KR100273518B1 - Method for controlling moving of electric vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling moving of an electric vehicle is provided to prevent an electric vehicle from sliding and enhance efficiency of a motor and a battery of the electric vehicle. CONSTITUTION: When an electric vehicle is driven on a slope(S10), if the vehicle cannot be driven due to jam or a standby signal, operation of an accelerator pedal is released and a brake is operated(S20). If a brake switch signal of an operation information detecting part is off(S30), a controller determines whether the vehicle slides by analyzing speed and number of rotation of a motor detected in the operation information detecting part(S40). It is determined whether the vehicle slides owing to the driver's will(S50). An output of the motor is increased by a predetermined equation(S60). It is determined whether the same output torque as a sliding torque of the vehicle by analyzing the speed and the number of rotation of the motor(S70). The output torque of the motor is increased until it becomes the same as the sliding torque of the vehicle(S80).

Description

전기자동차의 주행 제어방법Driving control method of electric vehicle

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차가 경사로를 주행하다 일시 정차하였을 경우 모터의 출력을 제어하는 전기자동차의 주행 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to a driving control method of an electric vehicle for controlling the output of the motor when the electric vehicle is traveling on a ramp and temporarily stopped.

일반적으로 자동 변속기를 장착한 가솔린 차량은 경사로를 주행하다 일시 정차할 경우 운전자에 의한 핸드 브레이크나 풋(foot) 브레이크 조작이 없어도 기어 변속단이 주행단에 있을 경우에는 크리프(creep) 현상에 의해 차량이 뒤로 미끄러 지지 않는다.In general, a gasoline vehicle equipped with an automatic transmission travels on a slope while temporarily stopping. When the gear shift stage is in the driving stage even without a hand brake or foot brake operation by the driver, the vehicle may creep due to a creep phenomenon. Do not slip behind this.

이와는 달리 배터리 전원으로 모터를 구동하여 주행하는 전기자동차는 운전자가 액셀 페달을 밟는 양에 따라 차량의 출력인 모터의 출력 토크가 제어되므로 운전자가 액셀 페달을 밟지 않으면 모터의 출력 토크가 발생되지 않는다.In contrast, an electric vehicle driven by driving a motor with battery power is controlled according to the amount of the driver's stepping on the accelerator pedal, so that the output torque of the motor is not generated unless the driver steps on the accelerator pedal.

이러한 전기자동차가 제3도와 같이 경사로를 주행하다 일시 정차하였을 경우 운전작 풋 브레이크나 핸드 브레이크를 조작하지 않으면 액셀 페달 신호에 따른 구동 모터의 출력 토크가 없기 때문에 전기 자동차는 가솔린 차량의 중립단 기어 상태와 같이되어 차량이 뒤로 미끄러진다.When such an electric vehicle stops temporarily while driving on a slope as shown in FIG. 3, if the driver's foot brake or hand brake is not operated, the electric vehicle is in a neutral gear state of the gasoline vehicle because there is no output torque of the driving motor according to the accelerator pedal signal. As the vehicle slips back.

또한, 전기자동차가 경사로를 주행하다 일시 정차한 후 출발할 경우 경사각도(θ)에 따라 요구 견인력(T2)이 크므로 일시적으로 큰 출력 파워를 필요로 하게된다.In addition, when the electric vehicle travels on the ramp and starts after stopping temporarily, the required traction force T 2 is large according to the inclination angle θ so that a large output power is temporarily required.

따라서, 이와 같은 높은 출력 파워를 얻기 위해 밟고 있던 브레이크를 떼고 액셀 페달을 밟는 순간 미끄러짐이 발생될 수 있다.Therefore, slipping may occur at the moment of releasing the brake which has been pressed to obtain such high output power and pressing the accelerator pedal.

상기에서 일시적인 큰 출력 파워가 필요하다는 것은 운전자의 액셀 페달 조작량에 의해 구동 토크(T2)를 낼 수 있는 파워를 말하며 이의 도달에는 일정 시간이 요구되므로 그 사이에 미끄러짐이 발생할 수 있다.The need for a temporary large output power means power capable of exerting a driving torque T 2 by the driver's accelerator pedal operation amount, and slipping may occur between them because a certain time is required to reach the driving torque T 2 .

본 발명은 이와 같은 은제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 전기자동차가 경사로를 주행하다 일시 정차하였을 경우 운전자가 핸드 브레이크나 풋 브레이크를 조작하지 않아도 차량의 미끄러짐 토크를 상쇄할 수 있는 모터 출력토크를 발생하여 전기자동차가 뒤로 미끄러지는 것을 방지하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to provide a motor that can offset the slip torque of the vehicle without the driver operating the hand brake or foot brake when the electric vehicle stops temporarily while driving on a slope. It generates output torque to prevent the electric vehicle from slipping back.

또한, 본 발명의 목적은, 전기자동차가 경사로를 주행하다 일시 정차한 후 출발할 경우 운전자가 밟고 있던 브레이크 페달을 떼면 모터 출력 토크를 발생하여 차량의 일시적인 미끄러짐을 방지하고, 운전자가 액셀 페달을 밟았을 때 순간적으로 높은 토크의 출력이 없도록 하여 전기자동차의 모터 및 배터리의 효율을 증대시키는 데 있다.In addition, an object of the present invention, when the electric vehicle is driving on the ramp, when starting a temporary stop, when the driver releases the brake pedal that is stepped on, the motor output torque is generated to prevent the vehicle from slipping temporarily, the driver stepped on the accelerator pedal When there is no instantaneous high torque output to increase the efficiency of the motor and battery of the electric vehicle.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기자동차가 경사로를 운행중 일시 정차하였을 경우 차량의 미끄러짐이 발생하는지를 판단하는단계와;In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of determining whether the slip of the vehicle occurs when the electric vehicle stops temporarily while driving the ramp;

차량의 미끄러짐이 발생하였을 경우 운전자의 의지에 의한 미rM러짐인지를 판단하는 단계와;Determining whether the vehicle is slippery due to the driver's will when the vehicle slips;

운전자의 의지에 의한 미끄러짐이 아닐 경우 모터의 출력 토크를 증가시켜 미끄러짐 토크를 상쇄시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.When the slip is not at the driver's will, the output torque of the motor is increased to offset the slip torque.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따라 전기자동차의 주행을 제어하는 방법을 도시한 동작 순서도이고,1 is a flowchart illustrating a method of controlling the driving of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

제2도는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 전기자동차를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,2 is a block diagram schematically showing an electric vehicle for explaining an embodiment of the present invention,

제3도는 전기자동차가 경사로를 주행하는 상태를 도시한 동작 상태도이다.3 is an operating state diagram illustrating a state in which an electric vehicle travels on a slope.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이 전기자동차는 운행정보 검출부(10)와, 컨트롤러(20), 인버터(30), 모터(40)로 이루어진다.As can be seen in FIG. 1, the electric vehicle includes a driving information detector 10, a controller 20, an inverter 30, and a motor 40.

운행정보 검출부(10)는 차량을 제동하기 위한 운전자의 핸드 브레이크나 풋브레이크 조작을 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 브레이크 스위치와, 차량을 가감속하기 위한 운전자의 액셀 페달 조작을 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 액셀 스위치와, 차량의 운행 속도를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 차속 센서와, 전기자동차의 모터 회전수를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 모터 회전수 검출부와 차량 운행중의 변속단의 위치를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 변속단 위치 검출부와, 차량의 운행이 경사로 주행인지를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력하는 경사로 검출부 등으로 이루어지며, 차량의 운행중 각종 운행정보를 검출하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.The driving information detecting unit 10 detects a driver's hand brake or foot brake operation for braking the vehicle and outputs a predetermined signal according to the driver, and detects an accelerator pedal operation of the driver for accelerating and decelerating the vehicle. An accelerator switch for outputting a predetermined signal, a vehicle speed sensor for detecting a traveling speed of the vehicle and outputting a predetermined signal, and a motor rotation speed for detecting a motor rotational speed of the electric vehicle and outputting a predetermined signal accordingly A shift stage position detection unit for detecting a position of the shift stage while the vehicle is driving and outputting a predetermined signal, and a ramp detecting unit for detecting whether the driving of the vehicle is running on a slope and outputting a predetermined signal accordingly; In operation, the vehicle detects various driving information and outputs a predetermined signal accordingly.

컨트롤러(20)는 상기 운행정보 검출부(10)의 신호를 분석하여 그에 따른 소정의 제어신호를 출력한다.The controller 20 analyzes the signal of the driving information detector 10 and outputs a predetermined control signal accordingly.

인버터(30)는 상기 컨트롤러(20)의 제어신호에 따라 배터리 전원을 PWM(pulse width modulation) 제어하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.The inverter 30 controls the pulse width modulation (PWM) of the battery power according to the control signal of the controller 20 and outputs an electrical signal accordingly.

모터(40)는 상기 인버터(30)의 전기적인 신호에 따라 동작하여 전기자동차를 구동한다.The motor 40 operates according to the electrical signal of the inverter 30 to drive the electric vehicle.

이와 같이 구성된 전기자동차에서 본 발명인 전기자동차의 주행 제어방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, the driving control method of the present invention electric vehicle in the electric vehicle configured as follows.

전기자동차의 운행중 은전자가 제3도와 같은 경사로에서 전기자동차를 주행하는(S10) 경우 신호대기나 차량 정체 등으로 인하여 차량의 주행을 계속하지 못할때에는 액셀 페달의 조작을 해제하고 브레이크를 조작하여 차량을 일시 정차한다(S20).When the electronic device is driving the electric vehicle on the slope as shown in FIG. 3 (S10), when the vehicle cannot be continued due to signal waiting or traffic jam, the accelerator pedal is released and the brake is operated to temporarily stop the vehicle. Stop (S20).

이때에는 운전자의 가속 명쳔이 없기 때문에 모터(40)의 출력 토크는 없는 상태이다.At this time, since there is no acceleration command of the driver, there is no output torque of the motor 40.

이후, 운전자가 운행의 편의를 위해 밟고 있던 풋 브레이크 페달을 놓거나 핸드 브레이크의 조작을 해제하여 운행정보 검출부(10)의 브레이크 스위치 신호가 “오프”이면(S30) 컨트롤러(20)는 상기 운행정보 검출부(10)에서 검출되는 차속과 모터의 회전수를 다음의 수학식 1에 의해 분석하여 차량의 미끄러짐이 발생하는지를 판단한다(S40).Subsequently, when the driver releases the foot brake pedal that the driver has stepped on for the convenience of driving or releases the hand brake operation so that the brake switch signal of the driving information detector 10 is “off” (S30), the controller 20 may detect the driving information. The vehicle speed detected in (10) and the rotation speed of the motor are analyzed by the following equation (1) to determine whether the slip of the vehicle occurs (S40).

[수학식 1][Equation 1]

차속 ≥ 0Vehicle speed ≥ 0

모터회전수 ≥ 0Motor speed ≥ 0

상기(S40)에서 검출되는 차속과 모터 회전수가 0보다 작아서 차량의 미끄러짐이 발생하는 것으로 판단되면 컨트롤러(20)는 상기 운행정보 검출부(10)에서 검출되는 변속단의 위치가 후진 위치인지를 분석하여 상기 차량의 미끄러짐이 운전자의 의지(후진 주행)에 의한 미끄러짐인지를 판단한다(S50).When it is determined that the vehicle slip occurs because the vehicle speed and the motor rotation speed detected in S40 are less than zero, the controller 20 analyzes whether the position of the shift stage detected by the driving information detector 10 is a backward position. It is determined whether the slip of the vehicle is a slip by the driver's will (reverse driving) (S50).

이때 검출되는 변속단의 위치가 후진 위치가 아닌 주행 위치이면 컨트롤러(20)는 운전자의 의지에 의한 차량의 미끄러짐이 아니라 판단하고, 소정의 제어신호로 인버터(30)의 게이트 주파수를 제어하여 다음의 수학식 2 와 같이 모터(40)의 출력을 증가시킨다(S60).At this time, if the position of the shift stage detected is a driving position other than the backward position, the controller 20 determines that the vehicle is not slipped by the driver's will, and controls the gate frequency of the inverter 30 by a predetermined control signal to As shown in Equation 2, the output of the motor 40 is increased (S60).

[수학식 2][Equation 2]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 수학식 2에서 N은 모터의 회전수. P는 모터의 출력, T2는 모터의 출력 토크 또는 전기자동차의 출력 토크, V는 모터에 인가되는 전압, I는 모터에 인가되는 전류이다.In Equation 2, N is the rotation speed of the motor. P is the output of the motor, T 2 is the output torque of the motor or the output torque of the electric vehicle, V is the voltage applied to the motor, I is the current applied to the motor.

상기 수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이 모터의 출력은

Figure kpo00002
와 같이 나타내어지므로, 모터의 출력토크는
Figure kpo00003
와 같이 나타낼 수 있다.As can be seen in Equation 2, the output of the motor is
Figure kpo00002
Since the output torque of the motor
Figure kpo00003
Can be expressed as:

또한, 모터의 출력은 일반적으로 P=VI와 같이 나타내어지므로 모터의 출력 토크(T2)를 증가시키기 위해서 컨트롤러(20)는 인버터(30)의 게이트 주파수를 제어하여 모터(40)에 인가되는 전류(I)를 증가시키면 된다.In addition, since the output of the motor is generally represented as P = VI, in order to increase the output torque T 2 of the motor, the controller 20 controls the gate frequency of the inverter 30 to apply the current to the motor 40. What is necessary is to increase (I).

상기와 같은 방법에 의해 모터의 출력 토크(T2)를 증가(S60)시키면서 증가된 모터의 출력 토크(T2)가 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 동일한지를 상기 수학식 1과 같이 검출되는 차속과 모터 회전수를 분석하여 차량의 미그러짐 토크(T1)와 동일한 출력토크(T2)가 발생되었는지를 판단한다(S70).Increasing the output torque (T 2) of the motor by the same method as described above (S60) the output torque of the increased motor (T 2) is, while being detected as the same Equation (1) whether the slip torque (T 1) of the vehicle By analyzing the vehicle speed and the motor rotation speed, it is determined whether an output torque T 2 equal to the slip torque T 1 of the vehicle is generated (S70).

이것은 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 출력 토크(T2)가 동일하면 차량의 미끄러짐이 발생되지 않아 검출되는 차속과 모터 회전수는 0보다 커지기 때문이다.This is because if the slip torque T 1 and the output torque T 2 of the vehicle are the same, no slip of the vehicle is generated and the detected vehicle speed and motor rotation speed are greater than zero.

상기(S70)에서 검출되는 차속과 모터 회전수가 0보다 작으면 컨트롤러(20)는 차량이 계속하여 미끄러지는 것으로 판단하고 운전자의 액셀 페달 조작이 없으면(S80) 상기(S60)와 같은 방법에 의해 모터의 출력 토크(T2)를 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 동일하게 될 때까지 증가시킨다(S60)(S70)(S80).If the vehicle speed and the motor rotation speed detected in the above (S70) is less than zero, the controller 20 determines that the vehicle continues to slide, and if there is no driver's accelerator pedal operation (S80), the motor by the same method as the above (S60). The output torque T 2 is increased until it becomes equal to the slip torque T 1 of the vehicle (S60) (S70) (S80).

상기(S80)에서 모터의 출력 토크(T2)가 차량의 미끄러짐 토크(T1)보다 작은 상태 즉, 차량이 미끄러지는 상태에서 운전자가 차량을 출발하기 위해 액셀 페달을 조작하면 컨트롤러(20)는 메인 루틴을 실행하여 운전자가 액셀 페달을 밟는 양에 따라 모터의 출력 토크(T2)를 제어한다.In operation S80, when the driver operates the accelerator pedal to start the vehicle while the output torque T 2 of the motor is smaller than the slip torque T 1 of the vehicle, that is, the controller 20 The main routine is executed to control the output torque (T 2 ) of the motor according to the amount the driver presses the accelerator pedal.

이때에는 모터의 출력 토크(T2)가 차량의 미끄러짐 토크(T1)보다 작지만 어느 정도 증가된 상태이므로 종래와 같이 경사각도(θ)에 따라 순간적인 큰 출력 토크를 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 차량을 주행하기 위한 충분한 출력 토크를 내는 데 걸리는 시간도 어느 정도 단축되므로 차량 출발시의 발생되는 차량의 미끄러짐을 감소시킬 수 있다.At this time, since the output torque T 2 of the motor is smaller than the slip torque T 1 of the vehicle, but is somewhat increased, the vehicle does not need a momentary large output torque according to the inclination angle θ as in the prior art. Since the time taken to produce a sufficient output torque for driving the vehicle is also shortened to some extent, it is possible to reduce the slip of the vehicle generated at the start of the vehicle.

또한, 상기(S60)(S70)에서 증가된 모터의 출력 토크(T2)가 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 동일하게 되면 컨트롤러(20)는 메인 루틴을 실행하며, 이때 운전자가 차량을 주행하기 위하여 액셀 페달을 조작하면 컨트롤러(20)는 메인 루틴을 실행하여 운전자가 액셀 페달을 밟는 양에 따라 모터의 출력 토크(T2)를 제어한다.In addition, when the output torque T 2 of the motor increased in S60 and S70 becomes equal to the slip torque T 1 of the vehicle, the controller 20 executes a main routine, and the driver runs the vehicle. In order to operate the accelerator pedal, the controller 20 executes a main routine to control the output torque T 2 of the motor in accordance with the amount of the driver's depression of the accelerator pedal.

이때에는 도터의 출력 토크(T2)가 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 등일하게 증가된 상태이므로 종래와 같이 경사각도(θ)에 따라 순간적인 큰 출력 토크를 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 차량을 주행하기 위한 충분한 출력 토크를 내는 데 걸리는 시간도 단축되므로 차량 출발시 차량의 미끄러짐이 발생되지 않는다.At this time, since the output torque T 2 of the daughter is equally increased with the slip torque T 1 of the vehicle, not only the instantaneous large output torque is required according to the inclination angle θ, but also the vehicle is The time taken to produce sufficient output torque for driving is also shortened so that the vehicle does not slip when the vehicle starts.

즉, 차량의 미끄러짐 토크(T1)와 동일한 모터 출력 토크(T2)가 모터에 가해지고 있으므로 미끄러짐 토크(T1)를 이기기 위한 일시적인 큰 출력 토크를 필요로 하지 않는다.That is, since the motor output torque T 2 equal to the slip torque T 1 of the vehicle is being applied to the motor, a temporary large output torque for overcoming the slip torque T 1 is not required.

이와 같이 본 발명은 전기자동차가 경사로를 주행하다 일시 정차하였을 경우 운전자가 핸드 브레이크나 풋 브레이크를 조작하지 않아도 차량의 미끄러짐 토크를 상쇄할 수 있는 모터 출력 토크를 발생하여 전기자동차가 뒤로 미끄러지는 것을 방지할 수 있으므로 전기자동차의 기능성을 향상시킬 뿐만 아니라 전기자동차 운전자의 편의성을 향상시키며, 경사로를 주행하다 일시 정차한 후 출발할 경우 운전자가 액셀 페달을 밟았을 때 순간적으로 높은 토크의 출력이 필요 없도록 함으로써 전기자동차의 모터 및 배터리의 효율을 증대시킬 수 있다.As such, the present invention prevents the electric vehicle from slipping back by generating a motor output torque that can offset the slip torque of the vehicle even when the driver stops temporarily while driving the ramp. This improves the functionality of the electric vehicle, as well as improves the convenience of the electric vehicle driver, and makes it possible to avoid the need for instantaneous high torque output when the driver presses the accelerator pedal when starting and stopping after ramping. The efficiency of the motor and battery of the electric vehicle can be increased.

Claims (1)

모터 구동에 의해 운행되는 전기 자동차가 경사로를 운행중 일시 정차하였을 경우 차속과 모터 회전수에 따라 전기 자동차의 미끄러짐이 발생하였는지를 판단하는 단계와; 상기 차속과 모터 회전수가 모두 0보다 작아 차량의 미끄러짐이 발생한 것으로 판단되면 기어 변속단의 위치에 따라 운전자의 의지에 의한 미끄러짐인지를 판단하는 단계와; 상기 기어 변속단의 위치가 후진 위치가 아니어서 운전자의 의지에 의한 미끄러짐이 아니라고 판단되면 모터에 인가되는 전류량을 제어하여 모터의 출력 토크를 증가시켜 미끄러짐 토크를 상쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 전기 자동차의 주행 제어 방법.Determining whether slippage of the electric vehicle occurs according to the vehicle speed and the number of motor revolutions when the electric vehicle driven by the motor driving temporarily stops the slope while driving; Determining whether the vehicle is slipped by the driver's will according to the position of the gear shift stage when it is determined that both the vehicle speed and the motor rotational speed are less than zero and the vehicle is slipped; And if the position of the gear shift stage is not the backward position and is not determined by the driver's intention, controlling the amount of current applied to the motor to increase the output torque of the motor to offset the slip torque. Driving control method of the car.
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