KR20180090185A - 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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데이비드 호지슨
하워드 슬레이터
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세브콘 리미티드
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Abstract

전기차용 전기 견인 모터의 잠금 방지 브레이킹을 제공하도록 구비되는 전기 모터 제어기가 본 명세서에 개시된다. 전기 모터 제어기는 전기차의 운전자로부터의 요청에 기초하여 토크 요구 입력 신호를 수신하기 위한 토크 요구 입력, 및 토크 요구 입력 신호를 조정하고 조정된 토크 요구 신호를 제공하도록 구비된 토크 요구 조정기를 포함한다. 토크 요구 조정기는, 모터 속도와 전기차의 추정된 속도 사이의 차이를 감소시키도록 모터가 제어되도록, 토크 요구 신호를 조정하도록 구성된다.

Description

제어 방법 및 장치
본 발명은 전기 견인 모터들의 제어를 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 전기차용 잠금 방지 브레이킹과 같은 견인력 제어를 제공하는 전기 모터 제어기에 관한 것이다.
차량들의 휠들이 스핀 및 슬립, 또는 잠금 및 스키드(skid)되는 경우, 견인력이 손실되고, 차량의 운전자는 차량의 핸들링에 대한 통제력이 약해질 수 있다. 이러한 견인력의 손실은 브레이킹 또는 가속 동안 발생할 수 있다. 또한, 스키딩(skidding) 휠(예를 들어, 타이어 접촉 패치가 도로에 대해 슬라이딩하고 있는 휠)은 넌-스키딩(non-skidding) 휠보다 도로 상에서 더 적은 그립을 갖기 때문에, 이는 에너지 손실을 야기하고, 차량 핸들링에 악영향을 미친다. 이러한 문제의 하나의 솔루션은 ABS로 또한 공지된 잠금 방지 브레이킹 시스템이다. ABS 시스템들에서 센서들은, 휠들의 회전 속도를 모니터링하고 이러한 개별적인 센서 측정들에 기초하여 휠들에 인가되는 브레이킹 토크를 조절하기 위해 개별적인 차량 휠들에 또는 차동 장치에 장착된다. 이러한 시스템들에서, 언제 브레이킹 토크를 인가할지를 결정하기 위해, 평균 측정 휠 속도로부터의 휠 속도의 편차가 사용될 수 있다.
종래의 브레이킹 시스템들에서, 차량의 과도한 운동 에너지는 브레이크 라이닝들에서 열로서 소산된다. 그러나 전기 및 하이브리드 차량들은, 예를 들어, 차량의 운동량에 저장된 에너지가 브레이킹 동안 하베스트(harvest)되어 저장 및 재사용될 수 있도록, 에너지 효율을 개선하기 위한 회생 브레이킹을 사용할 수 있다. 배터리 요구를 감소시키고 차량 범위를 증가시키기 위해 회생 브레이킹으로부터 사용가능한 에너지를 증가시키는 것이 전기차들에서 특히 유리할 것이다. 그러나 회생 브레이킹의 효과는 회생 시스템에 인가되는 토크에 의존할 수 있다. 휠 슬립을 초래하는 것을 회피하기 위해, 회생 브레이킹 시스템들에 인가되는 토크들은 일반적으로 낮게 유지된다. 이것은, 차량의 휠들이 슬립되게 하거나 견인력을 손실하게 할 수 있는 큰 토크들을 회피하지만, 그렇지 않으면 이용가능했을 수 있는 효율성 이점을 감소시킨다. 가속시 견인력의 손실은 종래의 차량들에서와 같은 이유들로 하이브리드 및 전기차들에서도 문제이다.
타이어 슬립 및 휠 잠금의 정도는 도로 표면의 속성들 및 휠에 인가되는 토크의 크기에 의존한다. 도로 상태들을 감지하는 것은 복잡할 수 있으며, 이러한 문제를 해결하려는 종래 기술의 시도들은, 휠 모션의 표시들을 제공하고 상이한 도로 상태들 및 상이한 도로 표면들에 적응하기 위한 정교한 감지 시스템들을 개발하였다.
본 개시는 관련된 기술적 문제들을 해결하는 것을 목표로 하지만, 복잡한 감지 장치들을 필요로 하지 않고 해결한다.
본 발명의 양상들 및 예들은 청구 범위에 기재되어 있다. 본 개시의 양상들은 전기차들의 견인력 제어를 위한 방법들 및 장치를 제공한다. 견인력 제어의 일례는 잠금 방지 브레이킹이다. 견인력 제어의 다른 예는 가속 동안 휠 슬립을 감소시키는 것이다. 이러한 방법들 및 장치는 개별적인 휠 속도들을 감지할 필요 없이 동작할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 양상들은 전기 모터 제어기들 및 회생 브레이킹 시스템들을 포함한다. 본 개시에 따르면, 이러한 장치는 차량 속도를 추정하기 위해, 모터로 행해진 토크 요구들, 2-축 가속도계로부터의 신호들, 및 측정된 모터 속도를 사용하도록 구성된다. 그 다음, 이러한 추정된 차량 속도와 모터 속도 사이의 차이는 견인력의 손실을 식별하고 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 모터로 행해진 토크 요구는 모터 속도와 추정된 차량 속도 사이의 차이를 감소시키도록 조정될 수 있다.
장치는 또한 폐쇄 루프 모드에서 차량 속도를 추정하도록 구성될 수 있고, 이러한 모드에서, 견인력의 손실을 검출하는 것에 대한 응답으로, 차량 속도를 추정하고 이러한 폐쇄 루프 모드로부터 개방 루프 모드로 스위칭하기 위해 모터 속도가 고려된다. 개방 루프 모드에서, 차량 속도의 추정에서 모터 속도에 적용된 가중치는 감소될 수 있다. 장치는 또한, 모터 속도가 (개방 루프) 추정된 차량 속도에 매칭하는 것으로 결정하는 것에 대한 응답으로, 차량 속도 추정이 개방 루프 모드로부터 폐쇄 루프 모드로 다시 스위칭하도록 구성될 수 있다.
차량 속도를 추정하기 위해, 본 개시의 양상들은 차량 모션 모델을 사용하여 차량 질량을 추정할 수 있다. 본 개시의 양상들은 또한 차량이 주행되고 있는 경사를 추정할 수 있다.
모터 토크 조정의 레이트는 차량의 운전자에 의해 요청된 레벨로 복원될 수 있는 것보다 더 신속하게 토크 요구가 컷백(감소)되는 것을 허용하도록 제어될 수 있다.
가속도계는 본 명세서에 개시된 전기 모터 제어기들과 통합될 수 있다. 일부 예들에서, 이들은 모터에 전력을 공급하기 위해 전력 변환기를 구동하는 타이밍 제어 회로와 함께 공통 하우징에 장착될 수 있다. 예를 들어, 이들은 타이밍 제어 회로와 동일한 PCB에 실장될 수 있다. 이러한 시스템들은, 복잡한 센서 시스템들 및 휠 모니터링 장치를 설치할 필요 없이, 기존의 차량에 견인력 제어를 제공하기 위해 단일 유닛, 예를 들어, 인버터 및/또는 그 인버터의 제어기가 교체 및/또는 업그레이드되도록 허용할 수 있다.
이제, 본 개시의 양상들이 단지 예시의 방식으로, 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 모터 제어기의 도면을 도시한다.
도 2는 견인력 제어에 유용한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 1은 전기 견인 모터 및 전기 모터 제어기(14), 전원(8) 및 인코더(4)를 포함하는 전기차의 기능 블록도를 도시한다. 도 1에 예시된 전기 모터 제어기(14)는, 모터 속도와 전기 모터 제어기(14)에 의해 실장된 가속도계를 사용하여 획득된 차량 속도의 추정치 사이의 임의의 차이를 감소시키기 위해 견인 모터(2)로 행해진 토크 요구를 조정함으로써 전기차에 대한 견인력 제어를 제공하도록 구성된다. 차량 속도의 추정치는 차량의 질량의 추정치 및 차량이 존재하는 임의의 경사에 기초한다. 이는, 휠 센서들을 사용하지 않고도 속도 추정치가 획득되게 한다.
도 1의 전기 모터 제어기(14)는 전기차의 운전자로부터 토크 요청을 수신하기 위한 토크 요구 입력을 포함하고, 차량이 운전자의 요청들에 응답하면서 또한 차량의 속도와 전기 모터의 속도 사이의 임의의 차이를 감소시키도록 전기 견인 모터(2)로 행해진 실제 토크 요구를 조정하도록 구성된다.
전기 모터 제어기(14)는 전원(8)으로부터의 DC 전력을 전기 견인 모터(2)를 구동하기 위한 AC 전력으로 변환하도록 커플링된다. 인코더(4)는 모터 속도를 감지하고 전기 모터 제어기(14)에 모터 속도 신호를 제공하기 위해 전기 견인 모터(2)에 커플링된다.
전기 모터 제어기(14)는 이러한 모터 속도 신호를 수신하기 위한 인코더 입력(24), 사용자의 토크 요구를 (예를 들어, 가속기 페달로부터) 수신하기 위한 토크 요청 입력(28) 및 가속도계를 포함한다. 가속도계는 적어도 2개의 축들, 예를 들어, 차량의 주행 방향과 정렬되는 수평축 및 차량의 휠 베이스에 수직인 수직축을 따른 가속도를 표시하는 신호를 제공하도록 배열된다.
전기 모터 제어기(14)는, 인버터와 같은 전력 변환기(6)로부터 전기 견인 모터(2)로의 AC 전력의 전달을 제어하기 위한 전력 제어기(10)를 포함한다. 전기 모터 제어기(14)는 또한 조정된 토크 요구 신호를 전력 제어기(10)에 제공하도록 배열된 프로세서(12)를 포함한다. 조정된 토크 요구 신호는 모터 속도, 운전자의 토크 요청 및 가속도계 출력에 기초하여 프로세서(12)에 의해 결정된다. 도 1에 예시된 예에서, 프로세서(12)는 차량 상태 추정기, 차량 속도 추정기, 모드 스위처(switcher)(20) 및 토크 조정기(16)를 포함한다.
차량 상태 추정기(22)는 모터 속도 신호, 가속도계 신호 및 조정된 토크 요구 신호에 커플링된다. 차량 상태 추정기(22)는 차량 질량 및 차량이 주행되고 있는 표면의 경사(예를 들어, 중력에 대한 차량의 각도)의 추정치와 같은 차량 파라미터들을 차량 속도 추정기에 제공하도록 커플링된다.
차량 속도 추정기(18)는 모터 속도 신호 및 가속도계 신호에 추가로 커플링된다. 차량 속도 추정기(18)는 또한 모드 스위처(20)를 포함하고, 조정된 토크 요구 신호, 예를 들어, 임의의 조정의 적용 이후 모터로 행해진 실제 토크 요구에 커플링된다.
토크 조정기(16)는 차량 상태 추정기(22)로부터 차량 질량의 추정치 및 차량 속도 추정기(18)로부터 차량 속도의 추정치를 획득하도록 배열된다. 토크 조정기(16)는 또한 운전자의 토크 요청을 획득하기 위해 운전자 토크 요청 입력(28)에 커플링되고, 모터 속도 신호를 획득하기 위해 인코더 입력(24)에 커플링된다. 토크 조정기(16)는 조정된 토크 요구 신호를 전력 제어기(10)에 제공하도록 배열되고, 또한 조정된 토크 요구 신호를 차량 상태 추정기(22) 및 차량 속도 추정기(18)에 피드백하도록 배열된다.
차량 상태 추정기(22)는 차량의 질량과 같은 차량 파라미터들의 추정치를 획득하기 위해 차량 모션의 모델을 모터 속도 신호 및 가속도계 신호에 피팅(fit)하도록 구성된다. 모터로 행해진 실제(조정된) 토크 요구가 또한 이러한 모델의 입력으로 사용된다. 모델은 최소 제곱 추정기를 포함할 수 있으며, ax,z=F(m, g, T)로부터 유도된 일반적인 선형 또는 비선형 모델의 형태를 취할 수 있고, 여기서, ax,z는 가속도계(26)에 의해 측정된 차량의 가속도이고, m은 차량의 질량이고, g는 경사이고, T는 모터에 적용된 토크 요구이고, F는 차량 동역학을 설명하는 공지된 수치적 또는 분석적 함수이다. 이러한 함수는 (예를 들어 룩업 테이블 타입의 추정기를 제공하기 위해) 실험적으로 유도되고 메모리에 저장될 수 있거나, 또는 차량의 분석적/운동학적 모델링에 기초할 수 있다. 차량 상태 추정기(22)로부터의 출력은 (1) 차량의 질량 m의 추정치, 및 (2) 차량이 주행되고 있는 경사 g의 추정치를 포함한다. 이러한 파라미터들은 차량 속도 추정기(18)에 제공된다. 차량 상태 추정기(22)는 일반적인 동작 동안 차량 질량의 일정한 추정치를 유지하고, 차량이 정지 상태로부터 이동하거나 속도가 선택된 임계값 아래로 떨어지는 경우 단지 차량 질량의 추정치를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
차량 속도 추정기(18)는 차량 질량 및 경사(차량 경사각) 추정치들, 모터로 행해진 실제(조정된) 토크 요구들 및 모터 속도에 기초하여 차량 속도를 추정하도록 구성된다. 속도 추정기(18)는 재귀적으로 동작하도록 구성되는데, 즉, 차량 속도의 추정치를 업데이트하기 위해 이러한 입력 파라미터들에 추가로 차량 속도의 고유의 이전 추정치들을 또한 이용한다.
다양한 다른 추정 알고리즘들이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있는데, 재귀적 추정기의 일례는 칼만 필터(Kalman Filter)이지만, 다른 추정 알고리즘들이 또한 사용될 수 있다. 이러한 시스템들에서, 차량 속도 추정기(18)는 이산적 시간 단계들에서 동작하고, 임의의 주어진 시간 단계에서 이러한 입력 파라미터들에 기초하여 현재(또는 예측된) 차량 속도 및 차량 속도의 고유의 이전 추정치들 중 하나 이상을 추정하도록 구성된다. 또한, 입력 파라미터들 중 하나, 일부 또는 전부의 정확도 및/또는 속도의 이전 추정치(들)의 정확도를 설명하는 에러 신호들이 또한 차량 속도를 추정하기 위해 차량 속도 추정기(18)에 의해 사용될 수 있다. 차량 속도 추정기(18)는 또한 차량 속도의 각각의 추정치의 정확도(예를 들어, 에러)를, 예를 들어, 추정 모델에 대한 입력들의 정확도에 기초하여 결정하도록 구성된다. 차량 속도 추정기(18)는 입력 파라미터들 및 이전 속도 추정치들에 가중치를 부여하도록 구성될 수 있고, 이는, 현재 차량 속도를 추정할 때 이러한 항목들 각각의 상대적 기여를 결정한다. 그 가중치는 관련 항목들 각각의 실제 또는 추정된 에러에 기초하여 결정될 수 있다. 실제 또는 추정된 에러는 선택될 수 있고(예를 들어, 미리 결정되거나 하드코딩됨), 또는 분산과 같은 통계적 에러 측정치들에 기초하여 결정될 수 있다.
모드 스위처(20)는, 인코더(4)로부터의 추정된 차량 속도 및 측정된 모터 속도 신호를 모니터링하고, 추정된 차량 속도가 선택된 양보다 더 모터 속도와 상이한 것을 검출하는 것에 대한 응답으로 차량 속도 추정기(18)의 동작 모드를 변경하도록 구성된다. 폐쇄 루프에서 개방 루프 모드로 스위칭하기 위해, 차량 속도 추정기는 차량 속도 추정에 대한 입력으로서 모터 속도에 적용된 가중치를 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 차량 속도 추정기는 모터 속도 측정을 무시하도록 구성될 수 있다. 또한, 차량 속도 추정기는 차량 속도의 추정에서 가속도계 신호에 적용되는 가중치를 증가시키도록 구성될 수 있다. 차량 속도 추정기(18)의 모드는, 모터 속도와 미리 결정된 임계치를 초과하는, 예를 들어, 모터 속도와 추정된 차량 속도 사이의 차이가 휠 슬립 또는 잠금을 표시하는 경우의 전기차의 추정된 속도 사이의 차이의 크기에 대한 응답으로 개방 루프 추정으로 스위칭될 수 있다. 또한, 차량 속도 추정기(18)의 모드는, 모터 속도가 추정된 속도에 매칭하는 것(예를 들어, 차이의 크기가 미리 결정된 임계치보다 작음)에 대한 응답으로, 개방 루프 추정 모드로부터 폐쇄 루프 모드로 다시 스위칭될 수 있다. 일부 경우들에서, 차량 속도 추정기는, 토크 조정의 크기가 선택된 임계 레벨보다 작은 경우, 예를 들어 크기가 0인 경우, 폐쇄 루프 모드로 다시 스위칭될 수 있다.
차량 속도 추정기(18)는, 폐쇄 루프 모드에서 동작하는 경우 차량 속도를 추정하기 위해 (예를 들어, 인코더(4)에 의해 측정된) 모터 속도가 차량 속도 추정기(18)에 의해 사용되도록 구성된다. 개방 루프 모드에서 인코더(4)로부터 획득된 모터 속도 신호는 폐쇄 루프 모드에서보다 적은 가중치를 부여받는데, 예를 들어 차량 속도를 추정할 때 전체적으로 무시될 수 있다. 예를 들어, 개방 루프 모델에서, 차량 속도 추정치는 개방 루프 모드에 진입하기 전에 획득된 차량 속도의 하나 이상의 추정치들에 기초할 수 있고 그리고/또는 차량 속도의 이전 추정치들에 부여된 가중치의 정도는, 폐쇄 루프 모드에서 동작하는 경우 차량 속도의 그러한 이전 추정치들에 부여된 상대적 가중치에 비해 증가될 수 있다.
토크 조정기(16)는 추정된 차량 속도 신호를 인코더(4)로부터 획득된 모터 속도 신호와 비교하도록 구성되며, 모터 속도 신호가 추정된 차량 속도에 매칭하는 경우, 운전자의 토크 요구는 조정되지 않는다. 그러나, 이러한 비교가 미스매치를 검출하면, 토크 조정기(16)는 토크 요구를 조정함으로써, 예를 들어, 이러한 미스매치를 감소 또는 제거하기 위해 토크 요구를 백오프(감소) 또는 증가시킴으로써 응답하도록 구성된다.
토크 조정기(16)는, 선택된 시간 기간 동안 선택된 공차 레벨을 초과하는 미스매치에 대한 응답으로 단지 이러한 조정이 적용되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시간 기간은 차량의 구동 트레인과 연관된 일시적인 와인드업 또는 백래시(backlash)에 기초하여 선택된다. 토크 조정기(16)는 또한, 토크 조정기(16)가 토크 요구를 조정할 때마다 차량 속도 추정기(18)가 항상 개방 루프 모드에서 동작하도록, 이러한 상기 임계치 미스매치를 검출하는 것에 대한 응답으로 모드 스위처(20)의 동작을 트리거링하도록 구성될 수 있다.
토크 조정기(16)는 이러한 매스매치의 부호에 기초하여 토크 조정을 선택하도록 구성된다. 예를 들어 미스매치가 모터 속도에서의 오버슈트(가속 동안 휠 슬립과 연관됨)를 표시하면, 토크 요구는 모터의 가속을 감소시키기 위해 백오프(감소)된다. 한편, 미스매치가 브레이킹 동안 휠 잠금과 연관된 모터 속도에서의 언더슈트를 표시하면, 모터 속도 및 차량 속도가 매칭할 때까지 토크 요구(및 그에 따른 모터 속도)를 증가시킴으로써 모터의 감속(브레이킹 토크)이 감소될 수 있다.
모터 속도와 차량 속도 사이의 "미스매치"는, 토크 조정기(16)에 의해 적용될 토크 조정의 정도를 결정하기 위해 사용되는 차이 또는 에러 신호를 제공한다. 차량 핸들링을 개선하기 위해, 토크 조정기(16)는 이러한 차이 신호를 수정하도록 구성된다. 예를 들어, 토크 조정기(16)는 모터 속도와 추정된 차량 속도 사이의 차이를 필터링하도록 구성된 저역 통과 필터를 포함할 수 있다. 저역 통과 필터는 구동 트레인 와인드업 및 백래시와 연관된 일시적인 현상들을 감소시키거나 제거하기 위해 차량의 구동 트레인의 시상수(또는 특성 주파수)에 기초하여 선택된 컷오프 주파수를 가질 수 있다. 토크 조정기(16)는 또한 시간에 따라 토크 조정을 테이퍼링 다운(taper down)하도록 구성될 수 있어서, 예를 들어, 토크 조정기(16)는, 모터 속도와 차량 속도에서의 미스매치가 검출되는 것에 대한 응답으로 초기 토크 요구 조정을 적용할 수 있고, 그 다음, 토크 요구 조정의 크기를 점진적으로 감소시키도록 구성될 수 있다. 이는, 토크 조정기(16)가 차량 속도와 모터 속도 사이의 미스매치를 정정할 수 있는 최소 토크 조정 레벨로 수렴하게 할 수 있다. 이것은, PI 제어기(또는 이의 기능적 등가물)로 프로세싱하기 전에 차이 신호에 감소(네거티브 오프셋)를 적용함으로써 달성될 수 있다. 그 다음, 토크 조정은 테이퍼링된(시간에 따라 감소한) 토크 조정 신호에 기초하여 결정될 수 있다.
토크 조정기(16)는 또한, 조정된 최대 이용가능한 토크 요구가 이의 디폴트 레벨로 복원되도록 허용되는 것보다 더 신속하게 최대 이용가능한 토크 요구에서의 감소가 적용되게 허용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 토크 조정기(16)는, 토크 요구가 운전자에 의해 요청된 레벨로 복원되는 레이트를 제한하지만, 오직 모터 속도와 차량 속도 사이의 미스매치에 의해서만 컷백 레이트가 결정되게 허용하도록 구성될 수 있다. 이는, 모터로 행해진 토크 요구가 토크 요구 입력 신호의 값으로 되돌릴 수 있는 것보다 더 신속하게 감소되게 하고, 적용된 토크 조정들이 변동들 또는 저더링(juddering)과 같은 원치 않는 차량 거동을 유발하는 것을 금지 또는 방지할 수 있다 .
본 개시의 이해를 돕기 위해, 이제 도 1의 장치가 동작 동안 설명될 것이다.
동작시에, 도 1의 장치를 포함하는 차량이 정지 상태로부터 시동되어야 하는 경우, 사용자는 이동하기 위해 제어기의 토크 요구를 행한다. 운전자의 토크 요청은 토크 조정기(16)에 전달되고, 토크 조정기는 실제 토크 요구 신호(예를 들어, 임의의 조정을 포함하는 신호)를 제공한다. 그 다음, 전기 모터 제어기(14)의 프로세서(12)는 이러한 실제 토크 요구에 기초하여 전력 제어기(10) 및 전력 변환기(6)를 제어한다.
차량 상태 추정기(22)는 모터 속도를 표시하는 인코더(4)로부터의 신호 및 가속도계(26)에 의해 감지된 관성력을 표시하는 가속도계(26)로부터의 신호(예를 들어, 차량의 모션에 의한 임의의 가속 이외에 중력)를 획득한다. 가속도계(26) 신호는 차량의 주행 방향 및 휠 베이스에 수직인 방향으로 이러한 힘의 크기를 표시한다. 또한, 차량 상태 추정기(22)는 또한, 실제 토크 요구 신호를 획득하고, 이를 모터 속도 및 가속도계(26) 신호와 함께 사용하여, 차량의 질량, 및 앞서 설명된 차량 모션의 모델을 이용하여 차량이 서있을 수 있는 임의의 경사의 추정치를 획득한다.
그 다음, 차량 속도 추정기(18)는 모터 속도 신호, 실제 토크 요구, 및 차량 상태 추정기(22)로부터 획득된 질량 및 경사 추정치 신호들에 기초하여 차량 속도의 추정치를 업데이트한다. 모터 속도가, 선택된 임계 레벨을 초과하여 추정된 차량 속도와 상이한 경우, 모드 스위처(20)는 속도 추정기(18)를 개방 루프 모드로 변경하고 토크 조정기(16)에 차량 속도의 추정치를 제공한다. 그 다음, 토크 조정기(16)는 모터 속도와 차량 속도의 추정치 사이의 차이를 감소시키도록 선택된 토크 요구의 조정을 계산한다. 예를 들어, 모터가 차량보다 더 신속하게 가속하고 있다고 2개 사이의 차이가 표시하는 경우, 토크 조정기(16)는 그 차이를 감소시키도록 선택된 양만큼 토크 요구를 백오프(감소)시킨다. 계산된 토크 조정은 브레이킹 또는 구동 토크의 최대 제한을 감소시킴으로써 적용될 수 있다. 예를 들어, 토크 요청이 차량의 모션(구동 토크)과 동일한 방향인 경우, 토크 조정은 운전자의 토크 요청을 직접 수정하기보다는 최대 이용가능한 토크를 감소시키도록 적용된다. 브레이킹 토크 및 구동 토크 제한은 별개로 인코딩될 수 있으며 별개로 조정될 수 있다. 그러나, 두 경우들 모두에서, 최대 이용가능한 토크, 즉, 토크 제한을 감소시킴으로써 토크 조정이 적용된다. 이는, 개선된 운전자 제어를 가능하게 할 수 있다.
토크 요구 조정이 적용되는 동안, 차량 속도 추정기(18)는 개방 루프 모드에서 동작한다. 즉, 모터의 동작이 휠 슬립 또는 휠 잠금을 감소시키도록 조정되고 있는 기간들 동안, 차량 속도의 추정치는 모터 속도에 부여된 가중치를 감소시킨다. 예를 들어, 모터 속도는 무시될 수 있다. 또한, 차량 속도의 이전 추정치들에 부여된 가중치는 현재 차량 속도의 추정에서 증가될 수 있다.
조정이 적용되고 있는 동안, 각각의 시간 단계에서, 토크 조정기(16)는 현재 (개방 루프) 추정된 차량 속도와 모터 속도 사이의 차이의 업데이트된 측정치들을 결정하여 업데이트된 차이 신호를 획득한다. 그 다음, 적용될 토크 조정의 레벨은 업데이트된 차이 신호에 기초하여 결정된다. 전술한 바와 같이, 토크 조정기(16)는 인가되는 토크 조정의 레벨을 항상 감소시키려 시도하도록 구성되고, 따라서 예를 들어 차이 신호가 일정하게 유지되려면, 토크 조정기(16)는 토크 조정의 레벨을 점진적으로 감소시킬 것이다. 이는, 토크 조정기(16)가 네거티브 오프셋을 사용하여 차이 신호를 수정하고, 이러한 수정된 차이 신호에 대해 동작하는 PI 제어기의 출력에 기초하여 토크 조정(컷백)의 레벨을 계산함으로써 달성될 수 있다. 계산된 토크 조정은 운전자의 토크 요청에 적용되어 새로운 실제 토크 요구 신호를 전력 제어기(10)에 제공한다.
도 2는 (예를 들어, 2축 가속도계로부터의) 가속도계 신호들 및 (예를 들어, 인코더(4)로부터의) 모터 속도 신호들을 수신하도록 구비된 적절히 프로그래밍된 전기 모터 제어기(14)에서 구현될 수 있는 동작 방법을 예시하는 흐름도이다.
고정 차량의 예를 취하면, 도 2에 예시된 방법은 다음과 같이 진행한다. 차량이 스위치 온되지만, 차량이 이동을 시작하기 전에, 다축 가속도계로부터 가속도계 신호가 획득된다(200). 모터 속도 신호가 또한 획득되고 차량 모션을 검출(200)하기 위해 사용될 수 있다. 차량이 (예를 들어, 모터 속도에서의 증가 또는 가속도계 신호에 기초하여) 정지 상태로부터 이동하고 있는 것으로 검출되는 경우(202), 차량의 경사각(예를 들어, 차량이 있는 도로 표면의 경사)의 추정(203)이 행해진다. 이는, 차량이 이동한 것을 검출하기(202) 전에, 차량이 정지 상태에 있을 때 획득된 가속도계 신호에 기초할 수 있다. 예를 들어, 경사/경사각의 초기 추정치는 차량이 스위치 온되었지만 주행을 시작하기 전이어서 가속하고 있지 않는 경우에 획득된 가속도계 신호들에 기초할 수 있다.
그 다음, 차량의 질량의 추정치는 경사, 모터의 속도, 모터 토크 요구, 및 차량이 이동할 때(예를 들어, 모션이 검출된 후) 가속도계로부터 획득된 신호들에 기초하여 결정된다(204). 예를 들어, 차량의 질량을 추정하기 위해, 차량의 가속도 및 경사를 모터 토크 및 속도와 관련시키는 차량 동력학의 모델이 사용될 수 있다. 차량 질량의 추정치는 이러한 모델을 가속도계 신호, 모터 토크 요구 및 모터 속도에 피팅시킴으로써 획득된다. 모델은 경사각/경사의 선험적 추정치를 포함할 수 있고 (예를 들어, 전술한 바와 같이 이동하기 직전에 획득됨), 피팅 절차는 최소 제곱 관점에서 수행될 수 있다. 차량이 정지 상태로부터 이동하고 차량의 질량이 추정되었다면, 이러한 질량의 추정치는 컴퓨터 판독가능 메모리와 같은 데이터 저장소에 저장될 수 있다(206).
일단 차량이 움직이면 질량의 추정치는 일정하게 유지될 수 있지만, 차량이 주행될 때, 예를 들어 모터 토크 요구, 차량 질량 및 모터 속도를 이러한 동일한 모델에 피팅하는 것에 기초하여 경사의 추정치가 업데이트되어, 경사각/경사의 새로운 업데이트된 추정치가 획득된다. 또한, 차량이 주행됨에 따라, 차량 속도가 또한 유사-연속적 이산 시간 프로세스(208, 201, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224, 226, 228)의 일부로서 추정되고(208), 재추정된다. 속도의 추정과 직접 관련되지 않는 이러한 프로세스의 다른 부분들은 아래에서 설명될 것이다. 차량 속도의 추정치는 차량 속도의 이전 추정치에 기초한다는 점에서 재귀적이다. 이는 또한, 모터 속도, 차량의 질량, 차량이 주행하고 있는 경사 및 모터로 행해진 토크 요구와 같은 파라미터들에 기초한다. 예를 들어, 임의의 주어진 시간 단계에서, 차량 속도는, 이러한 파라미터들을 포함하는 차량 동역학의 모델 및 (예를 들어, 하나 이상의 선행 시간 단계들로부터의) 차량 속도의 하나 이상의 이전 추정치들에 기초하여 추정된다. 이러한 추정치들 및 이러한 파라미터들에서의 에러들(예를 들어, 이들의 분산 또는 정확도의 추정치들)은 또한 차량 속도의 이러한 추정치에서 사용된다. 이러한 실시예에서, 추정은 칼만 필터와 같은 재귀적 추정기를 사용하여 행해진다. 이러한 재귀적 추정을 수행할 때, 이러한 파라미터들 각각 및 이러한 추정치들 각각에 부여된 가중치는 각각에서의 에러(예를 들어, 분산)에 기초할 수 있다.
이러한 이산 시간 프로세스에서, 각각의 시간 단계에서, 추정된 차량 속도는 차이 신호를 획득하기 위해 모터 속도와 비교된다(212). 이러한 비교에서, 차량 속도는 모터 속도의 단위들로 표현될 수 있는데, 예를 들어, 차량 속도는 차량의 구동 트레인의 기어비 및/또는 휠 크기를 고려하여 스케일링되고, 휠 미끄러짐이 없고, 구동 트레인이 정상 상태에 있는 것으로 가정된다. 모터 토크 요구 신호의 부호(방향)는 추정된 차량 속도의 부호(방향)와 비교된다. 토크 요구 및 속도가 상이한 부호(반대 방향)인 경우, 차이 신호의 부호가 반전된다.
그 다음, 차이 신호는 토크 요구 조정을 적용할지 여부를 결정하기 위해 사용된다(214). 예를 들어, 모터 속도가 임계 공차를 초과하여 추정된 차량 속도와 상이함을 차이가 표시하면, 차이 신호로부터 토크 요구 조정이 결정되고(216), 차량 속도 추정 프로세스(208)는 개방 루프 모드로 변경된다. 개방 루프 모드에서 동작하고 있는 동안, 추정된 차량 속도를 결정하는 경우 모터 속도는 폐쇄 루프 모드에서보다 적은 가중치를 부여받는다(예를 들어, 이들은 무시될 수 있다). 토크 조정이 적용되어야 한다고 결정되면, 차이 신호는 토크 조정(컷백) 값을 결정하기 위해 PI 제어기에 의해 동작되기 전에 (예를 들어, 작은 일정한 오프셋을 감산함으로써) 감쇠된다. 감쇠의 효과는, PI 제어기가 항상 토크 조정의 크기를 감소시키려 시도하게 하고, 따라서 일정한 차이 신호의 경우 토크 조정의 레벨은 점진적으로 감소될 것이어서, 즉, 토크 컷백은, 항상 운전자의 토크 요구 요청에 따르도록, 예를 들어, 차량의 운전자에게 이용가능한 토크를 최대화하도록 선택된다. 토크 조정을 결정하는 경우(216), 조정 값은 최대 모터 토크를 초과할 수 없도록 제한된다. 또한, 토크의 레벨이 복원될 수 있는 것보다 더 신속하게 감소(컷백)될 수 있도록 토크 조정이 제어된다(218). 이는, 토크 조정의 슬루 레이트에 대한 단방향 제한을 설정하여 제공될 수 있다.
그 다음, 계산된 토크 조정은 조정된 토크 요구 신호를 제공하기 위해 차량의 운전자로부터 수신된 토크 요청에 적용되고(220), 조정된 토크 요구 신호는 견인 모터(2)로의 전력의 전달을 제어하기 위해 전력 변환기(6)에 제공된다. 계산된 토크 조정은 브레이킹 또는 구동 토크의 최대 제한을 감소시킴으로써 적용될 수 있다(220). 예를 들어, 토크 요청이 차량의 모션(구동 토크)과 동일한 방향인 경우, 토크 조정은 운전자의 토크 요청을 직접 수정하기보다는 최대 이용가능한 토크를 감소시키도록 적용된다. 브레이킹 토크 및 구동 토크 제한은 별개로 인코딩될 수 있으며 별개로 조정될 수 있다. 그러나, 두 경우들 모두에서, 최대 이용가능한 토크, 즉, 토크 제한을 감소시킴으로써 토크 조정이 적용된다. 이는, 개선된 운전자 제어를 가능하게 할 수 있다.
토크 조정이 적용되고 있는 동안, 경사가 재추정되고, 개방 루프 추정 모델을 사용하여 차량 속도가 추정된다. 특히, 이러한 모델은 차량 속도, 모터 토크 요구, 차량 질량 및 차량이 주행하고 있는 경사에 대한 이전 추정치들의 관점에서 차량의 모션에 대한 설명을 포함한다. 차량 속도의 이러한 개방 루프 추정치는 모터 속도와 비교되어(222), 둘 사이의 차이(새로운 업데이트된 차이 신호)가 결정된다. 전술한 바와 같이, 모터 토크 요구 신호의 부호는 개방 루프 추정된 차량 속도의 부호와 비교된다. 토크 요구 및 차량 속도가 상이한 부호(반대 방향)인 경우, 차이 신호의 부호가 반전된다. 이는, 브레이킹 시의 토크 조정이, 가속할 때와 반대 관점으로 응답할 것임을 의미한다. 브레이킹의 경우, 차량 속도가 모터 속도보다 큰 경우, 토크 조정은 이용가능한 브레이킹 토크를 감소시키는 경향이 있어 휠 잠금을 감소시키기 위해 모터 속도가 증가하도록 허용할 것이다. 반대로, 토크 요구 및 차량 속도가 동일한 방향에 있고 차량이 가속하고 있는 경우, 토크 조정은 휠 슬립을 감소시키기 위해 이용가능한 가속 토크를 감소시키는 경향이 있을 것이다.
그 다음, 차이 신호는 임계치에 대해 테스트되고, 차이 신호가 임계 크기보다 작으면 토크 조정이 중지되고(제로로 감소됨) 프로세스는 폐쇄 루프 차량 속도 추정 모드로 리턴한다(228). 이러한 개방 루프 모드에서 동작하고 토크 조정을 적용하는 경우, 토크 조정을 중지하고 폐쇄 루프 추정 모드로 리턴하기 위한 임계치는, 토크 조정을 적용하기 시작하고 개방 루프 추정 모드로 스위칭하기 위한 임계치와 상이할 수 있다. 새로운 차이 신호가 이러한 임계치보다 작으면, 새로운 토크 조정이 계산되고(226), 적용된다(218).
상기 개시는, 토크 요구의 제어를 참조하였지만, 일부 전기차들에서는 모터 제어가 토크보다는 제어 속도에 기초하여, 예를 들어 속도 제어 루프가 사용될 수 있다. 이러한 구성들에서 토크 조정은 운전자의 토크 요청보다는 속도 제어 루프의 출력에 적용될 것이다. 전술한 실시예들의 다른 변형들이 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 가속도계는 상이한 방향들에서 가속(관성력들)을 감지하도록 배열된 2개 이상의 별개의 단일 축 가속도계들을 포함할 수 있다. 가속도계는 중력에 대한 장치의 경사각의 표시 및 또한 주행 방향에서 차량의 측방향 가속도를 제공하도록 동작가능한 경사 가속도계와 같은 단일의 다축 가속도계를 포함할 수 있다. 자이로스코픽 및/또는 MEMs 가속도계들이 또한 사용될 수 있어서, 예를 들어 본 명세서에 설명된 가속도계 신호들은 임의의 관성 측정 장치에 의해 제공될 수 있다.
모터 속도를 감지하는 인코더(4)는 모터의 샤프트 또는 액슬의 각도 위치 또는 모션을 결정하고 이러한 위치를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하도록 배열된 전기기계 디바이스 또는 광학 디바이스일 수 있다.
창고 재료 핸들링 차량들(예를 들어, 리프트 트럭들)과 같은 일부 타입들의 차량들은 일반적으로 항상 평평한 표면들 상에서 주행될 것임을 또한 인식할 것이다. 그러나 도로 차량들과 같은 다른 사용 사례들의 경우, 차량들은 차량 모델을 수정하는 경사들을 갖는 표면들 상에서 주행될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 차량 상태 추정기(22)에 의해 결정되는 파라미터들은 경사의 추정치를 포함한다. 따라서, 차량 상태 추정기(22)에 의해 사용되는 모델은, 예를 들어, 기울기의 효과의 코사인 모델에 기초하여, 경사를 설명하는 파라미터를 포함하도록 수정될 수 있다.
모터 속도가 차량 속도와 매칭하는지 여부를 결정하기 위해 사용되는 공차 레벨은 차량의 성능 요구들 및/또는 사용자 선호도에 기초하여 선택될 수 있다. 공차 레벨은 차량 속도에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 공차 레벨은 차량 속도의 퍼센티지, 예를 들어 5% 제한 또는 2% 제한을 포함할 수 있다.
차량 질량 및 차량 경사각/경사의 추정치들은 속도 및 가속도계 신호들에 차량 동역학의 모델을 피팅시킴으로써 결정될 수 있는 것으로 앞서 설명되었다. 이러한 피팅은 최소 제곱 관점에서 수행될 수 있지만 베이지안 추정기들(Bayesian estimators) 및 최대 우도 추정기들(maximum likelihood estimators)과 같은 다른 피팅 절차들이 또한 사용될 수 있다. 모델 자체는 선형 또는 비선형일 수 있고, 비선형 모델에 대한 선형화된 근사를 포함할 수 있다. 모델 자체는 수치적 또는 분석적일 수 있고, 분석적 및 수치적으로 정의된 기여도들의 혼합을 포함할 수 있음을 또한 인식할 것이다.
본 개시의 상황에서, 넌-슬립 정상 상태 조건(휠들이 도로를 그립하고 구동 트레인에서의 임의의 백래시가 풀리는 경우)에서, 모터 속도 및 차량의 속도는 구동 트레인의 기어비 및 휠들의 크기에 의해 관련됨을 또한 인식할 것이다. 본 개시는 물론 구동 트레인의 기어링 또는 휠 크기와 무관하게 적용가능하고, 따라서 단순화를 위해, 본 명세서에서 고려되는 차량 속도는 모터 속도의 단위들로 표현될 것이어서, 즉, 구동 트레인 기어링 및 휠 크기를 설명하기 위해 정규화되었다. 모터 속도는 모터가 구동 트레인에 커플링될 때 모터의 구동 출력의 각속도를 의미하도록 의도됨을 또한 인식할 것이다.
도 1의 실시예는 AC 모터의 제어를 참조하여 설명되었지만, 본 개시의 방법들 및 장치는 또한 DC 모터들의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 도 1에 예시된 장치의 일부 또는 전부는 공통 하우징에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전력 변환기(6)를 제어하기 위한 가속도계 및 전자장치들은 동일한 하우징에 함께 장착될 수 있으며, 동일한 PCB 상에 장착될 수 있다.
도면들에서, 동일한 참조 부호들은 동일한 엘리먼트들을 표시하기 위해 사용된다. 일반적으로 도면들을 참조하면, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 장치의 기능을 표시하기 위해, 개략적인 기능 블록도들이 사용되는 것을 인식할 것이다. 그러나, 기능성이 이러한 방식으로 분할될 필요는 없으며 하드웨어의 임의의 특정 구조를 암시하는 것으로 취급되어서는 안됨을 인식할 것이다.
본 개시의 상황에서 당업자들은, 본 명세서에서 설명된 방법들 및 장치가 타이밍 제어 신호들 및 전자 모터를 제어하기 위해 사용될 수 있는 다른 출력들을 생성하기 위한 전자 장치들과 같은 주문형 하드웨어 로직 프로세싱 유닛들에서 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 시스템의 일례가 앞서 설명되었지만, 그 시스템의 상이한 부분들 사이의 기능성의 분할은 단지 예시적인 것이며, 도 1에 설명된 시스템의 부분들 중 하나 이상의 기능성은 그 시스템의 다른 부분들과 공유되거나, 또는 단일 엘리먼트로 통합될 수 있음을 인식할 것이다. 전기 모터 제어기들은 프로그래머블 프로세서들을 또한 포함할 수 있고, 따라서 앞서 도 1을 참조하여 설명된 제어 방식 및 장치는 또한 2축 가속도계 신호들을 수용하도록 구비되고 그리고/또는 빌트 인 가속도계를 갖는 임의의 전기 모터 제어기(14)의 적절히 프로그래밍된 프로세서에서 구현될 수 있음을 또한 인식할 것이다. 적합한 프로그래밍의 일례는 도 2를 참조하여 설명된 방법을 수행하도록 이러한 프로세서를 프로그래밍하는 컴퓨터 판독가능 명령들이다. 따라서, 본 개시의 일부 예들에서, 하나 이상의 메모리 엘리먼트들은 본 명세서에서 설명된 동작들을 구현하기 위해 사용되는 데이터 및/또는 프로그램 명령들을 저장할 수 있다. 본 명세서의 실시예들은, 본 명세서에서 설명되고 그리고/또는 청구되는 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하고 그리고/또는 본 명세서에서 설명되고 그리고/또는 청구되는 데이터 프로세싱 장치를 제공하도록 프로세서를 프로그래밍하도록 동작가능한 프로그램 명령들을 포함하는 유형의 비일시적 저장 매체를 제공한다.
장치에 관하여, 도면들에 도시된 엘리먼트들 중 하나 이상의 기능은 본 개시의 장치 전반에 걸쳐 추가로 세분되고 그리고/또는 분산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도면들에 도시된 하나 이상의 엘리먼트들의 기능은 단일의 기능 유닛에 통합될 수 있다. 이러한 기능 유닛들(예를 들어, 프로세서 및 이의 컴포넌트들과 같은 전기 모터 제어기(14)의 하나 이상의 특징들)은 고정된 로직, 예를 들어, 로직 게이트들의 어셈블리들 또는 프로그래머블 로직, 예를 들어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 명령들로 구현될 수 있다. 소프트웨어와 하드웨어의 혼합들이 또한 사용될 수 있다. 임의의 종류의 프로그래머블 로직이 또한 사용될 수 있으며, 적절한 프로그래머블 로직의 예들은 프로그래머블 프로세서들, 프로그래머블 디지털 로직(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리(EEPROM)), 주문형 집적 회로, ASIC 또는 임의의 다른 종류의 디지털 로직, 소프트웨어, 코드, 전자 명령들, 플래시 메모리, 광학 디스크들, CD-ROM들, DVD ROM들, 자기 또는 광학 카드들, 전자 명령들을 저장하기 위한 다른 타입들의 머신-판독가능 매체들 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함한다. 상기 실시예들은 예시적인 예들로 이해되어야 한다. 추가적인 실시예들이 착안된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들 또는 임의의 다른 실시예들의 임의의 조합과 함께 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 전술되지 않은 균등물들 및 수정들이 또한 이용될 수 있다.

Claims (26)

  1. 전기차용 전기 견인 모터의 잠금 방지 브레이킹을 제공하도록 구비되는 전기 모터 제어기로서,
    상기 전기차의 운전자로부터의 요청에 기초하여 토크 요구 입력 신호를 수신하기 위한 토크 요구 입력;
    상기 토크 요구 입력 신호를 조정하고 조정된 토크 요구 신호를 전력 제공기에 제공하도록 구비된 토크 요구 조정기를 포함하고, 상기 전력 제공기는 상기 조정된 토크 요구 신호에 기초하여 상기 전기 견인 모터에 제공되는 전력을 제어하도록 구비되고,
    상기 토크 요구 조정기는,
    상기 전기 견인 모터로부터 모터 속도 신호를 획득하기 위한 모터 속도 입력;
    가속도계 신호를 제공하도록 구성된 가속도계;
    모터 속도, 조정된 토크 요구 및 상기 가속도계 신호에 기초하여 차량 질량을 추정하도록 구성되는 차량 상태 추정기; 상기 가속도계 신호에 기초하여 차량 경사각을 결정하도록 구성되는 경사 결정기; 및
    상기 모터 속도 신호, 상기 조정된 토크 요구, 상기 차량 경사각 및 상기 추정된 차량 질량에 기초하여 상기 전기차의 추정된 속도를 결정하도록 구성되는 차량 속도 추정기를 포함하고,
    상기 토크 요구 조정기는, 상기 모터 속도와 상기 전기차의 추정된 속도 사이의 차이를 감소시키기 위해 상기 모터가 제어되도록, 상기 토크 요구 신호를 조정하도록 구성되는 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토크 요구 조정기는, 상기 제어기가 전기 모터로 행할 수 있는 최대 토크 요구를 감소시킴으로써 상기 토크 요구 신호를 조정하도록 구성되는 제어기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차량 속도 추정기는 차량 속도의 추정치를 결정하기 위해 상기 모터 속도 신호가 사용되는 폐쇄 루프 모드 및 상기 모터 속도 신호가 상기 추정치로부터 배제되는 개방 루프 모드에서 동작가능하고, 상기 제어기는 상기 모터 속도와 상기 전기차의 추정된 속도 사이의 차이의 크기에 기초하여 상기 개방 루프 모드와 상기 폐쇄 루프 모드 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제어기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 토크 요구 조정기는 상기 차이에 대한 응답으로 초기 토크 요구 조정을 적용하고, 그 다음 시간에 따른 토크 요구 조정의 크기를 감소시키도록 구성되는 제어기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 토크 요구 조정기는 상기 토크 요구 조정이 선택된 임계 레벨 아래로 감소되는 것에 대한 응답으로 상기 폐쇄 루프 모드로 되돌아가도록 구성되는 제어기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토크 요구 조정기는 상기 모터로 행해진 토크 요구가, 상기 토크 요구 입력 신호의 값으로 되돌아갈 수 있는 것보다 더 신속하게 감소될 수 있도록, 상기 조정된 토크 요구 신호의 변화율을 제한하도록 구성되는 제어기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터 속도와 상기 전기차의 추정된 속도 사이의 차이를 필터링하여, 상기 차이의 저역 통과 필터링된 버전을 제공하도록 구성되는 저역 통과 필터를 포함하는 제어기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저역 통과 필터는 차량 구동 트레인의 백래시(backlash) 간격에 기초하여 선택된 시상수를 갖는 제어기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량 상태 추정기는 추정된 차량 속도가 선택된 임계 속도보다 작은 경우 상기 차량 질량의 추정치를 업데이트하도록 구성되는 제어기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량 상태 추정기는 차량이 정지 상태로부터 이동할 때마다 상기 차량 속도의 추정치를 업데이트하도록 구성되는 제어기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량 상태 추정기는 상기 모터 속도 신호, 상기 조정된 토크 요구 및 상기 가속도계 신호에 데이터 모델을 피팅(fitting)하는 것에 기초하여 상기 차량 질량을 추정하도록 구성되는 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량 상태 추정기는 상기 차량이 정지 상태로부터 이동할 때 상기 가속도계 신호로부터 획득된 상기 차량 질량의 추정치를 결정하도록 구성되는 제어기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차량 질량의 추정치는 상기 차량이 주행되고 있는 경사의 추정치 및 상기 차량이 정지 상태로부터 이동하기 전에 획득된 가속도계 신호에 추가로 기초하는 제어기.
  14. 제11항, 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 차량 상태 추정기는 상기 모터 속도 신호, 상기 조정된 토크 요구 및 상기 가속도계 신호에 상기 데이터 모델을 피팅하는 경우 상기 차량 질량의 추정치를 사용하는 것에 기초하여 상기 차량이 주행되고 있는 표면의 경사를 추정하도록 구성되는 제어기.
  15. 전기 견인 모터에 의해 구동되는 전력 공급된 전기차에서 잠금 방지 브레이킹 견인력 제어를 제공하는 방법으로서,
    주행 방향 및 차량의 경사각에서 차량의 측방향 가속도를 표시하는 가속도계 신호를 획득하는 단계;
    상기 모터의 속도를 표시하는 모터 속도 신호를 획득하는 단계;
    가속도계 신호 및 상기 모터 속도에 기초하여 차량 질량의 추정치를 획득하는 단계;
    차량 속도의 추정치를 결정하는 단계;
    상기 전기차의 운전자로부터 토크 요청을 표시하는 토크 요구 입력 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 토크 요구 입력 신호를 조정하고, 조정된 토크 요구 신호로 상기 전기 견인 모터를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 토크 요구 신호를 조정하는 단계는 상기 모터 속도 신호와 상기 차량 속도의 추정치 사이의 차이를 감소시키는 토크 요구 조정을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 차량 속도의 추정치는 상기 모터 속도 신호, 상기 모터로 행해진 토크 요구, 차량 경사각 및 추정된 차량 질량에 기초하여 결정되는 방법.
  16. 상기 토크 요구 신호를 조정하는 단계는, 전기 모터 제어기가 전기 모터로 행할 수 있는 최대 토크 요구를 감소시키는 토크 요구 조정을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 차량이 정적 위치로부터 이동하기 시작했는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 차량이 이동하기 시작한 경우, 차량 질량의 새로운 추정치를 획득하고 상기 새로운 추정치를 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,
    차량 질량 추정치가 메모리에 저장되어 있는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 차량 질량 추정치가 메모리에 저장되어 있는 경우, 메모리로부터 이를 검색함으로써 차량 질량의 추정치를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    에러 신호를 획득하기 위해 추정된 차량 속도를 모터 속도 추정치와 비교하는 단계, 및 상기 에러 신호의 부호 및 크기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 토크 요구 입력 신호를 조정할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 방법은 개방 루프 모드에서 상기 차량 속도의 적어도 하나의 후속 추정치를 획득함으로써 모터 토크 요구를 조정하는 것으로 결정하도록 응답하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 차량 속도의 개방 루프 추정치는 상기 모터 토크 요구의 후속 조정에서 사용되는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    새로운 에러 신호를 획득하기 위해 상기 차량 속도의 적어도 하나의 후속 추정치를 상기 모터 속도 신호와 비교하는 단계, 및 상기 새로운 에러 신호의 크기에 기초하여, 상기 모터 토크 요구를 조정하는 것을 계속할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제15항 내지 제22항에 있어서,
    상기 모터 토크 요구가 복원될 수 있는 것보다 신속하게 감소될 수 있도록 상기 모터 토크 요구의 조정을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량이 주행되고 있는 표면의 경사를 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 차량 속도의 추정치는 또한 상기 경사에 기초하는 방법.
  25. 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 전기 견인 모터의 프로세서를 프로그래밍하도록 동작가능한 컴퓨터 프로그램 제품.
  26. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 전기 또는 하이브리드 차량을 위한 회생 브레이킹 시스템 및/또는 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 프로그래밍된 제어기.
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