보할 수 있다.

둘째, 후륜 회생 제동토크 감소 제어가 빈번하게 개입되지 않으므로 주행 시 제동 이질감 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness)가 최소화될 수 있다.

셋째, 후륜 휠 슬립 여부를 실시간으로 모니터링하여 후륜 회생 제동토크 감소 제어의 개입 여부 또는 개입 빈도 등을 고려하여 회생 제동 배분맵을 업데이트할 수 있으므로, 제동 상황에 따라 제동 이질감이 더욱 최소화될 수 있다.

도 1은 제2 제어부의 빈번한 개입을 나타낸 제동선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 회생 제동 배분맵의 적용 전후를 나타낸 제동 선도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 회생 제동 배분맵이고, 도 4b는 도 4a에서 안정성 우선 모드로 업데이트된 회생 제동 배분맵이며, 도 4c는 도 4a에서 연비 우선 모드로 업데이트된 회생 제동 배분맵이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 제어부의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 제어부의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 X 감속도가 업데이트되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 X 감속도가 업데이트되는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 각각 회생 제동 배분맵의 적용 전후를 나타낸 제동 선도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템은, 제1 제어부(10) 및 제2 제어부(20)를 포함한다.

제1 제어부(10)는 미리 설정된 회생 제동 배분맵(RBM: Regenerative Brake Map)에 따라 제동이 수행되도록 제어한다. 회생 제동 배분맵은 운전자 요구 제동량(30)에 기반하여 감속도의 크기에 따라 전륜 또는 후륜의 제동토크(또는 제동력)를 배분하는 제동선도로서, 후륜 회생 제동토크가 조절될 수 있도록 구성된다.

한편, 본 명세서에서 전륜 제동토크라 함은 전륜 유압 제동토크를 의미하고, 후륜 제동토크라 함은 후륜 회생 제동토크와 후륜 유압 제동토크의 합을 의미한다. 여기서, 후륜 회생 제동토크는 후륜 Coast 회생 제동토크를 포함한다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 제동선도는 감속도 크기 별로 전륜 제동토크(x축)와 후륜 제동토크(y축)가 배분되는 상태를 나타낸다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 제동선도에서, 사선으로 표시된 부분은 등감속도를 나타내고, 전륜과 후륜의 제동토크를 배분하는 다양한 배분선이 나타난다. 여기서, 기본 회생 제동 배분선은 전륜 유압 제동토크과 후륜 제동토크의 배분 관계를 나타내고, 기본 유압 제동 배분선은 전륜 유압 제동토크와 후륜 유압 제동토크의 배분 관계를 나타내며, 최소 회생 제동 배분선은 전륜 유압 제동토크와 후륜 Coast 회생 제동토크 및 후륜 유압 제동토크의 배분 관계를 나타낸다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 제동선도에서, 제1 감속도와 제2 감속도가 설정될 수 있다. 제1 감속도는 (전륜과 후륜의) 유압 제동토크가 개입되기 전에 후륜에만 기초 회생 제동토크가 가해졌을 때의 감속도로 설정될 수 있다. 기초 회생 제동토크는 후륜 회생 제동토크만 가해졌을 때 휠 슬립이 과도하게 발생하지 않는 수준으로 결정될 수 있다. 여기서 과도하게 발생하지 않는 수준은, 예를 들어, 전체 휠 슬립율에 대해 대략 15% 이하의 수준을 의미할 수 있다. 제2 감속도는 마찰이 높은 노면에서 후륜이 전륜 보다 먼저 잠기지 않는 수준에서 후륜 회생 제동토크를 감소시켜 최소한의 보존 회생 제동토크만이 남도록 하는 수준에서 결정될 수 있다. 보존 회생 제동토크는 임의의 값으로 설정될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 후륜 코스트(Coast) 회생 제동토크와 동일하다. 여기서, 후륜 코스트 회생 제동토크는 타행 주행 시 차속에 따른 회생 토크이다.

도 3a를 참조하면, 후륜 회생 제동 배분맵이 적용되지 않은 상태에서 전륜과 후륜의 제동토크는 기본 회생 제동 배분선에 따라 배분된다. 제동 초기 감속도 부터 제1 감속도 사이의 구간에서는 기초 회생 제동토크가 발생된다. 제1 감속도 부터 제2 감속도 사이 구간에서는 전륜 유압 제동토크, 후륜 회생 제동토크 및 후륜 유압 제동토크가 발생된다. 제2 감속도 이후부터는 차량의 안정성을 위해 전륜과 후륜의 제동토크는 최소 회생 제동 배분선에 따라 배분된다. 이때, 기본 유압 제동 배분선과 최소 회생 제동 배분선 간에는 보존 회생 제동토크의 크기만큼 차이가 발생된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 회생 제동 배분맵이 설정되지 않으면 후륜에 과도한 제동토크가 발생되어 후륜 선락으로 인해 휠 슬립이 발생될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 기초 회생 제동토크의 크기를 줄이는 방법도 고려될 수 있으나, 차량 연비 측면에서 불리하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 감속도와 제2 감속도 사이 구간(이하, '조절구간'이라 함)에서 후륜 회생 제동토크를 미리 감소시키는 회생 제동 배분맵 제어를 수행한다.

도 3b를 참조하면, 조절구간 사이에 X 감속도가 설정되어, 제1 조절구간 과 제2 조절구간이 나타난다. 제1 조절구간에서는 후륜 회생 제동토크 뿐만 아니라 후륜 유압 제동토크가 발생될 수 있으므로 후륜 제동토크는 증가될 수 있으나, 후륜 회생 제동토크는 미리 설정된 제1 기준값 이하가 되도록 형성된다. 제2 조절구간에서는 후륜 회생 제동토크가 감소하는 동시에 후륜 유압 제동토크가 증가하지만, 후륜 제동토크는 제2 기준값 이하가 되도록 형성된다. 제1 기준값 및 제2 기준값에 대한 부분은 후술하기로 한다.

제2 조절구간 이후에서는 최소 회생 제동 배분선에 따라 전륜과 후륜의 제동토크가 배분된다.

한편, 도 3b를 참조하면, X 감속도는 조절구간에서 기본 회생 제동 배분선을 따라 이동할 수 있다. 즉, X 감속도의 하한 값은 제1 감속도이고, 상한 값은 제2 감속도이다. X 감속도의 위치에 따라 제1 내지 제3 배분선이 나타난다. 제1 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵은 후륜 회생 제동토크를 줄인 것으로 차량 안정성을 고려하여 형성된 제동맵이고, 제3 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵은 후륜 회생 제동토크를 증가시킨 것으로 차량 연비를 고려하여 형성된 제동맵이다.

제1 제어부(10)는 제1 내지 제3 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵 중 어느 하나를 기본 회생 제동 배분맵으로 설정하여, 기본 회생 제동 배분맵에 따라 전륜과 후륜의 제동토크를 배분하도록 제어한다. 이때, 회생 제동 배분맵에서 기초 회생 제동토크가 감소될 필요가 없으므로, 차량 연비 측면에서 유리한 효과가 발생된다.

제1 제어부(10)는 제1 내지 제3 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵을 업데이트시키도록 제어한다. 예를 들어, 제2 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵을 기본 회생 제동 배분맵으로 한 경우, 제1 제어부(10)는 제동 상황을 고려하여 X 감속도의 위치를 변경시켜 차량 안정성 모드 또는 차량 연비 모드의 회생 제동 배분맵으로 업데이트시키도록 제어한다. 이때, 업데이트된 회생 제동 배분맵은 제동 완료 후 다음 제동 시에 적용된다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 회생 제동 배분맵이고, 도 4b는 도 4a에서 안정성 우선 모드로 업데이트된 회생 제동 배분맵이며, 도 4c는 도 4a에서 연비 우선 모드로 업데이트된 회생 제동 배분맵이다.

한편, 도 4a는 도 3b의 제2 배분선 갖는 회생 제동 배분맵과 대응되고, 도 4b는 도 3b의 제1 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵과 대응되며, 도 4c는 도 3c의 제3 배분선을 갖는 회생 제동 배분맵과 대응된다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 제동선도는 운전자 요구 제동토크(30)를 만족시키기 위해 총 제동토크 중 감속도 크기 별로 전륜 제동토크와 후륜 제동토크가 배분되는 상태를 나타낸다.

도 4a는 기본으로 세팅된 회생 제동 배분맵으로서, X 감속도는 조절구간 내에 위치한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제동 초기 감속도에서 제1 감속도까지의 구간에서는 후륜 회생 제동토크만 발생된다. 이때, 제1 감속도에서의 후륜 회생 제동토크를 기초 회생 제동토크로 정의하였다. 제1 조절구간에서 후륜 유압 제동토크가 발생되고, 후륜 회생 제동토크는 제1 기준값 이하가 되도록 형성된다. 도 4a에는 제1 기준값이 기초 회생 제동토크와 동일하고, 제1 조절구간에서 후륜 회생 제동토크가 제1 기준값으로 일정하게 유지되는 예가 도시되어 있다. 제2 조절구간에서 후륜 회생 제동토크는 감소하는 동시에 후륜 유압 제동토크는 증가하나, 후륜 제동토크는 제2 기준값 이하가 되도록 형성된다. 제2 기준값은 제1 기준값 이상으로 설정될 수 있다. 도 4a에는 제2 조절구간에서 후륜 제동토크가 제2 기준값으로 일정하게 유지되는 예가 도시되어 있다. 제2 조절구간에서 후륜 회생 제동토크는 보존 회생 제동토크가 될 때까지 감소한다.

도 4b는 X 감속도가 제1 감속도로 이동한 상태를 나타낸 회생 제동 배분맵이다. 제동 초기 감속도에서 제1 감속도까지의 구간은 도 4a의 작동 과정과 동일하다. 다만, X 감속도가 제1 감속도와 동일하므로, 도 4b에는 도 4a의 제1 조절구간과 같은 작동 과정은 나타나지 않으며, 도 4a의 제2 조절구간과 같은 작동 과정이 나타난다. 이 경우 제1 기준값과 제2 기준값은 동일하고, 제1 감속도에서 형성된 후륜 회생 제동토크는 감소하는 동시에 후륜 유압 제동토크는 증가하나, 후륜 제동토크는 제2 기준값 이하가 되도록 형성된다. 이때, 조절구간에서 후륜 제동토크는 최소한 최소 회생 제동 배분선을 따라 배분된다. 즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 조절구간에서 제2 기준값 이하로 형성된 후륜 제동토크는 M 감속도 부터는 최소 회생 제동 배분선을 따라 배분된다. 도 4b는 조절구간에서 후륜 회생 제동토크의 양은 감소하고, 후륜 유압 제동토크의 양은 증가하므로 차량 안정성을 우선하는 제동맵이라 할 수 있다.

도 4c는 X 감속도가 제2 감속도로 이동한 상태를 나타낸 회생 제동 배분맵이다. 제동 초기 감속도에서 제1 감속도까지의 구간은 도 4a의 작동 과정과 동일하다. 다만, X 감속도가 제2 감속도와 동일하므로 도 4a의 제2 조절과정과 같은 작동 과정은 나타나지 않으며, 제1 조절과정과 같은 작동 과정이 나타난다. 따라서, 조절구간에서 후륜 회생 제동토크는 제1 기준값 이하가 되도록 형성되고, 후륜 유압 제동토크는 기본 회생 제동 배분선을 한계로 증가한다. 도 4c는 조절구간에서 후륜 유압 제동토크의 양은 감소하고, 후륜 회생 제동토크의 양은 증가하므로 차량 연비를 우선하는 제동맵이라 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 후륜 회생 제동토크를 미리 줄인 회생 제동 배분맵에 따라 제1 제어부(10)가 제동토크를 배분하므로, 후륜의 휠 슬립 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있으므로, 회생 제동 배분맵 제어는 피드포워드(feedforward) 제어라 할 수 있다.

제1 제어부(10)는 도 4a 내지 도 4c 중 어느 하나의 제동맵을 기본 회생 제동 배분맵으로 설정할 수 있다. 제1 제어부(10)는 기본 회생 제동 배분맵에 따른 제어를 수행하다가, 제동 상황이 달라지면 차량 안정성 또는 차량 연비를 고려하여 제동맵을 업데이트시키고, 업데이트된 제동맵에 따른 제어를 수행한다. 제동 상황이란 제동 중의 노면 상태 및 경사도 등에 따라 후륜 휠 슬립이 발생될 수 있는 상황을 의미한다. 마찰이 적은 노면 또는 언덕에서 제동 시에는 후륜 휠 슬립이 발생될 가능성이 높으므로 차량 안정성을 우선으로 하는 제동맵으로 업데이트될 필요가 있고, 마찰이 높은 노면에서 제동 시에는 후륜 휠 슬립이 발생될 가능성이 낮으므로 차량 연비를 우선으로 하는 제동맵으로 업데이트될 필요가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 제어부의 제어 과정을 나타낸 순서도이다. 단, 도 5는 후륜 제동토크만의 제어 과정만 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 제1 제어부(10)는 운전자 요구 제동 감속도(DMD)와 제1 감속도를 비교한다(S10). DMD가 제1 감속도보다 작으면 제1 제어부(10)는 기초 회생 제동토크를 한도로 하여 후륜 회생 제동토크(보존 회생 제동토크 포함)가 발생되도록 제어한다(S12). DMD가 제1 감속도보다 크면 제1 제어부(10)는 DMD와 X 감속도에서의 제동토크를 비교한다(S20). DMD가 X 감속도보다 작으면 제1 제어부(10)는 후륜 유압 제동토크와 제1 기준값을 한도로 하는 후륜 회생 제동토크(보존 회생 제동토크 포함)가 발생되도록 제어한다(S22). DMD가 X 감속도 보다 크고 제2 감속도 보다 작으면 제1 제어부(10)는 후륜 유압 제동토크와 후륜 회생 제동토크(보존 회생 제동토크 포함)의 합이 제2 기준값 이하가 되도록 제어한다(S32). DMD가 제2 감속도 보다 크면 후륜 유압 제동토크와 보존 회생 제동토크가 발생되도록 제어한다(S34).

다시 도 2를 참조하면, 제2 제어부(20)는 회생 제동 배분맵에 따른 제동 중에 후륜의 제동력이 커서 휠 슬립이 발생되면 차량 안정성을 위해 후륜 회생 제동토크를 추가로 감소시킨다. 즉, 도 4a를 참조하면 기본 회생 제동 배분맵에서 미리 감소된 후륜 회생 제동토크에 따라 제1 제어부(10)의 제어가 수행되다가, 제동 중에 휠 슬립이 발생되면 제2 제어부(20)는 추가로 후륜 회생 제동토크를 감소시키는 것이다.

제2 제어부(20)는 차량 주행 정보(40)에 따라 후륜 휠 슬립값이 미리 설정된 기준슬립값 보다 크다면 후륜 회생 제동토크를 감소시킨다.

제2 제어부(20)는 휠 슬립 모니터링 기반 회생제동 토크 감소 제어(WBR : Wheel slip Based Regen control)를 수행한다. 제2 제어부(20)는 차량 주행 정보(40)를 입력 받아 실시간으로 휠 슬립 여부를 감지한 후, 휠 슬립이 발생된 후에 작동한다. 따라서, 제2 제어부(20)에 의한 제어는 피드백(feedback) 제어라 할 수 있다.

만일 회생 제동 배분맵에 따른 제어가 수행되지 않으면, 후륜 제동토크가 크게 배분되므로 휠 슬립 방지를 위해 제2 제어부(20)가 빈번하게 개입하여 제동 이질감이 발생된다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서는 후륜 제동토크를 미리 감소시킨 후륜 제동 배분맵에 따라 제어가 수행되므로 제2 제어부(20)가 빈번하게 개입될 여지가 적다.

한편, 제2 제어부(20)는 후륜 회생 제동토크를 추가로 감소시킨 후에 차량 안정성이 확보되면 제어 중인 회생 제동 배분맵에 따른 후륜 회생 제동토크로 증가시킨다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 제어부의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 제2 제어부(20)는 후륜 휠 슬립값과 기준슬립값을 비교한다(S40). 후륜 휠 슬립값이 기준슬립값 보다 크면 제2 제어부(20)는 후륜 회생 제동토크를 감소시키는 제어신호를 제1 제어부(10)에 전달하고(S42), 제동 안정상태로 회복하였는지 판단한다(S50). 이후, 제동 안정상태로 회복하였다고 판단되면 제2 제어부(20)는 회생 제동 배분맵 상의 후륜 회생 제동토크로 회복시키는 제어신호를 제1 제어부(10)에 전달한다(S52). 반대로, 제동 불안정상태로 판단되면 제2 제어부(20)는 제동 안정상태로 회복될 때까지 후륜 회생 제동토크를 감소시키거나 유지시킨다.

다시 도 2를 참조하면, 제1 제어부(10)와 제2 제어부(20)는 구동 시스템(후륜 회생 제동토크 발생 시스템)(50) 및 제동 시스템(유압 제동토크 발생 시스템)(60)과 연결되어 전륜과 후륜에 제동토크를 배분하도록 제어신호를 발생시킨다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 X 감속도가 업데이트되는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 X 감속도가 업데이트되는 과정을 나타낸 순서도이다. 한편, 도 7 및 도 8에서 업데이트 되기 전의 X 감속도는 X 감속도_CURRENT 로 표현되고, 업데이트 이후의 X 감속도는 X 감속도_UPDATE 로 표현된다.

상술한 바와 같이, 회생 제동 배분맵이 업데이트되는 경우는 제동 중 제동 상황이 변하는 경우로서, 이는 제2 제어부(20)의 개입 정도에 따라 판단될 수 있다. 예를 들어, 제2 제어부(20)의 개입 정도가 크면 차량 안정성에 적합한 회생 제동 배분맵(도 4b 참조)으로 업데이트될 필요가 있고, 제2 제어부(20)의 개입이 없다면 차량 연비 향상에 적합한 회생 제동 배분맵(도 4c 참조)으로 업데이트될 필요가 있다. 회생 제동 배분맵의 업데이트는 조절구간에서 X 감속도의 위치를 변화시키면서 구현된다.

이때, X 감속도 이상으로 제동을 한 경우, 후륜 휠 슬립이 발생하지 않았다면 차량 안정성에는 문제가 없으므로 차량 연비 향상을 위해 X 감속도를 증가시킬 필요가 있고, 반대로 후륜 휠 슬립이 발생한다면 차량 안정성을 위해 X 감속도를 감소시킬 필요가 있다.

도 7을 참조하면, 우선 제1 제어부(10)는 제동 중인지 여부를 판단한다(S100). 제동 중인 경우, 운전자 요구 제동감속도가 X 감속도_CURRENT 이상인 상황에서 후륜 휠 슬립이 발생된다면(제2 제어부(20)의 개입에 의해 판단 가능) 제1 제어부(10)는 X 감속도_CURRENT 를 a1의 감속도 만큼 줄여 X 감속도_UPDATE 로 업데이트 한다(S112). 단, X 감속도_UPDATE 는 제1 감속도 보다 작게 업데이트될 수 없다. 반대로, 운전자 요구 제동감속도가 X 감속도_CURRENT 이상인 상황에서 후륜 휠 슬립이 발생되지 않는다면 제1 제어부(10)는 X 감속도_CURRENT 를 a2의 감속도 만큼 늘려 X 감속도_UPDATE 로 업데이트 한다(S114). 단, X 감속도_UPDATE 는 제2 감속도 보다 크게 업데이트될 수 없다.

제동 중이 아닌 경우, 이전 제동 시에 X 감속도 업데이트 정보가 있는지 판단한다(S120). X 감속도 업데이트 정보가 있으면 제1 제어부(10)는 X 감속도_CURRENT 를 X 감속도_UPDATE 로 업데이트 한다(S122). 물론 X 감속도_CURRENT 는 제1 감속도와 제2 감속도 사이에 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 제어부(20)는 실시간으로 후륜 휠 슬립 여부를 모니터링 하고, 제1 제어부(10)는 제2 제어부(20)의 개입 정도에 따라 X 감속도를 업데이트 하여 다음 제동 시에 회생 제동 배분맵에 적용한다.

상술한 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에서 제2 제어부(20)는 실시간으로 후륜 휠 슬립을 모니터링한 후 제1 제어부(10)에 전달하고, 제1 제어부(10)는 다음 제동 시에 X 감속도를 업데이트 한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1 제어부(10)는 제동이 이루어진 일정 시간(누적된 제동 시간) 동안 제2 제어부(20)의 개입 정도를 체크한 후 일정 시간이 지난 후에 X 감속도를 업데이트한다.

도 8을 참조하면, 우선 제1 제어부(10)는 제동 중인지 여부를 판단한다(S200). 제동 중인 경우, 제1 제어부(10)는 이전 X 감속도 업데이트 이후 누적된 제동 시간이 미리 설정된 기준 시간 보다 큰지 판단한다(S210). 만일, 누적된 제동 시간이 기준 시간 보다 작으면 X 감속도 업데이트를 위해 충분한 제동 시간이 누적되지 않은 것으로 판단하여 제동 시간을 더 확보한다. 반대로, 누적된 제동 시간이 기준 시간 보다 크면 제1 제어부(10)는 제2 제어부(20)의 개입 빈도가 미리 설정된 기준 빈도 보다 큰지 판단한다(S220). 제2 제어부(20)의 개입 빈도가 기준 빈도 보다 크면 제1 제어부(10)는 X 감속도_CURRENT 를 a1'의 감속도 만큼 줄여 X 감속도_UPDATE 로 업데이트 한다(S222). 단, X 감속도_UPDATE 는 제1 감속도 보다 작게 업데이트될 수 없다. 제2 제어부(20)의 개입 빈도가 기준 빈도 보다 작으면 제1 제어부(10)는 X 감속도_CURRENT 를 a2'의 감속도 만큼 늘려 X 감속도_UPDATE 로 업데이트 한다(S224). 단, X 감속도_UPDATE 는 제2 감속도 보다 크게 업데이트될 수 없다. 여기서, 제2 제어부(20)의 개입 빈도는 제동 시간 대비 제2 제어부(20)의 개입 시간으로 구할 수 있으며, 기준 빈도, a1' 감속도 및 a2' 감속도는 차량 이질감이 없도록 미리 설정된다.

한편, 제동 중이 아닌 경우는 도 7에서 설명된 바와 동일하므로 내용은 생략한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

10 : 제1 제어부 20 : 제2 제어부
30 : 운전자 요구 제동정보 40 : 차량 주행정보
50 : 구동 시스템 60 : 제동 시스템

Claims

운전자 요구 제동량에 기반하여 회생 제동 배분맵 상의 기본 회생 제동 배분비에 따라 감속도 크기 별로 전륜과 후륜의 제동토크를 배분하되, 제1 감속도와 제2 감속도 사이의 조절구간에서 후륜 회생 제동토크를 제1 기준값 이하로 미리 감소시키는 제1 제어부; 및
제동 중 차량 주행 정보에 따라 후륜에 발생된 휠 슬립값이 기준슬립값 보다 크면 후륜 회생 제동 토크를 추가로 감소시켜 상기 제1 제어부에 전달하는 제2 제어부;를 포함하되,
상기 제1 제어부는, 상기 제2 제어부의 개입 정도에 따라 상기 조절구간의 후륜 회생 제동토크 또는 후륜 유압 제동토크를 조절하여 상기 회생 제동 배분맵을 업데이트시키는 것을 특징으로 하는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 감속도는 유압 제동토크가 개입되기 전 후륜에만 회생 제동토크가 배분되는 것을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 감속도는 후륜의 선락 방지를 위해 미리 설정된 보존 회생 제동토크를 제외하고 후륜 회생 제동토크가 제거된 상태를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 제어부는,
상기 조절구간 중 제1 감속도와 X 감속도 사이의 구간에서 후륜 유압 제동토크를 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 제어부는,
상기 X 감속도와 제2 감속도 사이의 구간에서 후륜 회생 제동토크를 감소시킴과 동시에 후륜 유압 제동토크를 증가시키되, 후륜 제동토크가 제2 기준값 이하가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생 제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 제어부는,
상기 제2 제어부의 개입 여부를 실시간으로 모니터링하여 상기 X 감속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생 제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 제어부는,
일정 제동시간 동안 수집된 상기 제2 제어부의 개입 빈도를 고려하여 상기 X 감속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생 제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 제어부는,
상기 조절구간 중 후륜 제동토크가 최소한 상기 회생 제동 배분맵 상의 최소 회생 제동 배분에 따라 배분되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생 제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 제어부는,
상기 후륜 회생 제동 토크를 추가로 감소시킨 후 차량 안정성이 확보되면 상기 기본 회생 제동 배분비에 따른 후륜의 회생 제동토크를 회복시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 회생 제동으로 인한 차량 불안정 발생 사전 방지 시스템.