KR20170063681A - 기능을 지원하는 전기 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차, 바람직하게는 승용차에서 적어도 하나의 기능(12)을 지원하는 전기 모터(10), DC/DC 변환기(16), 및 차량 시스템 제어기(18)를 포함하는 장치(1)에 관한 것이며, 상기 전기 모터(10)는 DC/DC 변환기(16)의 출력 전압(22)에 연결되고, 상기 DC/DC 변환기(16)는 자동차의 시스템 전압(14)에 연결됨으로써, 상기 DC/DC 변환기(16)는 시스템 전압(14)과 전기 모터(10) 사이에 접속되고, 상기 DC/DC 변환기(16)는 추가로 차량 시스템 제어기(18)에 연결된다. 본 발명은 또한 상기 장치가 사용되는 방법에 관한 것이다.

Description

기능을 지원하는 전기 모터{ELECTRIC MOTOR FOR SUPPORTING A FUNCTION}
본 발명은 독립 청구항들의 전제부에 따른, 적어도 하나의 기능을 지원하는 전기 모터를 포함하는 장치, 상기 전기 모터에 의해 기능을 지원하기 위한 방법, 및 상기 전기 모터를 구비한 자동차에 관한 것이다.
DE 60304291 A1은 기능을 지원 또는 구동하기 위해 사용되는, 자동차 내 전기 모터를 구비한 장치를 제시한다. 이 경우, 전기 모터에 의해 생성된 운동 에너지는 예를 들어 자동차의 조정 가능한 부품을 움직이기 위해 사용된다. 전기 모터의 출력이 일정하게 하기 위해, 전기 기계의 에너지 공급도 일정해야 한다. 상기 에너지 공급은 전기 모터를 자동차의 시스템 전압에 연결함으로써 이루어진다. 그러나 시스템 전압에 의해 전기 모터의 일정한 에너지 공급을 보장하는 것은 불가능하다. 예를 들어, 내연 기관이 스위치 오프되면, 자동차의 발전기도 오프되기 때문에 시스템 전압은 변동한다.
본 발명의 과제는 장치의 일부인 전기 모터가 자동차의 시스템 전압과 무관하게 일정한 출력을 제공하는 장치를 제공하는 것이다.
독립 청구항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는 종래 기술에 비해, 장치의 일부인 전기 모터가 자동차의 시스템 전압과 무관하게 일정한 출력을 제공한다는 장점을 갖는다. 이는 자동차, 바람직하게는 승용차에서 적어도 하나의 기능을 지원하기 위해 DC/DC 변환기를 전기 모터의 상류에 연결함으로써 달성된다. 이런 기능은 전기 모터에 의해 조정되는 가동 부품을 포함하며, 예를 들어, 보행자 보호 및/또는 조향 지원 및/또는 제동 지원 및/또는 구동 트레인 구성 요소 및/또는 ABS 및/또는 ESP와 같은 제동 기능 및/또는 자율 주행 및/또는 자율 제동일 수 있다. 구동 트레인은 내연 기관으로부터 자동차의 휠들로 힘을 전달하는 모든 어셈블리를 포함한다. 이것에는 내연기관, 구동 측 및 출력 측을 구비한 트랜스미션, 및 휠들이 포함된다. 이 경우, 전기 모터는 선형 액추에이터로서 작용하여 부품을 선형 운동으로 조정하고, 및/또는 방사방향 액추에이터로서 작용하여 부품을 아치형 운동으로 조정한다. DC/DC 변환기는 일정하며 시스템 전압의 변동과 무관한 출력 전압을 출력한다. DC/DC 변환기는 자동차의 시스템 전압에 연결되고, 전기 모터는 DC/DC 변환기의 출력 전압에 연결된다. 따라서, DC/DC 변환기는 시스템 전압과 전기 모터 사이에 연결된다. 전기 모터에 의해 일정한 출력을 기능에 공급하는 것은 내연 기관의 스위치 오프 시에도 보장될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 전기 모터는 자동차의 코스팅(coasting) 모드 및 스타트/스톱 기능에 관련된다. 코스팅(coasting) 모드 및 스타트/스톱 기능에서, 자동차의 내연 기관은 연료를 절약하기 위해 스위치 오프된다. 자동차의 발전기도 스위치 오프된다. 발전기의 온 스위칭 및 오프 스위칭은 매번 시스템 전압이 설정 값만큼 변동되게 한다. 이러한 변동은 DC/DC 변환기의 출력 전압을 일정하게 유지함으로써 자동차의 작동 상황과 무관하게 전기 모터의 일정한 공급을 보장하는 DC/DC 변환기에 의해 보상될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방식으로, 자동차의 제동 시스템에는 제동 시스템의 완벽한 작동을 위해 필요한 전압이 항상 공급될 수 있다.
또한, DC/DC 변환기는 차량 시스템 제어기에 연결된다. 차량 시스템 제어기는 차량의 중앙 연산, 메모리 및 제어 유닛이다. 자동차의 모든 기능은 차량 시스템 제어기와 통신하므로, 자동차 및 기능의 작동 데이터가 차량 시스템 제어기로 전송된다. 이는 작동 상황에 의존하는 DC/DC 변환기의 제어, 그에 따라 전기 모터용 출력 전압의 제어를 가능하게 한다. 즉, 전기 모터에는 DC/DC 변환기에 의해 적어도 단시간 동안 예를 들어 증가된 전압이 공급될 수 있어서 그 출력이 정격 출력보다 높다. 차량 시스템 제어기에 연결된 이러한 DC/DC 변환기에 의해, 자동차의 기능들이 자동차 시스템 제어에 따라 지원되거나 작동될 수 있다. 상기 기능은, 전기 모터가 서보 모터로서 작용하여 예를 들어 유압과 더불어 추가로 기계적 에너지를 기능의 부품에 전달하는 방식으로, 전기 모터에 의해 지원될 수 있다. 전기 모터는 추가 기능을 위한 보조 장치이며, 특히 차량의 이동을 위한 트랙션 구동 장치가 아니다. 그러나 전기 모터가 자신의 힘으로부터 완전히 기능을 작동시키고 지원 방식으로만 작용하지 않는 것도 가능하다. DC/DC 변환기와 차량 시스템 제어기의 통신에 의해, 차량의 작동 데이터가 차량 시스템 제어기에 저장되기 때문에, 전기 모터는 자동차의 작동 상황에 대해 최적으로 반응할 수 있다. 전기 모터가 일정한 출력을 유지하기 위해 증가된 전압을 필요로 하는 상황이 나타날 수 있다. 이러한 상황은 예를 들어 전기 모터의 상승된 온도에서 주어진다. 전기 모터가 정격 출력에 비해 증가된 출력을 제공해야 하는 상황도 발생할 수 있다. 이러한 상황은 예를 들어 교통 사고와 같은 비상 상황에서 생긴다. 교통 사고의 경우 보행자 보호 대책으로서, 예를 들어 윈드실드 와이퍼 모터가 증가된 전압으로 구동됨으로써, 와이퍼가 증가된 속도로, 사고 당사자에게 위험하지 않은 보닛 아래의 위치로 이동되는 것이 가능하다.
DC/DC 변환기의 출력 전압을 상황으로 인한 요구 조건에 맞게 조정하기 위해, 상기 기능으로부터 바람직한 신호 피드백이 구성된다. 따라서, 기능의 작동 상태에 대한 정보는 신호 피드백에 의해 차량 시스템 제어기로 전송된다. 이 정보는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 자동차 부품의 온도일 수 있다. 또한, 가속도 센서의 정보 및/또는 유압에 대한 정보를 상기 기능으로부터 차량 시스템 제어기로 전송하는 것도 가능하다. 카메라 시스템 또는 초음파 센서에 의해 기록된 그래픽 및/또는 이미지를 신호 피드백을 통해 전송하는 것이 가능하다. 차량 외부에 존재하는 광도의 값을 전송하는 것도 가능하다. 추가 차량 시스템 정보 및 신호를 피드백을 통해 차량 시스템 제어기로 송신하는 것도 가능하다. 이 정보는 차량 시스템 제어기에서 처리된 다음, 제어 신호가 DC/DC 변환기로 송신된다. 이 제어 신호는 출력 전압이 작동 상황에서 기능의 요구에 맞게 조정되게 한다. 따라서, 전기 모터는 작동 상황과 관련해서 최적으로 전압을 공급받는다. 이러한 방식으로, 상기 기능은 자동차의 작동 상황에 맞게 항상 정확한 출력을 제공한다. 상기 출력은 전기 모터의 정격 출력보다 높거나 낮을 수 있거나, 또는 전기 모터의 정력 출력에 상응한다.
전기 모터는 추가 기능을 위한 보조 장치이며, 특히 차량의 이동을 위한 트랙션 구동 장치가 아니다.
바람직하게는, 시스템 전압의 변동이 감소하면, DC/DC 변환기의 출력 전압이 상승하거나 일정하게 유지된다. 그러나 시스템 전압이 정격값 이상으로 상승할 수 있으므로, DC/DC 변환기는 이를 보상하고 일정한 출력 전압을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예가 도면에 도시되어 있으며, 이하에서 상세히 설명된다.
도 1은 상류에 접속된 DC/DC 변환기를 구비한 전기 모터가 사용되는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 흐름도로 도시한다. DC/DC 변환기(16)에 공급되는 시스템 전압(14)이 도시된다. 동시에 DC/DC 변환기(16)가 차량 시스템 제어기(18)에 연결됨으로써, 차량 시스템 제어기(18)가 DC/ DC 변환기(16)에 정보를 전송한다. 전기 모터(10)가 DC/DC 변환기(16)에 연결된다. 이 경우, DC/DC 변환기(16)의 출력 전압(22)은 전기 모터(10)에 전기 에너지를 공급한다. 전기 모터(10)는 기능(12)의 가동 부품을 조정함으로써 기능(12), 예를 들어 보행자 보호 및/또는 조향 지원 및/또는 제동 지원 및/또는 구동 트레인 구성 요소 및/또는 ABS와 같은 제동 기능 및/또는 자율 주행 및/또는 자율 제동을 작동시킨다. 따라서, 시스템 전압(14), DC/DC 변환기(16), 전기 모터(10), 및 상기 전기 모터에 의해 작동되는 또는 지원되는 기능(12)은 제어 체인을 형성한다. 기능(12)으로부터 신호 피드백(20)이 구성됨으로써, 기능(12)과 차량 시스템 제어기(18)가 서로 연결되고 서로 통신한다. 신호 피드백(20)은 기능(12)의 작동 상태에 대한 정보(200)가 차량 시스템 제어기(18)로 전송되는 것을 허용한다. 상기 정보(200)는 예를 들어 기능(12)의 온도 의존적 어셈블리의 신호들, 유압 또는 공기압의 신호들, 힘 및/또는 토크의 신호들, 전류 및/또는 전압의 신호들, 및/또는 추가 시스템 관련 정보이다. 정보(200)를 차량 시스템 제어기(18)에 전송함으로써, DC/DC 변환기(16)를 기능(12)이 배치된 자동차의 급격한 작동 상황에 맞게 조정하는 것이 가능하다. 이를 위해, 차량 시스템 제어기(18)는 DC/DC 변환기(16)에 연결된다. 따라서, DC/DC 변환기(16), 전기 기계(10), 기능(12) 및 차량 시스템 제어기(18)는 제어 회로를 형성하며, 상기 시스템 전압(14)은 제어 회로의 제어 변수와 같다.
1 장치
10 전기 모터
12 기능
14 시스템 전압
16 DC/DC 변환기
18 차량 시스템 제어기
20 신호 피드백
22 출력 전압
200 정보

Claims (11)

  1. 자동차, 바람직하게는 승용차에서 적어도 하나의 기능(12)을 지원하는 전기 모터(10), DC/DC 변환기(16), 및 차량 시스템 제어기(18)를 포함하는 장치(1)로서, 상기 전기 모터(10)는 상기 DC/DC 변환기(16)의 출력 전압(22)에 연결되고, 상기 DC/DC 변환기(16)는 자동차의 시스템 전압(14)에 연결됨으로써, 상기 DC/DC 변환기(16)는 상기 시스템 전압(14)과 상기 전기 모터(10) 사이에 접속되고, 상기 DC/DC 변환기(16)는 추가로 상기 차량 시스템 제어기(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기능(12)과 상기 차량 시스템 제어기(18) 사이에 신호 피드백(20)이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기능은 예를 들어 보행자 보호 및/또는 조향 지원 및/또는 제동 지원 및/또는 구동 트레인 구성 요소 및/또는 제동 기능 및/또는 자율 주행 및/또는 자율 제동인 것을 특징으로 하는 장치(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터는 추가 기능을 위한 보조 장치이고, 특히 차량의 이동을 위한 트랙션 구동 장치가 아닌 것을 특징으로 하는 장치(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 전기 모터(10)에 의해 기능(2)을 지원하기 위한 방법에 있어서,
    상기 전기 모터(10)에는 DC/DC 변환기(16)에 의해 일정하게 전압이 공급되고, 전기 에너지는 시스템 전압(14)과 무관하게 및/또는 차량 시스템 제어기(18)에 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 차량 시스템 제어기(18)는 신호 피드백(20)을 통해 상기 기능(12)으로부터 정보(200)를 얻고, 상기 정보(200)를 기초로 상기 DC/DC 변환기(16)가 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항 및 제 5 항에 있어서, 상기 정보(200)에 의해 출력 전압(22)이 상기 전기 모터(10)의 정격 전압 이상으로 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정보(200)는 상기 기능(12) 및/또는 자동차의 작동 상태에 대한 작동 데이터를 포함하고, 상기 작동 데이터는 특히 온도 및/또는 압력 및/또는 전압 및/또는 가속도 및/또는 이미지 인식 및/또는 광도의 정보(200)인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 전압(14)의 변동 시에 상기 기능(12)은 상기 DC/DC 변환기(16)를 가진 상기 전기 모터(10)에 의해 지원되고, 상기 변동은 예를 들어 자동차의 내연기관의 정지에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변동은 상기 시스템 전압(14)의 감소이므로, 상기 DC/DC 변환기(16)의 상기 출력 전압(22)은 상기 시스템 전압(14)이 감소하면 일정하게 유지되거나 상승하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전기 모터(10)를 구비한 자동차에 있어서,
    상기 전기 모터(10)의 상류에 DC/DC 변환기(16)가 연결되고, 상기 DC/DC 변환기(16)는 추가로 차량 시스템 제어기(18)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차.
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