KR20080024651A

KR20080024651A - 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법

Info

Publication number: KR20080024651A
Application number: KR1020060089030A
Authority: KR
Inventors: 박만복
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-19

Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법에 관한 것으로, 차량 정보를 읽어 들인 후 운전자가 제동 시 상기 차량 정보를 이용, 각 휠의 요구 제동력을 계산하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 수행 후 현재 속도에서 최대 가능 회생제동 토크인 1차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제2 단계와; 상기 차량 정보를 통해 현재 수행가능한 회생제동 토크인 2차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제3 단계와; 상기 제1 단계에서 계산한 각 휠의 요구 제동력에서 상기 2차 한계 회생제동 토크를 뺀 값으로 각 휠의 목표 유압제동 토크로 설정하는 제4 단계; 및 상기 설정한 목표 유압제동 토크를 추종하는 휠 압력을 발생시키는 제어동작을 수행하는 제5 단계로 이루어진 방법을 제공함으로써, 데이터의 교환을 간단하게 하여 데이터 지연을 최소화하고, 과제동(over brake)을 방지하며, 노이즈를 감소시키고, 회생 제동시에 운전자에게 주는 이질감이 없어지는 등의 효과가 있다.

하이브리드 차량, 전기 차량, 회생 제동

Description

하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법{The Control Method of Hydraulic Brake for Hybrid Electric Vehicle}

도 1은 도 1은 종래 하이브리드 전기 차량에서 차속 대비 회생 토크 및 휠 유압 제동력의 변화를 보인 그래프.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 유압 브레이크의 제어를 위한 동작 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량에서 차속 대비 회생 토크 및 휠 유압 제동력의 변화를 보인 그래프.

본 발명은 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법에 관한 것으로, 특히 전기 모터를 장착한 차량에서의 회생 제동(Regenerative Braking) 시 유압제동력 확보를 위해 유압의 급격한 변동이 발생하지 않도록 일정 시간 동안 유압을 유지하도록 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 전기 차량은 배기가스가 없고 효율은 높지만 주행거 리가 짧은 전기자동차와 고출력이고 주행거리가 길지만 효율이 낮고 유해물질을 배출하는 소형의 내연기관을 조합해 양자의 장점만을 취합한 차량이다. 따라서 연료의 연소 반응을 이용하여 동력을 발생시키는 엔진과 상기 엔진 또는 배터리에서 공급되는 전기 동력에 의해 휠(wheel)의 구동력을 발생시키기 위한 모터를 함께 구비한다.

차량에서 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하여 증가하는데, 기존의 차량은 제동 시 브레이크 마찰열의 형태로 운동에너지를 방출하게 된다. 이와는 달리 하이브리드 전기 차량은 전기모터를 발전기로 사용하여 전기에너지 형태로 변환하여 배터리에 충전한 다음 제동 시에는 회생제동 효과를 이용, 동력을 배터리로 회수해 연비의 극대화를 추구한다.

차축에 모터가 장착된 하이브리드 전기 차량에서 회생 제동을 수행을 위해서는 유압조정장치(Hydraulic Control Unit, HCU)와 전자 브레이크 시스템(EBS)와의 데이터 교환이 필수적이다. 즉 유압조정장치(HCU)와 전자 브레이크 시스템(EBS)은 각각 회생 제동의 가능 여부에 대해서 메시지를 송부하게 되는데, 두 개의 시스템이 정상이고, 회생 제동이 가능하다고 판단되면 도 1에 도시된 바와 같은 동작을 수행하게 된다.

도 1은 종래 하이브리드 전기 차량에서 차속 대비 회생 토크 및 휠 유압 제동력의 변화를 보인 그래프로서, 이에 도시된 바와 같이 전자 브레이크 시스템(EBS)은 유압조정장치(HCU)로부터 재 전송받은 2차 한계 회생제동 토크를 그대로 반영한 회생제동 토크를 발생시켜 제동을 하는데, 이때 반영한 2차 회생제동 토크 는 증가하자마자 감소하게 되며, 휠 유압 제동력은 감소하자마자 증가시켜야된다.

즉, 유압의 안정화를 이루지 못한 상황에서 바로 모터를 구동하여 유압을 상승시켜야 하기 때문에 노이즈 및 진동이 발생하고, 운전자에게 이질감을 주게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 전기 모터를 장착한 차량에서의 회생 제동(Regenerative Braking) 시 유압제동력 확보를 위해 유압의 급격한 변동이 발생하지 않도록 차량 정보를 통해 유압을 유지할 지속시간(Duration time)을 계산하고, 이 계산에 따른 지속시간 동안 유압을 유지하도록 제어하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법은, 차량 정보를 읽어 들인 후 운전자가 제동 시 상기 차량 정보를 이용, 각 휠의 요구 제동력을 계산하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 수행 후 현재 속도에서 최대 가능 회생제동 토크인 1차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제2 단계와; 상기 차량 정보를 통해 현재 수행가능한 회생제동 토크인 2차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제3 단계와; 상기 제1 단계에서 계산한 각 휠의 요구 제동력에서 상기 2차 한계 회생제동 토크를 뺀 값으로 각 휠의 목표 유압제동 토크로 설정하는 제4 단계; 및 상기 설정한 목표 유압제동 토크를 추종하는 휠 압력을 발생시키는 제어동작을 수행하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 유압 브레이크의 제어를 위한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 먼저, 전자 브레이크 시스템(EBS)은 차량 정보를 읽어 들인 후 운전자가 제동 시 상기 차량 정보를 이용, 각 휠의 요구 제동력을 계산한다(S100 ~ S102).

상기 단계(S102)의 수행 후, 상기 EBS는 현재 속도에서 최대 가능 회생제동 토크인 1차 한계 회생제동 토크를 계산하는데(S103), 이때, 상기 1차 한계 회생제동 토크량의 크기는 각 휠에 전달해야 하는 요구 제동력 이하로 설정한다.

또한, 상기 EBS에서 배터리 전력을 고려하여 먼저 최대 가능 회생제동 토크를 생성하여 유압조정장치(HCU)로 전송하기 때문에 1차적인 장애 시 안전(fail safe)을 수행하는 부수적인 효과가 발생한다.

상기 HCU는 상기 차량 정보를 통해 현재 수행가능한 회생제동 토크인 2차 한계 회생제동 토크를 계산한 다음 상기 EBS로 전송하며(S104), 이 EBS는 상기 단계(S102)에서 계산한 각 휠의 요구 제동력에서 상기 전송받은 2차 한계 회생제동 토크를 뺀 값으로 각 휠의 목표 유압제동 토크로 설정한다(S105).

이후, 상기 EBS는 상기 설정한 목표 유압제동 토크를 추종하는 휠 압력을 발생시키는 제어동작을 수행하는데(S106), 도 3에 도시한 바와 같이 현재의 차량 속도, 예측된 시점의 차량 감속도 및 차량 속도 대비 회생제동 토크를 이용하여 지속시간을 계산하고, 이 계산된 지속시간이 일정시간 이하로 떨어지면 현재 1차 한계 회생제동 토크를 이전 2차 한계 회생제동 토크와 같도록 제한하여 2차 한계 회생제동 토크가 증가하지 못하도록 한다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법은, 데이터의 교환을 간단하게 하여 데이터 지연을 최소화하고, 과제동(over brake)을 방지하며, 노이즈를 감소시키고, 회생 제동시에 운전자에게 주는 이질감이 없어지는 등의 효과가 있다.

Claims

차량 정보를 읽어 들인 후 운전자가 제동 시 상기 차량 정보를 이용, 각 휠의 요구 제동력을 계산하는 제1 단계와;

상기 제1 단계의 수행 후 현재 속도에서 최대 가능 회생제동 토크인 1차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제2 단계와;

상기 차량 정보를 통해 현재 수행가능한 회생제동 토크인 2차 한계 회생제동 토크를 계산하는 제3 단계와;

상기 제1 단계에서 계산한 각 휠의 요구 제동력에서 상기 2차 한계 회생제동 토크를 뺀 값으로 각 휠의 목표 유압제동 토크로 설정하는 제4 단계; 및

상기 설정한 목표 유압제동 토크를 추종하는 휠 압력을 발생시키는 제어동작을 수행하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 단계는

1차 한계 회생제동 토크량의 크기는 각 휠에 전달해야 하는 요구 제동력 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제5 단계는

현재의 차량 속도, 예측된 시점의 차량 감속도 및 차량 속도 대비 회생제동 토크를 이용하여 지속시간을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제5 단계는

상기 지속시간이 일정시간 이하로 떨어지면 현재 1차 한계 회생제동 토크를 이전 2차 한계 회생제동 토크와 같도록 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 유압 브레이크 제어방법.