KR20220130291A - 회생 제동 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

일실시예에 따른 회생 제동 시스템은 구동모터를 가진 차량의 회생 제동 시스템에 있어서, 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달변위센서와, 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기와 통신하는 통신부 및 브레이크 페달의 조작이 검출되면, 구동모터의 회생 제동에 의해 발생 가능한 회생제동 허용량을 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기로 전송하고, 모터 제어기로부터 전송된 회생제동 허용량에 따른 회생제동 실행량을 수신하고, 수신된 회생제동 실행량에 따라 회생제동 허용량을 제한시키고, 제한된 회생제동 허용량과 수신된 회생제동 실행량의 차이를 근거로 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 제어부를 포함한다.

Description

회생 제동 시스템 및 그 제어방법{REGENERATIVE BRAKING SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 회생 제동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 제동시 구동모터에 의해 회생 제동을 수행하는 회생 제동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량 또는 전기 차량과 같이 구동모터로 구동되는 차량은 연비 향상을 위하여 제동 시 구동모터에 의하여 회생 제동을 수행한다.
회생 제동 시스템은 차량이 제동하는 동안 차량의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리로 저장하고, 차량이 주행할 때 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용해서 차량의 운동에너지로 사용하여 연비를 향상시킬 수 있다.
회생 제동 시스템은 회생 제동을 하는 동안 구동모터에 의해 발생되는 회생 제동량과 유압 제동장치에 의해 발생되는 유압 제동량의 합이 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량을 충족시키도록 제어하는 회생제동 협조 제어를 수행할 수 있다.
구동모터의 용량이 큰 차량은 운전자가 가속 후 바로 제동을 할 경우 구동모터의 관성 때문에 회생 제동을 바로 수행하지 못하는 상황이 생길 수 있다.
이러한 상황에서 회생 제동을 시작할 경우, 회생 제동력은 빠르게 상승하며 운전자 요구 제동력을 유지시키기 위하여 유압 제동력은 빠르게 해제될 수 있다. 이때, 빠르게 변하는 유압을 정확하게 추종하지 못할 경우 의도하지 않은 차량의 충격(shock)을 유발하여 차량 감속도에 악영향을 줄 수 있다.
등록특허공보 제10-1637709호(2016.07.01.등록)
개시된 발명의 일 측면은 회생제동 협조 제어시 차량 감속도를 일정하게 유지시킬 수 있는 회생 제동 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 구동모터를 가진 차량의 회생 제동 시스템에 있어서, 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달변위센서; 상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기와 통신하는 통신부; 및 상기 브레이크 페달의 조작이 검출되면, 상기 구동모터의 회생 제동에 의해 발생 가능한 회생제동 허용량을 상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기로 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 상기 전송된 회생제동 허용량에 따른 회생제동 실행량을 수신하고, 상기 수신된 회생제동 실행량에 따라 상기 회생제동 허용량을 제한시키고, 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이를 근거로 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 제어부를 포함하는 회생 제동 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 제1 기준량보다 크면, 상기 회생제동 허용량을 제한시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 제1 기준량보다 크면 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이가 상기 미리 설정된 제1 기준량보다 낮도록 미리 설정된 제2 기준량보다 낮으면, 상기 회생제동 허용량 제한을 해제시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량을 상기 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 증가시킬 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 구동모터를 가진 차량의 회생 제동 시스템에 있어서, 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달변위센서; 상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기와 통신하는 통신부; 상기 브레이크 페달의 조작이 검출되면, 회생제동 허용량을 상기 모터 제어기로 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 회생제동 실행량을 수신하고, 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 크면, 상기 회생제동 허용량을 제한시키고, 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이가 적으면, 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 제어부를 포함하는 회생 제동 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 회생제동 허용량 제한시 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시키고, 회생제동 허용량 제한해제시 상기 홀딩된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 상승시킬 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면은 브레이크 페달 조작이 감지되면, 회생제동 허용량을 모터 제어기로 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 회생제동 실행량을 수신하고, 상기 수신된 회생제동 실행량에 따라 상기 회생제동 허용량을 제한시키고, 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이를 근거로 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 회생 제동 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 회생제동 허용량 제한은, 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시킬 수 있다.
상기 회생제동 허용량 제한해제는 상기 홀딩된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 상승시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 회생제동 협조 제어시 회생 제동량의 급격한 변화를 방지하여 차량 감속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템이 적용되는 차량을 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어부의 제어블록을 도시한다.
도 4는 기존 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 타이밍을 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 타이밍을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조제어시 회생제동 실행량과 유압 제동량의 기울기 변화를 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어방법을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템이 적용되는 차량을 도시한다.
도 1을 참조하면, 회생 제동 시스템이 장착된 차량은 전륜(FL, FR)과 후륜(RL, RR)이 2개씩 있는 하이브리드 차량이며, 2개의 전륜(FL, FR)이 구동륜으로 되어 있다.
차량은 구동원인 엔진(10), 다른 구동원인 구동모터(20) 및 이 구동모터(20)에 전원을 공급하는 배터리(30), 클러치(40), 변속기(50), 차동 장치(60)를 포함할 수 있다.
구동모터(20)는 배터리(30)로부터 전원을 공급받아 회전력을 발생시키고, 발생된 회전력을 변속기(50)와 차동 장치(60)를 통해 구동륜인 좌우 전륜(FL, FR)에 전달하여 좌우 전륜(FL, FR)를 회전시킬 수 있다.
구동모터(20)는 엔진(10)과 구동모터(20)를 선택적으로 연결하는 클러치(30)에 의해 엔진(10)과 연결되면 엔진(10)의 회전력을 함께 좌우 전륜(FL, FR)에 전달할 수 있다.
구동모터(20)의 구동력은 변속기(50)와 차동 장치(40)를 통해 좌우 구동축(70)에 전달되어 좌우 전륜(FL, FR)이 회전 구동될 수 있다.
구동모터(20)는 제동, 감속 또는 저속 주행에 의한 회생 제동 모드에서 발전기로 동작하여 배터리(30)를 충전시킬 수 있다.
차량은 유압제동 장치(80)로서 각 차륜(FL, FR, RL, RR)에는 제동을 위한 휠 브레이크(WBfl, WBfr, WBrl, WBrr)와, 각 차륜(FL, RR, RL, FR)에 제동력을 제공하도록 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr)에 액압을 공급하는 유압유닛(HU)를 포함할 수 있다.
유압 제동장치(80)는 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(BP)이 연결된 마스터 실린더(MC)와, 이 마스터 실린더(MC)의 액압을 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr)에 공급하거나, 모터 펌프에 의해 가압된 액압, 고압어큐뮬레이터의 액압을 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr)에 공급하거나, 혹은 모터의 회전력을 이용하여 압력챔버 내의 유압피스톤을 이동시키는 것에 의해 발생된 액압을 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr)을 공급하는 유압유닛(HU)을 포함할 수 있다. 유압유닛(HU)은 복수의 구성요소가 일체화된 브레이크 액추에이터일 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 2를 참조하면, 회생 제동 시스템은 브레이크 제어기인 제어부(ECU)(100), 차량 제어기인 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit; HCU)(200), 모터 제어기(Motor Control Unit; MCU)(300)를 포함할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 차량 작동의 전반을 제어하는 최상위 제어기일 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 제어부(ECU)(100) 및 모터 제어기(MCU)(300)와 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 상호 간에 정보를 주고받으며 협조 제어를 수행할 수 있다. 하이브리드 제어기(HCU)(200)는 제어부(ECU)(100) 및 모터 제어기(MCU)(300) 외에도 변속기 작동을 제어하는 변속 제어기(TCU), 배터리 상태정보를 수집하여 배터리 충방전 제어에 이용하거나 타 제어기에 제공하는 배터리 제어기(BMS) 등의 하위 제어기들과 CAN 통신을 통해 정보를 주고받을 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 제어(ECU)(100) 및 모터 제어기(MCU)(300)로부터 각종 정보를 전달받아 수집하고, 제어명령을 하위제어기인 제어부(ECU) 및 모터 제어기(MCU)에 전달할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 CAN 통신 이외에도 다양한 통신 기법, 예를 들면, 이더넷(Ethernet), 모스트(Media Oriented Systems Transport, MOST), 플렉스레이(Flexray) 및 린(Local Interconnect Network, LIN) 등에 기초하여 다른 제어기들과 상호 연결될 수 있다.
모터 제어기(MCU)(300)는 하이브리드 제어기(HCU)의 제어명령에 따라 구동모터(20)의 작동을 제어할 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 유압 제동장치(80)의 유압유닛(HU)의 작동을 제어할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어부의 제어블록을 도시한다.
도 3을 참조하면, 제어부(ECU)(100)의 입력측에는 페달변위센서(110), 휠 속도센서(120) 및 압력센서(130)가 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(ECU)(100)의 출력측에는 통신부(140)와 구동부(150)가 전기적으로 연결될 수 있다.
페달변위센서(110)는 브레이크 페달(BP)의 작동 및 변위를 검출할 수 있다.
휠 속도센서(120)는 각 차륜(FL, FR, RL, RR)의 휠 속도를 검출할 수 있다.
압력센서(130)는 유압 제동장치(80)의 압력을 검출할 수 있다. 압력센서(130)는 마스터 실린더(MC)의 압력, 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr) 및 유압유닛(HU) 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
통신부(140)는 하이브리드 제어기(HCU)와 통신을 수행할 수 있다. 제어부(ECU)(100)는 통신부(140)를 통해 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 정보를 전송하고, 하이브리드 제어기(HCU)(200)로부터 정보를 수신할 수 있다.
구동부(150)는 제어부(ECU)(100)의 제어신호에 따라 유압유닛(HU)의 밸브 또는/및 모터 등 각종 구성요소를 구동시킬 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 프로세서(101)와 메모리(102)를 포함할 수 있다.
메모리(102)는 페달변위센서(110), 휠 속도센서(120) 및 압력센서(130)로부터 수신된 데이터 및 통신부(140)를 통해 수신된 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(101)의 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(102)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(101)는 브레이크 페달 변위정보, 휠 속도 정보 및 압력정보들을 이용하여 유압유닛(HU)를 작동시켜 유압제동력을 발생시킬 수 있다.
프로세서(101)는 페달변위센서(110)에 의해 검출된 브레이크 페달 변위 정보로부터 운전자 요구 제동량을 결정할 수 있다.
프로세서(101)는 구동모터(20)의 회생 제동에 의해 발생 가능한 회생제동량인 회생제동 허용량을 결정할 수 있다. 회생제동 허용량은 운전자 요구 제동량 내에서 구동모터(20)가 회생 제동을 수행하여 회생제동량을 얼마만큼 발생시킬 수 있는지에 대한 가이드일 수 있다. 회생제동 허용량은 구동모터(20)의 사양(specifications)을 고려하여 결정될 수 있다.
프로세서(101)는 운전자 요구 제동량과 구동모터(20)의 회생 제동에 의해 발생 가능한 최대 회생제동 가능량 중 최소값을 회생제동 허용량으로 결정할 수 있다. 최대 회생제동 가능량은 차속에 기반한 최대 회생제동 가능량 맵에 의해 결정될 수 있다.
프로세서(101)는 휠 속도센서(120)를 통해 검출된 휠 속도로부터 결정된 차속을 이용하여 최대 회생제동 가능량을 판단할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 전송할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 제어부(ECU)(100)로부터 회생제동 허용량이 수신되면, 수신된 회생제동 허용량을 모터 제어기(MCU)(300)로 전송할 수 있다.
모터 제어기(MCU)(300)는 하이브리드 제어기(HCU)(200)로부터 회생제동 허용량이 수신되면, 수신된 회생제동 허용량에 대응하는 회생제동 토크를 발생시키도록 모터 토크 지령에 따라 구동모터(20)를 제어할 수 있다. 이에 따라 구동모터(20)에 의한 회생 제동이 수행될 수 있다.
모터 제어기(MCU)(300)는 구동모터(20)의 실제 모터 토크를 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 전송할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 모터 제어기(MCU)(300)로부터 실제 모터 토크가 수신되면, 수신된 실제 모터 토크에 따라 회생제동 실행량을 판단할 수 있다. 하이브리드 제어기(HCU)(200)는 모터 토크에 대응하는 제어량을 회생 제동 실행량으로 판단할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)(200)는 회생제동 실행량을 제어부(ECU)(100)로 전송할 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 하이브리드 제어기(HCU)(200)로부터 회생제동 실행량이 수신되면, 운전자 요구 제동량과 회생제동 실행량으로부터 유압 제동량을 결정할 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 각 휠 브레이크(WBfl, WBrr, WBrl, WBfr)가 결정된 유압 제동량에 대응하는 유압 제동토크를 발생시키도록 유압유닛(HU)을 제어할 수 있다.
도 4는 기존 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 타이밍을 도시하고, 도 5는 일실시예에 따른 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 타이밍을 도시하며, 도 6은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템에서 회생제동 협조제어시 회생제동 실행량과 유압 제동량의 기울기 변화를 도시한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 운전자가 브레이크 페달(BP)을 적게 밟아 운전자 요구 제동량이 낮으면, 운전자 요구 제동량 전량을 회생제동을 통해 발생시킬 수 있다. 운전자가 브레이크 페달(BP)를 많이 밟아 운전자 요구 제동량이 높으면, 회생 제동을 통해 회생 제동량을 발생시키고 나머지는 유압 제동을 통해 유압 제동량을 발생시킬 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 t0 시점에서 브레이크 페달(BP)의 조작이 감지되면, 페달변위센서(110)에 의해 검출된 브레이크 페달 변위 정보로부터 운전자 요구 제동량을 결정하고, 회생제동 실행량이 없는 상태이므로 유압유닛(HU)을 구동시켜 결정된 운전자 요구 제동량에 대응하는 유압 제동량을 발생시킬 수 있다. 회생제동 허용량이 전송되고 있지만 회생제동 실행량이 없으므로 총 제동력을 맞추기 위해서 유압제동을 수행한다.
제어부(ECU)(100)는 t1 시점에서 회생제동 허용량을 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 전송할 수 있다. 하이브리드 제어기(HCU)(200)는 모터 제어기(MCU)(300)에 이 회생제동 허용량을 전송할 수 있다. 회생제동 허용량은 운전자 요구 제동량 내에서 구동모터(20)가 회생제동을 얼마만큼 할 수 있는지에 대한 가이드로서 운전자 요구 제동량과 구동모터(20)의 회생 제동에 의해 발생 가능한 최대 회생제동 가능량 중 최소값일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기존 회생 제동 시스템은 2점 쇄선의 회생제동 허용량을 실선의 운전자 요구 제동량에 추종시킨다.
회생제동 허용량을 보내는 데로 회생제동 실행량이 발생해야 하지만, 제어부(ECU)(100)가 내보낸 회생제동 허용량에 대하여 구동모터(20)가 바로 회생 제동을 실행하지 않는 경우가 있다. 예를 들면, 구동모터(20)의 용량이 큰 차량은 운전자가 가속 후 바로 제동을 할 경우 구동모터(20)의 관성 때문에 회생 제동을 바로 수행하지 못하는 상황이 생길 수 있다. 이외에도 구동모터(20)의 자체의 요인이나 다른 요인들에 의해 그러한 상황이 생길 수 있다.
모터 제어기(ECU)(300)는 회생제동 허용량을 실제로 받아서 회생제동 허용량에 따른 모터 토크 지령에 따라 구동모터(20)를 회생 제동시킨다.
그런데 구동모터(20)가 회생제동 허용량에 따라 회생 제동을 바로 실행해야 하지만 회생 제동을 바로 실행하지 못해 회생제동 실행량이 0인 상태(혹은 아주 낮은 상태)일 수 있다.
회생제동 실행량이 0인 상태를 지속하다가 구동모터(20)의 회생 제동이 정상적으로 이루어지면 회생제동 허용량이 높은 수준이므로 t3 시점에서 t5 시점까지 회생제동 허용량에 따른 회생제동 실행량이 급격히 증가한다.
회생제동 실행량이 급격히 증가함에 따라 유압 제동량도 급격히 감소한다. 즉, 회생제동 실행량이 급격히 솟아오를 경우에 유압 제동량이 급격하게 빠져야 한다. 유압제동 장치를 제어하는 제어주체는 제어부(ECU)(100)이고, 구동모터(20)를 제어하는 제어주체는 모터 제어기(MCU)(300)로 제어주체가 서로 다르고, 실제 차량에서 신호를 주고받는데 지연도 있을 뿐만 아니라, 구동모터(20)의 반응성과 압력의 반응성이 완전히 똑같지 않기 때문에 회생제동 실행량은 급격히 증가하고 유압 제동량은 급격하게 감소시키는 상황에서 의도하지 않은 차량의 충격을 유발하여 차량 감속도를 일정하게 유지 못할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 회생 제동 시스템은 회생제동 실행량을 실시간으로 모니터링해서 회생제동 허용량을 운전자 요구 제동량과 최대회생제동가능량 중 최소값으로 계속 올리되, 어느 정도까지도 회생제동 실행량이 따라오지 않으면 회생제동 허용량을 제한한다. 이는 나중에 회생제동 실행량이 발생할 때 급격히 증가할 수 있는 범위를 제한하기 위함일 수 있다.
t1 시점에서 t2 시점까지 회생제동 허용량을 운전자 요구 제동량과 최대회생제동가능량 중 최소값으로 올린다. 회생제동 허용량이 기준 허용량에 도달하면(t2), 회생제동 허용량을 기준 허용량으로 홀딩시킬 수 있다. 이 기준 허용량은 미리 설정될 수 있다.
회생제동 허용량은 t2 시점부터 t4 시점까지 홀딩된다.
회생제동 허용량이 홀딩 중인 상태에서 t3 시점에서 회생제동 실행량이 증가하면, 회생제동 허용량과 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 값 이하인지를 판단하여 회생제동 허용량과 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 값 이하이면, 회생제동 허용량과 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 값 이하인 t4 시점에 회생제동 허용량을 다시 증가시키기 시작하여 운전자 요구 제동량 또는 최대회생제동가능량 중 최소값(도 5에서는 최소값인 운전자 요구 제동량)까지 선형적으로 증가시킨다(t6). 즉, 회생제동 실행량이 증가하여 회생제동 허용량과 회생제동 실행량의 차이가 설정된 범위에 들어오면 회생제동 허용량을 다시 증가시켜 일정한 비율로 운전자 요구 제동량까지 증가시킬 수 있다.
회생제동 허용량이 운전자 요구 제동량까지 증가함에 따라 회생제동 실행량이 회생제동 허용량에 따라 운전자 요구 제동량까지 함께 증가할 수 있다(t7).
도 6에 도시된 바와 같이, 기존의 회생제동 실행량은 급격히 증가하지만, 본 발명의 회생제동 실행량은 기울기가 낮아져 완만하게 증가한다.
따라서, 기존의 유압 제동량은 급격히 감소하지만, 본 발명의 유압 제동량은 기울기가 낮아져 완만하게 증가한다. 즉, 이와 같이, 유압 제동량이 기존보다 완만하게 감소하기 때문에 충격을 줄일 수 있어 차량 감속도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 이때, 회생제동 허용량을 증가시킬 때 회생제동 허용량의 증가기울기는 회생제동 실행량에 따른 유압 제동량의 감소기울기를 고려하여 결정될 수 있다. 회생제동 실행량에 따른 유압 제동량의 감소기울기는 압력 추종을 잘할 수 있는 미리 설정된 기울기일 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 회생 제동 시스템의 제어방법을 도시한다.
도 7을 참조하면, 제어부(ECU)(100)는 브레이크 페달(BP)의 조작이 감지되면(400), 페달변위센서(110)에 의해 검출된 브레이크 페달 변위 정보로부터 운전자 요구 제동량을 결정하고(402), 회생제동 허용량을 결정한다(404).
제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 전송할 수 있다(406). 하이브리드 제어기(HCU)(200)는 회생제동 허용량을 모터 제어기(MCU)(300)로 전송할 수 있다. 모터 제어기(MCU)(300)는 회생제동 허용량에 따른 모터 구동 토크를 구동모터(20)를 회생 제동시킬 수 있다. 모터 제어기(MCU)(300)는 회생제동 실행량을 하이브리드 제어기(HCU)(200)에 전송할 수 있다. 하이브리드 제어기(HCU)(200)는 회생제동 실행량을 제어부(ECU)(100)에 전송할 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 하이브리드 제어기(HCU)(200)로부터 회생제동 실행량을 수신할 수 있다(408).
제어부(ECU)(100)는 운전자 요구 제동량과 회생제동 실행량으로부터 유압 제동량을 결정할 수 있다(410).
제어부(ECU)(100)는 유압유닛(HU)을 제어하여 유압 제동량을 발생시킬 수 있다(412).
제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량과 회생제동 실행량의 차이인 Δ제어량(회생제동 허용량 - 회생제동 실행량)을 판단할 수 있다(414).
제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량의 홀드 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다(416). 제어부(ECU)(100)는 Δ제어량이 미리 설정된 제1 기준량 이상이고, 회생제동 실행량이 0 이하이면, 회생제동 허용량의 홀드 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
만약, 작동모드 416의 판단결과 회생제동 허용량 홀드 조건을 만족하면, 제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 홀드시킬 수 있다(418). 이때, 제어부(ECU)(100)는 현재의 회생제동 허용량을 홀드시킬 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 홀드시킨 후 작동모드 406으로 이동하여 이하의 작동모드를 수행할 수 있다.
한편, 작동모드 416의 판단결과 회생제동 허용량 홀드 조건을 만족하지 않으면, 제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량의 홀드해제 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다(420). 이때, 제어부(ECU)(100)는 Δ제어량이 미리 설정된 제1 기준량보다 낮도록 미리 설정된 제2 기준량 이하이면, 회생제동 허용량의 홀드해제 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
만약, 작동모드 420의 판단결과 회생제동 허용량 홀드해제 조건을 만족하면, 제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량의 홀드를 해제시키고 증가시킬 수 있다(422). 이때, 제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 미리 설정된 기울기로 운전자 요구 제동량에 도달할 때까지 증가시킬 수 있다.
제어부(ECU)(100)는 회생제동 허용량을 증가시킨 후 회생제동 실행량이 운전자 요구 제동량 이상인지를 판단할 수 있다(424).
작동모드 424의 판단결과 회생제동 실행량이 운전자 요구 제동량 이상이 아니면, 제어부(ECU)(100)는 작동모드 406으로 이동하여 이하의 작동모드를 수행할 수 있다.
작동모드 424의 판단결과 회생제동 실행량이 운전자 요구 제동량 이상이면, 제어부(ECU)(100)는 유압제동을 정지시킬 수 있다(426).
한편, 작동모드 420의 판단결과 회생제동 허용량 홀드 조건을 만족하지 않으면, 제어부(ECU)(100)는 작동모드 400으로 이동하여 이하의 작동모드들을 수행할 수 있다.
또한, 제어부(ECU)(100)는 작동모드 400의 판단결과 브레이크 페달(BP)의 조작이 감지되지 않으면, 미리 설정된 루틴으로 이동할 수 있다.
이상과 같이, 일실시예에 따른 회생 제동 시스템은 회생제동 협조 제어시 회생 제동량의 급격한 변화를 방지하여 차량 감속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
10 : 엔진 20 : 구동모터
30 : 배터리 100 : 제어부
110 : 페달변위센서 120 : 휠 속도센서
130 : 압력센서 140 : 통신부
150 : 구동부 200 : 하이브리드 제어기
300 : 모터 제어기

Claims (11)

  1. 구동모터를 가진 차량의 회생 제동 시스템에 있어서,
    브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달변위센서;
    상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기와 통신하는 통신부; 및
    상기 브레이크 페달의 조작이 검출되면, 상기 구동모터의 회생 제동에 의해 발생 가능한 회생제동 허용량을 상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기로 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 상기 전송된 회생제동 허용량에 따른 회생제동 실행량을 수신하고, 상기 수신된 회생제동 실행량에 따라 상기 회생제동 허용량을 제한시키고, 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이를 근거로 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 제어부를 포함하는 회생 제동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 제1 기준량보다 크면, 상기 회생제동 허용량을 제한시키는 회생 제동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 미리 설정된 제1 기준량보다 크면 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시키는 회생 제동 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이가 상기 미리 설정된 제1 기준량보다 낮도록 미리 설정된 제2 기준량보다 낮으면, 상기 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 회생 제동 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 증가시키는 회생 제동 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제한된 회생제동 허용량을 상기 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 증가시키는 회생 제동 시스템.
  7. 구동모터를 가진 차량의 회생 제동 시스템에 있어서,
    브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달변위센서;
    상기 구동모터를 회생 제동시키는 모터 제어기와 통신하는 통신부;
    상기 브레이크 페달의 조작이 검출되면, 회생제동 허용량을 상기 모터 제어기로 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 회생제동 실행량을 수신하고, 상기 회생제동 허용량과 상기 회생제동 실행량의 차이가 크면, 상기 회생제동 허용량을 제한시키고, 상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이가 적으면, 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 제어부를 포함하는 회생 제동 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 회생제동 허용량 제한시 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시키고, 회생제동 허용량 제한해제시 상기 홀딩된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 상승시키는 회생 제동 시스템.
  9. 브레이크 페달 조작이 감지되면, 회생제동 허용량을 모터 제어기로 전송하고,
    상기 모터 제어기로부터 회생제동 실행량을 수신하고,
    상기 수신된 회생제동 실행량에 따라 상기 회생제동 허용량을 제한시키고,
    상기 제한된 회생제동 허용량과 상기 수신된 회생제동 실행량의 차이를 근거로 회생제동 허용량 제한을 해제시키는 회생 제동 시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회생제동 허용량 제한은, 상기 회생제동 허용량을 현재의 회생제동 허용량으로 홀딩시키는 회생 제동 시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회생제동 허용량 제한해제는 상기 홀딩된 회생제동 허용량을 운전자에 의해 요구된 운전자 요구 제동량까지 미리 설정된 기울기로 상승시키는 회생 제동 시스템의 제어방법.
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