KR100901591B1 - 전기자동차용 회생제동 제어 방법 - Google Patents

전기자동차용 회생제동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 회생제동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차의 회생제동중에 ABS발생시 좌,우바퀴의 슬립량 차이를 보상할 수 있도록 한 전기자동차의 회생제동 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전기자동차의 회생제동중 ABS 진입 단계와; 좌,우 바퀴에 대한 슬립량을 검출하여 비교하는 단계와; 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이에 따라, 유압제동토크의 감소 또는 회생제동토크의 감소 제어가 이루어지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 제공한다.
전기자동차, 회생제동, 제어 방법, ABS, 좌,우바퀴, 슬립량

Description

전기자동차용 회생제동 제어 방법{Method for control regenerative braking of electric vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 도면으로서, ABS 제어시 좌,우륜의 슬립량 차이가 클 경우, 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 도면으로서, ABS 제어시 좌,우륜의 슬립량 차이가 작을 경우, 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 유압제동 및 회생제동간의 협조 제어를 설명하는 개념도,
도 5는 기존의 유압제동 및 회생제동간의 협조 제어를 설명하는 순서도,
도 6은 일반적인 회생제동시의 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 그래프.
본 발명은 전기자동차의 회생제동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차의 회생제동중에 ABS발생시 좌,우바퀴의 슬립량 차이를 보상할 수 있도록 한 전기자동차의 회생제동 제어 방법에 관한 것이다.
통상, 전기자동차는 배터리(battery)에 저장된 전기에너지를 이용하여 모터(motor)를 구동하고, 모터의 구동력을 전체 또는 일부 동력원으로 사용하는 자동차를 의미한다.
현재, 전기자동차는 배터리의 전기에너지만을 동력원으로 사용하는 순수 전기자동차(pure electric vehicle)와, 내연기관 엔진을 구비하여 엔진에서 발생되는 동력을 배터리의 충전 및/또는 자동차의 구동에 사용하는 하이브리드 전기자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)로 구분된다.
본원 명세서에서, 전기자동차의 용어는 좁은 의미로 하이브리드 전기자동차와 구별되는 순수한 전기자동차만을 의미하기도 하지만, 순수 전기자동차와 하이브리드 전기자동차를 포괄하는 넓은 의미로 사용되며, 하나 이상의 배터리가 구비되고 그 배터리에 저장된 전기에너지가 자동차의 구동력으로 사용되는 임의의 자동차를 지칭하는 의미로 사용된다.
즉, 전기적 모터에 의해서 차량을 주 또는 보조동력으로 구동시키는 차량에 있어서, 통상 전기자동차나 하이브리드 자동차를 전기자동차라 하며, 구동모터는 차량을 구동시키는 목적 이외에 차량 감속시 회생제동을 함으로써, 운동 에너지를 회수하여 저장하는 역할을 하게 된다.
보통, 전기자동차는 제동(braking)시에 제동력의 일부를 발전에 사용하고, 발전된 전기에너지를 배터리의 충전에 사용하는 바, 자동차의 주행속도에 의한 운동에너지(kinetic energy)의 일부를 발전기의 구동에 필요한 에너지로 사용함으로써, 운동에너지의 저감(즉, 주행속도의 감소)과 전기에너지의 발전을 동시에 구현된다.
이러한 방식의 제동방법을 회생제동(regenerative braking)이라고 한다.
상기 회생제동시 전기에너지의 생성은 별도의 발전기 혹은 상기 모터를 역구동함으로써 이루어질 수 있다.
전기자동차의 제동시 회생제동(regenerative braking) 제어에 의하여 전기자동차의 주행거리를 향상시킬 수 있고, 하이브리드 전기자동차의 경우에는 연비를 향상함과 아울러, 유해 배기가스의 배출을 줄일 수 있다.
한편, 유압에 의해 제동력을 일으키는 유압제동시스템(hydraulic brake system)이 전기자동차에서도 갖추어져 있는데, 이는 회생제동력만으로는 충분한 제동효과를 얻을 수 없는 경우가 있으며, 또한 회생제동력은 모터와 연결된 구동륜에서만 발생되므로 구동륜만의 제동으로는 바람직한 차량거동제어(vehicle dynamics control)가 얻어질 수 없기 때문이다.
종래의 회생제동 제어 방법/장치에 의하면, 운전자에 의해 브레이크 페달이 조작됨에 따라 발생되는 유압제동력에 더하여 회생제동 제어가 이루어지며, 요구되는 총 제동력의 크기나 유압제동력의 크기에 무관한 양으로 회생제동력이 제어된 다.
보다 상세하게는, 운전자가 원하는 제동력(브레이크 페달 조작)은 유압제동력과 회생제동력의 합으로 이루어지는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 디스크와 패드의 마찰력에 의한 열에너지를 발생시키는 유압제동력은 회생제동력만으로 원하는 제동력을 얻지 못하게 될 때, 그 차이 만큼의 제동력을 채워주게 되고, 상기 회생제동력은 주행용 구동모터 감속시에 발전기로 동작시켜 제동력을 만들어내는 동시에 이때 발생되는 전력이 배터리에 저장되어진다.
기존의 유압브레이크에 의한 유압제동 및 모터 감속에 의한 회생제동간의 협조 제어 방법은 도 5의 순서도에서 보듯이, 유압브레이크 제어기에서 운전자의 제동 요구를 파악하는 단계와; 상기 유압브레이크 제어기에서 유압제동력 이외에 최대 회생 가능량을 연산한 다음, 그 연산결과를 회생제동 제어기로 전송하는 단계와; 회생제동 제어기에서 회생 제동량을 결정하여 상기 유압브레이크 제어기로 전송하는 단계와; 상기 유압브레이크 제어기에서 회생 제동 실시량을 수신하여, 유압제동을 위한 유압제어량을 결정하여 상기 유압브레이크에 유압을 인가하는 단계로 이루어진다.
이에, 일반적인 회생제동시의 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 도 6의 그래프에서 보듯이, 제동이 시작되면 회생제동토크가 발생되고, 결국 유압제어에 의한 제동토크가 더해져서 운전자가 원하는 제동력을 만들어내게 된다.
그러나, 상기와 같은 회생제동중에 ABS가 작동함과 함께 좌,우바퀴의 슬립량이 다를 경우에 그 차이를 보상하는 제어가 이루어지지 않아, 불필요한 유압제동토 크 및 회생제동토크가 발생되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 전기자동차의 회생제동중에 ABS 발생시 좌,우바퀴의 슬립량 차이를 보상할 수 있도록 함으로써, 즉 회생제동중 ABS 진입시 회생제동 토크의 빠른 응답을 최대한 이용하여 ABS 진입시 회생제동 제어성을 향상시킬 수 있고, 좌,우 노면상태가 다를 때 발생할 수 있는 좌,우 슬립량 차이에 따른 보상이 이루어지기 때문에 ABS 작동시 차량 자세가 안정되고 유압제동 및 회생제동력의 불필요한 감소를 막을 수 있도록 한 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기자동차의 회생제동중 ABS 진입 단계와; 좌,우 바퀴에 대한 슬립량을 검출하여 비교하는 단계와; 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이에 따라, 유압제동토크의 감소 또는 회생제동토크의 감소 제어가 이루어지되,
상기 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이가 기준값 이상이면, 유압브레이크 제어기에 의한 유압제동토크의 감소 제어가 우선으로 이루어지고, 상기 좌,우 바퀴의 슬립량 차이가 기준값 이하이면, 회생제동 제어기에 의하여 회생제동토크의 감소 제어가 우선으로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 제공한다.
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이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
전술한 바와 같이, 유압브레이크에 의한 유압제동 및 모터 감속에 의한 회생제동간의 협조 제어 방법은 유압브레이크 제어기에서 운전자의 제동 요구를 파악하는 단계와; 상기 유압브레이크 제어기에서 유압제동력 이외에 최대 회생 가능량을 연산한 다음, 그 연산결과를 회생제동 제어기로 전송하는 단계와; 회생제동 제어기에서 회생 제동량을 결정하여 상기 유압브레이크 제어기로 전송하는 단계와; 상기 유압브레이크 제어기에서 회생 제동 실시량을 수신하여, 유압제동을 위한 유압제어량을 결정하여 상기 유압브레이크에 유압을 인가하는 단계로 이루어진다.
이러한 회생제동중, ABS 진입이 이루어지게 되면, 좌,우 바퀴의 슬립량 차이를 검출하여, 유압제동토크 또는 회생제동토크의 감소 제어가 이루어지게 된다.
즉, 회생제동중, ABS 진입이 이루어지면, 좌,우 바퀴에 대한 슬립량을 검출하여 제어부에서 비교한 다음, 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이에 따라, 유압제동토크의 감소 또는 회생제동토크의 감소 제어가 이루어지게 된다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 도면으로서, ABS 제어시 좌,우륜의 슬립량 차이가 클 경우, 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2에서 보듯이, 상기 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이가 기준값 이상이면, 유압브레이크 제어기에 의한 유압제동토크의 감소 제어가 우선적으로 이루어지게 된다.
즉, 회생제동중, ABS 상황 발생시 좌,우 노면상태가 다를 경우에는 좌,우 바퀴의 슬립상태의 차이가 해당 차종의 ABS구현시스템 및 제어전략별로 달리 설정되는 좌우휠 기준값보다 크게 발생하게 되는 바, 이때에는 유압브레이크 제어기에서 유압제동량을 좌측 전륜 및 우측전륜의 휠실린더쪽에 다르게 공급 제어하여, 유압제동토크를 최대한 감소시키는 동시에 회생제동 제어기의 제어에 의한 회생제동량을 필요한 만큼만 감소시킨다.
좀 더 상세하게는, 제동 시작과 더불어 ABS 진입시, 슬립이 작은 좌측 또는 우측 차륜과 슬립이 큰 좌측 또는 우측 차륜에 동일한 유압을 공급하는 것이 아니라, 슬립이 작은 좌측 또는 우측 차륜에 유압을 감소 공급하여 유압제동토크를 감소시킬 수 있고, 또한 ABS 진입후 회생제동 제어기의 제어에 의한 회생제동량도 선택적으로 필요한 양만큼 감소시킨다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법을 설명하는 도면으로서, ABS 제어시 좌,우륜의 슬립량 차이가 작을 경우, 유압제동토크와 회생제동토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3에서 보듯이, 상기 좌,우 바퀴의 슬립량 차이가 기준값 이하이면, 회생제동 제어기에 의하여 회생제동토크의 감소 제어가 우선적으로 이루어지게 된다.
즉, 회생제동중, ABS 상황 발생시 좌,우 바퀴의 슬립 상태의 차이가 작을 경우에는 회생제동 제어기에 의하여 모터의 회생제동토크가 최대한 감소되게 하여 회생 제동량을 크게 감소시키고 동시에 유압제동량을 작게 감소시킨다.
보다 상세하게는, 제동 시작과 더불어 ABS 진입시, 차량이 급작스럽게 멈추어야 하므로 불필요한 회생제동을 최대한 배제하고자, 회생제동중 ABS 진입시 좌측 차륜과 우측차륜간의 슬립 차이가 해당 차종의 ABS구현시스템 및 제어전력별로 달리 설정되는 기준값보다 작을 경우에는 회생제동 제어기에 의하여 모터의 회생제동토크를 감소시켜 불필요한 회생제동을 최대한 배제할 수 있다.
이와 같이, 회생제동중 ABS 진입 작동이 이루어지면, 좌,우바퀴의 슬립량 차이를 보상함으로써, ABS 작동시 차량 자세가 안정되고 유압제동 및 회생제동력의 불필요한 사용을 줄일 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차용 회생제동 제어 방법에 의하면, 전기자동차의 회생제동중에 ABS 발생시 좌,우바퀴의 슬립량 차이를 보상할 수 있도록 함으로써, 회생제동중 ABS 진입시 회생제동 토크의 빠른 응답을 최대한 이용하여 ABS 진입시 회생제동 제어성을 향상시킬 수 있다.
특히, 좌,우 노면상태가 다를 때 발생할 수 있는 좌,우 슬립량 차이에 따른 보상이 이루어지기 때문에 ABS 작동시 차량 자세가 안정되고 유압제동 및 회생제동력의 불필요한 감소를 막을 수 있다.

Claims (3)

  1. 전기자동차의 회생제동중 ABS 진입 단계와;
    좌,우 바퀴에 대한 슬립량을 검출하여 비교하는 단계와;
    좌,우 바퀴의 슬립량의 차이에 따라, 유압제동토크의 감소 또는 회생제동토크의 감소 제어가 이루어지되,
    상기 좌,우 바퀴의 슬립량의 차이가 기준값 이상이면, 유압브레이크 제어기에 의한 유압제동토크의 감소 제어가 우선으로 이루어지고, 상기 좌,우 바퀴의 슬립량 차이가 기준값 이하이면, 회생제동 제어기에 의하여 회생제동토크의 감소 제어가 우선으로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 회생제동 제어 방법.
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  3. 삭제
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