KR100887842B1 - Regenerative device for braking force of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무단 변속 시스템을 활용하여 브레이크 작동시 발생되는 제동력을 이용해 발전기를 구동하여 축전지를 충전시키는 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braking force regenerative apparatus for a hybrid vehicle, and more particularly, to a braking force regenerative apparatus for a hybrid vehicle for driving a generator to charge a storage battery by using a braking force generated during brake operation by using a continuously variable transmission system.
일반적으로 브레이크란 운동하고 있는 기계의 속도를 감속하거나 정지시키는 장치를 통틀어 일컫는 것으로, 자동차 브레이크는 달리고 있는 차량의 속도를 줄이거나 정지시키는 기능을 하는 장치를 말한다.In general, a brake refers to a device that slows down or stops a moving machine, and a vehicle brake refers to a device that reduces or stops a running vehicle.
브레이크는 보통 운전자의 조작력 또는 보조동력으로 발생한 마찰력을 이용해 자동차의 운동 에너지를 열 에너지 등으로 바꾸어 제동력을 일으키는 방식으로 작동한다. 승용차에는 대부분 마찰식 가운데서도 유압식이 많이 사용되는데, 운전자가 페달을 밟는 힘이 중간 매체인 유압을 거쳐 바퀴의 제동력으로 변환되도록 되어 있다.Brakes operate in such a way as to generate braking force by converting the kinetic energy of the car into thermal energy using the friction generated by the driver's operating or auxiliary power. In most cars, hydraulics are used among the friction type, and the driver's pedaling force is converted into braking force of the wheel through the hydraulic medium.
하이브리드 차량의 경우 엔진의 동력을 보조하기 위해 모터나 배터리 등을 장착하여 사용하고 있으며, 기존의 브레이크 시스템은 동일하게 유지하면서 브레이크가 작동되는 구간 중 일부 구간에서만 작동하여 브레이크의 제동력을 이용해 배터리나 축전지 등을 충전하도록 제동력 회생장치를 적용하고 있다.In the case of a hybrid vehicle, a motor or a battery is installed to assist the engine power, and the existing brake system is operated only in a part of a section where the brake is operated while maintaining the same. A braking force regenerative device is applied to charge the back.
그러나 이러한 종래의 제동력 회생장치는 브레이크가 작동되는 구간 중 일부 구간에서만 작동되므로 충전 효율이 좋지 못한 단점이 있다.However, such a conventional braking force regenerative device has a disadvantage in that charging efficiency is not good because it operates only in some sections of the brake operating section.
본 발명의 목적은 제동이 시작되는 초기부터 차량이 정지되는 전 구간에 걸쳐 브레이크의 제동력을 이용해 배터리나 축전지를 충전할 수 있는 하이브리드 차량의 제동력 회생장치 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a braking force regenerative device of a hybrid vehicle capable of charging a battery or a battery using the braking force of the brake over the entire section of the vehicle is stopped from the beginning of the braking.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 정지를 위해 사용자에 의해 가압되는 브레이크 페달; 상기 브레이크 페달의 작동 신호가 입력되면 작동하는 전자 클러치; 상기 브레이크 페달에 연결되어 정지 신호에 따라 유압을 제어하는 유압 컨트롤러; 상기 유압 컨트롤러에 의해 조절되는 적어도 한 쌍의 유압 공급기; 상기 유압 공급기에 연결 설치되고 상기 전자 클러치에 의해 차축에 설치된 기어와 연결 또는 연결 해제되는 구동 풀리; 상기 유압 공급기에 연결 설치되어 상기 구동 풀리와 연결되는 피동 풀리; 상기 피동 풀리 및 상기 유압 공급기에 각각 설치되어 서로 밀착 결합됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 패드; 및 상기 피동 풀리에 연결되어 상기 브레이크 페달의 작동 시작시부터 차량의 정지시까지 작동되어 제동력을 회생하는 제동력 회생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제동력 회생장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a brake pedal that is pressed by the user to stop the vehicle; An electromagnetic clutch that operates when an operation signal of the brake pedal is input; A hydraulic controller connected to the brake pedal to control hydraulic pressure according to a stop signal; At least a pair of hydraulic supplies controlled by the hydraulic controller; A drive pulley connected to the hydraulic supply and connected to or disconnected from the gear installed on the axle by the electromagnetic clutch; A driven pulley connected to the hydraulic supply and connected to the driving pulley; Brake pads which are respectively installed in the driven pulley and the hydraulic feeder and closely coupled to each other to generate a braking force; And a braking force regenerative unit connected to the driven pulley and operated from the start of the operation of the brake pedal to the stop of the vehicle to restore the braking force.
상기 제동력 회생부는 상기 피동 풀리에 연결 설치되어 상기 피동 풀리의 작동시 구동되는 발전기와, 상기 발전기에 의해 충전되는 축전지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The braking force regenerative unit is connected to the driven pulley and is characterized in that it comprises a generator which is driven when the driven pulley, and a storage battery charged by the generator.
상기 유압 공급기는 유체를 수용하는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더에 결합되고 상기 구동 풀리와 피동 풀리에 각각 연결되어 이들을 구동하는 피스톤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The hydraulic supply is characterized in that it comprises a hydraulic cylinder for receiving a fluid and a piston coupled to the hydraulic cylinder and connected to the driving pulley and the driven pulley respectively to drive them.
상기 유압 컨트롤러는 상기 브레이크 페달의 작동 시작시 상기 구동 풀리에 연결된 유압 공급기를 제어하여 상기 구동 풀리는 점차 좁혀지게 하고, 상기 피동 풀리에 연결된 유압 공급기를 제어하여 상기 피동 풀리는 점차 벌어지게 하여 상기 피동 풀리의 작동에 의해 발전기가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The hydraulic controller controls the hydraulic feeder connected to the driving pulley when the brake pedal starts to operate so that the driving pulley is gradually narrowed, and the hydraulic pulley is connected to the driven pulley to gradually open the driven pulley so that the driven pulley is gradually opened. It characterized in that the generator is controlled to operate by the operation.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제동력 회생장치는 제동이 시작되는 초기부터 차량이 정지되는 전 구간에 걸쳐 브레이크의 제동력을 이용해 배터리나 축전지를 충전할 수 있어 충전 효율을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the braking force regenerative apparatus of the hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention may charge the battery or the battery using the braking force of the brake over the entire section in which the vehicle is stopped from the beginning of braking to improve charging efficiency. It can greatly improve.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a braking force regenerative apparatus for a hybrid vehicle according to an exemplary embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1은 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 일반주행 상태를 도시한 모식도이고, 도 2는 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 초기 제동 상태를 도시한 모식도이다. 도 3은 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 제동 진행 단계를 도시한 모식도이며, 도 4는 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 제동 완료 상태를 도시한 모식도 이다.1 is a schematic diagram showing a general driving state according to the braking force regenerative apparatus of the hybrid vehicle of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an initial braking state according to the braking force regenerative apparatus of the hybrid vehicle of the present invention. Figure 3 is a schematic diagram showing the braking progress step according to the braking force regenerative device of the hybrid vehicle of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing the braking completion state according to the braking force regenerative device of the hybrid vehicle of the present invention.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제동력 회생장치는 일반적인 무단 변속 시스템에 적용되며, 제동 시작 초기부터 차량이 완전히 정지하는 전 구간에 걸쳐 작동하여 제동력으로부터 발전기를 구동시키는 구동력을 얻어 배터리나 축전지 등을 충전시킨다.1 to 4, the braking force regenerative apparatus of the hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is applied to a general continuously variable transmission system, and operates by operating the entire braking force from the initial stage of braking to the complete stop. The driving force for driving the generator is obtained from the battery and the battery or the battery is charged.
이를 위해 브레이크 페달(10)에 전기적으로 연결되어 유압을 제어하는 유압 컨트롤러(30)와, 유압 컨트롤러(30)에 의해 구동되는 한 쌍의 유압 공급기(40)와, 각각의 유압 공급기(40)에 연결 설치되는 구동 풀리(50) 및 피동 풀리(60)와, 구동 풀리(50) 및 타이어 구동축에 설치된 기어(100)를 연결하는 전자 클러치(20)와, 피동 풀리(60)에 연결 설치되는 제동력 회생부가 구비된다. 제동력 회생부는 발전기(70) 및 축전지(80)로 구성된다.To this end, a
유압 공급기(40)는 유체를 수용하는 실린더(42) 및 유압에 의해 구동 풀리(50)와 피동 풀리(60)를 구동하는 피스톤(44)으로 구성되며, 피동 풀리(60)의 일측과 피동 풀리(60)를 작동시키는 유압 공급기(40)의 마주보는 일측에는 브레이크 패드(90)가 설치되어 제동력을 발생시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 일반 주행 상태 즉, 브레이크 페달(10)을 사용하지 않는 상태에서는 전자 클러치(20)는 열린(off) 상태이다.As shown in FIG. 1, in the normal driving state of the vehicle, that is, the state in which the
이때 유압 컨트롤러(30)에 의해 유압 공급기(40)가 제어되어 구동 풀리(50)는 최대한 벌어진 상태를, 피동 풀리(60)는 최소한으로 좁혀진 상태를 유지함으로써 감속비(피동풀리/구동풀리)가 최대인 상태를 유지한다.At this time, the
이 상태에서는 브레이크 시스템이 작동되지 않은 상태이므로 제동력 회생은 이루어지지 않는다.In this state, no braking force regeneration occurs because the brake system is not operated.
도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)의 초기 작동 상태에서 브레이크 페달(10)의 작동 신호를 받아 전자 클러치(20)가 닫히게 되고(on), 유압 컨트롤러(30)의 유압 제어로 유압 공급기(40)가 작동하여 구동 풀리(50)는 최대한 벌어진 상태에서 조금씩 좁혀지고, 피동 풀리(60)는 최소한으로 좁혀진 상태에서 조금씩 벌어지면서 제동력이 발생하기 시작한다.As shown in FIG. 2, in response to the operation signal of the
제동력이 발생하여 차량의 제동이 시작될 때 감속비가 최대이기 때문에 발전기(70) 부하에 의해 기어(100)에 가해지는 제동력은 최소가 되면서 서서히 차량의 속도가 감소하기 시작한다.When the braking force is generated and the braking force of the vehicle is started, the deceleration ratio is maximum, so that the braking force applied to the
이와 동시에 제동력에 의해 발전기(70)가 가동하여 축전지(80)를 충전시키면서 제동력 회생이 시작된다.At the same time, the braking force regeneration is started while the generator 70 is driven by the braking force to charge the
도 3에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)을 중간 정도 밟아 제동이 진행되는 상태에서 브레이크 페달(10)의 작동 신호를 받아 전자 클러치(20)는 닫힌 상태이고, 유압 컨트롤러(30)의 제어로 유압 공급기(40)가 유압을 조절하여 구동 풀리(50) 및 피동 풀리(60)가 중간 정도로 벌어진 상태가 된다.As shown in FIG. 3, the
이때 구동 풀리(50)에 대한 피동 풀리(60)의 감속비는 중간 상태가 되고, 발전기(70)의 부하에 의해 기어(100)에 전달되는 제동력은 브레이크 페달(10)을 밟음에 따라 점점 증가하여 차량의 속도가 점차적으로 감소하며, 발전기는 계속 가동되어 축전지(80)를 충전시킨다.At this time, the reduction ratio of the driven
도 4에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)을 완전히 밟아 차량이 완전히 정지된 상태에서 브레이크 페달(10)의 작동 신호를 받아 전자 클러치(20)는 닫힌 상태를 유지하고, 유압 컨트롤러(30)의 제어에 의해 구동 풀리(50)는 완전히 좁혀진 상태로, 피동 풀리(60)는 완전히 벌어진 상태를 유지하면서 감속비는 최소가 된다.As shown in FIG. 4, when the vehicle is completely stopped by stepping on the
감속비가 최소이므로 발전기의 부하에 의해 기어(100)에 전달되는 제동력이 최대가 되면서 차량은 거의 정지 상태에 도달하고, 최종적으로 브레이크 패드(90)가 밀착되면 차량은 완전히 정지하게 된다.Since the deceleration ratio is minimal, the braking force transmitted to the
이때 차량이 완전히 정지하기 전까지는 피동 풀리(60)가 작동하면서 발전기(70)를 가동시키므로 축전지(80)가 계속 충전되나, 피동 풀리(60)가 완전히 정지하면 축전지(80)의 충전도 중지된다.At this time, until the vehicle is completely stopped, the driven
이렇게 제동력이 발생하는 초기 단계에서 차량이 완전히 정지하는 제동의 마지막 단계까지의 전 구간에서 브레이크의 제동력을 이용해 축전지(또는 배터리)를 충전시킬 수 있으므로 하이브리드 차량의 제동력 회생 효율이 크게 향상될 수 있다.In this way, the braking force regeneration efficiency of the hybrid vehicle can be greatly improved since the battery (or battery) can be charged using the braking force of the brake in the entire period from the initial stage of the braking force to the last stage of braking in which the vehicle is completely stopped.
한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims set forth.
도 1은 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 일반주행 상태를 도시한 모식도.1 is a schematic diagram showing a general driving state according to the braking force regeneration device of the hybrid vehicle of the present invention.
도 2는 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 초기 제동 상태를 도시한 모식도.Figure 2 is a schematic diagram showing an initial braking state according to the braking force regenerative device of the hybrid vehicle of the present invention.
도 3은 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 제동 진행 단계를 도시한 모식도.Figure 3 is a schematic diagram showing a braking progress step according to the braking force regeneration device of the hybrid vehicle of the present invention.
도 4는 본 발명의 하이브리드 차량의 제동력 회생장치에 따른 제동 완료 상태를 도시한 모식도.Figure 4 is a schematic diagram showing the braking completion state according to the braking force regeneration device of the hybrid vehicle of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 브레이크 페달 20 : 전자 클러치10: brake pedal 20: electronic clutch
30 : 유압 컨트롤러 40 : 유압 공급기30: hydraulic controller 40: hydraulic feeder
50 : 구동 풀리 60 : 피동 풀리50: driven pulley 60: driven pulley
70 : 발전기 80 : 축전지70: generator 80: storage battery
90 : 브레이크 패드 100 : 기어90: brake pad 100: gear
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