KR101146943B1

KR101146943B1 - 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101146943B1
Application number: KR1020110115784A
Authority: KR
Inventors: 한규홍; 정순규; 이윤복
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2012-05-22

Abstract

본 명세서는 전기 차량의 구동 모터의 효율을 반영하여 전방과 후방의 모터 구동 토크 명령을 분배함으로써 전기 차량의 모터 구동 효율을 향상시킬 수 있는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 차량의 구동 토크 제어 장치는, 제1 모터 및 제2 모터를 갖는 전기 차량에서 전방과 후방의 차축 속도와 상기 제1 및 제2 모터의 효율을 근거로 운전자의 요구 토크에 따른 전방과 후방의 구동 토크 명령을 발생하는 구동 토크 분배 제어기와; 상기 전방의 구동 토크 명령에 따라 상기 제1 모터의 구동 토크를 제어하는 제1 모터 제어기와; 상기 후방의 구동 토크 명령에 따라 상기 제2 모터의 구동 토크를 제어하는 제2 모터 제어기를 포함할 수 있다.

Description

전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING MOTOR DRIVING TORQUE OF ELECTRICAL VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 명세서는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 4륜 구동 차량의 기동성을 높이고 효율 및 연비를 향상시키기 위하여 하이브리드 또는 순수 전기 추진시스템을 적용한 차량이 개발되고 있다. 군용에서의 4륜 구동 차량은 포장 도로뿐만 아니라 비포장 도로, 야지 등에서의 안정적인 주행을 위해 적용된다. 전기 차량은 운전자가 조작하는 가속/브레이크 페달에 의해 요구 토크를 계산하고, 토크 명령을 모터 제어기에 전달하여 모터의 구동 토크를 제어한다. 종래 기술에 따른 4륜 구동 엔진 차량은 전방/후방 구동 토크를 동일하게 분배하거나 부하에 따라 분배한다. 전기 차량의 전방/후방 구동 토크를 일정하게 분배 또는 부하에 따라 분배하면, 차량의 속도에 따른 구동 모터의 속도가 결정된 상황에서 운전자의 요구 토크에 맞는 동작점이 자동으로 설정되고, 구동 모터의 속도와 토크에 의해 결정되는 구동 모터 동작점에서의 효율이 반영되지 않아 전기 차량의 효율과 차량의 연비를 저하시킨다. 상기 종래 기술에 따른 전치 차량은 한국 특허 출원 번호 10-2010-0135825에도 개시되어 있다.

본 명세서는 전기 차량의 구동 모터의 효율을 반영하여 전방과 후방의 모터 구동 토크 명령을 분배함으로써 전기 차량의 모터 구동 효율을 향상시킬 수 있는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 전기 차량의 구동 토크 제어 장치는, 제1 모터 및 제2 모터를 갖는 전기 차량에서 전방과 후방의 차축 속도와 상기 제1 및 제2 모터의 효율을 근거로 운전자의 요구 토크에 따른 전방과 후방의 구동 토크 명령을 발생하는 구동 토크 분배 제어기와; 상기 전방의 구동 토크 명령에 따라 상기 제1 모터의 구동 토크를 제어하는 제1 모터 제어기와; 상기 후방의 구동 토크 명령에 따라 상기 제2 모터의 구동 토크를 제어하는 제2 모터 제어기를 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 전기 차량의 구동 토크 제어 장치는, 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 페달 위치 신호를 발생하는 가속 페달 위치 센서와; 전기 차량의 브레이크 페달의 위치 변화에 대응하는 브레이크 페달 위치 신호를 발생하는 브레이크 페달 위치 센서와; 상기 전기 차량의 전방 차축의 좌우 속도 및 후방 차축의 좌우 속도를 검출하는 속도 센서와; 상기 전기 차량의 전방 구동 모터의 속도와 후방 구동 모터의 속도 중 큰 값을 구동 모터 속도로서 결정하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 가속 페달 위치 신호 대비 운전자의 가속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 브레이크 페달 위치 신호 대비 운전자의 감속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 가속 요구 토크와 상기 감속 요구 토크를 더함으로써 운전자의 요구 토크를 계산하고, 상기 운전자의 요구 토크, 상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값, 상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정하는 구동 토크 분배 제어기와; 상기 결정된 전방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 전방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 제1 모터 제어기와; 상기 결정된 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 후방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 제2 모터 제어기를 포함할 수 있다.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 구동 토크 분배 제어기는, 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정할 때, 상기 운전자의 요구 토크를 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터로 분배될 전방 및 후방 구동 토크 후보군들을 생성하고, 상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값을 전방 차축 속도로서 결정하고, 상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 후방 차축 속도로서 결정하고, 상기 분배된 전방 구동 토크 후보군과 상기 전방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 전방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 분배된 후방 구동 토크 후보군과 상기 후방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 후방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 전방 구동 모터 효율 후보군과 상기 후방 구동 모터 효율 후보군을 더하여 통합 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 구동 모터 효율 후보군 중 최대 모터 효율을 갖는 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 선택할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법은, 두 개의 구동 모터를 갖는 전기 차량에서 구동 모터의 효율을 반영하여 전방과 후방의 구동 토크 명령을 분배함으로써 전기 차량의 모터 구동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법은 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 구동 모터(전방 구동 모터 및 후방 구동 모터)를 갖는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 모터 효율 그래프를 통하여 구동 토크를 일정하게 두 개의 모터에 분배한 경우와 모터의 효율을 고려하여 구동 토크를 두 개의 모터에 분배한 경우를 비교한 예시도이다.
도 3은 구동 토크 분배 제어기의 구동 모터 효율을 고려한 구동 토크 분배 방법을 순서도로 나타낸 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

일반적으로, 전기 차량의 전방/후방 구동 토크를 일정하게 분배 또는 부하에 따라 분배하면, 차량의 속도에 따른 구동 모터의 속도가 결정된 상황에서 운전자의 요구 토크에 맞는 동작점이 자동으로 설정되고, 구동 모터의 속도와 토크에 의해 결정되는 구동 모터 동작점에서의 효율이 반영되지 않아 전기 차량의 효율과 차량의 연비를 저하시킨다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 구동 토크 제어 장치는, 두 개의 모터(전방 구동 모터 및 후방 구동 모터)를 갖는 전기 차량에서 전방과 후방의 차축 속도와 구동 모터의 효율을 반영하여 운전자의 요구 토크에 따른 전방과 후방의 구동 토크 명령을 발생하고, 그 발생한 전방과 후방의 구동 토크 명령을 해당 모터에 분배하여 모터의 구동 토크를 제어한다. 이에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 구동 모터(전방 구동 모터 및 후방 구동 모터)를 갖는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치는,

가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 페달 위치 신호를 발생하는 가속 페달 위치 센서(10)와;

전기 차량의 브레이크 페달의 위치 변화에 대응하는 브레이크 페달 위치 신호를 발생하는 브레이크 페달 위치 센서(11)와;

상기 전기 차량의 전방 차축(100)의 좌우 속도 및 후방 차축(200)의 좌우 속도를 검출하는 속도 센서(20)와;

상기 전기 차량의 전방 구동 모터(제1 모터)(14)의 속도와 후방 구동 모터(제2 모터)(18)의 속도 중 큰 값을 구동 모터 속도로서 결정하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 가속 페달 위치 신호 대비 운전자의 가속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 브레이크 페달 위치 신호 대비 운전자의 감속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 가속 요구 토크와 상기 감속 요구 토크를 더함으로써 운전자의 요구 토크를 계산하고, 상기 운전자의 요구 토크, 상기 전방 차축(100)의 좌우 속도의 평균값, 상기 후방 차축(200)의 좌우 속도의 평균값을 근거로 상기 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)의 구동 토크 분배 비율을 결정하는 구동 토크 분배 제어기(12)와;

상기 결정된 전방 구동 모터(14)의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 전방 구동 모터(제1 모터)(14)의 구동 토크를 제어하는 제1 모터 제어기(motor control unit: MCU(13)와;

상기 결정된 후방 구동 모터(18)의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 후방 구동 모터(제2 모터)(18)의 구동 토크를 제어하는 제2 모터 제어기(제2 MCU)(17)를 포함한다.

한편, 모터의 일정 속도에서 가속 페달 정도를 0~100 % 범위로 설정하고, 가속 페달이 0 % 일 때는 모터의 토크를 0 Nm로, 가속 페달이 100 % 일 때는 모터의 토크를 최대토크(예를 들면, 모터의 속도 1000 rpm 일 때 최대 토크는 400 Nm)로 가속 요구 토크를 결정한다. 모터의 속도별 최대 토크는 변하므로 이와 같은 방법으로 모터의 각 속도별 가속 요구 토크 테이블(미리 정해진 테이블)을 정의한다. 이 테이블은 결론적으로 모터의 속도와 가속 페달 정도에 따른 가속 요구 토크 테이블이 된다. 이렇게 정해진 테이블은 실제 차량 시험을 통하여 추후 조정될 수도 있다. 감속 요구 토크 테이블 또한 마찬가지 방법으로 결정된다. 브레이크 페달 정도 및 모터의 속도에 따라 0 Nm에서 각 모터 속도별 최대로 회생할 수 있는 감속 요구 토크까지 테이블 형태로 결정된다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는, 상기 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)의 구동 토크 분배 비율을 결정할 때, 상기 운전자의 요구 토크를 근거로 상기 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)로 분배될 모든 경우의 전방 및 후방 구동 토크 후보군을 생성하고, 상기 전방 차축(100)의 좌우 속도의 평균값을 전방 차축 속도로서 결정(계산)하고, 상기 후방 차축(200)의 좌우 속도의 평균값을 후방 차축 속도로서 결정(계산)하고, 상기 분배된 전방 구동 토크 후보군과 상기 전방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 전방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 분배된 후방 구동 토크 후보군과 상기 후방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 후방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 전방 구동 모터 효율 후보군과 상기 후방 구동 모터 효율 후보군을 더하여 통합 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 구동 모터 효율 후보군 중 최대 모터 효율을 갖는 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 선택한다.

상기 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블은 구동 모터 시험을 통하여 얻는다. 구동 모터에 인가되는 전기적 출력 대비 모터가 내는 기계적 출력의 비율이며, 모터의 각 속도 및 토크를 변화시키며 효율을 측정한다. 이때 만들어지는 구동 모터 효율 테이블은 구동 모터 고유의 효율 및 구동 모터 제어기(인버터)의 효율이 통합된 결과이다.

상기 제1 MCU(13)는 상기 선택된 전방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 전방 구동 모터(제1 모터)(14)의 구동 토크를 제어하고, 상기 제2 MCU(17)는 상기 선택된 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 후방 구동 모터(제2 모터)(18)의 구동 토크를 제어한다.

상기 전방 차축(100)은 전방의 차동 기어(110)에 연결되고, 상기 후방 차축(200)은 후방의 차동 기어(210)에 연결된다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 토크 제어 장치가 적용된 전기 차량의 구성을 설명한다.

먼저, 상기 제1 모터(전방 구동 모터)(14)는 제1 감속기(15)를 거쳐 차동 기어와 전방 차축에 연결되고, 상기 제2 모터(후방 구동 모터)(18)는 제2 감속기(19)를 거쳐 차동 기어와 후방 차축에 연결된다.

상기 제1 모터(14)는 제1 MCU(Motor Control Unit)(13)에 의해 제어되고, 상기 제2 모터(18)는 제2 MCU(17)에 의해 제어된다.

상기 제1 MCU(13) 및 제2 MCU(17), 배터리(16)는 고전압 전력선으로 연결되며, 두 개의 구동 모터(14, 18)는 배터리(16)로부터 전력을 공급받는다.

상기 가속 페달 위치 센서(10)는 운전자가 가속 페달을 밟을 때 그 가속 페달의 위치 변화를 검출하고, 그 검출한 위치 변화에 대응하는 가속 페달 위치 신호를 상기 구동 토크 분배 제어기(12)에 출력한다.

상기 브레이크 페달 위치 센서(11)는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 그 브레이크 페달의 위치 변화를 검출하고, 그 검출한 위치 변화에 대응하는 브레이크 페달 위치 신호를 상기 구동 토크 분배 제어기(12)에 출력한다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 상기 가속 페달 위치 신호 또는 상기 브레이크 페달 위치 신호를 수신하고, 그 수신된 상기 가속 페달 위치 신호 또는 상기 브레이크 페달 위치 신호를 근거로 운전자의 요구 토크를 계산한다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는, 상기 계산된 요구 토크를 근거로 상기 제1 모터(14)와 제2 모터(18)의 구동 토크 명령을 계산하고, 그 계산된 구동 토크 명령을 제1 MCU(13)와 제2 MCU(17)에 출력한다.

상기 제1 MCU(13)와 제2 MCU(17)는 상기 계산된 구동 토크 명령을 근거로 상기 제1 모터(14)와 제2 모터(18)의 구동 토크를 제어한다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 제어장치는, 전방 차축의 좌우 속도를 검출하는 속도 센서(20) 및 후방 차축의 좌우 속도를 검출하는 속도 센서(20)를 포함하며, 상기 속도 센서(20)는 상기 검출한 속도를 상기 구동 토크 분배 제어기(12)에 출력한다.

도 2는 모터 효율 그래프를 통하여 구동 토크를 일정하게 두 개의 모터에 분배한 경우와 모터의 효율을 고려하여 구동 토크를 두 개의 모터에 분배한 경우를 비교한 예시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전방 구동 모터(14)의 속도와 후방 구동 모터(18)의 속도는 같다는 전제하에 필요한 운전자의 요구 토크를 100이라고 가정한 후 모터의 토크를 50:50으로 일정하게 분배하였을 경우의 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)의 토크는 각각 50이 된다. 이때, 두 개의 구동 모터(14, 18)가 소비한 전체 전력은 도 2의 효율 그래프와 수학식 1에 따르면 약 111.1n이 된다. 여기서 n은 구동 모터의 속도를 표현한 상수가 된다.

만약, 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)의 토크를 구동 모터의 효율이 높은 동작점에서 많은 토크를 내어주도록 할당하여 90:10으로 분배한 후 같은 방법으로 소비한 전력을 계산하면 약 104.8n이 된다. 이는 추진 시스템 측면에서 같은 구동 토크를 제공하지만 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)의 토크 분배 비율에 따라 소비 전력이 바뀌는 것을 확인할 수 있고, 효율이 높은 동작점에서 많은 양의 토크를 내어주는 것이 효율 면에서 유리하다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 구동 모터(14, 18)의 속도와 구동 토크에 따른 효율 테이블을 구동 토크 분배 제어기(12)에 반영하여 추진 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3은 구동 토크 분배 제어기의 구동 모터 효율을 고려한 구동 토크 분배 방법을 순서도로 나타낸 흐름도이다.

먼저, 상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 전방 구동 모터(14)의 속도와 후방 구동 모터(18)의 속도 중 큰 값(Max)을 구동 모터의 속도로 계산하고, 구동 모터 속도와 가속 페달 위치 신호 대비 운전자의 가속 요구 토크를 미리 정해진 테이블(Table)에 따라 계산한다. 그리고 구동 모터 속도와 브레이크 페달 위치 신호 대비 운전자의 감속 요구 토크를 미리 정해진 테이블(Table)에 따라 계산한다. 운전자의 요구 토크는 운전자의 가속 요구 토크와 운전자의 감속 요구 토크를 더함으로써 계산된다(S11). 상기 설명한 운전자의 요구 토크 계산 방법은 수학식 2와 같다.

여기서, APS는 가속 페달 위치 센서(10)의 출력 값을 나타내며, BPS는 브레이크 페달 위치 센서(11)의 출력 값을 나타낸다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 운전자의 요구 토크가 계산되면 전방 구동 모터(14)와 후방 구동 모터(18)로 분배될 모든 경우의 분배 토크 후보군을 생성한다(S12).

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 전방 차축의 좌우 속도 센서(20)의 평균값으로 전방 차축 속도를 계산하고, 후방 차축의 좌우 속도 센서(20)의 평균값으로 후방 차축 속도를 계산한다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 상기 분배된 전방 구동 모터 토크 후보군과 전방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 전방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 분배된 후방 구동 모터 토크 후보군과 후방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 후방 구동 모터 효율 후보군을 계산한다.

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 전방 구동 모터 효율 후보군과 후방 구동모터 효율 후보군을 더하여 통합 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 통합 구동 모터 효율 후보군 중 최대 효율을 갖는 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 선택한다(S13).

상기 구동 토크 분배 제어기(12)는 상기 선택된 구동 토크 분배 비율에 따라 제1 MCU(13)에 전방 구동 토크 명령을 전송하고, 상기 제2 MCU(17)에 후방 구동 토크 명령을 전송한다(S14).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 토크 제어 장치는 하이브리드 전기 차량에도 적용될 수 있으며, 이 경우 하이브리드 전기 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법은, 두 개의 구동 모터를 갖는 전기 차량에서 구동 모터의 효율을 반영하여 전방과 후방의 구동 토크 명령을 분배함으로써 전기 차량의 구동 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치 및 그 방법이 하이브리드 차량에 적용된 경우 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 가속 페달 위치 센서 11: 브레이크 페달 위치 센서
12: 구동 토크 분배 제어기 13: 제1 MCU
14: 제1 모터 15: 제1 감속기
16: 배터리 17: 제2 MCU
18: 제2 모터 19: 제2 감속기
20: 속도 센서

Claims

삭제
가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 페달 위치 신호를 발생하는 가속 페달 위치 센서와;
전기 차량의 브레이크 페달의 위치 변화에 대응하는 브레이크 페달 위치 신호를 발생하는 브레이크 페달 위치 센서와;
상기 전기 차량의 전방 차축의 좌우 속도 및 후방 차축의 좌우 속도를 검출하는 속도 센서와;
상기 전기 차량의 전방 구동 모터의 속도와 후방 구동 모터의 속도 중 큰 값을 구동 모터 속도로서 결정하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 가속 페달 위치 신호 대비 운전자의 가속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 브레이크 페달 위치 신호 대비 운전자의 감속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 가속 요구 토크와 상기 감속 요구 토크를 더함으로써 운전자의 요구 토크를 계산하고, 상기 운전자의 요구 토크, 상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값, 상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정하는 구동 토크 분배 제어기와;
상기 결정된 전방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 전방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 제1 모터 제어기와;
상기 결정된 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 후방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 제2 모터 제어기를 포함하며,
여기서, 상기 구동 토크 분배 제어기는,
상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정할 때,
상기 운전자의 요구 토크를 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터로 분배될 전방 및 후방 구동 토크 후보군들을 생성하고, 상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값을 전방 차축 속도로서 결정하고, 상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 후방 차축 속도로서 결정하고, 상기 분배된 전방 구동 토크 후보군과 상기 전방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 전방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 분배된 후방 구동 토크 후보군과 상기 후방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 후방 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 상기 전방 구동 모터 효율 후보군과 상기 후방 구동 모터 효율 후보군을 더하여 통합 구동 모터 효율 후보군을 계산하고, 구동 모터 효율 후보군 중 최대 모터 효율을 갖는 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 선택하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 장치.
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가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 페달 위치 신호를 발생하는 단계와;
전기 차량의 브레이크 페달의 위치 변화에 대응하는 브레이크 페달 위치 신호를 발생하는 단계와;
상기 전기 차량의 전방 차축의 좌우 속도 및 후방 차축의 좌우 속도를 검출하는 단계와;
상기 전기 차량의 전방 구동 모터의 속도와 후방 구동 모터의 속도 중 큰 값을 구동 모터 속도로서 결정하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 가속 페달 위치 신호 대비 운전자의 가속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 결정된 구동 모터 속도와 상기 브레이크 페달 위치 신호 대비 운전자의 감속 요구 토크를 미리 정해진 테이블로부터 검출하고, 상기 가속 요구 토크와 상기 감속 요구 토크를 더함으로써 운전자의 요구 토크를 계산하고, 상기 운전자의 요구 토크, 상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값, 상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정하는 단계와;
상기 결정된 전방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 전방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 단계와;
상기 결정된 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율에 따라 상기 후방 구동 모터의 구동 토크를 제어하는 단계를 포함하며,
여기서, 상기 구동 토크 분배 비율을 결정하는 단계는,
상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 결정할 때,
상기 운전자의 요구 토크를 근거로 상기 전방 구동 모터와 후방 구동 모터로 분배될 전방 및 후방 구동 토크 후보군들을 생성하는 단계와;
상기 전방 차축의 좌우 속도의 평균값을 전방 차축 속도로서 결정하는 단계와;
상기 후방 차축의 좌우 속도의 평균값을 후방 차축 속도로서 결정하는 단계와;
상기 분배된 전방 구동 토크 후보군과 상기 전방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 전방 구동 모터 효율 후보군을 계산하는 단계와;
상기 분배된 후방 구동 토크 후보군과 상기 후방 차축 속도 대비 미리 정해진 구동 모터 효율 테이블에 따라 후방 구동 모터 효율 후보군을 계산하는 단계와;
상기 전방 구동 모터 효율 후보군과 상기 후방 구동 모터 효율 후보군을 더하여 통합 구동 모터 효율 후보군을 계산하는 단계와;
상기 구동 모터 효율 후보군 중 최대 모터 효율을 갖는 전방 구동 모터와 후방 구동 모터의 구동 토크 분배 비율을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 모터 구동 토크 제어 방법.
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