KR20140062355A - 인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법 - Google Patents

인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티어링 휠의 조향에 따른 선회량이 목표 궤적을 추종하지 못하는 경우 후륜 좌우측 인휠모터의 토크 차이에 따라 구동력과 회생 제동력을 배분하여 안정된 요거동 제어가 제공될 수 있도록 하는 인휠모터 전기자동차의 제어방법이 개시된다.
본 발명은 가속페달과 브레이크 페달의 작동을 분석하여 차량의 거동이 등속운전인지 혹은 감가속 운전인지 판단하는 과정; 차량의 거동이 등속운전이면 목표 궤적의 추종으로 판정하여 선회 내외측 인휠모터의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 동일하게 분배하는 과정; 차량의 거동이 가속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하는 과정; 차량의 거동이 감속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하는 과정을 포함한다.

Description

인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING WITH IN WHEEL MOTOR ELECTRICITY VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 인휠모터 전기자동차의 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 휠의 조향에 따른 선회량이 목표 궤적을 추종하지 못하는 경우 후륜 좌우측 인휠모터의 토크 차이에 따라 구동력과 회생 제동력을 배분하여 안정된 요거동 제어가 제공될 수 있도록 하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
휘발유, 경유 등과 같은 화석 연료의 사용에 따른 환경문제의 심각성과 한정된 자원의 고갈에 따라 모터로 구동되는 전기자동차, 연료전지 자동차, 하이브리드 자동차 등이 개발되고 있다.
인휠모터 전기자동차는 인휠모터가 각 차륜의 휠 안에 장착되어 각 차륜이 독립 구동으로 제어될 수 있는 시스템이다.
인휠모터 전기자동차는 각 차륜의 휠 안에 개별모터가 장착됨으로써 전륜축 혹은 후륜축에 구동모터가 인라인으로 구성되는 전기자동차에 비하여 구동계가 단순하여 공간의 활용성이 우수하다.
그리고, 각각의 차륜을 독립 구동으로 제어할 수 있어 각 휠에 대한 토크 조절이 가능하므로 차량의 거동 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 변속기, 차동장치 등의 복잡한 동력전달장치가 생략되는 장점을 있다.
도 4 내지 도 6은 인휠모터가 적용되는 하이브리드 자동차의 일예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전륜에 엔진(1)과 변속기(2), 트랜스터 기어(3)를 포함하는 파워 트레인으로 독립된 구동계가 적용되고, 후륜의 좌우측 차륜(11)에 독립 구동되는 인휠모터가 적용될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 전륜의 좌우측 차륜(10)에 독립 구동되는 인휠모터가 적용되고, 후륜에 엔진(1)과 변속기(2), 트랜스터 기어(3)를 포함하는 파워 트레인으로 독립된 구동계가 적용될 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 전륜의 좌우측 차륜(10)과 후륜의 좌우측 차륜(11)에 각각 독립 구동되는 인휠모터가 적용되어 E-4WD가 구현될 수 있다.
도 7은 일반적인 인휠모터의 장착구조를 도시한 측단면도이다.
도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 인휠모터는 코일(171)이 권선되는 스테이터(170)와 영구자석(181)으로 구성되는 로터(180)가 서로 마주보도록 배치된다.
상기 스테이터(170)는 스테이터 브래킷(80)을 통해 너클(30)에 고정되고, 너클(30)은 직접 또는 다른 요소들을 차체에 고정되어 있기 때문에 인휠모터의 스테이터(170)를 차체에 고정시킨다.
그리고, 로터(180)는 로터 브래킷(130)을 통해 휠(140)에 고정되어 로터(180)가 스테이터(170)에 대해 회전하면 휠(140) 및 바퀴(141)도 함께 회전될 수 있다.
상기 휠(140) 및 바퀴(141)의 회전이 가능하게 휠 베어링의 회전부가 휠에 고정되는데, 휠베어링의 고정부는 너클(30)에 대해 고정된다.
상기 너클(30)은 가운데 형성되는 구성을 통해 휠 베어링이 삽입되고, 휠베어링의 내륜(50)은 휠(140)에 대하여 고정되고, 외륜(70)은 너클(30)에 대해 고정된다.
상기 휠베어링의 외륜(70)에는 볼트(90)가 체결되는 홀이 형성되는 플랜지(71)가 반경방향 외측으로 연장되어 형성된다.
차체 측으로부터 너클(30), 스테이터 브래킷(80), 외륜(70)의 플랜지(71)가 순서대로 배열되고 볼트(90)에 의해 상호 고정된다.
상기 로터(180)는 로터 브래킷(130)에 의해 지지되며, 로터 브래킷(130)은 볼트와 너트에 의해 휠베어링 내륜(50), 브레이크 디스크(120), 휠(140)과 서로 고정된다.
일반적으로 차량이 주행하는 과정에서 노면의 구배조건, 차량의 좌우 비대칭 구조, 좌우 타이어 특성차이 등의 원인에 의해 직진 주행시 한쪽 방향으로 쏠리게 되는 쏠림 현상이 발생하며, 이러한 쏠림 현상은 양산차량의 초기 품질지수 평가에서 항상 발생되는 고질적인 문제이다.
종래의 인휠모터 전기자동차에서는 주행중에 한쪽으로 치우치는 쏠림 현상이 발생되는 경우 운전자가 직접 이를 인지하고 스티어링 휠을 조작하여 직진 주행이 제공될 수 있도록 한다.
또한, 종래의 인휠모터 전기자동차에서는 주행중 스티어링 휠의 조향각에 따라 차량이 선회할 때 차량의 선회량이 스티어링 휠로 요구되는 목표 궤적의 선회량을 추종하지 못하고 언더스티어(Under Streer)가 발생될 때 외측 후륜 인휠모터의 구동력을 크게 배분하고, 내측 후륜 인휠모터의 구동력을 작게 배분하여 목표 궤적의 선회량을 추종하도록 하는 요거동 제어를 실행한다.
반대로, 인휠모터 전기자동차의 주행중에 스티어링 휠의 조향각에 따라 차량이 선회할 때 차량의 선회량이 스티어링 휠로 요구되는 목표 궤적의 선회량을 추종하지 못하고 오버스티어(Over Streer)가 발생될 때 내측 후륜 인휠모터의 구동력을 크게 배분하고, 외측 후륜 인휠모터의 구동력을 작게 배분하여 목표 궤적의 선회량을 추종하도록 하는 요거동 제어를 실행한다.
전술한 바와 같이 종래의 인휠모터 전기자동차는 스티어링 휠의 조향에 따라 차량이 선회할 때 목표 궤적으로 추종하지 못하여 경우 후륜의 좌우측 인휠모터의 구동력 크기를 배분하여 요거동 제어를 실행하므로, 배터리의 전력 소모량을 증가시키게 되어 주행거리의 단축을 제공하고, 연비 저하를 초래할 수 있다.
공개특허공보 제10-2012-0024170호(2012.03.14.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 인휠모터 전기자동차의 주행에서 스티어링 휠의 조향에 따른 선회량이 목표 궤적을 추종하지 못하는 경우 후륜 좌우측 인휠모터의 토크 차이에 따라 구동력과 회생 제동력을 배분하여 안정된 요거동 제어를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 요거동 제어에서 회생 제동력를 사용함으로써 배터리의 충전을 제공하여 주행거리와 연비 향상을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 좌우측 차륜의 내측에 장착되어 독립 구동을 제공하는 인휠모터; 차량의 운전정보를 검출하는 하나 이상의 센서; 차량의 선회에 따라 요거동을 제어하여 목표 궤적을 추종시키는 제어기; 상기 제어기의 제어에 따라 인휠모터의 토크를 조정하는 인버터를 포함하고,
상기 제어기는 차량의 선회에 따른 목표 궤적의 요레이트와 요거동 제어방향 및 제어값을 결정하고, 좌우측 차륜 인휠모터의 구동력과 회생 제동력의 토크를 분배하여 목표 궤적을 추종시키는 인휠모터 전기자동차의 제어장치가 제공된다.
상기 하나 이상의 센서는 가속페달의 위치는 가속페달센서; 브레이크 페달의 위치를 검출하는 브레이크 센서; 스티어링 휠의 구동에 따른 조향각을 검출하는 조향각센서; 전후륜 좌우측 휠 속도를 검출하는 휠속센서; 차량의 종방향 가속도를 검출하는 종방향 가속도센서; 차량의 횡방향 가속도를 검출하는 횡방향 가속도센서; 차량의 선회에 따른 요거동을 검출하는 요레이트 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어기는 가속페달과 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않으며 목표 궤적을 추종하는 등속 운전이면 후륜 좌우측 인휠모터의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 동일하게 분배할 수 있다.
상기 제어기는 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하며, 구동력 토크를 회생 제동력 토크 보다 크게 분배할 수 있다.
상기 제어기는 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하며, 회생 제동력 토크를 구동력 토크 보다 크게 분배할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 차량의 운전정보를 검출하여 선회에 따른 목표 궤적의 요레이트와 요거동 제어방향 및 제어값을 결정하는 과정; 가속페달과 브레이크 페달의 작동을 분석하여 차량의 거동이 등속운전인지 혹은 감가속 운전인지 판단하는 과정; 상기 차량의 거동이 등속운전이면 목표 궤적의 추종으로 판정하여 선회 내외측 인휠모터의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 동일하게 분배하는 과정; 상기 차량의 거동이 가속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하는 과정; 상기 차량의 거동이 감속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하는 과정을 포함하는 인휠모터 전기자동차의 제어방법이 제공된다.
상기 차량의 거동이 언더스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터에 분배되는 구동력 토크가 선회 내측 후륜의 인휠모터에 분배되는 회생 제동력 토크 보다 크게 결정될 수 있다.
상기 차량의 거동이 오버스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터에 분배되는 회생 제동력 토크가 선회 내측 후륜의 인휠모터에 분배되는 제동력 토크 보다 크게 결정될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 인휠모터 전기자동차의 선회에 따른 요거동 제어가 후륜 좌우측 인휠모터의 구동력과 회생 제동력으로 실행될 수 있어 배터리의 충전이 제공되어 주행거리를 연장시키고, 연비 향상을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인휠모터 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인휠모터 전기자동차의 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 다른 인휠모터 전기자동차의 제어 개념을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 인휠모터가 적용되는 하이브리드 자동차의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 일반적인 인휠모터의 장착구조를 도시한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인휠모터 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 다수개의 센서들(21~27)과 제어기(31), 인버터(32), 배터리(33) 및 전륜(10)과 후륜(11)의 좌우측 차륜 내측에 장착되는 인휠모터(20a,20b,20c,20d)를 포함한다.
상기 다수개의 센서들(21~27)은 운전자가 구동하는 가속페달의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(31)에 제공하는 가속페달센서(21), 운전자가 구동하는 브레이크 페달의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(31)에 제공하는 브레이크 센서(22), 스티어링 휠의 구동에 따른 조향각을 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(31)에 제공하는 조향각센서(23), 전륜(10)과 후륜(11)의 좌우측 차륜 속도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(31)에 제공하는 휠속센서(24a~24d), 차량의 종방향 움직임 변화를 검출하여 종가속도를 제어기(31)에 제공하는 종방향 가속도센서(25), 차량의 횡방향 움직임 변화를 검출하여 횡가속도를 제어기(31)에 제공하는 횡방향 가속도센서(26) 및 차량의 선회에 따른 요거동을 검출하는 요레이트 센서(27)를 포함한다.
제어기(21)는 독립구동 주행모드에 따라 상기 다수개의 센서들(21~27)에서 제공되는 정보에 따라 인버터(32)를 통해 전륜(10)과 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20a,20b,20c,20d)의 구동을 제어한다.
상기 제어기(21)는 상기 다수개의 센서들(21~27)에서 제공되는 정보를 분석하여 차량의 선회에 따라 목표 궤적의 요레이트를 계산하여 설정된 기준값을 초과하면 요거동 제어방향을 판정하고, 목표 궤적의 요레이트와 기준값의 편차에 따른 요거동 제어값을 결정한다.
상기 제어기(21)는 가속페달센서(21)에서 인가되는 가속페달의 위치 정보, 브레이크 센서(22)에서 인가되는 브레이크 페달의 위치 정보, 조향각센서(23)에서 인가되는 조향각 정보, 휠속센서(24a~24d)에서 인가되는 전륜(10)과 후륜(11)의 각 차륜속도 정보, 종방향가속도센서(25)에서 인가되는 차량의 종방향 움직임 가속도 정보, 횡방향 가속도센서(26)에서 인가되는 차량의 횡방향 움직임 가속도 정보, 요레이트 센서(27)에서 인가되는 차량의 선회에 따른 요거동을 검출하여 목표 궤적의 요레이트를 산출한다.
상기 제어기(21)는 상기 다수개의 센서들(21~27)에서 제공되는 정보를 적용하여 계산된 목표 궤적의 요레이트가 설정된 기준값을 초과하지 않으면 각 차륜에 대한 토크 제어를 현재의 구동 조건으로 유지한다.
상기 제어기(21)는 목표 궤적의 요레이트와 기준값 편차에 따른 요거동 제어값이 결정되고, 가속페달과 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않으며 목표 궤적을 추종하는 등속 운전이면 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)의 구동력과 회생 제동력 크기가 같도록 토크 배분하여 요거동을 제어한다.
상기 제어기(21)는 목표 궤적의 요레이트와 기준값 편차에 따른 요거동 제어값이 결정되고, 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않는 가속 운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생으로 판정하여 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)에 인가되는 구동력이 회생 제동력 보다 크도록 토크 배분하여 요거동을 제어함으로써, 목표 궤적을 추종시킨다.
상기 제어기(21)는 목표 궤적의 요레이트와 기준값 편차에 따른 요거동 제어값이 결정되고, 브레이크 페달의 작동이 검출되는 감속 운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생으로 판정하여 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)에 인가되는 회생 제동력이 구동력 보다 크도록 토크 배분하여 요거동을 제어함으로써, 목표 궤적을 추종시킨다.
인버터(22)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor) 등을 포함하는 반도체 스위치 소자로 구성되며, 상기 제어기(31)에서 인가되는 PWM(Pulse Width Modulation)신호에 따라 스위칭 동작되어 배터리(33)의 직류 전압을 3상 교류 전압으로 변환시켜 인휠모터(20a~20d)에 구동 전압으로 공급한다.
또한, 상기 인버터(22)는 회생 제동제어에 따라 인휠모터(20a~20d)에서 발전되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 배터리(33)에 충전 전압으로 공급한다.
배터리(33)는 인휠모터(20a~20d)의 구동에 필요한 전압이 저장되고, 인휠모터(20a~20d)가 회생 제동력을 발생시킬 때 발전되는 전압으로 충전된다.
상기 배터리(33)는 운행을 마친 후 플러그인으로 접속되는 상용전원으로 충전될 수 있다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 인휠모터 전기자동차가 운행되면(S101) 제어기(31)는 가속페달센서(21)로부터 가속페달의 위치 정보를 검출하고, 브레이크 센서(22)로부터 브레이크 페달의 위치 정보를 검출하며, 조향각센서(23)로부터 조향각 정보를 검출하고, 휠속센서(24a~24d)로부터 전륜(10)과 후륜(11)의 각 차륜속도 정보를 검출하고, 종방향가속도센서(25)로부터 차량의 종방향 가속도 정보를 검출하고, 횡방향 가속도센서(26)로부터 차량의 횡방향 가속도 정보를 검출하며, 요레이트 센서(27)로부터 차량의 선회에 따른 요거동을 검출한다(S102).
이후, 제어기(31)는 상기 다수개의 센서들(21~27)에서 제공되는 정보를 분석하여 차량의 선회에 따른 목표 궤적의 요레이트를 계산하고(S103), 목표 궤적의 요레이트가 설정된 기준값을 초과하는지 판단한다(S104).
상기 제어기(31)는 상기 S104에서 목표 궤적의 요레이트가 설정된 기준값을 초과하지 않는 상태이면 각 차륜 인휠모터(20a~20d)의 구동 토크를 현재의 구동 조건으로 유지한다.
그러나, 상기 제어기(31)는 상기 S104에서 목표 궤적의 요레이트가 설정된 기준값을 초과하는 상태이면 요거동 제어방향을 판정하고(S105), 목표 궤적의 요레이트와 기준값의 편차에 따른 요거동 제어값을 결정한다(S106).
상기 제어기(21)는 상기 S106에서 요거동 제어값이 결정되면 가속페달의 위치정보와 브레이크 페달의 위치정보를 분석하여 가속페달 및 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않는 등속 운전인지 판단한다(S107).
상기 제어기(31)는 상기 S107에서 가속페달과 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않으며 목표 궤적을 추종하는 등속운전으로 판단되면 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)의 구동력과 회생 제동력 크기를 동일하게 결정한 다음(S108)인휠모터(20c,20d)의 구동토크를 배분하여(S109) 요거동을 제어한다(S115).
따라서, 후륜 일측의 인휠모터를 구동시키기 위해 소모되는 에너지와 다른 일측 인휠모터의 회생 제동력으로 발생되는 에너지가 동일하게 유지될 수 있어 배터리의 전력 손실이 발생되지 않는다.
상기 제어기(21)는 상기 S107에서 등속 운전이 아니면 브레이크 페달의 작동이 검출되는 감속운전인지 판단한다(S110).
상기 제어기(21)는 상기 S110에서 브레이크 페달의 작동이 검출되는 감속운전으로 판단되면 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생으로 판정하여 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)에 인가되는 회생 제동력이 구동력 보다 크게 결정하고(S111), 후륜 좌우측 인휠모터(20c,20d)의 회생 제동력 토크와 구동력 토크를 배분함으로써(S112) 목표 궤적을 추종하는 요거동 제어를 제공한다(S115).
예를 들어, 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하며, 회생 제동력 토크를 구동력 토크 보다 크게 분배한다.
또한, 상기 제어기(21)는 S110에서 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않는 가속 운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생으로 판정하여 인버터(32)를 통해 후륜(11)의 좌우측 차륜에 장착되는 인휠모터(20c,20d)에 인가되는 구동력이 회생 제동력 보다 크게 결정하고(S113), 후륜 좌우측 인휠모터(20c,20d)의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 배분함으로써(S114) 목표 궤적을 추종하는 요거동 제어를 제공한다(S115).
예를 들어, 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하며, 회생 제동력 토크를 구동력 토크 보다 크게 분배한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인휠모터 전기자동차의 요거동 제어 개념을 도시한 도면이다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이 차량이 선회할 때 목표 궤적을 추종하는 못하고 오버스티어를 발생시키는 운전조건이면 선회 내측 후륜의 인휠모터는 구동력토크(A)가 발생되도록 제어하고, 선회 외측 후륜의 인휠모터는 회생 제동력 토크(B)이 발생되도록 제어하여 목표 궤적을 추종하는 요거동 제어를 제공한다.
그리고, 차량이 선회할 때 목표 궤적을 추종하는 못하고 언버 스티어를 발생시키는 운전조건이면 선회 내측 후륜의 인휠모터는 회생 제동력 토크가 발생되도록 제어하고, 선회 외측 후륜의 인휠모터는 구동력 토크가 발생되도록 제어하여 목표 궤적을 추종하는 요거동 제어를 제공한다.
상기한 설명에서는 전륜과 후륜의 좌우측 차륜에 인휠모터가 장착되는 구조를 예로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 전륜에만 인휠모터를 장착한 전륜구동차량 그리고 후륜에만 인휠모터를 장착한 후륜구동차량에 적용할 수 있다.
또한, 전륜이나 후륜에 엔진을 포함하는 파워 트레인의 구동계가 적용되고, 다른 차륜에는 인휠모터가 장착되는 하이브리드 전기자동차에도 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 전륜 20 : 후륜
20a~20d : 인휠모토 21 : 가속페달센서
22 : 브레이크센서 23 : 조향각센서
24a~24d : 휠속센서 25 : 종방향가속도센서
26 : 횡방향가속도센서 27 : 요레이트센서
31 : 제어기 32 : 인버터

Claims (9)

  1. 좌우측 차륜의 내측에 장착되어 독립 구동을 제공하는 인휠모터;
    차량의 운전정보를 검출하는 하나 이상의 센서;
    차량의 선회에 따라 요거동을 제어하여 목표 궤적을 추종시키는 제어기;
    상기 제어기의 제어에 따라 인휠모터의 토크를 조정하는 인버터;
    를 포함하고,
    상기 제어기는 차량의 선회에 따른 목표 궤적의 요레이트와 요거동 제어방향 및 제어값을 결정하고, 좌우측 차륜 인휠모터의 구동력과 회생 제동력의 토크를 분배하여 목표 궤적을 추종시키는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속페달의 위치는 가속페달센서;
    브레이크 페달의 위치를 검출하는 브레이크 센서;
    스티어링 휠의 구동에 따른 조향각을 검출하는 조향각센서;
    전후륜 좌우측 휠 속도를 검출하는 휠속센서;
    차량의 종방향 가속도를 검출하는 종방향 가속도센서;
    차량의 횡방향 가속도를 검출하는 횡방향 가속도센서;
    차량의 선회에 따른 요거동을 검출하는 요레이트 센서;
    포함하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 가속페달과 브레이크 페달의 작동이 검출되지 않으며 목표 궤적을 추종하는 등속 운전이면 후륜 좌우측 인휠모터의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 동일하게 분배하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하며, 구동력 토크를 회생 제동력 토크 보다 크게 분배하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하며, 회생 제동력 토크를 구동력 토크 보다 크게 분배하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
  6. 차량의 운전정보를 검출하여 선회에 따른 목표 궤적의 요레이트와 요거동 제어방향 및 제어값을 결정하는 과정;
    가속페달과 브레이크 페달의 작동을 분석하여 차량의 거동이 등속운전인지 혹은 감가속 운전인지 판단하는 과정;
    상기 차량의 거동이 등속운전이면 목표 궤적의 추종으로 판정하여 선회 내외측 인휠모터의 구동력 토크와 회생 제동력 토크를 동일하게 분배하는 과정;
    상기 차량의 거동이 가속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 언더스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하는 과정;
    상기 차량의 거동이 감속운전이면 목표 궤적을 추종하지 못하는 오버스티어 발생으로 판정하여 선회 외측 후륜의 인휠모터를 회생 제동력으로 제어하고, 선회 내측 후륜의 인휠모터를 구동력으로 제어하는 과정;
    을 포함하는 인휠모터 전기자동차의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차량의 거동이 언더스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터에 분배되는 구동력 토크가 선회 내측 후륜의 인휠모터에 분배되는 회생 제동력 토크 보다 크게 결정되는 인휠모터 전기자동차의 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 차량의 거동이 오버스티어 발생이면 선회 외측 후륜의 인휠모터에 분배되는 회생 제동력 토크가 선회 내측 후륜의 인휠모터에 분배되는 제동력 토크 보다 크게 결정되는 인휠모터 전기자동차의 제어방법.
  9. 각 차륜의 내측에 장착되는 인휠모터;
    차량의 운전정보를 검출하는 복수개의 센서;
    차량의 선회에 따라 요거동을 제어하여 목표 궤적을 추종시키는 제어유닛;
    상기 제어기의 제어에 따라 인휠모터의 토크를 조정하는 인버터;
    를 포함하며,
    상기 제어유닛은 설정된 프로그램에 따라 동작되어 상기 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법으로 목표 궤적을 추종하는 요거동 제어를 실행하는 인휠모터 전기자동차의 제어장치.
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