KR940006837A - 전기차 제어장치 - Google Patents

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KR940006837A
KR940006837A KR1019930018788A KR930018788A KR940006837A KR 940006837 A KR940006837 A KR 940006837A KR 1019930018788 A KR1019930018788 A KR 1019930018788A KR 930018788 A KR930018788 A KR 930018788A KR 940006837 A KR940006837 A KR 940006837A
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도시아끼 오꾸야마
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가나이 쯔도무
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Abstract

본 발명은 전력변환기를 사용하여 배터리전력을 공급받는 모터를 구동하는 전기차제어장치에 관한 것이다. 제1 및 제2인버터는 유도모터(3)의 각 3상 1차권선에 접속되어 있다. 한쪽의 인버터가 이상인 경우 이상검출회로가 그것을 검지하여 제어유니트가 이상측의 인버터를 정지시키고 다른 정상적인 인버터만으로 유도모터를 구동하여 전기자동차를 이동시킨다. 하나의 모터를 복수의 전력변환기로 구동함으로서 하나의 전력변환기가 고장난 경우에도 전기자동차를 이동, 주행시킬 수 있게 된다.

Description

전기차 제어장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 2개의 3상 권선을 가지는 유도모터로 전기자동차를 구동했을 때의 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도,
제2도는 제1도에 있어서의 토오크 배분처리부의 처리내용을 나타낸 플로우차트,
제3도는 제1도에 있어서의 2개의 3상 권선을 가지는 유도모터와 2개의 인버터의 결선방법을 나타낸 주회로도.

Claims (47)

  1. 전기모터의 작동을 제어하는 장치에 있어서, tkdrl 모터에 연결되어 전력을 공급하는 적어도 두개의 전력 변환기와, 상기 모터에 동시에 전력을 공급하도록 상기 전력변환기들을 제어하는 제어유니트와, 상기 적어도 두개의 전력 변환기중 어느 것의 이상을 검출하여 그 이상을 표시하는 변환기이상신호를 발생하는 수단, 및 상기 제어유니트내에 포함되며 상기 변환기이상신호에 응하여 상기 전력변환기의 작동을 중단시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 모터의 소망토오크에 따라 상기 각 전력변환기의 전력출력을 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 전력변환기의 전력출력을 설정하는 상기 수단은, 상기 모터의 소망토오크지령신호에 따라 상기 각 전력변환기에 의한 전력출력을 제어하는 토오크배분유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 전력변환기 이상신호가 없는 경우, 상기 토오크배분유니트는 상기 전력변환기가 동일한 전력출력레벨로 작동하도록 함으로써 상기 모터에 제공되는 총전력이 상기 소망토오크출력을 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 전력변환기 이상신호는 이상검출수단에 의해 제공되며, 상기 제어유니트는 이상이 있는 전력변환기의 작동을 중단시키고 이상이 없는 전력변환기들의 전력출력을 조절하여 상기 소망토오크출력을 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 모터작동제어장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전기모터는 자동차의 구동에 이용되는 것이며, 상기 제어장치는 상기 자동차의 운전자로부터의 입력조작신호를 검출하는 수단과, 상기 토오크지령발생유니트에 포함되어 상기 조작신호를 수령하고 그에 응하여 상기 모터토오크지령신호를 발생하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조작신호는 악셀러레이터페달 위치신호, 브레이크위치신호 및 운전모드신호중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모터작동제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 모터는 다상유도모터이며, 상기 전력변환기는 상기 다상 유도모터에 다상전류를 공급하는 다상 DC-AC변환기인 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다상유도모터는 적어도 두개의 1차권선을 가지고, 상기 각 1차권선은 상기 적어도 두 전력변환기중 각기 다른 것으로부터 다상전류를 수령하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기모터작동 제어장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 다상유도모터는 단일의 1차권선을 가지고 상기 적어도 두개의 전력변환기 각각은 상기 1차권선에 다상전류를 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 두개의 전력변환기는 각각 리액턴스요소를 통해 상기 유도모터의 상기 1차권선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 모터로부터의 출력토오크의 소망레벨을 표시하는 모터토오크지령을 발생하는 수단과, 상기 전력변환기들이 전력출력을 제어하여 상기 모터에 공급되는 총전력이 상기 소망토오크출력레벨을 발생하도록 하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 모터의 소망토오크출력을 소정의 최대토오크출력과 비교하는 수단과, 상기 모터의 속도를 소정의 최대속도치와 비교하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 모터가 상기 최대속도치를 초과할때 출력토오크제한치를 설정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 토오크제한치는 제로인 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 토오크제한치는 음의 값인 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 소망토오크가 상기 최대토오크출력보다 클 때 상기 최대토오크출력과 동일한 토오크한계치를 설정하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 전력변환기 모두가 이상임을 표시하는 전력변환기 이상신호에따라 알람(alarm)신호를 발생하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 전력변환기 모두가 이상임을 표시하는 전력변환기 이상신호에 따라 상기 최대토오크출력 및 상기 최대속도치를 제로로 설정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  20. 제13항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 전력변환기중 적어도 하나가 이상임을 표시하는 전력변환기 이상신호에 따라 상기 모터의 조작자에게 최대모터출력정보를 표시하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  21. 제3항에 있어서, 적어도 두개의 온도검출기를 구비하며, 상기 각 전력변환기는 그의 온도를 검출할 수 있도록 상기 온도검출기중 각기 상이한 것에 연결되어 있으며, 상기 제어유니트는 상기 소망토오크출력이 소정의 한계레벨이하일 때 상기 모든 전력변환기중에서 최저의 검출온도를 갖는 상기 인버터중 하나만을 작동시키는 작동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전력변환기의 수는 두개이며, 상기 작동수단은 상기 소망토오크출력이 상기 모터의 최대토오크출력의 절반이하일 때 검출온도가 높은 쪽의 전력변환기의 작동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 모터의 출력토오크를 검출하는 출력토오크출력기와, 상기 모터의 검출된 출력토오크가 소정의 최대치를 초과할 때 상기 전력변환기들의 작동을 중단시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  24. 제3항에 있어서, 적어도 세개의 전력변환기와, 적어도 세개의 온도검출기를 포함하며, 상기 각 전력변환기는 그의 온도를 검출할 수 있도록 상기 온도검출기들중 각기 상이한 것에 연결되며, 상기 제어유니트는, 상기 소망토오크출력이 제1한계치이하일 때 최저의 검출온도를 갖는 상기 전력변환기중 하나만을 작동시키고, 상기 소망토오크출력이 제1한계치보다 크고 제2한계치보다 작을 때 최저의 검출온도를 갖는 상기 전력변환기중 둘을 작동시키고, 상기 소망토오크출력이 제2한계치보다 클 때 상기 세개의 전력변환기 모두를 작동시키는 작동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 및 제2한계치는 가변적이며 모터속도가 증가함에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 모터는 전기적으로 독립적인 적어도 3상의 권선들을 가진 1차권선을 가지며, 상기 적어도 두개의 전력변환기는 적어도 세개의 단상 DC-AC인버터를 가지며, 상기 각 인버터는 상기 위상권선중 각기 상이한 것에 필드전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 모터는 세개의 전기적으로 독립적인 위상의 권선들을 가진 3상유도모터인 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 모터의 소망토오크출력을 결정하고 그것을 표시하는 모터토오크지령신호를 발생하는 토오크지령발생유니트와, 상기 토오크지령신호를 수령하여 상기 모터의 상기 각 위상권선에 대한 전류지령을 발생하는 토오크제어유니트, 및 상기 전류지령을 수령하여 상기 각 단상인버터들을 제어하기 위한 신호를 출력하는 적어도 세개의 상전류제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 단상 DC-AC인버터들은 모두 단일의 DC전원으로부터 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 각 단상 DC-AC인버터는 네개의 전력절환소자를 갖는 단상 주브릿지회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 각 단상 DC-AC인버터는 별개의 DC전원으로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 각 단상 DC-AC인버터는 두개의 전력절환소자의 이들에 병렬연결된 두개의 콘덴서를 갖는 단상 주브릿지회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터작동제어장치.
  33. 공동의 중성점에 연결되는 적어도 3상의 권선들로 이루어진 1차권선을 가진 전기모터의 작동제어장치에 있어서, 상기 모터의 각 상에 연결되는 적어도 3상의 권선들로 이루어진 1차권선을 가진 전기모터의 작동제어장치에 있어서, 상기 모터의 상기 상권선중 어느 것의 이상유무를 검출하여 그 이상을 표시하는 상이상신호를 제공하는 수단과, 이상을 표시하는 상기 상이상신호에 따라 해당 상권선의 작동을 중단시키는 작동불능신호를 발생하는 수단을 구비하는, 상기 전력변환기의 제어를 위한 제어유니트, 및 상기 다상전류의 상기 상들을 상기 전력변환기로부터 상기 모터의 상기 상권선에 연결하는 복수의 스위치요소를 구비하고, 상기 각 스위치요소가 상기 작동불능신호에 응답하여 이상이 있는 상기 상권선중 하나를 작동중단시키는 절환유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터의 작동제어장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 절환유니트는 상기 상권선중 어느 것이 작동불능인 때 상기 중성점을 그라운드에 연결시키도록 작동하는 스위치요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터의 작동제어장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 중성점은 그라운드에 계속적으로 접속되어 있으며, 상기 제어유니트는 상기 상권선중 어느 것이 작동불능인 때 상기 중성점 전류를 제로로 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터의 작동제어장치
  36. 전기모터의 제어방법에 있어서, 상기 모터에 전력을 공급하기 위한 적어도 두개의 전력변환기를 제공하는 단계와, 상기 전력변환기들이 동시적으로 상기 모터에 전력을 공급하도록 작동시키는 단계와, 상기 전력변환기들중 어느 것의 이상유무를 검출하여 그 이상의 존재를 표시하는 변환기 이상신호를 제공하는 단계, 및 상기 변환기 이상신호에 따라 이상이 있는 전력변환기의 작동을 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터의 작동제어방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 작동단계는, 상기 모터부터의 소망토오크출력을 결정하는 단계와, 상기 소망토오크출력을 달성할 수 있도록 작동불능으로 되지 않았던 상기 각 전력변환기의 전력출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터 작동제어방법.
  38. 전기모터에 의해 구동되는 전기차를 제어하는 제어장치에 있어서, 상기 전기모터에 전력을 공급하는 적어도 두개의 전력변환기와, 상기 전력변환기들이 동시적으로 상기 모터에 전력을 공급하도록 제어하는 제어유니트, 및 상기 적어도 두개의 전력변환기들중 어느 것의 이상유무를 검출하여 그 이상의 존재를 표시하는 변환기 이상신호를 제공하는 수단을 포함하며, 상기 제어유니트는 상기변환기이상신호에 따라 이상이 있는 전력변환기의 작동을 중단시키고 상기 변환기신호에 따라 작동불능이 아닌 적어도 하나의 잔존 전력변환기의 전력출력을 조절하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 전기차의 조작자로부터 소망 조작파라미터를 수령하는 적어도 하나의 입력부와, 상기 소망 조작파라미터에 따라 소망토오크출력신호를 발생하는 토오크지령 발생유니트, 및 작동불능이 아닌 적어도 하나의 잔존 전력변환기의 전력출력을 상기 전기모터에 제공되는 총출력이 상기 소망토오크출력신호에 상응하는 레벨로 유지되도록 하는 레벨로 조절하는 토오크배분유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  40. 제39항에 있어서, 변환기 이상신호가 없을 때, 상기 토오크배분유니트는 상기 각 전력변환기가 동일한 전력출력레벨로 작동하도록 하여 상기 전기모터에 제공되는 총전력이 상기 소망토오크출력을 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입력부는, 상기 전기차의 브레이크페달의 위치를 감지하는 브레이크페달위치센서와 상기 전기차의 악셀러레이터페달의 위치를 감지하는 악셀러레이터페달 위치센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  42. 제38항에 있어서, 상기 전기모터는 다상유도모터이며, 상기 전력변환기들은 상기 다상유모터에 다상전류를 공급하는 다상DC-AC인버터인 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 다상유도모터는 적어도 두개의 1차권선을 가지고, 상기 각 1차권선은 상기 적어도 두개의 전력변환기중 각기 상이한 것으로부터 다상전류를 공급받는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  44. 제42항에 있어서, 상기 다상유도모터는 단일의 1차권선을 가지고, 상기 적어도 두개의 전력변환기는 각각 상기 1차권선에 다상 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  45. 제44항에 있어서, 상기 적어도 두개의 전력변환기는 리액턴스요소를 통해 상기 다상유도모터의 상기 1차권선에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
  46. 전기모터에 의해 구동되는 전기차의 제어방법에 있어서, 상기 모터에 전력을 공급하기 위한 적어도 두개의 전력변환기를 제공하는 단계와, 상기 전력변환기들이 동시적으로 상기 전기모터에 전력을 공급하도록 작동시키는 단계와, 상기 전력변환기들중 어느 것의 이상유무를 검출하여 그 이상의 존재를 표시하는 변환기 이상신호를 제공하는 단계, 및 상기 변환기이상신호에 따라 이상이 있는 전력변환기의 작동을 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어방법.
  47. 제36항에 있어서, 상기 작동단계는, 상기 모터부터의 소망토오크출력을 결정하는 단계와, 상기 소망토오크출력을 달성할 수 있도록 작동불능으로 되지 않았던 상기 각 전력변환기의 전력출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 제어방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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