KR20230089596A - 친환경 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents
친환경 차량 및 그 제어 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230089596A KR20230089596A KR1020210177479A KR20210177479A KR20230089596A KR 20230089596 A KR20230089596 A KR 20230089596A KR 1020210177479 A KR1020210177479 A KR 1020210177479A KR 20210177479 A KR20210177479 A KR 20210177479A KR 20230089596 A KR20230089596 A KR 20230089596A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- eco
- friendly vehicle
- battery
- situation
- torque
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
- B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18109—Braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
- B60W40/06—Road conditions
- B60W40/076—Slope angle of the road
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
- B60T2270/60—Regenerative braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
- B60W2510/083—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/12—Brake pedal position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/92—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
본 발명은 친환경 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 배터리의 충전 제한 시, 적절한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 친환경 차량의 제동력을 확보하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 친환경 차량의 제어 방법은, 친환경 차량의 배터리가 충전이 불가한 충전 제한 상황인지를 판단하는 단계와; 상기 친환경 차량의 주행 상태가 회생 제동이 요구되는 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 친환경 차량이 상기 충전 제한 상황에서 상기 회생 제동이 요구되는 상태일 때, 상기 친환경 차량의 모터의 요구 토크와 실제 토크 사이의 차이에 기초한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 상기 모터의 토크를 보상하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 차량에 관한 것으로, 동력원으로서 모터를 구비한 친환경 차량에 관한 것이다.
친환경 차량은 배터리의 전력을 이용하여 주행이 가능한 차량으로서, 모터만을 이용하여 주행하는 순수 전기 차량(pure electric vehicle), 내연 기관 엔진(internal combustion engine)과 모터를 함께 이용하는 하이브리드 전기 차량(hybrid electric vehicle)를 포함한다.
친환경 차량은 제동 또는 관성 주행 시 제동 또는 관성 에너지를 모터를 통해 회수하여 배터리를 충전하는 회생 제동을 수행할 수 있다. 이 때 모터는 발전기로서 동작한다. 회생 제동 시 모터가 발전기로 동작함으로써 발생하는 전력은 배터리를 충전한다.
그러나 배터리의 충전이 불가한 상황에서는 회생 제동에 의한 배터리의 충전이 이루어지지 않기 때문에 회생 제동을 통한 제동력이 발생하지 못할 수 있다.
본 발명은, 배터리의 충전 제한 시, 적절한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 친환경 차량의 제동력을 확보하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 친환경 차량의 제어 방법은, 친환경 차량의 배터리가 충전이 불가한 충전 제한 상황인지를 판단하는 단계와; 상기 친환경 차량의 주행 상태가 회생 제동이 요구되는 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 친환경 차량이 상기 충전 제한 상황에서 상기 회생 제동이 요구되는 상태일 때, 상기 친환경 차량의 모터의 요구 토크와 실제 토크 사이의 차이에 기초한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 상기 모터의 토크를 보상하는 단계를 포함한다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 유압 제동력의 크기는, 상기 모터의 상기 요구 토크와 상기 실제 토크 사이의 차이의 절대 값에 상응하는 크기이다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량에 미리 설정된 회생 제동의 제동력의 크기에 상응하는 토크이다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량의 브레이크 페달의 조작량에 상응하는 토크이다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황이다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리가 고장인 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황에서 상기 친환경 차량이 경사로 등판 중 밀림 현상이 발생하는 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량의 제어 방법에서, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황이다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 친환경 차량은, 모터와; 친환경 차량이 배터리의 충전이 불가한 충전 제한 상황에서 회생 제동이 요구되는 상태일 때, 상기 친환경 차량의 상기 모터의 요구 토크와 실제 토크 사이의 차이에 기초한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 상기 모터의 토크를 보상하는 제어부를 포함한다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 유압 제동력의 크기는, 상기 모터의 상기 요구 토크와 상기 실제 토크 사이의 차이의 절대 값에 상응하는 크기이다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량에 미리 설정된 회생 제동의 제동력의 크기에 상응하는 토크이다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량의 브레이크 페달의 조작량에 상응하는 토크이다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황이다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리가 고장인 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황에서 상기 친환경 차량이 경사로 등판 중 밀림 현상이 발생하는 상황을 포함한다.
상술한 친환경 차량에서, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황이다.
본 발명에서는, 배터리의 충전 제한 시, 적절한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 친환경 차량의 제동력을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 동력 계통을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 제어 계통을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 주행 상태에 따른 회생 제동 및 배터리 충전의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 제어 계통을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 주행 상태에 따른 회생 제동 및 배터리 충전의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 동력 계통을 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 동력 계통 및 제어 계통은 HCU(110)와 ECU(112), MCU(114), TCU(116), AHB(118), 엔진(120), 엔진 클러치(122), 모터(124), 변속기(126) 및 배터리(128)를 포함할 수 있다.
HCU(110)는 Hybrid Control Unit으로서, 친환경 차량의 동작 전반을 제어한다. 또한 HCU(110)는 다른 제어기들(ECU, MCU, TCU 등)의 제어를 통합 관리한다. 이를 위해 HCU(110)는 다른 제어기들(ECU, MCU, TCU 등)을 고속 CAN 통신 라인으로 연결하여 상호간의 정보를 주고 받으며 협조 제어를 실행하여 엔진(120)과 모터(124)의 토크를 제어한다. HCU(110)는 제어부의 일 실시 예일 수 있다.
ECU(112)는 Engine Control Unit으로서, 엔진(120)의 동작 전반을 제어한다.
MCU(114)는 Motor Control Unit으로서, 모터(124)의 동작 전반을 제어한다.
TCU(116)는 Transmission Control Unit으로서, 변속기(126)의 동작 전반을 제어한다.
AHB(118)는 Active Hydraulic Booster(능동형 유압 부스터)로서, 운전자의 브레이크 페달의 조작에 응답하여 마스터 실린더와 휠 실린더를 전자적으로 제어하여 제동을 수행하는 장치이다.
엔진(120)은 동력원으로서, 시동 온 상태에서 동력을 출력한다.
엔진 클러치(122)는 엔진(120)과 모터(124) 사이에 배치되어 HCU(110)의 제어 신호를 입력 받아 친환경 차량의 주행 모드에 따라 선택적으로 엔진(120)과 모터(124)를 연결한다.
모터(124)는 배터리(130)에서 인버터를 통해 인가되는 3상 교류 전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행에서 발전기로 동작하여 회생 에너지를 발생시키고 배터리(130)를 충전한다.
엔진 클러치(122)의 체결 및 해제에 따라 결정되는 엔진(120)의 토크와 모터(124)의 토크의 합이 입력 토크로서 변속기(126)에 전달된다. 변속기(126)는, 차속과 운행 조건에 따라 임의의 변속단이 선택되고, 선택된 변속단에서 구동력을 구동 휠에 전달함으로써 친환경 차량의 주행이 이루어지도록 한다.
배터리(128)는 다수의 단위 셀로 이루어지며, 모터(124)를 구동하기 위한 전기 에너지, 예를 들어 직류 400V 내지 450V의 전압)를 저장한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 제어 계통을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량에서, 제어부(200)는, 배터리(128)의 충전이 제한되는 상황에서 유압 제동을 통해 친환경 차량의 감속이 이루어지도록 한다.
제어부(200)에는, 가속 페달의 위치를 검출하는 가속 페달 위치 센서(APS; Accelerator Position Sensor)(202); 브레이크 페달의 위치를 검출하는 브레이크 페달 위치 센서(BPS; Brake pedal Position Sensor)(204); 차속을 검출하는 차속 센서(206); 모터(214)의 동작 전반을 제어하는 MCU(114); 배터리(128)의 충전 상태(SOC; State Of Charge)를 확인하고 배터리(128)의 충전/방전을 관리하는 BMS(Battery Management System)(220); 유압 제동 작동체(236)의 유압 제동을 제어하는 AHB(Active Hydraulic Booster)(118);운전자가 친환경 차량의 회생 제동력의 크기를 설정할 수 있도록 하는 회생 제동 패들(250); 친환경 차량의 가속도를 측정하기 위한 가속도 센서(260);가 통신 가능하도록 연결된다. 회생 제동 패들(250)은, 운전자가 가속 페달에서 발을 떼고 브레이크 페달을 밟지 않았을 때 발생하는 회생 제동에 의한 제동력의 세기를 운전자가 직접 설정할 수 있도록 하는 장치이다. 후술하는 도 4의 '시스템 요구 토크'의 크기가 이 회생 제동 패들(250)을 통해 운전자가 설정한 회생 제동력의 크기에 따른 토크이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 주행 상태에 따른 회생 제동 및 배터리 충전의 관계를 나타낸 도면이다. 도 3에서, 310은 친환경 차량이 전진 가속하는 경우이고, 320은 친환경 차량이 전진 감속하는 경우이며, 330은 친환경 차량이 후진 가속하는 경우이고, 340은 친환경 차량이 후진 감속하는 경우이다. 도 3에서, 차속의 (+) 부호와 (-) 부호는 각각 친환경 차량이 전진하는 경우(+) 및 후진하는 경우(-)를 나타낸다. 또한, 모터 토크의 (+) 부호와 (-) 부호는 친환경 차량이 전진할 때의 모터(124)의 토크 작용 방향(+)과 친환경 차량이 후진할 때의 모터(124)의 토크 작용 방향(-)을 나타낸다. '역 토크'는 차속의 부호와 모터 토크의 부호가 서로 반대인 상황에서의 모터(124)의 토크를 의미한다. 친환경 차량에서는 이 역 토크 상황일 때 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 이루어질 수 있다.
도 3의 310에 나타낸 바와 같이, 친환경 차량이 전진 가속하는 상황에서는 차속과 모터 토크의 부호가 모두 (+)로 동일하고 회생 제동은 발생하지 않는다. 따라서 이 경우에는 배터리(128)의 SOC가 감소하더라도 충전은 이루어지지 않는다.
도 3의 320에 나타낸 바와 같이, 친환경 차량이 전진 감속하는 상황에서는 차속과 모터 토크의 부호가 각각 (+)와 (-)로 서로 반대이고 앞서 설명한 '역 토크' 상황이어서 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 이루어진다.
도 3의 330에 나타낸 바와 같이, 친환경 차량이 후진 가속하는 상황에서는 차속과 모터 토크의 부호가 모두 (-)로 동일하고 회생 제동은 발생하지 않는다. 따라서 이 경우에는 배터리(128)의 SOC가 감소하더라도 충전은 이루어지지 않는다.
도 3의 340에 나타낸 바와 같이, 친환경 차량이 후진 감속하는 상황에서는 차속과 모터 토크의 부호가 각각 (-)와 (+)로 서로 반대이고 앞서 설명한 '역 토크' 상황이어서 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 이루어진다.
단, 배터리(128)가 완전 충전되어 SOC가 100%인 경우에는 배터리(128)의 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 제한된다. 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%일 때(미리 설정된 값 이하일 때) 배터리(128)의 충전을 계속 시도하면 석출(deposition)로 인해 배터리(128)의 고장이 발생할 수 있다. 따라서, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%일 때에는 회생 제동이 가능한 상황이더라도 모터(124)에서의 역 토크의 발생을 의도적으로 제한함으로써 SOC가 100%인(즉, 충전 허용량이 0%인) 배터리(128)에 무리한 충전이 이루어지는 것을 방지한다. 이와 같이, 감속이 요구되는 회생 제동 상황에서 SOC가 100%인 배터리(128)를 보호하기 위해 모터(124)의 역 토크의 발생을 의도적으로 제한하게 되면 필요한 제동력을 확보하지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 모터(124)의 역 토크의 발생이 제한될 때, 또는 모터(124) 또는 배터리(128)의 고장으로 인해 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 불가할 때, 또는 경사로의 등판 시 밀림 현상이 발생할 때, 유압 제동을 통해 모터(124)의 부족한 토크를 보상함으로써 친한경 차량의 가속도 및 모터(124)의 토크가 목적하는 요구 가속도 및 요구 토크를 만족하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 4의 예는, 친환경 차량의 배터리(128)의 SOC가 100%(즉, 충전 허용량이 0%)이거나, 또는 배터리(128)에 고장이 발생하여 배터리(128)의 충전이 불가한 상황에서의 친환경 차량의 충전 제어 방법이다.
도 4의 시간 축의 410 구간에서는, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량은 0%이다.
이 상태에서 차속이 감소하면, 앞서 도 3의 320에서 설명한 것처럼, 모터(124)의 역 토크에 의해 배터리(128)의 충전이 이루어져야 하지만, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%이므로 충전 제한에 따라 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 불가하다. 이로 인해, 친환경 차량의 가속도가 시스템 요구 가속도보다 더 큰 값으로 유지될 수 있고(가속도 그래프의 점선 부분 참조), 모터(124)의 토크가 시스템 요구 토크보다 더 큰 값으로 유지될 수 있다(모터 토크 그래프의 점선 부분 참조). 시스템 요구 토크는, 앞서 도 2의 설명에서 언급한 것처럼, 회생 제동 패들(250)을 통해 운전자가 설정한 회생 제동력의 크기에 따른 토크이다.
본 발명의 실시 예에서는, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%인 상황에서 친환경 차량의 차속이 감소하면, AHB(118)를 통해 유압 브레이크 작동체(236)를 작동시켜서 유압 제동력을 발생시킨다. 즉, 배터리(128)의 충전 제한 상황으로 인한 모터(124)의 역 토크의 부족분을 유압 제동을 통해 보상한다. 이 보상에 의해, 친환경 차량의 실제 가속도는 시스템 요구 가속도를 추종할 수 있고, 또 모터(124)의 실제 토크는 시스템 요구 토크를 추종할 수 있다. 이 때, 유압 제동에 의해 보상되는 토크의 크기가 시스템 요구 토크와 실제 토크의 차이의 절대 값이 되도록 유압 제동력의 크기를 결정한다.
이 상태에서, 도 4의 시간 축의 420에 나타낸 바와 같이, 운전자가 가속 페달을 조작하면(APS > 0), 유압 제동은 해제되고 모터(124)의 토크가 증가하여 친환경 차량의 차속 및 가속도는 증가한다. 이로 인해 배터리(128)에서 전력 소모가 발생하여 배터리(128)의 SOC는 100% 미만으로 감소하고 충전 허용량은 0%를 초과하여 증가한다. 즉, 배터리(128)의 충전 제한 상황이 해제된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량의 충전 제어 방법의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 5의 예는, 친환경 차량의 배터리(128)의 SOC가 100%(즉, 충전 허용량이 0%)이거나, 또는 배터리(128)에 고장이 발생하여 배터리(128)의 충전이 불가하고, 친환경 차량이 경사로 등판 과정에서 후방으로 밀림 현상이 발생하는 상황에서의 친환경 차량의 충전 제어 방법이다.
도 5의 시간 축의 510 구간에서는, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량은 0%이다.
이 상태에서 친환경 차량이 경사로 등판 과정에서 후방으로 밀림 현상이 발생하면, 앞서 도 3의 340과 유사하게, 모터(124)의 역 토크에 의해 배터리(128)의 충전이 이루어져야 하지만, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%이므로 충전 제한에 따라 회생 제동에 의한 배터리(128)의 충전이 불가하다. 이로 인해, 친환경 차량의 가속도가 운전자 요구 가속도보다 더 작은 값으로 유지될 수 있고, 모터(124)의 토크가 운전자 요구 토크보다 더 작은 값으로 유지될 수 있다. 시스템 요구 토크는, 앞서 도 2의 설명에서 언급한 것처럼, 운전자의 가속 페달 조작량의 크기에 따른 토크이다.
본 발명의 실시 예에서는, 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%이거나 또는 배터리(128)의 고장과 같은 충전 불가 상황에서 친환경 차량이 경사로 등판 과정에서 후방으로 밀림 현상이 발생하면, AHB(118)를 통해 유압 브레이크 작동체(236)를 작동시켜서 유압 제동력을 발생시킨다. 이 유압 제동력에 의해 친환경 차량의 후방 밀림 과정에서 일시 정지 후 다시 전진(등판)할 수 있다. 즉, 배터리(128)의 충전 제한 상황으로 인한 모터(124)의 역 토크의 부족분을 유압 제동을 통해 보상한다. 이 보상에 의해, 친환경 차량의 실제 가속도는 운전자 요구 가속도를 추종할 수 있고, 또 모터(124)의 실제 토크는 운전자 요구 토크를 추종할 수 있다. 이 때, 유압 제동에 의해 보상되는 토크의 크기가 시스템 요구 토크와 실제 토크의 차이의 절대 값이 되도록 유압 제동력의 크기를 결정한다.
이 상태에서, 도 5의 시간 축의 520에 나타낸 바와 같이, 운전자가 계속 가속 페달을 조작하는 동안(APS = 100%), 유압 제동은 잠시 후 해제되고 모터(124)의 토크가 증가하여 친환경 차량의 차속 및 가속도는 증가함으로써 친환경 차량은 경사로를 등판할 수 있다. 이로 인해 배터리(128)에서 전력 소모가 발생하여 배터리(128)의 SOC는 100% 미만으로 감소하고 충전 허용량은 0%를 초과하여 증가한다. 즉, 배터리(128)의 충전 제한 상황이 해제된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 차량 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6의 친환경 차량의 제어 방법은 친환경 차량이 주행 중인 것을 전제로 한다.
친환경 차량이 주행 중일 때, 배터리(128)의 SOC가 100%인 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지면(610의 '예'), 제어부(200)는 앞서 도 4를 통해 설명한 것과 같은 유압 제동 제어를 통한 토크 보상을 실시한다(650). 즉, 친환경 차량에서 주행 중 감속이 이루어지면 회생 제동을 통한 배터리(128)의 충전이 이루어져야 하지만, 현재 배터리(128)의 SOC가 100%여서 충전 허용량이 0%인 상태이므로, 회생 제동을 통한 배터리(128)의 충전이 불가하기 때문에 회생 제동 자체가 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 배터리(128)의 SOC가 100%인 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지면 앞서 도 4에 나타낸 것과 같은 유압 제동 제어를 통한 토크 보상을 실시한다.
친환경 차량이 주행 중일 때, 배터리(128)의 고장 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지면(620의 '예'), 제어부(200)는 앞서 도 4를 통해 설명한 것과 같은 유압 제동 제어를 통한 토크 보상을 실시한다(650). 즉, 친환경 차량에서 주행 중 감속이 이루어지면 회생 제동을 통한 배터리(128)의 충전이 이루어져야 하지만, 현재 배터리(128)의 고장으로 충전이 불가한 상태이므로, 회생 제동을 통한 배터리(128)의 충전이 불가하기 때문에 회생 제동 자체가 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 배터리(128)의 고장 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지면 앞서 도 4에 나타낸 것과 같은 유압 제동 제어를 통한 토크 보상을 실시한다.
친환경 차량이 주행 중일 때, 배터리(128)의 SOC가 100%인 상태이거나 배터리(128)의 고장으로 충전이 불가한 상황에서, 친환경 차량이 경사로를 등판하는 도중 후방으로 밀림이 발생하면(630의 '예'), 제어부(200)는 앞서 도 5를 통해 설명한 것과 같은 경사로 등판 중 밀림 상황에서의 유압 제동 제어를 통한 토크 보상을 실시한다(650). 즉, 배터리(128)의 충전이 제한된 상황에서 경사로 등판 중 밀림이 발생하면, 제어부(200)는 AHB(118)를 통해 유압 브레이크 작동체(236)를 작동시켜서 유압 제동력을 발생시킨다. 이 유압 제동력에 의해 친환경 차량의 후방 밀림 과정에서 일시 정지 후 다시 전진(등판)할 수 있다. 즉, 배터리(128)의 충전 제한 상황으로 인한 모터(124)의 역 토크의 부족분을 유압 제동을 통해 보상한다. 이 보상에 의해, 친환경 차량의 실제 가속도는 운전자 요구 가속도를 추종할 수 있고, 또 모터(124)의 실제 토크는 운전자 요구 토크를 추종할 수 있다.
도 6에서, 배터리(128)의 SOC가 100%인 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지지 않고(610의 '아니오'), 또 배터리(128)의 고장 상태에서 친환경 차량의 감속이 이루어지지 않고(620의 '아니오'), 또 배터리(128)의 SOC가 100%인 상태이거나 배터리(128)의 고장으로 충전이 불가한 상황에서, 친환경 차량이 경사로를 등판하는 도중 후방으로 밀림이 발생하지 않으면(630의 '아니오'), 모터(128)의 기존 토크를 그대로 유지한다(680).
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: HCU(Hybrid Control Unit)
112: ECU(Engine Control Unit)
114: MCU(Motor Control Unit)
116: TCU(Transmission Control Unit)
118: AHB(Active Hydraulic Booster)
120: 엔진
122: 엔진 클러치
124: 모터
126: 변속기
128: 배터리
200: 제어부
202: APS(Accelerator Position Sensor)
204: BPS(Brake pedal Position Sensor)
206: 차속 센서
220: BMS
236: 유압 브레이크 작동체
250: 회생 제동 패들
260: 가속도 센서
112: ECU(Engine Control Unit)
114: MCU(Motor Control Unit)
116: TCU(Transmission Control Unit)
118: AHB(Active Hydraulic Booster)
120: 엔진
122: 엔진 클러치
124: 모터
126: 변속기
128: 배터리
200: 제어부
202: APS(Accelerator Position Sensor)
204: BPS(Brake pedal Position Sensor)
206: 차속 센서
220: BMS
236: 유압 브레이크 작동체
250: 회생 제동 패들
260: 가속도 센서
Claims (18)
- 친환경 차량의 배터리가 충전이 불가한 충전 제한 상황인지를 판단하는 단계와;
상기 친환경 차량의 주행 상태가 회생 제동이 요구되는 상태인지를 판단하는 단계와;
상기 친환경 차량이 상기 충전 제한 상황에서 상기 회생 제동이 요구되는 상태일 때, 상기 친환경 차량의 모터의 요구 토크와 실제 토크 사이의 차이에 기초한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 상기 모터의 토크를 보상하는 단계를 포함하는 친환경 차량의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 유압 제동력의 크기는, 상기 모터의 상기 요구 토크와 상기 실제 토크 사이의 차이의 절대 값에 상응하는 크기인 친환경 차량의 제어 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량에 미리 설정된 회생 제동의 제동력의 크기에 상응하는 토크인 친환경 차량의 제어 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량의 브레이크 페달의 조작량에 상응하는 토크인 친환경 차량의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황을 포함하는 친환경 차량의 제어 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황인 친환경 차량의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리가 고장인 상황을 포함하는 친환경 차량의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황에서 상기 친환경 차량이 경사로 등판 중 밀림 현상이 발생하는 상황을 포함하는 친환경 차량의 제어 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황인 친환경 차량의 제어 방법. - 모터와;
친환경 차량이 배터리의 충전이 불가한 충전 제한 상황에서 회생 제동이 요구되는 상태일 때, 상기 친환경 차량의 상기 모터의 요구 토크와 실제 토크 사이의 차이에 기초한 크기의 유압 제동력을 발생시켜서 상기 모터의 토크를 보상하는 제어부를 포함하는 친환경 차량. - 제 10 항에 있어서,
상기 유압 제동력의 크기는, 상기 모터의 상기 요구 토크와 상기 실제 토크 사이의 차이의 절대 값에 상응하는 크기인 친환경 차량. - 제 11 항에 있어서,
상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량에 미리 설정된 회생 제동의 제동력의 크기에 상응하는 토크인 친환경 차량. - 제 11 항에 있어서,
상기 요구 토크는, 상기 친환경 차량의 브레이크 페달의 조작량에 상응하는 토크인 친환경 차량. - 제 10 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황을 포함하는 친환경 차량. - 제 14 항에 있어서,
상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황인 친환경 차량. - 제 10 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리가 고장인 상황을 포함하는 친환경 차량. - 제 10 항에 있어서,
상기 충전 제한 상황은, 상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황에서 상기 친환경 차량이 경사로 등판 중 밀림 현상이 발생하는 상황을 포함하는 친환경 차량. - 제 17 항에 있어서,
상기 친환경 차량의 배터리의 충전 허용량이 미리 설정된 값 이하인 상황은 상기 배터리의 충전 허용량이 0%인 상황인 친환경 차량.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210177479A KR20230089596A (ko) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 친환경 차량 및 그 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210177479A KR20230089596A (ko) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 친환경 차량 및 그 제어 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230089596A true KR20230089596A (ko) | 2023-06-21 |
Family
ID=86989634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210177479A KR20230089596A (ko) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 친환경 차량 및 그 제어 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230089596A (ko) |
-
2021
- 2021-12-13 KR KR1020210177479A patent/KR20230089596A/ko unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9457798B2 (en) | Hybrid vehicle and method for controlling same | |
CN101112869B (zh) | 一种汽车能源再生制动系统及其控制方法 | |
KR20190028121A (ko) | E-4wd 하이브리드 차량의 제어 방법 | |
KR101703613B1 (ko) | 하이브리드 차량의 엔진 기동 시점 제어 방법 및 그 제어 장치 | |
EP3030441B1 (en) | Control apparatus and control method for hybrid vehicle | |
WO2013151104A1 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
KR20180051276A (ko) | 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법 | |
KR102353346B1 (ko) | 차량의 제동 제어 장치 및 방법 | |
CN104024039A (zh) | 车辆和车辆的控制方法 | |
JP2010508211A (ja) | 電気エネルギ貯蔵手段の充電のためのハイブリッド車両の制御方法およびハイブリッド車両 | |
KR20080087882A (ko) | 차량의 제어장치 및 제어방법 | |
JP2010058579A (ja) | ハイブリッド車両 | |
KR20120109097A (ko) | 전기자동차의 오토크루즈 제어 방법 | |
CA2895934A1 (en) | Hybrid vehicle and control method therefor | |
KR20200029788A (ko) | 전방의 주행환경정보를 이용한 친환경 차량의 감속 제어 방법 | |
CN111971196A (zh) | 用于单模式和多模式电动副桥或电动支持桥的控制策略 | |
JP6626519B2 (ja) | 車両用制御装置 | |
CN105189229A (zh) | 内燃机控制装置和内燃机控制方法 | |
KR20230089596A (ko) | 친환경 차량 및 그 제어 방법 | |
US20190031183A1 (en) | Hybrid vehicle and method of controlling motor of the same | |
CN114430719B (zh) | 车辆制动装置 | |
JP2018024392A (ja) | 車両用制御装置 | |
KR102354195B1 (ko) | Phev 청소차 주행 제어장치 | |
JP5287826B2 (ja) | 車両用走行制御装置 | |
JP2021040377A (ja) | 協調ブレーキシステム |