KR20190094905A - 전기차의 동력 전달 방법 및 전기차의 동력 전달 장치 - Google Patents

Abstract

전기차의 동력 전달 방법 및 전기차의 동력 전달 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 방법은, 전기차에 설정되는 목표 주행속도값을 확인하는 단계와, 상기 목표 주행속도값에 기초하여, 상기 전기차의 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 배치된 모터 각각으로 인가할 전압값을 산출하는 단계와, 상기 각 전압값을, 상기 전기차의 좌우 조향각을 고려하여 조정하는 단계, 및 상기 조정된 각 전압값에 따라 회전하는 상기 각 모터에서 출력되는 토크를 이용하여, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴를 각각 구동하는 단계를 포함한다.

Description

전기차의 동력 전달 방법 및 전기차의 동력 전달 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING POWER OF ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기차의 듀얼 모터 제어를 이용한 디퍼렌셜(Differential) 기술에 관한 것으로, 전기차의 센서들의 정보를 수신하여 양측 바퀴에 각각 구비된 모터의 회전을 독립적으로 제어 함으로써, 차량 선회 시 필요한 토크를, 별도의 기계적인 디퍼렌셜 장치 없이도 양측 바퀴에 정확하게 분배할 수 있는 전기차의 동력 전달 방법 및 전기차의 동력 전달 장치에 관한 것입니다.

기존의 전기차는, 하나의 축으로 묶인 모터에서 출력되는 동력을, 디퍼렌셜로 양측 바퀴에 분배하여 구동되는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 디퍼렌셜(Differential)이란, 차량이 선회하게 되면 선회하는 방향에 따른 내륜과 외륜의 회전 수에 차이가 발생하게 되는데 이를 허용하기 위한 기술로, 차량의 승차감과 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 차량의 디퍼렌셜 시스템에서, 선회하는 차량의 움직임 변화를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 일실시예에 따른 차량의 디퍼렌셜 시스템은, 차량(101)이 우측으로 선회 함에 따라, 모터에서 출력되는 동력을 내륜(우측 바퀴)과 외륜(좌측 바퀴)으로 분배하게 되며, 이때 내륜의 회전 저항을 이용해 외륜으로 동력을 분배하여 디퍼렌싱 하고 있다.

이러한 디퍼렌싱 시스템이 탑재된 차량(101)에서는 선회 시 필요한 토크를 좌우로 분배할 수 있어 도로 상황에 맞는 코너링을 수행할 수 있다. 한편, 디퍼렌싱 시스템이 탑재되지 않은 차량(102, 103)의 경우, 좌우 바퀴에 적절한 토크를 분배하기 어려우므로 코너링 시 도로를 벗어날 우려가 있다.

한편, 이러한 기존의 디퍼렌셜 장치에서는 동일 모터에서 출력되는 동력을 디퍼렌셜로 양측 바퀴에 분배하고 있기 때문에, 차량 선회 시 필요한 토크를 좌우로 정확하게 분배하는데 어려움이 있고 이로 인해 보다 날렵한 코너링을 수행하는 데 한계를 가질 수 있다.

이러한 한계로 인해 내륜에 브레이크를 걸어 날렵한 코너링을 가능하게 하는 토크 벡터링이란 기술이 전기차에 탑재되고 있으나, 동력 손실과 연비 저하라는 문제점을 나타내고 있다.

이처럼 디퍼렌셜 시스템이 탑재된 차량에서는 동력 손실이 발생할 수 있어 가속 시 차량이 날렵하게 발진하지 못하게 되므로, 레이싱 카(racing car)와 같이 가속이 요구되는 차량이나, 험난한 길을 주행하게 되는 오프로드 차량의 경우 LSD(Limited Slip Differential)와 같은 장치를 별도로 탑재해야 할 필요가 있다.

이에 따라, 차량 선회 시, 기존에 내륜의 동력을 감소시키는 기계적 디퍼렌셜과 달리, 전기차의 양측 바퀴에 구비된 듀얼 모터를 이용하여 내륜과 외륜에 필요한 동력을 개별적으로 부여할 수 있는 디퍼렌셜 기술이 요구되고 있다.

본 발명의 실시예는 전기차의 엑셀 페달, 조향각 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나의 센서들의 정보를 수신하여 양측 바퀴에 각각 구비된 모터의 회전을 독립적으로 제어 함으로써, 차량 선회 시 필요한 토크(동력)를, 별도의 기계적인 디퍼렌셜 장치를 사용하지 않고도 양측 바퀴에 정확하게 분배할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예는 전기차의 좌우 바퀴에 모터를 각각 배치하여, 각 모터의 회전 수를 상이하게 제어 함으로써, 각 모터에서 전기차의 선회 상황에 맞는 토크를 출력해 코너링이 용이해지도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 방법은, 전기차에 설정되는 목표 주행속도값을 확인하는 단계와, 상기 목표 주행속도값에 기초하여, 상기 전기차의 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 배치된 모터 각각으로 인가할 전압값을 산출하는 단계와, 상기 각 전압값을, 상기 전기차의 좌우 조향각을 고려하여 조정하는 단계, 및 상기 조정된 각 전압값에 따라 회전하는 상기 각 모터에서 출력되는 토크를 이용하여, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴를 각각 구동하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치는, 전기차에 설정되는 목표 주행속도값을 확인하는 확인부와, 상기 목표 주행속도값에 기초하여, 상기 전기차의 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 배치된 모터 각각으로 인가할 전압값을 산출하는 산출부와, 상기 각 전압값을, 상기 전기차의 좌우 조향각을 고려하여 조정하는 조정부, 및 상기 조정된 각 전압값에 따라 회전하는 상기 각 모터에서 출력되는 토크를 이용하여, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴를 각각 구동하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전기차의 양측 바퀴에 구비된 듀얼 모터를 이용하여 차량 선회 시 내륜과 외륜에 필요한 동력을 맞춰서 개별적으로 출력 함으로써, 기존에 내륜의 동력을 감소시키는 기계적 디퍼렌셜에 비해, 동력 손실이 적고 조향 성능이 뛰어나며 LSD 역할도 겸할 수 있어, 겨울철 눈길 주행이나 오프로드 주행, 스포츠 드라이빙에서도 매우 좋은 구동 성능을 나타낼 수 있다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 차량의 디퍼렌셜 시스템에서, 선회하는 차량의 움직임 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치에서, 전기차의 좌우 바퀴에 배치된 각 모터를 독립적으로 제어하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치에서, 전기차의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치에서, 좌우 바퀴에 배치된 각 모터에 인가되는 전압값을 산출하는 프로그램의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치(200)는, 확인부(210), 산출부(220), 조정부(230) 및 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

확인부(210)는 전기차에 설정되는 목표 주행속도값을 확인한다.

본 명세서에서, 전기차는, 일측으로 선회(코너링) 시 상황에 맞게 서로 다른 토크를 출력할 수 있는 좌우 각 바퀴에 각각 배치된 복수의 모터를 구비할 수 있다.

일례로, 확인부(210)는 전기차에 구비된 포텐쇼미터(potentiometer)로부터, 운전자의 엑셀 페달(가속 페달) 조작에 따른 목표 주행속도값을 확인할 수 있다.

또한, 확인부(210)는 상기 포텐쇼미터에 구비된 조향각 센서로부터, 운전자의 스티어링 조작에 따른 좌우 조향각을 확인(감지)할 수 있다.

여기서, 포텐쇼미터는 엑셀 페달 및 조향각 센서로 구성되어, 엑셀 페달의 개도량을 검출하면서 스티어링의 조향각을 확인하는 장치일 수 있다.

산출부(220)는 상기 목표 주행속도값에 기초하여, 전기차의 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 배치된 모터 각각으로 인가할 전압값을 산출한다.

구체적으로, 산출부(220)는 운전자의 엑셀 페달의 조작에 따라 목표 주행속도값이 예컨대 '70km/h'로 설정되면, 설정된 목표 주행속도값으로 전기차를 주행하기 위해 요구되는 동력(토크)을, 좌우 각 바퀴에 배치된 모터에서 출력하기 위해, 각 모터의 구동에 필요한 전압값을 산출할 수 있다.

예를 들어, 산출부(220)는 목표 주행속도값('70km/h')에 따라 좌우 각 바퀴에 배치된 모터의 회전 속도(회전 수)를 현재 전기차가 주행차로의 변경 없이 직진 방향으로 주행하는 경우를 가정해서 동일하게 '70km/h'로 결정한 후 상기 회전 속도 만큼 각 모터를 구동하기 위해 배터리부로부터 공급 받아야 할 전력, 즉 전압값을 산출한 후 각 모터의 모터 드라이버로 출력할 수 있다.

이때, 산출부(220)는 운전자의 엑셀 페달의 조작에 따라 목표 주행속도값이 현재의 '60km/h'에서 '70km/h'로 변경되어 설정되면, 증가된 속도값 '10km/h'에 해당하는 토크를 좌우 각 바퀴에 배치된 모터에서 더 출력하기 위해 필요한 양 만큼 각 전압값을 증가시켜 산출할 수도 있다.

조정부(230)는 상기 각 전압값을, 전기차의 좌우 조향각을 고려하여 조정한다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 조정부(230)는 전기차가 좌측으로 선회 함에 따라 운전자가 스티어링을 회전시키는 경우 좌우 각 바퀴에 부여되는 하중이 달라지게 되므로, 확인부(210)를 통해 포텐쇼미터의 조향각 센서로부터, 운전자의 스티어링 조작에 따른 좌우 조향각을 확인하여, 스티어링을 회전시키는 정도(선회 각도)에 따라, 선회하는 방향(좌)측에 배치된 모터의 회전 속도를 일정치 낮추고(예, '35km/h'), 그 반대(우)측에 배치된 모터의 회전 속도를 일정치 높인 후(예, '105km/h'), 산출한 전압값을, 각 모터의 변경된 회전 속도 만큼 구동하기 위해 필요한 전압값으로 각각 조정한 후, 각 모터의 모터 드라이버로 출력할 수 있다.

또한, 조정부(230)는 전기차에 구비된 가속도 센서에 의해 일측으로 선회하는 코너링이 감지되면, 가속도 센서로 측정한 횡가속도값을 더 고려하여, 상기 선회 시 외측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 제1 모터로, 내측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 제2 모터 보다 큰 전압값이 인가되도록, 상기 각 전압값을 더 조정할 수 있다. 여기서, 가속도센서는 횡가속도를 측정하여 코너링 G값을 입력하는 장치일 수 있다.

제어부(240)는 조정된 각 전압값에 따라 회전하는 각 모터에서 출력되는 토크를 이용하여, 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 각각 구동한다.

일례로, 제어부(240)는 조정된 각 전압값에 따라 상기 제1 모터의 회전 수를 상기 제2 모터의 회전 수 보다 높이도록 제어하여, 외측에 해당하는 바퀴에, 내측에 해당하는 바퀴 보다 큰 토크가 출력되도록 할 수 있다.

다시 말해, 제어부(240)는 전기차가 선회하는 각도(조향각)에 따라 조정된 전압값으로 좌우 각 모터의 회전을 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(240)는 각 모터에 연결된 모터 드라이버를 통해, 각 모터를, 조정된 각 전압값에 해당하는 회전 수 만큼 회전하도록 제어하고, 상기 회전 수에 상응하여 각 모터에서 출력되는 토크로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 독립적으로 구동할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 제어부(240)는 코너링에 의해 하중이 부여되는 외륜측 모터(322)의 회전 수를, 내륜측 모터(321)의 회전 수 보다 높아지도록 제어할 수 있다.

즉, 제어부(240)는 각 모터(321, 322)의 회전 수를 상이하게 제어 함으로써, 회전 수의 차이에 따라 각 모터(321, 322)에서 도로의 코너링 각도에 맞춰 서로 다른 토크(동력)가 출력되도록 할 수 있다.

이를 통해, 제어부(240)는 외륜측 모터(322)에서 우측 바퀴로 출력되는 토크 2를, 내륜측 모터(321)에서 좌측 바퀴로 출력되는 토크 1 보다 커지도록 할 수 있어, 좌측으로의 코너링을 도로 상황에 맞게 적절히 수행할 수 있다.

다른 일례로, 제어부(240)는 조정된 각 전압값에 따라, 전기차에 구비된 브레이크를 통해 상기 제2 모터의 회전 수를 상기 제1 모터의 회전 수 보다 낮추도록 제어하여, 내측에 해당하는 바퀴에 외측에 해당하는 바퀴 보다 큰 제동력이 가해지도록 할 수도 있다.

이를 통해, 전기차의 동력 전달 장치(200)는 전기차의 코너링 방향에 따라 더 큰 하중을 받는 외륜(외측 바퀴)측 모터에 더 큰 전압값을 출력하거나, 하중을 덜 받는 내륜(내측 바퀴)측 모터에 더 큰 제동력을 가하여, 좌우 각 바퀴에 배치된 각 모터의 회전 수를 상이하게 함으로써, 외측 바퀴에, 내측 바퀴 보다 큰 토크가 출력되도록 할 수 있다.

실시예에 따라, 확인부(210)는 전기차에 구비된 포텐쇼미터를 이용하여, 일측으로 선회하는 전기차의 핸들 조향각을 검출하고, 조정부(230)는 상기 핸들 조향각을 고려하여 전기차의 내외륜의 회전 수의 차이를 측정하고, 제어부(240)는 상기 회전 수의 차이를 고려하여 전기차의 내외륜에 각각 배치된 좌우 모터에서 상이한 토크를 출력할 수도 있다.

이를 통해, 제어부(240)는 좌우 바퀴에 각각 배치된 모터를 개별적으로 구동하여, 일측으로 선회 시 도로 상황에 맞는 동력(토크)가 좌우 각 바퀴에서 출력되는 토크를 다르게 조정할 수 있다.

실시예에 따라, 전기차의 동력 전달 장치(200)는 전기차에 구비된 센서들로부터 엑셀레이터 페달(엑셀 페달)과 조향각 및 횡가속도 중 적어도 하나의 센서 정보를 감지하는 센서부와, 좌우 모터의 출력을 실시간으로 확인하는 디스플레이부(LCD 패널), 및 센서 정보를 바탕으로 그에 맞는 좌우 동력(토크)을 계산하고, 계산된 토크에 따라 좌우 모터를 제어하는 마이크로 프로세서부(예, '아두이노')를 포함하여 구성될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 전기차의 엑셀 페달, 조향각 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나의 센서들의 정보를 수신하여 양측 바퀴에 각각 구비된 모터의 회전을 독립적으로 제어 함으로써, 차량 선회 시 필요한 토크(동력)를, 별도의 기계적인 디퍼렌셜 장치를 사용하지 않고도 양측 바퀴에 정확하게 분배할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전기차의 좌우 바퀴에 모터를 각각 배치하여, 각 모터의 회전 수를 상이하게 제어 함으로써, 각 모터에서 전기차의 선회 상황에 맞는 토크를 출력해 코너링이 용이해지도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 장치에서, 전기차의 좌우 바퀴에 배치된 각 모터를 독립적으로 제어하는 일례를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기차(310)의 동력 전달 장치는, 전기차(310)에 구비된 가속도 센서에 의해 좌측으로 선회하는 코너링이 감지되면, 양측 바퀴에 각각 배치된 각 모터(321, 322)의 회전 수를 상이하게 제어하여 상기 회전 수의 차이에 따라 각 모터(321, 322)에서 도로의 코너링 각도에 맞춰 서로 다른 토크(동력)가 출력되도록 할 수 있다.

구체적으로, 동력 전달 장치는 선회 방향(좌측)에 따라 외륜이 되는 우측 바퀴에 배치된 모터(322)로, 내륜이 되는 좌측 바퀴에 배치된 모터(321) 보다 큰 전압값을 인가 함으로써, 각 모터(321, 322)의 회전 수를 상이하게 제어할 수 있다.

동력 전달 장치는, 코너링에 의해 하중이 부여되는 외륜측 모터(322)의 회전 수를, 내륜측 모터(321)의 회전 수 보다 높아지도록 제어할 수 있다.

이처럼, 동력 전달 장치는 외륜측 모터(322)에서 우측 바퀴로, 내륜측 모터(321)에서 좌측 바퀴로 출력되는 토크 1 보다 큰 값의 토크 2를 출력하여, 좌측으로의 코너링을 도로 상황에 맞게 적절히 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치에서, 전기차의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치는, 전기차(400) 내의 프로세서(410)에 의해 구현될 수 있다.

일례로, 전기차(400)는, 좌측 바퀴(401), 우측 바퀴(402), 제1 모터(403), 제2 모터(404), 포텐쇼미터(405), 가속도 센서(406), 제1 드라이버(407), 제2 드라이버(408), 배터리(409) 및 프로세서(410)를 포함하여 구성될 수 있다.

도시된 것처럼, 전기차(400)는, 좌측 바퀴(401)와 우측 바퀴(402) 각각에, 제1 모터(403)와 제2 모터(404)를 개별적으로 배치한 구조로 설계될 수 있다.

제1 모터(403)는 전기차(400)의 좌측 바퀴(401)에 배치되고, 제2 모터(404)는 전기차(400)의 우측 바퀴(402)에 배치될 수 있다.

또한, 각 모터(403, 404)는, 각 모터(403, 404)의 회전을 구동 드라이버인 제1 드라이버(407) 및 제2 드라이버(408)와 각각 연결될 수 있다.

포텐쇼미터(405)는 스티어링의 조향각(좌우 조향각)과 엑셀 페달(가속 페달)의 개도량을 검출하는 장치로서, 엑셀 페달 및 조향각 센서로 구성될 수 있다.

가속도 센서(406)는 횡가속도를 측정하여 코너링 G값을 입력하는 센서로서, 일례로 자이로 센서(G 센서)에 의해 구현될 수 있다.

배터리(409)는 전기차(400)에 구비된 충전식 전력 공급 장치일 수 있다.

프로세서(410)는, 전기차(400)에 구비된 각종 센서들(엑셀 페달, 조향각 센서, 가속도 센서)로부터 수신된 신호를 이용하여, 각 모터(403, 404)에 연결된 제1 및 제2 모터 드라이버(407, 408)로 전압값을 출력할 수 있다.

여기서, 프로세서(410)는 예를 들어, '아두이노'와 같은 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다.

즉, 프로세서(410)는 조향각 센서, 가속도 센서에서 측정된 센서 정보(좌우 조향각, 횡가속도 등)가 입력되면, 운전자의 엑셀 페달의 조작에 따라 설정되는 목표 주행속도값에 상응하는 전압값(신호)를 미리 정해진 수식에 따라 산출하고, 산출한 전압값을 상기 센서 정보에 따라 좌우 각각으로 조정하여, 제1 드라이버(407) 및 제2 드라이버(408)로 출력할 수 있다.

제1 드라이버(407) 및 제2 드라이버(408)는, 배터리(409)에서 공급되는 전력 중, 각 전압값(전압값 1, 전압값 2)에 상응하는 전력을 사용하여 각 모터(403, 404)의 회전을 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(410)는 목표 주행속도값에 따라 전압값을 예컨대 '5V'로 산출하고, 산출한 전압값에서, 전기차(400)가 좌측 또는 우측으로 선회할 경우에 한쪽(내륜측)의 출력 전압이 줄어들고 반대쪽(외륜측)의 출력 전압이 늘어나도록 조정한 좌우의 전압값을, 제1 드라이버(407) 및 제2 드라이버(408)로 입력할 수 있다.

이때, 프로세서(410)는 가속도 센서(406)로 측정한 횡가속도값을 더 고려하여, 상기 좌우의 전압값을 증감 조정할 수 있다.

즉, 프로세서(410)는 선회 시 외측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 모터로, 내측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 모터 보다 큰 전압값이 인가되도록, 상기 각 전압값을 조정하고, 조정된 각 전압값에 따라, 외륜측에 해당하는 모터의 회전 수를, 내륜측에 해당하는 모터의 회전 수 보다 커지도록 각 모터의 회전을 제어할 수 있다. 이를 통해, 프로세서(410)는 외륜측 바퀴를, 내륜측 바퀴 보다 큰 토크로 구동할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기차의 양측 바퀴에 구비된 듀얼 모터를 이용하여 차량 선회 시 내륜과 외륜에 필요한 동력을 맞춰서 개별적으로 출력 함으로써, 기존에 내륜의 동력을 감소시키는 기계적 디퍼렌셜에 비해, 동력 손실이 적고 조향 성능이 뛰어나며 LSD 역할도 겸할 수 있어, 겨울철 눈길 주행이나 오프로드 주행, 스포츠 드라이빙에서도 매우 좋은 구동 성능을 나타낼 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치에서, 좌우 바퀴에 배치된 각 모터에 인가되는 전압값을 산출하는 프로그램의 일례를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 동력 전달 장치는, 엑셀 페달에서 나오는 출력값('val_T')을 프로세서에 인가한 후, 조향각 센서와 가속도 센서에 의해 감지된 센싱값에 따라 출력값('val_T')을 변환할 수 있다.

일례로, 동력 전달 장치는, 우측의 조향 출력 전압('val_R')이 좌측의 조향 출력 전압('val_L')보다 클 경우, 출력값('val_T')을 우측의 모터 드라이버로 입력하고, 상기 출력값('val_T')에서, 내외륜의 출력 전압 차이('distance')에 디퍼렌셜(differential) 변수('n')가 곱해진 값 만큼 차감한 값을, 좌측의 모터 드라이버로 입력할 수 있다. 여기서, 변수('n')은 완성된 차량(전기차)에 조향 각도에 의한 좌우 회전 수 차이를 구한 뒤 설계될 수 있다.

이때, 동력 전달 장치는, 가속도 센서에서 측정된 센서값('횡가속도') 만큼 내륜의 출력 전압을 더 감소시킨 값을, 좌측의 모터 드라이버로 입력할 수도 있다.

이하, 도 6에서는 본 발명의 실시예들에 따른 전기차의 동력 전달 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 동력 전달 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.

본 실시예에 따른 전기차의 동력 전달 방법은 상술한 전기차의 동력 전달 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.

도 6을 참조하면, 단계(610)에서, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 전기차에 구비된 센서들의 정보를 수신한다.

일례로, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 전기차에 구비된 포텐쇼미터(potentiometer)로부터, 운전자의 엑셀 페달(가속 페달) 조작에 따른 목표 주행속도값과, 운전자의 스티어링 조작에 따른 좌우 조향각을 확인(감지)하고, 전기차에 구비된 가속도 센서에 의해 일측으로 선회하는 코너링을 감지할 수 있다.

여기서, 포텐쇼미터는 엑셀 페달 및 조향각 센서로 구성되어, 엑셀 페달의 개도량을 검출하면서 스티어링의 조향각을 확인하는 장치일 수 있다. 가속도 센서는 횡가속도를 측정하여 코너링 G값을 입력하는 센서로서, 일례로 자이로 센서(G 센서)에 의해 구현될 수 있다.

단계(620)에서, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 전기차의 좌우 바퀴에 각각 배치된 모터를 회전 제어한다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 전기차의 동력 전달 장치(100)는 목표 주행속도값('70km/h')에 따라 좌우 각 바퀴에 배치된 모터(321, 322)의 회전 속도(회전 수)를 현재 전기차(310)가 주행차로의 변경 없이 직진 방향으로 주행하는 경우를 가정해서 동일하게 '70km/h'로 결정한 후 상기 회전 속도 만큼 각 모터(321, 322)를 구동하기 위해 배터리부로부터 공급 받아야 할 전력, 즉 전압값을 산출한 후 각 모터(321, 322)의 모터 드라이버로 출력할 수 있다.

이때, 전기차의 동력 전달 장치(100)는 전기차(310)가 좌측으로 선회 함에 따라 운전자가 스티어링을 회전시키는 경우 좌우 각 바퀴에 부여되는 하중이 달라지게 되므로, 포텐쇼미터의 조향각 센서로부터, 운전자의 스티어링 조작에 따른 좌우 조향각을 확인하여, 스티어링을 회전시키는 정도(선회 각도)에 따라, 선회하는 방향(좌)측에 배치된 모터(321)의 회전 속도를 일정치 낮추고(예, '35km/h'), 그 반대(우)측에 배치된 모터(322)의 회전 속도를 일정치 높인 후(예, '105km/h'), 산출한 전압값을, 각 모터(321, 322)의 변경된 회전 속도 만큼 구동하기 위해 필요한 전압값으로 각각 조정한 후, 각 모터(321, 322)의 모터 드라이버로 출력할 수 있다.

이를 통해, 전기차의 동력 전달 장치(100)는 코너링에 의해 하중이 부여되는 외륜측 모터(322)의 회전 수를, 내륜측 모터(321)의 회전 수 보다 높아지도록 제어할 수 있다.

단계(630)에서, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 전기차의 코너링 시 각 모터에서 상이한 토크를 출력한다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 제어부(240)는 각 모터(321, 322)의 회전 수를 상이하게 제어 함으로써, 회전 수의 차이에 따라 각 모터(321, 322)에서 도로의 코너링 각도에 맞춰 서로 다른 토크(동력)가 출력되도록 할 수 있다.

이를 통해, 전기차의 동력 전달 장치(100)는, 외륜측 모터(322)에서 우측 바퀴로 출력되는 토크 2를, 내륜측 모터(321)에서 좌측 바퀴로 출력되는 토크 1 보다 커지도록 할 수 있어, 좌측으로의 코너링을 도로 상황에 맞게 적절히 수행할 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(240)는 조정된 각 전압값에 따라, 전기차(310)에 구비된 브레이크를 통해 내륜측 모터(321)의 회전 수를 외륜측 모터(322)의 회전 수 보다 낮추도록 제어하여, 내측 바퀴에 외측 바퀴 보다 큰 제동력이 가해지도록 할 수도 있다.

이를 통해, 전기차의 동력 전달 장치(200)는 전기차(310)의 코너링 방향에 따라 더 큰 하중을 받는 외륜측 모터에 더 큰 전압값을 출력하거나, 하중을 덜 받는 내륜측 모터에 더 큰 제동력을 가하여, 좌우 각 바퀴에 배치된 각 모터의 회전 수를 상이하게 함으로써, 외측 바퀴에, 내측 바퀴 보다 큰 토크가 출력되도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기차의 양측 바퀴에 구비된 듀얼 모터를 이용하여 차량 선회 시 내륜과 외륜에 필요한 동력을 맞춰서 개별적으로 출력할 수 있으며, 이는 기존에 내륜의 동력을 감소시키는 기계적 디퍼렌셜에 비해, 동력 손실이 적고 조향 성능이 뛰어나며 LSD 역할도 겸할 수 있어, 겨울철 눈길 주행이나 오프로드 주행, 스포츠 드라이빙에서도 매우 좋은 구동 성능을 나타낼 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

200: 전기차의 동력 전달 장치
210: 확인부
220: 산출부
230: 조정부
240: 제어부

Claims (6)

1. 전기차에 설정되는 목표 주행속도값을 확인하는 단계;
   상기 목표 주행속도값에 기초하여, 상기 전기차의 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 배치된 모터 각각으로 인가할 전압값을 산출하는 단계;
   상기 각 전압값을, 상기 전기차의 좌우 조향각을 고려하여 조정하는 단계; 및
   상기 조정된 각 전압값에 따라 회전하는 상기 각 모터에서 출력되는 토크를 이용하여, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴를 각각 구동하는 단계
   를 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전기차에 구비된 가속도 센서에 의해 일측으로 선회하는 코너링이 감지되면,
   상기 가속도 센서로 측정한 횡가속도값을 더 고려하여, 상기 선회 시 외측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 제1 모터로, 내측에 해당하는 바퀴 측에 배치된 제2 모터 보다 큰 전압값이 인가되도록, 상기 각 전압값을 더 조정하는 단계; 및
   상기 조정에 따라, 상기 제1 모터의 회전 수를 상기 제2 모터의 회전 수 보다 높이도록 제어하여, 외측에 해당하는 바퀴에, 내측에 해당하는 바퀴 보다 큰 토크가 출력되도록 하는 단계
   를 더 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조정에 따라, 상기 전기차에 구비된 브레이크를 통해 상기 제2 모터의 회전 수를 상기 제1 모터의 회전 수 보다 낮추도록 제어하여, 내측에 해당하는 바퀴에 외측에 해당하는 바퀴 보다 큰 제동력이 가해지도록 하는 단계
   를 더 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전기차에 구비된 포텐쇼미터(potentiometer)로부터, 운전자의 엑셀 페달 조작에 따른 목표 주행속도값을 확인하는 단계; 및
   상기 전기차에 구비된 포텐쇼미터로부터, 운전자의 스티어링 조작에 따른 좌우 조향각을 확인하는 단계
   를 더 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 각각 구동하는 단계는,
   상기 각 모터에 연결된 모터 드라이버를 통해, 상기 각 모터를, 상기 조정된 각 전압값에 해당하는 회전 수 만큼 회전하도록 제어하는 단계; 및
   상기 회전 수에 상응하여 출력되는 토크로, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴를 독립적으로 구동하는 단계
   를 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 전기차에 구비된 포텐쇼미터를 이용하여, 일측으로 선회하는 상기 전기차의 핸들 조향각을 검출하는 단계;
   상기 핸들 조향각을 고려하여 상기 전기차의 내외륜의 회전 수의 차이를 측정하는 단계; 및
   상기 회전 수의 차이를 고려하여 상기 전기차의 내외륜에 각각 배치된 좌우 모터에서 상이한 토크를 출력하는 단계
   를 더 포함하는 전기차의 동력 전달 방법.
   

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