KR20060129272A - 전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및전원 장치가 장착된 모터 차량 - Google Patents

전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및전원 장치가 장착된 모터 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20060129272A
KR20060129272A KR1020067014524A KR20067014524A KR20060129272A KR 20060129272 A KR20060129272 A KR 20060129272A KR 1020067014524 A KR1020067014524 A KR 1020067014524A KR 20067014524 A KR20067014524 A KR 20067014524A KR 20060129272 A KR20060129272 A KR 20060129272A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
motor
voltage
command value
converter
Prior art date
Application number
KR1020067014524A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100767073B1 (ko
Inventor
겐지 야마다
Original Assignee
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 filed Critical 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Publication of KR20060129272A publication Critical patent/KR20060129272A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100767073B1 publication Critical patent/KR100767073B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 모터 제너레이터(MG1, MG2)들을 구동 및 제어하는 전원 장치는, 입력 전압(Vb)을 생성하는 전지(10), 전압 명령값(Vmr)에 따라 상기 입력 전압을 모터 작동 전압(Vm)으로 변환하는 컨버터(110), 상기 모터 작동 전압을 유지시키는 평활 커패시터(120), 상기 모터 작동 전압을 수용하여 토크 명령값(Tref)에 따라 상기 모터 제너레이터(MG1, MG2)를 구동 및 제어하는 인버터(131, 132), 및 상기 전압 명령값 및 토크 명령값을 생성하는 제어 유닛(15)을 포함한다. 상기 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 파워 러닝 모드로 작동될 때, 상기 제어 유닛(15)은, 상기 모터들에 의해 소비되는 전력(Pm)과 상기 모터 작동 전압이 증가함에 따라 발생되는 평활 커패시터(120)의 저장된 전력의 변화량(Pc)의 합이 상기 컨버터(110)의 출력전력한계값(Pcvlm)을 초과하지 않도록 작동되는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및 전원 장치가 장착된 모터 차량{POWER SUPPLY APPARATUS, MOTOR DRIVE CONTROL METHOD USING THE SAME AND MOTOR VEHICLE HAVING THE SAME MOUNTED THEREON}
본 발명은 전원 장치 및 모터 구동 제어 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 입력 DC(직류) 전압의 레벨을 변환하여 모터를 구동 및 제어하는 전원 장치와, 상기 전원 장치를 이용하여 모터를 구동 및 제어하는 방법, 및 상기 전원 장치가 그 위에 장착된 모터 차량에 관한 것이다.
최근, 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 전기 모터를 그 구동 장치에 포함하는 하이브리드 전기 자동차 및 전기 자동차가 환경친화적인 차량으로서 큰 관심을 받고 있다. 현재, 하이브리드 전기 자동차는 부분적으로 상용화된 상태이다. 일부 타입의 하이브리드 전기 자동차는 모터를 구동 및 제어하는 전원 장치를 구비한 구조를 채택하고 있는데, 상기 장치에는 모터를 고효율로 구동시키기 위하여, 모터를 구동하기에 적합한 전압(이하, "모터 작동 전압"이라고 함)을 상기 모터의 작동 상태(예컨대, 회전수, 토크)에 따라 조정가능하도록 하기 위해 입력되는 DC 전압의 레벨을 변환할 수 있는 능력이 제공된다. 특히, 상기 전원 장치에는 입력 DC 전압보다 높은 모터 작동 전압을 만들기 위한 전압 강화 능력(voltage step- up ability)이 제공된다. 따라서, DC 전압원으로서의 역할을 하는 전지의 크기가 줄어들고, 증가된 전압에 의해 전력 손실이 줄어들게 됨으로써, 모터의 효율을 개선시킬 수 있게 된다.
예를 들어, 일본특허공개공보 제2003-244801호에는 차륜을 구동하기 위하여 AC(교류) 전기 모터를 구동 및 제어하는 구조가 개시되어 있다. 이러한 구조에서는, 2차 전지들로 이루어진 전지로부터의 DC 전압이 전압 강화 컨버터에 의해 증가되어 모터 작동 전압을 발생시키고, 상기 모터 작동 전압은 인버터에 의해 AC 전압으로 변환된다. 이러한 구조에 의하면, 전압 강화 컨버터의 전압 강화 비율이 모터의 상태들에 따라 설정되므로, 상기 모터가 고효율적으로 작동될 수 있다.
하지만, 상술된 구조에 있어서는, 모터 작동 전압을 안정화시키기 위한 평활 커패시터(smoothing capacitor)가 입력 전압의 레벨을 변환하는 컨버터의 출력 측에 제공되어야만 하며, 일본특허공개공보 제2003-244801호에서 찾아볼 수 있다. 따라서, 모터 작동 전압이 모터의 작동 상태들에 따라 변경되는 경우, 평활 커패시터에 의해 유지되는 전압이 변하여, 저장된 전력(P = C·V2/2)이 변하게 된다.
이에 따라, 모터가 파워 러닝 모드(power running mode) 하에 작동되어 모터에 공급되는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하고(이하, "파워 러닝 모드"라고 함), 모터 작동 전압을 증가시키기 위한 명령어가 모터의 회전수 및 토크의 증가에 따라나오는 경우, 평활 커패시터의 저장된 전력도 이에 따라 증가하게 된다. 상기 평활 커패시터의 저장된 전력의 증가 과정에서, 컨버터는 모터에 의해 소비되도록 전력을 공급할 뿐만 아니라, 평활 커패시터의 저장된 전력의 증가에 상응하여 상기 전력을 공급한다. 결과적으로, 컨버터가 과잉 전력을 출력하는 상황이 초래될 수 있게 된다.
특히, 입력 전압원으로서의 역할을 하는 전지가 컨버터를 구성하는 전환장치의 용량보다 큰 전원력을 가져, 상기 컨버터의 출력 전력이 상기 전환장치의 용량(전류용량)에 의해 제한되는 경우에는, 상기 전환장치가 상술된 상황에서 파손되어, 하드웨어의 고장을 초래할 수도 있다.
이와는 달리, 모터가 기계적인 제동 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해 재생 제동 제어(regenerative braking control) 하에 작동되어(이하, "재생 모드"라고 함), 상기 재생 전력을 모터로부터 전지로 공급하여, 모터 작동 전압이 모터의 회전수와 토크의 감소에 따라 감소되는 경우에는, 상기 모터로부터의 재생 전력뿐만 아니라 평활 커패시터의 저장된 전력의 감소에 상응하는 전력이 상기 컨버터에 제공된다. 그 결과, 컨버터를 구성하고 있는 전환장치를 통과하는 전류가 증가하여 상술된 상황이 야기될 수도 있다.
본 발명은 상술된 문제점들을 해결하고자 고안되었다. 본 발명의 목적은 입력 DC 전압의 레벨을 변환하여 모터를 구동 및 제어하는 전원 장치를 제공하되, 상기 전원 장치는 레벨을 변환하기 위해 제공되는 컨버터를 통해 과잉 전류가 흐르는 것을 방지하는 방식으로 제어를 수행할 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 목적은 또한 상술된 전원 장치를 구비한 모터 차량을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전원 장치는 모터를 구동 및 제어하는 전원 장치로서, DC 전원, 컨버터, 전하 저장 유닛, 모터 구동 제어 유닛, 및 제어 유닛을 포함한다. 상기 컨버터는 DC 전원으로부터의 제1DC전압을 전압 명령값에 따라 제2DC전압으로 변환하여 상기 제2DC전압을 제1전원선과 제2전원선 사이로 출력하게 된다. 상기 전하 저장 유닛은 제1전원선과 제2전원선 사이에 연결되어 충전 및 방전이 가능하다. 상기 모터 구동 제어 유닛은 제2DC전압을 제1전원선과 제2전원선 사이로 수용하여, 구동력 명령값에 따라, 상기 제2DC전압을 전력으로 변환하여 상기 모터를 구동 및 제어하게 된다. 상기 제어 유닛은, 모터가 파워 러닝 모드로 작동될 때, 구동력 명령값에 따라 상기 모터에 의해 소비되는 전력과, 상기 제2DC전압이 변함에 따라 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량의 합을, 상기 컨버터로부터 출력되는 전력의 한계값보다 작게 만들기 위하여 상기 구동력 명령값을 조정한다.
상기 전압 명령값은 상기 모터의 회전수 및 소요 구동력에 따라, 상기 구동력 명령값에 관계없이 결정되는 것이 바람직하다.
상기 DC 전원은 충전 가능하고, 상기 모터 구동 제어 유닛은, 모터가 기계적 에너지로부터 재생 전력을 생성하기 위한 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력을 상기 전압 명령값에 따라 상기 제2DC전압으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이로 출력시키며, 상기 컨버터는, 모터가 재생 모드로 작동될 때, 상기 제2DC전압을 상기 제1DC전압으로 변환하여 상기 DC 전원을 충전시키고, 상기 제어 유닛은, 모터가 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력과 상기 제2DC전압의 변화값에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량의 조합과 상기 컨버터에 입력되는 전력의 한계값 간의 관계를 토대로 필요에 따라 상기 전압 명령값을 조정하는 것도 바람직하다.
상기 모터가 재생 모드로 작동될 때, 상기 전압 명령값은 상기 모터의 회전수 및 소요 구동력에 따라 임시로 결정된 후에 필요에 따라 상기 제어 유닛에 의해 조정되는 것도 바람직하다.
상기 제어 유닛은, 모터가 재생 모드로 작동되고 상기 모터에 의해 생성되는 전력이 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값을 초과할 때, 상기 전압 명령값의 감소를 억제하는 것도 바람직하다.
상기 제어 유닛은, 모터가 재생 모드로 작동되고 상기 모터에 의해 생성되는 전력이 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값보다 작을 때, 상기 제2DC전압의 변화에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량을, 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값과 상기 모터에 의해 생성되는 전력의 조합과 균형을 맞추기 위하여 상기 전압 명령값의 감소량을 제한하는 것도 바람직하다.
본 발명에 따른 모터 차량은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 전원 장치, 및 상기 전원 장치에 의해 구동 및 제어되는 모터로서 제공되어, 하나 이상의 차륜을 구동할 수 있는 AC 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 컨버터는 제1DC전압(Vb)보다 높은 제2DC전압(Vm)을 만들 수 있는 전압 강화 컨버터(voltage step-up converter)로서 제공된다. 상기 모터 구동 제어 유닛은 상기 AC 전기 모터를 구동 및 제어하기 위하여 상기 제2DC전압과 AC 전압 간의 변환을 하게 하는 인버터를 포함한다.
본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법은, 전원 장치에 의해 모터를 구동 및 제어하기 위한 모터 구동 제어 방법으로서, 상기 전원 장치는, DC 전원; 상기 DC 전원으로부터의 제1DC전압을 전압 명령값에 따라 제2DC전압으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 제1전원선과 제2전원선 사이로 출력시키는 컨버터; 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이에 연결된 충방전 가능한 전하 저장 유닛; 구동력 명령값에 따라, 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이의 상기 제2DC전압을, 상기 모터를 구동 및 제어하기 위한 전력으로 변환시키는 모터 구동 제어 유닛을 포함하고, 상기 방법은, 상기 모터가 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하기 위한 파워 러닝 모드로 작동될 때, 상기 구동력 명령값에 따라 상기 모터에 의해 소비되는 전력과, 상기 제2DC전압이 변함에 따라 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량의 합을, 상기 컨버터로부터 출력되는 전력의 한계값보다 작게 만들기 위하여 상기 구동력 명령값을 조정하는 제1단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 모터 구동 제어 방법에 따르면, 상기 전압 명령값은 상기 모터의 회전수 및 소요 구동력에 따라, 상기 구동력 명령값에 관계없이 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 모터 구동 제어 방법은 제2단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 DC 전원은 충전 가능하고, 상기 모터 구동 제어 유닛은, 상기 모터가 기계적 에너지로부터 재생 전력을 생성하기 위한 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력을 상기 전압 명령값에 따라 상기 제2DC전압으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이로 출력시키며, 상기 컨버터는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 제2DC전압을 상기 제1DC전압으로 변환하여 상기 DC 전원을 충전시키게 된다. 상기 제2단계는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력과 상기 제2DC전압의 변화값에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량의 조합과 상기 컨버터에 입력되는 전력의 한계값 간의 관계를 토대로 필요에 따라 상기 전압 명령값을 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 모터 구동 제어 방법에 따르면, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 전압 명령값은, 상기 제2단계가 수행되기 전에, 상기 모터의 회전수 및 소요 구동력에 따라 임시로 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 모터 구동 제어 방법에 따르면, 상기 제2단계는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터에 의해 생성되는 전력이 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값을 초과할 때, 상기 전압 명령값의 감소를 억제하는 하위 단계를 포함하는 것도 바람직하다.
또한, 본 발명의 모터 구동 제어 방법에 따르면, 상기 제2단계는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터에 의해 생성되는 전력이 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값보다 작을 때, 상기 제2DC전압의 변화에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량을, 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값과 상기 모터에 의해 생성되는 전력의 조합과 균형을 맞추기 위하여 상기 전압 명령값의 감소량을 제한하는 하위 단계를 포함하는 것도 바람직하다.
본 발명의 전원 장치 및 모터 구동 제어 방법에 관하여, 상기 저장된 전력의 변화량은 상기 전압 명령값을 토대로 계산되는 것이 바람직하다. 상기 제1단계 또는 제2단계에서는, 상기 저장된 전력의 변화량이 상기 제2DC전압의 검출된 값을 토대로 계산되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전원 장치 및 모터 구동 제어 방법에 의하면, 모터가 파워 러닝 모드로 작동될 때, 구동력 명령값은 필요에 따라 모터에 의해 소비되는 전력을 감소하도록 조정되므로, 제2DC전압(모터 작동 전압)이 전압 명령값에 따라 변하여 발생되는 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화를 고려하여, 컨버터로부터 출력되는 전력이 초과되지 않도록 한다.
이에 따라, 모터 구동 제어 유닛(인버터)에 공급되는 전압(모터 작동 전압)을 바꿀 수 있는 컨버터를 구비한 구조에 의하여, 상기 컨버터의 과전류가 방지되어 디바이스를 보호할 수 있게 된다. 특히, 제2DC전압(모터 작동 전압)의 전압 명령값은 모터의 회전수 및 필요한 토크에 따라 결정되므로, 상기 모터의 효율이 개선될 수 있다.
또한, 모터가 재생 모드로 작동되는 경우, 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화를 고려하여, 제2DC전압(모터 작동 전압)의 감소를 억제하도록 필요에 따라 전압 명령값이 조정되어, 컨버터로 입력되는 전력이 초과되지 않도록 한다. 따라서, 컨버터의 과전류가 방지될 수 있어, 디바이스를 보호할 수 있다.
특히, 전압 명령값의 감소량은, 모터에 의해 생성되는 전력과 컨버터로 입력되는 전력의 한계값 간의 비교값을 토대로 제한된다. 따라서, 모터는 컨버터에 입력되는 전력의 한계값이 초과되지 않는 범위 내에서 효율성이 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 모터 차량은, 차륜을 구동하는 AC 전기 모터를 구동 및 제어하는 인버터(제2DC전압)로 입력되는 전압을 바꾸기 위한 전압 강화 컨버터로서의 역할을 하는 컨버터를 장착하여 AC 전기 모터의 작동 시에 효율성을 높일 수 있는 구조로 되어 있다. AC 전기 모터가 전기 모터 모드로 작동되는 경우, 구동력 명령값은 필요에 따라 모터에 의해 소비되는 전력을 감소하도록 조정될 수 있어, 전압 명령값에 따라 제2DC전압이 변하여 야기되는 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화를 고려하여, 컨버터로부터 출력되는 전력이 초과되지 않도록 한다. 이에 따라, 컨버터의 과전류가 방지되어 디바이스를 보호할 수 있게 된다.
또한, AC 전기 모터가 재생 모드로 작동되는 경우, AC 전기 모터의 재생 전력은 컨버터의 과전류를 방지하도록 제한될 수 있어, 제동력의 저하 없이 디바이스를 보호할 수 있게 된다.
여기서, 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화는 제어를 위한 연산의 부하를 줄이기 위하여 전압 명령값을 토대로 계산될 수도 있다.
더욱이, 전자저장 유닛의 저장된 전력의 변화는 제어 정확성을 높이기 위하여 제2DC전압의 검출된 값을 토대로 계산될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전원 장치를 구비한 모터 차량의 구조를 예시한 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 전원 장치의 구성을 예시한 블록도;
도 3은 최적의 모터 전압의 계산 방식을 개략적으로 예시한 도면;
도 4는 도 2에 도시된 PCU의 구성의 특정예를 도시한 회로도;
도 5는 파워 러닝 모드에서의 전력 평형 제어를 예시한 흐름도; 및
도 6은 재생 모드에서의 전력 평형 제어를 예시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 도면에서의 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호로 표시되어 있으며, 그 상세한 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전원 장치를 구비한 모터 차량의 구조를 예시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 전기 자동차(100)는 전지(10), ECU(Electronic Control Unit)(15), PCU(Power Control Unit)(20), 원동력출력 장치(이하, "파워 출력 장치"라고 함)(30), DG(Differential Gear)(40), 전방차륜(50L, 50R), 후방차륜(60L, 60R), 전방시트(70L, 70R), 및 후방시트(80)를 포함한다.
전지(10)는 예컨대 니켈-수소 또는 리튬-이온 2차 전지로 이루어지고, DC 전압을 PCU(20)로 공급하며, PCU(20)로부터 DC 전압으로 충전된다. 전지(10)는 예컨대 후방시트(80) 뒤쪽에 배치되어 PCU(20)에 전기적으로 연결된다. PCU(20)는 일반적으로 하이브리드 전기 자동차(100)에 필수적인 전력 컨버터를 나타낸다.
ECU(15)에는, 주행 상태들과 차량 상태들을 표시하는 다양한 센서들의 각종 센서 출력(17)들이 제공된다. 각종 센서 출력(17)들은 예컨대 액셀러레이터 페달(35) 상에 배치된 위치센서에 의해 검출되는 액셀러레이터의 페달 이동 및 차륜속도센서의 출력을 포함한다. ECU(15)는 하이브리드 전기 자동차(100)를 위한 각종 제어 연산들을 광범위하게 수행한다.
파워 출력 장치(30)는 차륜을 구동하기 위한 원동력원으로서 제공되는 엔진 및 모터 제너레이터(MG1, MG2)를 포함한다. DG(40)는 원동력을 파워 출력 장치(30)로부터 전방차륜(50L, 50R)으로 전달하고, 전방차륜(50L, 50R)의 회전력을 파워 출력 장치(30)로 전달한다.
이에 따라, 파워 출력 장치(30)는 엔진 및/또는 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 원동력을 전방 차륜(50L, 50R)으로 전달하여, 상기 전방차륜(50L, 50R)을 구동시킨다. 또한, 파워 출력 장치(30)는 전방차륜(50L, 50R)에서 시작되는 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 회전력으로부터 전력을 생성하고, 이렇게 생성된 전력을 PCU(20)로 공급한다. 부언하면, 모터 제너레이터(MG1, MG2)는 하나 이상의 차륜을 구동할 수 있는 "AC 전기 모터"로서의 역할을 한다.
모터 제너레이터(MG1, MG2)들이 파워 러닝 모드로 작동되는 경우, PCU(20)는 ECU(15)로부터의 제어 명령어에 따라, 전지(10)로부터의 DC 전압을 증대시키고, 증가된 DC 전압을 AC 전압으로 변환함으로써, 파워 출력 장치(30)에 포함된 모터 제너레이터(MG1, MG2)들을 구동 및 제어하게 된다.
또한, 모터 제너레이터(MG1, MG2)들이 재생 모드로 작동되는 경우에는, PCU(20)가 ECU(15)로부터의 제어 명령어에 따라, 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 의해 생성된 AC 전압을 DC 전압으로 변환시킴으로써 전지(10)를 충전하게 된다.
상술된 하이브리드 전기 자동차(100)에 있어서, PCU(20) 및 PCU(20)를 제어하는 ECU(15)의 일부는 모터 제너레이터(MG1, MG2)들을 구동 및 제어하는 "전력 공급 장치"를 구성한다.
이제, 본 발명에 따른 전력 공급 장치의 구성을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 전력 공급 장치는 "DC 전력원"에 상응하는 전지(10), 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 구동 및 제어 시에 수반되는 PCU(20)의 일부분(이하, 이 부분은 "PCU(20)"이라고도 함), 및 PCU(20)의 제어 시에 수반되는 ECU(15)의 일부분(이하, 이 부분은 "제어 유닛(15)"이라 함)을 포함한다.
PCU(20)는 컨버터(110), 평활 커패시터(120), 모터 제너레이터(MG1, MG2)와 각각 연관된 모터 구동 제어 장치(131, 132), 및 컨버터/인버터 제어 유닛(140)을 포함한다. 이러한 실시예에서는, AC 모터인 모터 제너레이터(MG1, MG2)들이 구동되어 제어된다. 그러므로, 모터 구동 제어 장치들은 인버터들로 구성되어 있다. 따라서, 모터 구동 제어 장치(131, 132)들은 이하 인버터(131, 132)들로 불리운다.
제어 유닛(15)은, 각종 센서 출력(17)들을 토대로, 예컨대 엔진과 모터 제너레이터 간의 출력 전력의 분배비(이하 이 비율은 "출력비"라고도 함)를 고려하여 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 필요한 토크(Trq)를 결정한다. 또한, 제어 유닛(15)은 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 작동 상태들에 따라 최적의 모터 작동 전압(Vm#)을 계산한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 효율을 높이기 위한 최적의 작동 전압(Vm#)은 모터의 회전수(이하, 모터 회전수라고 함)(N) 및 필요한 토크(Trq)를 토대로 결정된다. 동일한 소요 토크(Trq)에 대하여, 최적의 모터 작동 전압(Vm#)은 모터 회전수(N)가 증가함에 따라 높아진다. 동일한 모터 회전수(N)에 대하여, 최적의 모터 작동 전압(Vm#)은 소요 토크(Trq)가 증가함에 따라 높아진다.
제어 유닛(15)은, 소요 토크(Trq) 및 최적의 모터 작동 전압(Vm#)을 토대로 전력 평형(아래에 상세히 후술함)을 제어하고, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 토크 명령값(Tref) 및 모터 작동 전압(Vm)의 전압 명령값(Vmr)을 생성한다.
컨버터/인버터 제어 유닛(140)에는 전압 명령값(Vmr) 및 토크 명령값(Tref)이 제공된다. 컨버터/인버터 제어 유닛(140)에는, 제어 유닛(15)이 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 파워 러닝 모드 또는 재생 모드로 작동되는 지의 여부를 나타내는 식별 신호(SMT)를 추가로 제공한다.
제어 유닛(15)으로부터의 다음 전압 명령값(Vmr)에 따라, 컨버터/인버터 제어 유닛(140)은 컨버터(110)의 동작을 제어하기 위한 컨버터 제어 신호(Scnv)를 생성한다. 제어 유닛(15)으로부터의 다음 토크 명령값(Tref)에 따라, 컨버터/인버터 제어 유닛(140)은 인버터(131, 132)의 각각의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어 신호(Spwm1, Spwm2)를 생성한다.
도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 PCU(20)의 구성 및 그 동작의 특정예가 개시되어 있다.
도 4를 참조하면, 전지(10)의 양전극 및 음전극이 각각 전원선(101, 102)에 연결되어 있다.
컨버터(110)는 리액터(115), 스위칭 소자(Q1, Q2) 및 다이오드(D1, D2)를 포함한다.
스위칭 소자(Q1, Q2)는 전원선(103, 102) 사이에 직렬로 연결되어 있다. 리액터(115)는 전원선(101)과 스위칭 소자(Q1, Q2)의 연결 노드(Nm) 사이에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Q1, Q2)들의 각각의 콜렉터들과 각각의 이미터들 사이에는, 전류를 이미터로부터 콜렉터로 흐르게 하기 위하여 각각의 역평행(anti-parallel) 다이오드(D1, D2)들이 연결되어 있다.
스위칭 소자(Q1, Q2)의 각각의 게이트들에는, 컨버터 제어 신호(Scnv)에 상응하는 게이트 제어 신호(GS1, GS2)가 제공된다. 각각의 게이트 제어 신호(GS1, GS2)에 응답하여, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 턴-온/오프가 제어된다. 상기 실시예의 스위칭 소자로는, 예컨대 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 채택된다.
전원선(103, 102) 사이에는 평활 커패시터(120)가 연결되어 있다.
인버터(131)는, 전원선(103, 102) 사이에 병렬로 연결된 U상 암(151), V상 암(152) 및 W상 암(153)으로 구성되는 스위칭 소자(Q3 내지 Q8)로 이루어진 3상 인버터이다. 스위칭 소자(Q3 내지 Q8)의 각각의 콜렉터들과 각각의 이미터 사이에는, 역평행 다이오드(D3 내지 D8)가 각각 연결되어 있다.
스위칭 소자(Q3 내지 Q8)의 각각의 게이트들에는, 인버터 제어 신호(Spwm1)에 상응하는 게이트 제어 신호(GS3 내지 GS8)들이 제공된다. 구동 장치(도시안됨)의 일부분에 의하면, 스위칭 소자(Q3 내지 Q8)는 게이트 제어 신호(GS3 내지 GS8) 들에 응답하여 턴 온/오프된다.
인버터(131)의 각각의 상 암의 중간 지점은, 3상 영구 자석 모터 제너레이터인 모터 제너레이터(MG1)의 상응하는 상 코일의 일 단부에 연결되어 있다. 상 코일들의 각각의 타 단부들은 중간 지점에 공통으로 연결되어 있다. 또한, 3상 중 둘 이상에는 전류센서(161, 162)들이 제공되어 각각의 상 전류가 검출될 수 있도록 한다.
인버터(132)는 또한 스위칭 소자(Q3# 내지 Q8#) 및 역평행 다이오드(D3# 내지 D8#)로 이루어진 인버터(131)와 유사한 3상 인버터이다. 스위칭 소자(Q3# 내지 Q8#)의 각각의 게이트들에는, 인버터 제어 신호(Spwm2)에 상응하는 게이트 제어 신호(GS3# 내지 GS8#)들이 제공된다. 구동 장치(도시안됨)의 일부분에 의하면, 스위칭 소자(Q3# 내지 Q8#)는 게이트 제어 신호(GS3# 내지 GS8#)에 응답하여 턴 온/오프된다.
인버터(132)의 각각의 상 암의 중간 지점은 모터 제너레이터(MG2)의 상응하는 상 코일의 일 단부에 연결되어 있다. 모터 제너레이터(MG2)의 상 코일의 각각의 타 단부들은 상기 중간 지점에 공통으로 연결되어 있다. 3상 중 둘 이상에는 전류센서(161#, 162#)들이 제공되어 각각의 상 전류가 검출될 수 있도록 한다.
상(3상)의 개수와 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 형태(영구 자석 모터)에 대한 어떠한 제한도 없으며, 여하한의 임의의 AC 전기 모터도 가능하다.
이하, 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 파워 러닝 모드로 작동될 때의 전원 장치의 동작을 설명한다.
전지(10)는 전원선(101, 102) 사이의 "제1DC전압"에 상응하는 입력 전압(Vb)을 공급한다.
컨버터(110)는 전지(10)로부터 공급되는 전원선(101, 102) 사이의 입력 전압(Vb)을 수용하고, "제2DC전압"에 상응하는 모터 작동 전압(Vm)을 생성하도록 스위칭 소자(Q1, Q2)의 스위칭 제어를 통해 입력 전압(Vb)을 증대시키며, 상기 생성된 전압을 전원선(103, 102) 사이로 출력한다. 따라서, 전원선(103, 102)은 각각 "제1전원선" 및 "제2전원선"을 구성한다. 컨버터(110)에서의 전압 강화비(Vm/Vb)는 스위칭 소자(Q1, Q2)의 각각의 ON 주기들 간의 비(듀티비)로 결정된다.
이에 따라, 컨버터/인버터 제어 유닛(140)은 제어 유닛(15)으로부터의 전압 명령값(Vmr)을 토대로 컨버터(110)에서의 전압 강화비를 결정하고, 상기 강화비가 충족되도록 게이트 제어 신호(GS1, GS2)들을 생성한다.
전원선(103, 102) 사이에서는, "전하 저장 유닛"으로 제공되어 충전 및 방전이 가능한 평활 커패시터(120)가 컨버터(110)로부터 제공된 모터 작동 전압(Vm)을 평활시킨다.
게이트 제어 신호(GS3 내지 GS8 및 GS#3 내지 GS#8)에 응답하여, 인버터(131, 132)들은 전원선(103, 102) 사이의 모터 작동 전압(Vm)을 모터 제너레이터(MG1, MG2)를 구동하기 위한 AC 전압으로 변환시킨다.
컨버터/인버터 제어 유닛(140)은, 각종 센서들의 각각의 출력값들에 따라, 인버터 제어 신호(Spwm1, Spwm2)들을 생성하여, 모터 전류가 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 각각의 상을 통해 흐르도록 함으로써, 토크 명령값(Tref)에 따른 토크 및 목표 회전수에 따른 회전수가 생성되도록 한다. 예를 들어, 인버터 제어 신호(Spwm1, Spwm2)에 상응하는 게이트 제어 신호(GS3 내지 GS8 및 GS#3 내지 GS#8)는 일반적으로 채택되는 제어 기법에 따라 생성되는 PWM 신호 파들이다.
각종 센서들의 출력값들은, 예를 들면 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 위치센서 및 속도센서들의 각각의 출력값, 전류센서(161, 162, 161#, 162#)들의 각각의 출력값 및 모터 작동 전압(Vm)을 검출하는 전압센서의 출력값을 포함한다.
이와는 대조적으로, 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 재생 모드로 작동되는 경우에는, 전원 장치의 동작이 다음과 같은 방식으로 제어된다. 여기서, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 재생 모드는, 하이브리드 전기 자동차(100)의 운전자가 풋 브레이크를 밟을 때에 실행되는 재생전력생성에 의해 수반되는 제동뿐만 아니라 상기 운전자가 풋 브레이크 작동 없이 액셀러레이터 페달을 해제시킬 때에 실행되는 재생전력 생성에 의해 수반되는 차량의 감속(또는 가속)을 포함한다.
컨버터/인버터 제어 유닛(140)은, 하이브리드 전기 자동차(100)가 재생 모드로 작동하기 시작한다는 ECU(15)로부터의 식별신호(SMT)로 검출한다. 그것에 응답하여, 컨버터/인버터 제어 유닛(140)은 인버터 제어 신호(Spwm1, Spwm2)를 생성하여, 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 AC 전압이 인버터(131, 132)들에 의해 DC 전압으로 변환되도록 한다.
이에 따라, 인버터(131, 132)는 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 AC 전압을 전압 명령값(Vmr)에 따라 DC 전압(즉, 모터 작동 전압 Vm)으로 변환하고, 상기 생성된 전압을 전원선(103, 102) 사이로 출력한다.
재생 모드에서는, 컨버터/인버터 제어 유닛(140)이 컨버터 제어 신호(Scnv)를 생성하여, 인버터(131, 132)로부터 제공되는 DC 전압(모터 작동 전압 Vm)이 감소되도록 한다. 부언하면, 재생 모드에서는, 컨버터(110)의 스위칭 소자(Q1, Q2)들이 각각의 게이트 제어 신호(GS1, GS2)들에 응답하여 턴 온/오프되어, 모터 작동 전압(Vm)이 감소되고 DC 전압(Vb)이 전원선(101, 102) 사이로 출력되도록 한다. 따라서, 전지(10)는 컨버터(110)로부터의 DC 전압(Vb)으로 충전된다. 이러한 방식으로, 컨버터(110)는 또한 모터 작동 전압(Vm)을 DC 전압(Vb)으로 감소시킬 수 있고, 따라서 양방향 컨버터의 기능을 가진다.
모터 제너레이터들의 구동 및 제어 시에 수반되는 전원 장치의 기본적인 동작이 설명되었다. 본 발명의 전원 장치에 의하면, 모터 제너레이터들의 파워 러닝 모드 및 재생 모드 각각에 있어서, 컨버터(110)의 과전류의 생성을 피하기 위해 전력 평형이 제어된다. 후술하는 바와 같이, 전력 평형의 제어는 제어 유닛(ECU)(15)에 사전에 미리 프로그래밍된 제어를 위한 연산으로 구현될 수 있다.
도 5는 파워 러닝 모드에서의 제어 유닛에 의한 전력 평형 제어를 예시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 파워 러닝 모드에서는, 운전자에 의한 액셀러레이터의 동작에 응답하여, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 소요 토크(Trq)가 계산된다(단계 S100). 도 3에 도시된 바와 같이, 계산된 소요 토크(Trq) 및 모터 회전수(N)에 따라, 최적의 모터 작동 전압(Vm#)이 결정된다.
모터 작동 전압(Vm)은 도 5의 흐름도에 도시된 과정에 관계없이 제어되고, 상기 제어는 도 3의 최적의 모터 작동 전압(Vm#)에 상응하는 전압 명령값(Vmr)에 따라 컨버터(110)의 스위칭 제어에 의해 구현된다. 다시 말해, 전압 명령값(Vmr)은 토크 명령값(Tref)에 관계없이, 모터 작동 상태들에 따라 결정된다.
모터 작동 전압(Vm)의 제어에 응답하여, 평활 커패시터(120)의 저장된 전력(P = C·V2/2)의 변화량인 커패시터 전력의 변화량(Pc)이 각각의 제어 주기 동안 계산된다(단계 S110).
이러한 커패시터 전력의 변화량(Pc)은, 평활 커패시터(120)에 인가된 모터 작동 전압(Vm) 및 평활 커패시터(120)의 커패시턴스값(C)을 이용하여, 수학식 1로써 제어 주기(T)에서의 P = C·V2/2의 변화량으로 표현된다.
Figure 112006051390266-PCT00001
수학식 1에서, Vm은 해당 제어 주기에서의 모터 작동 전압을 나타내고, △Vm은 상기 제어 주기와 바로 직전의 제어 주기간의 모터 작동 전압(Vm)의 차이를 나타낸다. 예를 들어, i-번째 제어 주기(i는 자연수)에서는, 상기 차이가 방정식 △Vm(i) = Vm(i) - Vm(i-1)로 나타난다. 따라서, 모터 작동 전압(Vm)이 증가하면, 커패시터 전력의 변화량(Pc)이 0 보다 크다(Pc > 0).
예를 들어, 모터 작동 전압을 검출하는 전압센서의 출력값은 수학식 1에서 Vm으로 사용되어, 커패시터 전력의 변화량(Pc)을 정확하게 계산할 수 있다. 대안적으로는, 계산 부하를 줄이도록 커패시터 전력의 변화량(Pc)을 계산하기 위해 전압 명령값(Vmr)이 수학식 1에서의 Vm으로 사용될 수도 있다.
또한, 소요 토크(Trq)에 상응하는 모터소비전력(Pm)도 계산된다. 그런 다음, 전력 평형에 관한 결정이 이루어지는데, 즉 모터 전력(Pm)과 단계 S110에서 결정된 커패시터 전력의 변화량(Pc)의 합이 컨버터의 출력 전력의 한계값(이하, 컨버터 출력 전력 한계값이라고 함)(Pcvlm)을 초과하는 지의 여부를 결정하게 된다(단계 S120).
컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)은 예컨대 전원, 즉 전지(10)의 용량 및 컨버터(110)를 구성하는 스위칭 소자(Q1, Q2)들의 전력(전류) 용량에 의해 제한된다. 특히, 컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)이 제한되는 경우에는, 전지(10)의 용량에 의해서가 아니라, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 용량에 의해서, 과전류가 스위칭 소자(Q1, Q2)를 통과할 수 있는데, 이는 디바이스 보호 관점에서 문제가 된다.
이에 따라, 아래의 수학식 2로 정의된 조건이 충족되는 지의 여부를 결정함으로써, 커패시터 전력의 변화량(Pc)(> 0)을 컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)에서 감산하여 계산된 값을 모터 전력(Pm)이 초과하지 않는 지의 여부를 결정하게 된다(단계 S130).
Pm ≤ Pcvlm - Pc (파워 러닝 모드에서는, Pm, Pcvlm, Pc > 0)
상기 조건 Pm ≤ Pcvlm - Pc 을 만족하고, 전력이 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 의해 소요 토크(Trq)로 정의된 것과 꼭 맞게 소비되는 경우에는, 모터 전력(Pm)이 컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)을 초과하는 일이 결코 발생하지 않는다. 그 후, 토크 명령값(Tref)은 소요 토크(Trq)와 같게 설정된다(단계 S140).
이와는 달리, 조건 Pm > Pcvlm - Pc 을 만족하고, 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 전력을 소요 토크(Trq)로 정의된 것과 꼭 맞게 소비하는 경우에는, 모터 전력(Pm)과 커패시터 전력의 변화량(Pc)의 합이 컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)을 초과한다. 이 경우, 모터 전력(Pm)은 컨버터 출력 전력 한계값(Pcvlm)을 초과하지 않도록, 특히 과전류가 컨버터(110)에 발생되지 않도록 상기 모터 전력(Pm)이 제한된다.
보다 상세하게는, 수학식 Pm# = Pcvlm - Pc 로 표현된 조건을 만족하는 모터 전력의 한계값(Pm#)이 계산되고, 상기 모터 전력(Pm#)에 따라 토크 명령값(Tref)이 계산된다. 다시 말해, 토크 명령값(Tref)은 원 소요 토크(Trq)보다 작도록 제한된다(단계 S150).
단계 S140 또는 S150에서 결정 및 계산된 토크 명령값(Tref)에 따라, 인버터(131, 132)들이 스위칭-제어되고, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 토크(즉, 모터 전류)가 제어된다(단계 S160).
모터 구동 제어 유닛(인버터)에 대한 입력 전압(모터 작동 전압 Vm)이 컨버터에 의해 변경되도록 하는 상술된 제어 및 구조에 의하면, 모터 제어 및 컨버터 제어가 서로 조화되어 수행됨으로써, 컨버터로부터 공급되는 출력 전력이 초과하게 되는 것을 방지할 수 있다. 부언하면, 컨버터(110)의 출력 전력은 그 한계 값(Pcvlm)을 초과하지 못하고, 따라서 컨버터(110)의 과전류가 방지되어 디바이스를 보호할 수 있게 된다.
복수의 부하, 즉 모터(모터 제너레이터)들이 상기 실시예에 제공되면, 상기 모터들의 소비전력의 합계가 모터 전력(Pm)으로 계산될 수도 있다.
이하, 재생 모드에서의 전력 평형 제어를 설명한다. 상술된 바와 같이, 컨버터가 전압을 높이도록 작동되면, 모터 작동 전압(Vm)은 모터 작동 상태들에 따라 증가되고, 파워 러닝 모드에서의 모터 제너레이터(MG1, MG2)들의 모터 전력은 필요에 따라 제한된다.
이와는 달리, 모터 제너레이터들이 재생 모드로 작동되는 경우에는, 최적의 모터 작동 전압(Vm#)이 모터 작동 상태들에 따라 감소한다. 그 후, 재생 모드에서의 전력 평형 제어에 관해서는, 모터 제너레이터들의 재생전력이 제한되는 경우에 제동력이 저하된다. 그러므로, 재생 모드에서의 제어가 전압을 증가시키는 과정에 적용되는 것과 유사한 방식으로 수행된다면, 안전성 및 운전자의 물리적인 감각의 관점에서 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 재생 모드에서는, 전력 평형 제어가 후술하는 방식으로 수행된다.
도 6은 재생 모드에서의 전력 평형 제어를 예시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 재생 모드에서의 전력 평형 제어가 시작됨에 따라, 제어 유닛(15)은 모터재생전력(Pm)(< 0)을 계산한다(단계 S200). 단계 S120에서와 같이, 전력을 생성하는 복수의 모터(모터 제너레이터)들이 제공되는 경우에는, 이들 모터들의 재생전력의 합계가 모터 전력(Pm)으로 계산된다.
또한, 도 5에 도시된 단계 S110에서와 같이, 커패시터 전력의 변화량(Pc)은 수학식 1을 토대로 계산된다(단계 S210).
그 후, 각각의 단계 S200, S210에서 계산되는 모터재생전력(Pm)(< 0)과 커패시터 전력의 변화량(Pc)(< 0) 및 컨버터에 입력되는 전력의 한계값(이하, "컨버터 입력 전력 한계값"이라 함)(Pcvlm)(< 0) 간의 평형이 결정된다. 구체적으로는, 수학식 2의 부등호가 바뀐 수학식 3의 수정된 버전인 수학식 4를 만족하는 지의 여부를 결정하게 된다(단계 S220).
Pm ≥ Pcvlm - Pc (재생 모드에서는, Pm, Pcvlm, Pc < 0)
Pc ≥ Pcvlm - Pm
수학식 4를 만족하는 조건 하에서는, 모터 작동 전압(Vm)이 모터 작동 상태들에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 변경되는 경우라도, 컨버터(110)에 대한 입력 전력이 초과되는 것이 결코 발생하지 않는다. 따라서, 모터 작동 전압(Vm)의 전압 명령값(Vmr)은 도 3을 토대로 계산되는 최적의 모터 작동 전압(Vm#)으로 설정된다(단계 S230).
수학식 4를 만족하지 않으면, 모터재생전력(Pm)이 컨버터 입력 전력 한계값(Pcvlm)을 초과하는 지의 여부가 추가로 결정된다(단계 S240).
상기 조건 Pm < Pcvlm을 만족하면, 즉 모터재생전력(Pm)의 절댓값이 컨버터 입력 전력 한계값(Pcvlm)의 절댓값보다 크면, 모터 작동 상태들에 따라 행해지는 모터 작동 전압(Vm)의 감소를 억제하기 위하여, 전압 명령값(Vmr)이 바로 직전의 제어 주기에서의 값과 동일한 값으로 고정된다(단계 S250).
이 경우에는, 모터 작동 전압(Vm)이 작동 상태들에 따라 최적의 값에서 벗어나게 되어, 인버터(131, 132)의 전력 소비가 증가하지만, 모터 제너레이터들의 재생전력은 제한되지 않으므로 제동력도 저하되지 않는다.
이와는 대조적으로, 상기 조건 Pm > Pcvlm을 만족하면, 즉 모터재생전력(Pm)의 절댓값이 컨버터 입력 전력 한계값(Pcvlm)의 절댓값보다 작거나 같으면, 모터 작동 전압(Vm)이 모터 작동 상태들에 따라 최적의 전압(Vm#)으로 정확히 감소될 수 없게 된다. 하지만, 모터 작동 전압(Vm)은, Pcvlm - Pm 에 의해 결정된 차이가 커패시터 전력의 변화량(Pc)과 같은 범위 내에서 감소되는 것이 허용된다. 다시 말해, 모터 작동 전압의 변화량(△Vm)은 다음과 같은 수학식 5를 만족하는 범위 내에서 결정된다.
Figure 112006051390266-PCT00002
수학식 5의 좌변은, 모터 작동 전압이 제어 주기(T)에서 Vm 에서 Vm+△Vm 으로 변함에 따른 커패시터 전력의 변화량(Pc)에 상응한다. 즉, Vm은 바로 직전의 제어 주기에서의 모터 작동 전압(Vm)을 나타낸다.
수학식 5에서의 △Vm은 다음과 같은 수학식 6으로 도시된 바와 같이 결정된 다.
Figure 112006051390266-PCT00003
모터 작동 전압의 전압 명령값(Vmr)은, 상기 변화량(△Vm)이 수학식 6을 토대로 제한되는 동안에 감소되는 것이 허용된다(단계 S260). 이러한 방식에서는, 모터재생전력(Pm)과 컨버터 입력 전력 한계값(Pcvlm) 간의 차이를 토대로, 전압 명령값의 감소량이 제한되어, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 효율성을 높이기 위하여 컨버터 입력 전력 한계값(Pcvlm)을 초과하지 않는 범위에서 모터 작동 전압(Vm)이 감소되도록 한다.
따라서, 단계 S230, S250 및 S260 중 한 단계에서 결정되는 전압 명령값(Vmr)을 토대로, 컨버터의 스위칭 제어가 수행되어 모터 작동 전압(Vm)을 제어하게 된다(단계 S270).
이에 따라, 모터 제너레이터(MG1, MG2)가 재생 모드로 작동되는 경우, 상기 제어는, 컨버터(110)로 입력되는 전력이 커패시터 전력의 변화량을 고려하여 그 한계값(Pcvlm)을 초과하지 않도록 하는 방식으로, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 재생전력을 제한하지 않고도 구현될 수 있다. 따라서, 컨버터(110)의 과전류를 피할 수 있어, 디바이스를 보호할 수 있게 된다.
상기 실시예는 2개의 AC 전기 모터들이 전원 장치에 의해 구동 및 제어되는 상술된 구조를 포함하지만, 본 발명은 모터들의 토크(전력)가 모터 구동 제어 유 닛(본 실시예에서는 인버터에 해당됨)에 의해 제어될 수 있다는 조건 하에서, AC 전기 모터뿐만 아니라 DC 전기 모터를 구동 및 제어하기 위한 전원 장치 및 모터 구동 제어 방법에도 적용가능하다.
또한, 전원 장치에 의해 구동 및 제어되는 모터의 수는 특정 개수로 제한되지 않고, 본 발명은 임의의 개수의 모터들을 구동 및 제어하는 전원 장치에도 적용가능하다. 이 경우, 복수의 모터를 제어 및 구동하는 전원 장치는, 이들 모터들의 소비전력과 재생전력의 합계로서, 도 5 및 도 6에 도시된 모터들의 소비전력과 재생전력을 계산할 수도 있다.
더욱이, 본 발명의 전원 장치는 전기 자동차 이외에 하이브리드 전기 자동차와 같은 차량들에도 적용가능하며, 또한 구동 및 제어되는 모터를 구비한 각종 장비 및 시스템들에도 적용될 수 있다.
지금까지 본 발명을 상세히 기술하고 예시하였지만, 이는 단지 예시의 방법을 통해서만 설명한 것으로 이것에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위는 첨부된 청구범위의 항목들에 의해서만 한정된다는 것은 자명하다.
본 발명의 전원 장치뿐만 아니라 모터 구동 제어 방법은, 모터(들)가 장착되어 전원 장치에 의해 구동 및 제어되는 장비 및 시스템들에 적용될 수 있으며, 상기 장비 및 시스템들은 모터(들)가 장착되는 하이브리드 전기 자동차 또는 전기 자동차와 같은 차량들을 포함한다.

Claims (17)

  1. 모터(MG1, MG2)를 구동 및 제어하는 전원 장치(20)에 있어서,
    DC 전원(10);
    상기 DC 전원으로부터의 제1DC전압(Vb)을 전압 명령값(Vmr)에 따라 제2DC전압(Vm)으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 제1전원선(103)과 제2전원선(102) 사이로 출력시키는 컨버터(110);
    상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이에 연결된 충방전 가능한 전하 저장 유닛(120);
    상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이의 상기 제2DC전압을 수용하여, 구동력 명령값(Tref)에 따라, 상기 제2DC전압을 상기 모터를 구동 및 제어하기 위한 전력으로 변환시키는 모터 구동 제어 유닛(131, 132); 및
    상기 모터가 파워 러닝 모드로 작동될 때, 상기 구동력 명령값에 따라 상기 모터에 의해 소비되는 전력(Pm)과, 상기 제2DC전압이 변하여 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량(Pc)의 합을, 상기 컨버터로부터 출력되는 전력의 한계값(Pcvlm)보다 작게 만들도록, 상기 구동력 명령값을 조정하는 제어 유닛(140)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 명령값(Vmr)은 상기 모터(MG1, MG2)의 회전수(N) 및 소요 구동 력(Trq)에 따라, 상기 구동력 명령값(Tref)에 관계없이 결정되는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 DC 전원(10)은 충전 가능하고,
    상기 모터 구동 제어 유닛(131, 132)은, 상기 모터(MG1, MG2)가 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력을 상기 전압 명령값(Vmr)에 따라 상기 제2DC전압(Vm)으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 상기 제1전원선(103)과 상기 제2전원선(102) 사이로 출력하며,
    상기 컨버터(110)는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 제2DC전압을 상기 제1DC전압(Vb)으로 변환하여 상기 DC 전원을 충전시키고,
    상기 제어 유닛(140)은, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력(Pm)과 상기 제2DC전압(Vm)의 변화값에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛(120)의 저장된 전력의 변화량(Pc)의 조합과 상기 컨버터(110)에 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm) 간의 관계를 토대로, 필요에 따라 상기 전압 명령값(Vmr)을 조정하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 전압 명령값(Vmr)은, 상기 모터(MG1, MG2)의 회전수(N) 및 소요 구동력(Tref)에 따라 임시로 결정된 후, 필요 에 따라 상기 제어 유닛에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛(140)은, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 전력(Pm)이 상기 컨버터로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)을 초과할 때, 상기 전압 명령값의 감소를 억제하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛(140)은, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터에 의해 생성되는 전력(Pm)이 상기 컨버터(110)로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)보다 작을 때, 상기 제2DC전압(Vm)의 변화에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛(120)의 저장된 전력의 변화량(Pc)을, 상기 컨버터(110)로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)과 상기 모터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 전력(Pm)의 조합과 균형을 맞추기 위하여, 상기 전압 명령값의 감소량을 제한하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(140)은, 상기 전압 명령값(Vmr)을 토대로 상기 저장된 전력의 변화량(Pc)을 계산하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2DC전압(Vm)의 검출된 값을 토대로 상기 저장된 전력의 변화량(Pc)을 계산하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  9. 모터 차량(100)에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 전원 장치(20); 및
    상기 전원 장치에 의해 구동 및 제어되는 상기 모터로서 제공되어, 하나 이상의 차륜(50L, 50R)을 구동할 수 있는 AC 전기 모터(MG1, MG2)를 포함하되,
    전압 강화 컨버터(voltage step-up converter)로서 제공되는 상기 컨버터는 상기 제1DC전압(Vb)보다 높은 상기 제2DC전압(Vm)을 만들 수 있고,
    상기 모터 구동 제어 유닛은 상기 AC 전기 모터를 구동 및 제어하기 위하여 상기 제2DC전압과 AC 전압 간의 변환을 하게 하는 인버터(131, 132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 차량.
  10. 전원 장치(20)에 의해 모터(MG1, MG2)를 구동 및 제어하기 위한 모터 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 전원 장치는, DC 전원(10); 상기 DC 전원으로부터의 제1DC전압(Vb)을 전압 명령값(Vmr)에 따라 제2DC전압(Vm)으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 제1전원선(103)과 제2전원선(102) 사이로 출력시키는 컨버터(110); 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이에 연결된 충방전 가능한 전하 저장 유닛(120); 구동력 명령 값(Tref)에 따라, 상기 제1전원선과 상기 제2전원선 사이의 상기 제2DC전압을, 상기 모터를 구동 및 제어하기 위한 전력으로 변환시키는 모터 구동 제어 유닛(131, 132)을 포함하고,
    상기 방법은, 상기 모터가 파워 러닝 모드로 작동될 때, 상기 구동력 명령값에 따라 상기 모터에 의해 소비되는 전력(Pm)과, 상기 제2DC전압이 변함에 따라 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량(Pc)의 합을, 상기 컨버터로부터 출력되는 전력의 한계값(Pcvlm)보다 작게 만들도록, 상기 구동력 명령값을 조정하는 제1단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전압 명령값(Vmr)은 상기 모터(MG1, MG2)의 회전수(N) 및 소요 구동력(Trq)에 따라, 상기 구동력 명령값(Tref)에 관계없이 결정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 DC 전원(10)은 충전 가능하고,
    상기 모터 구동 제어 유닛(131, 132)은, 상기 모터(MG1, MG2)가 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력(Pm)을 상기 전압 명령값(Vmr)에 따라 상기 제2DC전압(Vm)으로 변환하여, 상기 제2DC전압을 상기 제1전원선(103)과 상기 제2전원선(102) 사이로 출력하며,
    상기 컨버터(110)는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 제2DC전압을 상기 제1DC전압으로 변환하여 상기 DC 전원을 충전시키고,
    상기 모터 구동 제어 방법은, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 모터에 의해 생성되는 전력(Pm)과 상기 제2DC전압의 변화값에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛(120)의 저장된 전력의 변화량(Pc)의 조합과 상기 컨버터에 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm) 간의 관계를 토대로, 필요에 따라 상기 전압 명령값을 조정하는 제2단계(S240-S260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 모터가 상기 재생 모드로 작동될 때, 상기 전압 명령값(Vmr)은, 상기 제2단계(S240-S260)가 수행되기 전에, 상기 모터(MG1, MG2)의 회전수(N) 및 소요 구동력(Tref)에 따라 임시로 결정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2단계는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 전력(Pm)이 상기 컨버터(110)로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)을 초과할 때, 상기 전압 명령값(Vmr)의 감소를 억제하는 하위 단계(S250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2단계는, 상기 모터가 상기 재생 모드로 작동되고 상기 모터(MG1, MG2)에 의해 생성되는 전력(Vm)이 상기 컨버터(110)로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)보다 작을 때, 상기 제2DC전압의 변화에 의해 발생되는 상기 전하 저장 유닛의 저장된 전력의 변화량(Pc)을, 상기 컨버터(110)로 입력되는 전력의 한계값(Pcvlm)과 상기 모터에 의해 생성되는 전력(Vm)의 조합과 균형을 맞추기 위하여, 상기 전압 명령값(Vmr)의 감소량(Pc)을 제한하는 하위 단계(S260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1단계 또는 제2단계(S150, S240-S260)에서는, 상기 저장된 전력의 변화량(Pc)이 상기 전압 명령값(Vmr)을 토대로 계산되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  17. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1단계 또는 제2단계(S150, S240-S260)에서는, 상기 저장된 전력의 변화량(Pc)이 상기 제2DC전압(Vm)의 검출된 값을 토대로 계산되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
KR1020067014524A 2004-01-20 2004-12-13 전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및전원 장치가 장착된 모터 차량 KR100767073B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004012099A JP4193704B2 (ja) 2004-01-20 2004-01-20 電源装置およびそれを搭載する自動車
JPJP-P-2004-00012099 2004-01-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060129272A true KR20060129272A (ko) 2006-12-15
KR100767073B1 KR100767073B1 (ko) 2007-10-15

Family

ID=34792364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067014524A KR100767073B1 (ko) 2004-01-20 2004-12-13 전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및전원 장치가 장착된 모터 차량

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7133602B2 (ko)
EP (1) EP1639696B1 (ko)
JP (1) JP4193704B2 (ko)
KR (1) KR100767073B1 (ko)
CN (1) CN100536312C (ko)
DE (1) DE602004009181T2 (ko)
WO (1) WO2005069478A1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011019696A2 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for estimating, managing, and diagnosing motor parameters
US8264192B2 (en) 2009-08-10 2012-09-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US8264860B2 (en) 2009-08-10 2012-09-11 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction frequency tracking and reference generation
US8344706B2 (en) 2009-08-10 2013-01-01 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for rejecting DC current in power factor correction systems
US8358098B2 (en) 2009-08-10 2013-01-22 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction
US8406021B2 (en) 2009-08-10 2013-03-26 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for reducing line current distortion
US8476873B2 (en) 2009-08-10 2013-07-02 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for current balancing
US8508166B2 (en) 2009-08-10 2013-08-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Power factor correction with variable bus voltage
US8698433B2 (en) 2009-08-10 2014-04-15 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for minimizing phase advance current
US9240749B2 (en) 2012-08-10 2016-01-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Motor drive control using pulse-width modulation pulse skipping
US9634593B2 (en) 2012-04-26 2017-04-25 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7598689B2 (en) 2004-02-19 2009-10-06 Toyota Jidosha Kabuhsiki Kaisha Motor drive apparatus
JP4710545B2 (ja) * 2005-10-25 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置
JP4622863B2 (ja) 2006-01-10 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 モータの制御装置
DE102006018053A1 (de) * 2006-04-19 2007-10-31 Daimlerchrysler Ag Ansteuersystem für eine elektrische Maschine
JP4211806B2 (ja) * 2006-06-07 2009-01-21 トヨタ自動車株式会社 車両駆動システムおよびそれを備える車両
JP4984236B2 (ja) * 2007-04-17 2012-07-25 株式会社デンソー 電気自動車の制御装置
JP4816575B2 (ja) * 2007-06-06 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、ならびに電源システムの制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
US7902779B2 (en) * 2007-07-05 2011-03-08 Siemens Industry, Inc. System and method for limiting input voltage to a power delivery system having regeneration capability
US7772721B2 (en) * 2007-10-03 2010-08-10 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for conserving energy stored in bypass capacitors during dynamic power collapse
JP2009106021A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Toyota Motor Corp 回転電機制御装置
DE102007058197B4 (de) * 2007-12-04 2017-12-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug
EP2226931B1 (en) * 2007-12-28 2014-03-05 Aisin AW Co., Ltd. Rotating electric machine control system
US7936083B2 (en) * 2008-05-08 2011-05-03 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for multiple source power conversion
KR100986269B1 (ko) 2008-05-30 2010-10-07 삼성중공업 주식회사 농형유도 발전시스템의 전력변환 장치
KR100986268B1 (ko) 2008-06-04 2010-10-07 삼성중공업 주식회사 영구자석 동기발전 시스템의 전력변환 장치
JP5029914B2 (ja) 2008-07-31 2012-09-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御システム及び車両駆動システム
JP5019133B2 (ja) 2008-07-31 2012-09-05 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御システム及び当該回転電機制御システムを備えた車両駆動システム
JP5029915B2 (ja) 2008-07-31 2012-09-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御システム及び車両駆動システム
JP5418206B2 (ja) * 2009-12-24 2014-02-19 トヨタ自動車株式会社 モータの制御装置
WO2011161925A1 (ja) * 2010-06-24 2011-12-29 パナソニック株式会社 電気自動車用電力供給装置
JP5168330B2 (ja) 2010-09-09 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 負荷駆動装置およびそれを備える車両ならびに負荷駆動装置の制御方法
EP2632038B1 (en) 2010-10-20 2018-02-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device and control method
US20120203404A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 GM Global Technology Operations LLC Method for heating hybrid powertrain components
JP5519734B2 (ja) * 2012-06-26 2014-06-11 ファナック株式会社 モータの駆動の準備の完了時にデータの通信速度を変更するマスタ装置
JP6055483B2 (ja) * 2012-11-12 2016-12-27 ボルボトラックコーポレーション 充放電システム
US9834100B2 (en) 2012-11-12 2017-12-05 Volvo Truck Corporation Charge/discharge system
US10596909B2 (en) * 2015-05-06 2020-03-24 The Regents Of The University Of Michigan Hybrid energy storage
JP6527785B2 (ja) * 2015-08-19 2019-06-05 本田技研工業株式会社 駆動装置及び輸送機器
JP6907986B2 (ja) 2018-03-29 2021-07-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のｄｃｄｃコンバータ
DE102018213939A1 (de) * 2018-08-17 2020-02-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Betreiben eines permanentmagneterregten Synchronmotors, elektronische Steuerungsvorrichtung, Motoranordnung und Speichermedium
CN110281811B (zh) * 2019-04-29 2023-04-07 山东沂星电动汽车有限公司 一种电动汽车的电池的限流保护方法及系统
KR20210052605A (ko) * 2019-10-29 2021-05-11 현대자동차주식회사 회생 제동 시스템 및 방법
US11912361B1 (en) * 2020-09-22 2024-02-27 Gemma Alexander Vehicular parallel parking system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5710699A (en) * 1996-05-28 1998-01-20 General Electric Company Power electronic interface circuits for batteries and ultracapacitors in electric vehicles and battery storage systems
JP2000068573A (ja) 1998-08-18 2000-03-03 Nec Corp レーザ電源装置
JP4489238B2 (ja) 2000-03-29 2010-06-23 正行 服部 電動機制御装置
JP3832237B2 (ja) * 2000-09-22 2006-10-11 日産自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
KR100739391B1 (ko) * 2001-08-02 2007-07-13 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 모터 구동 제어 장치
US6827182B2 (en) * 2001-10-17 2004-12-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Elevator controller
US6917179B2 (en) * 2001-10-25 2005-07-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control
JP3879528B2 (ja) * 2002-02-14 2007-02-14 トヨタ自動車株式会社 電圧変換装置
JP3969165B2 (ja) * 2002-04-16 2007-09-05 トヨタ自動車株式会社 電圧変換装置、電圧変換方法、電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8547051B2 (en) 2009-08-10 2013-10-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US8264192B2 (en) 2009-08-10 2012-09-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US8698433B2 (en) 2009-08-10 2014-04-15 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for minimizing phase advance current
US8264860B2 (en) 2009-08-10 2012-09-11 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction frequency tracking and reference generation
US8344706B2 (en) 2009-08-10 2013-01-01 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for rejecting DC current in power factor correction systems
US8358098B2 (en) 2009-08-10 2013-01-22 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction
US8406021B2 (en) 2009-08-10 2013-03-26 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for reducing line current distortion
US8476873B2 (en) 2009-08-10 2013-07-02 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for current balancing
US9088232B2 (en) 2009-08-10 2015-07-21 Emerson Climate Technologies, Inc. Power factor correction with variable bus voltage
US8508166B2 (en) 2009-08-10 2013-08-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Power factor correction with variable bus voltage
WO2011019696A2 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for estimating, managing, and diagnosing motor parameters
WO2011019696A3 (en) * 2009-08-10 2011-05-05 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for estimating, managing, and diagnosing motor parameters
US8493014B2 (en) 2009-08-10 2013-07-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for estimating, managing, and diagnosing motor parameters
US9154061B2 (en) 2009-08-10 2015-10-06 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US9912263B2 (en) 2009-08-10 2018-03-06 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US9564846B2 (en) 2009-08-10 2017-02-07 Emerson Climate Technologies, Inc. Power factor correction with variable bus voltage
US9705433B2 (en) 2009-08-10 2017-07-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Controller and method for transitioning between control angles
US9634593B2 (en) 2012-04-26 2017-04-25 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control
US9991834B2 (en) 2012-04-26 2018-06-05 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control
US10075116B2 (en) 2012-04-26 2018-09-11 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control
US9853588B2 (en) 2012-08-10 2017-12-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Motor drive control using pulse-width modulation pulse skipping
US9240749B2 (en) 2012-08-10 2016-01-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Motor drive control using pulse-width modulation pulse skipping

Also Published As

Publication number Publication date
EP1639696B1 (en) 2007-09-26
DE602004009181D1 (de) 2007-11-08
JP4193704B2 (ja) 2008-12-10
CN1890870A (zh) 2007-01-03
KR100767073B1 (ko) 2007-10-15
US7133602B2 (en) 2006-11-07
CN100536312C (zh) 2009-09-02
EP1639696A1 (en) 2006-03-29
JP2005210779A (ja) 2005-08-04
DE602004009181T2 (de) 2008-07-03
WO2005069478A1 (en) 2005-07-28
US20060165393A1 (en) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100767073B1 (ko) 전원 장치, 전원 장치를 이용한 모터 구동 제어 방법 및전원 장치가 장착된 모터 차량
JP4640200B2 (ja) 電圧変換装置および電圧変換器の制御方法
US8098050B2 (en) Charge/discharge control device for secondary battery and vehicle equipped with the same
US7847499B2 (en) Electric load apparatus, electric load controlling method and computer readable recording medium recording program for causing computer to execute control of electric load
US8306692B2 (en) Input/output control device for secondary battery and vehicle
US8558492B2 (en) Apparatus for driving motor of electric vehicle
KR101143438B1 (ko) 차량의 전력제어장치
US9493092B2 (en) Electric automobile
US10040368B2 (en) Power supply system, transportation device, and power transmission method including changing a proportion of a charging prower
US7355869B2 (en) Voltage conversion device and computer-readable recording medium having program recorded thereon for computer to control voltage conversion
JP4835383B2 (ja) 電力供給ユニットの制御装置および制御方法、その方法をコンピュータに実現させるためのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体
JP6508005B2 (ja) 電源装置
JP2007166874A (ja) 電圧変換装置
US20110068740A1 (en) Power supply system for vehicle, electric vehicle having the same, and method of controlling power supply system for vehicle
US11427179B2 (en) Power supply system
JP2009033830A (ja) 電気システムの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
KR20160058043A (ko) 전동 모터에 의하여 구동되는 차량 및 그 차량의 제어 방법
US20090166114A1 (en) Method of driving dc/dc converter, method of controlling dc/dc converter apparatus, method of controlling driving operation of vehicle, and method of driving fuel cell system
US20150120120A1 (en) Electric drive vehicle
JP5487675B2 (ja) モータ駆動装置及び電動車両
CN111824044A (zh) 电源系统
JP3991942B2 (ja) 車両の回生制御装置および回生制御方法
JP2004194475A (ja) インバータ装置
JP2004229399A (ja) 電圧変換装置、電圧変換方法、電力供給方法および電力供給の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2011259589A (ja) 車両用電源装置および車両用電源装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150917

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180920

Year of fee payment: 12