KR101747359B1 - 전기 자동차 - Google Patents

전기 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR101747359B1
KR101747359B1 KR1020090109909A KR20090109909A KR101747359B1 KR 101747359 B1 KR101747359 B1 KR 101747359B1 KR 1020090109909 A KR1020090109909 A KR 1020090109909A KR 20090109909 A KR20090109909 A KR 20090109909A KR 101747359 B1 KR101747359 B1 KR 101747359B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
torque command
command value
motor
unit
output
Prior art date
Application number
KR1020090109909A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110053092A (ko
Inventor
이정기
최진하
윤준보
오재석
홍길원
박진수
임준영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020090109909A priority Critical patent/KR101747359B1/ko
Publication of KR20110053092A publication Critical patent/KR20110053092A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101747359B1 publication Critical patent/KR101747359B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 자동차에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차는, 차체의 경사각을 감지하는 경사각 감지부와, 감지된 경사각, 악셀 정보, 및 브레이크 정보에 기초하여, 토크 지령치를 생성하여 출력하는 토크 지령 출력부와, 출력된 토크 지령치에 따라 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함한다. 이에 의해, 전기 자동차를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
Figure R1020090109909
전기, 자동차, 모터

Description

전기 자동차{Electric vehicle}
본 발명은 전기 자동차에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 효율적으로 구동할 수 있는 전기 자동차에 관한 것이다.
내연기관의 발명에 의해 출현하게 된 자동차는 인류의 생활에 없어서는 안될 필수품이나, 환경오염의 주범 및 막대한 에너지의 소비에 의한 에너지 고갈 문제를 초래하게 되었으며, 내연기관을 동력으로 하는 자동차 대신에 전기를 동력으로 하는 전기자동차나, 내연기관과 이들을 조합한 하이브리드 자동차가 개발되어 사용되고 있는 추세에 있다.
한편, 이러한 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등은, 모터 및 배터리 등을 이용하여 그 출력을 발생시키고 있으며, 출력 및 주행 거리 향상을 위한 다양한 시도가 계속되고 있다.
본 발명의 목적은, 효율적으로 구동할 수 있는 전기 자동차를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차는, 차체의 경사각을 감지하는 경사각 감지부와, 감지된 경사각, 악셀 정보, 및 브레이크 정보에 기초하여, 토크 지령치를 생성하여 출력하는 토크 지령 출력부와, 출력된 토크 지령치에 따라 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차는, 운전 모드에 기초하여 토크 지령치를 생성하여 출력하는 토크 지령 출력부와, 출력된 토크 지령치에 따라 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하며, 토크 지령 출력부는, 운전 모드가 중립 모드 또는 주차 모드인 경우, 토크 지령치를 출력하지 않는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차에 있어서, 경사각, 악셀 정보, 및 브레이크 정보에 기초하여 토크 지령치를 생성하여 출력함으로써, 운전 조건에 맞게 효율적으로 전기 자동차를 구동할 수 있게 된다. 특히, 모터를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
한편, 운전 모드가 중립 모드 또는 주차 모드인 경우, 토크 지령치를 출력하 지 않으며, 이에 따라 전기 자동차는 모터를 구동하지 않아도 되므로, 배터리의 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
특히, 전기 자동차가 오르막 경사에 있거나 내리막 경사에 있는 경우, 운전자의 입력에 의한 운전 조건에 따라 토크 지령치를 생성하여 출력함으로써, 운전 조건에 맞게 효율적으로 전기 자동차를 구동할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 차체를 나타내는 개략적인 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차(100)는, 전원을 공급하는 배터리(205), 배터리(205)로부터 전원을 공급받는 모터 구동부(200), 모터 구동부(200)에 의해 구동되어 회전하는 모터(250), 모터(250)에 의해 회전되는 앞바퀴(150) 및 뒷바퀴(155), 노면의 진동이 차체에 전달되는 것을 차단하는 전륜현가장치(160) 및 후륜현가장치(165), 차체의 경사각을 감지하는 경사각 감지부(190)를 포함할 수 있다. 한편, 한편 모터(250)의 회전속도를 기어비에 따라 변환하는 구동기어(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다.
경사각 감지부(190)는, 차체의 경사각을 감지하며, 감지된 경사각은 후술하는 전자 제어부(310)에 입력된다. 경사각 감지부(190)는, 자이로 센서 또는 수평 게이지 센서 등으로 구현될 수 있다.
한편, 도면에서는 경사각 감지부(190)가 배터리(205) 상에 배치되는 것으로 도시하나 이에 한정되지 않으며, 앞바퀴(150), 뒷바퀴(155) 또는 앞바퀴(150)와 뒷바퀴(155) 모두에 배치될 수 있다.
배터리(205)는 모터 구동부(200)에 전원을 공급한다. 특히, 모터 구동부 내(200)의 커패시터(C)에 직류 전원을 공급한다.
이러한 배터리(205)는, 복수개의 단위셀의 집합으로 형성될 수 있다. 복수개의 단위셀은 일정한 전압을 유지하기 위해 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 의해 관리될 수 있으며, 배터리 관리 시스템에 의해 일정한 전압을 방출할 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템은, 배터리(205)의 전압(Vbat)을 검출하고, 이를 전자 제어부(310), 또는 모터 구동부(200) 내의 인버터 제어부(230)에 전달할 수 있으며, 배터리 전압(Vbat)이 하한치 이하로 하강하는 경우, 모터 구동부(200) 내의 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리로 공급할 수 있다. 또한, 배터리 전압(Vbat)이 상한치 이상으로 상승하는 경우, 모터 구동부(200) 내의 커패시터(C)에 직류 전원을 공급할 수도 있다.
배터리(205)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
모터 구동부(200)는 배터리(205)로부터 전원입력케이블(120)에 의해서 직류전원을 공급받는다. 모터 구동부(200)는 배터리(205)로부터 받는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 모터(250)에 공급한다. 변환되는 교류전원은 삼상교류전원이 바람직하다. 모터 구동부(200)는 모터 구동부(200)에 구비된 삼상출력케이블(125)을 통하여 모터(250)에 삼상교류전원을 공급한다. 도 1의 모터 구동부(200)는 세 개의 케이블로 구성된 삼상출력케이블(125)을 도시하였으나, 단일의 케이블 내에 세 개의 케이블이 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동부(200)에 대해서는 도 2 이하에서 후술한다.
모터(250)는, 회전하지 않고 고정되는 고정자(130)와, 회전하는 회전자(135)를 포함한다. 모터(250)는 입력케이블(140)이 구비되어 모터 구동부(200)에서 공급되는 교류전원을 인가 받는다. 모터(250)는, 예를 들어, 삼상 모터일 수 있으며, 각상의 고정자의 코일에 전압 가변/주파수 가변의 각상 교류 전원이 인가되는 경우, 인가되는 주파수에 따라 회전자의 회전 속도가 가변하게 된다.
모터(250)는, 유도 모터(induction motor), BLDC 모터(blushless DC motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 등 다양한 형태가 가능하다.
한편, 모터(250)의 일측에는 구동기어(미도시)가 구비될 수 있다. 구동기어는 모터(250)의 회전에너지를 기어비에 따라 변환시킨다. 구동기어에서 출력되는 회전에너지는 앞바퀴(150) 및/또는 뒷바퀴(155)에 전달되어 전기 자동차(100)가 움직이도록 한다.
전륜현가장치(160) 및 후륜현가장치(165)는 차체에 대하여 각각 앞바퀴(150) 및 뒷바퀴(155)를 지지한다. 전륜현가장치(160) 및 후륜현가장치(165)의 상하방향은 스프링 또는 감쇠기구에 의해 지지하여, 노면의 진동이 차체에 닿지 않도록 한다.
앞바퀴(150)에는 조향장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 조향장치는 전기 자동차(100)를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞바퀴(150)의 방향을 조절하는 장치이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차(100)는, 배터리 및 모터를 이용한 순수 전기 자동차는, 물론, 엔진을 사용하면서, 배터리 및 모터를 이용하는 하이브리드 전기 자동차를 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 하이브리드 전기 자동차는, 배터리와 엔진 중 적어도 어느 하나를 선택 가능한 절환 수단, 및 변속기를 더 구비할 수도 있다. 한편, 하이브리드 전기 자동차는, 엔진에서 출력되는 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하여 모터를 구동하는 직렬 방식과, 엔진에서 출력되는 기계 에너지와 배터리에서의 전기 에너지를 동시에 이용하는 병렬 방식으로 나뉠 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 모터 구동부를 도시한 회로도이며, 도 3은 전자 제어부 내의 토크 지령 출력부와 모터 구동부 내의 인버터 제어부의 관계를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 토크 지령 출력부의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동부(200)는, 커패시터(C), 인버터(220), 및 인버터 제어부(230)를 포함할 수 있다. 한편, 모터(250)에 흐르는 출력 전류 검출을 위한 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수도 있다.
스위칭 소자(S1)는, 배터리(205)와 커패시터(C) 사이의 전원 공급을 위해 턴 온된다. 예를 들어, 초기 충전을 위해, 스위칭 소자(S1)가 턴 온하여, 배터리(205) 의 전원을 커패시터(C)로 공급할 수 있으며, 배터리(205)의 전압이 낮아지는 경우, 커패시터(C)의 직류 전원을 배터리(205)로 공급하는 것도 가능하다.
커패시터(C)는, 배터리(205)로 부터 공급되는 전원을 평활 및 저장한다. 커패시터(C) 양단은, dc 단 또는 dc 링크단이라고도 한다. dc 단에서 평활된 직류 전원은 인버터(220)에 인가되어 교류 전원 생성에 사용된다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 모터 구동부(200)는, dc 단 전압(Vdc) 검출을 위한, dc 단 전압 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
dc 단 전압 검출부(미도시)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(230) 또는 상술한 전자 제어부(310)에 입력될 수 있다. 검출된 dc 단 전압(Vdc)은, 상술한 바와 같이, 배터리 전원 관리를 위해 사용될 수 있다.
한편, 커패시터(C)는, 배터리(205)로부터 수백 V의 전압이 공급되므로, 신뢰성을 위해, dc 단 양단에 복수개가 병렬 접속되는 것이 가능하다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 모터 구동부(200)는, 초기 전원 공급시 커패시터(C)로의 돌입 전류 방지를 위한 돌입 전류 방지부(미도시), 또는 모터 구동부(200)의 오프(off)시, 커패시터(C) 보호를 위해 방전이 수행될 수 있는 전원 방전부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 전압 가변/주파수 가변의 삼상 교류 전원으 로 변환하여, 모터(250)에 출력한다.
인버터(220)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결될 수 있다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다.
인버터(220) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(230)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 전압 가변/주파수 가변의 삼상 교류 전원이 삼상 모터(250)에 출력되게 된다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(220)와 삼상 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력전류를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 한 상 또는 두 상의 출력전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(220)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 션트 저항은 인버터(220)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속될 수 있다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(230)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 입력전류를 추정하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 검출된 출력전류(io)는, 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)의 생성에 사용될 수도 있다.
한편, 인버터 제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어한다.
모터(250)에 속도 검출 센서가 부착되는 센서(sensor) 타입의 경우, 인버터 제어부(230)는 검출된 속도를 기반으로 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 생성하여 이를 인버터(220)에 출력할 수 있다.
한편, 모터(250)에 속도 검출 센서 등이 부착되지 않는 센서리스(sensorless) 타입의 경우, 인버터 제어부(230)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받아, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 생성하여 이를 인버터(220)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM(pulse width modulation)용 스위칭 제어신호일 수 있다. 인버터 제어부(230) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.
한편, 인버터 제어부(230)는, 커패시터 보호부(210) 내의 스위칭 소자(S1~S3)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(230)는, 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받을 수 있으며, 또한, 배터리 전압(Vbat)을 입력받을 수 있다.
도 3의 전자 제어부(Electronic Controller)(310)는, 전기 자동차 전반의 전자 장치들의 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 제어부(310)는, 각 장치들이 동작, 표시 등을 할 수 있도록 제어한다. 또한, 상술한 배터리 관리 시스템을 제어할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라, 전자 제어부(310)는, 토크 지령치 출력을 위한 토크 지령 출력부(315)를 포함할 수 있다.
토크 지령 출력부(315)는, 전기 자동차(100)의 경사각 감지하는 경사각 감지부(190)의 경사각 정보(St), 악셀 페달의 동작에 따른 악셀 정보(Sa), 브레이크 페달의 동작에 따른 브레이크 정보(Sb), 속도 감지부(미도시)에서 감지된 전기 자동차(100)의 속도 정보(Sv), 사용자가 입력한 운전 모드 정보(Sop) 등에 기초하여, 다양한 운전 조건에 따른 토크 지령치(T* t)를 생성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 토크 지령 출력부(315)는, 경사각 감지부(190)의 경사각 정보(St)에 기초하는 제1 토크 지령치(T* t), 악셀 정보(Sa)에 기초하는 제2 토크 지령치(T* a), 브레이크 정보(Sb)에 기초하는 제3 토크 지령치(T* b)를 각각 생성할 수 있다.
그리고, 토크 지령 출력부(315)는, 3개의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b)중에서, 최적의 토크 지령치를 선택하고, 선택된 토크 지령치를 모터 구동부(200) 내의 인버터 제어부(230)로 출력할 수 있다. 선택된 토크 지령치는, 3개의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b) 중에서, 가장 큰 값의 토크 지령치일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다양한 기준에 의해 선택되는 것이 가능하다.
한편, 토크 지령 출력부(315)는, 운전 모드 정보(Sop)에 따라서도 대응하는 토크 지령치를 출력하도록 한다. 예를 들어, 운전 모드가, 중립 모드(neutral mode) 또는 주차 모드(parking mode)인 경우, 토크 지령 출력부(315)는, 토크 지령치를 출력하지 않거나 0 의 값을 갖는 토크 지령치를 출력할 수 있다.
전기 자동차(100)는, 모터(250) 구동에 의해 동작하므로, 엔진 기반의 자동차와 달리, 중립 모드 또는 주차 모드인 경우, 모터(250)를 회전시킬 필요가 없게 된다. 따라서, 인버터 제어부(230)는, 0 의 값을 갖는 토크 지령치를 수신하거나 또는 토크 지령치를 수신하지 않음으로써, 인버터(220)의 스위칭 동작을 정지시키며, 결국 모터(250)는 정지하게 된다.
한편, 전기 자동차(100)가 경사로에 위치하는 것으로 경사각 감지부(190)에서 감지되는 경우에도, 운전 모드가, 중립 모드 또는 주차 모드라면, 토크 지령 출력부(315)는, 토크 지령치를 출력하지 않거나 0 의 값을 갖는 토크 지령치를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 4(a)와 같이, 전기 자동차(100)가 제1 경사각(θ1)을 가지는 오르막 경사에 있는 경우, 운전 모드가, 중립 모드 또는 주차 모드라면, 토크 지령 출력부(315)는, 토크 지령치를 출력하지 않거나 0 의 값을 갖는 토크 지령치를 출력할 수 있다. 한편, 오르막 경사에 있으면서, 운전 모드가 드라이브 모드인 경우, 3 개의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b) 중 최적의 토크 지령치는, 경사각 정보(St)에 기초 하는 제1 토크 지령치(T* t)일 수 있다.
한편, 예를 들어, 도 4(b)와 같이, 전기 자동차(100)가 제2 경사각(θ2)을 가지는 내리막 경사에 있는 경우, 운전 모드가, 중립 모드 또는 주차 모드라면, 토크 지령 출력부(315)는, 토크 지령치를 출력하지 않거나 0 의 값을 갖는 토크 지령치를 출력할 수 있다. 한편, 내르막 경사에 있으면서, 운전 모드가 드라이브 모드인 경우, 3 개의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b) 중 최적의 토크 지령치는, 경사각 정보(St)에 기초하는 제1 토크 지령치(T* t)일 수 있다.
한편, 토크 지령 출력부(315)는, 운전 모드가 드라이브 모드(drive mode) 또는 후진 모드(reverse mode)인 경우, 상술한 바와 같이, 3개의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b) 중에서, 선택된 최적의 토크 지령치를 출력할 수 있다.
한편, 토크 지령 출력부(315)는, 운전 모드가 드라이브 모드(drive mode) 또는 후진 모드(reverse mode)이면서, 운전 속도 정보(Sv)에 따른 운전 속도가 감속 중인 경우, 브레이크 정보(Sb)를 우선시하여, 브레이크 정보(Sb)에 기초하여 생성된 제3 토크 지령치(T* b)를 출력할 수 있다.
한편, 토크 지령 출력부(315)는, 운전 모드가 드라이브 모드(drive mode) 또는 후진 모드(reverse mode)이면서, 운전 속도 정보(Sv)에 따른 운전 속도가 가속 중인 경우, 악셀 정보(Sa)를 우선시하여, 악셀 정보(Sa)에 기초하여 생성된 제2 토크 지령치(T* a)를 출력할 수 있다.
한편, 토크 지령 출력부(315)는, 운전 모드가 드라이브 모드(drive mode) 또는 후진 모드(reverse mode)이면서, 경사각 정보(St)가 입력되는 경우, 경사각 정보(St)를 우선시하여, 해당하는 제1 토크 지령치(T* t)를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이 다양한 토크 지령치를, 운전 모드, 운전 속도 등의 다양한 운전 조건에 맞추어 출력함으로써, 운전 조건에 맞게 효율적으로 전기 자동차를 구동할 수 있게 된다. 특히, 모터를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
한편, 모터 구동부(200)는, 입력되는 토크 지령치(T*)와 전기 자동차(100)의 진행 방향이 동일하지 않은 경우, 예를 들어, 전기 자동차(100)가 내리막길에서 운전 중이어서, 토크 지령치(T*)의 방향과 전기 자동차(100)의 진행 방향이 반대인 경우, 커패시터(C)의 직류 전원을 배터리(205)로 공급할 수 있다.
한편, 모터 구동부(200)는, 입력되는 토크 지령치(T*)와 전기 자동차(100)의 진행 방향이 동일한 경우, 예를 들어, 전기 자동차가 오르막길에서 운전 중이어서, 토크 지령치(T*)의 방향과 전기 자동차(100)의 진행 방향이 동일한 경우, 배터리(205)로부터의 전원(Vbat)을 커패시터(C)로 공급하는 것도 가능하다.
도 5는 도 2의 인버터 제어부 내부의 간략 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(230)는, 전류 지령 생성부(510), 전압 지령 생성부(520), 스위칭 제어신호 출력부(530)를 포함할 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 삼상의 출력전류(io)를 d축, q축 전류로 변환하거나 d축, q축 전류를 삼상의 전류로 변환하는 축 변환부를 더 포함할 수도 있다.
전류 지령 생성부(510)는, 전자 제어부(310)로부터 입력되는 토크 지령치(T*)에 기초하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성한다. 예를 들어, 모터(250)의 기계 방정식 및 전기 방정식을 서로 비교하여, 토크 지령치(T*)에 따른 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. 한편, 전류 지령치(i* d,i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 구비할 수 있다.
전압 지령 생성부(520)는 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(520)는, 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전압 지령 생성부(520)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
스위칭 제어신호 출력부(530)는 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 PWM신호인 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 인버터(220)로 출력한다. 이에 따라 인버터(220) 내의 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)는 온/오프 스위칭 동작을 수행하게 된다.
한편, 도 5에 도시된 모터 구동부(200) 내의 인버터 제어부(230)는 토크 지령치 기반의 토크 제어를 위한 구성으로 도시되고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 속도 지령치 기반의 속도 제어를 위한 구성도 가능하다.
예를 들어, 인버터 제어부(230)는, 전자 제어부(310)로부터 입력되는 속도 지령치(v*)와 모터 속도(v)에 기초하여, 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수도 있따. 한편, 모터 속도(v)는, 센서 타입의 경우, 센서에 의해 검출되는 속도일 수 있으며, 센서리스 타입의 경우, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 모터(250)의 속도(v)를 추정하는 추정 부에서 생성될 수도 있다.
인버터 제어부(230)의 블록 도는 본 발명의 일실시 예를 위한 블록도이다. 블록 도의 각 구성요소는 실제 구현되는 인버터 제어부(230)의 사양 또는 모터(250)의 종류에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 제어방법을 도시한 순서 도이다.
도면을 참조하면, 먼저, 경사각 정보(St), 경사각 정보(St), 및 브레이크 정보(Sb)에 기초하여 토크 지령치를 생성한다(S610). 상술한 바와 같이, 토크 지령 출력부(315)는, 각 정보(St,Sa,Sb)에 기초하여 각 토크 지령치(T* t,T* a,T* b)를 생성한다.
다음, 각 토크 지령치를 비교하여 최적의 토크 지령치를 선택한다(S615). 토크 지령 출력부(315)는, 복수의 토크 지령치(T* t,T* a,T* b) 중 최적의 토크 지령치를 선택한다. 예를 들어, 그 크기가 가장 큰 토크 지령치를 선택한다.
한편, 운전 모드가 중립 모드 또는 주차 모드인지 판단하며(S625), 중립 모드 또는 주차 모드인 경우, 토크 지령치는 0으로 설정하여 출력하거나 토크 지령치를 출력하지 않는다(S630). 이에 의해 모터(250)는 그 동작을 정지하게 된다.
다음, 운전 모드가 중립 모드 및 주차 모드가 아닌 경우, 운전 속도 정보(Sv)에 기초하여 운전 속도가 감속 중인지 여부를 판단한다(S635). 감속 중인 경우, 토크 지령 출력부(315)는, 브레이크 정보에 기초하여 생성된 토크 지령치(T* b) 를 출력한다(S640). 감속 중인 경우는, 사용자의 조작에 의해 브레이크 페달이 동작한 경우로서, 이를 우선시 하여 해당 토크 지령치(T* b)를 출력한다.
한편, 운전 속도가 감속 중이지 않은 경우, 다시 운전 속도가 가속 중인 지 여부를 판단한다(S645). 가속 중인 경우, 토크 지령 출력부(315)는, 악셀 정보에 기초하여 생성된 토크 지령치(T* a)를 출력한다(S650). 가속 중인 경우는, 사용자의 조작에 의해 악셀 페달이 동작한 경우로서, 이를 우선시 하여 해당 토크 지령치(T* a)를 출력한다.
한편, 운전 속도가 가속 중이지도 않으며, 감속 중이지도 않은 경우, 즉, 일정 속도로 운행되고 있는 경우, 토크 지령 출력부(315)는, 제620 단계(S620)에서 선택된 최적의 토크 지령치를 출력한다(S655).
상술한 바에 따라, 토크 지령치를 다양하게 설정하여 출력함으로써, 모터 구동시 다양한 조건으로 동작시킬 수 있게 되며, 이에 따라 효율적으로 전기 자동차를 구동할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 전기 자동차는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지 만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 차체를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 모터 구동부를 도시한 회로도이다.
도 3은 전자 제어부 내의 토크 지령 출력부와 모터 구동부 내의 인버터 제어부의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 토크 지령 출력부의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 5는 도 2의 인버터 제어부 내부의 간략 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 제어방법을 도시한 순서도이다.

Claims (11)

  1. 차체의 경사각을 감지하는 경사각 감지부;
    상기 감지된 경사각, 악셀 정보, 및 브레이크 정보에 기초하여, 토크 지령치를 생성하여 출력하는 토크 지령 출력부; 및
    상기 출력된 토크 지령치에 따라 모터를 구동하는 모터 구동부;를 포함하며,
    상기 모터 구동부는,
    배터리로부터 전원을 공급받는 커패시터;
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 동작에 의해 상기 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터를 구동하는 인버터; 및
    상기 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여 생성된 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 인버터 제어부;를 포함하며 ,
    상기 차체의 경사각이 제1 경사각이며, 상기 차체가 오르막 경사에 있는 상태에서, 운전 모드가 중립 모드 또는 주차 모드인 경우,
    상기 토크 지령 출력부는, 상기 토크 지령치를 출력하지 않거나 0의 값을 가지는 토크 지령치를 출력하며,
    상기 인버터 제어부는, 상기 토크 지령 출력부로부터, 상기 0의 값을 가지는 토크 지령치를 수신하거나 또는 토크 지령치를 수신하지 않음에 따라, 상기 인버터의 스위칭 동작이 정지되도록 제어하며,
    상기 차체가 오르막 경사에 있는 상태에서, 상기 운전 모드가 드라이브 모드인 경우, 상기 토크 지령 출력부는, 상기 경사각에 따른 제1 토크 지령치를 상기 인버터 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토크 지령 출력부는,
    상기 경사각에 따른 상기 제1 토크 지령치, 상기 악셀 정보에 따른 제2 토크 지령치, 상기 브레이크 정보에 따른 제3 토크 지령치를 생성하고, 이 중 가장 큰 값의 토크 지령치를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 토크 지령 출력부는,
    운전 모드가 드라이브 모드 또는 후진 모드이며, 운전 속도가 감속 중인 경우, 상기 브레이크 정보에 따른 토크 지령치를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토크 지령 출력부는,
    운전 모드가 드라이브 모드 또는 후진 모드이며, 운전 속도가 가속 중인 경우, 상기 악셀 정보에 따른 토크 지령치를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 토크 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
    상기 전류 지령치 및 상기 모터에 흐르는 상기 출력전류에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어신호를 생성하여 출력하는 스위칭 제어신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모터 구동부는,
    상기 토크 지령치와 상기 자동차의 진행 방향이 동일하지 않은 경우, 상기 커패시터의 직류 전원을 상기 배터리로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모터 구동부는,
    상기 토크 지령치와 상기 자동차의 진행 방향이 동일한 경우, 상기 배터리의 전원을 상기 커패시터로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020090109909A 2009-11-13 2009-11-13 전기 자동차 KR101747359B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109909A KR101747359B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 전기 자동차

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109909A KR101747359B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 전기 자동차

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110053092A KR20110053092A (ko) 2011-05-19
KR101747359B1 true KR101747359B1 (ko) 2017-06-14

Family

ID=44362859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090109909A KR101747359B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 전기 자동차

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101747359B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220388B1 (ko) * 2011-08-11 2013-01-09 현대자동차주식회사 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법
KR101543077B1 (ko) 2013-08-30 2015-08-07 현대자동차주식회사 친환경 차량의 모터 시스템 제어 장치 및 방법
KR101461909B1 (ko) 2013-10-10 2014-11-13 현대자동차주식회사 친환경 자동차의 모터 제어 시스템
KR20170030962A (ko) 2015-09-10 2017-03-20 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충격 완화 제어 방법 및 시스템
KR102271046B1 (ko) * 2019-08-29 2021-06-30 (주)디아이씨전장기술연구소 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348583A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Heavy Ind Ltd 電動車両の制御装置
JP2006333602A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Toyota Motor Corp 燃料電池自動車及びその制御方法
JP2009213227A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyota Motor Corp インホイールモータ制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348583A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Heavy Ind Ltd 電動車両の制御装置
JP2006333602A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Toyota Motor Corp 燃料電池自動車及びその制御方法
JP2009213227A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyota Motor Corp インホイールモータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110053092A (ko) 2011-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101568225B1 (ko) 충전 장치, 및 이를 구비하는 전기 차량
KR101408412B1 (ko) 전동기의 구동 제어 장치
US9242567B2 (en) Charge apparatus and electric vehicle including the same
US8558492B2 (en) Apparatus for driving motor of electric vehicle
KR100294392B1 (ko) 전기차제어장치
US7133602B2 (en) Power supply apparatus, motor drive control method using the same and motor vehicle having the same mounted thereon
US9493092B2 (en) Electric automobile
US7511447B2 (en) Motor drive apparatus
JP5055836B2 (ja) 同期モーター用磁極位置センサーの位相ズレ検出装置および検出方法
KR101747359B1 (ko) 전기 자동차
US9515583B2 (en) Rotary electric machine control system and rotary electric machine control method
US20150120120A1 (en) Electric drive vehicle
JP2010183767A (ja) 電源装置および電源装置の制御方法
KR101563866B1 (ko) 충전 장치, 및 이를 구비하는 전기 차량
JP2010183769A (ja) 電源装置および電源装置の制御方法
JP4735076B2 (ja) モーター制御装置
KR101563867B1 (ko) 충전 장치, 및 이를 구비하는 전기 차량
KR20210090957A (ko) 전력 변환 장치, 및 이를 구비하는 차량
KR101902885B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 전기 차량
JP5385728B2 (ja) 制御方法及び制御装置
CN113261199B (zh) 马达控制装置
KR102011831B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 차량
KR101627221B1 (ko) 전기 자동차의 모터 구동장치
KR101904374B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 전기 차량
KR20110053083A (ko) 전기 자동차의 모터 구동장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant