KR100256576B1 - 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 운행중 운전자에 의한 차량 감속 및 가속 동작에 따른 오동작을 감지하여 우선 순위에 따라 컨트롤러에 전달하여 줌으로써 전기자동차의 오동작을 방지하도록 한 것으로, 차량의 운행중 운전자의 차량 가감속 동작을 감지하는 신호 감지수단과, 상기 신호 감지수단의 각각의 리미트 스위치 신호를 안정되도록 하여 전송하는 신호 안정화 수단과, 상기 신호 안정화 수단의 신호를 우선 순위 테이블에 따라 차량의 가감속 신호를 전기자동차의 컨트롤러에 인가하는 디코더 수단으로 이루어져 전기자동차의 운행에 있어 운전자에 의한 차량의 가감속에 따라 발생되는 오동작을 감지하여 우선 순위를 갖게 하여 전기자동차의 컨트롤러에 전달하여 줌으로써 전기자동차의 오동작을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전기자동차의 오동작에 따른 구동 모터의 과열, 에너지 손실의 과다, 이로 인한 전력계통의 폭발 및 화재 등의 차량사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차의 운행중 운전자에 의한 차량 감속 및 가속 동작에 따른 오동작을 감지하여 우선 순위에 따라 컨트롤러에 전달하여 줌으로써 전기자동차의 오동작을 방지하도록 한 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차는 운전자에 의한 차량의 가감속 신호에 따라 컨트롤러가 인버터와 마그네틱 컨덕터 스위치를 제어하여 모터에 공급되는 배터리 전원을 제어함으로써 차량의 가감속을 하였다.

이와 같은 전기자동차의 동작을 제어함에 있어서 종래의 방법을 도 1b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래에는 액셀레이터 페달과 브레이크 페달에 리미트 스위치를 장착하여 차량의 가감속 신호를 감지하였고, 핸드 브레이크에는 스위치를 장착하지 않았다.

또한 상기의 가감속 감지신호는 리미트 스위치에 의한 아날로그 값이어서 디지털 제어기인 컨트롤러(40)에서 이를 감지하기 위하여 컨트롤러 주변의 제어판에 아날로그/디지털 컨버젼(CONVERSION) 회로를 구성하여 액셀레이터 페달과 브레이크 페달의 리미트 스위치의 온, 오프에 의해 아날로그/디지털 컨버젼 칩을 인에이블/디스에이블시켜 액셀레이터 페달과 브레이크 페달을 밟는 아날로그 량을 컨트롤러(40)가 인식하여 전기자동차를 제어하였다.

상기와 같은 구성에서 차량의 운행을 위해 마그네틱 컨덕터 스위치(MC)가 온 되어 배터리의 전원이 인가되는 상태에서 운전자가 액셀레이터 페달을 밟으면 이때 컨트롤러(40)는 상기 악셀레이터 페달의 리미트 스위치에 의한 아날로그 신호에 의한 차량 가속정도를 감지하여 인버터(50)의 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 빠르게 하여 모터의 회전수를 빠르게 함으로써 가속 명령을 수행하였으며, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 컨트롤러(40)는 인버터(50)의 게이트 신호(a,a',b,b',c,c') 주파수를 느리게 하여 모터의 회전수를 느리게 함과 동시에 모터의 구속에 의한 회생에너지를 배터리 충전 등에 이용하여 차량의 제동 명령을 수행하였다.

상기에서 운전자가 브레이크 페달과 악셀레이터 페달을 동시에 밟은 경우에는 컨트롤러(40)는 각각 먼저 검지되는 신호에 따라 제어하였다.

즉, 악셀레이터 페달을 밟고 있는 경우 상기 인버터(50)의 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 빠르게 하여 가속 명령을 수행하였으며, 동시에 브레이크 페달을 밟은 경우에는 브레이크 페달의 조작에 의한 차량의 제동 신호에 따라 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 느리게 하는 감속 동작과 악셀레이터 페달의 조작에 의한 차량의 가속 동작에 따라 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 빠르게 하는 가속 동작을 반복하거나, 브레이크 페달 조작에 따른 가속 동작을 하기 위한 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 느리게 하는 동작 없이 악셀레이터 페달의 조작에 따라 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 빠르게 하여 차량 가속 동작만을 수행하였다.

이 경우 브레이크는 자체 유압 및 공기압으로 차량의 바퀴를 구속하고 있기 때문에 차량은 기계적으로 정지되어 있기 때문에 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 빠르게 하여 생기는 과전압은 과전압 보호회로를 통해 차량 시스템 고장 신호로서 처리하였으며, 또한 브레이크 페달을 밟아 게이트 신호(a,a',b,b',c,c')의 주파수를 느리게 하여 차량을 감속하는 경우 일정 시간내에 악셀레이터 페달을 밟은 경우 발생되는 저전압은 저전압 보호회로를 통해 차량 시스템 고장 신호로서 처리하였다.

전술한 바와 같은 종래의 장치에서 운전자가 브레이크 페달을 밟고 악셀레이터 페달을 계속하여 밟고 있으면서도 시스템 고장 신호를 감지하지 못했을 경우나 과전압 처리 회로에 이상이 있을 경우에는 전기자동차의 구동 모터의 과열, 에너지 손실의 과다, 이로 인한 전력 계통의 폭발 또는 화재등 각종 사고를 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 전기자동차의 운전에 있어서 운전자에 의해 발생되어지는 오동작을 감지하여 우선 순위에 따라 컨트롤러에 전달하여 전기자동차의 오동작을 방지할 수 있도록 함으로써 전력계통의 폭발 및 화재등과 같은 차량 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 운행중 운전자의 차량 가감속 동작을 감지하는 신호 감지수단과;

상기 신호 감지수단의 각각의 리미트 스위치 신호를 안정되도록 하여 전송하는 신호 안정화 수단과;

상기 신호 안정화 수단의 신호를 우선 순위 테이블에 따라 차량의 가감속 신호를 전기자동차의 컨트롤러에 인가하는 디코더 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 도시한 회로 구성도이고,

도 1b는 일반적인 전기자동차의 회로 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1a에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 일 실시예는 신호 감지부(10)와, 신호 안정화부(20), 디코더부(30)로 이루어진다.

신호 감지부(10)는 악셀레이터 페달(AP), 브레이크 페달(BP) 및 핸드 브레이크(HB)에 리미트 스위치(S)를 설치한 것으로, 운전자의 차량 가감속 동작을 감지하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

신호 안정화부(20)는 저항(R1)과 저항(R2)으로 이루어진 분압부와, 저항(R3)과 캐패시터(C1)로 이루어진 제 1 필터와, 버퍼(B)와, 저항(R4)과 캐패시터(C2)로 이루어진 제 2 필터로 이루어지며, 상기 신호 감지부(10) 신호중의 각종 노이즈를 제거하여 안정되게 전송한다.

디코더부(30)는 상기 신호 감지부(10)의 신호에 따른 우선 순위 테이블이 설정되어 있는 디코더(31)와, 상기 디코더(31)의 우선 순위 테이블에 따른 차량 감속신호 출력단자를 하나의 포트로 연결하는 오아 게이트(32)로 이루어지며, 상기 신호 감지부(10)의 신호를 입력받아 설정된 우선 순위 테이블에 따라 차량의 가감속을 제어하는 신호를 출력한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 그 동작과정에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

전기자동차의 운행중 운전자가 차량의 가감속을 하기 위하여 악셀레이터 및 브레이크 페달(AP)(BP)과 핸드 브레이크(HB)를 동작하면 신호 감지부(10)는 그에 따른 리미트 스위치(S)의 접점에 따른 소정의 신호를 신호 안정화부(20)를 통해 디코더부(30)의 디코더(31) 입력단(A₀,A₁,A₂)에 인가한다.

이때 디코더(31)는 다음과 같이 설정된 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 차량의 가감속을 제어하기 위한 가감속 신호를 출력단(Q₁,Q₂,Q₃,Q₄,Q₅,Q₆,Q₇,Q₈)을 통해 전기자동차의 컨트롤러(40)에 인가하여 오동작 없이 전기자동차를 구동할 수 있게 한다.

아래의 표 1 에서 0 은 리미트 스위치의 오프상태를 나타내고 1 은 온 상태를 나타내며, 운전자와 차량의 안전이 우선이므로 브레이크 페달(BP)이나 핸드 브레이크(HB)의 신호중 어느 하나라도 온 이면 브레이크 우선 순위를 갖게 한다.

표 1 . 우선 순위 테이블

악셀레이터(A0)	브레이크(A1)	핸드 브레이크(A3)	우선 순위
0	0	0	Q1
1	0	0	Q2
0	1	0	Q3
1	1	0	Q4
0	0	1	Q5
1	0	1	Q6
0	1	1	Q7
1	1	1	Q8

상기와 같은 표 1 의 우선 순위 테이블에 의해 각각의 상황에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

첫째로 운전자가 차량의 가감속을 하기 위한 아무런 동작을 하지 않으면 디코더(31)의 입력단(A₀,A₁,A₂)에는 모두 0의 신호가 입력되므로 디코더(31)는 상기 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 출력단(Q₁)을 통해 아무런 제어신호를 출력하지 않는다.

둘째로 운전자가 차량의 가속을 위하여 악셀레이터 페달(AP)을 밟으면 상기 악셀레이터 페달(AP)에 설치된 리미트 스위치(S)가 온되어 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

상기 리미트 스위치(S)의 신호는 제 1 신호 안정화부(21)를 통해 안정된 신호로 디코더(31)에 인가된다.

상기의 과정을 상세히 설명하면 리미트 스위치(S)의 신호는 저항(R1)과 저항(R2)으로 이루어진 분압회로를 통해 일정 전압신호로 강압되며 저항(R3)과 캐패시터(C1)로 이루어진 제 1 필터를 통과하면서 신호중의 각종 노이즈가 제거된다.

상기 제 1 필터를 통과한 신호는 버퍼(B)를 통해 일정 전위의 안정된 신호로 변환되어 저항(R4)과 캐패시터(C2)로 이루어진 제 2 필터를 지나 디코더(31)의 입력단(A₀)에 인가된다.

이때 디코더(31)의 입력단(A₀)에는 1의 신호가 다른 입력단(A₁,A₂)에는 0의 신호가 입력되므로 디코더(31)는 상기 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 출력단(Q₂)을 통해 차량의 가속 신호를 출력한다.

그러면 전기자동차의 컨트롤러(40)는 상기 디코더(31)의 차량 가속 신호에 따라 인버터(50)의 게이트 신호(a,a',b,b',c,c') 주파수를 빨리 하여 모터의 회전수를 빠르게 함으로써 차량을 가속시킨다.

셋째로 운전자가 차량의 감속을 위해 브레이크 페달(BP)을 밟으면 브레이크 페달(BP)에 설치된 리미트 스위치(S)가 온되어 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

그러면 상기의 동작과 같이 이 신호는 제 2 신호 안정화부(22)를 통해 안정된 신호로 디코더(31)의 입력단(A₁)에 인가된다.

이때 디코더(31)의 입력단(A₁)에는 1의 신호가 입력되며 다른 입력단(A₀,A₂)에는 0의 신호가 입력되므로 디코더(31)는 상기 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 출력단(Q₃)을 통해 차량의 감속신호를 출력한다.

그러면 전기자동차의 컨트롤러(40)는 상기 디코더(31)의 차량 감속신호에 따라 인버터(50)의 게이트 신호(a,a',b,b',c,c') 주파수를 느리게 하여 모터의 회전수를 느리게 함으로써 차량의 감속을 하며, 이때 모터의 구속에 의해 발생되는 회생에너지는 배터리의 충전 등에 이용된다.

넷째로 운전자가 악셀레이터 페달(AP)과 브레이크 페달(BP)을 동시에 밟으면 상기와 같이 제 1, 제 2 신호 안정화부(21)(22)를 통해 신호가 안정화되어 디코더(31)의 입력단(A₀,A₁)에는 1의 신호가 입력되며 다른 입력단(A₂)에는 0의 신호가 입력되므로 디코더(31)는 상기 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 브레이크 신호에 우선 순위를 주어 출력단(Q₄)을 통해 차량 감속신호를 출력한다.

그러면 컨트롤러(40)는 상기와 같은 동작에 의해 차량을 감속시킨다.

다섯째로 운전자가 차량의 감속을 위해 핸드 브레이크(HB)를 동작시키면 이때 핸드 브레이크(HB)에 설치된 리미트 스위치(S)가 온되어 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

그러면 상기의 동작과 같이 이 신호는 제 3 신호 안정화부(23)를 통해 안정된 신호로 디코더(31)의 입력단(A₂)에 인가된다.

이때 디코더(31)의 입력단(A₂)에는 1의 신호가 입력되며 다른 입력단(A₀,A₁)에는 0의 신호가 입력되므로 디코더(31)는 상기 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 출력단(Q₅)을 통해 차량의 감속신호를 출력한다.

그러면 전기자동차의 컨트롤러(40)는 상기와 같은 동작에 의해 차량을 감속시킨다.

그외의 다른 경우, 즉 핸드 브레이크(HB) 신호와 악셀레이터 페달(AP) 또는 브레이크 페달(BP) 신호가 동시에 인가될 때에도 상기와 같이 표 1 의 우선 순위 테이블에 따라 우선 순위를 브레이크 신호에 주어 출력단(Q₆.Q₇.Q₈)을 통해 차량의 감속신호를 출력함으로써 전기자동차의 컨트롤러(40)는 상기 디코더(31)의 감속신호에 따라 차량을 감속시킨다.

상기에서 디코더(31)의 출력단(Q₃,Q₄,Q₅,Q₆.Q₇.Q₈)의 신호는 차량의 감속을 하기 위한 신호로 동일하므로 오아 게이트(32)를 이용하여 전기자동차의 컨트롤러(40)에 인가하는 전송라인을 하나로 통합하였다.

이와 같이 본 발명은 전기자동차의 운행에 있어 운전자에 의한 차량의 가감속에 따라 발생되는 오동작을 감지하여 우선 순위를 갖게 하여 전기자동차의 컨트롤러에 전달하여 줌으로써 전기자동차의 오동작을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전기자동차의 오동작에 따른 구동 모터의 과열, 에너지 손실의 과다, 이로 인한 전력계통의 폭발 및 화재 등의 차량사고를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 전기자동차에 있어서, 차량의 운행중 운전자의 차량 가감속 동작을 감지하는 신호 감지수단과;

   상기 신호 감지수단의 신호를 우선 순위 테이블에 따라 차량의 가감속 신호를 전기자동차의 컨트롤러에 인가하는 디코더 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.
2. 청구항 1 에 있어서, 상기 신호 감지수단은 각각 악셀레이터 페달, 브레이크 페달 및 핸드 브레이크에 설치되어 운전자의 차량의 가감속에 따른 조작에 따라 스위칭되어 소정의 신호를 출력하는 리미트 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.
3. 청구항 1 또는 2 에 있어서, 상기 신호 감지수단의 각각의 리미트 스위치 신호를 안정되도록 상기 디코더 수단에 전송하는 신호 안정화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.
4. 청구항 3 에 있어서, 상기 신호 안정화 수단은 상기 리미트 스위치의 신호를 일정전압신호로 분압하는 분압회로와;

   상기 분압회로를 통한 신호중의 노이즈를 제거하는 제 1 필터와;

   상기 제 1 필터를 통과한 신호를 안정된 일정 전위신호로 출력하는 버퍼와;

   상기 버퍼를 통해 출력된 신호중의 노이즈를 제거하는 제 2 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.
5. 청구항 1 에 있어서, 상기 디코더 수단은 입력단을 통해 인가된 차량 가감속 신호를 설정된 우선 순위 테이블에 따라 출력단을 통해 차량 가감속 신호를 출력하는 디코더와;

   상기 디코더의 출력단중 차량의 제동을 하기 위한 신호를 출력하는 출력단을 전기자동차의 컨트롤러에 하나의 전송라인을 통해 인가하기 위한 오아 게이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.
6. 청구항 5 에 있어서, 상기 디코더는 차량의 가속 신호와 제동 신호가 동시에 입력되었을 경우에는 차량의 제동 신호에 우선 순위를 두어 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 운전자에 의한 오동작 방지장치.

Images