KR20030087723A - 연료 전지 차량의 감속 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 전지 차량의 모터 회전수를 피드백 제어하여 변속 쇼킹을 감소시킬 수 있는 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 있어서, 상기 연료 전지 차량의 주행상태가 중립 또는 주차(N or P) 상태인지를 검출하는 차량 정지 검출부와; 상기 차량의 전자 가속 페달 답입상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 전자 가속 페달 검출부와; 상기 연료 전지 차량의 구동력을 발생하는 모터의 풀리 회전수를 검출하는 모터 풀리 회전수 검출부와; 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 분석하고, 상기 모터의 풀리 회전수를 피드백 받으며, 피드백된 모터의 풀리 회전수에 따라 발생하는 모터의 전압차에 대응되도록 전원 공급부의 전류를 모터로 공급 제어하는 모터 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

연료 전지 차량의 감속 제어장치{DECELERATION CONTROLLING DEVICE OF FUEL ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 연료 전지 차량에 관한 것으로서, 특히 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 관한 것이다.
통상적으로, 연료 전지 차량의 설계에 있어서, 구동 모터를 이용하여 차량 구동시 감속 설계에 많은 어려움이 있다.
그 이유는 2단 감속 적용시 연료 전지 차량의 과도한 기어비 차이로 인해 차량 주행시 변속 쇼킹이 자주 발생하며, 감속기 개발에 있어서 많은 개발비가 소요되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위한 대안으로 전자식 자동 변속기의 적용을 검토하는 추세이다.
그러나, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 차량 정지시 모터의 일정한 회전 미달시 및 언덕길 또는 신호등 정차시 자동 변속기의 오일 순환 및 리타더(Retarder) 작동에 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 연료 전지 차량의 모터 회전수를 피드백 제어하여 변속 쇼킹을 감소시킬 수 있는 연료 전지 차량의 감속 제어장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 차량의 감속 제어장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 차량의 감속 제어장치의 구성을 도시한 도면.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 있어서, 상기 연료 전지 차량의 주행상태가 중립 또는 주차(N or P) 상태인지를 검출하는 차량 정지 검출부와; 상기 차량의 전자 가속 페달 답입상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 전자 가속 페달 검출부와; 상기 연료 전지 차량의 구동력을 발생하는 모터의 풀리 회전수를 검출하는 모터 풀리 회전수 검출부와; 상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 분석하고, 상기 모터의 풀리 회전수를 피드백 받으며, 피드백된 모터의 풀리 회전수에 따라 발생하는 모터의 전압차에 대응되도록 전원 공급부의 전류를 모터로 공급 제어하는 모터 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 차량의 감속 제어장치 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 있어서, 차량 정지 검출부(110), 전자 가속 페달 검출부(120), 모터 풀리 회전수 검출부(130), 모터 제어부(140)(MCU ; Motor Control Unit)를 포함하여 구성한다.
차량 정지 검출부(110)는 연료 전지 차량의 주행상태가 중립 또는 주차(N or P) 상태인지를 검출하는 기능을 하며, 도 1에 도시된 바와 같이 P레인지, N레인지, R레인지, D레인지를 갖는 버튼 스위치로 구성된다.
도 1에 도시된 참조 번호 (112)는 연료 전지 차량이 중립 또는 주차(N or P) 상태인지 확인용 신호를 검출하기 위한 논리합(오아(OR))게이트이다.
전자 가속 페달 검출부(120)는 차량의 전자 가속 페달 답입상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하여 모터 제어부(140)로 공급한다.
모터 풀리 회전수 검출부(130)는 연료 전지 차량의 구동력을 발생하는 모터(160)의 풀리 회전수를 검출하여 해당되는 전기적인 신호를 모터 제어부(140)로 공급한다.
모터 제어부(140)는 연료 전지 차량의 모터(160) 구동에 관련된 전반적인 제어동작을 수행하며, 특히, 본 발명의 실시예에서는 각각의 센서들로부터 입력되는신호들을 분석하고, 모터(160)의 풀리 회전수(각속도(w))를 피드백(Feedback) 받으며, 피드백된 모터(160)의 풀리 회전수에 따라 발생하는 모터(160)의 전압차(0~5V)에 대응되도록 전원 공급부(150)의 전류를 모터(160)로 공급 제어하는 제어동작을 수행한다.
모터 제어부(140)는 모터(160)의 회전수가 설정된 아이들 회전수(Idle rpm ; 650 rpm)에 도달되면 모터(160)의 아이들 회전수에 요구되는 출력을 전원 공급부(150)로부터 입력받는다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 모터 제어부(140)를 통한 모터(160) 구동 제어에서는 풀리의 각속도(각속도(w)=속도(v)/풀리 반경(r))에 따라 전원 공급부(150)의 전류를 모터(160)로 공급한다.
즉, 모터(160) 제어에서 회전수가 650 rpm으로 세팅되어서 운전자가 전자 가속 페달을 밝으면 모터 제어부(140)는 모터(160)의 전압차(PWM ; 0~5V)가 발생하는 것만큼 전원 공급부(150)의 전류를 모터(160)로 공급한다.
그러면, 모터(160)와 동축에 물려있는 변속기(190)가 모터(160)의 아이들 회전수로 회전하게 된다.
이러면 변속기(190)의 오일 펌프가 순환되고 이에 따른 리타더(Retarder) 및 토크 컨버터(Torque Converter)가 작동하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예는 검출된 모터(160) 회전수에 비례하는 펄스 폭 변조신호(PWM(Pulse Width Module) ; 0~5V)를 출력하여 모터 제어부(140)로 공급하는 인코더(170)(Encoder)를 더 포함하여 구성한다.
그리고, 모터(160)와 전원 공급부(150) 사이에 회로 연결되어 모터(160)의 회전수에 비례하는 전원 공급부(150)의 출력을 공급하여 모터(160)의 회전에 따른 펄스를 발생시키는 대용량 전류제어소자(180)를 더 포함하여 구성한다.
여기서, 대용량 전류제어소자(180)는 모터 제어부(140)로부터 출력되는 제어신호를 입력받는 베이스단과; 전원 공급부(150)와 연결되는 컬렉터단과; 모터(160)로 연결되는 이미터 단을 갖는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터(IGBT ; Initial Gate Bipolar Transistor) 소자로 구성한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료 전지 차량의 감속 제어장치는 변속 쇼킹을 감소시킬 수 있으며, 연비 개선의 효과가 있다.
또한, 연료 전지 차량의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있으며, 운전자 편의성 향상 및 2단 감속기의 개발비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 연료 전지 차량의 감속 제어장치에 있어서,
    상기 연료 전지 차량의 주행상태가 중립 또는 주차(N or P) 상태인지를 검출하는 차량 정지 검출부와;
    상기 차량의 전자 가속 페달 답입상태를 검출하여 그에 대응되는 전기적인 신호를 출력하는 전자 가속 페달 검출부와;
    상기 연료 전지 차량의 구동력을 발생하는 모터의 풀리 회전수를 검출하는 모터 풀리 회전수 검출부와;
    상기 각각의 센서들로부터 입력되는 신호들을 분석하고, 상기 모터의 풀리 회전수를 피드백 받으며, 피드백된 모터의 풀리 회전수에 따라 발생하는 모터의 전압차에 대응되도록 전원 공급부의 전류를 모터로 공급 제어하는 모터 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 감속 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터의 회전수가 설정된 아이들 회전수(Idle rpm ; 650 rpm)에 도달되면 상기 모터 제어부는 상기 모터의 아이들 회전수에 요구되는 출력을 전원 공급부로부터 받는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 감속 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출된 모터 회전수에 비례하는 펄스 폭 변조신호(PWM; 0~5V)를 출력하여 상기 모터 제어부로 공급하는 인코더를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 감속 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모터와 전원 공급부 사이에 회로 연결되어 상기 모터의 회전수에 비례하는 전원 공급부의 출력을 공급하여 모터의 회전에 따른 펄스를 발생시키는 대용량 전류제어소자를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 감속 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 대용량 전류제어소자는
    상기 모터 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받는 베이스단과;
    상기 전원 공급부와 연결되는 컬렉터단과;
    상기 모터로 연결되는 이미터 단을 갖는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터 (IGBT ; Initial Gate Bipolar Transistor) 소자인 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 감속 제어장치.
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