KR101221798B1 - 전기자동차의 제어방법 - Google Patents

Abstract

제동 시 불규칙한 감속도의 변화를 최소화할 수 있는 전기 자동차의 제어방법을 개시한다. 본 발명은 엔진과 배터리로 구동되는 모터를 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서, 전기자동차가 제동 상태에 돌입하는지 확인하고, 전기자동차가 제동 상태에 돌입하면 상기 모터에서 출력되는 크립 토크를 기준값 이하로 낮추고, 크립토크가 기준값 이하로 낮춰지면 상기 전기자동차의 회생제동 동작을 수행하여 회생제동력에 의한 제동을 수행하고, 회생제동 동작이 종료하면 크립 토크를 속도 구간별로 미리 정해진 값으로 복원하므로 크립토크에 의한 감속도의 변화를 최소화할 수 있다.

Description

전기자동차의 제어방법{CONTROL METHOD OF ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 서로 다른 두 종류의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 전기자동차의 제어방법에 관한 것이다.

최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 하이브리드 차량, 연료전지 차량 등 전기자동차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량이라 부르고 있다.

이하, 본 발명에서 전기자동차라 함은 상술한 하이브리드 전기 차량을 포함하여 연료전지가 장착된 연료전지차량, 연료전지 하이브리드 전기차량 등 차량 구동을 위한 전기모터가 장착되고 회생 제동이 수행되는 전기차량을 모두 포함하는 것임을 밝혀둔다.

전기자동차에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리가 필수적으로 장착되는데, 차량 운행 중 고전압 배터리는 충/방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.

예컨데, 하이브리드 전기 차량에서는 전기모터 구동 시 고전압 배터리가 전기에너지를 공급(방전)하고, 회생 제동시나 엔진 구동시에 전기에너지를 저장(충전)한다.

이러한 하이브리드 전기 차량에서는 주행시 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하므로 구동 시스템 전체의 연비를 향상시킬 수 있음은 물론 제동 시에 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다.

한편, 하이브리드 전기 차량은 제동 시에 구동축을 발전기에 연결하여 배터리를 충전하고, 배터리를 충전하는 회생제동 도중에는 회생제동토크와 크립 토크로 구동축을 제어하게 된다. 이 과정에서 크립 토크의 발생량에 따라 차량의 감속도 변화가 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 감속도 변화를 최소화할 수 있도록 크립 토크 발생량을 제어하는 전기 자동차의 제어방법을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 전기자동차의 제어방법은 엔진과 배터리로 구동되는 모터를 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서, 상기 전기자동차가 제동 상태에 돌입하는지 확인하고, 상기 전기자동차가 제동 상태에 돌입하면 상기 모터에서 출력되는 크립 토크를 기준값 이하로 낮추고, 상기 크립토크가 기준값 이하로 낮춰지면 상기 전기자동차의 회생제동 동작을 수행하여 회생제동력에 의한 제동을 수행할 수 있다.

상기 회생 제동 동작이 정지되는지 확인하고, 상기 회생 제동 동작이 정지되면 상기 크립 토크를 속도 구간별로 미리 정해진 값으로 복원할 수 있다.

상기 크립 토크가 기준값 이하로 낮춰지면, 상기 크립 토크를 제동 토크 상태에서 구동 토크 상태로 변환하지 않도록 제어할 수 있다.

상기 회생 제동력에 의한 제동 수행 시 회생제동량과 크립토크를 비교 후, 상기 회생제동량이 상기 크립토크보다 일정 기준 이상 크면 상기 크립 토크를 설정값 이하로 제한할 수 있다.

상기 회생제동 동작 수행 중 상기 크립 토크를 구동 토크로 전환하여야 하는 상황이 발생하면 상기 회생 제동을 종료한 후 상기 크립 토크를 상기 구동 토크로 전환할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 크립 토크의 발생량을 제어하여 전기 자동차의 감속도의 불규칙한 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 구성을 나타내는 블록도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 제어흐름도

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 구성을 나타내는 블록도이다.

전기 자동차는 엔진(10), 모터(14), 변속기(15), 배터리(12) 및 하이브리드 제어기(16)를 포함하여 구성될 수 있다.

하이브리드 제어기(16)는 엔진 제어기(17), 모터제어기(19), 변속기 제어기(18), 배터리 제어기(20), 브레이크 제어기(21)와 캔통신을 하여 엔진(10), 모터(14), 변속기(15) 및 배터리(12) 상태를 제어하여 차량에 동력을 전달하는 구조로 이루어진다.

전기 자동차는 차량 운전자의 의지와 배터리(12) 전원 상태에 따라 전기 모터(14)에 의한 전기 동력이나 엔진의 동력을 이용하여 구동되는데, 차량의 연비 향상을 위하여 전기 동력에 의한 차량 구동을 최대한 많이 이용할 수 있도록 설계된다.

전기 자동차는 하이브리드 제어기(16)가 엑셀 포지션 페달 및 브레이크 스위치 입력 신호를 입력 받아 운전자의 주행 의지를 결정한다. 하이브리드 제어기(16)는 운전자 요구 토크를 실현하기 위해 엔진 제어기(17)에 의한 엔진(10)의 출력 토크와, 배터리(12) 전원 상태에 따라 모터 제어기(19)에 의한 모터 출력 토크의 조합에 의하여 최종 토크를 출력하게 된다.

한편, 브레이크 제어기(21)는 회생 제동 수행 또는 종료 여부 판별 후 캔 통신을 통해 하이브리드 제어기(16)로 전송할 수 있다.

한편, 전기 자동차는 제동 중 운전자가 요구하는 제동력을 확보하기 위해서 차량의 구동 모터(14)에 의한 회생 제동력과 브레이크 유압을 이용한 유압 마찰력을 사용한다. 이 때, 회생제동 중인 전기 자동차의 모터(14)는 회생 제동력과 크립 토크가 합산된 토크를 생성하게 되며, 크립 토크는 속도구간별로 정해진 값에 따라 계속적으로 변하게 되므로 차량의 감속도가 불규칙하게 변할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 회생 제동 중인 모터(14)의 크립 토크를 제한하는 방법을 후술한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 제어흐름도이다.

하이브리드 제어기(16)는 브레이크 스위치값을 전송받아 전기 자동차가 제동 상태에 돌입하는지 확인한다.(100)

다음으로, 전기 자동차가 제동 상태에 돌입하면 기준값 이하로 크립 토크를 낮춘다. 한편, 크립 토크는 속도 구간별로 정해져 있는 값이 있으며, 이 단계에서는 그 값 이하의 임의의 값(기준값)으로 크립 토크를 낮추도록 한다. 한편, 기준값은 설계자에 의해 임의로 정해질 수 있다.(110)

다음으로, 크립 토크를 기준값 이하로 낮춘 후 회생 제동을 수행한다. 회생 제동을 수행하면 브레이크 유압을 이용한 유압 마찰력과 회생 제동력의 합력에 의해 제동이 수행된다. 그리고, 크립 토크는 기준값 이하로 낮추어졌으므로 제동력에 대한 영향이 미비해지고, 이에 따라 감속도의 변화에 크게 영향을 주지 않게 된다.(120)

다음으로, 하이브리드 제어기(16)는 회생 제동 동작이 해제되는지 확인하고, 회생 제동이 해제되면 크립 토크를 속도구간별로 미리 정해진 값(설계자에 의해 미리 정해진 값)으로 복원한다.(130,140)

한편, 하이브리드 제어기(16)는 전기 자동차의 회생 제동 여부를 판단하고, 회생 제동 중이면 회생제동량과 크립 토크를 비교하고, 회생제동량이 크립 토크보다 일정 기준 이상 크면 크립 토크를 미리 설정된 값 이하로 제한할 수 있다.

그리고, 하이브리드 제어기(16)는 크립토크를 구동 토크로 전환하여야 하는 상황(예를 들면, 운전자의 구동 의지에 의한 상황, 차량의 제어 상황)이 발생하면 크립 토크를 구동 토크로 전환하기 전에 회생 제동을 미리 종료시킬 수 있다.

한편, 하이브리드 제어기(16)는 크립 토크를 기준값 이하로 제어하는 경우에, 크립 토크의 상태를 제동 토크 상태에서 구동 토크 상태로 전환되지 않도록 제어한다. 여기서, 제동 토크는 저속 주행 시 운전자가 가속의지가 없는 경우 그 속도가 일정 속도 이상이기 때문에 크립 토크가 제동을 위한 토크로 작동하는 것을 의미하며, 구동 토크는 저속 주행 시 운전자가 가속의지가 없는 경우 그 속도가 일정 속도 이하여서 크립 토크가 구동을 위한 토크로 작동하는 것을 의미한다.

Claims (5)

1. 엔진과 배터리로 구동되는 모터를 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서,
   상기 전기자동차가 제동 상태에 돌입하는지 확인하고,
   상기 전기자동차가 제동 상태에 돌입하면 상기 모터에서 출력되는 크립 토크를 기준값 이하로 낮추고,
   상기 크립 토크가 기준값 이하로 낮춰지면 상기 전기자동차의 회생 제동 동작을 수행하여 회생 제동력에 의한 제동을 수행하 고;
   상기 회생 제동력에 의한 제동 수행 시 상기 회생 제동량과 상기 크립 토크를 비교 후, 상기 회생 제동량이 상기 크립 토크보다 일정 기준 이상 크면 상기 크립 토크를 설정값 이하로 제한하는 전기자동차의 제어방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회생 제동 동작이 정지되는지 확인하고,
   상기 회생 제동 동작이 정지되면 상기 크립 토크를 속도 구간별로 미리 정해진 값으로 복원하는 전기자동차의 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 크립 토크가 기준값 이하로 낮춰지면,
   상기 크립 토크를 제동 토크 상태에서 구동 토크 상태로 변환하지 않도록 제어하는 전기자동차의 제어방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 회생제동 동작 수행 중 상기 크립 토크를 구동 토크로 전환하여야 하는 상황이 발생하면 상기 회생 제동을 종료한 후 상기 크립 토크를 상기 구동 토크로 전환하는 전기자동차의 제어방법.

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