KR100498733B1 - 하이브리드 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량 및 그 제어 방법 Download PDF

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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

하이브리드 차량과 상기 하이브리드 차량의 제어 방법은 DC/DC 컨버터의 개시시 배터리의 방전을 억제할 수 있고, 배터리의 일시적 전압 저하를 억제할 수 있다. 엔진이 아이들 상태이고, 상기 모터에 의하여 생성된 전력이 충분하지 않을 때, 모터 콘트롤러는 저출력 전압 상태에서 DC/DC 컨버터를 개시하고, 상기 모터에 의하여 생성된 전력량은 엔진의 아이들 회전을 방해하지 않는 속도로 점차 증가되고, 모터에 의한 전력 생성이 전력발생량과 상기 DC/DC 컨버터의 출력시 소비 전력량과 비교함으로써 충분히 높다고 판단될 때, 출력 가변 DC/DC 컨버터의 동작 모드는 저전압 모드에서 고전압 모드로 스위칭된다.

Description

하이브리드 차량 및 그 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은 주행구동엔진과, 이 엔진을 구동시킬 수 있거나 전력을 발생시킬 수 있는 모터를 구비한 하이브리드 차량에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량의 보조 기기(auxiliary machine)에 전력을 공급하는 DC/DC 컨버터를, 모터에 의하여 생성된 에너지에 응답하여 제어하는 제어장치를 구비하는 하이브리드 차량에 관한 것이다.
통상적으로, EV(Electric Vehicles)나 HEV(Hybrid Electric Vehicles)등의 다양한 차량은, 고전압의 주 배터리(축전지)로부터 전기에너지를 끌어내는 인버터에 의하여 3상 교류전력을 발생시키기 위하여, 3상 교류 모터를 회전시킴으로써 전기 에너지를 획득한다. 또한, 차량에는 12V로 동작하는 제어 컴퓨터나 보조 기기들(냉각팬, 에어 콘디셔너, 연료펌프 등)에 전력을 공급하기 위해서, 주 배터리의 고전압(예컨대, 144V)을 12V로 변환시키는 DC/DC 컨버터가 제공된다.
그러나, 상술된 종래의 차량에서, DC/DC 컨버터는 보조 기기들을 활성화하기 위하여 주 배터리로부터 항상 에너지를 얻어서 동작되고, 주배터리의 에너지가 주행을 위하여 모터를 회전시키기 위하여 항상 충분히 이용될 수 없다는 문제점이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 예컨대 일본국 특개평 제 7-79505호 공보에 제어 장치가 제안되었다. 이 제어 장치는, 차량 주행시(차량 구동시)에 차량 구동 검출 신호를 발생하는 차량 구동 검출 신호 발생 장치를 구비하고, 차량의 주행시에는 제어 장치는 DC/DC 컨버터의 출력전압을 정차시 출력 전압보다 낮은 전압(보조 배터리를 충전할 수 없는 전압)에 설정한다. 그 결과, 정차시 DC/DC 컨버터에 공급된 전력의 일부는 주행시 모터를 회전시키기 위하여 사용될 수 있다.
그러나, 종래의 제어 장치는, 주 배터리의 전력을 단지 배분하기 때문에, DC/DC 컨버터의 기동시 보조 기기들에 흐르는 러시 전류에 의하여 발생하는 배터리의 출력 전압 저하에는 대처할 수 없다.
상기 효과를 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6에 라인 b로 도시된 바와 같이, 예컨대, DC/DC 컨버터가 기동되면, 도 6에 라인 d로 도시하는 바와 같이, DC/DC 컨버터의 출력전류가 보조 기기들에의 러시 전류에 의해서 급격히 증가한다. 주 배터리의 내부 저항은 통상적으로 0.1Ω∼0.3Ω정도이나, 주 배터리가 저온 상태에 있을 때, 저항은 10Ω의 레벨로 증가한다. 또한, 내부 저항이 높을 때 전류가 DC/DC 컨버터에 급격히 흐를 때, 주 배터리의 출력 전압은 도 6에 라인 e로 도시된 바와 같이, 큰 전압 강하가 유발할 수도 있다.
그 결과, 증가한 내부 저항에 따라, 주 배터리(축전지)의 도 6의 라인 e에 도시된 바와 같이, 주 배터리의 출력 전압은 전압 하한값 이하로 감소될 수도 있다. 출력 전압의 과잉 감소는 배터리의 과방전, 배터리의 열화, 및 배터리의 수명의 감소를 유발한다. 제어 배터리 전압은, 도 6에 라인 c로 도시된 바와 같이, 보조 배터리에 인가된 전압을 나타낸다. 도 6에 라인 d로 도시된 바와 같이, DC/DC 컨버터로부터의 출력전류가 급격히 증가하더라도, 이 급격한 증가가 러시 전류에 의하여 유발되므로, 보조 배터리에 인가되는 전압은 느리게 증가한다.
상술된 문제점을 해결하기 위해서, 주 배터리의 과잉 전압 강하를 방지하는 기술이 전기 에너지를 발생할 수 있는, 또는 엔진을 구동하는 모터와 주행 구동용 엔진을 구비하는 하이브리드 차량에서 제안되었다. 하이브리드 차량에서 과잉 전압 강하를 방지하는 기술은, 모터를 모터 제너레이터로서 사용하여, DC/DC 컨버터로의 입력전류에 응답하여, 엔진에 의해 구동되는 모터 제너레이터의 발생을 제어함으로써 가능한 낮게 감소되도록 수행된다.
그러나, 상술된 기술은 한계를 가진다. 즉, 엔진이 아이들 상태에 있을 때, 엔진회전을 안정시키는 데 사용되는 2차 에어 밸브의 늦은 응답성에 관련하여, 모터 제너레이터에 의하여 한번의 발전에 의하여 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전기 에너지를 보상하고자 하여도, 모터 제너레이터의 발전 토크가 증대하여도 엔진의 출력이 추종하지 않고, 엔진 스톨 또는 회전변동의 원인이 된다. 모터 제너레이터의 발전 토크를 2차 에어 밸브의 늦은 응답성에 부합하여 천천히 증가할 때, 모터 제너레이터에 의하여 생성된 에너지를 DC/DC 컨버터의 출력 전압으로 변환시키는 데 시간이 걸리고, 결과로서 주 배터리로부터의 방전에 의해 부족전력이 보충될 것이고, 또한 주 배터리의 전압강하가 발생한다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위하여 행해졌으며, 본 발명의 목적은 엔진의 안정화된 아이들 회전을 유지하면서, 저온에서 DC/DC 컨버터 기동시 배터리의 방전을 제어함으로써 배터리의 일시적인 전압강하를 방지할 수 있는 하이브리드 차량 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양은 차량 구동용 엔진(예컨대, 실시예에서의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예에서의 모터 제너레이터(6))를 구비한 하이브리드 차량에 있어서, 배터리(예컨대, 실시예에서의 고전압 배터리(1))와, 에너지를 보조 기기들(예컨대, 실시예에서의 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3))에 공급하기 위한 DC/DC 컨버터(예컨대, 실시예에서의 출력가변 DC/DC 컨버터(2))와, 온도 검출 수단(예컨대, 실시예에서의 온도 센서(11))와, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도 이하의 경우에는, 상기 출력전압을 소정의 전압치에 설정하여 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 그 후 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 이 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 소정의 전압으로부터 점차 상승시키는 출력 전압 상승 장치(예컨대, 실시예의 모터 콘트롤러(8,21))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고, 모터에 의하여 생성된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력전압으로 기동하여, 그 후 DC/DC 컨버터의 출력전압을 기동시의 전압으로부터 점차 상승시켜 DC/DC 컨버터에 의하여 소비된 전력을 서서히 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 주행구동용의 엔진(예컨대, 실시예의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예의 모터 제너레이터(6))를 구비한 하이브리드 차량에 있어서, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의하여 충전되는 배터리(예컨대, 실시예의 고전압 배터리(1))와, 상기 배터리의 전압을 감소시킴으로써 차량보조 기기를 제어하기 위한 제어전압을 출력하고, 가변 출력 전압을 출력할 수 있는 DC/DC 컨버터(예컨대, 실시예에서의 출력 가변 DC/DC 컨버터(2))와, 상기 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 수단(예컨대, 실시예에서의 온도 센서(11))과, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도이하의 경우에는, DC/DC 컨버터의 상기 출력전압을 제 1 전압으로 설정하여 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 이 출력전압을 상기 제 1 전압보다 높은 제 2 전압치로 스위칭하도록 제어 동작을 수행하는 출력 전압 스위칭 제어 장치(예컨대, 실시예의 모터 콘트롤러(8,21))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고 모터에 의하여 발생된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력 전압으로 기동하여, 그 후 DC/DC 컨버터의 출력전압을 보다 높은 전압으로 스위칭하여, DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 단계적으로 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 상기 하이브리드 차량에서, 상기 출력 전압 상승 장치가, 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 모터에 의하여 생성된 발전량을 상기 엔진의 출력 응답 특성에 응해서 점차 상승시키고, 상기 모터에 의하여 생성된 발전량의 증가에 응해서 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 점차 상승시킨다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고, 모터에 의하여 발생된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력 전압으로 기동하고, 그 후 엔진의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 발전량을 증가시키면서, DC/DC 컨버터의 출력전압을 점차 상승시켜, 모터에 의하여 발생된 발전량을 증가시킴으로써 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 서서히 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 출력 전압 스위칭 제어 장치는 상기 모터에 의하여 생성된 발전량을 상기 엔진의 출력응답특성에 응해서 점차 상승시키고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 스위칭한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태에 있고, 모터에 의하여 생성된 발전량이 적은 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력전압으로 기동하고, 엔진의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 서서히 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 증가시키면서, DC/DC 컨버터의 출력전압을 저전압에서 고전압으로 스위칭함으로써, 모터에 의하여 생성된 발전량이 보장되는 상태에서, DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 모터에 의하여 발생된 발전량과 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 비교하는 전력비교장치(예컨대, 실시예의 고전압 전력 정보 취득부(14), 및 저전압 전력 정보 취득부(17), 단계 S5∼단계 S7)를 더 구비하고, 상기 전력비교장치에 의해서 상기 모터에 의하여 생성된 발전량과 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비된 전력이 동일하다고 판단된 경우에, 상기 출력전압 전환 제어 장치가 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 모터에 의하여 생성된 발전량은 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 맞추도록 동적으로 제어될 수 있다. 또한, 모터에 의하여 생성된 전력이 충분히 유지되는 동안, 기동시의 저전압에서 보다 높은 전압으로 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 스위칭함으로써 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 6 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 모터에 의한 전력 발생 토크와 소정의 목표 전력 토크를 비교하는 토크비교장치(예컨대, 실시예에서의 고전압 전력 정보 취득부(14), 저전압 전력 정보 취득부(17), 회전 센서(19), 단계 S15∼단계 S19)를 더 구비하고, 상기 토크비교장치에 의해서 상기 모터에 의한 전력 발생 토크가 목표 전력 토크와 동일하다고 판단된 경우에, 상기 출력전압 스위칭 제어장치는 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 모터의 전력 발생 토크와, DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 얻기 위한 목표 전력 발생 토크와의 비교로부터, 전력이 모터의 발생에 의하여 획득되었다는 것을 판단할 때, DC/DC 컨버터의 출력전압은 기동시의 저전압으로부터 보다 높은 전압으로 스위칭할 수 있어서, 모터에 의한 전력이 충분히 확보되는 상태에서 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력량을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 7 태양에 따르면, 상기 하이브리드 차량에서, 상기 토크비교장치는 상기 목표 전력 생성 토크를 상기 DC/DC 컨버터에 접속된 부하에 의하여 소비된 전력과 상기 모터의 회전수로부터 산출한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 상기 토크비교장치는 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력의 변화와 일치하여 목표 전력 발생 토크를 동적으로 산출할 수 있다.
본 발명의 제 8 태양은 주행구동용의 엔진(예컨대, 실시예에서의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예에서의 모터 제너레이터(6))와, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의하여 충전되는 배터리(예컨대, 실시예에서의 고전압 배터리(1))와, 가변 출력 전압을 출력하고, 제어 전압을 상기 배터리의 전압을 약하게 함으로써 차량보조 기기(예컨대, 실시예에서의 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3))를 제어하기 위한 제어 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터(예컨대, 실시예에서의 출력가변 DC/DC 컨버터(2))와, 상기 배터리의 온도를 검출하는 온도검출장치(예컨대, 실시예에서의 온도 센서(11))를 구비하는 하이브리드 차량의 제어방법으로서, 하이브리드 차량을 제어하는 제어 방법은, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도 이하의 경우에는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 소정의 전압치에 설정하여 상기 DC/DC 컨버터를 기동하는 제어 단계와, 상기 DC/DC 컨버터의 기동후, DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 소정 전압으로부터 점차 상승시키는 제어 단계를 더 구비한다.
본 발명의 제 9 태양은, 주행구동용의 엔진(예컨대, 실시예에서의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예에서의 모터 제너레이터(6))와, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의하여 충전되는 배터리와, 가변 출력 전압을 출력할 수 있고, 상기 배터리의 전압을 낮춤으로써 차량보조 기기를 제어하기 위한 제어 전압을 출력할 수 있는 DC/DC 컨버터와, 상기 배터리의 온도를 검출하는 온도검출정치를 구비하는 하이브리드 차량을 제어하는 방법을 제공하며, 하이브리드 차량을 제어하는 방법은, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도이하의 경우에는, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 제 1 전압으로 설정하는 동안 DC/DC 컨버터를 기동하는 제어 단계와, 상기 DC/DC 컨버터의 기동후에 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 제 1 전압에서 상기 제 1 전압 보다 높은 제 2 전압으로 스위칭하기 위한 단계를 구비한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
제 1 실시예
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 있어서, 부호 1은, 본 실시예의 하이브리드 차량용 전력공급원(주 배터리)이고, 전압이 12V보다 고전압(예컨대, 144V)의 고전압 배터리이다.
또한, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)는, 전원전압 12V로 동작하는 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3)에 전원을 공급하기 위한 DC/DC 컨버터이고, 출력전압을 가변하기 위한 2개의 출력제어단자(2a)를 구비하고 있다. DC/DC 컨버터에 접속되는 보조 기기들에는 냉각 팬, 에어 컨디셔너, 연료 펌프 등이 있다.
또한, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력단자에는 12V 제어 배터리(4)가 접속되어 있고, 12V 제어 배터리는 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3)에 공급되는 전력을 저장하기 위하여 사용되어, 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3)로의 전력공급이 안정화될 수 있다.
DC/DC 컨버터(2)는, 예컨대 출력제어단자(2a)에 입력되는 제어신호가 "HIGH"인 경우는, 입력된 고전압 배터리(1)의 전력을, 제어용 12V 배터리(4)의 충전이 가능한 14.5V 전압(제 2 전압)으로 변환되는 고전압 모드로 동작한다. 출력제어단자(2a)에 입력되는 제어신호가 "LOW"인 경우는, 입력된 고전압 배터리(1)의 전력을 제어용 12V 배터리(4)의 충전이 불가능한 12.0V 전압(제 1 전압)으로 변환되는 저전압 모드로 동작한다.
모터 드라이버(5)는, 고전압 배터리(1)로부터 공급된 전력을, 차량을 주행시키기 위한 구동력을 발생하는 모터 제너레이터(6)에 공급되도록 3상 전력으로 변환하는 모터구동용 인버터이다.
또한, 모터 제너레이터(6)는, 내연 엔진인 엔진(7)과 기계적으로 접속되고, 모터 제너레이터는 엔진(7)의 회전을 이용하여 전력을 생성할 수 있고, 발전된 전력은 고전압 배터리(1)를 충전시킨다. 모터 제너레이터(6)는, 모터 드라이버(5)가 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)의 펄스 폭을 변경하는 것으로 발전량 또는 발전 토크를 변경할 수 있다.
모터 제너레이터(6)는 엔진(7)의 구동력을 보조하여 차량을 주행시킨다는 것에 주목바란다. 그러나, 다른 경우에서, 모터 제너레이터(6)와 엔진(7)이 독립으로 차량을 주행시키데 사용된다.
모터 콘트롤러(8)는, 모터 제너레이터(6)를 제어하기 위해서, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)와 모터 드라이버(5)에 제어신호를 출력하는 제어용 컴퓨터이고, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력제어단자(2a)에 제어선(9)을 통하여, 또한 모터 드라이버(5)와 제어선(10)을 통하여 접속되어 있다.
고전압 배터리(1)의 근방에는, 고전압 배터리(1)의 온도를 검출하는 온도 센서(11)가 마련되고 있다. 모터 콘트롤러(8)는, 접속선(12)에 의해 고전압 배터리(1)의 온도정보를 취득하여, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)와 모터 드라이버(5)에 고전압 배터리(1)의 온도에 기초한 제어신호를 출력한다.
한편, 고전압 배터리(1)와, 출력가변 DC/DC 컨버터(2) 또는 모터 드라이버(5)를 접속하는 고전압 라인(13)에는, 고전압 전력 정보 취득부(14)가 제공되어 있다. 고전압 전력 정보 취득부(14)는 전류 센서 및 전압 센서를 이용하여 모터 제너레이터(6)의 발전시에 모터 드라이버(5)에서 고전압 라인에 공급되는 전력정보를 검출하고, 고전압 전력 정보 취득부(14)에 의하여 획득된 전력정보는, 접속선(15)에 의해 모터 콘트롤러(8)에 입력되어 있다.
상기와 유사하게, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)와 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3)를 접속하는 12V 라인(16)에는, 저전압 전력 정보 취득부(17)가 제공되어 있다. 저전압 전력 정보 취득부(17)는 전류 센서 및 전압 센서를 이용하여 12V 라인(16)(출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력부)에서 소비되는 전력을 검출하고, 저전압 전력 정보 취득부(17)에 의하여 획득된 전력정보는, 접속선(18)에 의해 모터 콘트롤러(8)에 입력되어 있다.
결과적으로, 모터 콘트롤러(8)는, 12V 라인(16)(출력가변 DC/DC 컨버터의 출력부)에서 소비되는 전력과, 고전압 전력 정보 취득부(14)에서 획득되어 고전압 라인(13)에 공급되는 전력을 비교한다. 출력가변 DC/DC 컨버터로의 전력과 모터 드라이버(5)로의 전력의 상기 비교결과에 기초한 제어 신호를 출력가변 DC/DC 컨버터(2)와 모터 드라이버(5)에 출력한다.
또한, 모터 콘트롤러(8)에, 엔진(7)이 시동된 후 엔진이 아이들 상태에 있는 지의 여부를 나타내는 엔진 아이들 정보(도 1에는 미도시)가 입력된다. 모터 콘트롤러(8)는, 엔진(7)이 아이들 상태이거나, 주행상태에 있는지를 엔진 아이들 정보로부터 판단하여, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)와 모터 드라이버(5)에 엔진(7)의 상태에 기초한 제어신호를 출력한다.
제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3)용 전원과 유사하게, 출력가변 DC/DC 컨버터로부터의 전력은 모터 드라이버(5), 모터 콘트롤러(8), 및 전원으로서의 피드백 제어 장치(15)로 공급된다는 것에 주목바란다.
본 실시예의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2은 본 발명의 하이브리드 차량의 모터 콘트롤러에 있어서의 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작을 도시하는 흐름도이다.
도 2에 있어서, 엔진의 기동직후, 우선 모터 콘트롤러(8)는, 고전압 배터리(1)의 온도를 규정하한온도와 비교하여, 규정온도 이하인지를 판단한다(단계 S1).
단계 S1에 있어서, 고전압 배터리(1)의 온도가 규정온도 이하인 경우(단계 S1의 예), 모터 콘트롤러(8)는 엔진 콘트롤러(도 1에는 미도시)로부터 출력된 엔진 아이들 정보에 의해, 엔진이 아이들 동작으로 시프트되는 지(아이들 상태)를 판단한다(단계 S2).
단계 S2에 있어서, 엔진이 아이들 동작으로 시프트되는 경우(단계 S2의 예), 모터 콘트롤러(8)는, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 오프(정지) 상태인지를 또한 판단한다(단계 S3).
단계 S3에 있어서, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 오프 상태인 경우(단계 S3의 예), 모터 콘트롤러(8)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)를 저전압 모드에서 온(기동)한다(단계 S4).
대조하여, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 온 상태인 경우(단계 S3의 아니오), 모터 콘트롤러(8)는 동작을 수행하지 않고 다음 단계 S5로 진행한다.
후속하여, 모터 콘트롤러(8)는 저전압 전력 정보 취득부(17)로부터 얻어진 전력정보에 기초하여, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력을 산출한다(단계 S5).
한편, 모터 콘트롤러는 고전압 전력 정보 취득부(14)로부터 얻어진 전력정보에 기초하여, 모터 제너레이터(6)의 회생 동작에 의한 발전전력을 산출한다(단계 S6).
이어서, 모터 제너레이터(8)에 의한 발전전력과 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력이 동등한지를 판단한다(단계 S7).
단계 S7에 있어서, 모터 제너레이터(6)의 전력과 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력이 동등할 때(단계 S7의 예), 모터 콘트롤러(8)는 출력가변 DC/DC 컨버터를 고전압 모드로 스위칭하고(단계 S8), 단계 S1로 리턴한 후, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 제어동작을 계속한다.
반대로, 단계 S7에 있어서, 모터 제너레이터(6)의 전력이 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력과가 동등이 아닌 경우(단계 S7의 아니오), 모터 제너레이터(6)에 의한 전력량이 부족하기 때문에, 모터 콘트롤러(8)는 모터 제너레이터(6)에 의한 발전전력량을 증가시켜(단계 S9), 단계 S1로 리턴하여 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 제어동작을 계속한다.
또, 단계 S1에 있어서, 고전압 배터리의 온도가 규정온도 보다 높은 경우(단계 S1의 아니오), 모터 콘트롤러(8)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)를 온(기동) 상태로 한다(단계 S10).
또한, 단계 S2에 있어서, 엔진이 아이들 상태로 시프트되기 전인 경우(단계 S2의 아니오), 모터 콘트롤러(8)는 출력가변 DC/DC 컨버터의 동작 상태를 변경하지 않고, 단계 S1로 되돌아가, 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작을 계속한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 차량에서, 모터 콘트롤러(8)는, 엔진(7)이 아이들 상태에 있으므로 모터 제너레이터(6)의 발전량이 적고, 고전압 배터리(1)의 온도가 규정하한온도 이하인 경우, 출력가변 DC/DC 컨버터를 저전압 모드로 기동하여, 엔진(7)의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 서서히 발전량을 증가시킨다. 또한, 모터 제너레이터(6)의 발전량을 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력측의 구성요소에 의하여 소비되는 전력량과 비교하여, 발전량이 소비되는 전력량을 초과한다고 판단될 때, 출력가변 DC/DC 컨버터의 동작 모드를 저전압 모드에서 고전압 모드로 스위칭한다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제어 방법은 모터 제너레이터(6)의 발전량이 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력의 소비전력의 변화에 따라 동적으로 제어하는 동시에, 모터 제너레이터(6)에 의하여 발전량이 충분 확보되는 상태에 있어서, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압의 스위칭함으로써 출력측에서 소비되는 전력을 상승시키고, 엔진을 안정적으로 작동시키면서 부족전력을 발전에 모터 제너레이터에 의하여 보상하는 간단한 제어 시스템을 형성함으로써, 또한 여분인 발전을 하지 않고서 출력가변 DC/DC 컨버터에 접속된 부하에의 러시전류에 기인한 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력전력이 급격한 증가를 억제하고, 또한 DC/DC 컨버터에 전력을 공급하는 고전압 배터리의 급격한 전압 저하를 방지할 수 있는 효과가 얻어진다.
본 실시예에서, 모터 콘트롤러(8)는 하이브리드 차량의 전력비교장치를 포함한다는 것에 주목바란다. 구체적으로는, 단계 S5∼S7이 전력비교장치에 대응한다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3에 있어서, 제 2 실시예의 하이브리드 차량은 제 1 실시예의 하이브리드 차량과 비교하여 다른 부분은, 제 1 실시예의 하이브리드 차량의 모터 제너레이터(8)에 그 회전수를 검출하는 회전 센서(19)가 마련되고 있고, 모터 콘트롤러(21)가 모터 제너레이터(8)의 회전수 정보에 기초하여 모터 제너레이터(8)에 제어신호를 출력하도록 변경된 것이다. 도 3에서, 도 1과 동일의 부호를 부여한 구성요소는 동일한 요소이다. 따라서, 설명을 생략한다.
다음에, 본 실시예의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 4은 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작을 도시하는 흐름도이다.
도 4에 있어서, 엔진(7)의 기동후, 우선 모터 콘트롤러(21)는 온도 센서(11)로부터 얻어진 고전압 배터리(1)의 온도를 규정하한온도와 비교하여, 규정온도이하인지를 판단한다(단계 S11).
단계 S11에 있어서, 고전압 배터리(1)의 온도가 규정온도 이하라고 판단될 때(단계 S11의 예), 단계 S12로 진행하여, 엔진(7)이 아이들 상태로 이미 시프트되었는지(아이들 상태)를 판단한다.
단계 S12에 있어서, 엔진이 아이들 상태라고 판단될 때(단계 S12의 예), 단계 S13으로 진행하여 모터 콘트롤러(21)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 오프 상태(정지)인 지의 여부를 판단한다.
출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 오프 상태인 경우(단계 S13의 예), 단계 S14로 진행하여 모터 콘트롤러(21)가 출력가변 DC/DC 컨버터(2)를 저전압 모드에서 온 상태(기동)로 한다.
반대로, 단계 S13에 있어서, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)가 온 상태인 경우(단계 S13의 아니오)라고 판단될 때는, 아무 것도 하지 않고 다음 단계 S15로 진행한다.
다음에, 단계 S15에서, 모터 콘트롤러(21)는 회전 센서(19)로부터 얻어진 회전수 정보에 기초하여 모터 제너레이터(6)의 회전수를 산출한다.
단계 S16으로 진행하여, 모터 콘트롤러(21)는 저전압 전력 정보 취득부(17)로부터 얻어진 전력정보에 기초하여, 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력전력을 산출한다.
또한 단계 S17로 진행하여, 모터 콘트롤러(21)는 고전압 전력 정보 취득부(14)로부터 얻어진 전력정보와 모터 제너레이터(6)의 회전수에 기초하여, 모터 제너레이터(6)의 회생동작에 의한 발전 토크를 산출한다.
단계 S18로 진행하여, 모터 콘트롤러(21)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력과 모터 제너레이터(6)의 회전수에 기초하여, 12V 라인(출력가변 DC/DC 컨버터의 출력)에서 소비되는 전력을 얻기 위하여 모터 제너레이터(6)에 있어서의 목표발전 토크를 산출한다
이어서, 단계 S19에서, 모터 제너레이터(6)에 의한 발전 토크와 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력을 얻기 위한 목표 발전 토크를 비교하여, 양자가 동등한 지를 판단한다(단계 S19).
단계 S19에 있어서, 모터 제너레이터(6)에 의한 발전 토크와 목표발전 토크와가 동등이라고 판단되는 경우(단계 S19의 예), 모터 콘트롤러(21)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)를 고전압 모드로 스위칭하고(단계 S20), 단계 S11로 되돌아가, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 제어동작을 계속한다.
반대로, 모터 제너레이터(6)에 의한 발전 토크와 목표 발전 토크가 동등이 아니라고 판단되는 경우(단계 S19의 아니오)에는, 단계 S21로 진행하여, 모터 콘트롤러는 발전 토크가 부족하다고 판단하여, 모터 콘트롤러(21)는 모터 제너레이터(6)에 의한 발전량을 증가시킨다(단계 S21). 다음, 단계 S11로 돌아가, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 제어 동작을 계속한다.
또, 상술의 단계 S11에 있어서, 고전압 배터리의 온도가 규정온도보다 크다고 판단되는 경우(단계 S11의 아니오), 단계 S22로 진행하여, 모터 콘트롤러(21)는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)를 고전압 모드에서 온(기동)으로 한다.
또한, 단계 S12에 있어서, 엔진이 아이들 상태로 시프트되기 이전인 경우(단계 S12의 아니오), 단계 S11로 되돌아가, 모터 콘트롤러는 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 상태를 그대로 유지하면서, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 제어 동작을 계속한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하이브리드 차량은, 모터 제너레이터(6)의 발전량이 적고, 고전압 배터리(1)의 온도가 규정하한온도 이하인 경우, 출력가변 DC/DC 컨버터를 저전압 모드로 기동하여, 그 후 엔진(7)의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 서서히 발전량을 증가시킨다. 부가하여, 발전량을 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전력의 소비량을 비교하여, 발전 토크가 목표 발전 토크과 동등이라고 판단될 때, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 동작 모드를 저전압 모드로부터 고전압 모드로 스위칭한다.
모터 제너레이터(6)의 발전 토크를 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력의 소비전력으로부터 계산되는 목표발전 토크에 동일하도록 동적으로 제어하는 동시에, 모터 제너레이터(6)에 의한 발전량이 확보된다고 판단될 때, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압을 스위칭함으로써 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력측에서 소비되는 전력을 상승시켜, 엔진(7)이 부족전력을 보상하면서 동작하는 동안 발전 전력량이 충분히 보장되는 것을 정확히 판단한다. 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 스위칭하는 단순한 구성에 의하여 상술된 제어 과정을 수행한다. 즉, 본 발명의 제어 방법은 DC/DC 컨버터에 접속된 부하로의 러시 전류에 기인한 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압의 급격한 증가를 억제하여, 출력가변 DC/DC 컨버터에 전력을 공급하는 데 사용되는 고전압 배터리의 과잉 전압 저하를 방지할 수 있다는 효과를 가진다.
본 실시예의 콘트롤러는 하이브리드 차량용 토크비교장치를 포함한다. 구체적으로는, 도 4의 단계 S15∼S19가 비교장치에 대응한다.
다음에, 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어 동작의 결과를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 5은 제 1 및 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량에 있어서의 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어결과의 시 의존 변화를 도시하는 도면이다. 도 5의 선 a은 시간 t1에 있어서 출력가변 DC/DC 컨버터가 기동될 때, 차량이 아이들 상태에 있는 것을 도시한다. 도 5의 선 b는 시간 t1에 있어서 출력가변 DC/DC 컨버터가 기동된 것을 도시한다. 도 5의 선 c는 제어용 12V 배터리(4)에 인가되는 전압을 도시하는 것으로, 도 5의 선 d에 도시된 바와 같이, 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력전류가 급격히 흐르기 시작해도, 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력전압이 저전압 모드로 기동된다는 것을 나타낸다.
이 때, 도 5에 선 f로 도시된 바와 같이, 모터 제너레이터의 발전 토크는 출력가변 DC/DC 컨버터의 기동에 응하여, 모터 콘트롤러(8) 또는 모터 콘트롤러(21)의 제어 동작에 의해, 정상 상태 레벨의 반정도로 제한되고, 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력전류가 흐르기 시작하여도, 출력가변 DC/DC 컨버터의 출력의 소비전력이 상승하지 않는다. 그 결과, 도 5의 선 e에 도시된 바와 같이, 주 배터리의 출력전압으로서, 고전압 배터리의 출력전압에 단지 작은 전압 저하가 관찰된다.
또한, 시간 t2에 있어서, 도 5의 선 b에 도시된 바와 같이, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압이 고전압 모드로 바뀌고, 제어용 12V에 인가된 전압이 상승한다. 도 5 에 선 f로 도시된 바와 같이, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전류가 상승하더라도, 도 5의 선 f로 도시하는 바와 같이, 모터 제너레이터의 발전 토크는 정상 상태로 되고, 발전량이 충분히 확보되어 있기 때문에, 도 5의 선 e에 의하여 주 배터리의 출력 전압으로서 도시된, 고전압 배터리(1)의 출력전압으로서, 단지 작은 전압저하가 관찰된다.
또, 상술의 제 1 및 제 2 실시예에서, 엔진의 시동후, 주 배터리의 온도가 규정하한온도보다도 낮은 경우는, 출력가변 DC/DC 컨버터2는, 예컨대 제어용 12V 배터리(4)의 충전이 불가능한 2.0V(제 1 전압)의 출력 전압으로 기동한다. 그러나, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예의 제어 방법은 고전압 라인(13)에 공급되는 전력과, 12V 라인(16)(출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력)에서 소비되는 전력을 비교, 혹은 고전압 라인(13)에 공급되는 전력을 발생시키는 발전 토크와, 12V 라인(16)(출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력)에서 소비되는 전력을 얻기 위한 목표발전 토크와의 비교에 의해서, 모터 제너레이터가 충분한 전력을 공급할 수 있다라고 판단될 때, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압을, 제어용 12V 배터리의 충전이 가능한 고전압 14.5V(제 2 전압)으로 스위칭한다.
부가하여, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력전압이 상술된 바와 같이, 단계적으만 상승될 뿐만 아니라, 고전압 배터리의 온도, 고전압 라인(13)에 공급되는 전력과 12V 라인(16)에 공급되는 전력의 비교결과에 기초하여, 점차 연속적으로 상승하도록 하더라도 좋다.
본 발명은 출력가변 DC/DC 컨버터(2)에 전력을 공급하는 고전압 배터리(1)의 극단적인 전압저하를 방지할 수 있음과 동시에, 출력가변 DC/DC 컨버터(2)의 출력이 급격한 전류변화에 의한 전자 노이즈의 발생도 방지할 수 있다라고 하는 효과가 얻어진다.
본 발명의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 차량 구동용 엔진(예컨대, 실시예에서의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예에서의 모터 제너레이터(6))를 구비한 하이브리드 차량에 있어서, 배터리(예컨대, 실시예에서의 고전압 배터리(1))와, 에너지를 보조 기기들(예컨대, 실시예에서의 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들(3))에 공급하기 위한 DC/DC 컨버터(예컨대, 실시예에서의 출력가변 DC/DC 컨버터(2))와, 온도 검출 장치(예컨대, 실시예에서의 온도 센서(11))와, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도 이하의 경우에는, 상기 출력전압을 소정의 전압치에 설정하여 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 그 후 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 이 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 소정의 전압치로부터 점차 상승시키는 출력 전압 상승 장치(예컨대, 실시예의 모터 콘트롤러(8,21))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고, 모터에 의하여 생성된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력전압으로 기동하여, 그 후 DC/DC 컨버터의 출력전압을 기동시의 전압치로부터 점차 상승시켜 DC/DC 컨버터에 의하여 소비된 전력을 서서히 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 주행구동용의 엔진(예컨대, 실시예의 엔진(7))과, 이 엔진을 구동 또는 발전가능한 모터(예컨대, 실시예의 모터 제너레이터(6))를 구비한 하이브리드 차량에 있어서, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의하여 충전되는 배터리(예컨대, 실시예의 고전압 배터리(1))와, 상기 배터리의 전압을 감소시킴으로써 차량보조 기기를 제어하기 위한 제어전압을 출력하고, 가변 출력 전압을 출력할 수 있는 DC/DC 컨버터(예컨대, 실시예에서의 출력 가변 DC/DC 컨버터(2))와, 상기 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 수단(예컨대, 실시예에서의 온도 센서(11))과, 상기 배터리의 온도가 소정의 온도이하의 경우에는, DC/DC 컨버터의 상기 출력전압을 제 1 전압으로 설정하여 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 이 출력전압을 제 1 전압에서 상기 제 1 전압보다 높은 제 2 전압치로 스위칭하도록 제어 동작을 수행하는 출력 전압 스위칭 제어 장치(예컨대, 실시예의 모터 콘트롤러(8,21))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고 모터에 의하여 발생된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력 전압으로 기동하여, 그 후 DC/DC 컨버터의 출력전압을 보다 높은 전압으로 스위칭하여, DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 단계적으로 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 상기 하이브리드 차량에서, 상기 출력 전압 상승 장치가, 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 모터에 의하여 생성된 발전량을 상기 엔진의 출력 응답 특성에 응해서 점차 상승시키고, 상기 모터에 의하여 생성된 발전량의 증가에 응답하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 점차 상승시킨다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태이고, 모터에 의하여 발생된 전기 에너지가 적고, 배터리의 온도가 소정의 온도 이하인 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력 전압으로 기동하고, 그 후 엔진의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 발전량을 증가시키면서, DC/DC 컨버터의 출력전압을 점차 상승시켜, 모터에 의하여 발생된 발전량을 증가시킴으로써 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 서서히 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 출력 전압 스위칭 제어 장치는 상기 모터에 의하여 생성된 발전량을 상기 엔진의 출력응답특성에 응해서 점차 상승시키고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 스위칭한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 엔진이 아이들 상태에 있고, 모터에 의하여 생성된 발전량이 적은 경우, DC/DC 컨버터를 낮은 출력전압으로 기동하고, 엔진의 아이들 회전에 영향을 주지 않은 속도로 서서히 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 증가시키면서, DC/DC 컨버터의 출력전압을 저전압에서 고전압으로 스위칭함으로써, 모터에 의하여 생성된 발전량이 보장되는 상태에서, DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 모터에 의하여 발생된 발전량과 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 비교하는 전력비교장치(예컨대, 실시예의 고전압 전력 정보 취득부(14), 및 저전압 전력 정보 취득부(17), 단계 S5∼단계 S7)를 더 구비하고, 상기 전력비교장치에 의해서 상기 모터에 의하여 생성된 발전량과 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비된 전력이 동일하다고 판단된 경우에, 상기 출력전압 스위칭 제어 장치가 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 모터에 의하여 생성된 발전량은 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 맞추도록 동적으로 제어될 수 있다. 또한, 모터에 의하여 생성된 전력이 충분히 유지되는 동안, 기동시의 저전압에서 보다 높은 전압으로 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 스위칭함으로써 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제 6 태양에 따르면, 하이브리드 차량은, 모터에 의한 전력 발생 토크와 목표 전력 토크를 비교하는 토크비교장치(예컨대, 실시예에서의 고전압 전력 정보 취득부(14), 저전압 전력 정보 취득부(17), 회전 센서(19), 단계 S15∼단계 S19)를 더 구비하고, 상기 토크비교장치에 의해서 상기 모터에 의한 전력 발생 토크가 목표 전력 토크와 동일하다고 판단된 경우에, 상기 출력전압 스위칭 제어장치는 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압에서 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행한다.
이상의 구성을 구비한 하이브리드 차량은, 모터의 전력 발생 토크와, DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 얻기 위한 목표 전력 발생 토크와의 비교로부터, 전력이 모터의 발생에 의하여 획득되었다는 것을 판단할 때, DC/DC 컨버터의 출력전압은 기동시의 저전압으로부터 보다 높은 전압으로 스위칭할 수 있어서, 모터에 의한 전력이 충분히 확보되는 상태에서 DC/DC 컨버터의 출력측에서 소비되는 전력량을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하이브리드 차량의 모터 콘트롤러에 의하여 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량의 모터 콘트롤러에 의한 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 하이브리드 차량에 있어서의 출력가변 DC/DC 컨버터의 제어동작의 결과를 도시하는 파형도이다.
도 6은 종래의 하이브리드 차량의 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 고전압 배터리
2 : 출력가변 DC/DC 컨버터
3 : 제어용 컴퓨터 및 보조 기기들
4 : 제어용12V 배터리 5 : 모터 드라이버
6 : 모터 제너레이터 7 : 엔진
8 : 모터 콘트롤러 11 : 온도 센서
14 : 고전압 전력 정보 취득부
17 : 저전압 전력 정보 취득부
19 : 회전 센서 21 : 모터 콘트롤러
S5 ~ S7 : 전력비교장치 S15 ~ S19 : 토크 비교 장치

Claims (9)

  1. 차량 구동용 엔진과, 상기 엔진의 구동을 원조하고 전력을 발생시키는 모터를 구비하는 하이브리드 차량에 있어서,
    상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의해 충전되는 고전압 배터리;
    가변 출력 전압을 출력할 수 있고, 상기 고전압 배터리의 전압을 감소시킴으로써 상기 차량의 보조 기기들을 제어하기 위한 제어 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터;
    상기 고전압 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 장치; 및
    상기 고전압 배터리의 온도가 소정 온도보다 낮은 경우, 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력전압을 소정값에 설정함으로써 상기 DC/DC 컨버터를 기동시켜 상기 DC/DC 컨버터의 기동시에 상기 고전압 배터리의 전압 강하를 억제하고, 상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 출력 전압을 상기 소정값으로부터 점차 상승시키는 출력 전압 상승 장치를 포함하는, 하이브리드 차량.
  2. 차량 구동용 엔진과, 상기 엔진의 구동을 원조하고 전력을 발생시키는 모터를 구비하는 하이브리드 차량에 있어서,
    상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의해 충전되는 고전압 배터리;
    가변 출력 전압을 출력할 수 있고, 상기 고전압 배터리의 전압을 감소시킴으로써 상기 차량의 보조 기기들을 제어하기 위한 제어 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터;
    상기 고전압 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 장치; 및
    상기 고전압 배터리의 온도가 소정 온도보다 낮은 경우, 상기 DC/DC 컨버터의 상기 출력전압을 제 1 전압으로 설정함으로써 상기 DC/DC 컨버터를 기동시켜 상기 DC/DC 컨버터의 기동시에 상기 고전압 배터리의 전압 강하를 억제하고, 상기 출력전압을 상기 제 1 전압으로부터 상기 제 1 전압보다 높은 제 2 전압값으로 스위칭하는 제어 동작을 수행하는 출력 전압 스위칭 제어 장치를 포함하는, 하이브리드 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 기동후, 상기 출력 전압 상승 장치는 상기 엔진의 출력 응답 특성에 응하여 상기 모터에 의하여 발생되는 전력량을 점차 증가시키고, 상기 모터에 의하여 발생된 전력량의 증가에 응하여 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 점차 증가시키는, 하이브리드 차량.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 기동후, 상기 출력 전압 스위칭 제어 장치는 상기 엔진의 출력 응답 특성에 응하여 상기 모터에 의하여 발생되는 전력량을 점차 증가시키고, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 상기 제 1 전압으로부터 상기 제 2 전압으로 스위칭하는, 하이브리드 차량.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 모터에 의하여 발생된 상기 전력과 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 전력을 비교하는 전력 비교 장치를 더 구비하여, 상기 전력 비교 장치에 의해서 상기 모터에 의하여 발생된 상기 전력이 상기 DC/DC 컨버터에 의하여 소비되는 상기 전력과 동등하다고 판단될 때, 상기 출력 전압 스위칭 제어 장치는 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 상기 제 1 전압으로부터 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행하는, 하이브리드 차량.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 모터에 의한 상기 전력 발생 토크와 목표 전력 발생 토크를 비교하는 토크 비교 장치를 더 구비하여, 상기 토크 비교 장치에 의해서 상기 모터에 의한 상기 전력 발생 토크가 상기 목표 전력 발생 토크와 동등하다고 판단될 때, 상기 출력 전압 스위칭 제어 장치가 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 상기 제 1 전압으로부터 상기 제 2 전압으로 스위칭하는 제어 동작을 수행하는, 하이브리드 차량.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토크 비교 장치는 상기 DC/DC 컨버터에 접속된 부하에 의하여 소비되는 상기 전력 및 상기 모터의 회전수로부터 상기 목표 전력 발생 토크를 산출하는, 하이브리드 차량.
  8. 차량구동용 엔진과, 상기 엔진의 구동을 원조하고 전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의해 충전되는 고전압 배터리와, 가변 출력 전압을 출력할 수 있고, 상기 고전압 배터리의 전압을 강압하여 차량의 보조 기기들을 제어하기 위한 제어 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터와, 상기 고전압 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 장치를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 방법으로서,
    상기 고전압 배터리의 온도가 소정 온도보다 낮은 경우, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 소정 전압으로 설정하면서 상기 DC/DC 컨버터를 기동하는 제어 단계; 및
    상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 소정 전압으로부터 점차 상승시키는 제어 단계를 구비하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  9. 차량구동용 엔진과, 상기 엔진의 구동을 원조하고 전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 의하여 생성된 전력에 의해 충전되는 고전압 배터리와, 가변 출력 전압을 출력할 수 있고, 상기 고전압 배터리의 전압을 강압하여 차량의 보조 기기들을 제어하기 위한 제어 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터와, 상기 고전압 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 장치를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 방법으로서,
    상기 고전압 배터리의 온도가 소정 온도보다 낮은 경우, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 제 1 전압으로 설정하면서 상기 DC/DC 컨버터를 기동하는 제어 단계; 및
    상기 DC/DC 컨버터의 기동 후, 상기 DC/DC 컨버터의 출력전압을 상기 제 1 전압으로부터 상기 제 1 전압보다 높은 제 2 전압으로 점차 상승시키는 제어 단계를 구비하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
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