KR20190004140A

KR20190004140A - 차량의 모터 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템

Info

Publication number: KR20190004140A
Application number: KR1020170084353A
Authority: KR
Inventors: 신동준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR102322859B1

Abstract

본 발명은 차량의 모터 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 모터 제어 장치는, 차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하고, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하는 판단부, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하는 결정부, 및 상기 버스트 제어 모드에 진입하는 것으로 결정된 경우에 버스트 제어를 수행하는 버스트 제어부를 포함한다.

Description

차량의 모터 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MOTOR OF VEHICLE, AND VEHICLE SYSTEM}

본 발명은 차량의 모터 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것이다.

하이브리드 자동차와 같은 친환경 자동차는 제어유닛이 전기에너지를 모터의 기계적인 출력으로 변환시켜주는 인버팅 역할을 하며 기본적으로 전류 지령맵에 의한 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 토크 출력 제어를 수행한다. 이 경우, 토크가 0이 되는 부근에서 역자속의 증가로 인해 인버터의 내부 손실이 증가하는 현상이 발생할 수 있다. 이를 위해, 제어유닛은 전류 지령맵의 토크가 0이 되는 부근에서 PWM을 OFF 시키는 버스트(Burst) 제어를 수행하여 인버터의 손실을 방지하였다.

다만, 종래에는 토크가 0이 되는 부근에서 버스트 제어를 수행함에 따라 PWM을 OFF 제어하기 때문에 인버터 손실이 증가하였다.

본 발명의 목적은, 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 회생 제동 모드와 엔진 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드 진입을 결정함으로써 인버터 손실을 최소화하도록 한 차량의 모터 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명은 차량의 모터 제어 장치는, 차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하고, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하는 판단부, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하는 결정부, 및 상기 버스트 제어 모드에 진입하는 것으로 결정된 경우에 버스트 제어를 수행하는 버스트 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 상태 정보는, 모터 RPM 및 모터 토크에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 상기 모터 RPM이 설정된 최소 RPM 임계치 이상이고 최대 RPM 임계치 이하인 제1 조건 및 상기 모터 토크가 설정된 최저 토크 임계치 이상이고 최고 토크 임계치 이하인 제2 조건을 만족하는 경우에 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 상태 정보는, 엔진 토크, 모터 토크, 엔진 클러치 접합 상태 및 브레이크 페달량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 및 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하는 경우에 상기 엔진 충전 모드 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 또는 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하지 않는 경우에 회생 제동 모드 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 결정부는, 상기 엔진 충전 모드 상태인 경우 버스트 제어 모드 진입을 인에이블(enable) 상태로 결정하고, 그렇지 않은 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 결정부는, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 장치는, 상기 차량의 모터, 엔진 또는 브레이크의 상태 정보를 수집하는 정보 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 방법은, 차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하여 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하는 단계, 상기 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하는 단계, 및 상기 버스트 제어 모드에 진입하는 것으로 결정된 경우에 버스트 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은, 모터, 및 차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하여 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하고, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하여 상기 모터로 버스트 제어 신호를 출력하는 모터 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 회생 제동 모드와 엔진 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드 진입을 결정함으로써 인버터 손실을 최소화하고 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 장치가 적용된 차량 시스템을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 차량은 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle) 등 엔진과 모터를 통해 구동력을 제공하는 차량이라면 어느 것이든 적용 가능함은 당연한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 모터 제어 장치는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 차량의 모터 제어 장치는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어유닛들과 연결될 수도 있다. 여기서, 차량의 모터 제어 장치는 차량의 엔진 및 모터와 연계되어 동작할 수 있으며, 엔진이나 모터의 동작을 제어하는 제어 유닛과 연계되어 동작할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 장치가 적용된 차량 시스템을 도시한 도면이다.

이에, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 시스템은 모터(10) 및 모터 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.

모터 제어 장치(100)는 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 또는 회생 제동 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드 진입 여부를 결정하여 모터(10)로 대응하는 제어신호를 출력할 수 있다.

이에, 모터 제어 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 통신부(130), 저장부(140), 정보 수집부(150), 판단부(160), 결정부(170) 및 버스트 제어부(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 모터 제어 장치의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.

인터페이스부(120)는 사용자 또는 관리자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 모터 제어 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.

여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다.

출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.

이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통신부(130)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량의 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보를 감지하는 하나 이상의 센서들과 통신 연결되어 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보를 수신할 수 있다. 통신모듈은 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보를 관리하는 제어유닛으로부터 상태 정보를 수신할 수도 있다.

여기서, 통신모듈은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 통신모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을위한모듈을포함할수도있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이포함될수있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.

저장부(140)는 모터 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.

일 예로, 저장부(140)는 통신부(130)를 통해 수신된 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 버스트 제어 모드 진입을 위한 조건 정보가 저장될 수 있으며, 엔진 충전 모드를 판단하기 위한 조건 정보가 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(140)는 버스트 제어 모드 진입 조건 판단 및/또는 엔진 충전 모드 판단을 위한 알고리즘이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 버스트 제어를 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수도 있다.

여기서, 저장부(140)는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.

정보 수집부(150)는 통신부(130)와 통신 연결된 센서들 또는 제어유닛들로부터 차량의 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보를 수집한다. 정보 수집부(150)는 차량 내에서 차량의 상태 정보를 관리하는 시스템으로부터 차량의 모터, 엔진 및/또는 브레이크의 상태 정보를 수집할 수도 있다.

일 예로, 정보 수집부(150)는 모터의 RPM 및/또는 토크 정보를 수집할 수 있다. 또한, 정보 수집부(150)는 엔진의 토크 및/또는 클러치 접합 상태 정보를 수집할 수 있다. 또한, 정보 수집부(150)는 브레이크 페달량 정보를 수집할 수 있다.

판단부(160)는 정보 수집부(150)에 의해 수집된 차량의 상태 정보가 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단한다. 일 예로, 판단부(160)는 차량의 모터 RPM 및 모터 토크 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 판단할 수 있다.

여기서, 버스트 제어 모드 진입 조건은 모터 RPM이 설정된 최소 RPM 임계치 이상이고 최대 RPM 임계치 이하인 제1 조건 및 모터 토크가 설정된 최저 토크 임계치 이상이고 최고 토크 임계치 이하인 제2 조건을 포함할 수 있다.

따라서, 판단부(160)는 정보 수집부(150)에 의해 수집된 차량의 모터 RPM이 제1 조건을 만족하는지 판단한다. 또한, 판단부(160)는 정보 수집부(150)에 의해 수집된 차량의 모터 토크가 제2 조건을 만족하는지 판단한다. 만일, 제1 조건 및 제2 조건을 모두 만족하는 경우, 판단부(160)는 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

차량의 상태 정보가 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우, 판단부(160)는 엔진 충전 모드 상태인지를 판단할 수 있다. 일 예로, 판단부(160)는 엔진 토크, 모터 토크, 엔진 클러치 접합 상태 및 브레이크 페달량 정보에 기초하여 엔진 충전 모드 상태를 판단할 수 있다.

여기서, 엔진 충전 모드 상태를 판단하기 위한 조건은 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 및 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 포함할 수 있다.

따라서, 판단부(160)는 제3 조건 내지 제6 조건을 모두 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인 것으로 확인할 수 있다. 한편, 판단부(160)는 제3 조건 내지 제6 조건 중 어느 하나라도 만족하지 않으면 회생 제동 모드 상태인 것으로 확인할 수 있다.

판단부(160)는 엔진 충전 모드 또는 회생 제동 모드에 대한 상태 확인 결과를 제어부(110) 및/또는 결정부(170)로 전달한다.

결정부(170)는 판단부(160) 또는 제어부(110)로부터 수신한 상태 확인 결과에 따라 버스트 제어 모드 진입 여부를 결정한다.

이때, 결정부(170)는 도 2의 도면부호 211과 같이, 판단부(160) 또는 제어부(110)로부터 수신한 상태 확인 결과에 근거하여 회생 제동 모드 상태인 것으로 확인되면, 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정한다.

한편, 결정부(170)는 도 2의 도면부호 221과 같이, 판단부(160) 또는 제어부(110)로부터 수신한 상태 확인 결과에 근거하여 엔진 충전 모드 상태인 것으로 확인되면, 버스트 제어 모드 진입을 인에이블(enable) 상태로 결정한다.

따라서, 버스트 제어부(180)는 결정부(170)에 의해 버스트 제어 모드 진입이 인에이블(enable) 상태로 결정되면, 버스트 제어 모드에 진입하여 모터(10)로 버스트 제어 신호를 출력한다. 이때, 버스트 제어부는 모터(10)의 PWM을 오프(OFF) 제어한다. 한편, 버스트 제어부(180)는 결정부(170)에 의해 버스트 제어 모드 진입이 디세이블(disable) 상태로 결정되면, 버스트 제어 모드로 진입하지 않는다.

한편, 판단부(160)는 제1 조건 또는 제2 조건을 만족하지 않는 경우 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 판단부(160)는 버스트 제어 모드 진입 조건의 만족 여부를 제어부(110) 및/또는 결정부(170)로 전달할 수 있다.

결정부(170)는 판단부(160)에 의해 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 것으로 판단된 경우에도 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정한다.

도 3a는 차속 변화 상태를 나타낸 그래프이고, 도 3b는 차속 변화에 따른 회생 제동 모드 상태를 나타낸 도면이다.. 도 3a의 도면부호 311 및 도 3b의 도면부호 321과 같이, 차량은 차속이 급격하게 감소하는 0 내지 x1 구간에서는 브레이크 작동으로 인해 발생하는 제동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 회생 제동 모드로 동작하게 된다. 이후, x1 내지 X2 구간에서 차속의 감소량이 일정량 이하로 줄어들면, x2 이후 구간에서 차량은 회생 제동 모드를 해제하고 엔진 충전 모드로 동작하게 된다.

도 3c는 x1 이후 버스트 제어 모드 진입에 따른 충전 에너지 편차를 나타낸 것이고, 도 3d는 버스트 제어 모드 진입에 따른 누적 에너지 편차를 나타낸 것이다.

먼저, 도 3c의 도면부호 331은 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하지 않고 모터 토크에 따라 버스트 제어 모드에 진입하는 경우의 충전 에너지를 나타낸 것이다. 이 경우, 차량은 x1 이전부터 버스트 제어 모드에 진입하기 때문에 x1 내지 x2 구간에서 충전 에너지가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

한편, 도면부호 335는 본 발명에 따른 모터 제어 장치에 의해 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우의 충전 에너지를 나타낸 것이다. 이 경우, 모터 토크가 0에 가까운 경우라 하더라도 회생 제동 모드에서는 버스트 제어 모드 진입이 디세이블 상태가 된다. 따라서, x1 내지 x2 구간(P)에서는 버스트 제어 모드에 진입하지 않기 때문에 도면부호 331과 달리 회생 제동에 의한 충전 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 회생 제동 모드 상태에서 발생한 충전 에너지에 의한 누적 에너지 편차는 도 3d와 같다.

도 3d에서 도면부호 341은 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하지 않고 모터 토크에 따라 버스트 제어 모드에 진입하는 경우의 누적 에너지를 나타낸 것이고, 도면부호 335는 본 발명에 따른 모터 제어 장치에 의해 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우의 누적 에너지를 나타낸 것이다. 이와 같이, 회생 제동에 의해 충전 에너지로 인해 x3 이후 구간에서는 y 값 이상의 누적 에너지 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

도 4는 각 연비 시험 모드 별 에너지 효율 차이를 나타낸 도면이다. Eh 4에 도시된 바와 같이, 연비 시험 모드는 도심주행모드(FTP[UDDTS]), 고속도로주행모드(Highway), 단일주행모드(NEDC), 급가감속주행모드(US06) 및 CR mimic 모드 등이 포함될 수 있다.

도심주행모드(FTP[UDDTS])에서는 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(411)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(415)의 전기 에너지가 14% 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 고속도로주행모드(Highway)에서는 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(421)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(425)의 전기 에너지가 1% 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단일주행모드(NEDC)에서는 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(431)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(435)의 전기 에너지가 5% 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 급가감속주행모드(US06)에서는 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(441)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(445)의 전기 에너지가 9% 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 또한, CR mimic 모드에서는 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(451)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(455)의 전기 에너지가 6% 차이 나는 것을 확인할 수 있다.

고속도로주행모드(Highway)의 경우 모드 구분 없이 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(421)와 회생 제동 모드와 운전 충전 모드를 구분하여 버스트 제어 모드에 진입하는 경우(425)의 전기 에너지 차이가 크지 않지만, 도심주행모드(FTP[UDDTS])에서는 14%로 그 차이가 크다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 토크 제어 장치는 엔진에 의한 충전 상황에서는 버스트 제어를 통해 인버터 손실을 최소화하고, 감속으로 인해 발생하는 회생 제동 에너지는 최대한 수용함으로써 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 모터 제어 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모터 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 모터 제어 장치(100)는 차량 상태 정보를 수집한다(S110). 여기서, 차량의 상태 정보는 모터의 RPM, 모터 토크, 엔진 토크, 엔진 클러치 접합 상태 및/또는 브레이크 페달량 정보를 포함할 수 있다.

모터 제어 장치(100)는 'S110' 과정에서 수집된 차량 상태 정보를 이용하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단한다(S120).

'S120' 과정은 도 6과 같은 세부 동작을 수행할 수 있다. 도 6을 참조하면, 모터 제어 장치(100)는 모터 RPM이 설정된 최소 RPM 임계치 이상이고 최대 RPM 임계치 이하인 제1 조건을 만족하는지 판단한다(S121). 'S121' 과정에서 차량의 모터 RPM이 제1 조건을 만족하는 경우, 모터 제어 장치(100)는 모터 토크가 설정된 최저 토크 임계치 이상이고 최고 토크 임계치 이하인 제2 조건을 만족하는지 판단한다(S125).

'S120' 과정에서 제2 조건을 만족하는 경우, 모터 제어 장치(100)는 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하여 도 5의 'S130' 과정을 수행한다.

한편, 'S121' 또는 'S125' 과정에서 제1 조건 또는 제2 조건을 만족하지 않는 경우, 모터 제어 장치(100)는 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 것으로 판단하여 도 5의 'S160' 과정을 수행한다.

모터 제어 장치(100)는 'S120' 과정을 통해 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 엔진 충전 모드 상태인지를 확인한다(S130).

'S130' 과정은 도 7과 같은 세부 동작을 수행할 수 있다. 도 7을 참조하면, 모터 제어 장치(100)는 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건을 만족하는지 판단한다(S131). 엔지 토크가 제3 조건을 만족하는 경우, 모터 제어 장치(100)는 모터 토크가 0 미만인 제4 조건을 만족하는지 판단한다(S133). 모터 토크가 제4 조건을 만족하는 경우, 모터 제어 장치(100)는 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건을 만족하는지 판단한다(S135). 만일, 엔진 클러치가 제5 조건을 만족하는 경우, 모터 제어 장치(100)는 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하는지 판단한다(S137).

모터 제어 장치(100)는 제3 조건 내지 제6 조건을 모두 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인 것으로 확인한다(S138). 이 경우, 모터 제어 장치(100)는 도 5의 'S140' 과정을 수행한다.

한편, 모터 제어 장치(100)는 제3 조건 내지 제6 조건 중 어느 하나의 조건이라도 만족하지 않는 경우 회생 제동 모드 상태인 것으로 확인한다(S139). 이 경우, 모터 제어 장치(100)는 도 5의 'S160' 과정을 수행한다.

모터 제어 장치(100)는 'S130' 과정에서 엔진 충전 모드 상태인 것으로 확인되면, 버스트 제어 모드 진입을 인에이블(enable) 상태로 결정하고(S140), 버스트 제어를 수행한다(S150).

한편, 모터 제어 장치(100)는 'S120' 과정에서 버스트 진입 조건을 만족하지 않거나, 'S130' 과정에서 엔진 충전 모드 상태가 아닌, 다시 말해, 회생 제동 모드 상태인 것으로 확인되면, 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정한다(S160). 이 경우, 모터 토크가 0에 가까워지더라도 버스트 제어를 수행하지 않고 회생 제동 에너지를 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.

상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 모터 제어 장치(100)의 제어부(110), 정보 수집부(150), 판단부(160), 결정부(170) 및 버스트 제어부(180)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 제어부 120: 인터페이스부
130: 통신부 140: 저장부
150: 정보 수집부 160: 판단부
170: 결정부 180: 버스트 제어부

Claims

차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하고, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하는 판단부;
상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하는 결정부; 및
상기 버스트 제어 모드에 진입하는 것으로 결정된 경우에 버스트 제어를 수행하는 버스트 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량의 상태 정보는,
모터 RPM 및 모터 토크에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
상기 모터 RPM이 설정된 최소 RPM 임계치 이상이고 최대 RPM 임계치 이하인 제1 조건 및 상기 모터 토크가 설정된 최저 토크 임계치 이상이고 최고 토크 임계치 이하인 제2 조건을 만족하는 경우에 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량의 상태 정보는,
엔진 토크, 모터 토크, 엔진 클러치 접합 상태 및 브레이크 페달량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 판단부는,
엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 및 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하는 경우에 상기 엔진 충전 모드 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 판단부는,
엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 또는 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하지 않는 경우에 회생 제동 모드 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 결정부는,
상기 엔진 충전 모드 상태인 경우 버스트 제어 모드 진입을 인에이블(enable) 상태로 결정하고, 그렇지 않은 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 결정부는,
상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량의 모터, 엔진 또는 브레이크의 상태 정보를 수집하는 정보 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 장치.
차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하여 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하는 단계;
상기 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하는 단계; 및
상기 버스트 제어 모드에 진입하는 것으로 결정된 경우에 버스트 제어를 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 차량의 상태 정보는,
모터 RPM 및 모터 토크에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 모터 RPM이 설정된 최소 RPM 임계치 이상이고 최대 RPM 임계치 이하인 제1 조건 및 상기 모터 토크가 설정된 최저 토크 임계치 이상이고 최고 토크 임계치 이하인 제2 조건을 만족하는 경우에 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 차량의 상태 정보는,
엔진 토크, 모터 토크, 엔진 클러치 접합 상태 및 브레이크 페달량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 상기 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 상기 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 및 상기 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하는 경우에 상기 엔진 충전 모드 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 엔진 토크가 0을 초과하는 제3 조건, 상기 모터 토크가 0 미만인 제4 조건, 상기 엔진 클러치가 접합 상태인 제5 조건 또는 상기 브레이크 페달량이 0%인 제6 조건을 만족하지 않는 경우에 회생 제동 모드 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 엔진 충전 모드 상태인 경우 버스트 제어 모드 진입을 인에이블(enable) 상태로 결정하고, 그렇지 않은 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하지 않는 경우 상기 버스트 제어 모드 진입을 디세이블(disable) 상태로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 차량의 모터, 엔진 또는 브레이크의 상태 정보를 수집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 모터 제어 방법.
모터; 및
차량의 상태 정보에 기초하여 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는지 판단하여 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지를 판단하고, 상기 버스트 제어 모드 진입 조건을 만족하는 경우 엔진 충전 모드 상태인지 여부에 따라 버스트 제어 모드의 진입 여부를 결정하여 상기 모터로 버스트 제어 신호를 출력하는 모터 제어 장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.