KR101855764B1 - 차량용 모터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 모터 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 회전자 인덕턴스를 고려하여 구동모터를 제어할 수 있는 차량용 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 모터 제어 장치는 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출기, 및 상기 운전 데이터를 이용하여 구동모터를 제어하는 차량 제어기를 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 확인하고, 상기 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성하는 가속도 생성부, 상기 요구 가속도를 기반으로 인덕턴스 제어 전류맵 또는 모터 효율 제어 전류맵을 선택하고, 선택한 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인하는 운전점 확인부, 및 상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 모터 제어부를 포함한다.

Description

차량용 모터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MOTOR}
본 발명은 차량용 모터 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 회전자 인덕턴스를 고려하여 구동모터를 제어할 수 있는 차량용 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
지구의 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있는 요즈음 무공해 에너지의 사용은 날로 중요성을 더해가고 있다. 특히, 대도시의 대기오염 문제는 날로 심각해지고 있는데, 자동차의 배기가스는 그 주요원인 중의 하나이다.
이렇게 배기가스에 대한 문제도 해결하고, 연비 향상을 제공하기 위하여 하이브리드 차량, 전기 자동차를 포함하는 친환경 차량이 개발되어 운행되고 있다.
친환경 자동차는 배기가스를 배출하지 않는 미래형 자동차이다. 친환경 자동차는 모터의 동력을 이용하여 주행하는 순수 전기 자동차, 모터 및 엔진의 동력을 조합하여 주행하는 하이브리드 전기 자동차, 연료 전지에서 생성된 전기를 이용한 모터의 동력으로 주행하는 연료전지 자동차 등을 포함한다.
이러한 친환경 자동차는 구동모터 및 컨버터 등을 구동하는 전기 동력원으로 고전압 배터리가 탑재된다.
최근에 구동모터는 영구자석 모터를 사용하지 않고 계자권선 모터를 사용한다.
여기서, 계자권선 모터는 탈희토류가 가능하고, 운전 영역이 넓다는 장점이 있기 때문에 영구자석 모터를 대체할 수 있는 대표적인 모터라 할 수 있다. 계자권선 모터는 고정자와 회전자 각각의 철심에 코일을 감아 전류를 인가하여 토크를 발생시킨다.
이러한 계자권선 모터는 계자 자속을 만들어주기 위한 영구자석을 권선으로 대체한 형태이기 때문에 계자 전류에 따라 전기적인 응답 특성이 달라지게 된다. 특히 구동모터의 손실을 최소로 하는 최대 효율 제어로 운전할 경우 효율 면에서는 유리하지만 회전자 인덕턴스 증가로 인해 동적 응답 성능이 나빠질 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회전자 인덕턴스를 고려하여 구동모터를 제어할 수 있는 차량용 모터 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 가속도를 기반으로 회전자 인덕턴스를 최소로 하여 구동모터를 제어할 수 있는 차량용 모터 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및 상기 운전 데이터를 이용하여 구동모터를 제어하는 차량 제어기를 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 확인하고, 상기 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성하는 가속도 생성부; 상기 요구 가속도를 기반으로 인덕턴스 제어 전류맵 또는 모터 효율 제어 전류맵을 선택하고, 선택한 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인하는 운전점 확인부; 및 상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 모터 제어부를 포함하는 차량용 모터 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 운전점 확인부는 상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인할 수 있다.
또한, 상기 운전점 확인부는 상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 요구 토크 및 요구 속도에 따른 복수의 전류 운전점을 확인하고, 상기 인덕턴스 제어 전류맵에서 상기 복수의 전류 운전점 각각에 따른 회전자 인덕턴스를 추출하며, 추출한 회전자 인덕턴스 중 최소 회전자 인덕턴스에 따른 전류 운전점을 확인할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어부는 상기 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각을 이용하여 구동모터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 인덕턴스 제어 전류맵 및 모터 효율 제어 전류맵 중 적어도 하나의 전류맵을 생성하는 전류맵 생성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류맵 생성부는 유한요소 해석을 통해 기본 전류 운전점에 따른 기본 회전자 인덕턴스를 추출하고, 설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인하며, 상기 기본 회전자 인덕턴스를 이용하여 적어도 하나의 전류 운전점에 따른 회전자 인덕턴스를 생성하고, 상기 적어도 하나의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성할 수 있다.
또한, 상기 운전점 확인부는 상기 요구 가속도가 기준값 미만이면 모터 효율 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량용 모터 제어 장치가 구동모터를 제어하는 방법에 있어서, 운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 확인하는 단계; 상기 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성하는 단계; 상기 요구 가속도가 기준값 이상인지를 판단하는 단계; 상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 전류 운전점을 확인하는 단계; 및 상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 단계를 포함하는 차량용 모터 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회전자 인덕턴스를 고려하여 구동모터를 제어할 수 있으므로 연비를 향상시킬 수 있으며, 운전 만족도를 높일 수 있다.
또한, 가속도를 기반으로 회전자 인덕턴스를 최소로 하여 구동모터를 제어할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 포함하는 친환경 차량을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류맵 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 모터 제어 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 포함하는 친환경 차량을 개략적으로 나타낸 도면이다.
즉, 도 1은 친환경 차량 중 하이브리드 전기 차량을 설명의 편의를 위하여 실시예로 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 모터 제어 방법은 도 1의 하이브리드 전기 차량뿐만 아니라 다른 모든 친환경 차량에도 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 친환경 차량은 엔진(110), 엔진 클러치(120), 구동모터(130), 배터리(140), 변속기(150), 엔진 제어기(Engine Control Unit: 이하 'ECU'로 통칭함, 160), 모터 제어기(Motor Control Unit: 이하 'MCU'로 통칭함, 170), 변속기 제어기(Transmission Control Unit: 이하 'TCU'로 통칭함, 180), 트랙션 제어기(Traction Control System: 이하 'TCS'로 통칭함, 190) 및 친환경 차량 제어기(Hybrid Control Unit: 이하 'HCU'로 통칭함, 200)를 포함한다.
엔진(110)은 ECU(160)의 제어에 의해 추력이 제어되며, ECU(160)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.
엔진 클러치(120)는 엔진(110)과 구동모터(130) 사이에 배치되고, HCU(200)의 제어에 따라 동작되어 엔진(110)과 구동모터(130) 간의 동력 전달을 단속한다. 즉, 엔진 클러치(120)는 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 절환에 따라 엔진(110)과 구동모터(130) 간의 동력을 연결하거나 차단한다.
엔진 클러치(120)가 오픈(Open)되어 있으면, 친환경 차량은 구동모터(130)에 의해서만 구동되므로 구동모터(130)에 의해 구동되고, 엔진 클러치(120)가 락(Lock)되어 있으면 엔진(110)으로만 또는 엔진(110)과 구동모터(130)에 의해 구동될 수 있다.
구동모터(130)는 MCU(170)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시킨다. 구동모터(130)는 타행 주행 또는 회생 제동 시 발전기로 동작되어 전압을 배터리(140)에 공급한다.
배터리(140)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 구동모터(130)에 구동 전압을 제공하기 위한 고전압이 저장된다. 배터리(140)는 EV 모드나, HEV 모드에서 구동모터(130)에 구동 전압을 공급하고, 회생 제동 시 모터에서 발전되는 전압으로 충전된다.
배터리(140)는 상용 전원이 플러그 인 접속되는 경우에 충전장치를 통해 공급되는 전압 및 전류에 의해 충전될 수도 있다.
변속기(150)는 TCU(180)의 제어에 따라 변속비가 조정되며, 운전모드에 따라 엔진 클러치(120)를 통해 합산되어 인가되는 출력토크를 변속비로 분배하여 구동휠에 전달시켜 친환경 차량이 주행될 수 있도록 한다.
ECU(160)는 네트워크를 통해 HCU(200)와 연결되며, HCU(200)와 연동되어 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등 엔진 동작 상태에 따라 엔진(110)의 전반적인 동작을 제어한다. ECU(160)는 엔진(110)의 동작 상태를 HCU(200)에 제공한다.
MCU(170)는 HCU(200)의 제어에 따라 구동모터(130)의 구동 및 토크를 제어하고, 회생 제동 시 구동모터(130)에서 발전되는 전압을 배터리(140)에 저장한다.
TCU(180)는 ECU(160)와 MCU(170)의 각 출력토크에 따라 변속비를 제어하고, 회생 제동량을 결정하는 등 변속기(150)의 전반적인 동작을 제어한다. TCU(180)는 변속기(150)의 동작 상태를 HCU(200)로 제공한다.
TCS(190)는 눈길이나 빙판길 또는 비대칭 노면에서의 출발이나 가속 시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러지지 않도록 친환경 차량의 구동력을 제어하는 안전 시스템이다.
TCU(180)와 TCS(190)는 서로 협조하여 연료 분사량, 점화 시기, 스로틀 밸브 등을 조절하여 엔진(110)의 출력토크를 제어할 수 있으며, 동력 분배를 통하여 구동모터(130)의 출력토크를 동시에 제어할 수 있다.
HCU(200)는 하이브리드 주행 모드 설정, 친환경 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기이다. HCU(200)는 네트워크를 통해 연결된 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 및 분석하며 협조 제어를 실행하여 엔진(110) 및 구동모터(130)의 출력토크를 제어한다.
상기한 기능을 포함하는 본 발명의 따른 친환경 차량에서 통상적인 동작은 종래의 친환경 차량과 동일 내지 유사하게 실행되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타낸 도면이다. 후술하는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 모터 제어 방법의 일부 프로세서는 MCU(170)에 의하여, 다른 일부 프로세서는 ECU(160) 또는 HCU(200)에 의하여 수행되는 것으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 ECU(160), MCU(170), TCU(180), TCS(190) 및 HCU(200)를 차량 제어기로 통칭하여 설명이 가능한바, 설명의 편의상 본 명세서 및 특허청구범위에서는 특별한 언급이 없는 한, 상기 ECU(160), MCU(170), TCU(180), TCS(190) 및 HCU(200)를 차량 제어기로 지칭하기로 한다.
도 2를 참조하면, 모터 제어 장치(100)는 데이터 검출기(210), 차량 제어기(220) 및 저장부(240)를 포함한다.
데이터 검출기(210)는 구동모터(130)를 제어하기 위한 운전 데이터를 검출한다. 즉, 데이터 검출기(210)는 차량의 운행에서 차속, 변속단, 가속페달의 변위, 브레이크 페달의 변위 등을 포함하는 제반적인 운전 데이터를 검출한다. 데이터 검출기(210)는 검출한 운전 데이터를 차량 제어기(220)에 제공한다.
차량 제어기(220)는 운전 데이터를 기반으로 구동모터(130)를 제어한다. 이를 위해, 차량 제어기(220)는 가속도 생성부(231), 전류맵 생성부(233), 운전점 확인부(235) 및 모터 제어부(237)를 포함한다.
가속도 생성부(231)는 요구 토크 및 요구 속도를 확인하고, 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성한다. 다시 말하면, 가속도 생성부(231)는 데이터 검출기(210)에서 검출한 운전 데이터를 기반으로 요구 토크 및 요구 속도를 확인한다. 가속도 생성부(231)는 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성한다.
전류맵 생성부(233)는 구동모터(130)를 제어하기 위한 전류 운전점을 추출하기 위한 인덕턴스 제어 전류맵 및 모터 효율 제어 전류맵 중 적어도 하나를 생성한다. 이때, 인덕턴스 제어 전류맵은 복수의 전류 운전점 각각에 회전자 인덕턴스가 매칭된 맵을 나타내며, 모터 효율 제어 전류맵은 복수의 전류 운전점 각각에 모터 효율이 매칭된 맵을 나타낼 수 있다.
다시 말하면, 전류맵 생성부(233)는 유한요소 해석을 통해 모터 속도 및 전류 운전점에 따른 쇄교자속, 철손 및 기본 전류 운전점에 따른 기본 회전자 인덕턴스를 추출한다. 이와 같은 유한요소 해석법에 관련된 기술은 현재 당업계에 널리 알려지고 있는 공지 기술에 해당하는 바, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
전류맵 생성부(233)는 설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인한다. 전류맵 생성부(233)는 기본 회전자 인덕턴스를 이용하여 적어도 하나의 전류 운전점에 따른 회전자 인덕턴스를 생성하고, 적어도 하나의 전류 운전점 각각에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성한다.
그리고 전류맵 생성부(233)는 설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 모터 손실 데이터를 생성한다. 여기서, 모터 손실 데이터는 철손, 동손 및 기계손의 총합을 나타낼 수 있다. 전류맵 생성부(233)는 모터 손실 데이터를 이용하여 모터 토크 및 모터 속도에 따른 모터 파라미터를 생성한다. 이때, 모터 파라미터는 모터 효율, 전압, 역률 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전류맵 생성부(233)는 적어도 하나의 전류 운전점 각각에 모터 효율을 매칭하여 모터 효율 제어 전류맵을 생성한다.
한편, 여기서는 유한요소 해석을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 자속, 철손 및 회전자 인덕턴스를 추출할 수 있으면 해석법은 무관하다.
운전점 확인부(235)는 요구 가속도를 기반으로 인덕턴스 제어 전류맵 또는 모터 효율 제어 전류맵을 선택한다. 즉, 운전점 확인부(235)는 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 선택하고, 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인한다.
운전점 확인부(235)는 요구 가속도가 기준값 미만이면 모터 효율 제어 전류맵을 선택하고, 모터 효율 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인한다.
모터 제어부(237)는 전류 운전점을 이용하여 구동모터(130)를 제어한다. 즉, 모터 제어부(237)는 운전점 확인부(235)로부터 전류 운전점을 제공받고, 제공받은 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각을 이용하여 구동모터(130)를 제어한다.
이러한 목적을 위하여 차량 제어기(220)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 모터 제어 장치(100)의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
저장부(240)는 모터 제어 장치(100)의 구성 요소에서 필요한 데이터 및 모터 제어 장치(100)에서 생성한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 저장부(240)는 데이터 검출기(210)에서 검출한 운전 데이터를 저장할 수 있으며, 차량 제어기(220)에서 생성한 인덕턴스 제어 전류맵 및 모터 효율 제어 전류맵을 저장할 수 있다. 저장부(240)는 차량 제어기(220)에서 확인한 요구 속도, 요구 토크 및 차량 제어기(220)에서 생성한 요구 가속도를 저장할 수 있고, 인덕턴스 제어 전류맵 또는 모터 제어 전류맵에서 추출한 전류 운전점을 저장할 수 있다.
또한, 저장부(240)는 모터 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 다양한 프로그램을 저장할 수 있다.
저장부(240)는 데이터 검출기(210) 및 차량 제어기(220)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 저장부(240)는 통합 메모리로 이루어지거나, 복수의 메모리들로 세분되어 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 저장부(240)는 롬(Read Only Memory: ROM), 램(Random Access Memory: RAM) 및 플래시 메모리(Flash memory) 등으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 차량용 모터 제어 방법을 설명하기로 한다. 앞서, 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어기(220)의 구성요소들은 통합되거나 세분화될 수 있는 바, 해당 명칭에 구애받지 아니하고, 상술한 기능을 수행하는 차량 제어기(220)들의 구성요소들은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어기(220)의 구성이 될 수 있음을 명확히 한다. 따라서, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 모터 제어 장치(100)에서 모터를 제어하는 방법을 설명함에 있어서, 각 단계의 주체는 해당 구성요소들이 아닌 차량 제어기(220)를 주체로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어기(220)는 차량이 운전 중이면 운전 데이터를 확인한다(S300). 즉, 데이터 검출기(210)는 차속, 가속페달의 변위 등을 포함하는 운전 데이터를 검출하고, 검출한 운전 데이터를 차량 제어기(220)에 제공한다. 차량 제어기(220)는 데이터 검출기(210)로부터 운전 데이터를 제공받아 확인한다.
차량 제어기(220)는 운전 데이터를 기반으로 요구 토크 및 요구 속도를 확인한다(S310). 즉, 차량 제어기(220)는 운전자가 스포츠 모드를 요청하면 운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 생성할 수 있다. 예를 들어, 운전자는 차량 내의 버튼과 같은 입력장치를 통해 스포츠 모드를 요청할 수 있다.
차량 제어기(220)는 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성한다(S320).
차량 제어기(220)는 요구 가속도가 기준값 이상인지를 판단한다(S330). 여기서, 기준값은 요구 가속도를 기반으로 전류맵을 선택하기 위해 기준이 되는 값일 수 있다. 기준값은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
차량 제어기(220)는 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 선택한다(S340).
차량 제어기(220)는 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인한다(S350). 다시 말하면, 차량 제어기(220)는 요구 토크 및 요구 속도에 따른 복수의 전류 운전점을 확인하고, 인덕턴스 제어 전류맵에서 복수의 전류점 각각에 따른 회전자 인덕턴스를 추출하여 인덕턴스 후보군을 생성한다. 차량 제어기(220)는 인덕턴스 후보군에서 최소 회전자 인덕턴스를 확인한다. 차량 제어기(220)는 최소 회전자 인덕턴스에 따른 전류 운전점을 확인한다. 이렇게 최소 회전자 인덕턴스에 따른 전류 운전점을 확인하는 이유는 회전자 인덕턴스를 최소로 하여 구동모터(130)를 제어할 경우에 구속모터의 가속성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.
차량 제어기(220)는 전류 운전점을 이용하여 구동모터(130)를 제어한다(S360). 즉, 차량 제어기(220)는 단계 S350에서 확인한 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각을 이용하여 구동모터(130)를 제어한다.
한편, 차량 제어기(220)는 요구 가속도가 기준값 미만이면 모터 효율 제어 전류맵을 선택한다(S370).
차량 제어기(220)는 모터 효율 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인한다(S380). 구체적으로, 차량 제어기(220)는 요구 토크 및 요구 속도에 따른 복수의 전류 운전점을 확인한다. 차량 제어기(220)는 모터 효율 제어 전류맵에서 복수의 전류 운전점 각각에 따른 모터 효율을 확인한다. 차량 제어기(220)는 복수의 모터 효율 중 최고 모터 효율을 확인하고, 최고 모터 효율에 따른 전류 운전점을 확인한다.
차량 제어기(220)는 단계 S380에서 확인한 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각을 이용하여 구동모터(130)를 제어한다(S390).
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 모터 제어 방법은 인덕턴스 제어 전류맵을 기반으로 회전자 인덕턴스를 최소로 하여 구동모터(130)를 제어할 수 있으므로 구동모터(130)의 가속 성능을 향상시킬 수 있으며, 연비를 향상시킬 수 있고, 운전자의 운전 만족도를 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류맵 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 차량 제어기(220)는 유한요소 해석을 통해 기본 회전자 인덕턴스를 추출한다(S410). 다시 말하면, 차량 제어기(220)는 유한요소 해석을 통해 속도, 전류, 전류 위상각에 따른 자속, 철손 및 기본 회전자 인덕턴스를 추출한다.
차량 제어기(220)는 설정 범위를 확인한다(S420). 즉, 차량 제어기(220)는 모터 토크의 설정 범위를 확인하고, 모터 속도의 설정 범위를 확인할 수 있다.
여기서, 설정 범위는 전류맵을 생성하기 위한 모터 토크의 범위와 모터 토크의 범위를 나타낼 수 있다. 설정 범위는 작업자에 의해 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
예를 들어, 모터 토크의 설정 범위는 10Nm에서 150Nm일 수 있으며, 모터 속도의 설정 범위는 1000rpm에서 6000rpm일 수 있다.
차량 제어기(220)는 설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인한다(S430). 즉, 전류맵의 생성을 시작할 때 차량 제어기(220)는 설정 범위에서 시작 모터 토크 및 시작 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인할 수 있다. 예를 들어, 시작 모터 토크는 10Nm일 수 있으며, 시작 모터 속도는 1000rpm일 수 있다.
차량 제어기(220)는 적어도 하나의 전류 운전점에 따른 회전자 인덕턴스를 생성한다(S440). 다시 말하면, 차량 제어기(220)는 상기 단계 S420에서 확인한 기본 회전자 인덕턴스를 이용하여 적어도 하나의 전류 운전점 각각에 따른 회전자 인덕턴스를 생성한다.
차량 제어기(220)는 모터 토크가 최종 토크 미만인지를 판단한다(S450). 여기서, 최종 토크는 설정 범위에서 마지막 모터 토크를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최종 토크는 150Nm일 수 있다.
차량 제어기(220)는 모터 토크가 최종 토크 미만이면 모터 토크를 설정 단위만큼 증가시킨다(S460). 여기서, 설정 단위는 모터 토크를 증가시키기 위한 토크량을 나타낼 수 있으며, 작업자에 의해 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 예를 들어, 모터 토크의 설정 단위는 10Nm일 수 있다. 그리고 차량 제어기(220)는 모터 토크를 설정 단위만큼 증가시킨 후 단계 S430 이후의 과정을 반복할 수 있다.
한편, 차량 제어기(220)는 모터 토크가 최종 토크에 해당하면 모터 속도가 최종 속도 미만인지를 판단한다(S470). 여기서, 최종 속도는 설정 범위에서 마지막 모터 속도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최종 속도는 6000rpm일 수 있다.
차량 제어기(220)는 모터 속도가 최종 속도 미만이면 모터 속도를 설정 단위만큼 증가시킨다(S480). 이때, 설정 단위는 모터 속도를 증가시키기 위한 모터 속도의 크기를 나타낼 수 있으며, 작업자에 의해 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 모터 속도의 설정 단위는 1000rpm일 수 있다. 그리고 차량 제어기(220)는 모터 속도를 설정 단위만큼 증가시킨 후 단계 S430 이후의 과정을 반복할 수 있다.
차량 제어기(220)는 모터 속도가 최종 속도에 해당하면 복수의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성한다(S490). 즉, 차량 제어기(220)는 단계 S430 내지 단계 S480을 반복하여 확인한 복수의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 차량용 모터 제어 장치
110: 엔진
130: 모터
140: 배터리
150: 변속기
160: ECU
170: MCU
180: TCU
190: TCS
200: HCU
210: 데이터 검출기
220: 차량 제어기
231: 가속도 생성부
233: 전류맵 생성부
235: 운전점 확인부
237: 모터 제어부

Claims (13)

  1. 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및
    상기 운전 데이터를 이용하여 계자권선 구동모터를 제어하는 차량 제어기를 포함하되,
    상기 차량 제어기는
    상기 운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 확인하고, 상기 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성하는 가속도 생성부;
    상기 요구 가속도를 기반으로 전류맵을 선택하기 위해 설정된 기준값에 따른 인덕턴스 제어 전류맵 또는 모터 효율 제어 전류맵을 선택하고, 선택한 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인하는 운전점 확인부; 및
    상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 모터 제어부를 포함하되,
    상기 운전점 확인부는 상기 요구 가속도가 상기 기준값 이상이면 상기 인덕턴스 제어 전류맵을 선택하여 상기 요구 토크 및 요구 속도에 따른 복수의 전류 운전점을 확인하고, 상기 인덕턴스 제어 전류맵에서 상기 복수의 전류 운전점 각각에 따른 회전자 인덕턴스를 추출하며, 추출한 회전자 인덕턴스 중 최소 회전자 인덕턴스에 따른 전류 운전점을 확인하는 차량용 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운전점 확인부는
    상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인하는 차량용 모터 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어부는
    상기 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각을 이용하여 구동모터를 제어하는 차량용 모터 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 인덕턴스 제어 전류맵 및 모터 효율 제어 전류맵 중 적어도 하나의 전류맵을 생성하는 전류맵 생성부를 더 포함하는 차량용 모터 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전류맵 생성부는
    유한요소 해석을 통해 기본 전류 운전점에 따른 기본 회전자 인덕턴스를 추출하고, 설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인하며, 상기 기본 회전자 인덕턴스를 이용하여 적어도 하나의 전류 운전점에 따른 회전자 인덕턴스를 생성하고, 상기 적어도 하나의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성하는 차량용 모터 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 운전점 확인부는
    상기 요구 가속도가 기준값 미만이면 모터 효율 제어 전류맵을 이용하여 요구 토크 및 요구 속도에 따른 전류 운전점을 확인하는 차량용 모터 제어 장치.
  8. 차량용 모터 제어 장치가 계자권선 구동모터를 제어하는 방법에 있어서,
    운전 데이터를 이용하여 요구 토크 및 요구 속도를 확인하는 단계;
    상기 요구 토크 및 요구 속도를 이용하여 요구 가속도를 생성하는 단계;
    상기 요구 가속도가 인덕턴스 제어 전류맵과 모터 효율 제어 전류맵 중 하나를 선택하기 위해 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 상기 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 전류 운전점을 확인하는 단계; 및
    상기 전류 운전점을 이용하여 상기 구동모터를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 전류 운전점을 확인하는 단계는, 상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 요구 토크 및 요구 속도에 따른 복수의 전류 운전점을 확인하는 단계, 상기 인덕턴스 제어 전류맵을 통해 상기 복수의 전류 운전점 각각에 따른 회전자 인덕턴스를 추출하여 인덕턴스 후보군을 생성하는 단계, 상기 인덕턴스 후보군에서 최소 회전자 인덕턴스를 확인하는 단계 및 상기 최소 회전자 인덕턴스에 따른 전류 운전점을 확인하는 단계를 포함하는 차량용 모터 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 단계는
    상기 전류 운전점의 전류 및 전류 위상각 중 적어도 하나를 이용하여 구동모터를 제어하는 단계인 차량용 모터 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 요구 가속도가 기준값 이상이면 인덕턴스 제어 전류맵을 이용하여 전류 운전점을 확인하는 단계 이전에
    적어도 하나의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 차량용 모터 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인덕턴스 제어 전류맵을 생성하는 단계는
    유한요소 해석을 통해 기본 전류 운전점에 따른 기본 회전자 인덕턴스를 추출하는 단계;
    설정 범위 내에서 모터 토크 및 모터 속도에 따른 적어도 하나의 전류 운전점을 확인하는 단계;
    상기 기본 회전자 인덕턴스를 이용하여 상기 적어도 하나의 전류 운전점에 따른 회전자 인덕턴스를 생성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 전류 운전점에 회전자 인덕턴스를 매칭하여 인덕턴스 제어 전류맵을 생성하는 단계;
    를 포함하는 차량용 모터 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 요구 가속도가 기준값 이상인지를 판단하는 단계 이후에,
    상기 요구 가속도가 기준값 미만이면 모터 효율 제어 전류맵을 이용하여 전류 운전점을 추출하는 단계; 및
    상기 전류 운전점을 이용하여 구동모터를 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 차량용 모터 제어 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090386A2 (en) 2008-01-14 2009-07-23 Qed Group Limited Improvements relating to electric motors and vehicles
KR101535036B1 (ko) * 2014-08-25 2015-07-24 현대자동차주식회사 구동모터의 전류지령에 대한 토크 보상장치 및 방법
KR101646467B1 (ko) 2015-06-18 2016-08-05 현대자동차주식회사 친환경자동차의 모터 감자 진단 방법

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3917989A (en) * 1974-01-11 1975-11-04 Aerojet General Co Dual mode control of an induction electric motor
US4392100A (en) * 1980-08-01 1983-07-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Optimum efficiency control system
JPS6348180A (ja) * 1986-04-11 1988-02-29 Nippon Electric Ind Co Ltd 辷り速度を用いた加減速制御装置
JPH01270789A (ja) * 1988-04-20 1989-10-30 Toyota Motor Corp 交流誘導モータの制御装置
US5444351A (en) * 1993-07-06 1995-08-22 Nissan Motor Co., Ltd. System and method for controlling induction motor applicable to electric motor-driven vehicle
DE4404926A1 (de) * 1994-02-16 1995-08-17 Fgw Fahrzeuggetriebewerk Glauc Elektrisches Antriebssystem für ein gleichstrombetriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zum Steuern eines gleichstrombetriebenen Antriebs-Elektromotors
DE4404889A1 (de) * 1994-02-16 1995-08-17 Fgw Fahrzeuggetriebewerk Glauc Elektrisches Antriebssystem für ein gleichstrombetriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zum Steuern eines gleichstrombetriebenen Antriebs-Elektromotors
JPH0951699A (ja) * 1995-08-04 1997-02-18 Denso Corp 多相交流モータの制御装置
US5740880A (en) * 1995-12-07 1998-04-21 Ford Global Technologies, Inc. Speed tracking of induced armature field in electric power assisted steering
DE69621759T2 (de) * 1995-12-27 2003-02-06 Denso Corp Stromversorgungssteuervorrichtung für ein Hybrid-Fahrzeug
US5758014A (en) * 1996-08-05 1998-05-26 Delco Electronics Corp. Electric vehicle traction control system and method
JP3899668B2 (ja) * 1998-04-28 2007-03-28 株式会社デンソー 界磁巻線式同期機の駆動制御装置
US6222335B1 (en) * 2000-01-27 2001-04-24 General Motors Corporation Method of controlling a voltage-fed induction machine
US6327524B1 (en) * 2000-04-28 2001-12-04 Ford Global Technologies, Inc. System for high efficiency motor control
JP2004194361A (ja) * 2002-10-15 2004-07-08 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両及び電動車両のマップデータ採取方法
JP4205972B2 (ja) * 2003-03-07 2009-01-07 ヤマハ発動機株式会社 電動二輪車の駆動装置
EP1711998B1 (en) * 2004-02-05 2007-08-29 Honeywell International, Inc. Motor control and driver for electric boosting application
ITMO20040218A1 (it) * 2004-08-31 2004-11-30 C A R E R Carrellificio Elettronico Metodo per il controllo di un motore sincrono a rotare avvolto.
JP2006238631A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｉｄ／Ｉｑテーブルを使用したモータの制御方法
JP4699923B2 (ja) * 2006-03-13 2011-06-15 株式会社日立産機システム 誘導電動機の駆動装置および方法
JP2008086129A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Hitachi Ltd 交流電動機の制御装置および定数測定装置
JP5547866B2 (ja) * 2007-06-19 2014-07-16 株式会社日立産機システム 誘導電動機駆動装置、電動機駆動システム、及び昇降システム
US7960928B2 (en) * 2008-10-15 2011-06-14 Tesla Motors, Inc. Flux controlled motor management
KR101209965B1 (ko) * 2010-12-30 2012-12-07 엘에스산전 주식회사 전기자동차의 유도 전동기의 토크 제어 시스템 및 그 방법
CN102275528B (zh) * 2011-06-03 2013-04-03 清华大学 一种分布式驱动电动汽车的驱动力矩协调控制系统及方法
FR2976746B1 (fr) * 2011-06-15 2015-08-07 Renault Sa Procede et dispositif de commande d'un groupe motopropulseur electrique a commandes decouplees
KR101220388B1 (ko) * 2011-08-11 2013-01-09 현대자동차주식회사 전기자동차의 이코노미 주행장치 및 그 제어방법
CN102501779B (zh) * 2011-10-31 2013-12-11 长城汽车股份有限公司 一种电动汽车牵引力控制方法
US9174646B2 (en) 2011-11-01 2015-11-03 Nissan Motor Co., Ltd. Motor control device for electric vehicle
CN102941816B (zh) * 2012-11-28 2016-01-20 北京智行鸿远汽车技术有限公司 一种电动车辆的驱动电机转矩控制方法
DE102013204194A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Regelungssystem für eine Synchronmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine
US9266445B2 (en) * 2013-03-14 2016-02-23 Boosted Inc. Dynamic control for light electric vehicles
FR3005220B1 (fr) * 2013-04-24 2017-04-21 Renault Sas Carthographie de courants moteur
JP2015027854A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 アイシン精機株式会社 トルク制御装置
JP6211353B2 (ja) 2013-09-03 2017-10-11 Ntn株式会社 電気自動車の制御装置
KR101542960B1 (ko) 2013-10-07 2015-08-07 현대자동차 주식회사 친환경 자동차의 모터 제어 방법 및 장치
FR3018647B1 (fr) * 2014-03-11 2016-02-26 Renault Sas Procede et systeme de commande d'une machine electrique triphasee de vehicule automobile.
KR20160032894A (ko) 2014-09-17 2016-03-25 이주석 상호 인덕턴스 추정을 이용한 토크 제어장치 및 방법
US9096135B1 (en) * 2014-09-26 2015-08-04 Proterra Inc. Acceleration control for an electric vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090386A2 (en) 2008-01-14 2009-07-23 Qed Group Limited Improvements relating to electric motors and vehicles
KR101535036B1 (ko) * 2014-08-25 2015-07-24 현대자동차주식회사 구동모터의 전류지령에 대한 토크 보상장치 및 방법
KR101646467B1 (ko) 2015-06-18 2016-08-05 현대자동차주식회사 친환경자동차의 모터 감자 진단 방법

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