KR101622489B1 - 배터리 전압에 따른 hev 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법 - Google Patents

배터리 전압에 따른 hev 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법 관한 것으로, 운전자가 변속 스위치를 설정하는 변속 스위치 설정단계; 전방 변속모터와 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태를 확인하는 전원 확인단계; 상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 미만이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하는 순차 절환 모드 전환단계; 상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 이상이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 동시에 절환하는 동시 절환 모드 전환단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법 {SHIFT MOTOR DRIVING DEVICE OF HYBRID ELECTRIC VECHICLE ACCORDING TO BATTERY VOLTAGE AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전방 변속모터와 후방 변속모터에 인가되는 전원의 상태에 따라 순차적으로 절환하여 저전압 상태에서도 오작동 없이 변속하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
엔진으로 전기를 충전하는 하이브리드차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)은 소음이 적고, 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 친환경 자동차로써, 자동차 업체들이 개발 및 생산하고 있다.
이러한 HEV 차량에는 감속기가 설치되어 스위치의 절환에 의해 전방 및 후방 변속모터가 동시에 동작한다. 전기적인 특성으로 보면, 일반적인 변속모터 하나를 구동할 경우에 비해서 전방 및 후방 변속모터를 동시에 동작하는 경우가 약 2배의 전류를 필요로 한다.
이에 따라, 변속모터는 배터리의 노후화나 일시적인 이상으로 인해 모터 Driver IC에 저전압이 인가될 경우 변속모터가 동시에 절환이 불가능한 상태가 발생 된다.
이러한 배터리가 저전압인 악조건 상태에서 변속모터가 동시에 절환을 시도하게 되면 순간적으로 제어기의 레귤레이터 소자에 인가되는 전원이 급강하하여 제어기가 재부팅되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하여 HEV 차량의 변속모터에 동작 전압 범위를 넓힐 수 있는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 전방 및 후방 변속모터에 설치된 제어기의 레귤레이터 소자가 전압 급강하로 인하여 재부팅되는 현상을 방지하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 운전자가 변속 스위치를 설정하는 변속 스위치 설정단계와, 전방 변속모터와 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태를 확인하는 전원 확인단계와, 상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 미만이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하는 순차 절환 모드 전환단계 및 상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 이상이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 동시에 절환하는 동시 절환 모드 전환단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법에 있어서, 상기 순차 절환 모드 전환단계는 상기 변속 스위치 설정에 따라 절환 명령을 상기 전방 변속모터에 형성된 전방 제어기에 전송하는 절환 명령단계와, 상기 전방 제어기가 상기 절환 명령을 수신하면 상기 전방 변속모터의 절환을 수행하는 전방 변속모터 절환단계와, 상기 전방 변속모터의 절환이 완료되면 상기 후방 변속모터에 형성된 후방 제어기에 절환 완료 메시지를 전송하는 전방 변속모터 절환 완료단계와, 상기 후방 제어기가 상기 전방 변속모터의 절환 완료 메시지를 수신하면 상기 후방 변속모터의 절환을 수행하는 후방 변속모터 절환단계 및 상기 후방 변속모터의 절환이 완료되면 상기 전방 제어기에 절환 완료 메시지를 전송하는 후방 변속모터 절환 완료단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법에 있어서, 클러스터에 상기 전방 및 후방 변속모터의 절환 완료 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 클러스터는 상기 전방 및 후방 변속모터의 절환 완료 메시지와 상기 전방 및 후방 변속모터의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법에 있어서, 상기 전원 확인단계는 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원의 기준전압을 9V로 설정하여 9V 미만의 전원이 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고, 9V 이상의 전원이 인가되면 기준전압 이상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 운전자가 변속을 설정하는 변속 스위치와, 상기 변속 스위치 설정에 따라 절환을 수행하는 전방 변속모터와 후방 변속모터와, 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태를 확인하고, 상기 전방 및 후방 변속모터에 절환 완료 메시지를 수신하는 전방 제어기와 후방 제어기 및 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태가 기준전압 미만이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하고, 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태가 기준전압 이상이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 동시에 절환하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치에 있어서, 상기 전방 및 후방 제어기는 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원의 기준전압을 9V로 설정하여 9V 미만의 전원이 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고, 9V 이상의 전원이 인가되면 기준전압 이상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치에 있어서, 클러스터를 더 포함하며, 상기 클러스터는 상기 전방 및 후방 변속모터가 절환 완료 시 상기 전방 및 후방 변속모터의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치 및 그 방법에 의하면, 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하여 HEV 차량의 변속모터에 동작 전압 범위를 넓히는 효과가 있다.
또한, 전방 및 후방 변속모터에 설치된 제어기의 레귤레이터 소자가 전압 급강하로 인하여 재부팅되는 현상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 변속모터 구동 장치는 변속 스위치(10), 제어부(20), 전방 변속모터(30), 후방 변속모터(40)를 포함하여 구성된다.
변속 스위치(10)는 운전자가 변속을 위해서 H(High)/N(Neutral)/L(Low)로 설정할 수 있다.
제어부(20)는 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)에 인가되는 전원 상태에 따라서 순차적 절환 모드와 동시 절환 모드로 작동을 제어한다.
전방 변속모터(30)는 전방 제어기(31)를 포함하며, 변속 스위치(10)의 설정에 따라서 절환을 수행한다.
후방 변속모터(40)는 후방 제어기(41)를 포함하며, 변속 스위치(10)의 설정에 따라서 절환을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치를 나타내는 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 변속 스위치(10), 제어부(20), 전방 감속기(100), 후방 감속기(200)로 구성된다.
본 실시예에서는 도 1에서 설명한 내용은 생략하고 변속모터 구동 장치의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
변속 스위치(10)는 운전자의 설정에 따라 제어부(20)와 전방 제어기(31) 및 후방 제어기(41)에 신호를 전송한다.
제어부(20)는 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)를 실시간으로 모니터링하여 인가되는 전원을 확인하고, 각각 CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 신호를 송수신한다. 본 실시예에서 제어부(20)는 HCU(Hybrid Control Unit)로 구성되며 이에 한정하지는 않는다.
제어부(20)는 변속 스위치(10)로부터 신호가 입력되면 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)에 인가되는 전원 상태를 확인한다. 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)에 인가된 전원이 기준전압 미만이면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)를 순차적으로 절환하고, 인가된 전원이 기준전압 이상이면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)를 동시에 절환하도록 제어한다.
여기서 기준전압은 9V로 설정하여 9V 미만의 전원이 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고, 9V 이상의 전원이 인가되면 기준전압 이상으로 판단한다.
전방 감속기(100)는 전방 변속모터(30)와 전방 변속모터(30)에 형성된 전방 제어기(31)를 포함한다.
전방 변속모터(30)는 전방 제어기(31)에서 수신한 절환 명령에 따라 절환을 수행한다.
전방 제어기(31)는 전방 변속모터(30)의 절환이 완료되면 후방 제어기(41)에 절환 완료 메시지를 전송하며, ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(32)과 모터 Driver IC(33)를 포함하여 구성된다.
ADC 모듈(32)은 전방 변속모터(30)에 인가되는 전원을 감지하고, 모터 Driver IC(33)는 절환 명령에 따라 전방 변속모터(30)를 구동시킨다.
후방 감속기(200)는 후방 변속모터(40)와 후방 변속모터(40)에 형성된 후방 제어기(41)를 포함한다.
후방 변속모터(40)는 후방 제어기(41)에서 수신한 절환 명령 또는 전방 변속모터(30) 절환 완료 메시지에 따라 절환을 수행한다.
후방 제어기(41)는 후방 변속모터(40)의 절환이 완료되면 전방 제어기(31)에 절환 완료 메시지를 전송하며, ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(42)과 모터 Driver IC(43)를 포함하여 구성된다.
ADC 모듈(42)은 후방 변속모터(40)에 인가되는 전원을 감지하고, 모터 Driver IC(43)는 절환 명령 또는 전방 변속모터(30) 절환 완료 메시지에 따라 후방 변속모터(40)를 구동시킨다
또한, 클러스터(미도시)를 더 포함하며, 상기 클러스터는 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)가 절환 완료 시 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 운전자가 HEV 차량에 탑승하여 변속 스위치(10)를 설정한다(S10). 운전자는 변속 스위치(10)를 H/N/L 중 하나로 설정한다.
운전자가 변속 스위치(10)를 설정하면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)에 인가되는 전원 상태를 확인한다(S20). 여기서 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)에 인가되는 기준전압을 9V로 설정한다.
전원 확인 단계(S20)에서 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)에 인가된 전원이 기준전압 미만이면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)를 순차적 절환 모드로 전환한다(S30). 상기 전원이 9V 미만의 전압으로 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고 순차적 절환 모드로 동작한다.
순차적 절환 모드로 전환되면 전방 변속모터(30)에 형성된 전방 제어기(31)에 절환 명령을 전송한다(S31). 순차적 절환 모드에서는 전방 변속모터(30)를 먼저 절환하고 후방 변속모터(40)를 절환함으로 전방 제어기(31)에 절환 명령을 전송한다.
전방 제어기(31)가 상기 절환 명령을 수신하면 전방 변속모터(30)의 절환을 수행한다(S32).
전방 변속모터(30)의 절환이 완료되면, 후방 변속모터(40)에 형성된 후방 제어기(41)에 전방 변속모터(30)의 절환 완료 메시지를 전송한다(S33). 전방 변속모터(30) 절환이 완료되어 후방 변속모터(40)의 절환을 수행하기 위해 절환 완료 메시지를 후방 제어기(41)로 전송한다.
후방 제어기(41)가 전방 변속모터(30)의 절환 완료 메시지를 수신하면 후방 변속모터(40)의 절환을 수행한다(S34).
후방 변속모터(40)의 절환이 완료되면, 전방 제어기(31)에 후방 변속모터(40)의 절환 완료 메시지를 전송한다(S35). 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41) 각각이 서로 제어부(20)와 연결되어 실시간으로 변속 상태를 모니터링함으로 후방 변속모터(40)의 절환이 완료되면 전방 제어기(31)에도 후방 변속모터(40)의 절환 완료 메시지를 전송하여 변속 상태를 확인한다.
전원 확인 단계(S20)에서 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)에 인가된 전원이 기준전압 이상이면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)를 동시 절환 모드로 전환한다(S40). 상기 전원이 9V 이상의 전압으로 인가되면 기준전압 이상으로 판단하고 동시 절환 모드로 동작한다.
동시 절환 모드로 전환되면 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)에 절환 명령을 전송한다(S41). 동시 절환 모드에서는 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)를 동시에 절환함으로 전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)에 절환 명령을 전송한다.
전방 제어기(31)와 후방 제어기(41)가 상기 절환 명령을 수신하면 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)의 절환을 수행한다(S42).
또한, 클러스터(미도시)에 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)의 절환 완료 메시지를 전송하며, 상기 클러스터는 전방 변속모터(30)와 후방 변속모터(40)의 절환 완료 메시지와 변속모터의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이한다(S50).
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10: 변속 스위치 20: 제어부
30: 전방 변속모터 31: 전방 제어기
40: 후방 변속모터 41: 후방 제어기
32, 42: ADC 모듈 33, 43: 모터 Driver IC
100: 전방 감속기 200: 후방 감속기

Claims (7)

  1. 운전자가 변속 스위치를 설정하는 변속 스위치 설정단계;
    전방 변속모터와 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태를 확인하는 전원 확인단계;
    상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 미만이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하는 순차 절환 모드 전환단계; 및
    상기 전원 확인단계에서 인가되는 전원이 기준전압 이상이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 동시에 절환하는 동시 절환 모드 전환단계;
    를 포함하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 순차 절환 모드 전환단계는,
    상기 변속 스위치 설정에 따라 절환 명령을 상기 전방 변속모터에 형성된 전방 제어기에 전송하는 절환 명령단계;
    상기 전방 제어기가 상기 절환 명령을 수신하면 상기 전방 변속모터의 절환을 수행하는 전방 변속모터 절환단계;
    상기 전방 변속모터의 절환이 완료되면 상기 후방 변속모터에 형성된 후방 제어기에 절환 완료 메시지를 전송하는 전방 변속모터 절환 완료단계;
    상기 후방 제어기가 상기 전방 변속모터의 절환 완료 메시지를 수신하면 상기 후방 변속모터의 절환을 수행하는 후방 변속모터 절환단계; 및
    상기 후방 변속모터의 절환이 완료되면 상기 전방 제어기에 절환 완료 메시지를 전송하는 후방 변속모터 절환 완료단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    클러스터에 상기 전방 및 후방 변속모터의 절환 완료 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 클러스터는 상기 전방 및 후방 변속모터의 절환 완료 메시지와 상기 전방 및 후방 변속모터의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 확인단계는,
    상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원의 기준전압을 9V로 설정하여 9V 미만의 전원이 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고, 9V 이상의 전원이 인가되면 기준전압 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 방법.
  5. 운전자가 변속을 설정하는 변속 스위치;
    상기 변속 스위치 설정에 따라 절환을 수행하는 전방 변속모터와 후방 변속모터;
    상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태를 확인하고, 상기 전방 및 후방 변속모터에 절환 완료 메시지를 수신하는 전방 제어기와 후방 제어기; 및
    상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태가 기준전압 미만이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 순차적으로 절환하고, 상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원 상태가 기준전압 이상이면 상기 전방 및 후방 변속모터를 동시에 절환하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전방 및 후방 제어기는,
    상기 전방 및 후방 변속모터에 인가되는 전원의 기준전압을 9V로 설정하여 9V 미만의 전원이 인가되면 기준전압 미만으로 판단하고, 9V 이상의 전원이 인가되면 기준전압 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    클러스터를 더 포함하며,
    상기 클러스터는 상기 전방 및 후방 변속모터가 절환 완료 시 상기 전방 및 후방 변속모터의 위치(H/N/L)를 수신하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압에 따른 HEV 차량의 변속모터 구동 장치.
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