KR101349630B1 - Generator controlled by inverter in electric vehicle - Google Patents

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Abstract

전기차의 인버터 제어식 발전기가 개시된다. 본 발명의 발전기는, 인버터의 출력전압에 따라 부하량을 결정하여, 상기 발전기를 구동하는 엔진에 공급되는 연료를 제어하는 제어부를 포함하여, 연료의 소모를 줄일 수 있다.An inverter controlled generator of an electric vehicle is disclosed. The generator of the present invention may include a control unit for determining a load amount according to an output voltage of the inverter and controlling a fuel supplied to an engine driving the generator, thereby reducing fuel consumption.

Description

전기차의 인버터 제어식 발전기{GENERATOR CONTROLLED BY INVERTER IN ELECTRIC VEHICLE}Inverter controlled generator of electric vehicle {GENERATOR CONTROLLED BY INVERTER IN ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 인버터 제어식 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차에서 사용하는 인버터 제어식 발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to an inverter controlled generator, and more particularly, to an inverter controlled generator used in an electric vehicle.

인버터는, 3상교류 상용전원에 연결되어, 교류전원을 직류전원으로 평활화고, 이를 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하, 'PWM'이라 함) 스위칭을 통해 주파수와 전압을 가변하여 원하는 출력을 생성하여 전동기로 공급하는 장치이다.The inverter is connected to a three-phase AC commercial power, smoothing AC power to DC power, and changing the frequency and voltage through pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) switching to obtain a desired output. It is a device that generates and supplies to an electric motor.

교류전력 전원장치로서 사용되는 엔진 발전기에서, 출력주파수를 안정하기 위하여, 위와 같은 인버터를 사용하는 경우가 일반적이다.In an engine generator used as an AC power supply, it is common to use an inverter as described above to stabilize the output frequency.

도 1은 종래의 인버터를 사용한 발전장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a power generator using a conventional inverter.

발전기(100)에서 발생된 3상의 교류전력은 정류부(110)에서 직류전력으로 변환되고, 펼황부(120)를 통해 인버터부(130)에 입력된다. 인버터부(130)는 입력된 직류전력을 상용주파수의 교류전력으로 변환하여 출력한다. 보통, 인버터는, 정류부(110), 평활부(120) 및 인버터부(130)를 말하는 것이다. The three-phase AC power generated by the generator 100 is converted into DC power in the rectifying unit 110 and input to the inverter unit 130 through the unfolding unit 120. The inverter unit 130 converts the input DC power into AC power of a commercial frequency and outputs the AC power. In general, the inverter refers to the rectifying unit 110, the smoothing unit 120, and the inverter unit 130.

위와 같은 시스템에서는, 출력주파수가 엔진의 회전수에 의존하지 않으므로, 엔진 회전수를 제어함으로써, 부하량에 따른 출력전력 제어를 행하는 것이 가능하다.In the above system, since the output frequency does not depend on the engine speed, it is possible to control the output power according to the load amount by controlling the engine speed.

그러나, 위와 같은 시스템에서는, 인버터부(130)에 연결된 부하량과 무관하게 인버터부(130)의 출력이 결정되므로, 연료효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.

[문헌 1] 공개특허공보 제10-2005-0055810호(2005. 06. 14)
[문헌 2] 일본 공개특허공보 특개평05-018285호(1993. 01. 26)
However, in the above system, since the output of the inverter unit 130 is determined regardless of the load amount connected to the inverter unit 130, there is a problem that the fuel efficiency is lowered.

[Patent 1] Publication No. 10-2005-0055810 (2005. 06. 14)
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-018285 (1993. 01. 26)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 최소부하에 대해 최소회전수를 제공하여, 연료소모를 절감하기 위한, 전기차의 인버터 제어장치를 제공하는 것이다.
The technical problem to be solved by the present invention is to provide an inverter control device for an electric vehicle for providing a minimum rotational speed for the minimum load, to reduce fuel consumption.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 인버터 제어식 발전기는, 발전기로부터 출력되는 교류전력을 직류전원으로 변환하고, 이를 다시 소정 주파수의 교류전원으로 변환하여 부하에 제공하는 인버터; 상기 인버터의 출력전압을 검출하는 전압검출부; 및 상기 인버터의 출력전압에 따라 부하량을 결정하여, 상기 발전기를 구동하는 엔진에 공급되는 연료를 제어하는 제어부를 포함한다.In order to solve the above technical problem, the inverter-controlled generator of the present invention, an inverter for converting the AC power output from the generator into a DC power, and converts it back to an AC power of a predetermined frequency to provide a load; A voltage detector detecting an output voltage of the inverter; And a controller configured to determine a load amount according to an output voltage of the inverter and to control fuel supplied to an engine driving the generator.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 엔진에 연료를 공급하는 연료밸브를 구동하는 액추에이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, under the control of the controller, it is preferable to further include an actuator for driving a fuel valve for supplying fuel to the engine.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인버터의 출력전압을 수신하여, 상기 부하의 부하량을 결정하는 부하량 검출부; 검출된 부하량에 따라 상기 엔진의 회전수가 일정하도록 상기 연료밸브의 개방도를 결정하는 개방도 결정하는 개방도 결정부; 및 상기 개방도에 해당하는 상기 연료밸브의 개방을 위해, 상기 액추에이터의 구동정도를 결정하여 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
In one embodiment of the present invention, the control unit, the load amount detection unit for receiving the output voltage of the inverter, determines the load amount of the load; An opening degree determining unit for determining an opening degree for determining an opening degree of the fuel valve such that the engine speed is constant according to the detected load amount; And in order to open the fuel valve corresponding to the opening degree, it is preferable to include an actuator driving unit for driving the actuator by determining the driving degree of the actuator.

상기와 같은 본 발명은, 부하량에 따라 최소회전수를 결정함으로써, 연료를 저감하도록 하는 효과가 있다.
The present invention as described above has the effect of reducing the fuel by determining the minimum rotational speed in accordance with the load amount.

도 1은 종래의 인버터를 사용한 발전장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터 제어식 발전기의 일실시예 구성도이다.
도 3은 도 2의 제어부의 일실시예 상세 구성도이다.1 is a configuration diagram of a power generator using a conventional inverter.
2 is a configuration diagram of an embodiment of an inverter controlled generator according to the present invention.
3 is a detailed block diagram of an embodiment of the control unit of FIG. 2.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but other components may be present in between. It should be understood that. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 인버터 제어식 발전기의 일실시예 구성도로서, 전기차 등의 내부에 장착되는 것이다.Figure 2 is an embodiment configuration of an inverter-controlled generator according to the present invention, it is mounted inside the electric vehicle.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터 제어식 발전기는, 인버터(1), 부하(2), 발전기(3), 엔진(4), 연료밸브(5), 액추에이터(actuator)(6), 제어부(7) 및 전압검출부(8)를 포함한다.As shown in the figure, the inverter-controlled generator of the present invention, the inverter (1), load (2), generator (3), engine (4), fuel valve (5), actuator (actuator) 6, control unit (7) and a voltage detector (8).

본 발명의 발전기(3)는 엔진(4)으로 구동되고, 예를 들어 3상의 교류전력을 발생한다. 발생된 교류전력은 인버터(1)의 정류부(11)가 직류전력으로 변환하고, 평활부(12)에 의해 평활되어, 인버터부(13)에 입력된다. 인버터부(13)는 그 출력측에 접속된 외부부하(2)에 소정 주파수의 교류전력을 공급한다.The generator 3 of the present invention is driven by the engine 4 and generates three-phase AC power, for example. The generated AC power is converted by the rectifier 11 of the inverter 1 into DC power, smoothed by the smoothing unit 12, and input to the inverter unit 13. The inverter section 13 supplies AC power of a predetermined frequency to the external load 2 connected to the output side thereof.

엔진(2)의 연료밸브(5)의 개방도 조절을 위하여 액추에이터(6)가 설치되고, 제어부(7)는 연료밸브(5)의 개방도를 결정하여 액추에이터(6)에 제공한다.An actuator 6 is installed to adjust the opening degree of the fuel valve 5 of the engine 2, and the control unit 7 determines the opening degree of the fuel valve 5 and provides it to the actuator 6.

전압검출부(8)는 인버터부(13)의 출력전압을 검출한다. 인버터(1)에 연결된 부하(2)의 부하량이 늘어나면, 출력전압이 저감하고, 이에 의해 엔진(4)의 회전수가 저감하게 된다. 이를 위해, 전압검출부(8)는 인버터부(13)의 출력전압을 제어부(7)에 제공하게 된다.The voltage detector 8 detects the output voltage of the inverter unit 13. When the load amount of the load 2 connected to the inverter 1 increases, the output voltage decreases, thereby reducing the rotation speed of the engine 4. To this end, the voltage detector 8 provides the output voltage of the inverter unit 13 to the controller 7.

제어부(7)는 전압검출부(8)가 검출하는 전압을 수신하여, 부하량을 결정하고, 해당 부하량에 따라 엔진(4)의 회전수가 일정하도록 연료밸브 개방도를 결정한다.The control unit 7 receives the voltage detected by the voltage detection unit 8, determines the load amount, and determines the fuel valve opening degree so that the rotation speed of the engine 4 is constant according to the load amount.

도 3은 도 2의 제어부의 일실시예 상세 구성도이다.3 is a detailed block diagram of an embodiment of the control unit of FIG. 2.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터 제어식 발전기의 제어부(7)는, 부하량 검출부(71), 개방도 결정부(72) 및 액추에이터 구동부(73)를 포함한다.As shown in the figure, the control unit 7 of the inverter-controlled generator of the present invention includes a load amount detecting unit 71, an opening degree determining unit 72, and an actuator driving unit 73.

부하량 검출부(71)는, 전압검출부(8)로부터 인버터(1)의 출력전압을 수신하여, 인버터(1)에 연결된 부하(2)의 부하량을 검출한다.The load amount detection unit 71 receives the output voltage of the inverter 1 from the voltage detector 8, and detects the load amount of the load 2 connected to the inverter 1.

개방도 결정부(72)는, 검출된 부하량에 따라 엔진(4)의 회전수가 일정해지도록 연료밸브(5)의 개방도를 결정한다. The opening degree determining part 72 determines the opening degree of the fuel valve 5 so that the rotation speed of the engine 4 may become constant according to the detected load amount.

액추에이터 구동부(73)는, 개방도 결정부(72)가 결정한 연료밸브(5)의 개방도에 해당하는 개방을 위해, 액추에이터(6)를 구동한다. 연료밸브(5)의 개방도가 결정되면, 액추에이터(6)의 구동정도가 결정될 수 있을 것이다.The actuator drive unit 73 drives the actuator 6 for opening corresponding to the opening degree of the fuel valve 5 determined by the opening degree determining unit 72. If the opening degree of the fuel valve 5 is determined, the driving degree of the actuator 6 may be determined.

예를 들어, 부하(2)의 부하량이 늘어나는 경우, 인버터(1)의 출력전압이 감소하고, 인버터(1)의 출력전압이 저감하는 것에 의해, 엔진(2)의 회전수가 줄어들게 된다. 따라서, 부하(2)의 부하량이 늘어나는 것을, 전압검출부(2)가 검출하는 출력전압에 의해 검출하는 경우, 제어부(7)는 출력전압의 변화에 따른 부하량의 변화를 검출하여, 이에 따라 연료밸브(5)가 얼만큼 더 개방되어야 하는지를 결정하고, 액추에이터(6)가 연료밸브(5)를 개방하도록 액추에이터(6)를 구동한다.
For example, when the load amount of the load 2 increases, the output voltage of the inverter 1 decreases, and the output voltage of the inverter 1 decreases, so that the rotation speed of the engine 2 decreases. Therefore, when detecting that the load amount of the load 2 is increased by the output voltage detected by the voltage detector 2, the control unit 7 detects the change in the load amount according to the change of the output voltage, and accordingly the fuel valve It is determined how much further 5 should be opened, and the actuator 6 drives the actuator 6 to open the fuel valve 5.

따라서, 본 발명의 인버터 제어식 발전기에 따르면, 부하량에 따라 소모되는 연료의 양을 결정하므로, 부하에 대한 최소회전수만을 결정하여 제어함으로써, 연료소모를 줄일 수 있다.Therefore, according to the inverter-controlled generator of the present invention, since the amount of fuel consumed is determined according to the load amount, fuel consumption can be reduced by determining and controlling only the minimum rotational speed for the load.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

1: 인버터 11: 정류부
12: 평활부 13: 인버터부
2: 부하 3: 발전기
4: 엔진 5: 연료밸브
6: 액추에이터 7: 제어부
8: 전압검출부1: inverter 11: rectifier
12: smooth part 13: inverter part
2: load 3: generator
4: engine 5: fuel valve
6: actuator 7: control unit
8: voltage detector

Claims (3)

발전기로부터 출력되는 교류전력을 직류전원으로 변환하고, 이를 다시 소정 주파수의 교류전원으로 변환하여 부하에 제공하는 인버터;
상기 인버터의 출력전압을 검출하는 전압검출부;
상기 인버터의 출력전압에 따라 부하량을 결정하여, 상기 발전기를 구동하는 엔진에 공급되는 연료를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라, 상기 엔진에 연료를 공급하는 연료밸브를 구동하는 액추에이터를 포함하고, 상기 제어부는,
상기 인버터의 출력전압을 수신하여, 상기 부하의 부하량을 결정하는 부하량 검출부;
검출된 부하량에 따라 상기 엔진의 회전수가 일정하도록 상기 연료밸브의 개방도를 결정하는 개방도 결정부; 및
상기 개방도에 해당하는 상기 연료밸브의 개방을 위해, 상기 액추에이터의 구동정도를 결정하여 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동부를 포함하는 인버터 제어식 발전기.

An inverter converting the AC power output from the generator into a DC power source and converting the AC power into an AC power of a predetermined frequency and providing the load to a load;
A voltage detector detecting an output voltage of the inverter;
A controller configured to control a fuel supplied to an engine driving the generator by determining a load amount according to an output voltage of the inverter; And
In accordance with the control of the control unit, including an actuator for driving a fuel valve for supplying fuel to the engine, the control unit,
A load amount detector configured to receive an output voltage of the inverter and determine a load amount of the load;
An opening degree determining unit configured to determine an opening degree of the fuel valve so that the rotation speed of the engine is constant according to the detected load amount; And
In order to open the fuel valve corresponding to the opening degree, the inverter-controlled generator comprising an actuator driving unit for driving the actuator by determining the driving degree of the actuator.

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