KR101220388B1

KR101220388B1 - 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101220388B1
Application number: KR1020110080322A
Authority: KR
Inventors: 김상준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-01-09
Also published as: DE102012200263A1; CN102923016A; CN102923016B; JP2013042644A; US20130041534A1

Abstract

본 발명은 배터리의 불필요한 전력이 소비되는 것을 최소화하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있고, 운전자의 조작에 대한 응답성을 향상시킴으로써 운전성을 개선시킬 수 있는 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치는, 자동차의 구동을 위한 적어도 하나 이상의 모터를 구비한 전기자동차에 있어서, 제어유닛을 총괄적으로 제어하는 중앙제어유닛; 상기 중앙제어유닛으로부터 전달받은 신호에 따라 상기 모터를 제어하는 모터제어유닛; 상기 전기자동차의 주행을 이코노미 모드로 선택적으로 변경하는 이코노미 모드 스위치; 상기 전기자동차를 가속시키기 위한 액셀러레이터의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 액셀러레이터 위치센서; 상기 전기자동차를 제동시키기 위한 브레이크의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 브레이크 위치센서; 상기 전기자동차의 주행부하를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 주행부하 판단유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법은 전기자동차의 구동을 위한 모터, 중앙제어유닛, 모터제어유닛, 이코노미 모드 스위치, 액셀러레이터 위치센서, 브레이크 위치센서 및 주행부하 판단유닛을 포함하는 전기자동차의 이코노미 주행장치에 있어서, 상기 전기자동차가 이코노미 모드로 운행 중이면 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛이 작동되는 단계; 상기 전기자동차의 주행상황이 가속주행인지, 크립주행인지 혹은 타력주행인지 판단하는 단계; 상기 주행상황에 따라 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 신호를 적용하여 상기 중앙제어유닛이 상기 모터의 목표토크를 결정하는 단계; 상기 결정된 목표토크에 따라 상기 모터의 토크를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법{ECONOMY RUNNING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전기자동차의 주행장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기자동차(Electric Vehicle)는 전력에 의하여 움직이는 차량의 총칭이다. 최근에는 에너지 고갈과 환경 오염 문제로 하이브리드 자동차와 전기자동차와 같은 친환경 자동차가 주목 받고 있다.

하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)는 가솔린 자동차와 전기자동차(Electric Vehicle)의 단점을 보완하기 위하여 가솔린 자동차와 전기자동차(Electric Vehicle)의 기능을 복합적으로 구성한 차량이다. 따라서, 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)의 운전자는 필요에 따라 가솔린엔진 구동 모드와 전기모터 구동 모드를 선택할 수 있다.

상기한 바와 같이 전기자동차(Electric Vehicle)는 넓은 의미에서 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)를 포함한다. 따라서, 본 명세서에서는 전기자동차와 하이브리드 자동차를 전기자동차로 통칭하기로 한다. 이러한 전기자동차 분야에서는 주행거리 및 연비를 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 활발히 진행되고 있다. 또한, 이러한 기술들을 상용화시키는 것이 전기자동차 분야의 당면 과제이다.

한편, 이코노미 주행장치(economy running system)는 엔진의 시동 및 정지를 자동화한 장치를 말한다. 즉, 이코노미 주행장치는 운전자가 운행 중인 자동차를 정차시키면 엔진이 자동적으로 꺼지고, 정지 중인 자동차의 가속페달을 깊이 밟으면 엔진이 시동되도록 한다. 이러한 이코노미 주행장치는 주로 전기자동차 분야에 개발 및 적용되고 있으며, 연비를 향상시키는 것을 목적으로 하는 엔진이다.

하지만, 노면의 경사를 고려하지 않은 이코노미 주행장치에서는 배터리의 불필요한 전력이 낭비될 수 있다. 또한, 고부하 주행 시 자동차의 조작에 대한 응답성이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 자동차의 오르막 주행 시 액셀러레이터(accelerator) 페달의 조작이 과도해짐으로써 운전성이 저감될 수 있다.
선행기술문헌정보 : 공개특허공보 제10-1997-0044912호 (1997.12.20)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리의 불필요한 전력이 소비되는 것을 최소화하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있는 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 자동차의 과도한 조작을 방지하고, 조작에 대한 응답성을 향상시킴으로써 운전성을 개선시킬 수 있는 이코노미 주행장치 및 그 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치는 자동차의 구동을 위한 적어도 하나 이상의 모터를 구비한 전기자동차에 있어서, 제어유닛을 총괄적으로 제어하는 중앙제어유닛; 상기 중앙제어유닛으로부터 전달받은 신호에 따라 상기 모터를 제어하는 모터제어유닛; 상기 전기자동차의 주행을 이코노미 모드로 선택적으로 변경하는 이코노미 모드 스위치; 상기 전기자동차를 가속시키기 위한 액셀러레이터의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 액셀러레이터 위치센서; 상기 전기자동차를 제동시키기 위한 브레이크의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 브레이크 위치센서; 상기 전기자동차의 주행부하를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 주행부하 판단유닛;을 포함할 수 있다.

상기 모터제어유닛은 상기 중앙제어유닛으로부터 목표토크를 전달받아 상기 모터의 토크를 제어할 수 있다.

상기 액셀러레이터 위치센서는 액셀러레이터 페달의 위치를 판단하여 상기 중앙제어유닛에 전달하고, 상기 액셀러레이터 페달의 위치에 따라 상기 목표토크가 달라질 수 있다.

상기 액셀러레이터 페달의 위치변화에 의해 상기 모터에 가해지는 토크의 크기를 상기 전기자동차의 주행상황에 따라 설정할 수 있다.

상기 브레이크 위치센서는 브레이크 페달의 위치를 판단하여 상기 중앙제어유닛에 전달하고, 상기 브레이크 페달의 위치에 따라 상기 목표토크가 달라질 수 있다.

상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하고, 상기 노면의 경사도에 따라 상기 모터의 목표토크가 달라질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법은 전기자동차의 구동을 위한 모터, 중앙제어유닛, 모터제어유닛, 이코노미 모드 스위치, 액셀러레이터 위치센서, 브레이크 위치센서 및 주행부하 판단유닛을 포함하는 전기자동차의 이코노미 주행장치에 있어서, 상기 전기자동차가 이코노미 모드로 운행 중이면 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛이 작동되는 단계; 상기 전기자동차의 주행상황이 가속주행인지, 크립주행인지 혹은 타력주행인지 판단하는 단계; 상기 주행상황에 따라 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 신호를 적용하여 상기 중앙제어유닛이 상기 모터의 목표토크를 결정하는 단계; 상기 결정된 목표토크에 따라 상기 모터의 토크를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 주행상황이 가속주행으로 판단되면, 상기 액셀러레이터 위치센서는 액셀러레이터 페달의 위치를 판단하고, 상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하며, 상기 중앙제어유닛은 상기 노면의 경사도에 따라 상기 액셀러레이터 페달의 위치 변화 대비 상기 모터의 토크 변화를 조절할 수 있다.

상기 주행상황이 크립주행으로 판단되면, 상기 브레이크 위치센서는 브레이크 페달의 위치를 판단하고, 상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하며, 상기 중앙제어유닛은 상기 노면의 경사도 및 상기 브레이크 페달의 위치를 고려하여 상기 모터의 목표토크를 결정할 수 있다.

상기 주행상황이 타력주행으로 판단되면, 상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하고, 상기 노면의 경사도를 고려하여 상기 모터의 목표토크를 결정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 자동차의 평지 혹은 내리막 정차 시 및 내리막 주행 시 배터리의 불필요한 전력 소비를 최소화할 수 있다.

또한, 액셀러레이터 및 브레이크 페달을 작동시키지 않는 타력 주행 시 회생제동을 통한 배터리의 충전량을 증대시킬 수 있다.

나아가, 자동차의 오르막 주행 시 액셀러레이터 페달의 조작에 대한 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가속토크 결정방법을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크립토크 결정방법을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재생토크 결정방법을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전기자동차의 이코노미 주행장치는 이코노미 모드 스위치(10), 액셀러레이터 위치센서(20), 브레이크 위치센서(30), 주행부하 판단유닛(40), 중앙제어유닛(50), 모터제어유닛(60) 및 모터(70)를 포함한다.

이코노미 모드 스위치(10)는 자동차의 주행모드를 이코노미 모드로 선택적으로 변경할 수 있도록 on되거나 off된다.

액셀러레이터 위치센서(20)는 액셀러레이터 페달(도시하지 않음)이 운전자에 의해 밟힌 정도를 중앙제어유닛(50)에 전달한다.

브레이크 위치센서(30)는 브레이크 페달(도시하지 않음)이 운전자에 의해 밟힌 정도를 중앙제어유닛(50)에 전달한다.

주행부하 판단유닛(40)은 운행중인 자동차의 주행부하를 판단하여 중앙제어유닛(50)에 전달한다. 이 때, 주행부하의 판단은 노면의 경사도에 따른 주행부하의 판단을 포함한다.

중앙제어유닛(50)은 이코노미 모드 스위치(10), 액셀러레이터 위치센서(20), 브레이크 위치센서(30) 및 주행부하 판단유닛(40) 등으로부터 전달받은 자동차의 운행상황에 따라 요구되는 모터(70)의 목표토크를 모터제어유닛(60)에 전달한다. 여기서, 중앙제어유닛(50)은 하이브리드 자동차의 다른 제어유닛들을 총괄적으로 제어하는 메인 컴퓨터(HCU: hybrid control unit)일 수 있다.

모터제어유닛(60)은 중앙제어유닛(50)으로부터 전달받은 상기 목표토크에 따라 모터(70)를 제어한다. 또한, 모터제어유닛(60)은 모터(70)의 회전속도 등의 작동상태를 중앙제어유닛(50)에 전달한다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 모터(70)의 토크제어를 자동차의 운행상황에 따라 크게 세가지로 나누어 설명하기로 한다. 즉, 자동차의 운행상황은 가속주행, 크립(creep)주행 및 타력주행으로 나뉠 수 있으며, 각 상황에 맞는 모터(70)의 토크제어가 수행된다.

이하, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조로 자동차의 운행상황에 따른 모터(70)의 토크제어를 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가속토크 결정방법을 나타낸 블록도이다. 여기서, 가속토크는 액셀러레이터 페달이 밟힌 정도에 따라 달라지는 모터(70)의 토크를 말한다. 즉, 액셀러레이터 페달(도시하지 않음) 인가 시 모터(70)의 토크이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 자동차가 가속주행 중인 것으로 판단되면 중앙제어유닛(50)에서는 수집된 정보에 따라 목표 가속토크를 결정한다. 상기 가속주행에 대한 판단은 액셀러레이터(도시하지 않음)의 작동에 의해 판단된다. 즉, 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟은 상태를 자동차의 가속주행 상태로 판단한다. 또한, 상기 수집된 정보는 모터(70)의 속도, 경사도 및 액셀러레이터 페달의 위치(AP: accelerator position)일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 중앙제어유닛(50)은 모터제어유닛(60)으로부터 전달받은 모터(70)의 속도에 따라 실제 가속토크를 계산한다. 상기 실제 가속토크의 값은 가속주행 시 모터(70)의 속도에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 또한, 중앙제어유닛(50)은 액셀러레이터 위치센서(20)로부터 전달받은 액셀러레이터 페달의 위치 및 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 노면의 경사도에 따라 주행에 필요한 필요 가속토크를 계산한다. 상기 필요 가속토크의 값은 가속주행 시 노면의 경사도 및 액셀러레이터의 작동상태에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 나아가, 중앙제어유닛(50)은 상기 실제 가속토크 및 상기 필요 가속토크를 종합하여 목표 가속토크를 계산한다. 이 때, 계산된 목표 가속토크에 따라 중앙제어유닛(50)이 가속토크지령을 모터제어유닛(60)에 전달함으로써 모터(70)의 제어가 수행된다.

상기한 바와 같이, 가속토크는 모터(70)의 속도에 따른 최대토크 및 최소토크 사이에서 액셀러레이터의 작동에 의해 결정되는 토크를 말한다. 즉, 액셀러레이터 페달의 위치 변화에 의해 상기 가속토크가 변화될 수 있다. 또한, 노면의 경사도에 따라 상기 목표 가속토크가 달라질 수 있다. 따라서, 노면의 경사도에 따라 액셀러레이터의 작동을 다르게 제어하여 상기 가속토크의 변화를 제어할 수 있다.

한편, 액셀러레이터 페달의 위치 변화에 따른 가속토크의 일반적인 변화량은 당업자에 의해 설정될 수 있으며, 이를 노멀모드(normal mode)로 지칭한다.

평지 주행 시, 액셀러레이터 페달의 위치 변화에 따른 상기 가속토크의 변화 폭을 노멀모드보다 작게 제어하면, 자동차의 가속 및 감속이 둔감해질 수 있다. 또한, 평지에서 운전성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 자동차의 가속 및 감속을 둔감하게 함으로써 배터리(도시하지 않음)의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위는 당업자에 의해 설정될 수 있다.

오르막 주행 시, 액셀러레이터 페달의 위치 변화에 따른 상기 가속토크의 변화 폭을 노멀모드에 근접하도록 제어하면, 운전자의 조작에 대한 자동차의 응답성이 개선되어 운정성이 향상될 수 있다.

내리막 주행 시, 액셀러레이터 페달의 위치 변화에 따른 상기 가속토크의 변화 폭을 노멀모드보다 작게 제어하면, 배터리의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 또한, 내리막의 경우 평지보다 자동차의 가속력이 크므로, 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위가 평지에서 보다 넓을 수 있다. 따라서, 경사도가 높을수록 자동차의 가속력이 더 커지므로 가속토크의 변화 폭을 더 많이 줄일 수 있다. 즉, 배터리의 전력 소모량을 더 많이 감소시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크립토크 결정방법을 나타낸 블록도이다. 여기서, 크립토크는 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟지 않아도 발생되는 모터(70)의 토크를 말한다. 즉, 액셀러레이터 페달 미인가 시 크립토크에 의해 자동차가 운행될 수 있으며, 운전자는 브레이크 페달(도시하지 않음)을 조작하여 자동차의 속도를 제어할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 자동차가 크립주행 중인 것으로 판단되면 중앙제어유닛(50)에서는 수집된 정보에 따라 목표 크립토크를 결정한다. 크립주행은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지이므로 자세한 설명은 생략한다. 상기 크립주행에 대한 판단은 당업자에 의해 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 상기 수집된 정보는 모터(70)의 속도, 경사도 및 브레이크 페달의 위치(BP: brake position)일 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 중앙제어유닛(50)은 모터제어유닛(60)으로부터 전달받은 모터(70)의 속도에 따라 실제 크립토크를 계산한다. 상기 실제 크립토크의 값은 크립주행 시 모터(70)의 속도에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 또한, 중앙제어유닛(50)은 브레이크 위치센서(30)로부터 전달받은 브레이크 페달의 위치 및 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 노면의 경사도에 따라 주행에 필요한 필요 크립토크를 계산한다. 상기 필요 크립토크의 값은 크립주행 시 노면의 경사도 및 액셀러레이터의 작동상태에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 나아가, 중앙제어유닛(50)은 상기 실제 크립토크 및 상기 필요 크립토크를 종합하여 목표 크립토크를 계산한다. 이 때, 계산된 목표 크립토크에 따라 중앙제어유닛(50)이 크립토크지령을 모터제어유닛(60)에 전달함으로써 모터(70)의 제어가 수행된다.

상기한 바와 같이, 크립토크는 액셀러레이터를 작동시키지 않을 때 자동차의 구동토크를 말한다. 또한, 브레이크의 작동을 감지하여 상기 크립토크를 줄임으로써 배터리의 전력 소모량을 줄일 수 있다. 나아가, 노면의 경사도 및 브레이크의 작동에 따라 상기 목표 크립토크가 달라질 수 있다. 따라서, 노면의 경사도 및 브레이크 페달의 위치에 따라 크립토크를 제어할 수 있다.

평지 주행 시, 운전자가 브레이크 페달을 조작하여 브레이크가 작동되면 운전성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 모터(70)의 크립토크를 줄임으로써 배터리의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 또한, 자동차가 정지하면 크립토크를 0까지 줄일 수 있다. 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위는 당업자에 의해 설정될 수 있다.

오르막 주행 시, 운전자가 브레이크 페달을 조작하여 브레이크가 작동되면 운전성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 모터(70)의 크립토크를 줄임으로써 배터리의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 또한, 자동차가 정지하면 자동차의 밀림을 방지하기 위해 노면의 경사도 및 브레이크 페달의 위치에 따라 상기 크립토크를 최소한으로 유지시킬 수 있다.

내리막 주행 시, 운전자의 브레이크 페달 조작에 관계없이 노면의 경사도에 따라 크립토크를 줄임으로써 배터리의 전력 소모량을 감소시킬 수 있다. 또한, 내리막의 경우 평지보다 자동차의 가속력이 크므로, 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위가 평지에서 보다 넓을 수 있다. 따라서, 경사도가 높을수록 자동차의 가속력이 더 커지므로 크립토크를 더 많이 줄일 수 있다. 즉, 배터리의 전력 소모량을 더 많이 감소시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재생토크 결정방법을 나타낸 블록도이다. 여기서, 재생토크는 배터리를 충전시키는 모터(70)의 토크를 말한다. 즉, 회생제동 시 모터(70)의 토크이다. 또한, 타력주행 중 재생토크가 발생되면 배터리를 충전시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 자동차가 타력주행 중인 것으로 판단되면 중앙제어유닛(50)에서는 수집된 정보에 따라 목표 재생토크를 결정한다. 상기 타력주행은 브레이크와 액셀러레이터가 모두 작동하지 않는 상태의 주행을 말하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지이므로 자세한 설명은 생략한다. 상기 타력주행에 대한 판단은 브레이크 페달 및 액셀러레이터 페달이 작동되지 않는 것으로써 판단될 수 있으며, 당업자에 의해 다양한 방법으로 수행될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 수집된 정보는 모터(70)의 속도 및 경사도일 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 중앙제어유닛(50)은 모터제어유닛(60)으로부터 전달받은 모터(70)의 속도에 따라 실제 재생토크를 계산한다. 상기 실제 재생토크의 값은 타력주행 시 모터(70)의 속도에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 또한, 중앙제어유닛(50)은 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 노면의 경사도에 따라 실행 가능한 최대 재생토크를 계산한다. 상기 최대 재생토크의 값은 타력주행 시 노면의 경사도에 따라 시험적으로 얻어진 데이터(data) 값일 수 있다. 나아가, 중앙제어유닛(50)은 상기 실제 재생토크 및 상기 최대 재생토크를 종합하여 목표 재생토크를 계산한다. 이 때, 계산된 목표 재생토크에 따라 중앙제어유닛(50)이 재생토크지령을 모터제어유닛(60)에 전달함으로써 모터(70)의 제어가 수행된다.

상기한 바와 같이, 재생토크는 배터리를 충전시킬 수 있는 모터(70)의 토크를 말한다. 즉, 타력주행 시 모터가 발전기로 작동하여 회생제동이 수행될 수 있으며, 이 때 모터(70)의 토크가 재생토크이다. 또한, 노면의 경사도에 따라 모터(70)에서 발생될 수 있는 상기 최대 재생토크가 달라질 수 있다. 따라서, 노면의 경사도에 따라 상기 목표 재생토크가 달라지며 모터제어유닛(60)에 의해를 상기 재생토크를 제어할 수 있다.

평지 주행 시, 운전성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 재생토크를 증가시킴으로써 배터리(도시하지 않음)의 충전량을 증가시킬 수 있다. 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위는 당업자에 의해 설정될 수 있다.

오르막 주행 시, 재생토크를 감소시킴으로써 타력주행에 의한 주행거리를 증가시킬 수 있다. 자세히 설명하면, 재생토크를 감소시킴에 따라 배터리의 충전량이 감소된다. 즉, 배터리의 충전이 효율적이지 않은 오르막 타력주행에 있어서, 배터리의 충전량을 감소시키는 대신에 타력주행에 의한 주행거리를 증가시키는 것이다. 따라서, 결과적인 자동차의 연비가 향상될 수 있다.

내리막 주행 시, 운전성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 재생토크를 증가시킴으로써 배터리의 충전량을 증가시킬 수 있다. 또한, 내리막 주행에서는 상기 운전성에 영향을 미치지 않는 범위가 평지 주행보다 크므로 배터리의 충전량을 더 많이 증가시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법의 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 자동차가 운행 상태인 경우 중앙제어유닛(50)은 이코노미 모드 스위치의 on 혹은 off를 판단하여, 자동차가 이코노미 모드로 운행 중인지 판단한다(S100).

만일, 자동차가 이코노미 모드로 운행 중인 것으로 판단되면, 중앙제어유닛(50)은 액셀러레이터 위치센서(20), 브레이크 위치센서(30) 및 주행부하 판단유닛(40)을 작동시킨다(S110).

중앙제어유닛(50)은 액셀러레이터 위치센서(20)로부터 신호를 전달받아 자동차가 가속주행 중인지 판단한다(S120).

만일, 자동차가 가속주행 중이면, 중앙제어유닛(50)은 실제 가속토크 및 필요 가속토크에 의해 목표 가속토크를 결정한다(S130). 상기 실제 가속토크는 모터(70)의 현재 회전속도에 의해 결정되고, 상기 필요 가속토크는 액셀러레이터 위치센서(20) 및 주행부하 판단유닛(40)으로부터 전달받은 액셀러레이터 페달의 밟힌 정도 및 노면의 경사도에 의해 결정된다.

만일, 자동차가 가속주행 중이지 않으면, 중앙제어유닛(50)은 변속레버(도시하지 않음)의 위치 및 액셀러레이터 페달의 위치 등에 의해 자동차가 크립주행 중인지 판단한다(S140).

만일, 자동차가 크립주행 중이면, 중앙제어유닛(50)은 실제 크립토크 및 필요 크립토크에 의해 목표 크립토크를 결정한다(S150). 상기 실제 크립토크는 모터(70)의 현재 회전속도에 의해 결정되고, 상기 필요 크립토크는 브레이크 위치센서(30) 및 주행부하 판단유닛(40)으로부터 전달받은 브레이크 페달의 밟힌 정도 및 노면의 경사도에 의해 결정된다.

만일, 자동차가 크립주행 중이지 않으면, 중앙제어유닛(50)은 액셀러레이터 위치센서(20) 및 브레이크 위치센서(30)로부터 전달받은 신호에 의해 자동차가 타력주행 중인지 판단한다(S160).

만일, 자동차가 타력주행 중이면, 중앙제어유닛(50)은 실제 재생토크 및 최대 재생토크에 의해 목표 재생토크를 결정한다(S170). 상기 실제 재생토크는 모터(70)의 현재 회전속도에 의해 결정되고, 상기 최대 재생토크는 주행부하 판단유닛(40)으로부터 전달받은 노면의 경사도에 따라 달라질 수 있다.

자동차는 상기 가속주행, 상기 크립주행 및 상기 타력주행 중 하나의 주행모드로 주행하며, 그에 따라 결정된 모터의 목표 토크에 따라 모터제어유닛(60)은 모터(70)의 토크를 제어한다(S180).

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 자동차의 가속주행 및 크립주행 시 노면의 경사도를 고려하여 모터(70)의 토크를 제어함으로써 배터리의 불필요한 전력 소비를 최소화할 수 있다. 또한, 자동차의 오르막 주행 시 액셀러레이터 페달의 조작에 대한 응답성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 타력 주행 시 노면의 경사도를 고려하여 모터(70)의 재생토크를 제어함으로써 회생제동을 통한 배터리의 충전량을 증대시키고 연비를 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 이코노미 모드 스위치 (ECO mode switch)
20: 액셀러레이터 위치센서 (APS: accelerator position sensor)
30: 브레이크 위치센서 (BPS: brake position sensor)
40: 주행부하 판단유닛
50: 중앙제어유닛 (HCU: hybrid control unit)
60: 모터제어유닛 (MCU: motor control unit)
70: 모터

Claims

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자동차의 구동을 위한 적어도 하나 이상의 엔진 및 적어도 하나 이상의 모터를 구비한 전기자동차의 시동 및 정지가 자동화되도록 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치에 있어서,
제어유닛을 총괄적으로 제어하는 중앙제어유닛;
상기 중앙제어유닛으로부터 전달받은 신호에 따라 상기 모터를 제어하는 모터제어유닛;
상기 전기자동차의 주행을 이코노미 모드로 선택적으로 변경하는 이코노미 모드 스위치;
상기 전기자동차를 가속시키기 위한 액셀러레이터의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 액셀러레이터 위치센서;
상기 전기자동차를 제동시키기 위한 브레이크의 작동상태를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 브레이크 위치센서;
상기 전기자동차의 주행부하를 상기 중앙제어유닛에 전달하는 주행부하 판단유닛;
을 포함하되,
상기 모터제어유닛은 상기 중앙제어유닛으로부터 전기자동차의 가속주행, 크립주행 및 타력주행에 따른 목표토크를 전달받아 상기 모터의 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치.
제2항에 있어서,
전기자동차의 가속주행 시,
상기 액셀러레이터 위치센서는 액셀러레이터 페달의 위치를 판단하여 상기 중앙제어유닛에 전달하고,
상기 액셀러레이터 페달의 위치에 따라 상기 목표토크가 달라지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치.
제3항에 있어서,
상기 액셀러레이터 페달의 위치변화에 의해 상기 모터에 가해지는 토크의 크기를 상기 전기자동차의 주행상황에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치.
제2항에 있어서,
전기자동차의 크립주행 시,
상기 브레이크 위치센서는 브레이크 페달의 위치를 판단하여 상기 중앙제어유닛에 전달하고,
상기 브레이크 페달의 위치에 따라 상기 목표토크가 달라지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치.
제2항에 있어서,
전기자동차의 타력주행 시,
상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하고,
상기 노면의 경사도에 따라 상기 모터의 목표토크가 달라지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치.
전기자동차의 구동을 위한 모터, 중앙제어유닛, 모터제어유닛, 이코노미 모드 스위치, 액셀러레이터 위치센서, 브레이크 위치센서 및 주행부하 판단유닛을 포함하는 전기자동차의 이코노미 주행장치를 제어하는 이코노미 주행장치의 제어방법에 있어서,
상기 전기자동차가 이코노미 모드로 운행 중이면 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛이 작동되는 단계;
상기 전기자동차의 주행상황이 가속주행인지, 크립주행인지 혹은 타력주행인지 판단하는 단계;
상기 주행상황에 따라 상기 액셀러레이터 위치센서, 상기 브레이크 위치센서 및 상기 주행부하 판단유닛으로부터 전달받은 신호를 적용하여 상기 중앙제어유닛이 상기 모터의 목표토크를 결정하는 단계;
상기 결정된 목표토크에 따라 상기 모터의 토크를 제어하는 단계;
를 포함하는 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 주행상황이 가속주행으로 판단되면,
상기 액셀러레이터 위치센서는 액셀러레이터 페달의 위치를 판단하고, 상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하며, 상기 중앙제어유닛은 상기 노면의 경사도에 따라 상기 액셀러레이터 페달의 위치 변화 대비 상기 모터의 토크 변화를 조절하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 주행상황이 크립주행으로 판단되면,
상기 브레이크 위치센서는 브레이크 페달의 위치를 판단하고, 상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하며, 상기 중앙제어유닛은 상기 노면의 경사도 및 상기 브레이크 페달의 위치를 고려하여 상기 모터의 목표토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 주행상황이 타력주행으로 판단되면,
상기 주행부하 판단유닛은 상기 전기자동차가 주행중인 노면의 경사도를 판단하고, 상기 노면의 경사도를 고려하여 상기 모터의 목표토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 이코노미 주행장치의 제어방법.