KR20130060907A - 전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 형태에 따른 구동축 진동 저감 제어를 위한 전기차량을 제공한다. 상기 전기차량은, 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하는 입력토크 생성부와, 참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하는 이상적인 모터 속도 결정부와, 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하고, 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성하는 보정토크 생성부와, 상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하는 입력토크 보정부를 포함한다.

Description

전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법{ELECTRIC VEHICLE AND VIBRATION REDUCTION CONTROL METHOD IN DRIVE SHAFT THEREOF}

본 발명은 전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법에 관한 것이다.

전기차량은 내연기관(엔진)을 사용하지 않고 순수한 전기 동력에 의존하여 구동되는 차량으로서, 배터리 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미한다.

상기 전기차량에서는 모터의 회전속도 완충 요소(예를 들어, 토크 컨버터) 부재 등 여러 가지 이유로 구동축 진동이 발생한다. 상기 전기차량에서 모터의 회전속도 완충 요소가 배제된 이유는 전기에너지의 손실을 줄이기 위함이다. 상세히 설명하면, 사용자가 빠른 속도를 위해 가속 페달을 강하게 밟는 경우, 이는 모터의 회전속도를 증가시키지만, 회전속도 완충 요소가 존재하지 않아 모터의 회전속도는 구동축에 그대로 전달된다. 이로 인해 모터의 빠른 회전속도를 구동축이 따라오지 못하게 되고, 이에 따라 구동축이 비틀려 진동이 발생할 수 있다.

따라서, 이와 같은 전기차량의 구동축 진동을 저감시키기 위한 제어 방안이 요구된다.

당해 기술분야에서는, 전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법이 요구되고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 태양은, 구동축 진동 저감 제어를 위한 전기차량을 제공한다. 상기 전기차량은, 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하는 입력토크 생성부와, 참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하는 이상적인 모터 속도 결정부와, 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하고, 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성하는 보정토크 생성부와, 상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하는 입력토크 보정부를 포함한다.

본 발명의 제2 태양은, 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법을 제공한다. 상기 구동축 진동 저감 제어 방법은, 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하는 과정과, 참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하는 과정과, 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하는 과정과, 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성하는 과정과, 상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하는 과정을 포함한다.

덧붙여 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시 형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기차량의 제어 구성 장치를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 참조 모델의 입력 토크 변화에 따른 반응성을 도시한 도면, 및
도 4는 본 발명의 일 실시 형태를 적용하였을 경우 시간에 따른 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도 간 차이를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 전기차량 및 이의 구동축 진동 저감 제어 방법에 대해 설명한다. 특히, 본 발명은 원하는 이상적인 반응성을 보이는 참조 모델을 설정하여 실제 차량의 반응성이 참조 모델을 따라가도록 제어하기 위한 방안에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기차량의 제어 구성 장치를 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 전기차량은, 입력토크 생성부(100), 이상적인 모터속도 결정부(110), 실제 모터속도 결정부(120), 보정토크 생성부(130), 입력토크 보정부(140), 인버터(150), 모터(160)를 포함한다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 입력토크 생성부(100)는 모터(160)로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하고, 상기 생성된 입력 토크를 이상적인 모터속도 결정부(110)와 입력토크 보정부(140)로 제공한다. 여기서, 상기 입력 토크는, 가속(accelerator) 정보, 제동(brake) 정보, 차량 상태 정보 등을 기반으로 차량제어모듈(VCM: Vehicle Control Module)에 의해 생성된 참조 토크에, 차량을 움직이기 위한 최소한의 기동 토크를 가감함으로써 생성할 수 있다. 예를 들어, 차량 상태 정보는, 차량 속도, 배터리 잔량, 배터리 전압, 배터리 온도, 모터 온도 등을 포함한다.

상기 이상적인 모터속도 결정부(110)는 참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하고, 상기 결정된 이상적인 모터 속도를 보정토크 생성부(130)로 제공한다. 여기서, 상기 참조 모델은 입력 토크 변화에 대하여 원하는 이상적인 반응성을 보이는 모델로서, 도 3과 같이, 급가속 또는 급제동 등에 의해 입력 토크가 급하게 변하더라도 목표 모터 속도를 벗어나지 않으면서 구동축 진동을 발생시키지 않는 모델로 선정한다.

상기 실제 모터속도 결정부(120)는 상기 입력토크 생성부(100)에 의해 생성된 입력 토크가 입력토크 보정부(140), 인버터(150)를 거쳐 모터(160)로 제공됨에 따라 상기 모터(160)에서 발생하게 되는 실제 모터 속도를 결정하고, 상기 결정된 실제 모터 속도를 보정토크 생성부(130)로 제공한다.

상기 보정토크 생성부(130)는 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하고, 이와 같은 모터 속도 차이를 보정하기 위해 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성한 후, 상기 생성된 보정 토크를 입력토크 보정부(140)로 제공한다.

상기 입력토크 보정부(140)는 상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하고, 상기 보정된 입력 토크를 인버터(150)로 제공한다.

상기 인버터(150)는 상기 보정된 입력 토크에 대응하는 전류를 발생하여 모터(160)로 제공한다.

상기 모터(160)는 상기 발생된 전류에 의해 구동되어, 전기차량을 구동시키는 동력을 발생한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면, 전기차량은 201단계에서 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성한다. 여기서, 상기 입력 토크는, 가속(accelerator) 정보, 제동(brake) 정보, 차량 상태 정보 등을 기반으로 차량제어모듈(VCM: Vehicle Control Module)에 의해 생성된 참조 토크에, 차량을 움직이기 위한 최소한의 기동 토크를 가감함으로써 생성할 수 있다. 예를 들어, 차량 상태 정보는, 차량 속도, 배터리 잔량, 배터리 전압, 배터리 온도, 모터 온도 등을 포함한다.

이후, 상기 전기차량은 203단계에서 참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정한다.

이후, 상기 전기차량은 205단계에서 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정한다. 즉, 상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도의 차이를 결정한다.

이후, 상기 전기차량은 207단계에서 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도 간 차이를 보정하기 위해, 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성한다. 여기서, 상기 전기차량은 모터 속도 차이별 보정 토크가 정의된 테이블을 참조하여 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성할 수 있다.

이후, 상기 전기차량은 209단계에서 상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정한다. 즉, 상기 입력 토크에 보정 토크를 가감함으로써, 상기 입력 토크를 보정한다.

이후, 상기 전기차량은 211단계에서 상기 보정된 입력 토크에 대응하는 전류를 발생한다.

이후, 상기 전기차량은 213단계에서 상기 발생된 전류로 모터를 구동한다.

이후, 상기 전기차량은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태를 적용하였을 경우 시간에 따른 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도 간 차이를 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명과 같이 참조 모델을 기반으로 모터로 제공되는 입력 토크를 보정하였을 경우, 시간이 지남에 따라 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도 간 차이가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 시간이 지남에 따라 참조 모델과 실제 차량이 동일한 모터 속도를 출력하게 됨을 의미한다. 이에 따라 실제 차량은, 참조 모델과 같이, 입력 토크가 급하게 변하더라도 목표 모터 속도를 벗어나지 않으면서 구동축 진동을 발생시키지 않는 모터 속도를 출력할 수 있다. 또한 본 발명은 원하는 이상적인 반응성을 보이는 참조 모델을 설정하여 실제 차량의 반응성이 참조 모델을 따라가도록 제어하기 때문에, 외란(disturbance) 및 차량 질량 변화에 강인한 특성을 가질 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 입력토크 생성부
110: 이상적인 모터속도 결정부
120: 실제 모터속도 결정부
130: 보정토크 생성부
140: 입력토크 보정부
150: 인버터
160: 모터

Claims (6)

1. 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하는 입력토크 생성부와,
   참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하는 이상적인 모터 속도 결정부와,
   상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하고, 상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성하는 보정토크 생성부와,
   상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하는 입력토크 보정부를 포함하는 전기차량.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정된 입력 토크에 대응하는 전류를 발생하여 모터를 구동하는 인버터를 더 포함하는 전기차량.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 입력 토크는, 가속(accelerator) 정보, 제동(brake) 정보, 차량 상태 정보 중 적어도 하나를 기반으로 생성하는 전기차량.
   
4. 모터로 제공하기 위한 입력 토크를 생성하는 과정과,
   참조 모델을 기반으로 상기 생성된 입력 토크에 대응하는 이상적인 모터 속도를 결정하는 과정과,
   상기 결정된 이상적인 모터 속도와 실제 모터 속도를 기반으로 모터 속도 차이를 결정하는 과정과,
   상기 결정된 모터 속도 차이에 대응하는 보정 토크를 생성하는 과정과,
   상기 생성된 보정 토크를 기반으로 상기 입력 토크를 보정하는 과정을 포함하는 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 보정된 입력 토크에 대응하는 전류를 발생하는 과정과,
   상기 발생된 전류로 모터를 구동하는 과정을 더 포함하는 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 입력 토크는, 가속(accelerator) 정보, 제동(brake) 정보, 차량 상태 정보 중 적어도 하나를 기반으로 생성하는 전기차량의 구동축 진동 저감 제어 방법.

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