JP2007153287A - 中立レンジでの充電方法及び該方法を使用するハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】 中立レンジにおいてもバッテリーの充電ができる充電方法及び該方法を使用するハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】 現在の変速レンジが中立レンジであるかを判断する段階と、バッテリーのSOCを測定する段階と、測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHBを作動させる段階と、エンジンを回転させてジェネレーターを作動させる段階と、前記ジェネレーターを作動させた後、バッテリーのSOCを測定する段階と、前記ジェネレーターを作動させた後に測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより大きければエンジンを停止してEHBを解除させる段階とを含むことを特徴とする。
【選択図】図4
【解決手段】 現在の変速レンジが中立レンジであるかを判断する段階と、バッテリーのSOCを測定する段階と、測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHBを作動させる段階と、エンジンを回転させてジェネレーターを作動させる段階と、前記ジェネレーターを作動させた後、バッテリーのSOCを測定する段階と、前記ジェネレーターを作動させた後に測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより大きければエンジンを停止してEHBを解除させる段階とを含むことを特徴とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、EHB(Electro Hydraulic Brake)の作動によって自動変速機の出力要素を拘束して、中立レンジにおいてもメインバッテリーを充電することができるようにする中立レンジでの充電方法及び該方法を使用するハイブリッド車両に関する。
従来のハイブリッド車両にはサンギヤ、ピニオンギヤ、遊星キャリア、及びリングギヤを含んでなる遊星ギヤセットが装着された自動変速機を装備している。
前記遊星ギヤセットにおいて、サンギヤはジェネレーターと連結され、遊星キャリアはエンジンと連結され、リングギヤは駆動モータと連結される。
このような構造を有する従来の一般的なハイブリッド車両では、変速レンジが中立レンジである場合、一般的にエンジンは停止状態を維持する。
前記遊星ギヤセットにおいて、サンギヤはジェネレーターと連結され、遊星キャリアはエンジンと連結され、リングギヤは駆動モータと連結される。
このような構造を有する従来の一般的なハイブリッド車両では、変速レンジが中立レンジである場合、一般的にエンジンは停止状態を維持する。
しかし、バッテリーのSOCが設定された下限値以上である場合、充電の必要があるので、充電が必要であるという警告をするようになり、エンジンが強制的に作動し始める。
この時、エンジンは遊星キャリアを空転させて、リングギヤは車両の自体荷重によって固定されて、サンギヤは負荷なく自転する構造を有する。すなわち、エンジンの駆動力がジェネレーターを作動させることができずに空回転をするようになる。
従って、この場合には中立レンジでアクセルペダルを踏んでもエンジンのrpmが増加しない。
この時、エンジンは遊星キャリアを空転させて、リングギヤは車両の自体荷重によって固定されて、サンギヤは負荷なく自転する構造を有する。すなわち、エンジンの駆動力がジェネレーターを作動させることができずに空回転をするようになる。
従って、この場合には中立レンジでアクセルペダルを踏んでもエンジンのrpmが増加しない。
それは、万一、中立レンジでアクセルペダルの操作によってエンジンの回転数(rpm)が増加すると、キャリアの回転増大及びトルクの増大が起きて構造的に動力を遮断できなくなり、車両が中立レンジであるにもかかわらず、走行するようになるという問題が発生するためである。
すなわち、中立レンジでエンジンが駆動してジェネレーターを通じて発電が行われるようになれば、リングギヤを通じて駆動輪に動力が伝達されるため、根本的に発電が制限されるしかないということである。
すなわち、中立レンジでエンジンが駆動してジェネレーターを通じて発電が行われるようになれば、リングギヤを通じて駆動輪に動力が伝達されるため、根本的に発電が制限されるしかないということである。
これは、図1の変速線図を参照すれば、理解できる。
図1において、左側の線図はジェネレーターが発電しない一般的な場合であり、右側の線図はジェネレーターが発電する場合である。
まず、左側の線図を見ればリングギヤが固定要素として作用し、発電が行われないためにサンギヤに負荷がかかることもない。
しかし、万一、このような状態で発電が行われるようになれば、ジェネレーターと連結されたサンギヤに負荷がかかるようになって、そのためにリングギヤにも負荷がかかって車両が前進してしまう。
図1において、左側の線図はジェネレーターが発電しない一般的な場合であり、右側の線図はジェネレーターが発電する場合である。
まず、左側の線図を見ればリングギヤが固定要素として作用し、発電が行われないためにサンギヤに負荷がかかることもない。
しかし、万一、このような状態で発電が行われるようになれば、ジェネレーターと連結されたサンギヤに負荷がかかるようになって、そのためにリングギヤにも負荷がかかって車両が前進してしまう。
このような問題によって、従来のハイブリッド車両では中立レンジで発電をすることができなかった。そのために、中立レンジで作動しているエンジンを非効率的に使用する結果を招いて、中立レンジでエアコンやランプなどを過度に使用する場合、メインバッテリーが放電されることもある。
特開2003−235110号公報
本発明は、このような問題を解決するために、中立レンジにおいてもバッテリーの充電ができるようにすることを目的とする。
本発明の一実施形態による出力軸拘束を通じた中立レンジでの発電方法は、現在の変速レンジが中立レンジであるかを判断する段階と、バッテリーのSOCを測定する段階と、測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHB(Electro Hydraulic Brake)を作動させる段階と、エンジンを回転させてジェネレーターを作動させる段階と、前記ジェネレーターを作動させた後、バッテリーのSOCを測定する段階と、前記ジェネレーターを作動させた後に測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより大きければエンジンを停止してEHBを解除させる段階とを含むことを特徴とする。
前記測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHBを作動させる段階は、測定されたSOCを最少限界SOCと比較する段階と、測定されたSOCが最少限界SOCより小さければトラベルストロークセンサーにダミー(dummy)信号を送出する段階と、前記ダミー信号によってEHBが作動する段階とを含むことを特徴とする。
また、前記EHBはドライブシャフトを拘束し、前記ドライブシャフトは自動変速機のリングギヤと連結され、前記最少限界SOCは40%であることを特徴とする。
また、前記EHBはドライブシャフトを拘束し、前記ドライブシャフトは自動変速機のリングギヤと連結され、前記最少限界SOCは40%であることを特徴とする。
本発明の一実施形態によるハイブリッド車両は、エンジンと、ジェネレーターと、ホイールを駆動させるドライブシャフトと、サンギヤ、リングギヤ、遊星キャリアを含み、前記エンジン、ジェネレーター、及びドライブシャフトと連結される遊星ギヤセットと、中立レンジでメインバッテリーの容量が不足であると認識すればEHBの作動のためのダミー信号を発生させるHCUと、前記ダミー信号を認識して前記ホイールの回転を拘束するEHBとを含むことを特徴とする。
前記サンギヤは前記ジェネレーターと連結され、前記遊星キャリアは前記エンジンと連結され、前記リングギヤは前記ドライブシャフトと間接的に連結され、前記EHBがホイールを拘束すれば、前記ホイールと連結されたドライブシャフト及びリングギヤが拘束されることを特徴とする。
本発明によれば、中立レンジにおいてもバッテリーの充電が可能である。
さらに、別途の追加装置なしに、回生制動のために装着されたEHBシステムを利用して中立レンジで発電ができるので、製造原価や生産性の側面から非常に有利である。
さらに、別途の追加装置なしに、回生制動のために装着されたEHBシステムを利用して中立レンジで発電ができるので、製造原価や生産性の側面から非常に有利である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図2は本発明の一実施形態によるハイブリッド車両を概略的に示した図面であり、図3は図2で自動変速機部分のみを拡大して示した図面である。
本発明の一実施形態によるハイブリッド車両は、動力を発生させる構成要素として駆動モータ30及びエンジン50を含み、発電のための構成要素としてジェネレーター40を含む。
このようなハイブリッド車両には、変速のためにサンギヤ61、ピニオンギヤ62、リングギヤ63、及び遊星キャリア64を含む遊星ギヤセットが装着される。
本発明の一実施形態によるハイブリッド車両は、動力を発生させる構成要素として駆動モータ30及びエンジン50を含み、発電のための構成要素としてジェネレーター40を含む。
このようなハイブリッド車両には、変速のためにサンギヤ61、ピニオンギヤ62、リングギヤ63、及び遊星キャリア64を含む遊星ギヤセットが装着される。
ここで、サンギヤ61はジェネレーター40と連結され、遊星キャリア64はエンジン50と連結され、リングギヤ63は駆動モータ30と連結される。
従って、サンギヤ61の回転エネルギーは、ジェネレーター40及びインバータ20を経ながら電気エネルギーに変化してバッテリー10に充電される。
このような遊星ギヤセット60ではリングギヤ63が出力要素として作用し、リングギヤ63はリングギヤ63とドライブシャフト70との間に位置するギヤを通じてドライブシャフト70に間接的に連結される。
ドライブシャフト70はホイール80と直結される。
従って、サンギヤ61の回転エネルギーは、ジェネレーター40及びインバータ20を経ながら電気エネルギーに変化してバッテリー10に充電される。
このような遊星ギヤセット60ではリングギヤ63が出力要素として作用し、リングギヤ63はリングギヤ63とドライブシャフト70との間に位置するギヤを通じてドライブシャフト70に間接的に連結される。
ドライブシャフト70はホイール80と直結される。
本実施形態によるハイブリッド車両にはHCU(hydraulic control unit)110及びEHB(Electro Hydraulic Brake)90システムが装着される。
BMS(battery managing system)が中立レンジでメインバッテリーの容量が不足であると認識して、容量不足に対する信号をHCU110に伝達すれば、HCU110はEHB90の作動のためのダミー信号を発生させる。ダミー信号が伝達されれば、EHB90はホイール80を拘束する。ホイール80が拘束されれば、ホイール80と連結されたリングギヤ63の回転も拘束される。
BMS(battery managing system)が中立レンジでメインバッテリーの容量が不足であると認識して、容量不足に対する信号をHCU110に伝達すれば、HCU110はEHB90の作動のためのダミー信号を発生させる。ダミー信号が伝達されれば、EHB90はホイール80を拘束する。ホイール80が拘束されれば、ホイール80と連結されたリングギヤ63の回転も拘束される。
一般に、ハイブリッド車両では効率的な回生制動のためにEHB90を搭載する。EHB90は運転者がペダルを踏む力によって作動する方式ではなく、ペダルの動きを感知するトラベルストロークによって作動する方式であるので、信号によってブレーキを制御することができる。
図面符号100はダミー信号を認識するEHBのトラベルストロークセンサーである。
図面符号100はダミー信号を認識するEHBのトラベルストロークセンサーである。
以下、図4のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の中立レンジでの充電方法を説明する。
まず、シフトレンジが中立レンジ(変速機N段)であるかを検出する(S110)。
そして、バッテリーのSOC(state of charge)を測定する(S120)。
次に、測定されたバッテリーのSOCを予め設定された下限値と比較する(S130)。
この時、下限値は40%であるのが好ましい。
その結果、測定されたバッテリーのSOCが下限値より大きければ、エンジンの停止状態を維持する(S140)。
逆に、測定されたバッテリーのSOCが下限値より小さければ、HCUがEHBのトラベルストロークセンサーにダミー信号を送出する(S150)。
まず、シフトレンジが中立レンジ(変速機N段)であるかを検出する(S110)。
そして、バッテリーのSOC(state of charge)を測定する(S120)。
次に、測定されたバッテリーのSOCを予め設定された下限値と比較する(S130)。
この時、下限値は40%であるのが好ましい。
その結果、測定されたバッテリーのSOCが下限値より大きければ、エンジンの停止状態を維持する(S140)。
逆に、測定されたバッテリーのSOCが下限値より小さければ、HCUがEHBのトラベルストロークセンサーにダミー信号を送出する(S150)。
ダミー信号が伝達されれば、EHBが作動する(S160)。
EHBが作動している状態でジェネレーターが作動して発電及びバッテリーの充電を遂行する(S170)。
次に、バッテリーのSOCを再び測定する(S180)。
測定されたバッテリーのSOCを予め設定された下限値と比較して、測定されたSOCが下限値より小さければ、発電及び充電を続ける(S190)。
しかし、測定されたSOCが下限値より大きければ、エンジンが停止してブレーキの作動を解除する(S200)。
本発明の一実施形態によれば、バッテリーの充電が必要であると判断される場合、前記のような方法によってジェネレーターを作動させてバッテリーの充電を遂行する。
EHBが作動している状態でジェネレーターが作動して発電及びバッテリーの充電を遂行する(S170)。
次に、バッテリーのSOCを再び測定する(S180)。
測定されたバッテリーのSOCを予め設定された下限値と比較して、測定されたSOCが下限値より小さければ、発電及び充電を続ける(S190)。
しかし、測定されたSOCが下限値より大きければ、エンジンが停止してブレーキの作動を解除する(S200)。
本発明の一実施形態によれば、バッテリーの充電が必要であると判断される場合、前記のような方法によってジェネレーターを作動させてバッテリーの充電を遂行する。
10 バッテリー
20 インバータ
30 駆動モータ
40 ジェネレーター
50 エンジン
60 遊星ギヤセット
61 サンギヤ
62 ピニオンギヤ
63 リングギヤ
64 遊星キャリア
70 ドライブシャフト
80 ホイール
90 EHB
100 トラベルストロークセンサー
110 HCU
20 インバータ
30 駆動モータ
40 ジェネレーター
50 エンジン
60 遊星ギヤセット
61 サンギヤ
62 ピニオンギヤ
63 リングギヤ
64 遊星キャリア
70 ドライブシャフト
80 ホイール
90 EHB
100 トラベルストロークセンサー
110 HCU
Claims (6)
- 現在の変速レンジが中立レンジであるかを判断する段階と、
バッテリーのSOC(State Of Charge)を測定する段階と、
測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHB(Electro Hydraulic Brake)を作動させる段階と、
エンジンを回転させてジェネレーターを作動させる段階と、
前記ジェネレーターを作動させた後、バッテリーのSOCを測定する段階と、
前記ジェネレーターを作動させた後に測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより大きければエンジンを停止してEHBを解除させる段階とを含むことを特徴とする中立レンジでの充電方法。 - 測定されたバッテリーのSOCが最少限界SOCより小さければEHBを作動させる段階は、
測定されたSOCを最少限界SOCと比較する段階と、
測定されたSOCが最少限界SOCより小さければトラベルストロークセンサーにダミー(dummy)信号を送出する段階と、
前記ダミー信号によってEHBが作動する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の中立レンジでの充電方法。 - ドライブシャフトはホイールに固定連結され、
前記EHBは前記ホイールを拘束することによって前記ドライブシャフトを拘束し、
前記ドライブシャフトは自動変速機の遊星ギヤセットのリングギヤと連結されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の中立レンジでの発電方法。 - 前記最少限界SOCは40%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の中立レンジでの充電方法。
- エンジンと、
ジェネレーターと、
ホイールを駆動させるドライブシャフトと、
サンギヤ、リングギヤ、遊星キャリアを含み、前記エンジン、ジェネレーター、及びドライブシャフトと連結される遊星ギヤセットと、
中立レンジでメインバッテリーの容量が不足であると認識すれば、EHBの作動のためのダミー信号を発生させるHCUと、
前記ダミー信号を認識して前記ホイールの回転を拘束するEHBとを含むことを特徴とするハイブリッド車両。 - 前記サンギヤは前記ジェネレーターと連結され、
前記遊星キャリアは前記エンジンと連結され、
前記リングギヤは前記ドライブシャフトと間接的に連結され、
前記EHBがホイールを拘束すれば、前記ホイールと連結されたドライブシャフト及びリングギヤが拘束されることを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車両。
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