KR20180022297A - 저속 전기차용 속도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저속 전기차용 속도 제어장치에 관한 것으로서, 액셀러레이터의 답보량을 입력받고, 전기차의 구동원인 모터 고유의 RPM-토크 곡선에 의한 RPM 대비 토크값에 따라 액셀 토크 지령을 생성하는 토크 지령 발생기; 상기 전기차의 전진, 후진, 및 중립 중 어느 하나의 기어 선택을 결정하는 방향 스위치; 상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령과 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 생성하는 제한치 설정 블록; 상기 액셀러레이터의 ON/OFF 상태와 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대 속도 지령 또는 정지 지령을 생성하는 최대 속도 제한 블록; 및 상기 제한치 설정 블록의 토크 지령 제한치 및 상기 최대 속도 제한 블록의 지령을 입력받고, 상기 모터의 피드백 속도와의 오차를 연산하여 PID 제어를 통해 최종 토크 지령을 생성하는 PID 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 제한치 설정 블록에서 액셀 토크 지령을 받아 최대/최소 속도 토크 지령 제한치를 설정하면서 토크 지령 제한치와 액셀 토크 지령을 가산하는 별도의 가산기를 필요로 하지 않으며, 이에 따라 외란에 의한 오버슈트를 방지하고 액셀레이터 답보량에 대응하는 속도 제어를 신속하게 수행할 수 있고, 언덕 밀림 판단을 위해 별도의 PID 제어기를 사용할 필요가 없어 단일의 PID 제어기로 토크 지령을 생성할 수 있음은 물론 액셀 OFF 시에 차량의 정지 방향으로 토크 제어를 실시하여 추진 토크량이 제동 토크량으로 변하는 시간을 억제하고 변위 값을 줄여 언덕에서의 밀림 거리를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

저속 전기차용 속도 제어장치{SPEED CONTROL APPARATUS FOR LOW SPEED ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 저속 전기차용 속도 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액셀러레이터 답보량을 토크 지령 제한치에 적용함으로써 외란을 줄이고 오버슈트를 방지하여 빠른 속도 제어가 가능하며, 언덕 정지 토크 제어를 위한 PID 제어기를 사용할 필요 없이 단일의 PID 제어기를 속도 제어를 수행하여 등판 구간에서의 밀림 거리를 크게 줄일 수 있는 저속 전기차용 속도 제어장치에 관한 것이다.
최근 들어 자원 고갈, 에너지 문제, 지구 온난화와 환경문제, 주요국의 CO2 규제정책과 같은 자동차 산업을 둘러싼 환경의 변화로 전기 자동차의 필요성이 강력히 대두되고 있다. 세계 각국은 앞 다투어 자동차 배기가스 규제 정책과 전기 자동차 보급 정책을 실시하고 있어, 향후 전기 자동차의 보급은 점차 증대될 것으로 전망되고 있다.
전기 자동차는 기존의 내연기관으로 구성된 자동차를 대체하는 친환경 자동차로서, EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in EV), HEV(Hybrid EV), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등으로 분류된다. 여기서, EV는 순수한 전기의 힘으로 구동되는 전기 자동차이다.
도 1은 일반적인 EV의 동력 제어 시스템을 예시한다. 도 1을 참조하면, ECU(Electronic Control Unit, 100)는 각종 센서에서 수집한 정보와 모터(120)의 속도를 전달받아 토크 제어를 실시하며, TCU(Transmission Control Unit, 110)에 변속기(130)의 솔레노이드 구동 신호를 전달한다. TCU(110)는 변속기(130)의 변속 시점과 품질을 제어하는 유닛으로, ECU(100)로부터 전달받은 솔레노이드 구동 신호에 따라 변속기의 솔레노이드 밸브를 개폐 제어하여 변속을 수행하며, 변속기(130)의 오일 온도 정보, 밸브 상태, 고장 정보 등을 ECU(100)로 전달한다. 변속기(130)의 출력은 차동기어(140)로 전달되고, 차동기어(140) 양측에 연결된 구동륜(150)이 회전하여 전기 자동차가 전진 또는 후진한다.
여기서, 종래의 전기 자동차는 운전자가 액셀러레이터를 밟는 답보량에 따라 ECU(100)에서 모터(120)에 토크 지령치를 전달하는 것으로 모터(120)의 속도(즉, 회전수)를 제어한다. 또한, ECU(100)는 모터(120)의 회전수를 피드백 받아 현재 속도에 대응하는 토크 제어를 실시한다. 토크 제어는 통상 알려진 바와 같이, 쉽게 구현할 수 있고 전기 자동차에서 내연기관의 엔진과 같은 감성을 갖도록 한다.
도 2는 종래 저속 전기차용 속도 제어장치를 예시한 블록도이고, 도 3은 종래 제한치 설정 블록에서의 언덕 밀림 판단 방법을 예시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 종래 저속 전기차용 속도 제어장치는 토크 지령 발생기(200)와, 방향 스위치(210)와, 제1 PID 제어기(220)와, 제2 PID 제어기(230)와, 제한치 설정 블록(240)과, 가산기(250)로 구성된다.
토크 지령 발생기(200)는 전기차의 액셀러레이터 답보량을 입력받고, 전기차에 탑재되는 모터 고유의 RPM-토크 곡선에 의한 RPM 대비 토크값에 따라 액셀 토크 지령을 생성한다. 이때, 차량의 방향 스위치(210)로부터 차량의 기어가 전진, 후진, 및 중립 중 어느 하나의 선택된 값을 받아 액셀 토크 지령의 부호를 선택한다.
제1 PID 제어기(220)는 모터의 출력단으로부터 현재 속도에 대응하는 피드백 속도를 입력받고, 최대 속도 제한치와 비교하여 PID(Proportional Integral Derivative) 제어를 수행한다. PID 제어라 함은 최대 속도 제한치와 피드백 속도의 오차값을 비례-적분-미분 제어를 수행하는 것으로서, 오차값의 크기에 비례한 제어를 수행하여 출력을 증폭시키고, 적분 제어를 통해 정상 상태에서의 오차를 줄이며, 미분 제어를 통해 출력값의 급격한 변화에 제동을 줄여 오버슈트(overshoot)를 줄이고 안정성을 향상시키는 제어를 일컫는다.
가산기(250)는 토크 지령 발생기(200)에서 출력되는 액셀 토크 지령과 제1 PID 제어기(220)에서 출력되는 최대 속도 제한 토크 지령을 가산하여 최종 토크 지령을 생성하며, 최종 토크 지령은 도시 안된 토크-전류 제어기에서 전류값으로 변환되어 전기차의 모터 구동신호로 인가된다.
여기서, 종래 저속 전기차에서는 주행 중에 차량이 언덕에 있고, 액셀을 OFF 한 상태에서 차량이 뒤로 밀리지 않도록 하기 위해 도시한 바와 같이, 언덕 정지 토크 지령을 발생시키는 제2 PID 제어기(230)를 사용한다.
도 3은 제한치 설정 블록(240)에서 언덕 밀림 판단을 수행하는 흐름도를 예시하고 있다. 도 3을 참조하면, 제한치 설정 블록(240)은 액셀 OFF 상태인지를 판단하고(ST300), 액셀 OFF 상태라면 방향 스위치(210)가 전진을 지시하는지 후진을 지시하는지를 판단한다(ST310).
방향 스위치(210)가 전진을 지시하고 있다면, 피드백 속도의 부호가 음(-)을 나타내는지를 확인하여 언덕 밀림을 판단하며(ST320), 언덕 밀림의 경우 최대 속도에 대응하는 토크 지령 제한치의 상한값을 'Max Torq'(최대 속도 제한 토크)로 하한값을 '0'(zero)으로 설정한다(ST330). 다음으로 제2 PID 제어기(230)에서 피드백 속도와 최대/최소 제한치를 PID 제어로 연산하여 언덕 정지 토크 지령을 생성한다.
방향 스위치(210)가 후진을 지시하고 있다면, 피드백 속도의 부호가 양(+)을 나타내는지를 확인하여 언덕 밀림을 판단하며(ST340), 언덕 밀림의 경우 최대 속도에 대응하는 토크 지령 제한치의 상한값을 '0'(zero)으로 하한값을'- Max Torq'(최대 속도 제한 토크의 마이너스 값)로 설정한다(ST350). 다음으로 위와 같이 제2 PID 제어기(230)에서 언덕 정지 토크 지령을 생성한다.
제2 PID 제어기(230)에서 언덕 정지 토크 지령이 발생되는 경우, 가산기(250)는 이 언덕 정지 토크 지령을 가산하여 최종 토크 지령을 발생시킴으로써, 언덕 구간에서 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지한다. 즉, 종래 저속 전기차에서는 언덕 정지 토크 지령 생성을 위한 제어 블록을 사용함으로서, 2개의 PID 제어기(220, 230)가 사용되었다.
하지만, 종래 저속 전기차 속도 제어장치의 문제점은 최대 속도 제한 토크 지령과 액셀 토크 지령이 가산기(250)에서 가산될 때 서로 외란으로 작용하여 PID 제어에도 불구하고 오버슈트가 발생되는 문제점이 있었으며, 특히 제한치 설정 블록(240)에서 언덕 밀림 현상을 판단하는 플로우(flow)가 차량이 뒤로 밀리는 현상을 감지한 후에 언덕 정지 토크 지령을 생성함으로써 밀림 거리가 길어지는 문제점이 있었다.
한편, 일본 공개특허공보 특개2015-047898호는 경사로에서 차량이 급가속하는 것을 억제할 수 있는 차량 제어장치를 개시하고 있는데, 앞선 설명에서와 같이 언덕 밀림을 감지한 후에 언덕 정지 토크 지령이 발생되기 때문에 전술한 바와 동일한 문제점에 노출되어 있다.
일본 공개특허공보 특개2015-047898호
본 발명은 저속 전기차용 속도 제어장치에서 액셀 토크 지령을 이용하여 최대/최소 속도 토크를 제한하는 제한치 설정 블록을 구성함으로써 외란에 의한 오버슈트를 방지하고 액셀러레이터에 대한 응답 특성을 향상시켜 빠른 속도 제어가 가능하고, 제한치 설정 블록에서 생성되는 토크 지령을 바탕으로 PID 제어를 수행함으로써 언덕 밀림 판단을 위해 별도의 PID 제어기를 사용할 필요가 없어 단일의 PID 제어기로 토크 지령을 생성할 수 있음은 물론, 액셀 OFF 시에 차량의 정지 방향으로 토크 제어를 실시하여 추진 토크량이 제동 토크량으로 변하는 시간을 억제하고 변위 값을 줄여 언덕에서의 밀림 거리를 크게 줄일 수 있는 저속 전기차용 속도 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 액셀러레이터의 답보량을 입력받고, 전기차의 구동원인 모터 고유의 RPM-토크 곡선에 의한 RPM 대비 토크값에 따라 액셀 토크 지령을 생성하는 토크 지령 발생기; 상기 전기차의 전진, 후진, 및 중립 중 어느 하나의 기어 선택을 결정하는 방향 스위치; 상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령과 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 생성하는 제한치 설정 블록; 상기 액셀러레이터의 ON/OFF 상태와 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대 속도 지령 또는 정지 지령을 생성하는 최대 속도 제한 블록; 및 상기 제한치 설정 블록의 토크 지령 제한치 및 상기 최대 속도 제한 블록의 지령을 입력받고, 상기 모터의 피드백 속도와의 오차를 연산하여 PID 제어를 통해 최종 토크 지령을 생성하는 PID 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 ON 상태이고 상기 방향 스위치가 전진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '액셀 토크 지령'(상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스값)로 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 ON 상태이고 상기 방향 스위치가 후진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- 액셀 토크 지령'(상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령의 마이너스 값)으로 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 OFF 상태이고 상기 방향 스위치가 전진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 OFF 상태이고 상기 방향 스위치가 후진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스 값)로 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치는, 상기 제한치 설정 블록은 상기 방향 스위치가 중립을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정한다.
본 발명의 저속 전기차용 속도 제어장치에 따르면, 제한치 설정 블록에서 액셀 토크 지령을 받아 최대/최소 속도 토크 지령 제한치를 설정하면서 토크 지령 제한치와 액셀 토크 지령을 가산하는 별도의 가산기를 필요로 하지 않으며, 이에 따라 외란에 의한 오버슈트를 방지하고 액셀레이터 답보량에 대응하는 속도 제어를 신속하게 수행할 수 있고, 언덕 밀림 판단을 위해 별도의 PID 제어기를 사용할 필요가 없어 단일의 PID 제어기로 토크 지령을 생성할 수 있음은 물론 액셀 OFF 시에 차량의 정지 방향으로 토크 제어를 실시하여 추진 토크량이 제동 토크량으로 변하는 시간을 억제하고 변위 값을 줄여 언덕에서의 밀림 거리를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 전기 자동차의 동력 제어 시스템을 예시한 블록도,
도 2는 종래 저속 전기차용 속도 제어장치를 예시한 블록도,
도 3은 종래 제한치 설정 블록에서의 언덕 밀림 판단 방법을 예시한 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치를 예시한 블록도, 및
도 5는 본 발명의 제한치 설정 블록에서 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 발생시키는 과정을 예시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 저속 전기차용 속도 제어장치를 예시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제한치 설정 블록에서 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 발생시키는 과정을 예시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 저속 전기차용 속도 제어장치는 토크 지령 발생기(410)와, 방향 스위치(420)와, 제한치 설정 블록(430)과, 최대 속도 제한 블록(440)과, PID 제어기(450)를 포함한다.
토크 지령 발생기(410)는 전기차의 액셀러레이터 답보량을 입력받아 액셀 토크 지령을 생성한다. 액셀러레이터 답보량은 운전자가 액셀러레이터를 밟는 답보량에 대비한 전압값 또는 대응되는 전기적 신호로서 토크 지령 발생기(410)에 입력된다. 토크 지령 발생기(410)는 전기차에 탑재되는 구동원인 모터(도시 안됨) 고유의 RPM-토크 곡선에 의한 RPM 대비 토크값에 따라 입력되는 전기적 신호를 대응하는 토크 값으로 변환하여 액셀 토크 지령을 생성한다.
방향 스위치(420)는 전기차의 전진, 후진, 및 중립 중 어느 하나의 기어 선택을 결정하는 스위치로서, 운전자의 선택에 의해 방향 스위치(420)의 스위칭 상태가 결정된다.
제한치 설정 블록(430)은 토크 지령 발생기(410)에서 출력되는 액셀 토크 지령과 방향 스위치(420)의 스위치 상태로부터 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 생성한다. 제한치 설정 블록(430)에서 생성되는 최대/최소 속도 토크 지령 제한치는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
최대 속도 제한 블록(440)은 액셀러레이터의 ON/OFF 상태와 방향 스위치(420)의 스위치 상태로부터 최대 속도 지령 또는 정지 지령을 생성한다.
PID 제어기(450)는 제한치 설정 블록(430)의 토크 지령 제한치(최대/최소 속도 토크 지령 제한치) 및 최대 속도 제한 블록(440)의 지령을 입력받고, 모터의 피드백 속도와의 오차를 연산하여 PID 제어를 통해 최종 토크 지령을 생성한다. 최종 토크 지령은 도시 안된 토크-전류 제어기에서 전류값으로 변환되어 모터 구동신호로 인가된다.
여기서, PID(Proportional Integral Derivative) 제어라 함은 통상 알려진 바와 같이 최대/최소 속도 제한치와 피드백 속도의 오차값을 비례-적분-미분 제어를 수행하는 것으로서, 오차값의 크기에 비례한 제어를 수행하여 출력을 증폭시키고, 적분 제어를 통해 정상 상태에서의 오차를 줄이며, 미분 제어를 통해 출력값의 급격한 변화에 제동을 줄여 오버슈트(overshoot)를 줄이고 안정성을 향상시키는 제어를 일컫는다.
도 5를 참조하면, 제한치 설정 블록(430)은 다음과 같은 플로우(flow)를 통해 최대/최소 속도 토크 지령 제한치를 설정한다.
단계 ST500에서 액셀러레이터가 ON 상태인지 OFF 상태인지를 판단한다.
만약, 액셀러레이터가 ON 상태라면, 단계 ST510에서 방향 스위치(420)가 전진, 중립, 후진 중 어떤 상태인지를 판단한다.
액셀러레이터가 ON 상태이고 방향 스위치(420)가 전진을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 '액셀 토크 지령'(토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스 값)로 설정한다(ST520).
구체적으로는, 최대 속도 제한 블록(440)에서 출력되는 최대 속도 지령은 당해 전기차에서 허용되는 최대 속도로 제한되며, 액셀러레이터가 ON 상태에서 방향스위치(420)가 전진을 나타낼 때에는, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '액셀 토크 지령'으로 설정함으로써, PID 제어기(450)에서 액셀 토크 지령과 피드백 속도를 이용하여 토크 지령을 생성하도록 한다.
액셀러레이터가 ON 상태이고 방향 스위치(420)가 중립을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정한다(ST530).
액셀러레이터가 ON 상태이지만, 방향 스위치(420)가 중립 상태이므로 최대 속도 제한 블록(440)은 정지 지령을 발생시키며, PID 제어기(450)의 입력 및 최대/최소 제한치가 모두 '0'(zero)인 상태이므로, 최종 토크 지령 역시 정지 지령으로 출력된다.
액셀러레이터가 ON 상태이고 방향 스위치(420)가 후진을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- 액셀 토크 지령'(토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령의 마이너스 값)으로 설정한다(ST540).
단계 ST520에 후속되는 PID 제어와 반대로 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- 액셀 토크 지령'으로 설정함으로써, PID 제어기(450)에서 마이너스 액셀 토크 지령과 피드백 속도를 이용하여 후진 방향에 대한 토크 지령을 생성하도록 한다.
만약, 액셀러레이터가 OFF 상태라면, 단계 ST550에서 방향 스위치(420)가 전진, 중립, 후진 중 어떤 상태인지를 판단한다.
액셀러레이터가 OFF 상태이고 방향 스위치(420)가 전진을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정한다(ST560).
위와 같이 설정함으로써, 운전자가 등판 중에 액셀러레이터에서 발을 떼는 순간, 즉, 액셀러레이터의 답보량이 OFF로 전환되는 순간 차량이 정지하는 방향으로 제어를 하여 추진 토크량이 제동 토크량으로 변하는 시간이 짧아지고 변위가 적어져 적은 오버슈트로 빨리 정지할 수 있으며, 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'로 설정함으로써 언덕 구간에서 밀림 거리를 짧게 할 수 있다.
액셀러레이터가 OFF 상태이고 방향 스위치(420)가 중립을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정한다(ST570). 단계 ST530에서와 마찬가지로, 최종 토크 지령 역시 정지 지령으로 출력된다.
액셀러레이터가 OFF 상태이고 방향 스위치(420)가 후진을 나타낼 때, 제한치 설정 블록(430)은 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스 값)로 설정한다(ST580).
단계 ST560에 후속하는 PID 제어와 반대로, 운전자가 후진 방향으로 등판 중에 액셀러레이터에서 발을 떼는 순간, 차량이 정지하는 방향으로 제어를 하게 된다. 위 설명과 동일하게 추진 토크량이 제동 토크량으로 변하는 시간이 짧아지고 변위가 적어져 적은 오버슈트로 빨리 정지할 수 있으며, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'로 설정함으로써 언덕 구간에서 밀림 거리를 짧게 할 수 있다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
410 : 토크 지령 발생기 420 : 방향 스위치
430 : 제한치 설정 블록 440 : 최대 속도 제한 블록
450 : PID 제어기

Claims (6)

  1. 저속 전기차용 속도 제어장치에 있어서,
    액셀러레이터의 답보량을 입력받고, 전기차의 구동원인 모터 고유의 RPM-토크 곡선에 의한 RPM 대비 토크값에 따라 액셀 토크 지령을 생성하는 토크 지령 발생기;
    상기 전기차의 전진, 후진, 및 중립 중 어느 하나의 기어 선택을 결정하는 방향 스위치;
    상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령과 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대/최소 속도에 대응하는 토크 지령 제한치를 생성하는 제한치 설정 블록;
    상기 액셀러레이터의 ON/OFF 상태와 상기 방향 스위치의 스위치 상태로부터 최대 속도 지령 또는 정지 지령을 생성하는 최대 속도 제한 블록; 및
    상기 제한치 설정 블록의 토크 지령 제한치 및 상기 최대 속도 제한 블록의 지령을 입력받고, 상기 모터의 피드백 속도와의 오차를 연산하여 PID 제어를 통해 최종 토크 지령을 생성하는 PID 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 ON 상태이고 상기 방향 스위치가 전진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '액셀 토크 지령'(상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스 값)로 설정하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 ON 상태이고 상기 방향 스위치가 후진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- 액셀 토크 지령'(상기 토크 지령 발생기에서 출력되는 액셀 토크 지령의 마이너스 값)으로 설정하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 OFF 상태이고 상기 방향 스위치가 전진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 'Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령)로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제한치 설정 블록은 상기 액셀러레이터가 OFF 상태이고 상기 방향 스위치가 후진을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '- Max Torq'(최대 속도 제한을 위한 토크 지령의 마이너스 값)로 설정하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제한치 설정 블록은 상기 방향 스위치가 중립을 나타낼 때, 최대 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로, 최소 속도 토크 지령 제한치를 '0'(zero)으로 설정하는 것을 특징으로 하는 저속 전기차용 속도 제어장치.
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