KR102529054B1 - A system of control a electrical vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 방향 전환시에 조향수단의 각도와 전기자동차의 주행 방향을 비교하여 차량의 운행상태를 확인하고, 회전이 완료되고 전기자동차가 직진 방향으로 정렬되는 속도에 따라 회생제동의 동작 시간을 결정하도록 하는 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 모터 회생제동토크가 발생되는 회생제동중에 크립 토크를 발생시키고 마찰브레이크 보상 제어를 실시함으로써 구동축에서 크립 토크가 발생할 때에도 회동제동중 감속도의 변동을 최소화하여 운전자에게 안정적인 제동감을 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a system for controlling the speed and direction of an electric vehicle, and more particularly, when changing the direction of the electric vehicle, the angle of the steering means and the driving direction of the electric vehicle are compared to check the driving state of the vehicle, and rotation is completed. The present invention relates to a speed and direction control system of an electric vehicle that determines an operation time of regenerative braking according to a speed at which the electric vehicle is aligned in a straight direction.
According to the present invention, creep torque is generated during regenerative braking when motor regenerative braking torque is generated and friction brake compensation control is performed, thereby minimizing fluctuations in deceleration during rotational braking even when creep torque is generated in the driving shaft, thereby providing a stable braking feeling to the driver. There are effects that can be done.

Description

전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템{A SYSTEM OF CONTROL A ELECTRICAL VEHICLE}Speed and direction control system of electric vehicle {A SYSTEM OF CONTROL A ELECTRICAL VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 방향 전환시에 조향수단의 각도와 전기자동차의 주행 방향을 비교하여 차량의 운행상태를 확인하고, 회전이 완료되고 전기자동차가 직진 방향으로 정렬되는 속도에 따라 회생제동의 동작 시간을 결정하도록 하는 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for controlling the speed and direction of an electric vehicle, and more particularly, when changing the direction of the electric vehicle, the angle of the steering means and the driving direction of the electric vehicle are compared to check the driving state of the vehicle, and rotation is completed. The present invention relates to a speed and direction control system of an electric vehicle that determines an operation time of regenerative braking according to a speed at which the electric vehicle is aligned in a straight direction.

세계적인 고유가 및 배기 가스 규제로 전기동력 정책과 연비 향상이 자동차 개발에서 핵심 과제가 되고 있다.Due to global high oil prices and exhaust gas regulations, electric power policy and fuel efficiency improvement have become key tasks in automobile development.

이에 따라 자동차 메이커들은 전기동력 정책에 부응하고, 연비 향상을 위해 연료 절감 및 배기 가스 저감을 위해 전기동력 자동차(EV; Electrical Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV; Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등의 기술 개발에 많은 관심과 노력을 기울이고 있다.Accordingly, car makers respond to electric power policies, and to improve fuel efficiency, reduce fuel consumption and reduce emissions, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid vehicles (PHEVs); We are putting a lot of interest and effort into technology development such as Plug-in Hybrid Electric Vehicle).

전기 동력 자동차는 변속기가 존재하지 않고, 운전자의 요구로만 차량의 주행 방향을 결정한다. 이에 전진(ex D단)하고자 하면 모터 토크의 방향을 (+)로 요구하고, 후진(R단)하고자 한다면 (-) 모터 토크를 요구한다. 즉, 모터 특성으로 인해서 D단 정차에서 (+) 토크를 인가하면 모터는 정방향 회전으로 차는 전진한다. 반대로 R단 정차에서는 (-) 토크를 인가하면 모터는 역방향 회전으로 차는 후진한다. 즉 전기 자동차의 경우 변속기 없고, 주행 모터와 휠(감속기 포함)이 직결되었기 때문에 모터의 회전 방향이 차량의 주행 방향을 결정한다.An electric powered vehicle does not have a transmission and determines the driving direction of the vehicle only at the driver's request. Therefore, if you want to go forward (ex D gear), the motor torque direction is requested as (+), and if you want to go backward (R gear), (-) motor torque is requested. In other words, due to the characteristics of the motor, when positive torque is applied in the D-stage stop, the motor rotates in the forward direction and the car moves forward. Conversely, in the R stop, if negative (-) torque is applied, the motor rotates in the reverse direction and the car moves backward. That is, in the case of an electric vehicle, since there is no transmission and the driving motor and the wheels (including the reducer) are directly connected, the rotational direction of the motor determines the driving direction of the vehicle.

전기자동차량 주행시 운전자가 주행 방향을 전환하면 전기자동차량은 관성에 의해 주행하던 방향으로 계속 주행하려고 하기 때문에, 주행 모터의 전기적인 제동력에 의해 장비를 일단 멈춘 후 주행 방향을 전환하여 주행하도록 되어 있다.When driving an electric vehicle, when the driver changes the driving direction, the electric vehicle tries to continue driving in the direction in which it was traveling due to inertia. .

이러한 작업을 플러깅이라 하는데, 플러깅에 의한 제동은 밧데리의 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 전기자동차량에 제동을 걸어 주도록 되어 있다.This operation is called plugging, and braking by plugging converts electrical energy of a battery into thermal energy to brake an electric vehicle.

플러깅 동작시 주행 모터는 관성력에 의해 회전하여 발전 전기를 발생하게 되는데 이때 발생된 전기를 밧데리로 되돌려 충전하는 것을 회생제동이라 한다.During the plugging operation, the driving motor rotates by inertial force to generate electricity, and regenerative braking refers to returning the generated electricity to the battery for charging.

종래에는 이러한 회생제동을 수행하기 위해 플러깅 동작시 모터의 전기자 전류 및 플러깅 전류센서를 이용하여, 전류가 일정 레벨을 넘으면 별도의 회생회로를 통해 모터의 필드코일을 여자시킴으로써 회생제동을 수행하도록 되어 있다.Conventionally, in order to perform such regenerative braking, regenerative braking is performed by using a motor's armature current and a plugging current sensor during a plugging operation, and exciting a field coil of the motor through a separate regenerative circuit when the current exceeds a certain level. .

이러한 종래의 방법으로 회생제동을 수행하기 위해서 플러깅 전류감지센서와 별도의 회생제동 장치가 구비되어야 하는 데, 상기 회생제동 장치는 회생저항과 회생초퍼를 비롯한 각종 소자로 구성되어 있다.In order to perform regenerative braking in this conventional method, a plugging current sensor and a separate regenerative braking device must be provided. The regenerative braking device is composed of various elements including a regenerative resistor and a regenerative chopper.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 회생제동 장치룰 구성하고 있는 각종 소자가 파괴될 경우 전기자동차량에 제동이 걸리지 않기 때문에 사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.However, when various elements constituting the conventional regenerative braking device as described above are destroyed, there is a problem in that an accident may occur because the electric vehicle is not braked.

KRKR 10-2019-006801410-2019-0068014 AA KRKR 10-2001-009730310-2001-0097303 AA

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 엑셀 페달 미작동 상태의 회생제동 도중에 구동축의 크립 토크와 상응하여 마찰브레이크를 제어함으로써 차량감속도의 변동을 최소화하면서도 바퀴와 지면과의 마찰 상태에 따라 다른 방식의 전력 제어가 가능해지도록 하는 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention controls the friction brake corresponding to the creep torque of the drive shaft during regenerative braking when the accelerator pedal is not operated, thereby minimizing the change in vehicle deceleration and using a different method depending on the friction state between the wheel and the ground It is an object of the present invention to provide a speed and direction control system for an electric vehicle that enables power control.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 전기자동차의 방향 전환시에 바퀴의 각도와 전기자동차의 주행 방향을 비교하여 운행상태를 확인하고, 전기자동차가 직진 방향으로 정렬되는 속도에 따라 회생제동을 변화시키는 제어시스템으로서, 구동수단의 토크 제어와 회생제동수단의 제어, 공조 부하 제어, 디지털 신호의 처리 및 진단을 포함하는 전기자동차의 동작 제어 기능을 수행하는 VCU(Vehicle Control Unit; 102)와; 상기 전기자동차의 동력을 제공하는 배터리의 전력과 충전 상태를 관리하며, 상기 배터리를 구성하는 셀의 상태에 따라 전력을 사용하거나 충전하는 셀을 선택하는 BMS(Battery Management System; 104)와; 상기 전기자동차의 이동방향을 제어하기 위한 스티어링 휠이나 조이스틱으로 구성되며, 바퀴(116)의 방향이 전환되거나 좌우측 바퀴(116)의 회전수가 달라지면서 상기 전기자동차의 이동방향이 변화되도록 제어하는 컨트롤러(106)와; 상기 컨트롤러(106)의 조작에 의해 전력 공급량을 조절함으로써 상기 바퀴(116)의 속도를 변화시키는 모터제어부(108)와; 상기 모터제어부(108)의 제어에 의해 회전하면서 상기 바퀴(116)를 회전시키는 모터(110)와; 상기 바퀴(116)의 회전을 억제하는 브레이크(114)와; 상기 전기자동차의 이동방향을 감지하는 방향센서(118)와; 상기 컨트롤러(106)에 설치되어 상기 컨트롤러(106)가 상기 전기자동차의 정면 방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 회전한 각도를 감지하는 제1각도센서(120)와; 상기 바퀴(116)가 상기 전기자동차의 정면 방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 회전한 각도를 감지하는 제2각도센서(122)와; 상기 바퀴(116)가 좌측 또는 우측으로 회전했다가 다시 정면 방향으로 정렬되는 과정에서 지면과 마찰로 발생하는 마찰력을 감지하는 복원력센서(124);를 포함한다.The present invention, which was made to solve the above problems, compares the angle of the wheels and the driving direction of the electric vehicle when changing the direction of the electric vehicle to check the driving state, and regenerative braking according to the speed at which the electric vehicle is aligned in the straight direction. As a control system that changes, a VCU (Vehicle Control Unit) 102 that performs operation control functions of an electric vehicle including torque control of driving means, control of regenerative braking means, air conditioning load control, digital signal processing and diagnosis, and ; a BMS (Battery Management System; 104) that manages the power and state of charge of a battery that provides power to the electric vehicle, and selects a cell to use or charge power according to the state of the cells constituting the battery; It consists of a steering wheel or a joystick for controlling the moving direction of the electric vehicle, and controls the moving direction of the electric vehicle to change as the direction of the wheel 116 is changed or the number of revolutions of the left and right wheels 116 changes ( 106) and; a motor control unit 108 that changes the speed of the wheel 116 by adjusting the power supply amount by manipulation of the controller 106; a motor 110 for rotating the wheel 116 while rotating under the control of the motor controller 108; a brake 114 for suppressing rotation of the wheel 116; a direction sensor 118 for detecting a moving direction of the electric vehicle; a first angle sensor 120 installed on the controller 106 and detecting an angle at which the controller 106 rotates left or right with respect to the front direction of the electric vehicle; a second angle sensor 122 for detecting an angle at which the wheel 116 rotates left or right with respect to the front direction of the electric vehicle; A restoring force sensor 124 detects frictional force generated by friction with the ground while the wheel 116 rotates to the left or right and then aligns in the front direction again.

상기 VCU(102)는 상기 방향센서(118)에서 전송되는 전기자동차의 요잉 동작의 크기나 방향 정보에 따라 좌측 및 우측의 모터(110)의 동작을 정방향 또는 역방향으로 제어하며, 회생제동력이 큰 경우에는 정방향 구동력을 발생시켜 전기자동차가 회생제동력이 큰 방향으로 돌아가는 것을 방지하고, 회생제동력이 작은 경우에는 회생제동력의 크기를 증대시켜 전기자동차의 요잉을 방지하는 것을 특징으로 한다.The VCU 102 controls the operation of the left and right motors 110 in forward or reverse directions according to the size or direction information of the yaw motion of the electric vehicle transmitted from the direction sensor 118, and when the regenerative braking force is large. is characterized in that forward driving force is generated to prevent the electric vehicle from turning in the direction where the regenerative braking force is large, and when the regenerative braking force is low, the size of the regenerative braking force is increased to prevent the electric vehicle from yaw.

상기 VCU(102)는 전기자동차가 정면 중앙방향으로 이동하도록 상기 컨트롤러(106)가 고정되어 있는 상태에서 차체가 좌측이나 우측으로 이동하고 있음을 상기 방향센서(118)가 감지하면, 상기 바퀴(116)의 회전속도를 변화시키도록 동작하는데, 상기 전기자동차가 좌측으로 회전하는 경우에는 좌측 바퀴(116)의 속도를 증가시키거나 회생제동력을 감소시켜 차체가 우측으로 회전하도록 제어하며, 상기 전기자동차가 우측으로 회전하는 경우에는 우측 바퀴(116)의 속도를 증가시키거나 회생제동력을 감소시켜 차체가 좌측으로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.When the direction sensor 118 detects that the vehicle body is moving left or right in a state where the controller 106 is fixed so that the electric vehicle moves in the front center direction, the VCU 102 moves the wheel 116 ), and when the electric vehicle rotates to the left, the speed of the left wheel 116 is increased or the regenerative braking force is reduced to control the vehicle body to rotate to the right. When turning to the right, the speed of the right wheel 116 is increased or the regenerative braking force is decreased to control the vehicle body to turn to the left.

상기 VCU(102)는 상기 바퀴(116)의 각도와 복원력 측정값을 기초로 회생제동의 크기를 계산하고, 브레이크(114)의 동작을 제어하여 전기자동차가 정지하거나 직진하도록 제어하며, 상기 바퀴(116)의 회전각도와 복원력의 크기에 반비례하도록 상기 브레이크(114)의 강도를 증가시키는데, 회전각도가 크거나 복원속도가 높은 상태에서는 상기 브레이크(114)의 강도를 최소로 낮추고, 상기 바퀴(116)가 가운데 방향으로 정렬되는 상태에서는 상기 브레이크(114)의 강도를 최대로 높이도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The VCU 102 calculates the amount of regenerative braking based on the measured value of the angle and restoring force of the wheel 116, controls the operation of the brake 114 to control the electric vehicle to stop or go straight, and the wheel ( 116), the strength of the brake 114 is increased in inverse proportion to the magnitude of the rotation angle and the restoring force. In a state where the rotation angle is large or the restoration speed is high, the strength of the brake 114 is reduced to a minimum, and the wheel 116 ) is characterized in that the strength of the brake 114 is controlled to be maximized in a state in which it is aligned in the center direction.

본 발명에 따르면 모터 회생제동토크가 발생되는 회생제동중에 크립 토크를 발생시키고 마찰브레이크 보상 제어를 실시함으로써 구동축에서 크립 토크가 발생할 때에도 회동제동중 감속도의 변동을 최소화하여 운전자에게 안정적인 제동감을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, creep torque is generated during regenerative braking when motor regenerative braking torque is generated and friction brake compensation control is performed, thereby minimizing fluctuations in deceleration during rotational braking even when creep torque is generated in the driving shaft, thereby providing a stable braking feeling to the driver. There are effects that can be done.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어시스템의 구성을 나타낸 블럭도.
도 2는 전기자동차의 구동수단의 연결상태를 나타낸 개념도.
도 3은 바퀴 제어를 이용하여 주행방향을 변환하는 상태를 나타낸 개념도.
도 4는 바퀴의 속도 변화에 따라 주행방향을 보정하는 상태를 나타낸 개념도.
도 5는 조향핸들의 상태에 따라 바퀴의 방향전환 상태를 나타낸 개념도.
도 6은 바퀴의 복원속도에 따라 각도를 조절하는 상태를 나타낸 그래프.1 is a block diagram showing the configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a connection state of driving means of an electric vehicle;
3 is a conceptual diagram illustrating a state in which a driving direction is changed using wheel control;
4 is a conceptual diagram illustrating a state in which a driving direction is corrected according to a change in speed of a wheel;
5 is a conceptual diagram showing a state of changing the direction of a wheel according to a state of a steering wheel;
Figure 6 is a graph showing a state of adjusting the angle according to the restoration speed of the wheel.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템"(이하, '제어시스템'이라 함)을 설명한다.Hereinafter, a "speed and direction control system of an electric vehicle" (hereinafter, referred to as a 'control system') according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며, 도 2는 전기자동차의 구동수단의 연결상태를 나타낸 개념도, 도 3은 바퀴 제어를 이용하여 주행방향을 변환하는 상태를 나타낸 개념도, 도 4는 바퀴의 속도 변화에 따라 주행방향을 보정하는 상태를 나타낸 개념도, 도 5는 조향핸들의 상태에 따라 바퀴의 방향전환 상태를 나타낸 개념도, 도 6은 바퀴의 복원속도에 따라 각도를 조절하는 상태를 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing the configuration of a control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a connection state of driving means of an electric vehicle, and FIG. 3 is a state in which a driving direction is changed using wheel control. Figure 4 is a conceptual diagram showing a state in which the driving direction is corrected according to the speed change of the wheel, Figure 5 is a conceptual diagram showing the state of changing the direction of the wheel according to the state of the steering wheel, Figure 6 is a conceptual diagram showing the angle according to the restoring speed of the wheel It is a graph showing the state of controlling.

본 발명의 제어시스템(100)은 배터리에 저장된 전력을 이용하여 모터(110)를 회전시켜 구동시키는 차량에 적용되는 시스템을 의미하며, 차체와 기타 편의수단이 구비된 차량에 설치되는 것이 일반적이다.The control system 100 of the present invention refers to a system applied to a vehicle that rotates and drives a motor 110 using power stored in a battery, and is generally installed in a vehicle equipped with a vehicle body and other convenient means.

VCU(Vehicle Control Unit; 102)는 내연기관 자동차의 ECU와 비슷한 구조로 되어 있으며, 전기자동차의 구동에 필요한 제어 및 운전자가 필요한 정보를 피드백하는 역할을 한다. VCU(102)는 구동 모터의 토크 제어와 회생 제동장치의 제어, 공조 부하 제어, 디지털 신호의 처리 및 진단 등의 기능을 수행한다. 본 발명에서는 BMS(104)와 모터(110), 컨트롤러(106) 등의 구성요소의 동작을 제어하여 전기자동차가 정상적인 동작을 할 수 있도록 한다.A vehicle control unit (VCU) 102 has a structure similar to that of an internal combustion engine vehicle, and serves to control driving of an electric vehicle and to provide feedback necessary for a driver. The VCU 102 performs functions such as torque control of the driving motor, control of the regenerative brake system, air conditioning load control, digital signal processing and diagnosis. In the present invention, the operation of components such as the BMS 104, the motor 110, and the controller 106 are controlled so that the electric vehicle can operate normally.

BMS(Battery Management System; 104)는 전기자동차의 동력을 제공하는 배터리의 전력과 충전 상태 등을 관리하는 시스템으로서, 배터리를 구성하는 셀의 상태에 따라 전력을 사용하거나 충전하는 셀을 선택한다.BMS (Battery Management System; 104) is a system that manages the power and state of charge of a battery that provides power to an electric vehicle, and selects cells to use or charge power according to the state of cells constituting the battery.

컨트롤러(106)는 전기자동차의 이동방향을 제어하기 위한 수단으로서 스티어링 휠이나 조이스틱 등으로 구성된다. 컨트롤러(106)의 제어 동작에 의해 바퀴(116)의 방향이 전환되거나 좌우측 바퀴의 회전수가 달라지면서 전기자동차의 이동방향이 변화될 수 있다.The controller 106 is a means for controlling the moving direction of the electric vehicle and is composed of a steering wheel or a joystick. As the direction of the wheel 116 is changed by the control operation of the controller 106 or the number of revolutions of the left and right wheels is changed, the moving direction of the electric vehicle may be changed.

모터(110)는 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 회전하면서 전기자동차의 이동속도를 조절한다. 모터(110)는 컨트롤러(106)의 조작에 의해 모터제어부(108)가 전력 공급량을 조절함으로써 속도가 변화되며, 경우에 따라서는 회전방향이 전환되면서 전진 또는 후진 동작을 구현할 수 있다.The motor 110 controls the moving speed of the electric vehicle while rotating by power supplied from the battery. The speed of the motor 110 is changed by the control of the motor controller 108 by the operation of the controller 106 and the amount of power supplied, and in some cases, the rotation direction may be changed to implement a forward or backward motion.

기어(112)와 브레이크(114), 바퀴(116)는 일반적인 내연기관 자동차에서와 동일하게 전기자동차의 속도 변화와 제동을 위한 동작을 수행하며, 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.The gear 112, the brake 114, and the wheel 116 perform operations for changing the speed and braking of the electric vehicle in the same manner as in a general internal combustion engine vehicle, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서는 전기자동차의 이동방향을 감지하기 위한 방향센서(118)가 더 구비될 수 있다. 방향센서(118)는 전기자동차의 이동방향을 지자기센서나 나침판, 자이로스코프 등의 수단을 이용하여 감지하여 VCU(102)에 전달한다. 방향센서(118)가 감지한 전기자동차의 이동방향에 대한 정보는 컨트롤러(106)의 제어방향과 비교하여 전기자동차가 좌우방향으로 흔들리는 요잉현상이 발생하는지를 판단하는데 사용된다. 또한, 전기자동차의 이동방향 변화가 운전자의 의도에 따른 것인지, 운전자가 조작하지 않았음에도 불구하고 외부 환경에 의해 방향이 바뀐 것인지를 판단하는 용도로 사용된다.In the present invention, a direction sensor 118 for detecting a moving direction of the electric vehicle may be further provided. The direction sensor 118 detects the moving direction of the electric vehicle using means such as a geomagnetic sensor, a compass, or a gyroscope, and transmits it to the VCU 102. Information on the moving direction of the electric vehicle detected by the direction sensor 118 is compared with the control direction of the controller 106 and used to determine whether a yawing phenomenon in which the electric vehicle shakes in left and right directions occurs. In addition, it is used to determine whether the change in the direction of movement of the electric vehicle is due to the driver's intention or whether the direction has changed due to the external environment despite the driver's non-operation.

컨트롤러(106)에는 제1각도센서(120)가 구비되는데, 제1각도센서(120)는 스티어링 휠이나 조이스틱 등으로 구성되는 컨트롤러(106)의 현재 회전 각도를 감지한다. 즉, 컨트롤러(106)가 전기자동차의 정면 방향에 대하여 좌우측으로 회전한 각도를 감지한다. 제1각도센서(120)가 감지한 컨트롤러(106)의 회전 각도와 전기자동차의 이동방향을 비교하여 컨트롤러(106)의 제어와 동일한 방향으로 자동차가 이동하고 있는지를 확인할 수 있다. 컨트롤러(106)의 조작 각도를 확인함으로써 운전자가 의도한 전기자동차의 방향을 확인할 수 있고, 이를 기초로 운전자의 의도대로 전기자동차가 방향을 전환하는 것인지를 판단할 수 있다.The controller 106 is provided with a first angle sensor 120, the first angle sensor 120 detects the current rotation angle of the controller 106 composed of a steering wheel or a joystick. That is, the controller 106 detects an angle rotated left and right with respect to the front direction of the electric vehicle. By comparing the rotation angle of the controller 106 detected by the first angle sensor 120 with the moving direction of the electric vehicle, it is possible to determine whether the vehicle is moving in the same direction as the control of the controller 106 . By checking the operating angle of the controller 106, it is possible to check the direction of the electric vehicle intended by the driver, and based on this, it is possible to determine whether the electric vehicle is changing the direction as intended by the driver.

또한 바퀴(116)에는 제2각도센서(122)가 구비되는데, 제2각도센서(122)는 바퀴(116)의 현재 회전 각도를 감지한다. 즉, 바퀴(116)가 정면 방향에 대하여 좌우측으로 회전한 각도를 감지한다. 바퀴(116)의 회전 각도 역시 컨트롤러(106)의 제어와 전기자동차의 이동방향이 일치하는지, 바퀴(116)와 지면의 마찰에 따른 복원 상태 등을 확인하기 위한 정보로 활용된다.In addition, the wheel 116 is provided with a second angle sensor 122, the second angle sensor 122 detects the current rotation angle of the wheel (116). That is, the rotation angle of the wheel 116 left and right with respect to the front direction is sensed. The rotation angle of the wheel 116 is also used as information to check whether the control of the controller 106 and the moving direction of the electric vehicle coincide, and a restoration state due to friction between the wheel 116 and the ground.

그리고 바퀴(116)에는 복원력센서(124)가 더 구비되는데, 복원력센서(124)는 바퀴(116)가 좌우측으로 회전했다가 다시 정면 방향으로 정렬되는 과정에서 지면과 마찰로 발생하는 마찰력을 감지한다. 즉, 바퀴(116)가 정면으로 정렬되기 위해 회전하는 복원력에 영향을 미치는 요소가 지면에 존재하는지를 확인한다.In addition, the wheel 116 is further provided with a restoring force sensor 124. The restoring force sensor 124 detects frictional force generated by friction with the ground while the wheel 116 rotates left and right and then aligns in the front direction again. . That is, it is confirmed whether there are elements on the ground that affect the restoring force that rotates to align the wheels 116 to the front.

정렬상태가 양호한 바퀴(116)가 정면방향을 향하고 있을 때에는 좌우측으로 회전하려는 힘이 발생하지 않으며, 좌우측으로 회전한 상태에서 전진하면 바퀴(116)가 가운데로 복원하려는 힘을 받게 된다. 그리고 바퀴(116)의 중앙 복원력은 전기자동차의 속도에 비례하므로, 속도가 빠를수록 가운데로 더 빨리 복귀한다. 이와 같은 바퀴(116)의 복원력은 내연기관 자동차뿐만 아니라 전기자동차에서도 각각의 차량 제조시에 특성이 정해진다. 그러나 바퀴(116)의 정렬이 불량한 상태이거나, 차체가 좌우측으로 움직이는 요잉 현상이 발생하는 상태에서는 바퀴(116)의 중앙 복원력이 변화되는데, 일반적으로는 중앙으로의 복원력이 약해질 것이다. 복원력센서(124)는 바퀴(116)가 중앙으로 복원하기 위해 조향축에 가해지는 힘이나 회전력을 측정하며, 경우에 따라서는 바퀴(116)가 중앙으로 복원하는 시간을 측정하고, 그 당시의 차체의 속도와 함께 정보를 저장한다.When the well-aligned wheel 116 faces the front direction, no force is generated to rotate it to the left or right, and when it moves forward while rotating to the left or right, the wheel 116 receives a force to restore it to the center. And since the center restoring force of the wheel 116 is proportional to the speed of the electric vehicle, it returns to the center more quickly as the speed increases. The restoring force of the wheel 116 is determined during manufacture of each vehicle in an electric vehicle as well as an internal combustion engine vehicle. However, in a state in which the alignment of the wheels 116 is poor or in a state in which a yawing phenomenon occurs in which the vehicle body moves left and right, the center restoring force of the wheel 116 changes, but in general, the restoring force toward the center will be weakened. The restoring force sensor 124 measures the force or rotational force applied to the steering shaft to restore the wheel 116 to the center, and in some cases measures the time for the wheel 116 to return to the center, and the vehicle body at that time stores the information along with the speed of

전기자동차에 회생제동이 실행되는 동안에는 바퀴(116)의 회전력이 감소하는 만큼 전력이 생산된다. 그리고 회생제동에 의해 바퀴(116)의 속도가 줄어들면서 바퀴(116)가 정렬되는 방향으로 돌아가는 복원력도 줄어들고, 제동력을 감소시켜도 지면과의 마찰력으로 인해 동일한 속도로 전기자동차가 정지할 수 있다.While regenerative braking is performed on the electric vehicle, power is produced as much as the rotational force of the wheels 116 decreases. In addition, as the speed of the wheel 116 is reduced by regenerative braking, the restoring force returning in the direction in which the wheel 116 is aligned is also reduced, and even if the braking force is reduced, the electric vehicle can be stopped at the same speed due to the frictional force with the ground.

VCU(102)는 일반적인 도로 지면에 정차한 전기자동차에서 컨트롤러(106)를 좌우로 회전했을 때, 바퀴(116)의 조향축에 가해지는 압력이나 저항, 마찰력에 대한 정보를 저장한다. 그리고 실제 운행중인 전기자동차에서 운전자가 컨트롤러(106)를 좌우로 조작했을 때 측정되는 조향축의 압력이나 저항, 마찰력에 대한 정보를 복원력센서(124)로부터 전달받아 두 개의 정보를 비교한다. 이를 통해 VCU(102)는 바퀴(116)의 실제 복원력이 증감했는지를 확인할 수 있다.The VCU 102 stores information about pressure, resistance, and friction applied to the steering shaft of the wheel 116 when the controller 106 is rotated left and right in an electric vehicle stopped on a general road surface. In addition, information on the pressure, resistance, and frictional force of the steering shaft measured when the driver operates the controller 106 left and right in the electric vehicle in actual operation is received from the restoring force sensor 124 and the two pieces of information are compared. Through this, the VCU 102 can determine whether the actual restoring force of the wheel 116 has increased or decreased.

일반적으로 1인승 전기자동차에는 별도의 브레이크 장치는 없으며, 모터(110)에서 발생되는 회생제동력에 의해서만 제동이 된다. 그리고 좌우 모터(110)에서 각각 회생제동력을 발생시키는데, 이를 위해 정밀한 속도 제어가 필요하다.In general, a single-seat electric vehicle does not have a separate brake device, and is braked only by regenerative braking force generated by the motor 110. In addition, regenerative braking force is generated in the left and right motors 110, respectively. To this end, precise speed control is required.

전기자동차의 회생제동력을 변화시켜 방향이 변화되는 동안에 센서가 전기자동차의 방향 변화를 계속 감지하는데, 그 결과 전기자동차가 정상적인 방향으로 방향 전환이 이루어진다면, 그에 맞게 회생제동의 실행을 중단하거나 제동력을 감소시켜 과도한 방향 전환이 일어나지 않도록 한다.While the direction is changed by changing the regenerative braking force of the electric vehicle, the sensor continuously detects the change in the direction of the electric vehicle. Reduced to avoid excessive change of direction.

이를 위해 본 발명에서는 전기자동차의 자세 측정과 제어를 위한 정보를 생성하는 방향센서(118)를 이용하여 차량의 거동을 측정한다. 전기자동차의 회생제동 도중에 방향센서(118)에서 전송되는 요잉 동작의 크기나 방향 정보에 따라 좌우 모터(110)의 동작을 제어(정방향 또는 역방향)하는 것이 본 발명의 핵심 특징이다. 회생제동력이 큰 경우에는 정방향 구동력을 발생시켜 전기자동차가 회생제동력이 큰 방향으로 돌아가는 것을 방지하고, 회생제동력이 작은 경우에는 회생제동력 자체를 증대시켜 차량의 요잉을 막아준다. 즉, 전기자동차의 차체가 우측으로 회전하는 요잉이 발생하는 경우, VCU(102)는 우측 바퀴(116) 또는 트랙의 회생제동력을 감소시켜 차체가 좌측으로 회전하도록 제어한다.To this end, in the present invention, the behavior of the vehicle is measured using the direction sensor 118 that generates information for measuring and controlling the attitude of the electric vehicle. It is a key feature of the present invention to control (forward or reverse direction) the operation of the left and right motors 110 according to the size or direction information of the yaw motion transmitted from the direction sensor 118 during regenerative braking of the electric vehicle. When the regenerative braking force is large, forward driving force is generated to prevent the electric vehicle from turning in the direction where the regenerative braking force is high, and when the regenerative braking force is low, the regenerative braking force itself is increased to prevent the vehicle from yaw. That is, when the vehicle body of the electric vehicle yaws to turn to the right, the VCU 102 controls the vehicle body to rotate to the left by reducing the regenerative braking force of the right wheel 116 or the track.

모터(110)를 사용하는 전기자동차에서 브레이크(114)의 동작 없이 회생제동력으로 모터(110)와 바퀴(116)의 회전속도 또는 회전방향을 변화시킴으로써 전기자동차의 속도나 방향을 변화시키는 기술은 개시되어 있다. 이러한 기술에서는 전기자동차의 좌우 방향이 변화되는 시점에서 속도나 전력의 크기 등을 측정하여 제어한다는 점에서 유사한 기술이 적용된다.In an electric vehicle using a motor 110, a technology for changing the speed or direction of an electric vehicle by changing the rotational speed or direction of the motor 110 and wheels 116 with regenerative braking force without operating the brake 114 has been disclosed. has been In this technology, a similar technology is applied in that the speed or the magnitude of power is measured and controlled at the time when the left and right directions of the electric vehicle are changed.

본 발명에 포함된 방향센서(118)는 전기자동차의 진행방향의 변화를 감지하는 나침반이나 자이로스코프 등의 센서를 이용하여 직진, 좌회전, 우회전, 후진 등의 방향 요소를 감지하고, 감지된 방향으로 전기자동차가 움직이는 것이 운전자의 의도인지를 확인한다. 방향센서(118)가 감지한 방향과 컨트롤러(106)의 현재 위치를 비교하여 일치하는지를 확인하는 방법으로 운전자의 의도를 간접적으로 확인할 수 있다.The direction sensor 118 included in the present invention detects direction elements such as going straight, turning left, turning right, and going backward using a sensor such as a compass or gyroscope that detects a change in the driving direction of the electric vehicle, and moves in the sensed direction. It confirms whether the driving of the electric vehicle is the driver's intention. The driver's intention can be indirectly confirmed by comparing the direction sensed by the direction sensor 118 with the current position of the controller 106 to determine whether they match.

또한, 회생제동력을 변화시켜 전기자동차의 방향이 변화되는 동안에 방향센서(118)가 전기자동차의 방향 변화를 계속 감지한다. 만약 전기자동차가 정상적인 방향으로 방향 전환이 이루어진다면, 그에 맞게 회생제동의 실행을 중단하거나 제동력을 감소시켜 과도한 방향 전환이 일어나지 않도록 한다. 이 경우, 직진 방향으로 전기자동차의 방향이 완전히 전환되기 직전에 방향 전환 속도에 비례해서 회생제동력을 서서히 감소시키도록 제어한다.In addition, while the direction of the electric vehicle is changed by changing the regenerative braking force, the direction sensor 118 continuously detects the change in direction of the electric vehicle. If the electric vehicle changes direction in a normal direction, regenerative braking is stopped accordingly or braking force is reduced to prevent excessive direction change. In this case, the regenerative braking force is controlled to gradually decrease in proportion to the direction change speed just before the direction of the electric vehicle is completely changed to the straight direction.

그 결과 좌측 또는 우측에서 가운데로 방향 전환이 되는 과정에서 전기자동차의 몸체가 가운데를 지나서 반대로 회전이 되지 않도록 제어한다.As a result, in the process of changing the direction from the left or right to the center, the body of the electric vehicle passes through the center and is controlled so that it does not rotate in the opposite direction.

또한 회생제동력을 좌측 또는 우측 바퀴(116)에 전달할 때, 각각의 바퀴(116)에 가해지는 지면과의 마찰력을 감지한다. 마찰력에 의해 회생제동력의 일부를 감소시킬 수 있을 것인데, 바퀴(116)가 좌측이나 우측으로 회전하기 때문에 생기는 마찰력을 감지할 수 있다. 이는 조향이 가능한 바퀴(116)와 나머지 바퀴(116)의 축에 가해지는 회전력의 차이에서 구할 수 있다. 지면과의 마찰력이 가해지면서 복원력이 감소한 바퀴(116)에 복원력 감소량 만큼의 제동력을 감소시킴으로써 회생제동의 크기를 줄일 수 있다.In addition, when the regenerative braking force is transmitted to the left or right wheel 116, the frictional force with the ground applied to each wheel 116 is sensed. Part of the regenerative braking force may be reduced by the frictional force, and the frictional force generated when the wheel 116 rotates to the left or right can be sensed. This can be obtained from the difference in rotational force applied to the shaft of the steerable wheel 116 and the remaining wheels 116. The size of regenerative braking can be reduced by reducing the braking force by an amount corresponding to the reduction in the restoring force to the wheel 116 whose restoring force is reduced as the frictional force with the ground is applied.

또한 VCU(102)의 저속구간의 제어 알고리즘을 최적화하여 설계함으로써 0~5km/h의 초저속 구간에서 좌측 및 우측 모터(110)의 최적의 rpm 또는 토크 제어를 통해 부드럽게 방향을 전환하도록 제어할 수 있다.In addition, by optimizing and designing the control algorithm of the low-speed section of the VCU (102), the direction can be controlled to change smoothly through optimal rpm or torque control of the left and right motors 110 in the ultra-low-speed section of 0 to 5 km/h. there is.

또한 0~10km/h의 저속 구간에서 브레이크(114)의 동작 없이 회생제동으로만 제동 조건의 알고리즘을 실행할 수 있다. 급정거나 급회전 등의 긴급 상황에서는 컨트롤러(106)를 역방향으로 제어함으로써 회생제동에 의한 긴급 상황 대처가 가능해진다.In addition, in the low speed range of 0 to 10 km/h, the algorithm of the braking condition may be executed only by regenerative braking without operating the brake 114 . In an emergency situation such as a sudden stop or a sudden turn, the control of the controller 106 in the reverse direction makes it possible to cope with an emergency situation by regenerative braking.

도 2와 3에 도시된 바와 같이, 바퀴(116)는 컨트롤러(106)의 조향각도에 따라 좌측 또는 우측으로 회전하게 되고, 기어(112)는 모터(110)에서 전달되는 회전력을 바퀴(116)에 제공하면서 전기자동차의 구동이 이루어진다. 그리고 방향센서(118)는 바퀴(116)의 회전 각도와 동일한 방향으로 차체가 이동 또는 회전하는지를 감지한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the wheel 116 rotates left or right according to the steering angle of the controller 106, and the gear 112 transfers the rotational force transmitted from the motor 110 to the wheel 116. While providing, the driving of the electric vehicle is made. The direction sensor 118 detects whether the vehicle body moves or rotates in the same direction as the rotation angle of the wheel 116 .

또한 도 4와 5에 도시된 바와 같이, 차체가 정면 중앙방향으로 이동하도록 컨트롤러(106)가 고정되어 있는 상태에서 차체가 좌측이나 우측으로 이동하고 있음을 방향센서(118)가 감지하면, VCU(102)는 차체의 요잉 현상을 제거하기 위해 바퀴(116)의 회전속도를 변화시킨다. 도 4에서와 같이 차체가 좌측으로 회전하는 경우에는 좌측 바퀴(116)의 속도를 증가시키거나 회생제동력을 감소시켜 차체가 우측으로 회전하도록 제어한다. 경우에 따라서는 우측 바퀴(116)의 속도를 감소시키거나 회생제동력을 증가시키는 방법으로 동일한 제어를 할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, when the direction sensor 118 detects that the vehicle body is moving to the left or right in a state where the controller 106 is fixed so that the vehicle body moves in the front center direction, the VCU ( 102) changes the rotation speed of the wheel 116 to eliminate the yawing phenomenon of the vehicle body. As shown in FIG. 4 , when the vehicle body rotates to the left, the speed of the left wheel 116 is increased or the regenerative braking force is decreased to control the vehicle body to rotate to the right. In some cases, the same control may be performed by reducing the speed of the right wheel 116 or increasing the regenerative braking force.

차체가 우측으로 회전하는 경우에는 이와 반대로 제어를 함으로써 차체가 정면 중앙방향으로 이동하도록 조절할 수 있다.In the case where the vehicle body rotates to the right, the vehicle body can be controlled to move in the front center direction by controlling the opposite direction.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 바퀴(116)가 좌측 또는 우측으로 회전한 상태에서는 가운데 방향으로 복원되도록 하는 복원력이 발생하는데, 바퀴(116)의 회전 각도가 클수록 복원력과 복원속도가 커지게 된다. 즉, 바퀴(116)가 최대 각도로 회전했다가 가운데 방향으로 복원되는 시점의 복원속도가 가장 크며, 가운데 정렬방향으로 회전하면서 복원속도가 이에 비례하여 작아진다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, in a state in which the wheel 116 is rotated to the left or right, a restoring force to be restored in the center direction is generated. As the rotation angle of the wheel 116 increases, the restoring force and restoration speed increase. do. That is, the restoration speed is the highest when the wheel 116 is rotated at the maximum angle and restored to the center direction, and the restoration speed decreases in proportion to the rotation in the center alignment direction.

본 발명의 VCU(102)는 바퀴(116)의 각도와 복원력 측정값을 기초로 회생제동의 크기를 계산하고, 브레이크(114)의 동작을 제어함으로써 실질적으로 브레이크(114)의 동작없이도 전기자동차가 요잉이나 롤링없이 부드럽게 정지하거나 직진할 수 있도록 한다.The VCU 102 of the present invention calculates the magnitude of regenerative braking based on the angle of the wheel 116 and the measured value of the restoring force, and controls the operation of the brake 114, so that the electric vehicle can operate without substantially operating the brake 114. Allows you to stop or go straight without yawing or rolling.

VCU(102)는 바퀴(116)의 회전각도와 복원력의 크기에 반비례하도록 브레이크(114)의 강도를 증가시킨다. 즉 회전각도가 크거나 복원속도가 높은 상태에서는 브레이크(114)의 강도를 최소로 낮추고, 바퀴(116)가 가운데 방향으로 정렬되는 상태에서는 브레이크(114)의 강도를 최대로 높인다. 브레이크(114)의 강도가 낮다고 하더라도 회생제동에 의한 제동력이 충분히 크기 때문에 전기자동차는 운전자의 의도에 맞게 정지하거나 감속할 수 있다. 또한 회생제동에 의해 발생하는 전력 생산량이 과도하게 커지지 않으므로, 배터리의 열화나 파손을 막을 수 있고, BMS(104)의 제어에 무리가 생기지 않게 된다.The VCU 102 increases the strength of the brake 114 in inverse proportion to the rotation angle of the wheel 116 and the magnitude of the restoring force. That is, in a state where the rotation angle is large or the restoration speed is high, the intensity of the brake 114 is reduced to a minimum, and in a state where the wheels 116 are aligned in the center direction, the intensity of the brake 114 is maximized. Even if the strength of the brake 114 is low, the electric vehicle can stop or decelerate according to the driver's intention because the braking force by regenerative braking is sufficiently large. In addition, since the amount of power generated by regenerative braking is not excessively increased, deterioration or damage of the battery can be prevented, and the control of the BMS 104 does not become unreasonable.

또한 회생제동에 의해 전력을 생산하는 시간을 변화시킬 수 있다. 즉, 회생제동에 의한 속도 제어와, 브레이크(114)의 동작에 의한 속도 제어의 시간 비율을 변화시킴으로써 전기자동차가 운전자의 의도대로 정렬된 상태에서 직진하거나 회전할 수 있도록 제어할 수 있다. 바람직하게는 복원속도가 클수록 회생제동 시간을 증가시키고, 복원속도가 낮을수록 회생제동 시간을 감소시키는 방식이 적용될 수 있다.In addition, it is possible to change the time to generate power by regenerative braking. That is, by changing the time ratio between the speed control by regenerative braking and the speed control by the operation of the brake 114, the electric vehicle can be controlled to go straight or turn in an aligned state as the driver intends. Preferably, a method of increasing the regenerative braking time as the restoration speed increases and decreasing the regenerative braking time as the restoration speed decreases may be applied.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the technical configuration of the present invention described above is another specific form without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs. It will be understood that it can be implemented as. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 제어시스템 102 : VCU
104 : BMS 106 : 컨트롤러
108 : 모터제어부 110 : 모터
112 : 기어 114 : 브레이크
116 : 바퀴 118 : 방향센서
120 : 제1각도센서 122 : 제2각도센서
124 : 복원력센서100: control system 102: VCU
104: BMS 106: controller
108: motor control unit 110: motor
112: gear 114: brake
116: wheel 118: direction sensor
120: first angle sensor 122: second angle sensor
124: restoring force sensor

Claims (4)

전기자동차의 방향 전환시에 바퀴의 각도와 전기자동차의 주행 방향을 비교하여 운행상태를 확인하고, 전기자동차가 직진 방향으로 정렬되는 속도에 따라 회생제동을 변화시키는 제어시스템으로서,
구동수단의 토크 제어와 회생제동수단의 제어, 공조 부하 제어, 디지털 신호의 처리 및 진단을 포함하는 전기자동차의 동작 제어 기능을 수행하는 VCU(Vehicle Control Unit; 102)와;
상기 전기자동차의 동력을 제공하는 배터리의 전력과 충전 상태를 관리하며, 상기 배터리를 구성하는 셀의 상태에 따라 전력을 사용하거나 충전하는 셀을 선택하는 BMS(Battery Management System; 104)와;
상기 전기자동차의 이동방향을 제어하기 위한 스티어링 휠이나 조이스틱으로 구성되며, 바퀴(116)의 방향이 전환되거나 좌우측 바퀴(116)의 회전수가 달라지면서 상기 전기자동차의 이동방향이 변화되도록 제어하는 컨트롤러(106)와;
상기 컨트롤러(106)의 조작에 의해 전력 공급량을 조절함으로써 상기 바퀴(116)의 속도를 변화시키는 모터제어부(108)와;
상기 모터제어부(108)의 제어에 의해 회전하면서 상기 바퀴(116)를 회전시키는 모터(110)와;
상기 바퀴(116)의 회전을 억제하는 브레이크(114)와;
상기 전기자동차의 이동방향을 감지하는 방향센서(118)와;
상기 컨트롤러(106)에 설치되어 상기 컨트롤러(106)가 상기 전기자동차의 정면 방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 회전한 각도를 감지하는 제1각도센서(120)와;
상기 바퀴(116)가 상기 전기자동차의 정면 방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 회전한 각도를 감지하는 제2각도센서(122)와;
상기 바퀴(116)가 좌측 또는 우측으로 회전한 상태에서 상기 전기자동차가 전진할 때, 상기 바퀴(116)가 다시 정면 방향으로 회전하여 정렬되는 과정에서 지면과 마찰로 발생하는 마찰력을 감지하는 복원력센서(124);를 포함하며,
상기 VCU(102)는
상기 바퀴(116)의 회전각도와 복원력 측정값을 기초로 회생제동의 크기를 계산하고, 브레이크(114)의 동작을 제어하여 전기자동차가 정지하거나 직진하도록 제어하되, 상기 바퀴(116)의 회전각도와 복원력의 크기에 반비례하도록 상기 브레이크(114)의 강도를 증가시키는데,
상기 바퀴(116)의 회전각도가 커서 복원력과 복원속도가 높은 상태에서는 상기 브레이크(114)의 강도를 최소로 낮추고, 상기 바퀴(116)의 회전상태가 복원되면서 정면 방향으로 정렬되어 복원력과 복원속도가 낮은 상태에서는 상기 브레이크(114)의 강도를 최대로 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템.A control system that checks the driving state by comparing the angle of the wheels and the driving direction of the electric vehicle when changing the direction of the electric vehicle, and changes regenerative braking according to the speed at which the electric vehicle is aligned in the straight direction,
A VCU (Vehicle Control Unit) 102 that performs operation control functions of an electric vehicle including torque control of driving means, control of regenerative braking means, air conditioning load control, digital signal processing and diagnosis;
a BMS (Battery Management System; 104) that manages the power and state of charge of a battery that provides power to the electric vehicle, and selects a cell to use or charge power according to the state of the cells constituting the battery;
It consists of a steering wheel or a joystick for controlling the moving direction of the electric vehicle, and controls the moving direction of the electric vehicle to change as the direction of the wheel 116 is changed or the number of revolutions of the left and right wheels 116 changes ( 106) and;
a motor control unit 108 that changes the speed of the wheel 116 by adjusting the power supply amount by manipulation of the controller 106;
a motor 110 for rotating the wheel 116 while rotating under the control of the motor controller 108;
a brake 114 for suppressing rotation of the wheel 116;
a direction sensor 118 for detecting a moving direction of the electric vehicle;
a first angle sensor 120 installed on the controller 106 and detecting an angle at which the controller 106 rotates left or right with respect to the front direction of the electric vehicle;
a second angle sensor 122 for detecting an angle at which the wheel 116 rotates left or right with respect to the front direction of the electric vehicle;
When the electric vehicle moves forward while the wheel 116 is rotated to the left or right, the wheel 116 is rotated in the front direction again and in the process of being aligned, a restoring force sensor detecting frictional force generated by friction with the ground (124); including,
The VCU 102 is
The amount of regenerative braking is calculated based on the rotation angle of the wheel 116 and the restoring force measurement value, and the operation of the brake 114 is controlled to control the electric vehicle to stop or go straight, but the rotation angle of the wheel 116 And to increase the strength of the brake 114 in inverse proportion to the magnitude of the restoring force,
In a state where the rotation angle of the wheel 116 is large and the restoring force and the restoring speed are high, the strength of the brake 114 is reduced to a minimum, and the rotational state of the wheel 116 is restored and aligned in the front direction to restore the restoring force and the restoring speed. In a low state, the speed and direction control system of an electric vehicle, characterized in that the control to increase the strength of the brake 114 to the maximum. 제1항에 있어서,
상기 VCU(102)는
상기 방향센서(118)에서 전송되는 전기자동차의 요잉 동작의 크기나 방향 정보에 따라 좌측 및 우측의 모터(110)의 동작을 정방향 또는 역방향으로 제어하며,
회생제동력이 큰 경우에는 정방향 구동력을 발생시켜 전기자동차가 회생제동력이 큰 방향으로 돌아가는 것을 방지하고, 회생제동력이 작은 경우에는 회생제동력의 크기를 증대시켜 전기자동차의 요잉을 방지하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템.According to claim 1,
The VCU 102 is
Controls the operation of the left and right motors 110 in forward or reverse directions according to the size or direction information of the yaw motion of the electric vehicle transmitted from the direction sensor 118,
When the regenerative braking force is large, forward driving force is generated to prevent the electric vehicle from turning in the direction where the regenerative braking force is large, and when the regenerative braking force is small, the magnitude of the regenerative braking force is increased to prevent the electric vehicle from yawing. Characterized in that, Electric vehicle speed and direction control system. 제2항에 있어서,
상기 VCU(102)는
전기자동차가 정면 중앙방향으로 이동하도록 상기 컨트롤러(106)가 고정되어 있는 상태에서 차체가 좌측이나 우측으로 이동하고 있음을 상기 방향센서(118)가 감지하면, 상기 바퀴(116)의 회전속도를 변화시키도록 동작하는데,
상기 전기자동차가 좌측으로 회전하는 경우에는 좌측 바퀴(116)의 속도를 증가시키거나 회생제동력을 감소시켜 차체가 우측으로 회전하도록 제어하며,
상기 전기자동차가 우측으로 회전하는 경우에는 우측 바퀴(116)의 속도를 증가시키거나 회생제동력을 감소시켜 차체가 좌측으로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 전기자동차의 속도 및 방향 제어시스템.According to claim 2,
The VCU 102 is
When the direction sensor 118 detects that the vehicle body is moving left or right while the controller 106 is fixed so that the electric vehicle moves in the front center direction, the rotational speed of the wheels 116 is changed. It works to make
When the electric vehicle rotates to the left, the vehicle body is controlled to rotate to the right by increasing the speed of the left wheel 116 or reducing regenerative braking force,
The speed and direction control system of an electric vehicle, characterized in that, when the electric vehicle rotates to the right, the speed of the right wheel 116 is increased or the regenerative braking force is decreased to control the vehicle body to rotate to the left. 삭제delete
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