KR20220007812A - 차량 회생제동 안정성 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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장소라
이호욱
박기수
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량 선회 시 차량의 요레이트(yaw-rate)를 검출하는 요레이트 센서 및 차량 선회 시 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고 상기 요레이트 센서가 검출한 요레이트 검출값과 상기 요레이트 목표값을 비교한 결과에 기반하여 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 컨트롤러를 포함하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템이 개시된다.

Description

차량 회생제동 안정성 제어 시스템 및 방법{VEHICLE REGENERATIVE BRAKING STABILITY CONTROL SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 차량의 회생제동 안정성 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 선회 시 발생하는 요레이트 기반으로 회생제동 토크를 변동하는 제어를 실시함으로써 차량의 안정성과 운전석을 향상시킬 수 있는 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 동력을 생성하는 구동 모터를 구비하는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 수소전지 자동차 등은 차량이 차량 감속 또는 타력 주행 시 구동 모터에 회생 제동 토크를 인가하여 전력을 생성하고 생성된 전력을 배터리 충전에 사용하는 기술이 적용되고 있다.
일반적으로 이러한 회생제동이 일어나게 되면, 차량이 미끄러운 노면에서 주행 중일 때 휠 슬립이 발생하여 차량 안정성이 불량해질 수 있다. 이를 방지하기 위해 회생 제동 토크 인가 시 차량의 휠 슬립이 발생하면 회생 제동 토크를 감소시켜 차량의 주행 안정성을 확보하는 기술이 알려져 있다.
이와 같은 휠 슬립에 따라 회생 제동 토크를 제어하는 종래 기술은, 차량의 구동륜과 비구동륜 사이의 휠속 차이를 기반으로 휠 슬립을 판단하고 그에 따라 회생 제동 토크를 증감시키는 제어에 관한 것이다.
종래 기술은 주로 직선 주로에서 주행 중인 차량에 적용될 수 있으나, 선회 주행 시 휠 슬립은 고려하지 못한다. 차량이 선회 주행하는 경우에는 직진 상황과 달리 적은 량의 휠 슬립 발생에도 차량 안정성이 크게 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 휠 슬립만으로 차량의 안정성을 판단하기 어렵다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2019-0040623 A KR 10-1714232 B1
이에 본 발명은, 차량의 선회 시 차량 주행 상태에 기반하여 요레이트(yaw-rate) 목표값을 설정하고, 설정된 요레이트 목표값과 실제 차량의 요레이트 검출값을 상호 비교하여 회생 제동 토크의 크기를 적절하게 제어함으로써 선회 주행 시 차량의 안정성을 향상시킬 수 있는 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
차량 선회 시 차량의 요레이트(yaw-rate)를 검출하는 요레이트 센서; 및
차량 선회 시 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고 상기 요레이트 센서가 검출한 요레이트 검출값과 상기 요레이트 목표값을 비교한 결과에 기반하여 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 컨트롤러;
를 포함하는 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 차량의 속도 및 조향각에 기반하여 상기 요레이트 목표값을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는,
식
Figure pat00001
(Ytarget: 요레이트 목표값, V: 차량의 속도, l: 차량의 휠베이스,
Figure pat00002
: 차량의 조향각, m: 차량의 중량이고, lf 및 lr: 각각 차량의 무게 중심에서 전륜축까지의 거리 및 후륜축까지의 거리, Kf 및 Kr: 각각 전륜 코너링 강성 및 후륜 코너링 강성)에 의해 상기 요레이트 목표값을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 요레이트 목표값과 상기 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하고, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값의 크기를 결정하고, 기 결정된 회생 제동 토크에 상기 회생 제동 토크 보정값을 차감하여 상기 회생 제동 토크를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는,
식
Figure pat00003
(
Figure pat00004
: 상수, Vref: 차량의 각 휠의 속도 오차를 판단하기 위한 기준값, Vwl: 차량의 각 휠의 속도 중 하나의 값,
Figure pat00005
: 요레이트 목표값,
Figure pat00006
: 요레이트 검출값)에 의해 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값(
Figure pat00007
)을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 요레이트 목표값과 상기 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하고, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 큰 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 신속하게 변화하게 하고, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 작은 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 서서히 변화하게 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
컨트롤러가 차량이 선회 주행 중인지 판단하는 단계;
상기 판단하는 단계에서 차량이 선회 주행 중인 것으로 판단한 경우, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고, 상기 요레이트 목표값과 상기 차량의 실제 요레이트를 검출한 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하는 단계; 및
상기 요레이트 에러값에 기반하여 상기 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 단계;
를 포함하는 차량 회생 제동 안정성 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 판단하는 단계는, 상기 컨트롤러가, 상기 차량의 횡가속도 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이고, 상기 차량의 요레이트 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이며, 상기 차량의 조향각 검출값이 사전 설정된 값 이상인 경우 차량이 선회 주행하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연산하는 단계는, 상기 차량의 속도 및 조향각에 기반하여 상기 요레이트 목표값을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연산하는 단계는,
식
Figure pat00008
(Ytarget: 요레이트 목표값, V: 차량의 속도, l: 차량의 휠베이스,
Figure pat00009
: 차량의 조향각, m: 차량의 중량이고, lf 및 lr: 각각 차량의 무게 중심에서 전륜축까지의 거리 및 후륜축까지의 거리, Kf 및 Kr: 각각 전륜 코너링 강성 및 후륜 코너링 강성)에 의해 상기 요레이트 목표값을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 조정하는 단계는, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값의 크기를 결정하고, 기 결정된 회생 제동 토크에 상기 회생 제동 토크 보정값을 차감하여 상기 회생 제동 토크를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 조정하는 단계는,
식
Figure pat00010
(
Figure pat00011
: 상수, Vref: 차량의 각 휠의 속도 오차를 판단하기 위한 기준값, Vwl: 차량의 각 휠의 속도 중 하나의 값,
Figure pat00012
: 요레이트 목표값,
Figure pat00013
: 요레이트 검출값)에 의해 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값(
Figure pat00014
)을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 조정하는 단계는, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 조정하는 단계는, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 큰 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 신속하게 변화하게 하고, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 작은 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 서서히 변화하게 할 수 있다.
상기 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템 및 방법에 따르면, 차량의 선회 주행 시 운전자의 선회 의지에 해당하는 요레이트 목표값과 실제 차량의 요레이트 검출값의 차이에 해당하는 요레이트 에러값에 기반하여 회생 제동 토크를 제어함으로써 스핀이 발생할 확률이 높은 선회 주행 상황에서 차량 안정성을 확보할 수 있다.
더하여, 상기 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템 및 방법에 따르면, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량 회생 제동 제어 시스템 및 방법은, ABS 시스템이 장착된 차량은 제동 제어기에 의해 모터 회생 제동 시스템이 제어되어야 한다는 여러 차량 관련 법규를 충족시킬 수 있어 차량 양산 개발에 유리한 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템 및 방법에 의한 차속, 요레이트 및 회생 제동 토크 간 관계를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 시스템은, 차량 선회 시 차량의 요레이트(yaw-rate)를 검출하는 요레이트 센서(11)와 상기 차량 선회 시 상기 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고 상기 요레이트 센서(11)가 검출한 요레이트 검출값과 상기 요레이트 목표값을 비교한 결과에 기반하여 상기 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 컨트롤러(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
요레이트 센서(11)는, 차량이 일정 회전 반경을 선회 시 발생하는 회전 각속도(deg/s)에 해당하는 요레이트(yaw-rate)를 검출하는 센서이다. 요레이트 센서(11)에서 검출한 요레이트 검출값은 컨트롤러(20)로 제공되고, 컨트롤러(20)는 요레이트 검출값과 차량 주행 상태에 기반하여 연산한 요레이트 목표값을 비교하여 회생 제동 토크를 조정할 수 있다.
컨트롤러(20)는 차량의 주행 상태, 특히 차량 속도(차속)과 조향각 등에 기반하여 요레이트 목표값을 연산하고, 연산한 요레이트 목표값과 요레이트 센서(11)에서 제공받은 요레이트 검출값을 비교한 결과에 기반하여 차량의 회생 제동 토크량을 조정할 수 있다.
컨트롤러(20)는 다음의 식 1을 이용하여 요레이트 목표값을 연산할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00015
상기 식 1은 에커만 요레이트 공식으로 당 기술분야에 알려진 식이다. 상기 식 1에서, Ytarget은 요레이트 목표값이고, V는 차량의 속도이며, l은 차량의 휠베이스이다. 여기서 차량의 속도(V)는 차량의 휠에 구비된 휠속 센서(12)에 의해 검출된 각 휠의 속도로부터 연산될 수 있다. 또한, 상기 식 1에서 δ는 차량의 조향각으로, 차량에 구비된 조향 시스템에 구비된 조향각 센서(13)에 의해 검출될 수 있으며, m은 차량의 중량이고, lf 및 lr은 각각 차량의 무게 중심에서 전륜축까지의 거리 및 후륜축까지의 거리이며, Kf 및 Kr은 각각 전륜 코너링 강성 및 후륜 코너링 강성이다.
여기서, 차량의 속도(V) 및 조향각(δ)는 차량의 주행 상태를 나타내는 인자로 전술한 바와 같이, 차량에 구비된 휠속 센서(12)와 조향각 센서(13) 등에 의해 검출되는 검출값이고, 나머지 인자들은 차량의 제원과 관련된 인자들로 사전에 결정되는 값들이다.
컨트롤러(20)는 상기 식 1을 통해 요레이트 목표값을 연산하고 요레이트 센서(11)가 실제 차량의 요레이트를 검출한 값(요레이트 검출값)을 요레이트 목표값에서 차감하는 연산을 통해 요레이트 에러값을 연산할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 이 요레이트 에러값을 이용하여 차량의 회생 제동 토크 보정값과 회생 제동 토크의 변화율을 결정하는 방식으로 회생 제동 토크를 조정할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(20)는 요레이트 에러값이 음수이고 그 절대값이 클수록 회생 제동 토크 보정값을 더 크게 증가시킬 수 있다. 여기서 회생 제동 토크 보정값을 증가시킨다는 의미는, 정상 상태에서 결정되는 회생 제동 토크를 감소시키는 양을 증가시킨다는 것을 의미한다.
정상 상태에서, 회생 제동 토크의 크기는 주로 브레이크 페달 센서(14)에서 검출되는 브레이크 페달의 밟음량과 배터리 상태 등을 기반으로 결정될 수 있다. 컨트롤러(20)는 사전에 저장한 맵이나 알고리즘을 이용하여 브레이크 페달의 밟음량과 배터리 충전 상태 등에 해당하는 회생 제동 토크 지령값을 도출하고, 이 회생 제동 토크 지령값에 해당하는 회생 제동 토크가 발생하도록 인버터(미도시)를 제어하여 구동 모터(30)를 구동시킬 수 있다.
앞서 소개한 종래 기술은 정상 상태에서 결정되는 회생 제동 토크의 크기를 휠 슬립이 발생하는 경우 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값을 도출하는 기술이다.
본 발명의 여러 실시형태는, 회생 제동 토크 보정값을 도출함에 있어서, 휠 슬립뿐만 아니라 차량의 요레이트를 고려한 것이다.
예를 들어, 컨트롤러(20)는 다음 식 2와 같이 회생 제동 토크 보정값을 결정할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00016
상기 식 2에서,
Figure pat00017
와
Figure pat00018
는 시뮬레이션이나 차량 시험을 통해 적절히 튜닝되어 결정되는 상수이며, Vref는 휠속 오차를 판단하기 위한 기준값으로 각 휠에 장착된 휠속 센서(12)에서 검출된 휠속 검출값의 최대값 또는 평균 등으로 결정될 수 있다. Vwl은 차량의 휠속 센서(12)에서 검출된 휠속 검출값 중 휠속 차이를 연산하기 위해 결정된 값으로 대개 휠속 검출값 중 최소값이 될 수 있다. "
Figure pat00019
"은 요레이트 목표값(Ytarget)에서 실제 차량의 요레이트 검출값(Yact)을 차감한 요레이트 에러값이다.
식 2에 나타난 것과 같은 회생 제동 토크 보정값은 정상 상태를 감안하여 도출되는 회생 제동 토크 지령에 차감되는 보정값으로, 휠 슬립에 의한 휠속 차이에 따른 보정값에 해당하는 "
Figure pat00020
"항에 요레이트 목표값과 요레이트 검출값의 오차에 해당하는 "
Figure pat00021
"을 더하여 결정될 수 있다. 즉, 본 발명의 여러 실시형태에서는 단순히 휠 슬립에 의한 차량의 안정성 확보뿐만 아니라 차량 선회 시 차량의 안정성 확보를 위해 요레이트 에러값을 추가로 고려하여 회생 제동 토크 보정값을 결정함으로써, 차량의 선회 주행시 차량의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
더하여, 컨트롤러(20)는 결정된 회생 제동 토크 보정값(
Figure pat00022
)을 적용하는 속도에 해당하는 회생 제동 토크의 변화율을 요레이트 에러값에 기반하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 요레이트 에러값의 크기가 클수록 회생 제동 토크 보정값(
Figure pat00023
)에 따른 회생 제동 토크의 증감 기울기를 크게 하여 신속하게 회생 제동 토크 보정값이 적용되게 할 수 있다.
이러한 제어를 통해 요레이트 에러값이 큰 경우에는 회생 제동 토크가 신속하게 변화하게 하여 차량의 안정성을 확보하고, 요레이트 에러값이 작은 경우에는 회생 제동 토크가 서서히 변화하게 하여 차량의 운전성을 확보할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 안정성 제어 방법은, 차량 회생 제동 제어가 요구되는 상황인지 판단하는 단계(S11)로부터 시작될 수 있다.
단계(S11)에서 컨트롤러(20)는 차량의 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상이고 구동 모터(30)의 회생 제동 토크가 사전 설정된 기준 값보다 작은 경우 회생 제동 토크 제어를 수행하는 것으로 판단할 수 있다. 이는 차량의 속도가 느린 경우 차량의 슬립이 발생할 가능성이 낮으며, 회생 제동 토크가 일정 수준 이상인 경우에는 차량의 속도를 크게 감속시켜야 하는 상황이므로 별도의 제어가 필요하지 않기 때문이다.
이어, 컨트롤러(20)는 차량이 선회 주행 중인지 판단할 수 있다(S12). 차량의 선회 주행 판단은 차량에 설치된 횡가속도 센서(16))에서 검출된 차량 횡가속도 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이고, 요레이트 센서(11)에서 검출된 차량의 요레이트 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이며, 차량의 조향각 센서(13)에서 검출된 조향각 검출값이 사전 설정된 값 이상인 경우 차량이 선회 주행하는 것으로 판단할 수 있다.
단계(S12)에서 차량이 선회 주행 중인 것으로 판단하면, 컨트롤러(20)는 상기 식 1과 같이 차량 제원 정보 및 차량 주행 정보를 이용하여 식 1과 같이 요레이트 목표값을 연산하고, 요레이트 목표값에 요레이트 검출값을 차감하여 요레이트 에러값을 연산할 수 있다(S13).
한편, 도 2에서는 단계(S12)에서 차량이 선회 주행 중이지 않은 것으로 판단하면 제어를 종료하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 차량 선회 주행 시 회생 제동 토크를 제어하는 것을 특징으로 하므로 선회 주행 중 제어를 실행하지 않는다는 것을 의미하는 것일 뿐 실제 회생 제동 토크 제어를 완전히 종료한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 즉, 단계(S12)에서 차량이 선회 주행 중이 않은 것으로 판단하면, 컨트롤러(20)는 종래에 알려진 것과 같이 직선 주행시 차량의 휠 슬립량에 기반하여 회생 제동 토크를 보상하는 제어를 수행할 수 있다.
이어, 컨트롤러(20)는 요레이트 에러값이 사전 설정된 기준값 보다 크거나, 휠 슬립과 요레이트 에러값이 모두 각각에 대해 서전 설정된 기준값 보다 큰 조건인 경우 요레이트 보상 제어를 위한 요건이 충족되는 것으로 판단하고(S14), 요레이트 에러값 보상 제어를 수행할 수 있다(S15).
전술한 바와 같이, 단계(S15)에서, 컨트롤러(20)는 요레이트 에러값을 적용하여 회생 제동 토크 보정값을 결정하고 요레이트 에러값의 크기(절대값)에 따라 회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도에 해당하는 회생 제동 토크의 변화율을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량 회생 제동 제어 시스템 및 방법에 의한 차속, 요레이트 및 회생 제동 토크 간 관계를 도시한 그래프이다.
도 3에서, 참조부호 'L1'은 차량의 속도를 나타내고, 'L2'는 휠속을 나타낸다. 여기서 휠속은 복수의 휠 각각의 속도 중 최소값이 될 수도 있으며, 필요에 따라 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 또한, 참조부호 'L3'는 요레이트 목표값을 나타내고, 'L4'는 요레이트 검출값을 나타내며, 'L5'는 회생 제동 토크 보정값이 적용된 회생 제동 토크를 나타낸다.
도 3에 도시된 것과 같이, 단계(S15)에서 컨트롤러(20)는 상기 식 2에 의해 연산된 것과 같이, 휠슬립에 해당하는 항과 요레이트 에러값에 해당하는 항을 연산하고 두 항의 합을 회생 제동 토크의 크기를 감소시키는 회생 제동 토크 보정값으로 결정하여, 정상 상태에서 출력되는 회생 제동 토크에서 회생 제동 토크 보정값을 차감함으로써 회생 제동 토크 제어가 이루어질 수 있다.
회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도에 해당하는 회생 제동 토크의 변화율은 요레이트 에러값의 크기에 따라 변경될 수 있다. 즉, 도 3에 나타난 것과 같이, 요레이트 에러값의 크기가 클수록 회생 제동 토크의 변화량 기울기가 상대적으로 더 급격하게 변경될 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 단계(S15)의 요레이트 에러값 기반 회생 제동 토크 보상 제어를 수행 중 사전 설정된 기준 시간 이상 요레이트 에러값이 사전 설정된 기준값 보다 작은 상태가 유지되면, 선회 주행 시 회생 제동 토크 제어를 종료할 수 있다(S16).
이상의 설명에서, 선회 주행 시 요레이트 에러값에 기반한 회생 제동 토크 제어를 수행하는데 필요한 차량 주행 상태에 대한 정보는 일부 센서에 의해 도출되는 것으로 예시되고 있으나, 당 기술 분야에 알려진 다양한 다른 수단(예를 들어, 전후방 레이더 센서, GPS 모듈 등)에 의해 다양하게 도출될 수 있다. 또한, 회생 제동 토크 제어 모드에 진입하기 위한 조건이나 회생 제동 토크 제어 모드에서 이루어지는 회생 제동 토크 보정량 등은 차량의 드라이브 모드 별로 차별화될 수 있도록 튜닝될 수 있다.
전술한 것과 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량 회생 제동 제어 시스템 및 방법은 차량의 선회 주행 시 운전자의 선회 의지에 해당하는 요레이트 목표값과 실제 차량의 요레이트 검출값의 차이에 해당하는 요레이트 에러값에 기반하여 회생 제동 토크를 제어함으로써 스핀이 발생할 확률이 높은 선회 주행 상황에서 차량 안정성을 확보할 수 있다.
더하여, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량 회생 제동 제어 시스템 및 방법은, ABS 시스템이 장착된 차량은 제동 제어기에 의해 모터 회생 제동 시스템이 제어되어야 한다는 여러 차량 관련 법규를 충족시킬 수 있어 차량 양산 개발에 유리한 이점이 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 청구범위의 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
11: 요레이트 센서 12: 휠속 센서
13: 조향각 센서 14: 브레이크 페달 센서
15: 횡가속도 센서 20: 컨트롤러
30: 구동 모터

Claims (15)

  1. 차량 선회 시 차량의 요레이트(yaw-rate)를 검출하는 요레이트 센서; 및
    차량 선회 시 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고 상기 요레이트 센서가 검출한 요레이트 검출값과 상기 요레이트 목표값을 비교한 결과에 기반하여 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 컨트롤러;
    를 포함하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 차량의 속도 및 조향각에 기반하여 상기 요레이트 목표값을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    식
    Figure pat00024

    (Ytarget: 요레이트 목표값, V: 차량의 속도, l: 차량의 휠베이스,
    Figure pat00025
    : 차량의 조향각, m: 차량의 중량이고, lf 및 lr: 각각 차량의 무게 중심에서 전륜축까지의 거리 및 후륜축까지의 거리, Kf 및 Kr: 각각 전륜 코너링 강성 및 후륜 코너링 강성)에 의해 상기 요레이트 목표값을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 요레이트 목표값과 상기 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하고, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값의 크기를 결정하고, 기 결정된 회생 제동 토크에 상기 회생 제동 토크 보정값을 차감하여 상기 회생 제동 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    식
    Figure pat00026

    (
    Figure pat00027
    ,
    Figure pat00028
    : 상수, Vref: 차량의 각 휠의 속도 오차를 판단하기 위한 기준값, Vwl: 차량의 각 휠의 속도 중 하나의 값,
    Figure pat00029
    : 요레이트 목표값,
    Figure pat00030
    : 요레이트 검출값)에 의해 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값(
    Figure pat00031
    )을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 요레이트 목표값과 상기 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하고, 상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 요레이트 에러값이 상대적으로 큰 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 신속하게 변화하게 하고, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 작은 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 서서히 변화하게 하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 시스템.
  8. 컨트롤러가 차량이 선회 주행 중인지 판단하는 단계;
    상기 판단하는 단계에서 차량이 선회 주행 중인 것으로 판단한 경우, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 주행 상태를 기반으로 요레이트 목표값을 연산하고, 상기 요레이트 목표값과 상기 차량의 실제 요레이트를 검출한 요레이트 검출값의 차에 해당하는 요레이트 에러값을 연산하는 단계; 및
    상기 요레이트 에러값에 기반하여 상기 차량의 회생 제동 토크를 조정하는 단계;
    를 포함하는 차량의 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 판단하는 단계는,
    상기 컨트롤러가, 상기 차량의 횡가속도 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이고, 상기 차량의 요레이트 검출값이 사전 설정된 기준값 이상이며, 상기 차량의 조향각 검출값이 사전 설정된 값 이상인 경우 차량이 선회 주행하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    상기 차량의 속도 및 조향각에 기반하여 상기 요레이트 목표값을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    식
    Figure pat00032

    (Ytarget: 요레이트 목표값, V: 차량의 속도, l: 차량의 휠베이스,
    Figure pat00033
    : 차량의 조향각, m: 차량의 중량이고, lf 및 lr: 각각 차량의 무게 중심에서 전륜축까지의 거리 및 후륜축까지의 거리, Kf 및 Kr: 각각 전륜 코너링 강성 및 후륜 코너링 강성)에 의해 상기 요레이트 목표값을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 조정하는 단계는,
    상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값의 크기를 결정하고, 기 결정된 회생 제동 토크에 상기 회생 제동 토크 보정값을 차감하여 상기 회생 제동 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  13. 청구항 8 또는 청구항 12에 있어서, 상기 조정하는 단계는,
    식
    Figure pat00034

    (
    Figure pat00035
    ,
    Figure pat00036
    : 상수, Vref: 차량의 각 휠의 속도 오차를 판단하기 위한 기준값, Vwl: 차량의 각 휠의 속도 중 하나의 값,
    Figure pat00037
    : 요레이트 목표값,
    Figure pat00038
    : 요레이트 검출값)에 의해 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값(
    Figure pat00039
    )을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  14. 청구항 8에 있어서, 상기 조정하는 단계는,
    상기 요레이트 에러값의 크기에 따라 상기 회생 제동 토크를 감소시키기 위한 회생 제동 토크 보정값이 적용되는 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 토크 안정성 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 조정하는 단계는,
    상기 요레이트 에러값이 상대적으로 큰 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 신속하게 변화하게 하고, 상기 요레이트 에러값이 상대적으로 작은 경우 상기 회생 제동 토크 보정값의 적용 시 차량의 회생 제동 토크가 서서히 변화하게 하는 것을 특징으로 하는 차량 회생 제동 안정성 토크 제어 방법.
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