KR20140053701A - Ｅ-４ｗｄ 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법 - Google Patents

Ｅ-４ｗｄ 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행유닛과 충돌방지유닛에서 제공되는 감가속의 정보에 따라 토크 분배를 제어하여 전륜과 후륜 및 4WD 구동으로 구동력과 회생제동제어를 최적의 상태로 제어하고자 하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어방법이 개시된다.
본 발명은 차속과 차중량, 차륜별 수직하중, 차륜별 슬립율을 검출하는 과정; 정속주행유닛 및 충돌방지유닛의 정보가 구동 혹은 제동 요구인지 판단하는 과정; 정속주행유닛에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하여 전체 구동토크를 산출하고, 각 차륜의 수직하중과 슬립을 분석하며, 효율 맵에서 최대 효율점을 갖는 토크비를 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 구동토크를 분배하는 과정; 충돌방지유닛에서 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하여 전체 제동토크를 산출하고, 차량속도와 모터상태, 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하며, 효율맵에서 최대 효율점의 제동 조건을 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 회생제동토크를 분배하는 과정을 포함한다.

Description

Ｅ-４ＷＤ 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING OF E-4WD HYBRID ELECTRICITY VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치(Smart Cruise Controller : SCC)와 충돌방지장치(Advanced Pre-Collision Safety System : APCS)에서 제공되는 감가속의 정보에 따라 토크 분배를 제어하여 전륜과 후륜 및 4WD 구동으로 구동력과 회생제동을 최적의 상태로 제어하고자 하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 E-4WD 하이브리드 전기자동차는 전륜과 후륜에 각각 독립적인 구동수단이 적용되고, 각각의 구동수단은 운전 환경의 조건에 따라 독립적으로 구동되거나 함께 구동된다.
여기서, 하이브리드 전기자동차는 좁은 의미로, 연료전지 자동차, 전기자동차와 구별될 수 있으나, 본 명세서에서 하이브리드 전지자동차의 의미는 순수 전기자동차와 연료전지 자동차를 포괄하는 것으로 하나 이상의 배터리가 구비되고, 배터리에 저장된 에너지가 자동차의 구동력으로 사용되는 자동차를 지칭한다.
E-4WD 하이브리드 전기자동차는 전륜 혹은 후륜 중 어느 한축만으로 주행하는 2WD(2 Wheel Drive)구동을 기본적인 구동으로 실행하고, 구동력이 부족하게 되는 경우 휴지 상태에 있는 나머지 다른 한축을 활용하는 부분 4WD(4 Wheel Drive)구동을 실행한다.
E-4WD 하이브리드 전기자동차는 엔진과 모터 시스템, 모터 시스템과 모터 시스템을 전륜과 후륜에 적절하게 적용하여 다양한 형식으로 구성될 수 있다.
예를 들어 전륜에 엔진을 적용하고, 후륜에 독립적인 모터 시스템이 적용될 수 있다.
또한, 전륜축 혹은 후륜축 중 어느 하나에 인라인 모터 시스템을 적용하여 좌우 차륜에 동력이 전달되도록 하고, 다른 하나의 축에 연결되는 각 차륜에 인휠 모터 시스템을 적용할 수 있다.
그리고, 전륜과 후륜의 각 차륜에 인휠 모터 시스템을 적용할 수 있다.
E-4WD 하이브리드 전기자동차는 차량의 출발 및 가속시에 모터 시스템에 의한 동력 보조가 이루어지는데, 모터 시스템에 의한 동력 보조가 이루어질 때 엔진의 출력 토크와 모터 시스템의 출력 토크를 어떻게 적절히 분배하여 효율적으로 동력을 보조하는 방법에 중요성을 갖고 있다.
통상적으로 전륜의 엔진과 후륜의 모터 시스템에 동력을 분배하는 방법으로는 각각 고정된 비율로 동력을 배분하는 고정 배분식이 적용되고 있다. 고정 배분식은 한정된 배터리의 전기 에너지를 효율적으로 사용할 수 없는 단점이 있으며, 이로 인하여 한정된 배터리의 에너지 관리가 효율적으로 이루어지지 못하는 단점이 발생될 수 있다.
E-4WD 하이브리드 전기자동차에는 운행자에서 편의성과 안전성을 제공하기 위해 정속주행장치(SCC), 충돌방지장치(APCS) 등의 편의장치들이 적용되고 있으며, 네트워크로 연결되는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit ; HCU)와 연동하여 동작된다.
상기 하이브리드 제어기(HCU)는 정속주행장치(SCC)와 충돌방지장치(APCS)에서 제공되는 명령을 받아 감속 및 가속을 제어한다.
예를 들어, 하이브리드 제어기(HCU) 정속주행장치(SCC)로부터 가속 요구 명령이 검출되면 필요한 목표 토크를 결정한 다음 전륜에 장착되는 엔진의 출력을 조절하여 가속을 제공한다.
이때, 차륜의 슬립이 발생되어 엔진의 출력이 목표 토크를 추종하지 못하는 경우 후륜에 적용되는 모터 시스템이 동작되어 출력 토크를 보상한다.
또한, 하이브리드 제어기(HCU)는 충돌방지장치(APCS)로부터 감속 요구명령이 검출되면 목표 제동력을 결정한 다음 안전제어장치(ESC)를 연동시켜 유압의 작동으로 제동력을 발생시킨다.
따라서, 정속주행장치(SCC)와 충돌방지장치(APCS)에서 제공되는 감가속의 명령에 따라 구동력과 제동력이 제어될 때 전륜에 적용되는 엔진과 후륜에 적용되는 모터 시스템 간의 구동토크 및 제동토크의 분배가 이루어지지 않아 에너지 손실을 발생시키므로 연비 저하를 초래할 수 있다.
공개특허공보 제10-2008-0054006호(2008.06.17.) 공개특허공보 제10-2005-0118926호(2005.12.20.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치(SCC)와 충돌방지장치(APCS)의 정보에 따라 전륜과 후륜에 최적의 토크 분배를 제공하여 구동제어와 제동제어가 최적의 효율점에서 제공될 수 있도록 하여 연비향상을 제공하고자 한다.
본 발명은 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치에서 제공되는 정보가 구동 요구이면 최대 효율점의 구동 조건을 판정하여 전륜과 후륜에 대한 최적의 구동토크를 분배함으로써, 연비향상이 제공되는 최적의 구동력 제어를 제공하고자 한다.
본 발명은 운전자의 개입이 없는 상태에서 충돌방지장치(APCS)에서 제공되는 정보가 제동 요구이면 최대 효율점의 제동 조건을 판정하여 전륜과 후륜에 대한 최적의 제동토크를 분배함으로써, 회생제동량을 최대로 확보할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 전륜과 적용되는 제1구동수단과 후륜에 적용되는 제2구동수단을 포함하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차에 있어서, 상기 제1구동수단과 제2구동수단을 작동시켜 주행을 유지하는 하이브리드 제어기; 상기 하이브리드 제어기와 연동하여 운전자의 개입이 없는 상태에서 설정된 목표 속도를 추종시켜 정속도 주행을 제공하는 정속주행유닛; 상기 하이브리드 제어기와 연동하여 유압 제동력의 발생을 제어하는 안전제어유닛; 주행 전방을 감지에서 위급 상황이 발생되는 경우 상기 안전제어유닛과의 연동으로 감속을 제어하는 충돌방지유닛; 모터 시스템의 구동력을 조정하는 파워 컨트롤 유닛을 포함하고,
상기 하이브리드 제어기는 정속주행유닛과 충돌방지유닛에서 제공되는 운전자 개입이 없는 감/가속의 정보에 따라 목표 감가속도를 추종시키는 구동토크를 제1구동수단과 제2구동수단에 분배하여 구동력과 회생 제동력을 제어하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치가 제공된다.
상기 하이브리드 제어기는 상기 정속주행유닛에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하여 전체 구동토크를 산출하고, 각 차륜의 수직하중과 슬립을 분석하며, 효율 맵에서 최대 효율점을 갖는 토크비를 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 구동토크를 분배할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 상기 충돌방지유닛에서 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하여 전체 제동토크를 산출하고, 차량속도와 모터상태, 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하며, 효율맵에서 최대 효율점의 제동 조건을 판정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 회생제동토크를 분배할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 회생제동토크가 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리의 만충전 혹은 고장이면 안전제어유닛을 연동시켜 유압 제동을 제어할 수 있다.
상기 제1구동수단은 엔진이나 인라인으로 연결되는 모터 시스템 혹은 좌우 차륜에 적용되어 독립 구동되는 인휠 모터 시스템 중 어느 하나로 적용되고, 상기 제2구동수단은 인라인으로 연결되는 모터 시스템 혹은 좌우 차륜에 적용되어 독립 구동되는 인휠 모터 시스템 중 어느 하나로 적용될 수 있다.
상기 제1구동수단은 엔진이 적용되고 제2구동수단은 인라인 모터 시스템 적용되거나 제1구동수단은 엔진이 적용되고 제2구동수단은 인윌 모터 시스템이 적용되거나 제1구동수단은 인휠 모터 시스템이 적용되고, 제2구동수단은 인라인 모터 시스템이 적용되거나 제1구동수단과 제2구동수단을 인휠 모터 시스템으로 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 차속과 차중량, 차륜별 수직하중, 차륜별 슬립율을 검출하는 과정; 정속주행유닛 및 충돌방지유닛의 정보가 구동 혹은 제동 요구인지 판단하는 과정; 상기 정속주행유닛에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하여 전체 구동토크를 산출하고, 각 차륜의 수직하중과 슬립을 분석하며, 효율 맵에서 최대 효율점을 갖는 토크비를 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 구동토크를 분배하는 과정; 상기 충돌방지유닛에서 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하여 전체 제동토크를 산출하고, 차량속도와 모터상태, 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하며, 효율맵에서 최대 효율점의 제동 조건을 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 회생제동토크를 분배하는 과정을 포함하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어방법이 제공된다.
상기 충돌방지유닛의 제동 요구에 따라 결정된 회생제동토크가 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리의 만충전 혹은 고장이면 안전제어유닛을 연동시켜 유압 제동을 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 E-4WD 하이브리드 전기자동차에서 운전자의 개입이 없는 가속 요구에 대하여 전륜과 후륜에 대한 토크를 최적으로 분배하여 최대 효율점의 구동을 제공함으로써, 주행 안전성과 에너지 소비를 최소화하여 연비 향상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 E-4WD 하이브리드 전기자동차에서 운전자의 개입이 없는 제동요구에 대하여 전륜과 후륜에 대한 토크 분배로 회생 제동량을 최대화하여 연비개선을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진과 인휠 모터가 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인휠모터와 인라인 모터 시스템이 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인윌모터로 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예는 전륜에 동력원인 엔진(101), 엔진(101)의 출력축과 연결되는 변속기(102) 및 운전조건에 따라 엔진(101)의 시동을 온/오프시키고, 시동 온 상태에서 발전기로 동작되는 ISG(Idle Stop and Generator : 103)를 포함하는 제1구동수단이 적용된다.
그리고, 후륜축에 동력원으로 모터 시스템이 인라인으로 구성되고, 모터(301)의 출력은 감속기어(302)를 통해 좌우측 차륜과 연결되는 제2구동수단이 적용된다.
상기 제1구동수단과 제2구동수단을 제어하는 제어수단으로 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit ; HCU)(201)와 파워 컨트롤 유닛(Power Control Unit ; PCU)(202), 배터리(203), 엔진제어기(Engine Control Unit ; ECU)(204), 정속주행장치(Smart Cruise Controller ; SCC)(205), 충돌방지장치(Advanced Pre-Collision Safety System ; APCS)(206) 및 안전제어장치(Electronic Stability Controller ; ESC)(207)를 포함하고, 상기의 구성들은 전용통신라인 혹은 네트워크로 상호 연결된다.
하이브리드 제어기(HCU;201)는 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치(SCC ; 205)와 충돌방지장치(APCS ; 206)에서 제공되는 감/가속의 정보에 따라 목표 감가속도를 결정하고, 목표 감가속도를 추종시키는 전체 구동토크를 산출한 다음 최대의 효율점을 갖도록 전륜과 후륜의 토크 분배를 제어하여 구동력과 회생 제동력을 최적의 효율로 제어한다.
상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치(SCC ; 205)에서 제공되는 정보가 구동 요구이면 목표 가속도를 결정하고, 목표 가속도를 추종하는 전체 구동토크를 산출하며, 각 차륜의 수직하중과 슬립 등을 분석하여 최대 효율점을 갖는 전륜과 후륜의 토크비를 결정하여 구동토크를 분배함으로써, 에너지 소비가 최소화되는 최적의 구동력 제어를 제공한다.
상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 운전자의 개입이 없는 상태에서 충돌방지장치(APCS ; 206)에서 제공되는 정보가 제동 요구이면 목표 감속도를 결정하고, 목표 감속도를 추종하는 전체 제동토크를 산출하며, 차량속도, 모터상태, 감속도에 따라 최대 회생제동토크를 산출하여 최대 효율점의 제동 조건을 판정하여 전륜과 후륜에 대한 회생제동토크를 분배함으로써, 회생제동량을 최대로 확보할 수 있도록 한다.
상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 회생제동토크로 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리(203)가 만충전된 상태 혹은 배터리(203)가 고장난 상태인 경우에는 안전제어장치(ESC ; 207)를 연동시켜 유압 제동이 실행될 수 있도록 한다.
파워 컨트롤 유닛(PCU ; 202)는 모터제어기와 인버터를 포함하고, 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)에서 인가되는 제어신호에 따라 배터리(203)에서 공급되는 대략 직류 200V 내지 450V의 고전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 후륜에 적용되는 모터(301)의 구동을 제어한다.
상기 파워 컨트롤 유닛(PCU ; 202)는 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)에서 인가되는 제어신호에 따라 전륜에 적용되는 제1구동수단의 ISG(103)를 작동시켜 엔진(101)의 시동 온을 실행한다.
상기 파워 컨트롤 유닛(PCU ; 202)는 엔진(101)에 시동 온을 유지하는 상태에서 ISG(103)에서 제공되는 발전 전압을 배터리(203)에 공급하여 배터리(203)의 충전을 실행한다.
상기 파워 컨트롤 유닛(PCU ; 202)는 제동시 모터(301)의 회생제동제어로 발전되는 전압을 배터리(203)에 공급하여 배터리(203)의 충전을 실행한다.
배터리(203)는 후륜에 적용되는 모터(301)의 구동에 필요한 대략 직류 300V 내지 450V의 고전압이 저장된다.
엔진제어장치(ECU ; 204)는 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)의 제어에 따라 엔진(101)의 출력을 제어한다.
정속주행장치(SCC ; 205)는 운전자의 개입이 없는 상태에서 설정된 목표 속도를 추종시켜 정속도의 주행을 제공될 수 있도록 한다.
충돌방지장치(APCS ; 206)는 정속주행이 제공되는 상태에서 전방의 레이더로 전방을 감시하여 차간거리가 단축되거나 급작스럽게 끼어드는 차량, 보행자 등이 검출되면 감속 요구를 출력하여 충돌이 방생되지 않도록 한다.
안전제어장치(ESC ; 207)는 상기 하이브리드 제어기(201)에서 인가되는 제어신호에 따라 유압 제동력을 발생시켜 제동 제어를 제공한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명이 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차가 설정된 목표 속도로 정속 주행하는 상태에서 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 운전정보로 주행차속, 차량의 중량을 검출하고(S101), 각 차륜에 걸리는 수직하중을 추정하며(S102), 각 차륜에서 발생되는 슬립을 검출한다(S103).
그리고, 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 전용통신라인 혹은 네트워크로 연결되는 정속주행장치(SCC ; 205)와 충돌방지장치(APCS ; 206)에서 제공되는 정보를 분석하여(S104) 요구되는 운전조건이 구동인지 혹은 제동인지를 판단한다(S105).
상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 상기 S105에서 정속주행장치(SCC ; 205)에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하고 목표 가속도를 추종하는 전체 구동토크를 산출한다(S106).
그리고, 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 각 차륜의 수직하중과 슬립 등을 분석하고, 엔진 및 모터의 효율맵을 적용하여 최대 효율점을 갖는 최적의 구동륜을 결정하고(S107), 결정된 구동륜에 따라 전륜과 후륜의 토크비를 결정하여 구동토크를 분배한다(S108).
이후, 하이브리드 제어기(201)는 엔진제어장치(ECU ; 204)를 통해 전륜에 적용되는 제1구동수단인 엔진(101)의 출력토크를 제어하고, PUC(202)를 통해 후륜에 적용되는 제2구동수단인 인라인 모터 시스템을 구성하는 모터(301)의 출력토크를 제어하여(S110) 에너지 소비가 최소화되는 최적의 구동력 제어를 제공한다(S111).
또한, 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 상기 S105에서 충돌방지장치(APCS ; 206)로부터 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하고 목표 감속도를 추종시키는 필요 제동력을 산출한다(S112).
그리고, 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 차량속도, 모터상태, 감속도에 따라 최대 회생제동토크, 최대 효율점의 제동 조건을 판정하여 전륜과 후륜에 대한 회생제동토크를 분배하고, 최적의 제동방식을 결정한다(S113).
이후, 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 회생제동 제어값과 유압 제동 제어값을 결정하고(S114), 회생 제동만으로 목표 감속도를 추종시킬 수 있는 상태이면 모터(301)의 역토크를 제어하는 회생 제동제어를 실행하여 회생제동량을 최대로 확보함으로써, 배터리(203)의 충전 효율을 향상시킨다(S115).
그러나, 상기 하이브리드 제어기(HCU ; 201)는 회생 제동만으로 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리(203)의 만충전 혹은 고장난 상태인 경우에는 안전제어장치(ESC ; 207)를 연동시켜 유압 제동이 실행될 수 있도록 한다(S116).
이상에서 설명한 바와 같이 운전자의 개입이 없는 상태에서 정속주행장치의 정보가 구동 요구로 판정될 때 목표 가속도를 추종시키기 위한 전체 토크를 산출하고, 전륜과 후륜에 각각 독립된 구동수단이 최적의 효율점을 갖는 토크 비를 결정하여 토크 분배함으로써, 최적의 에너지 효율을 갖는 구동력 제어를 제공할 수 있다.
또한, 운전자의 개입이 없는 상태에서 충돌방지장치의 정보가 제동 요구로 판정될 때 목표 감속도를 추종시키기 위한 전체 제동토크를 산출하고, 모터 시스템이 최적의 효율점을 갖는 회생제동토크를 결정하여 회생제동을 제어함으로써, 배터리 충전을 극대화할 수 있어 연비 향상을 제공할 수 있다.
그리고, 배터리의 만충전, 고장이 발생되었거나 회생제동토크만으로 목표 감속도를 추종시키지 못하는 경우 유압 구동으로 제동력을 보조함으로써, 목표 감속도의 추종에 안정성을 제공할 수 있다.
상기한 설명에서는 전륜에 제1구동수단으로 엔진이 적용되고, 후륜에 제2구동수단으로 모터 시스템이 인라인으로 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차를 예로 설명하였다.
그러나, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 전륜에 동력원인 엔진(111), 엔진(111)의 출력축과 연결되는 변속기(112) 및 엔진(111)의 시동을 온/오프시키는 ISG(113)를 포함하는 제1구동수단이 적용되고, 후륜의 좌우측 차륜에 각각 인휠 모터(401)(402)가 장착되어 각각 독립된 구동을 제공하는 제2구동수단이 적용되는 경우에 대해서도 본 발명에 따른 토크 분배가 동일 내지 유사하게 적용되어 구동제어와 제동제어가 실행될 수 있다.
상기 도 3의 구성을 갖는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 동작 역시 전술한 도 1의 구성과 동일 내지 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 전륜의 좌우측 차륜에 각각 인휠 모터(501)(502)가 장착되어 각각 독립된 구동을 제공하는 모터 시스템이 제1구동수단이 적용되고, 후륜에 모터 시스템이 인라인으로 적용되는 제2구동수단이 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차에 적용되는 경우에 대해서도 본 발명에 따른 토크 분배가 동일 내지 유사하게 적용되어 구동제어와 제동제어가 실행될 수 있다.
또한, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이, 전륜의 좌우측 차륜에 각각 인휠 모터(511)(512)가 장착되어 각각 독립된 구동을 제공하는 모터 시스템이 제1구동수단이 적용되고, 후륜의 좌우측 차륜에 각각 인휠 모터(513)(514)가 장착되어 각각 독립된 구동을 제공하는 모터 시스템이 제2구동수단으로 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차에 적용되는 경우에 대해서도 본 발명에 따른 토크 분배가 동일 내지 유사하게 적용되어 구동제어와 제동제어가 실행될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
101 : 엔진 102 : 변속기
103 : ISG 201 : 하이브리드 제어기(HCU)
202 : PCU(파워 컨트롤 유닛) 203 : 배터리
204 : 엔진제어장치(ECU) 205 : 정속주행장치
206 : 충돌방지장치 207 : 안전제어장치
301 : 모터

Claims (9)

  1. 전륜에 적용되는 제1구동수단과 후륜에 적용되는 제2구동수단을 포함하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차에 있어서,
    상기 제1구동수단과 제2구동수단을 작동시켜 주행을 유지하는 하이브리드 제어기;
    상기 하이브리드 제어기와 연동하여 운전자의 개입이 없는 상태에서 설정된 목표 속도를 추종시켜 정속도 주행을 제공하는 정속주행유닛;
    상기 하이브리드 제어기와 연동하여 유압 제동력의 발생을 제어하는 안전제어유닛;
    주행 전방을 감지에서 위급 상황이 발생되는 경우 상기 안전제어유닛과의 연동으로 감속을 제어하는 충돌방지유닛;
    모터 시스템의 구동력을 조정하는 파워 컨트롤 유닛;
    을 포함하고,
    상기 하이브리드 제어기는 정속주행유닛과 충돌방지유닛에서 제공되는 운전자 개입이 없는 감/가속의 정보에 따라 목표 감가속도를 추종시키는 구동토크를 제1구동수단과 제2구동수단에 분배하여 구동력과 회생 제동력을 제어하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 상기 정속주행유닛에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하여 전체 구동토크를 산출하고, 각 차륜의 수직하중과 슬립을 분석하며, 효율 맵에서 최대 효율점을 갖는 토크비를 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 구동토크를 분배하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 상기 충돌방지유닛에서 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하여 전체 제동토크를 산출하고, 차량속도와 모터상태, 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하며, 효율맵에서 최대 효율점의 제동 조건을 판정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 회생제동토크를 분배하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 회생제동토크가 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리의 만충전 혹은 고장이면 안전제어유닛을 연동시켜 유압 제동을 제어하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동수단은 엔진이나 인라인으로 연결되는 모터 시스템 혹은 좌우 차륜에 적용되어 독립 구동되는 인휠 모터 시스템 중 어느 하나로 적용되고,
    상기 제2구동수단은 인라인으로 연결되는 모터 시스템 혹은 좌우 차륜에 적용되어 독립 구동되는 인휠 모터 시스템 중 어느 하나로 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동수단은 엔진이 적용되고 제2구동수단은 인라인 모터 시스템 적용되거나 제1구동수단은 엔진이 적용되고 제2구동수단은 인윌 모터 시스템이 적용되거나 제1구동수단은 인휠 모터 시스템이 적용되고, 제2구동수단은 인라인 모터 시스템이 적용되거나 제1구동수단과 제2구동수단을 인휠 모터 시스템으로 적용하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어장치.
  7. 차속과 차중량, 차륜별 수직하중, 차륜별 슬립율을 검출하는 과정;
    정속주행유닛 및 충돌방지유닛의 정보가 구동 혹은 제동 요구인지 판단하는 과정;
    상기 정속주행유닛에서 구동 요구가 검출되면 목표 가속도를 결정하여 전체 구동토크를 산출하고, 각 차륜의 수직하중과 슬립을 분석하며, 효율 맵에서 최대 효율점을 갖는 토크비를 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 구동토크를 분배하는 과정;
    상기 충돌방지유닛에서 제동 요구가 검출되면 목표 감속도를 결정하여 전체 제동토크를 산출하고, 차량속도와 모터상태, 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하며, 효율맵에서 최대 효율점의 제동 조건을 결정하여 제1구동수단과 제2구동수단에 회생제동토크를 분배하는 과정;
    을 포함하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충돌방지유닛의 제동 요구에 따라 결정된 회생제동토크가 충분한 제동력을 발생시킬 수 없는 상태이거나 배터리의 만충전 혹은 고장이면 안전제어유닛을 연동시켜 유압 제동을 제어하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어방법.
  9. 전륜과 후륜에 각각 독립된 구동수단이 적용되는 E-4WD 하이브리드 전기자동차에 있어서,
    상기 전륜과 후륜에 적용되는 구동수단을 각각 제어하는 하이브리드 제어기;
    설정된 목표 속도를 추종시켜 정속 주행을 제공하는 정속주행유닛;
    유압 제동 제어를 실행하는 안전제어유닛;
    전방을 감지하여 안전제어유닛과의 연동으로 충돌방지를 제어하는 충돌방지유닛;
    을 포함하며,
    상기 하이브리드 제어기는 설정된 프로그램에 따라 동작되어 상기 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하여 전륜과 후륜에 최적의 효율점을 갖는 토크 분배를 제공하는 E-4WD 하이브리드 전기자동차의 제어방법.
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