KR20210095276A - Electric mobility apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
전동 이동 장치의 제어 방법 및 장치가 개시된다. 전동 이동 장치(electric mobility apparatus)의 제어 방법은, 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 단계; 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감지하는 단계; 및 상기 배터리의 충전 상태 및 상기 주행 속도를 기초로 확인된 제동 방식에 기초하여 상기 전동 이동 장치의 상기 주행 속도를 감속하는 단계를 포함할 수 있다.A method and apparatus for controlling an electric movement device are disclosed. A method of controlling an electric mobility apparatus, the method comprising: monitoring a state of charge of a battery; detecting a traveling speed of the electric mobile device; and decelerating the traveling speed of the electric mobile device based on a braking method confirmed based on the charging state of the battery and the traveling speed.
Description
본 명세서의 실시 예는 전동 이동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우 차량의 주행 속도를 고려하여 배터리 손상을 방지하는 서로 다른 전기적 제동 방식으로 전동 이동 장치를 제어하는 기술에 관한 것이다. An embodiment of the present specification relates to an electric mobile device and a control method thereof, and more specifically, when the state of charge of the battery corresponds to a full level, the electric motor is powered by different electric braking methods to prevent damage to the battery in consideration of the driving speed of the vehicle. It relates to technology for controlling mobile devices.
전동 이동 장치는 에너지 효율을 위해 회생 제동에 기초하여 제동되고 있다. 그러나 배터리의 충전 상태가 만충 레벨 이상 일 때 회생 제동될 경우, 회생 에너지에 의한 배터리 과충전으로 인한 손상 위험이 있다. 따라서, 배터리가 만충 레벨일 경우 전기적 제동은 동작하지 않고 기계적 제동의 의해 전동 이동 장치는 제동될 수 있고, 이는 전동 이동 장치의 전복과 같은 사고 발생과 관련될 수 있다. Electric mobile devices are being braked based on regenerative braking for energy efficiency. However, if the regenerative braking is performed when the state of charge of the battery is above the full charge level, there is a risk of damage due to overcharging of the battery by regenerative energy. Accordingly, when the battery is at a full charge level, the electric braking does not operate and the electric mobile device may be braked by mechanical braking, which may be related to the occurrence of an accident such as overturning of the electric mobile device.
대한민국 등록특허 10-1876091B1(2018.07.02 설정등록)은 차량의 속도 및 경사도에 따른 회생 제동 모드 진입을 결정하고, 배터리가 만충된 이후 회생 제동에 의해 보조 배터리를 충전할 수 있는 회생 제동 모드 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 차량의 주행 속도 및 도로의 경사도를 고려하여 회생 제동 모드 진입 및 해제 여부를 결정하고, 회생 제동 모드에 진입한 경우 고전압 배터리가 만충된 경우 보조 배터리에 회생 에너지를 제공하는 구성을 개시한다. 등록특허 10-1876091B1은 배터리의 충전 상태, 만충 상태 여부를 고려하여 제동 방식에 의한 차량 제어 방법에 관한 기술로서, 본 명세서와 기술 분야가 동일하다고 볼 수 있다. 그러나, 등록특허 10-1876091B1은 차량의 주행 속도 및 도로의 경사도를 고려하여 회생 제동 모드로 진입 여부를 결정하고 배터리가 만충 상태인 경우 회생 에너지를 보조 배터리에 제공하는 기술로서, 본 명세서와 같이 차량의 주행 속도에 따라 서로 다른 제동 방식을 적용하는 구성을 개시하고 있지 않다. Republic of Korea Patent No. 10-1876091B1 (registered on July 2, 2018) is a regenerative braking mode determination system that can determine the regenerative braking mode entry according to the vehicle speed and slope, and charge the auxiliary battery by regenerative braking after the battery is fully charged and methods. Specifically, a configuration for determining whether to enter or release the regenerative braking mode in consideration of the driving speed of the vehicle and the slope of the road, and to provide regenerative energy to the auxiliary battery when the high voltage battery is fully charged when the regenerative braking mode is entered. . Registered Patent No. 10-1876091B1 is a technology related to a vehicle control method by a braking method in consideration of whether a battery is in a state of charge or a state of full charge, and it can be seen that the present specification and the technical field are the same. However, Patent Registration No. 10-1876091B1 is a technology that determines whether to enter the regenerative braking mode in consideration of the driving speed of the vehicle and the slope of the road and provides regenerative energy to the auxiliary battery when the battery is in a full state, as in the present specification. It does not disclose a configuration in which different braking methods are applied according to the driving speed.
또한, 대한민국 등록특허 10-1610123B1(2016.04.01 설정등록)은 엔진 속도를 참조하여 회생 제동 실행량을 연산하는 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 배터리의 SOC를 관리하여 배터리 상태를 모니터링하고, 모터 속도와 베이스 속도 간의 차이를 반영하여 회생 제동 실행량을 계산하는 구성을 개시한다. 등록특허 10-1610123B1은 배터리의 충전 상태, 엔진 속도를 고려하여 차량을 제동하는 기술로서, 본 명세서와 기술 분야가 동일하다고 볼 수 있다. 그러나, 등록특허 10-1610123B1은 차량에 포함된 엔진 속도와 베이스 속도 간의 차이를 이용하여 회생 제동 실행량을 연산하는 기술로서, 본 명세서와 같이 차량의 주행 속도에 따라 서로 다른 제동 방식을 이용하여 차량을 제어하는 구성을 개시하고 있지 않다. In addition, Korean Patent Registration No. 10-1610123B1 (registration of setting on April 1, 2016) relates to a technique for calculating the amount of regenerative braking with reference to engine speed. Specifically, a configuration for monitoring the battery state by managing the SOC of the battery and calculating the amount of regenerative braking by reflecting the difference between the motor speed and the base speed is disclosed. Patent Registration No. 10-1610123B1 is a technology for braking a vehicle in consideration of the state of charge of the battery and the engine speed, and it can be seen that the present specification and the technical field are the same. However, Patent Registration No. 10-1610123B1 is a technology for calculating the amount of regenerative braking by using the difference between the engine speed and the base speed included in the vehicle. It does not disclose a configuration for controlling the
따라서, 배터리가 만충 레벨인 경우 차량의 주행 속도를 고려하여 서로 다른 전기적 제동 방식에 의해 전동 이동 장치를 제어함으로써 사용자의 안전성을 향상시킬 수 있는 기술이 필요하다.Accordingly, there is a need for a technology capable of improving the safety of a user by controlling the electric movement device by different electric braking methods in consideration of the driving speed of the vehicle when the battery is at a full level.
본 명세서의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우 배터리 손상을 방지하는 전기적 제동 방식으로 전동 이동 장치를 제어하는 제어 방법에 관한 기술을 개시한다. 또한, 배터리의 충전 상태뿐만 아니라 전동 이동 장치의 주행 속도를 고려하여 서로 다른 전기적 제동 방식으로 전동 이동 장치를 제어하는 기술을 개시한다. 또한, 서로 다른 전기적 제동 방식에 의해 배터리의 손상을 방지될 수 있도록 전동 이동 장치를 제어하는 기술을 개시한다. 또한, 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 제어 신호의 듀티 비를 조절하여 배터리의 손상을 방지할 수 있는 전동 이동 장치를 제어하는 기술을 개시한다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예 들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.An embodiment of the present specification is proposed to solve the above-described problem, and discloses a technology related to a control method for controlling an electric movement device by an electric braking method to prevent damage to the battery when the state of charge of the battery corresponds to the full charge level . In addition, the present invention discloses a technique for controlling an electric mobile device by using different electric braking methods in consideration of the driving speed of the electric mobile device as well as the state of charge of the battery. In addition, a technology for controlling an electric movement device to prevent damage to a battery by different electric braking methods is disclosed. In addition, the present invention discloses a technique for controlling an electric mobile device capable of preventing damage to a battery by adjusting a duty ratio of a control signal so that the voltage value of both ends of a capacitor connected in parallel with the inverter is located within a specific range. The technical problems to be achieved by the present embodiment are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 전동 이동 장치는 모터; 상기 모터와 연결되어 상기 모터를 제어하는 인버터; 배터리의 충전 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS); 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감지하는 센서; 및 상기 전동 이동 장치의 배터리의 충전 상태 및 상기 전동 이동 장치의 주행 속도에 기초한 제동 방식을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, an electric movement device according to an embodiment of the present specification includes a motor; an inverter connected to the motor to control the motor; Battery Management System (BMS) for managing the state of charge of the battery; a sensor for detecting a traveling speed of the electric mobile device; and a controller for controlling the inverter using a braking method based on a state of charge of a battery of the electric mobile device and a traveling speed of the electric mobile device.
실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우 상기 제동 방식을 발전 제동으로 결정할 수 있다.According to an embodiment, when the charging state corresponds to a full charge level, the controller may determine the braking method as power generation braking.
실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하는 제어 방식을 결정할 수 있고, 상기 주행 속도는 상기 결정된 제어 방식에 기초하여 감속될 수 있다.According to an embodiment, the controller may determine a control method for maximizing a duty ratio of a control signal for controlling a switch of an inverter when the charging state corresponds to a full charge level and the driving speed is included in the first section, The traveling speed may be reduced based on the determined control method.
실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 조절할 수 있다.According to an embodiment, the controller may adjust a duty ratio of a control signal for controlling a switch of the inverter when the charging state corresponds to a full charge level and the driving speed is included in the second section.
실시 예에 따르면, 상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절될 수 있다.According to an embodiment, the duty ratio of the control signal may be adjusted so that a voltage value across the capacitor connected in parallel with the inverter is located within a specific range.
실시 예에 따르면, 상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 제2 구간의 기준 속도와 상기 주행 속도를 고려하여 조절될 수 있다.According to an embodiment, the duty ratio of the control signal may be adjusted in consideration of the reference speed of the second section and the driving speed.
실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우 상기 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최소로 하는 제어 방식을 결정할 수 있다.According to an embodiment, when the charging state corresponds to a full level and the driving speed is included in the third section, the controller may determine a control method for minimizing a duty ratio of a control signal for controlling a switch of the inverter .
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 다른 일 실시 예에 따르는 전동 이동 장치(electric mobility apparatus)의 제어 방법은, 배터리의 충전 상태를 모니터링하는 단계; 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 확인하는 단계; 및 상기 배터리의 충전 상태 및 상기 주행 속도를 기초로 결정된 제동 방식을 이용하여 상기 전동 이동 장치의 상기 주행 속도를 감속하는 단계를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a control method of an electric mobility apparatus according to another embodiment of the present specification includes: monitoring a state of charge of a battery; checking the traveling speed of the electric mobile device; and decelerating the traveling speed of the electric mobile device by using a braking method determined based on the state of charge of the battery and the traveling speed.
실시 예에 따르면, 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우, 상기 제동 방식은 발전 제동에 대응할 수 있다. According to an embodiment, when the state of charge corresponds to a full charge level, the braking method may correspond to generation braking.
실시 예에 따르면, 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속할 수 있다. According to an embodiment, when the charging state corresponds to the full charge level and the driving speed is included in the first section, the driving speed of the electric mobile device is set by maximizing the duty ratio of the control signal controlling the switch of the inverter. can slow down
실시 예에 따르면, 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 상기 주행 속도에 따라 조절하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속할 수 있다. According to an embodiment, when the charging state corresponds to a full charge level and the driving speed is included in the second section, the duty ratio of a control signal for controlling a switch of the inverter is adjusted according to the driving speed according to the driving speed. can reduce the running speed of
실시 예에 따르면, 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최소로 하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속할 수 있다.According to an embodiment, when the charging state corresponds to a full level and the driving speed is included in the third section, the driving speed of the electric mobile device is reduced by minimizing a duty ratio of a control signal controlling a switch of the inverter. can slow down
실시 예에 따르면, 제어 신호의 듀티 비는, 상기 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 제어 신호의 듀티 비는, 상기 제2 구간의 기준 속도와 상기 주행 속도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment, the duty ratio of the control signal may be adjusted so that a voltage value across the capacitor connected in parallel with the inverter is located within a specific range. In addition, the duty ratio of the control signal may be adjusted in consideration of the reference speed of the second section and the driving speed.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 다른 일 실시 예에 따르는 전동 이동 장치(electric mobility apparatus)의 제어 방법은, 배터리의 충전 상태 및 제동 조건을 확인하는 단계; 상기 배터리 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 제동 조건이 확인된 경우 휠의 구동과 관련된 회전 속도를 확인하는 단계; 및 상기 배터리의 충전 상태 및 상기 휠의 회전 속도를 고려한 제동 방식을 이용하여 상기 전동 이동 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a control method of an electric mobility apparatus according to another embodiment of the present specification includes: checking a state of charge and a braking condition of a battery; checking a rotation speed related to driving of a wheel when the battery charge state corresponds to a full charge level and a braking condition is confirmed; and controlling the electric movement device by using a braking method in consideration of the state of charge of the battery and the rotation speed of the wheel.
실시 예에 따르면, 상기 전동 이동 장치를 제어하는 단계는, 상기 휠의 상기 회전 속도가 제1 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하여 상기 전동 이동 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the controlling of the electric movement device may include controlling the electric movement apparatus by maximizing a duty ratio of a control signal for controlling a switch of an inverter when the rotation speed of the wheel is included in the first section. may include the step of
실시 예에 따르면, 상기 전동 이동 장치를 제어하는 단계는, 상기 휠의 상기 회전 속도가 제2 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 상기 주행 속도에 따라 조절하여 상기 전동 이동 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of controlling the electric movement device may include adjusting a duty ratio of a control signal for controlling a switch of an inverter according to the driving speed when the rotation speed of the wheel is included in the second section to adjust the electric movement speed. controlling the mobile device.
실시 예에 따르면, 상기 제어 신호의 상기 듀티 비는, 상기 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment, the duty ratio of the control signal may be adjusted so that a voltage value across the capacitor connected in parallel with the inverter is located within a specific range.
실시 예에 따르면, 상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 제2 구간의 기준 속도와 상기 주행 속도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment, the duty ratio of the control signal may be adjusted in consideration of the reference speed of the second section and the driving speed.
실시 예에 따르면, 상기 제동 조건은, 사용자로부터 제동 요청을 수신하거나 또는 사용자로부터 가속 요청이 수신되지 않고 상기 전동 이동 장치가 경사로를 주행하는 경우를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment, the braking condition may include a case in which the electric mobile device travels on a slope without receiving a braking request from a user or receiving an acceleration request from the user.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 명세서의 실시 예에 따르면 아래와 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to an embodiment of the present specification, there are one or more of the following effects.
첫째, 배터리가 만충 레벨일 경우 배터리의 손상 없이 전기적 제동을 이용하여 전동 이동 장치를 제어하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다.First, when the battery is at a full charge level, it is possible to secure the user's safety by controlling the electric movement device using electric braking without damaging the battery.
둘째, 전동 이동 장치의 속도에 기초하는 전기적 제동 방식을 적용하여 배터리의 손상을 방지하며 전동 이동 장치를 제어할 수 있다. Second, by applying an electric braking method based on the speed of the electric movement device, damage to the battery is prevented and the electric movement device can be controlled.
셋째, 배터리의 충전 상태뿐만 아니라 전동 이동 장치의 속도를 고려하여 서로 다른 제동 방식을 이용하여 전동 이동 장치를 제어함으로써 사용자의 안전 및 제품 신뢰성이 향상될 수 있다. Third, user safety and product reliability may be improved by controlling the electric movement apparatus using different braking methods in consideration of the speed of the electric movement apparatus as well as the state of charge of the battery.
넷째, 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값을 고려하여 듀티 비를 조절함으로써 커패시터의 손상을 방지할 수 있다. Fourth, damage to the capacitor can be prevented by adjusting the duty ratio in consideration of the voltage across the capacitor connected in parallel with the inverter.
개시의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 측면 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 인버터에 포함된 스위치를 제어하기 위한 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 발전 제동을 수행하기 위한 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 모터의 구동 및 발전 제동의 수행에 따른 일 스위치 쌍에 입력되는 제어 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 회생 제동에 따른 스위치 제어 방법을 설명하기 위한 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 여력 제동을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치와 관련된 블록도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치가 내리막을 주행할 때 역 기전력에 의한 제동되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치에 대한 제동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 발전 제동시 주행 속도를 기반으로 제동을 위한 제어 신호의 듀티 비를 조절하면서 제동하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 일 실시 예에 따른 발전 제동시 주행 속도를 기반으로 제동을 위한 제어 신호의 듀티 비가 조절됨에 따른 커패시터의 양단 전압을 나타내는 도면이다.
도 14는 다른 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치에 대한 제동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 다른 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 17은 다른 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치와 관련된 블록도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a perspective view of an electric movement device according to an embodiment.
2 is a view showing a cross-sectional side view of the electric movement device according to an embodiment.
3 is a view for explaining a driving unit of the electric movement device according to an embodiment.
4 is a diagram for explaining a signal for controlling a switch included in an inverter according to an embodiment.
5 is a diagram illustrating a switch control method for performing power generation braking according to an exemplary embodiment.
6 is a view for explaining a control signal input to a pair of switches according to the performance of driving and generating braking of a motor according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram illustrating a switch control method according to regenerative braking according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating spare braking according to an exemplary embodiment.
9 is a block diagram related to an electric movement device according to an embodiment.
10 is a view illustrating that the electric mobile device according to an embodiment is braked by a counter electromotive force when driving downhill.
11 is a view for explaining a braking process for the electric movement device, according to an embodiment.
12 is a diagram for explaining braking while adjusting a duty ratio of a control signal for braking based on a driving speed during power generation braking according to an exemplary embodiment; 13 is a diagram illustrating a voltage across a capacitor as a duty ratio of a control signal for braking is adjusted based on a driving speed during power generation braking according to an exemplary embodiment.
14 is a view for explaining a braking process for the electric movement device according to another embodiment.
15 is a diagram illustrating a control method of an electric movement device according to an embodiment.
16 is a view illustrating a control method of an electric movement device according to another embodiment.
17 is a diagram illustrating a block diagram related to an electric movement device according to another exemplary embodiment.
이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present disclosure , should be understood to include equivalents or substitutes.
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.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present disclosure pertains and are not directly related to the present disclosure will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present disclosure without obscuring the gist of the present disclosure by omitting unnecessary description.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size. In each figure, the same or corresponding elements are assigned the same reference numerals.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present disclosure, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present disclosure to be complete, and common knowledge in the art to which the present disclosure pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the disclosure, and the present disclosure is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 사시도를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a perspective view of an electric movement device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 전동 이동 장치에 포함되는 각 부품들이 도시된다. Referring to FIG. 1 , each component included in the electric movement device is illustrated.
전동 이동 장치(Electric Mobility Apparatus)는 핸들바(Handlebar, 101), 디스플레이(display, 103), 브레이크 레버(105), 전방 휠(front wheel, 107), 후방 휠(real wheel, 109) 및 바디 프레임(111) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Electric Mobility Apparatus includes a
핸들바(101)는 사용자에 의해 조작되어 전동 이동 장치의 방향이 변경될 수 있다. 또한, 사용자의 핸들바(101)의 조작기초하여 가속 입력이 수신될 수 있으며, 가속 입력에 기초하여 전동 이동 장치의 속도가 조절될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 핸들바(101)를 특정 방향으로 당기거나 회전시킨 경우 전동 이동 장치가 가속될 수 있다. The
디스플레이(103)는 전동 이동 장치와 관련된 정보가 표시될 수 있다. 예를 들면, 전동 이동 장치의 현재 속도, 배터리 잔량 상태, 사용자 인증 여부, 차량 상태, 제한 속도, 파워 on/off, 통신 모듈과 관련된 동작 정보, 가속 토크와 관련된 정보, 감속 토크와 관련된 정보, 제동에 따른 충전과 관련된 정보 등 여러 가지 정보들이 디스플레이(103)에 표시될 수 있다. The
전동 이동 장치 내부에 실장 될 수 있는 통신 모듈은 유무선 통신을 이용하여 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 통신 모듈이 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다. 전동 이동 장치는 통신 모듈을 사용하여 다른 전동 이동 장치, 휴대용 단말, 기지국, AP(access point) 및 인프라스트럭쳐 중 적어도 하나와 통신을 수행할 수 있다. A communication module that can be mounted inside the electric mobile device can transmit and receive data to and from external devices using wired/wireless communication. At this time, the communication technology used by the communication module includes GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), LTE (Long Term Evolution), 5G, WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Bluetooth™, RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), ZigBee, NFC (Near Field Communication), and the like. The electric mobile device may communicate with at least one of another electric mobile device, a portable terminal, a base station, an access point (AP), and an infrastructure using a communication module.
브레이크 레버(105)를 사용자가 조작함에 따라 전동 이동 장치의 속도가 감속될 수 있다. 브레이크 레버(105)는 양측 핸들바 중 적어도 일측과 연결될 수 있다. 일 예로 브레이크 레버(105)의 조작에 대응하여 전방 휠(107) 및 후방 휠(109) 중 적어도 하나에 대한 기계적 제동력이 가해질 수 있다. 실시 예에 따르면 사용자가 브레이크 레버(105)를 조절하여 전방 휠(107)에 대한 기계적 제동이 발생되어, 전동 이동 장치의 속도가 감속될 수 있다. 일 예로 브레이크 레버(105)의 조작에 따라 전방 휠(107)의 일부가 브레이크 패드와 접촉하고, 마찰에 의해 제동력이 발생할 수 있다. As the user operates the
브레이크 레버(105)에 의해 기계적 제동되는 전방 휠(107)은 일례에 불과하고, 후방 휠(109)이 브레이크 레버(105)에 의해 제동될 수도 있다. 다른 예로 브레이크 레버(105)의 조작에 대응하여 전방 휠(107) 및 후방 휠(109) 중 적어도 하나에 대한 전기적 제동력이 가해질 수 있다. 전기적 제동은 전방 휠(107) 및 후방 휠(109) 중 적어도 하나와 연결된 모터가 회전할 때 인버터를 제어함으로써, 모터의 회전이 제동될 수 있다.The
전기적 제동은 인버터 제어에 따라 생성된 전기 에너지로 배터리를 충전 시키는 회생 제동, 발생된 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 소비하는 발전 제동 및 인버터의 모든 스위치를 오프하는 여력 제동 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전방 휠(107)은 사용자에 의해 조작된 핸들바(101)에 기초하여 움직임이 결정될 수 있다. 또한, 전방 휠(107)은 브레이크 레버(105)에 의한 기계적 제동에 의해 회전 속도가 감속될 수 있다. 후방 휠(109)은 인버터와 연결된 모터에 의해 동력을 전달받으므로, 후방 휠(109)은 모터에 의해 속도가 증가될 수 있다. 또한, 후방 휠(109)는 전기적 제동에 의해 회전 속도가 감속될 수 있다. 전방 휠(107) 또는 후방 휠(109)의 회전 속도 감속에 의해 전동 이동 장치의 속도는 감속될 수 있다. 여기서, 모터는 BLDC(Brushless direct current motor)이거나 또는 유도 모터(induction motor)이거나 또는 릴럭턴스 모터(reluctance motor)이거나 또는 구동 및 회생 제동 타입 전동기(예를 들면, 모터 및 발전기 겸용)를 포함할 수 있다. Electrical braking may include at least one of regenerative braking that charges the battery with electrical energy generated according to inverter control, power generation braking that converts generated electrical energy into thermal energy and consumption, and spare braking that turns off all switches of the inverter. there is. The movement of the
바디 프레임(111)은 사용자를 탑승과 관련된 지지면의 역할을 할 수 있다. 이때, 바디 프레임(111)의 형상은 사용자가 서서 탑승하는 구조물로 구성되거나 또는 상면에 좌석부를 더 포함할 수 있으며, 바디 프레임(111)은 탑재된 무게를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 또한 바디 프레임(111) 내부에 배터리와 컨트롤러 및 인버터 중 적어도 하나가 실장될 수 있으며, 이에 따라 실장된 부품이 외부로부터 충격에 보호될 수 있다. The
도 2는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 측면 단면도를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a cross-sectional side view of the electric movement device according to an embodiment.
도 2를 참조하면 전동 이동 장치에 실장되거나 부착되어 포함된 부품들이 도시된다. Referring to FIG. 2 , components mounted or attached to the electric movement device are illustrated.
전조등(front lamp, 201)는 운행시 전동 이동 장치의 전방 영역을 비추는 조명을 조사할 수 있다. 또한, 후미등(rear lamp, 207)는 운행시 전동 이동 장치의 후방 영역을 비추는 조명을 조사할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 바디 프레임 저면에 부착되는 저면등(209)이 포함될 수 있다. 저면등(209)은 운행시 전동 이동 장치가 주행하는 도로에 조명을 조사할 수 있다. 전조등(201), 후미등(207) 및 저면등(209) 중 적어도 하나는 배터리에 연결되어 전원을 공급받을 수 있다. A
컨트롤러(203)는 전동 이동 장치 전반에 대한 제어를 수행할 수 있다. 배터리 팩(205)은 배터리 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 포함하고, 배터리 팩(205)의 외장이 배터리 및 BMS를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 배터리는 복수 개의 배터리 셀을 포함할 수 있으며, 재 충전 가능한 리차저블 충전 전지팩을 포함할 수 있다. 배터리는 모터, 컨트롤러, 인버터, 통신부, 전조등, 후미등과 같은 부품에 전원을 공급할 수 있다. The
도 3은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 구동부를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a driving unit of the electric movement device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 전동 이동 장치의 구동부의 구성이 개시된다. 구동부는 인버터(330), 모터(350) 및 션트 저항(370) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이외에도 전방 휠(107), 후방 휠(109), 브레이크(105)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 3, the configuration of the driving unit of the electric movement device is disclosed. The driving unit may include at least one of the
전동 이동 장치는 배터리(310), 커패시터(320), 인버터(330), 제어부(340), 모터(350), 센서부(360) 및 션트 저항(370) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 커패시터(320)는 배터리(310)와 병렬 연결되어, 배터리(310)로부터 공급되는 전압을 평활하게 하는 기능을 수행할 수 있다. 커패시터(320)는 직류 전원을 저장할 수 있고, 커패시터(320)의 양단을 DC 링크단으로 칭할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 커패시터(320) 소자가 표시되었지만, 복수 개의 커패시터를 구비하여 안정성을 확보할 수 있다. The electric movement device may include at least one of a
제어부(340)는 구동부와 관련된 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 예로 제어부는(340)는 DC 링크단인 커패시터(320)의 양단 전압을 모니터링할 수 있다. 제어부(340)는 전술한 도 1 및 도 2의 컨트롤러에 대응되거나 컨트롤러에 포함되어 동작할 수 있다. 제어부(340)는 모니터링한 DC 전압과 센서부(360)에서 센싱한 정보를 고려하여 인버터(330)를 제어할 수 있다. 일 예로 제어부(340)는 획득한 정보를 기반으로 인버터(330)의 스위치를 제어할 수 있으며, 보다 구체적으로 인버터 스위치으로 입력되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 제어할 수 있다. PWM 신호에 기초하여 인버터(330)에 포함된 스위치(331~336)의 on 또는 off가 결정될 수 있으며, 이에 따라 모터가 구동될 수 있으며, 모터를 이용한 전기적 제어도 수행될 수 있다. The
또한, 제어부(340)는 PWM 신호의 듀티 비(Duty ratio)를 제어할 수 있다. 듀티 비는 PWM 신호의 하나의 주기 내에서 신호가 high에 대응하는 시간의 비를 지시한다. 이와 같이 듀티 비를 제어함으로써 스위치가 on 상태인 시간의 비율을 조절할 수 있다. 실시 예에서 듀티 비의 최대 값은 100%이고, 최소값은 0%일 수 있으며, 제어부(340)는 획득한 정보를 기반으로 듀티 비를 가변적으로 조절할 수 있다. 스위치의 듀티 비가 최대값으로 설정되는 것은 풀 온(Full On) 모드일 수 있고, 스위치의 듀티 비가 최소값으로 설정되는 것은 풀 오프(Full off) 모드일 수 있다. 이와 같이 실시 예에서 제어부(340)에 의해 설정된 듀티 비에 따라 스위치의 한 주기 동안 온 상태로 유지되는 시간과 오프 상태로 유지되는 시간이 변경될 수 있다. 이때, 스위치의 한 주기 동안 스위치가 계속 온 상태로 유지되는 것은 풀 온 모드일 수 있고, 스위치의 한 주기 동안 스위치가 계속 오프 상태로 유지되는 것은 풀 오프 모드 일 수 있다.Also, the
제어부(340)는 PWM 신호에 따라 인버터(330)를 제어하여, 배터리(310)에서 공급되는 직류 전원을 원하는 주파수의 교류 전원으로 변경할 수 있으며, 교류 전원을 통해 모터(350)를 구동시킬 수 있다. 인버터(330)에 포함된 스위치(331~336)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다. IGBT는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET)를 게이트에 넣은 접합형 트랜지스터로, 게이트-이미터 간의 전압이 구동되어 입력 신호에 의해서 ON 또는 OFF 제어되는 파워의 스위칭이 가능한 소자이다. 그러나 이는 일례에 불과하며, 이에 한정되지 않는다. The
인버터(330)에 포함된 스위치(331~336)은 설치 위치에 따라 상단 스위치와 하단 스위치로 구분될 수 있고, 스위치 쌍은 상단 스위치와 하단 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 인버터(330)은 제1 상단 스위치(331) 및 제1 하단 스위치(334)를 포함하는 제1 스위치 쌍, 제2 상단 스위치(332) 및 제2 하단 스위치(335)를 포함하는 제2 스위치 쌍, 제3 상단 스위치(333) 및 제3 하단 스위치(336)를 포함하는 제3 스위치 쌍을 포함할 수 있다. The
인버터(330)에 포함된 스위치는 여러가지 원인에 의해 손실될 수 있다. 예를 들어, 스위치에 과전압이 인가되는 경우, 과전류가 흐르는 경우, 역 기전력이 생기는 경우, 스위치의 온도가 특정 값 이상 올라가는 경우 및 스위치 온도가 특정 값 이상으로 유지되는 경우 중 적어도 하나의 경우에 손실될 수 있다. 위의 예 중 스위치에 흐르는 과 전류로 인해 스위치 손상 되는 경우가 많으며, 이에 따라 스위치에 흐르는 전류 값을 모니터링 할 필요성이 있다. The switch included in the
스위치에 흐르는 전류를 모니터링 하기 위해 스위치 중 적어도 하나와 션트 저항(shunt, 370)이 연결될 수 있다. 이와 같이 연결된 션트 저항(370)에 의해 상전류가 감지될 수 있다. 구체적으로, 션트 저항(370)에 걸리는 전압과 션트 저항의 저항 값에 의해 스위치를 흐르는 전류를 확인할 수 있고, 기 설정된 기준 전류를 초과하면 과전류로 판단될 수 있다. 도 3에 도시된 션트 저항(370)은 스위치 들의 그라운드 단에 1개가 연결되어 있으나, 실시 예에 따라 각 스위치 별로 션트 저항에 연결될 수 있으며, 제어부(340)는 션트 저항에 인가되는 전압을 모니터링하여 스위치에 흐르는 전류를 확인할 수 있다. At least one of the switches and a
모터(350)는 고정자(stator)와 회전자(rotator)를 포함하며, 각 상(U, V, W)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전될 수 있다. 고정자는 3상(U, V, W)으로 구분될 수 있고, 각각의 상에는 코일이 권선되어 있다. 고정자로 입력되는 전류의 방향 변화로 인하여 고정자 내부에 형성되는 자계의 방향도 지속적으로 변화할 수 있고, 이러한 자계 방향 변화로 인해 회전자가 회전될 수 있다. 회전자의 회전은 회전축을 통해 휠(wheel)에 전달되어, 휠(wheel)이 회전될 수 있다. The
센서부(360)는 복수의 센서를 포함할 수 있으며, 센서의 일 예로 모터(350)의 회전 속도를 센싱하는 홀 센서를 포함할 수 있다. 제어부(340)는 센서부(360)로부터 회전 속도를 수신 하고, 이를 기반으로 인버터(330)을 제어할 수 있다. The
도 4는 일 실시 예에 따른 인버터에 포함된 스위치를 제어하기 위한 신호를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a signal for controlling a switch included in an inverter according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 인버터의 스위치에 인가되는 신호가 도시된다. Referring to FIG. 4 , a signal applied to a switch of an inverter is shown.
인버터는 전술한 바와 같이 제1 상단 스위치와 제1 하단 스위치를 포함하는 제1 스위치 쌍, 제2 상단 스위치와 제2 하단 스위치를 포함하는 제2 스위치 쌍 및 제3 상단 스위치와 제3 하단 스위치를 포함하는 제3 스위치 쌍을 포함할 수 있다. 실시 예에서 도 4를 함께 참조하여 설명하면, 제1 상단 스위치(331)는 Sa, 제2 상단 스위치(332)는 Sb, 제3 상단 스위치(333)는 Sc일 수 있다. 또한 제1 하단 스위치(334)는 Sa', 제2 하단 스위치(335)는 Sb', 제3 하단 스위치(336)는 Sc'일 수 있다. 실시 예에서 각 인버터에 인가되는 신호가 도시된다.As described above, the inverter includes a first switch pair including a first upper switch and a first lower switch, a second switch pair including a second upper switch and a second lower switch, and a third upper switch and a third lower switch. It may include a third switch pair that includes. 4 , the first
제1 상단 스위치와 제1 하단 스위치는 직렬 연결되고, 제2 상단 스위치와 제2 하단 스위치는 직렬 연결되고, 제3 상단 스위치와 제3 하단 스위치는 직렬 연결될 수 있다. 또한, 제1 스위치 쌍과 제2 스위치 쌍 및 제3 스위치 쌍은 서로 병렬 연결될 수 있다. The first upper switch and the first lower switch may be connected in series, the second upper switch and the second lower switch may be connected in series, and the third upper switch and the third lower switch may be connected in series. Also, the first switch pair, the second switch pair, and the third switch pair may be connected in parallel to each other.
실시 예에 따른 V0는 (Sa, Sb, Sc)=(0, 0, 0)으로서, 제1 상단 스위치와 제2 상단 스위치 및 제3 상단 스위치가 오프 상태일 수 있다. 이때, 반대로 제1 하단 스위치와 제2 하단 스위치와 제3 하단 스위치는 온 상태일 수 있다. 따라서, 제1 하단 스위치, 제2 하단 스위치, 제3 하단 스위치 및 모터에 의해 발전 제동이 될 수 있다. According to an embodiment, V0 is (Sa, Sb, Sc)=(0, 0, 0), and the first upper switch, the second upper switch, and the third upper switch may be in an off state. In this case, the first lower switch, the second lower switch, and the third lower switch may be in an on state. Accordingly, power generation may be braked by the first lower switch, the second lower switch, the third lower switch, and the motor.
또한, V1은 (Sa, Sb, Sc)=(1, 0, 0)으로서, 제1 상단 스위치는 온 상태이고 제2 상단 스위치와 제3 상단 스위치는 오프 상태일 수 있다. 이때, 제1 하단 스위치는 오프 상태이고, 제2 하단 스위치와 제3 하단 스위치는 온 상태일 수 있다. 따라서, 제1 상단 스위치, 제2 하단 스위치 및 제3 하단 스위치에 기초하여 회생 제동이 될 수 있다.In addition, V1 is (Sa, Sb, Sc)=(1, 0, 0), and the first upper switch may be in an on state, and the second upper switch and the third upper switch may be in an off state. In this case, the first lower switch may be in an off state, and the second lower switch and the third lower switch may be in an on state. Accordingly, regenerative braking may be performed based on the first upper switch, the second lower switch, and the third lower switch.
또한, V2는 (Sa, Sb, Sc)=(1, 1, 0)으로서, 제1 상단 스위치와 제2 상단 스위치는 온 상태일 수 있고 제3 상단 스위치는 오프 상태일 수 있다. 이때, 제1 하단 스위치와 제2 하단 스위치는 오프 상태이고, 제3 하단 스위치는 온 상태일 수 있다. 따라서, 제1 상단 스위치, 제2 상단 스위치 및 제3 하단 스위치에 기초하여 회생 제동이 될 수 있다. In addition, V2 is (Sa, Sb, Sc)=(1, 1, 0), so that the first upper switch and the second upper switch may be in an on state, and the third upper switch may be in an off state. In this case, the first lower switch and the second lower switch may be in an off state, and the third lower switch may be in an on state. Accordingly, regenerative braking may be performed based on the first upper switch, the second upper switch, and the third lower switch.
또한, V3는 (Sa, Sb, Sc)=(1, 1, 1)로서 제1 상단 스위치와 제2 상단 스위치와 제3 상단 스위치는 온 상태일 수 있다. 이때, 반대로 제1 하단 스위치와 제2 하단 스위치와 제3 하단 스위치는 오프 상태일 수 있다. 따라서, 제1 상단 스위치, 제2 상단 스위치, 제3 상단 스위치 및 모터에 의해 발전 제동이 될 수 있다.In addition, V3 is (Sa, Sb, Sc) = (1, 1, 1), and the first upper switch, the second upper switch, and the third upper switch may be in an on state. In this case, the first lower switch, the second lower switch, and the third lower switch may be in an off state. Accordingly, power generation may be braked by the first upper switch, the second upper switch, the third upper switch, and the motor.
여기서, V1 ~ V3에 따른 각각의 스위치의 온 또는 오프 상태의 유지 시간은 서로 상이할 수 있고, 이에 기초하여 듀티 비가 결정될 수 있다.Here, the holding times of the on or off states of each switch according to V1 to V3 may be different from each other, and a duty ratio may be determined based thereon.
도 5는 일 실시 예에 따른 발전 제동을 수행하기 위한 스위치 제어 방법을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a switch control method for performing power generation braking according to an exemplary embodiment.
도 5를 참조하면, 발전 제동을 수행하기 위한 스위치 제어 및 회로 구성이 도시된다. Referring to FIG. 5 , a switch control and circuit configuration for performing power generation braking is illustrated.
도 4를 함께 참조하여 설명하면, 식별번호 510은 도 4의 V0 상태로서, 제1 상단 스위치(531)와 제2 상단 스위치(532)와 제3 상단 스위치(533)는 오프 상태이고, 제1 하단 스위치(534)와 제2 하단 스위치(535)와 제3 하단 스위치(536)는 온 상태일 수 있다. 이때, 전동 이동 장치는 발전 제동 방식으로 동작할 수 있다. 발전 제동 방식으로 동작하는 경우, 모터는 발생된 역 기전력에 의해 제동될 수 있다. Referring to FIG. 4 together,
발전 제동에 따라 제동 전류가 발생될 수 있고, 발생되는 제동 전류의 양은 아래와 같은 수학식 1과 같이 도시될 수 있다. 여기서, Rs는 모터에 포함된 고정자 저항을 나타내고, We는 각속도를 나타내고, Ls는 모터에 따른 인덕턴스를 나타내고, Ke는 역기전력 상수를 나타낼 수 있다. 실시 예에 따라 모터의 회전 속도가 빨라질수록 발전 제동에 따라 발생되는 전류의 양 역시 증가하며, 모터의 회전 속도에 따라 과도한 발전 제동 전류가 발생되어 스위치의 손상이 발생될 수 있다. A braking current may be generated according to the power generation braking, and the amount of the generated braking current may be expressed as
식별번호 540은 3상 모터에 대한 발전 제동을 수행하는 경우 스위치 제어에 따른 전류의 흐름을 나타내는 도면이다. 경로 ①의 경우 (U=>V, W)로 흐르는 전류의 흐름이 도시되고, 경로 ②의 경우 (V=>W, U)로 흐르는 전류의 흐름이 도시되고, 경로 ③의 경우 (W=>U, V)로 흐르는 전류의 흐름이 도시된다. 실시 예에서 경로 ① ~ 경로 ③ 모두 발전 제동에 따른 전류가 모터와 하단 스위치(534, 535, 536)을 흐르는 경우를 나타낸다.
도 6은 일 실시 예에 따른 모터의 구동 및 발전 제동의 수행에 따른 일 스위치 쌍에 입력되는 제어 신호를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a control signal input to a pair of switches according to the performance of driving and generating braking of a motor according to an exemplary embodiment.
도 6을 참조하면, U+와 U-에 대응하는 스위치를 제어하기 위한 신호가 도시된다. 일례로서, U+는 제1 상단 스위치일 수 있고, U-는 제1 하단 스위치에 대응할 수 있다. Referring to FIG. 6 , signals for controlling switches corresponding to U+ and U- are shown. As an example, U+ may be the first upper switch, and U− may correspond to the first lower switch.
모터를 일반 운전으로 구동하기 위한 제어 신호가 제1구간(610)에서 인버터에 입력된다. 모터가 일반 운전을 위해 구동되는 경우, 제1 상단 스위치인 U+가 on인 경우 제1 하단 스위치인 U-는 off일 수 있다. 이와 같이 U+와 U-의 온 또는 오프의 교차에 의해 모터는 일반 운전할 수 있으며, 모터의 회전력에 의해 휠이 구동될 수 있다. A control signal for driving the motor in normal operation is input to the inverter in the
발전 제동의 경우 도 4의 V0 또는 V3 상태에 대응하는 제어 신호가 입력될 수 있고, 그에 따라 스위치가 조절될 수 있다. 실시 예에서 제어부의 제어에 따라 발전 제동이 지속되거나 제2구간(620)과 같이 일부 구간에서 발전 제동을 off할 수 있다. 이 때 제2구간(620)에서 발전 제동이 on 되는 구간이 차지하는 비율이 발전 제동 듀티 비에 대응할 수 있다. 발전 제동이 on인 경우 역기전력에 의해 모터가 제동될 수 있고, 발전 제동이 off인 경우 역기전력이 발생하지 않을 수 있다. 도 6은 도 4의 V3 상태에 따라 상단 스위치에 의한 발전 제동인 경우로서, 제2구간(620)일 때 하단 스위치인 U-는 오프 상태일 수 있다. In the case of power generation braking, a control signal corresponding to the state V0 or V3 of FIG. 4 may be input, and the switch may be adjusted accordingly. In an embodiment, power generation braking may be continued according to the control of the controller, or generation braking may be turned off in some sections such as the
도 7은 일 실시 예에 따른 회생 제동에 따른 스위치 제어 방법을 설명하기 위한 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a switch control method according to regenerative braking according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면 회생 제동을 수행하기 위한 스위치 제어 방법과 그에 따른 전류의 흐름이 도시된다. Referring to FIG. 7 , a method of controlling a switch for performing regenerative braking and a flow of current according to the method are illustrated.
실시 예에서 회생 제동은 모터의 회전에 대한 전기적 제동에 따라 발생하는 회생 전력을 배터리측으로 환원하여 배터리를 충전시키는 제동 방식을 포함할 수 있다. 실시 예에서 회생 제동을 수행할 때 인버터의 스위치 상태에 따른 전류가 배터리(710) 측으로 흐를 수 있으며, 이에 따라 배터리(710)가 충전될 수 있다. 제1 하단 스위치(734), 제2 상단 스위치(732), 제3 상단 스위치(733)은 온 상태이고, 제1 상단 스위치(731), 제2 하단 스위치(735), 제3 하단 스위치(736)은 오프 상태일 수 있다. 회생 제동하는 순간, 발생한 회생 전력은 제1 하단 스위치(734), 모터(740), 제2 상단 스위치(732), 제3 상단 스위치(733)을 통해 배터리(710)측으로 환원되어 배터리가 충전될 수 있으며, 이에 따라 에너지 효율이 향상될 수 있다. In an embodiment, the regenerative braking may include a braking method of charging the battery by returning regenerative power generated according to electrical braking with respect to the rotation of the motor to the battery side. In an embodiment, when regenerative braking is performed, a current according to a switch state of the inverter may flow toward the
일 실시 예에서 제어부는 배터리(710)가 만충 상태에 대응할 경우 과충전을 방지하기 위해 다른 방법으로 제동할 수 있도록 인버터를 제어할 수 있다. In an embodiment, when the
도 8은 일 실시 예에 따른 여력 제동을 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating spare braking according to an exemplary embodiment.
도 8을 참조하면, 실시 예에 따른 여력 제동을 실시 하기 위한 인버터 스위치의 상태가 도시된다. Referring to FIG. 8 , a state of an inverter switch for performing redundant braking according to an embodiment is shown.
실시 예에서 인버터에 포함된 모든 스위치가 오프 상태일 일 경우 별도의 전기적 제동력은 발생하지 않을 수 있으나, 모터 자체의 회전 마찰에 의한 기계적 제동력이 발생할 수 있다. 실시 예에서 이와 같은 상태에 따른 제동은 여력 제동이라 칭할 수 있다. 이와 같이 여력 제동으로 동작하는 경우 모터에 인가되는 전원이 차단되고, 모터의 회전에 따른 별도의 기전력이 발생하지 않으나, 모터 자체의 회전에 따른 마찰등에 의해 제동력이 발생할 수 있으며, 이에 따라 전동 이동 장치가 제동될 수 있다. In an embodiment, when all switches included in the inverter are in an off state, a separate electric braking force may not be generated, but a mechanical braking force may be generated due to rotational friction of the motor itself. In an embodiment, braking according to such a state may be referred to as spare braking. In this way, when operating with spare braking power, the power applied to the motor is cut off and a separate electromotive force is not generated according to the rotation of the motor, but braking force may be generated due to friction caused by the rotation of the motor itself. can be braked.
이와 같이 실시 예에서 제어부는 모터와 관련해서 발전 제동, 회생 제동 및 여력 제동 중 적어도 하나를 통해 제동력을 발생시킬 수 있다. 또한 제어부는 전동 이동 장치의 속도, 배터리 충전 상태, 전동 이동 장치와 관련된 기울기, 전동 이동 장치의 인증 여부, 인버터에 흐르는 전류의 양, 인버터의 온도 및 전동 이동 장치의 전력 소비 중 적어도 하나를 고려하여 모터와 관련된 제동 방법을 다르게 적용할 수 있다. As described above, in the embodiment, the controller may generate braking force through at least one of power generation braking, regenerative braking, and reserve braking in relation to the motor. In addition, the control unit considers at least one of the speed of the electric mobile device, the battery charge state, the inclination related to the electric mobile device, whether the electric mobile device is authenticated, the amount of current flowing through the inverter, the temperature of the inverter, and power consumption of the electric mobile device. Braking methods related to motors can be applied differently.
도 9는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치와 관련된 블록도이다.9 is a block diagram related to an electric movement device according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 전동 이동 장치에 포함된 구성과 관련된 블록도가 표시된다. Referring to FIG. 9 , a block diagram related to a configuration included in the electric mobile device is displayed.
전동 이동 장치(900)는 라이트(910), 센서(920), 구동부(930), 통신 회로(940), 통신회로 배터리(950), 메인 배터리(960) 및 출력부(970) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The electric
라이트(910)는 조명을 조사할 수 있는 하나 이상의 발광체를 포함할 수 있으며, 실시 예의 전동 이동 장치(900)는 전조등(912), 후미등(914) 및 저면등(916)을 포함할 수 있다. 전조등은 전동 이동 장치(900)의 전방 영역을 비추는 조명을 조사할 수 있고, 후미등은 전동 이동 장치(900)의 후방 영역을 비추는 조명을 조사할 수 있고, 저면등은 전동 이동 장치(900)의 아래를 비추는 조명을 조사할 수 있다.The light 910 may include one or more light emitting bodies capable of irradiating illumination, and the electric
센서부(920)는 전동 이동 장치(900)와 관련된 물리적, 전기적 측정치를 센싱할 수 있다. 센서부(920)는 회전속도 센서(922), 가속도 센서(924) 및 무게 센서(926) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
회전속도 센서(922)는 모터의 회전 속도를 센싱할 수 있다. 회전 속도 센서(922)의 일례로서 홀 센서를 포함할 수 있으며, 홀 센서는 모터를 구성하는 고정자 및 회전자에 의한 자속 변화를 감지하여 모터의 회전 속도를 센싱할 수 있다.The
가속도 센서(924)는 3차원 상의 각 축 방향의 회전을 감지할 수 있다. 구체적으로, 가속도 센서(924)는 X축, Y축, Z축 방향에서 전동 이동 장치에 대한 가속도를 센싱할 수 있고, 또한 3축 방향에서의 가속도의 변화를 센싱할 수 있다. The
또한, 무게 센서(926)는 전동 이동 장치(900)에 탑승된 무게를 감지할 수 있다. Also, the
구동부(930)는 전방 휠, 후방 휠, 인버터, 모터 및 브레이크와 같이 전동 이동 장치의 구동과 관련된 기기를 포함할 수 있다. 전방 휠은 사용자에 의해 조작된 핸들바에 기초하여 움직임이 결정될 수 있고, 전방 휠은 기계적 제동에 의해 회전 속도가 감속될 수 있다. 또한, 후방 휠은 인버터와 연결된 모터에 의해 동력을 전달받으므로 후방 휠은 모터에 의해 속도가 증가될 수 있고, 후방 휠은 전기적 제동에 의해 회전 속도가 감속될 수 있다. 그러나 전방 휠과 후방 휠의 제동 방식은 위의 방식에 제한되지 않으며, 두 가지 제동 방식 중 적어도 하나를 통해 제동될 수 있다.The driving
통신 회로(940)는 유무선 통신 통해 외부 장치들과 정보를 송수신할 수 있다. The
통신 회로 배터리(950)는 통신 회로 (940)에 전력을 공급하는 배터리일 수 있다. 통신 회로 배터리(950)는 메인 배터리(960)와 별도로 존재할 수 있거나 또는 메인 배터리(960) 내부에 존재할 수 있으며, 메인 배터리(960)에 의해 충전되거나, 별도의 연결 회로를 통해 충전될 수 있다. The
메인 배터리(960)는 모터, 인버터, 라이트(910), 출력부(970) 및 통신 회로(940) 중 적어도 하나에 전력을 공급할 수 있다. The
출력부(970)는 사용자에게 정보를 제공하기 위한 출력 장치를 포함할 수 있으며, 사운드 출력을 제공하는 스피커(972) 및 시각적 출력을 제공하는 디스플레이(924) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이와 같은 출력부(970)를 통해 배터리 충전 상태 정보, 사용자 인증 여부에 관한 정보, 속도에 관한 정보, 차량 상태 정보, 제한 속도관련 정보, 전원 정보, 탑승 무게 정보 및 통신회로 상태 정보 중 적어도 하나의 정보가 제공될 수 있다. The
제어부(980)은 전동 이동 장치(900) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 실시 예에서 설명되는 제어 방법 중 적어도 하나를 통해 전동 이동 장치(900)의 동작을 제어할 수 있다.The
도 10은 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치가 내리막을 주행할 때 역 기전력에 의한 제동되는 것을 나타내는 도면이다. 10 is a view illustrating that the electric mobile device according to an embodiment is braked by a counter electromotive force when driving downhill.
도 10을 참조하면, 배터리의 충전 상태가 만충 레벨 보다 작은 경우, 전동 이동 장치가 내리막을 주행하는 경우와 같이 제동이 필요한 때 전동 이동 장치의 이동에 따른 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 회생 제동이 수행될 수 있으며, 이에 따라 배터리가 충전될 수 있다. 보다 구체적으로 회생 제동에 따라 발생하는 역 기전력에 의해 배터리가 충전될 수 있으며, 전동 이동 장치는 역 기전력 발생에 따른 제동력에 의해 속도가 감속될 수 있다. Referring to FIG. 10 , when the state of charge of the battery is less than the full charge level, when braking is required, such as when the electric mobile device is traveling downhill, regenerative braking that converts kinetic energy according to the movement of the electric mobile device into electrical energy is performed. may be performed, and thus the battery may be charged. More specifically, the battery may be charged by the counter electromotive force generated according to the regenerative braking, and the speed of the electric movement device may be reduced by the braking force generated by the counter electromotive force generation.
또는 배터리의 충전 상태가 만충 레벨 이상인 경우, 회생 에너지에 의해 배터리가 손상될 수 있으므로 전동 이동 장치가 제동이 필요한 경우, 회생 제동에 의한 회생 에너지를 이용하여 배터리가 충전하지 않는 것이 바람직하며, 회생 제동 이외의 다른 방식으로 제동하도록 전동 이동 장치가 제어될 수 있다.Alternatively, when the state of charge of the battery is above the full charge level, the battery may be damaged by regenerative energy. Therefore, when the electric mobile device requires braking, it is preferable not to charge the battery using the regenerative energy from regenerative braking, and regenerative braking The motorized movement device may be controlled to brake in other ways.
여기서, 배터리의 만충 레벨은 배터리의 출력 전압이 특정 전압에 대응하는 경우를 포함할 수 있다. 이때, 특정 전압은 배터리가 100% 충전된 경우뿐만 아니라 배터리 보호를 위해 마진을 두고 설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 특정 전압이 95%로 설정된 경우, 배터리의 충전 상태가 96%인 경우 만충 상태로서 전동 이동 장치는 회생 제동을 이용하여 제동될 수 없다. 또는, 배터리의 충전 상태가 90%인 경우 만충 이전 상태로서 배터리가 95%까지 전동 이동 장치는 회생 제동을 이용하여 제동될 수 있다. Here, the full charge level of the battery may include a case in which the output voltage of the battery corresponds to a specific voltage. In this case, the specific voltage may be a value set with a margin for battery protection as well as when the battery is 100% charged. For example, when a specific voltage is set to 95%, when the state of charge of the battery is 96%, the electric moving device cannot be braked using regenerative braking as a full state. Alternatively, when the state of charge of the battery is 90%, the electric movement device may be braked using regenerative braking until the battery is 95% in the state before being fully charged.
배터리의 충전 상태가 만충 레벨 이상인 경우, 전동 이동 장치는 회생 제동이 아닌 발전 제동 및 여력 제동 중 적어도 하나에 의해 전기적 제동될 수 있다. 이때, 전동 이동 장치는 전기적 제동뿐만 아니라 기계적 제동도 함께 적용될 수 있다. When the state of charge of the battery is equal to or higher than the full charge level, the electric movement device may be electrically braked by at least one of generation braking and spare braking instead of regenerative braking. In this case, the electric movement device may be applied with mechanical braking as well as electrical braking.
이하, 배터리의 충전 상태를 고려한 전동 이동 장치의 제동에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the braking of the electric movement device in consideration of the state of charge of the battery will be described in detail.
도 11은 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치에 대한 제동 과정을 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining a braking process for the electric movement device, according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 전동 이동 장치에 포함된 배터리의 충전 상태가 확인(1101)될 수 있고, 전동 이동 장치의 주행 속도가 확인(1103)될 수 있다. 실시 예에서 배터리의 충전 상태는 출력 전압을 기반으로 확인될 수 있으며, 만충 레벨에 대응하는 전압 값을 기반으로 출력 전압이 이에 대응하는지 확인할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the state of charge of the battery included in the electric mobile device may be checked 1101 , and the traveling speed of the electric mobile device may be checked 1103 . In an embodiment, the state of charge of the battery may be checked based on the output voltage, and it may be checked whether the output voltage corresponds to the voltage value corresponding to the full charge level.
배터리 출력 전압이 특정 전압 이하에 대응하도록 배터리가 충전된 경우, 전동 이동 장치는 제동시 회생 제동에 기초하여 감속될 수 있다. 이때, 회생 제동에 의한 회생 에너지를 통해 배터리가 충전될 수 있다. 실시 예에서 전동 이동 장치는 회생 제동을 수행하는 중에도 배터리의 충전 상태에 대한 모니터링을 진행할 수 있으며, 만약 회생 에너지로 인하여 배터리가 충전되어 만충 레벨에 도달한 경우, 전동 이동 장치는 다른 방식의 제동을 수행할 수 있으며, 상세한 사항은 이하에서 설명된다. When the battery is charged so that the battery output voltage corresponds to a specific voltage or less, the electric movement device may be decelerated based on regenerative braking during braking. In this case, the battery may be charged through regenerative energy by regenerative braking. In an embodiment, the electric mobile device may monitor the state of charge of the battery even while regenerative braking is being performed. can be performed, the details of which will be described below.
배터리 출력 전압이 특정 전압 이상에 대응하도록 배터리가 충전된 경우, 회생 에너지에 의한 과충전으로 인해 배터리 손상을 방지하기 위해 전동 이동 장치는 회생 제동이 아닌 다른 제동 방식으로 제동되도록 제어될 수 있다. 실시 예에서 전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 보다 큰지 여부가 확인(1105)될 수 있다. When the battery is charged so that the battery output voltage corresponds to a specific voltage or more, the electric movement device may be controlled to be braked by a braking method other than regenerative braking in order to prevent damage to the battery due to overcharging by regenerative energy. In an embodiment, it may be checked 1105 whether the traveling speed of the electric mobile device is greater than the first speed.
여기서, 전동 이동 장치에 적용되는 회생 제동, 발전 제동, 여력 제동과 같은 제동 방식은 전술한 인버터의 스위치에 대한 on/off 제어를 통해 결정될 수 있다. 구체적으로, 회생 제동, 발전 제동, 여력 제동과 같은 제동 방식은 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호(예를 들면, PWM 신호)에 의해 스위치 on/off 조절되어 결정될 수 있다. 예를 들면, 인버터의 스위치가 모두 off 된 경우 여력 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있고, 또는 인버터의 아랫 상 스위치가 모두 on 된 경우 발전 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있다. Here, braking methods such as regenerative braking, power generation braking, and reserve braking applied to the electric mobile device may be determined through on/off control of the switch of the inverter. In detail, braking methods such as regenerative braking, power generation braking, and reserve braking may be determined by controlling a switch on/off by a control signal (eg, a PWM signal) generated by a controller. For example, when all switches of the inverter are turned off, the electric movement device may be controlled based on spare force braking, or when all of the lower phase switches of the inverter are turned on, the electric movement apparatus may be controlled based on power generation braking. .
전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 보다 작은 경우 전동 이동 장치는 발전 제동(1113)에 기초하여 제동되어, 전동 이동 장치는 정지(1115)할 수 있다. 이때, 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 최대 값으로 설정될 수 있으며, 실시 예에서 듀티 비를 최대 값으로 설정되는 모드 중 하나는 풀 온 모드일 수 있다. 풀 온 모드는 한 주기 동안 스위치가 계속 on 상태로 유지하는 경우를 포함할 수 있다. When the traveling speed of the electric mobile device is less than the first speed, the electric mobile device may be braked based on the
실시 예에서 주행 속도가 제1 속도 보다 작은 경우, 해당 주행 속도에 대응하는 구간을 안전 구간이라 할 수 있다. 즉, 듀티비를 최대로 설정하는 경우에도 전기적 제동으로 인해 발생하는 전류로 전동 이동 장치의 회로가 손상되지 않을 속도를 제1 속도로 결정할 수 있으며, 실시 예에서 전동 이동 장치의 회로는 인버터의 제어와 관련된 스위치를 포함할 수 있다. In an embodiment, when the driving speed is less than the first speed, a section corresponding to the corresponding driving speed may be referred to as a safety section. That is, even when the duty ratio is set to the maximum, a speed at which the circuit of the electric movement device will not be damaged by the current generated by the electric braking may be determined as the first speed, and in the embodiment, the circuit of the electric movement apparatus is controlled by the inverter It may include a switch related to .
전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 이상이며 제2 속도 보다 작은지 여부가 확인(1107)될 수 있다. 주행 속도가 제1 속도 이상이며 제2 속도보다 작은 경우, 주행 속도에 대응하여 발전 제동의 듀티 비가 조절(1111)될 수 있으며, 이에 따라 전동 이동 장치는 감속될 수 있다. 이때, 감속된 전동 이동 장치의 주행 속도와 제1 속도가 다시 비교되어 제동 방식이 재결정될 수 있다. Whether the traveling speed of the electric mobile device is equal to or greater than the first speed and less than the second speed may be checked 1107 . When the driving speed is equal to or greater than the first speed and smaller than the second speed, the duty ratio of the power generation braking may be adjusted 1111 in response to the driving speed, and accordingly, the electric movement device may be decelerated. At this time, the driving speed and the first speed of the decelerated electric movement device may be compared again, and the braking method may be re-determined.
한편 실시 예에서 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 인버터와 연결되는 커패시터의 양단 전압을 고려하여 조절될 수 있다. 구체적으로, 커패시터의 양단 전압이 특정 범위 내에서 변화하도록 듀티 비는 조절될 수 있다. 또한, 제어 신호의 듀티 비는 제1 속도와 제2 속도 간의 차이와 전동 이동 장치의 주행 속도를 고려하여 결정될 수 있다. 이와 같은 제1 속도와 제2 속도 사이로 전동 이동 장치가 주행할 때, 주행 속도에 대응하는 듀티 비는 기 설정 될 수 있으며, 전동 이동 장치는 기 설정 된 데이터를 참조하여 듀티 비를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 속도가 100 RPM이고 제2 속도가 700RPM으로 설정된 경우, 전동 이동 장치의 주행 속도가 300RPM이라면 듀티 비는 33.3%, 400RPM이라면 듀티 비는 50%, 500RPM이라면 듀티 비는 66.6%로 기 설정되어 있을 수 있다. 전동 이동 장치의 주행 속도와 기 설정된 데이터 간의 비교에 기초하여 듀티 비가 결정될 수 있다. Meanwhile, in an embodiment, the duty ratio of the control signal generated by the controller may be adjusted in consideration of the voltage across the capacitor connected to the inverter. Specifically, the duty ratio may be adjusted so that the voltage across the capacitor varies within a specific range. In addition, the duty ratio of the control signal may be determined in consideration of the difference between the first speed and the second speed and the traveling speed of the electric mobile device. When the electric mobile device runs between the first speed and the second speed, a duty ratio corresponding to the running speed may be preset, and the electric mobile device may control the duty ratio with reference to preset data. . For example, if the first speed is 100 RPM and the second speed is set to 700 RPM, if the driving speed of the electric mobile device is 300 RPM, the duty ratio is 33.3%, if 400 RPM, the duty ratio is 50%, and if 500 RPM, the duty ratio is 66.6% may be pre-set. The duty ratio may be determined based on a comparison between the driving speed of the electric mobile device and preset data.
전동 이동 장치의 주행 속도가 제2 속도 이상인 경우, 여력 제동(1109)에 기초하여 전동 이동 장치가 제동될 수 있다. 이때, 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 최소 값으로 설정되될 수 있으며, 듀티비를 최소 값으로 설정하는 것은 풀 오프 모드일 수 있다. 풀 오프 모드는 한 주기 동안 스위치가 계속 off 상태로 유지하는 경우를 포함할 수 있다. 여력 제동은 풀 오프 모드에 대응하는 제동 방식일 수 있다. When the traveling speed of the electric mobile device is equal to or greater than the second speed, the electric mobile device may be braked based on the
여기서, 제1 속도 및 제2 속도는 인버터의 스위치에 대한 허용 전류를 고려하여 결정될 수 있다. 인버터에 포함된 스위치는 손상되지 않기 위해 허용 가능한 전류 값이 기 설정되어 있다. 발전 제동에 의해 제동 전류가 발생하고, 전술한 수학식 1과 같이 주행 속도에 대응하여 제동 전류의 크기가 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 속도 보다 작은 경우 제동 전류에 의해 스위치는 손상되지 않을 수 있고, 또는 제1 속도 이상 제2 속도 보다 작은 경우 제동 전류에 의해 스위치가 손상될 수 있지만 듀티 비 조절에 의해 스위치가 손상되지 않을 수 있고, 또는 제2 속도 이상인 경우 제동 전류에 의해 스위치는 즉시 손상될 수 있다. Here, the first speed and the second speed may be determined in consideration of the allowable current for the switch of the inverter. In order not to damage the switch included in the inverter, the allowable current value is preset. A braking current may be generated by the power generation braking, and the magnitude of the braking current may be determined according to the driving speed as in
실시 예에서 제동은 사용자의 제동 요청 입력에 기반하여 수행될 수 있으며, 또한 전동 이동 장치의 주행 상태를 기반으로도 수행될 수 있다. 또한 실시 예에서 주행 속도를 순차적으로 확인하는 것으로 기술하였으나 1103 단계에서 확인한 속도를 기반으로 1109, 1111, 1113 동작이 선택적으로 수행될 수 있음은 자명하다. In an embodiment, braking may be performed based on a user's input of a braking request, and may also be performed based on the driving state of the electric mobile device. In addition, although it has been described that the driving speed is sequentially checked in the embodiment, it is obvious that
도 12는 일 실시 예에 따른 발전 제동시 주행 속도를 기반으로 제동을 위한 제어 신호의 듀티 비를 조절하면서 제동하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 일 실시 예에 따른 발전 제동시 주행 속도를 기반으로 제동을 위한 제어 신호의 듀티 비가 조절됨에 따른 커패시터의 양단 전압을 나타내는 도면이다.12 is a diagram for explaining braking while adjusting a duty ratio of a control signal for braking based on a driving speed during power generation braking according to an embodiment. 13 is a diagram illustrating a voltage across a capacitor as a duty ratio of a control signal for braking is adjusted based on a driving speed during power generation braking according to an exemplary embodiment.
도 12 및 도 13을 참조하면, 배터리가 만충 레벨 이상 충전된 전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 보다 작은지 여부가 확인(1201)될 수 있다. 전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 이하인 경우 전동 이동 장치는 발전 제동에 기초하여 제동(1211)될 수 있다. 12 and 13 , it may be checked ( 1201 ) whether the driving speed of the electric mobile device in which the battery is charged above the full charge level is less than the first speed. When the traveling speed of the electric mobile device is equal to or less than the first speed, the electric mobile device may be braked 1211 based on the power generation braking.
배터리가 만충 레벨 이상 충전된 전동 이동 장치의 주행 속도가 제2 속도 보다 작은지 여부가 확인(1203)될 수 있다. 전동 이동 장치의 주행 속도가 제2 속도 보다 큰 경우 전동 이동 장치는 여력 제동에 기초하여 제동(1205)될 수 있다. 여력 제동 되는 전동 이동 장치의 주행 속도와 제2 속도 간의 비교가 될 수 있고, 비교 결과에 따른 제동 방식에 기초하여 전동 이동 장치는 제동될 수 있다. Whether the driving speed of the electric mobile device in which the battery is charged above the full charge level is smaller than the second speed may be checked (1203). When the traveling speed of the electric mobile device is greater than the second speed, the electric mobile device may be braked 1205 based on the excess braking force. A comparison may be made between the traveling speed and the second speed of the electric mobile device that is braked by excess force, and the electric mobile device may be braked based on a braking method according to the comparison result.
전동 이동 장치의 주행 속도가 제1 속도 보다 크지만 제2 속도 이하인 경우 발전 제동의 듀티 비 조절되어 제동될 수 있다. 이때, 전동 이동 장치에 포함된 커패시터의 양단 전압이 모니터링(1207)될 수 있고, 양단 전압을 고려하여 제어 신호의 듀티 비가 조절(1209)될 수 있다.When the traveling speed of the electric mobile device is greater than the first speed but less than the second speed, the duty ratio of the power generation braking may be adjusted to be braked. In this case, the voltage across the capacitor included in the electric movement device may be monitored 1207 , and the duty ratio of the control signal may be adjusted 1209 in consideration of the voltage across the terminals.
그림 1310은 듀티 비가 적용되지 않은 경우 커패시터의 양단 전압 변화를 나타낸다. 듀티 비의 적용 없이 발전 제동이 풀 온 모드일 경우 커패시터의 양단 전압 변화로서, 커패시터의 양단 전압이 급격히 상승후 서서히 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 커패시터의 양단 전압의 과전압으로 인해 커패시터가 손상될 가능성이 있다.Figure 1310 shows the voltage change across the capacitor when no duty ratio is applied. When the power generation braking is in the pull-on mode without applying the duty ratio, it can be seen that the voltage across the capacitor rapidly rises and then gradually decreases as a change in the voltage across the capacitor. As such, there is a possibility that the capacitor may be damaged due to the overvoltage of the voltage across the capacitor.
그림 1320은 듀티 비가 적용된 경우 커패시터의 양단 전압 변화를 나타낸다. 듀티 비가 적용되어 발전 제동의 on/off가 반복되는 경우 커패시터의 양단 전압 변화로서, 커패시터의 양단 전압이 특정 범위 내에서 변화하도록 조절될 수 있다. 듀티 비가 on인 경우 커패시터의 양단 전압은 감소하지만, 듀티 비가 off인 경우 전류가 다이오드를 통해 이동하여 커패시터의 양단 전압이 상승할 수 있다. 이때, 듀티 비의 조절로 인해 커패시터의 양단 전압이 변화하는 특정 범위가 조절될 수 있다. Figure 1320 shows the voltage change across the capacitor when a duty ratio is applied. When the duty ratio is applied and the on/off of the power generation braking is repeated, the voltage across the capacitor is changed, and the voltage across the capacitor may be adjusted to change within a specific range. When the duty ratio is on, the voltage across the capacitor decreases, but when the duty ratio is off, current flows through the diode and the voltage across the capacitor may increase. In this case, a specific range in which the voltage across the capacitor changes may be adjusted due to the adjustment of the duty ratio.
도 14는 다른 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치에 대한 제동 과정을 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining a braking process for the electric movement device according to another embodiment.
도 14를 참조하면, 전동 이동 장치에 포함된 배터리의 충전 상태가 확인(1401)될 수 있다. 또한 전동 이동 장치에 대한 제동 조건이 검출되었는지 확인(1403)될 수 있고, 전동 이동 장치의 회전 속도가 확인(1405)될 수 있다. Referring to FIG. 14 , the state of charge of the battery included in the electric mobile device may be checked 1401 . Also, it may be checked 1403 whether a braking condition for the electric mobile device is detected, and the rotation speed of the electric mobile device may be checked 1405 .
여기서, 제동 조건은 사용자로부터 제동 요청(예를 들면, 브레이크 신호)을 수신하거나 또는 사용자로부터 가속 요청이 수신되지 않고 상기 전동 이동 장치가 경사로를 주행하는 경우를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 브레이크를 잡은 경우 또는 사용자가 쓰로틀을 당기지 않아 가속 입력이 수신되지 않은 상태로 주행하는 경우가 포함될 수 있다.Here, the braking condition may include a case in which a braking request (eg, a brake signal) is received from a user or an acceleration request is not received from the user and the electric mobile device travels on a slope. For example, a case in which a user applies a brake or a case in which an acceleration input is not received because the user does not pull a throttle may be included.
배터리의 충전 상태는 만충 레벨에 대응하는 특정 전압 이하이거나 또는 특정 전압 이상에 해당할 수 있다. 특정 전압 이하로 배터리가 충전된 경우, 전동 이동 장치는 회생 제동에 기초하여 감속될 수 있다. 이때, 회생 제동에 의한 회생 에너지에 기초하여 배터리가 충전될 수 있다. 만약 회생 에너지로 인하여 배터리가 충전되어 만충 레벨에 도달한 경우, 전동 이동 장치는 이하의 제동 과정에 의해 제동될 수 있다. The state of charge of the battery may be equal to or less than a specific voltage corresponding to a full charge level or may correspond to a specific voltage or higher. When the battery is charged below a certain voltage, the electric movement device may be decelerated based on regenerative braking. In this case, the battery may be charged based on regenerative energy by regenerative braking. If the battery is charged due to the regenerative energy and reaches the full charge level, the electric movement device may be braked by the following braking process.
특정 전압 이상으로 배터리가 충전된 경우, 회생 에너지에 의한 배터리 손상을 방지하기 위해 전동 이동 장치는 회생 제동이 아닌 다른 제동 방식에 기초하여 속도가 감속될 수 있다. 내리막을 주행하는 전동 이동 장치의 회전 속도가 제1 속도 보다 큰지 여부가 확인(1407)될 수 있다. When the battery is charged above a specific voltage, the speed of the electric movement device may be reduced based on a braking method other than regenerative braking in order to prevent damage to the battery due to regenerative energy. Whether the rotation speed of the electric mobile device traveling downhill is greater than the first speed may be checked 1407 .
여기서, 전동 이동 장치에 적용되는 회생 제동, 발전 제동, 여력 제동과 같은 제동 방식은 전술한 인버터의 스위치에 대한 on/off 제어를 통해 결정될 수 있다. 구체적으로, 회생 제동, 발전 제동, 여력 제동과 같은 제동 방식은 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호(예를 들면, PWM 신호)에 의해 스위치 on/off 조절되어 결정될 수 있다. 예를 들면, 인버터의 스위치가 모두 off 된 경우 여력 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있고, 또는 인버터의 아랫 상 스위치가 모두 on 된 경우 발전 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있다. Here, braking methods such as regenerative braking, power generation braking, and reserve braking applied to the electric mobile device may be determined through on/off control of the switch of the inverter. In detail, braking methods such as regenerative braking, power generation braking, and reserve braking may be determined by controlling a switch on/off by a control signal (eg, a PWM signal) generated by a controller. For example, when all switches of the inverter are turned off, the electric movement device may be controlled based on spare force braking, or when all of the lower phase switches of the inverter are turned on, the electric movement apparatus may be controlled based on power generation braking. .
전동 이동 장치의 회전 속도가 제1 속도 보다 작은 경우 전동 이동 장치는 발전 제동(1415)에 기초하여 제동되어, 전동 이동 장치는 결국 정지(1417)할 수 있다. 이때, 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 최대 값으로 설정되는 풀 온 모드일 수 있다. 풀 온 모드는 한 주기 동안 스위치가 계속 on 상태로 유지하는 경우를 포함할 수 있다. 여기서, 회전 속도가 제1 속도 보다 작은 경우 안전 구간에 대응할 수 있다. 즉, 제1 속도 보다 작을 때 발생하는 제동 전류로 인해 전동 이동 장치가 손상되지 않을 수 있다. When the rotational speed of the electric mobile device is less than the first speed, the electric mobile device may be braked based on the
전동 이동 장치의 회전 속도가 제1 속도 이상이며 제2 속도 보다 작은지 여부가 확인(1409)될 수 있다. 회전 속도가 제1 속도 이상이며 제2 속도보다 작은 경우, 발전 제동의 듀티 비가 조절(1413)되어 전동 이동 장치는 감속될 수 있다. 이때, 감속된 전동 이동 장치의 회전 속도와 제1 속도가 다시 비교되어 제동 방식이 재결정될 수 있다. Whether the rotational speed of the electric movement device is equal to or greater than the first speed and less than the second speed may be checked 1409 . When the rotational speed is equal to or greater than the first speed and smaller than the second speed, the duty ratio of power generation braking is adjusted 1413 so that the electric movement device may be decelerated. At this time, the first speed and the rotation speed of the decelerated electric movement device may be compared again, and the braking method may be re-determined.
컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 인버터와 연결되는 커패시터의 양단 전압을 고려하여 조절될 수 있다. 구체적으로, 커패시터의 양단 전압이 특정 범위 내에서 변화하도록 듀티 비는 조절될 수 있다. 또한, 제어 신호의 듀티 비는 제1 속도와 제2 속도 간의 차이와 전동 이동 장치의 회전 속도를 고려하여 결정될 수 있다. 이와 같은 제1 속도와 제2 속도 사이로 전동 이동 장치가 주행할 때, 전동 이동 장치에 포함된 모터의 회전 속도에 대응하는 듀티 비는 테이블화 되어 있을 수 있고, 전동 이동 장치는 테이블된 데이터를 참조하여 듀티 비를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 속도가 100 RPM이고 제2 속도가 700RPM으로 설정된 경우, 전동 이동 장치에 포함된 모터의 회전 속도가 300RPM이라면 듀티 비는 33.3%, 400RPM이라면 듀티 비는 50%, 500RPM이라면 듀티 비는 66.6%로 테이블화되어 있을 수 있다. 모터의 회전 속도와 테이블화된 데이터 간의 비교에 기초하여 듀티 비가 결정될 수 있다. The duty ratio of the control signal generated by the controller may be adjusted in consideration of the voltage across the capacitor connected to the inverter. Specifically, the duty ratio may be adjusted so that the voltage across the capacitor varies within a specific range. In addition, the duty ratio of the control signal may be determined in consideration of the difference between the first speed and the second speed and the rotation speed of the electric movement device. When the electric mobile device runs between the first speed and the second speed, a duty ratio corresponding to the rotation speed of the motor included in the electric mobile device may be tabulated, and the electric mobile device refers to the tabled data. to control the duty ratio. For example, when the first speed is 100 RPM and the second speed is set to 700 RPM, if the rotation speed of the motor included in the electric movement device is 300 RPM, the duty ratio is 33.3%, and if 400 RPM, the duty ratio is 50%, and if 500 RPM, the duty ratio is 50%. The ratio may be tabulated as 66.6%. The duty ratio may be determined based on a comparison between the rotational speed of the motor and the tabulated data.
전동 이동 장치의 회전 속도가 제2 속도 이상인 경우, 여력 제동(1411)에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있다. 이때, 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호의 듀티 비는 최소 값으로 설정되는 풀 오프 모드일 수 있다. 풀 오프 모드는 한 주기 동안 스위치가 계속 off 상태로 유지하는 경우를 포함할 수 있다. 여력 제동은 풀 오프 모드에 대응하는 제동 방식일 수 있다.When the rotation speed of the electric movement apparatus is equal to or greater than the second speed, the electric movement apparatus may be controlled based on the
여기서, 제1 속도 및 제2 속도는 인버터의 스위치에 대한 허용 전류를 고려하여 결정될 수 있다. 인버터에 포함된 스위치는 손상되지 않기 위해 허용 가능한 전류가 설정되어 있다. 발전 제동에 의해 제동 전류가 발생하고, 전술한 수학식 1과 같이 회전 속도에 대응하여 제동 전류의 크기가 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 속도 보다 작은 경우 제동 전류에 의해 스위치는 손상되지 않을 수 있고, 또는 제1 속도 이상 제2 속도 보다 작은 경우 제동 전류에 의해 스위치가 손상될 수 있지만 듀티 비 조절에 의해 스위치가 손상되지 않을 수 있고, 또는 제2 속도 이상인 경우 제동 전류에 의해 스위치는 즉시 손상될 수 있다. Here, the first speed and the second speed may be determined in consideration of the allowable current for the switch of the inverter. The switches included in the inverter are set to an acceptable current to avoid damage. A braking current is generated by the power generation braking, and the magnitude of the braking current may be determined according to the rotation speed as in
도 15는 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 제어 방법을 나타내는 도면이다. 전술한 기재가 도 15에도 적용될 수 있다.15 is a diagram illustrating a control method of an electric movement device according to an embodiment. The above description may also be applied to FIG. 15 .
도 15를 참조하면, 단계 1510에서, 도로를 주행하는 전동 이동 장치의 배터리의 충전 상태가 모니터링 될 수 있다. 배터리의 충전 상태는 만충 레벨 이하이거나 또는 만충 레벨 이상일 수 있다. 만충 레벨은 특정 전압에 대응하는 값으로서, 예를 들면 배터리 충전 상태가 95%인 경우 만충 레벨에 해당할 수 있다. 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 것은 배터리의 출력 전압이 특정 전압 이상인 경우를 포함하고, 배터리의 충전 상태가 만충 레벨 이하인 것은 배터리의 출력 전압이 특정 전압 이하인 경우를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , in
단계 1520에서, 전동 이동 장치의 주행 속도가 감지될 수 있다. 도로를 주행하는 전동 이동 장치의 주행 속도가 감지될 수 있다. 여기서, 전동 이동 장치의 주행 속도는 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간 중에서 적어도 하나에 해당할 수 있다. 이때, 제 1구간은 주행 속도가 제1 속도 보다 작은 구간을 포함하고, 제2 구간은 주행 속도가 제1 속도 이상 제2 속도 보다 작은 구간을 포함하고, 제3 구간은 주행 속도가 제2 속도 이상인 구간을 포함할 수 있다. In
단계 1530에서, 배터리의 충전 상태 및 주행 속도를 고려한 제동 방식에 기초하여 전동 이동 장치의 주행 속도가 감속될 수 있다. 제동 방식은 전술한 회생 제동, 발전 제동, 여력 제동을 포함할 수 있다. 배터리의 충전 상태가 만충 레벨 이하인 경우 회생 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제동됨으로써 주행 속도가 감속될 수 있고, 또한 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우 발전 제동 또는 여력 제동에 기초하여 전동 이동 장치가 제동됨으로써 주행 속도가 감속될 수 있다. In
구체적으로, 만충 레벨 이상이고 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우, 풀 온 모드의 발전 제동에 의해 주행 속도가 감속될 수 이다. 또한 만충 레벨 이상이고 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우, 주행 속도에 따라 제어 신호의 듀티 비가 조절되어 전동 이동 장치의 주행 속도가 감속될 수 있다. 또한, 만충 레벨 이상이고 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우, 인버터 스위치의 보호를 위해 풀 오프 모드의 여력 제동에 의해 주행 속도가 감속될 수 있다. Specifically, when the full charge level is higher than the driving speed and the driving speed is included in the first section, the driving speed may be reduced by generating braking in the pull-on mode. In addition, when the full charge level is higher than the driving speed and the driving speed is included in the second section, the duty ratio of the control signal may be adjusted according to the driving speed so that the driving speed of the electric mobile device may be reduced. In addition, when the full charge level is higher than the driving speed and the driving speed is included in the third section, the driving speed may be reduced by surplus braking in the pull-off mode to protect the inverter switch.
이때, 듀티 비는 인버터와 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절될 수 있다. 또는 제2 구간의 기준 속도와 주행 속도를 고려하여 듀티 비가 조절될 수 있다. 이때, 기준 속도는 제1 속도 및 제2 속도일 수 있다. 제1 속도와 제2 속도 간의 차이와 주행 속도를 고려하여 듀티 비가 조절될 수 있다.In this case, the duty ratio may be adjusted so that the voltage value across the capacitor connected to the inverter is located within a specific range. Alternatively, the duty ratio may be adjusted in consideration of the reference speed and the driving speed of the second section. In this case, the reference speed may be the first speed and the second speed. The duty ratio may be adjusted in consideration of the driving speed and the difference between the first speed and the second speed.
도 16은 다른 일 실시 예에 따른 전동 이동 장치의 제어 방법을 나타내는 도면이다. 전술한 기재가 도 16에도 적용될 수 있다.16 is a diagram illustrating a control method of an electric movement device according to another exemplary embodiment. The above description may also be applied to FIG. 16 .
도 16을 참조하면, 단계 1610에서, 배터리의 충전 상태 및 제동 조건이 검출될 수 있다. 여기서, 제동 조건은 사용자로부터 제동 요청(예를 들면, 브레이크 신호)을 수신하거나 또는 사용자로부터 가속 요청이 수신되지 않고 상기 전동 이동 장치가 경사로를 주행하는 경우를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 브레이크를 잡은 경우 또는 사용자가 쓰로틀을 당기지 않아 가속 입력이 수신되지 않은 상태로 도로를 주행하는 경우가 제동 조건에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 16 , in
단계 1620에서, 휠의 구동과 관련된 회전 속도가 감지될 수 있다. 전동 이동 장치는 전방 휠과 후방 휠을 포함하고 있고, 전방 휠 또는 후방 휠은 모터에 의해 구동될 수 있다. 여기서, 전동 이동 장치의 회전 속도는 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간 중에서 적어도 하나에 해당할 수 있다. 이때, 제 1구간은 회전 속도가 제1 속도 보다 작은 구간을 포함하고, 제2 구간은 회전 속도가 제1 속도 이상 제2 속도 보다 작은 구간을 포함하고, 제3 구간은 회전 속도가 제2 속도 이상인 구간을 포함할 수 있다.In
단계 1630에서, 휠의 회전 속도에 따른 제동 방식에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있다. 휠의 회전 속도가 제1 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하는 풀 온 모드에 기초하여 전동 이동 장치가 제어될 수 있다. 또는 휠의 회전 속도가 제2 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 주행 속도에 따라 조절하여 전동 이동 장치의 회전 속도가 제어될 수 있다. 또한, 회전 속도가 제3 구간에 포함되는 경우 인버터 스위치의 보호를 위해 풀 오프 모드의 여력 제동에 의해 회전 속도가 제어될 수 있다.In
이때, 듀티 비는 인버터와 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절될 수 있다. 또는 제2 구간의 기준 속도와 주행 속도를 고려하여 듀티 비가 조절될 수 있다. 이때, 기준 속도는 제1 속도 및 제2 속도일 수 있다. 제1 속도와 제2 속도 간의 차이와 회전 속도를 고려하여 듀티 비가 조절될 수 있다.In this case, the duty ratio may be adjusted so that the voltage value across the capacitor connected to the inverter is located within a specific range. Alternatively, the duty ratio may be adjusted in consideration of the reference speed and the driving speed of the second section. In this case, the reference speed may be the first speed and the second speed. The duty ratio may be adjusted in consideration of the rotation speed and the difference between the first speed and the second speed.
도 17은 다른 일 실시 예에 따른, 전동 이동 장치와 관련된 블록도를 나타내는 도면이다. 전술한 기재가 도 17에도 적용될 수 있다. 17 is a diagram illustrating a block diagram related to an electric movement device according to another exemplary embodiment. The above description may also be applied to FIG. 17 .
도 17을 참조하면, 전동 이동 장치(1700)는 센서(1710), 모터(1720), 인버터(1730), 컨트롤러(1740) 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(1750) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 17 , the electric
센서(1710)는 전동 이동 장치의 주행과 관련된 속도(예를 들면, 주행 속도)를 감지할 수 있다. 여기서, 센서(1710)는 전동 이동 장치의 주행과 관련된 속도를 측정할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서(1710)는 모터를 구성하는 고정자 및 회전자에 의한 자속 변화를 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다. The
모터(1720)의 회전에 의해 전동 이동 장치는 이동할 수 있다. 모터(1720)의 종류는 제한되지 않는다. By rotation of the
인버터(1730)는 모터(1720)와 연결되어 모터를 제어할 수 있다. 구체적으로, 인버터(1730)에 포함된 스위치의 제어에 의해 모터(1720)가 가속되거나 또는 제동될 수 있다. The
컨트롤러(1740)는 인버터(1730)로 입력되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 제어할 수 있다. PWM 신호에 기초하여 인버터(1730)에 포함된 스위치의 on 또는 off가 결정될 수 있으며, 이에 따라 모터(1720)가 구동될 수 있으며, 모터(1720)를 이용한 전기적 제어도 수행될 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(1740)는 전동 이동 장치의 배터리의 충전 상태를 배터리 관리 시스템(1750)을 이용하여 확인할 수 있고, 전동 이동 장치의 주행 속도를 센서(1710)를 이용하여 확인할 수 있다. 컨트롤러(1740)는 배터리의 충전 상태 및 주행 속도에 기초한 제동 방식을 이용하여 인버터(1730)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1740)는 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비가 최대로 결정할 수 있다. 다른 예를 들면, 컨트롤러(1740)는 배터리의 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 조절할 수 있다. 이때, 제어 신호의 듀티 비는 인버터와 병렬연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에서 위치하도록 조절될 수 있다. 또한, 제어 신호의 듀티 비는 제2 구간의 기준 속도와 주행 속도를 고려하여 조절될 수 있다. 다른 예를 들면, 컨트롤러(1740)는 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최소로 결정할 수 있다. The
배터리 관리 시스템(1750)은 배터리의 충전 상태를 관리할 수 있다. 예를 들면, 배터리의 전압, 전류 및 온도 중에서 적어도 하나를 모니터링할 수 있고, 이를 이용하여 배터리의 충전 상태를 확인할 수 있다. The
한편, 본 명세서와 도면에는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 개시의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, in the present specification and drawings, a preferred embodiment of the present disclosure has been disclosed, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present disclosure and help the understanding of the disclosure, It is not intended to limit the scope of the disclosure. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains that other modifications based on the technical spirit of the present disclosure may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
Claims (14)
모터;
상기 모터와 연결되어 상기 모터를 제어하는 인버터;
배터리의 충전 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS);
상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감지하는 센서; 및
상기 전동 이동 장치의 배터리의 충전 상태 및 상기 전동 이동 장치의 주행 속도에 기초한 제동 방식을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는, 전동 이동 장치.In the electric movement device,
motor;
an inverter connected to the motor to control the motor;
Battery Management System (BMS) for managing the state of charge of the battery;
a sensor for detecting a traveling speed of the electric mobile device; and
a controller for controlling the inverter using a braking method based on a state of charge of a battery of the electric mobile device and a traveling speed of the electric mobile device;
Including, an electric movement device.
상기 컨트롤러는,
상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우 상기 제동 방식을 발전 제동으로 결정하는,
전동 이동 장치.According to claim 1,
The controller is
determining the braking method as power generation braking when the state of charge corresponds to a full charge level;
electric movement device.
상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하는 제어 방식을 결정하고,
상기 주행 속도는 상기 결정된 제어 방식에 기초하여 감속되는,
전동 이동 장치.3. The method of claim 2,
The controller determines a control method for maximizing a duty ratio of a control signal for controlling a switch of an inverter when the charging state corresponds to a full charge level and the driving speed is included in the first section,
the traveling speed is decelerated based on the determined control scheme;
electric movement device.
상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 조절하는,
전동 이동 장치.3. The method of claim 2,
The controller adjusts the duty ratio of the control signal for controlling the switch of the inverter when the charging state corresponds to the full charge level and the driving speed is included in the second section,
electric movement device.
상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절되는,
전동 이동 장치.5. The method of claim 4,
The duty ratio of the control signal is adjusted so that the voltage value of both ends of the capacitor connected in parallel with the inverter is located within a specific range,
electric movement device.
상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 제2 구간의 기준 속도와 상기 주행 속도를 고려하여 조절되는,
전동 이동 장치.5. The method of claim 4,
The duty ratio of the control signal is adjusted in consideration of the reference speed and the driving speed of the second section,
electric movement device.
상기 컨트롤러는 상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고 상기 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우 상기 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최소로 하는 제어 방식을 결정하는,
전동 이동 장치.According to claim 1,
The controller determines a control method for minimizing the duty ratio of a control signal for controlling a switch of the inverter when the charging state corresponds to a full charge level and the driving speed is included in the third section,
electric movement device.
배터리의 충전 상태를 모니터링하는 단계;
상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감지하는 단계; 및
상기 배터리의 충전 상태 및 상기 주행 속도를 기초로 결정된 제동 방식을 이용하여 상기 전동 이동 장치의 상기 주행 속도를 감속하는 단계
를 포함하는, 제어 방법.In the control method of an electric mobility apparatus (electric mobility apparatus),
monitoring the state of charge of the battery;
detecting a traveling speed of the electric mobile device; and
decelerating the traveling speed of the electric mobile device by using a braking method determined based on the state of charge of the battery and the traveling speed
Including, a control method.
상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하는 경우, 상기 제동 방식은 발전 제동에 대응하는 것을 특징으로 하는,
제어 방법.9. The method of claim 8,
When the state of charge corresponds to a full charge level, the braking method is characterized in that corresponding to power generation braking,
control method.
상기 주행 속도를 감속하는 단계는,
상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제1 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최대로 하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속하는 단계
를 포함하는, 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of decelerating the driving speed includes:
When the charging state corresponds to the full charge level and the driving speed is included in the first section, decelerating the driving speed of the electric mobile device by maximizing the duty ratio of the control signal for controlling the switch of the inverter
Including, a control method.
상기 주행 속도를 감속하는 단계는,
상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제2 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 상기 주행 속도에 따라 조절하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속하는 단계
를 포함하는, 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of decelerating the driving speed includes:
When the state of charge corresponds to the full charge level and the traveling speed is included in the second section, the duty ratio of a control signal for controlling a switch of the inverter is adjusted according to the traveling speed to reduce the traveling speed of the electric mobile device step to do
Including, a control method.
상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 인버터와 병렬 연결되는 커패시터의 양단 전압 값이 특정 범위 내에 위치하도록 조절되는 것을 특징으로 하는,
제어 방법.12. The method of claim 11,
The duty ratio of the control signal is characterized in that the voltage value at both ends of the capacitor connected in parallel with the inverter is adjusted to be located within a specific range,
control method.
상기 제어 신호의 듀티 비는, 상기 제2 구간의 기준 속도와 상기 주행 속도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 하는,
제어 방법.9. The method of claim 8,
The duty ratio of the control signal is characterized in that it is adjusted in consideration of the reference speed and the driving speed of the second section,
control method.
상기 주행 속도를 감속하는 단계는,
상기 충전 상태가 만충 레벨에 대응하고, 상기 주행 속도가 제3 구간에 포함되는 경우, 인버터의 스위치를 제어하는 제어 신호의 듀티 비를 최소로 하여 상기 전동 이동 장치의 주행 속도를 감속하는 단계
를 포함하는, 제어 방법.
9. The method of claim 8,
The step of decelerating the driving speed includes:
When the charging state corresponds to the full charge level and the driving speed is included in the third section, reducing the driving speed of the electric mobile device by minimizing the duty ratio of a control signal controlling a switch of the inverter
Including, a control method.
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---|---|---|---|
KR1020200008709A KR20210095276A (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Electric mobility apparatus and control method thereof |
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