KR100514372B1 - Method of controlling auxiliary power unit in a series hybrid electric bus - Google Patents

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Abstract

직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법이 개시된다. 개시된 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법은, 직렬형 하이브리드 버스의 차량제어기에 필요한 정보를 입력하고, 상기 직렬형 하이브리드 버스 전동기의 구동토크(TM)를 생성하는 단계와; 상기 전동기의 회전속도(ωM) 신호와, 요구 동력 기준값(PVEH) 신호를 상기 차량제어기에 입력하고, 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값(SOClow_limit)보다 작은지 판단하는 단계와; 상기 배터리 충전상태가 그 하한값보다 작은 경우, 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진 및 발전기로부터 요구되는 보조 전력 요구량(PAPU)을 최대 전력값(PAPU_max)으로 설정하고, 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계와; 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태가 아닌 경우, 상기 보조동력장치의 제어기에 테이블 상 데이터에서 상기 직렬형 하이브리드 버스 엔진의 토크(τ)와 발전기의 속도(ω)를 입력하고, 엔진의 토크(τENG)와 상기 발전기의 속도(ωG)를 발생시키는 단계와; 상기 엔진의 토크를 출력하고 이를 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진제어장치(ECU)로 보내고, 상기 발전기의 속도를 출력하고 이를 발전기 제어기(GCU)로 보내는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. A method of controlling an auxiliary power unit for a tandem hybrid bus is disclosed. The disclosed method for controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus includes: inputting information required for a vehicle controller of a serial hybrid bus and generating a driving torque (TM) of the serial hybrid bus motor; Inputting a rotational speed (ωM) signal of the electric motor and a required power reference value (PVEH) signal to the vehicle controller, and determining whether the battery charge state SOC is smaller than its lower limit SOClow_limit; When the state of charge of the battery is smaller than the lower limit value, the auxiliary power request amount PAPU required from the engine and the generator of the series hybrid bus is set to the maximum power value PAPU_max, and the state of the auxiliary power unit is in a transient state. Determining; If the state of the auxiliary power unit is not in a transient state, the torque τ of the series hybrid bus engine and the speed of the generator ω are input to the controller of the auxiliary power unit in the table data, and the engine torque ( τENG) and a speed ωG of the generator; Outputting the torque of the engine and sending it to an engine control unit (ECU) of the serial hybrid bus, outputting the speed of the generator and sending it to a generator controller (GCU).

본 발명에 따르면, 연료소비율 및 질소산화물 배출을 저감시킬 수 있고, 엔진 및 발전기 각각에서 고 효율 포인트로의 운전이 가능한 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the fuel consumption rate and nitrogen oxide emissions, there is an advantage that can be operated to a high efficiency point in each of the engine and generator.

Description

직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법{METHOD OF CONTROLLING AUXILIARY POWER UNIT IN A SERIES HYBRID ELECTRIC BUS}Auxiliary Power Unit Control Method for Serial Hybrid Bus {METHOD OF CONTROLLING AUXILIARY POWER UNIT IN A SERIES HYBRID ELECTRIC BUS}

본 발명은 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저공해 및 고연비의 특성을 얻기 위한 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an auxiliary power unit for a tandem hybrid bus, and more particularly, to a method for controlling an auxiliary power unit for a tandem hybrid bus to obtain characteristics of low pollution and high fuel consumption.

최근 자동차 기술은 지구환경 및 석유자원 고갈 등의 문제로 저공해, 고연비 차량 개발에 집중되고 있으며, 하이브리드 전기자동차, 연료전지 자동차, 전기자동차와 같이 기존의 내연기관을 대체할 수 있는 동력시스템 개발에 대한 관심이 커지고 있다. Recently, the automobile technology is focused on the development of low pollution and high fuel consumption vehicles due to the problem of global environment and exhaustion of petroleum resources, and the development of power system that can replace the existing internal combustion engine such as hybrid electric vehicles, fuel cell vehicles, and electric vehicles. Interest is growing.

특히, 하이브리드 전기자동차는 주행거리, 비용, 차량성능, 기술적 성숙도 등에서 한계를 보이고 있는 전기자동차와 연료전지자동차에 비해 보다 현실적인 대안으로서 주목받고 있다. 이러한 하이브리드 전기자동차는 내연기관 및 전동기를 동시에 탑재하여 구동하는 동력전달장치를 가지고 있으며, 구동방식에 따라 직렬형과 병렬형으로 구분된다. In particular, hybrid electric vehicles are attracting attention as more realistic alternatives than electric vehicles and fuel cell vehicles, which are limited in mileage, cost, vehicle performance, and technical maturity. Such a hybrid electric vehicle has a power transmission device driven by mounting an internal combustion engine and an electric motor at the same time, and is classified into a series type and a parallel type according to a driving method.

상기한 병렬형은 내연기관과 전동기로부터 나오는 동력이 차량의 요구동력을 만족하도록 병렬로 조합되며, 그리고 상기한 직렬형은 단지 전동기만이 차량을 구동시키며, 내연기관은 연료를 전기동력으로 변환시키는 역할을 한다. The parallel type is combined in parallel so that the power from the internal combustion engine and the electric motor meets the required power of the vehicle, and the series type only the electric motor drives the vehicle, and the internal combustion engine converts the fuel into electric power. Play a role.

한편, 서울과 같은 대도시에서는 저공해, 고연비의 대중교통수단이 필요한데, 그 목적을 위해 본원의 출원인인 현대자동차에서 1.5L 디젤 엔진과 유도 전동기, 발전기, 납산 배터리 등으로 구성되는 직렬형 하이브리드 버스 차량을 개발하였다. On the other hand, in a large city such as Seoul, low-pollution, high fuel-efficient public transportation is required. For this purpose, Hyundai Motor Company, which is the applicant of the present application, uses a series hybrid bus vehicle composed of a 1.5L diesel engine, an induction motor, a generator, and a lead acid battery. Developed.

상기한 직렬형 하이브리드 버스를 제어하는데 있어서 가장 중요한 것은 배터리 충전상태(SOC)를 효율적으로 유지시키고, 내연기관과 발전기로 구성되는 보조동력장치(APU)가 차량 구동에 필요한 요구동력을 효율적으로 발생시킬 수 있도록 하는 것이다. The most important thing in controlling the above-mentioned series hybrid bus is to efficiently maintain the state of charge of the battery (SOC), and the auxiliary power unit (APU) composed of the internal combustion engine and the generator can efficiently generate the required power for driving the vehicle. To make it possible.

상기한 직렬형 하이브리드 버스는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기동력부 (10), 전기에너지 저장장치(20), 전기에너지 발전장치(30)의 세 가지 주요 부분으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the series hybrid bus is composed of three main parts: an electric power unit 10, an electric energy storage device 20, and an electric energy generator 30.

상기 전기동력부(10)는 120kW의 유도 전동기와 전동기 제어기(MCU), 1단 감속기어로 구성된다. 그리고 상기 전기에너지 저장장치(20)로는 납산(lead-acid) 배터리팩이 사용되며, 전기동력부(10)와 전기에너지 발전장치(30) 사이의 에너지 버퍼의 역할을 한다. The electric power unit 10 is composed of a 120kW induction motor, an electric motor controller (MCU), and a first gear reduction gear. In addition, a lead-acid battery pack is used as the electric energy storage device 20, and serves as an energy buffer between the electric power unit 10 and the electric energy generator 30.

도 1에서 보조동력장치로 표기된 전기에너지 발생장치(30)는 1.5L 커먼레일 연료분사식(common rail fuel injection type) 디젤엔진과 엔진제어장치(ECU), 30 kW의 유도 발전기와 이 발전기 제어기(GCU)로 이루어져 있다. The electric energy generating device 30 denoted as an auxiliary power unit in FIG. 1 is a 1.5L common rail fuel injection type diesel engine and an engine control unit (ECU), an induction generator of 30 kW and the generator controller (GCU). )

그리고 상기 유도 발전기의 회전자는 엔진토크의 리플을 완화시키는 댐퍼 플레이트를 통해 엔진의 크랭크축과 연결된다. 배터리 충전상태(SOC), 그리고 가속 페달량, 브레이크 페달량, 변속레버 위치 등 운전자의 의지와 관련하여, 하이브리드 버스의 상위제어기인 차량제어기(HVCU)(40)는 보조동력장치 제어기와 전동기 제어기에 지령을 발생시킨다. And the rotor of the induction generator is connected to the crankshaft of the engine through a damper plate to mitigate the ripple of the engine torque. Regarding the driver's will, such as the state of charge of the battery (SOC), the accelerator pedal amount, the brake pedal amount and the shift lever position, the vehicle controller (HVCU) 40, which is the upper controller of the hybrid bus, is connected to the auxiliary power unit controller and the motor controller. Generate a command.

상기한 전동기 제어기로의 지령은 차량의 가속이나 감속을 결정하기 위해 전동기로 보내지는 토크 지령이며, 상기 전동기 제어기로의 지령은 차량의 현 주행조건에서 배터리의 충전 상태를 유지시키도록 전동기와 배터리에 보내지는 전력 지령이다. The command to the motor controller is a torque command sent to the motor to determine the acceleration or deceleration of the vehicle, and the command to the motor controller is directed to the motor and the battery to maintain the state of charge of the battery under the current driving conditions of the vehicle. Power command sent.

또한 보조동력장치가 차량제어기(40)로부터 요구되는 전력을 발생시키기 위해서는 엔진의 속도와 토크가 결정되어져야 하는데, 보조동력장치 제어기는 엔진제어장치와 발전기 제어기로 각각 토크 지령값과 속도 지령값을 만들어낸다. 주어진 속도조건에서 엔진토크는 연료량에 의해 결정되고 조절될 수 있다. In addition, in order for the auxiliary power unit to generate the power required from the vehicle controller 40, the speed and torque of the engine must be determined. The auxiliary power unit controller is configured to provide the torque command value and the speed command value to the engine control unit and the generator controller, respectively. Make up. At a given speed, the engine torque can be determined and controlled by the fuel volume.

그리고 엔진속도는 발전기와 발전기 제어기의 속도제어에 의해 결정되고 조절된다. 상기 발전기 제어기에 의해 일정속도로 제어되는 발전기는 자동적으로 엔진토크와 같은 크기의 (-)토크를 발생하게 된다. 따라서 보조동력장치에 의해 정해진 토크 및 속도를 가지고 차량제어기(40)로부터 요구되는 전력과 동일한 전력을 발생시킬 수 있다.The engine speed is determined and controlled by the speed control of the generator and the generator controller. The generator controlled at a constant speed by the generator controller automatically generates (-) torque of the same size as the engine torque. Therefore, it is possible to generate the same power as the power required from the vehicle controller 40 with the torque and speed determined by the auxiliary power unit.

상기와 같은 종래의 기술로는, 일본 특허공개번호 1997-093715(이하, 제1종래기술), 일본 특허공개번호 1997-009412(이하, 제2종래기술), 대한민국 특허공개번호 1999-17621(이하, 제3종래기술) 및 일본 특허공개번호 1997-093716(이하, 제4종래기술) 등이 각각 개시되어 있다.As a conventional technique as described above, Japanese Patent Publication No. 1997-093715 (hereinafter referred to as First Conventional Technology), Japanese Patent Publication No. 1997-009412 (hereinafter referred to as Second Conventional Technology), and Korean Patent Publication No. 1999-17621 (hereinafter referred to as Japanese Patent Publication No. 1997-093715 , Japanese Patent Application Publication No. 1997-093716 (hereinafter referred to as Japanese Patent Application Publication No. 4), and the like.

상기한 제1종래기술은, 발전기 운전상태 검출 방법으로 출력저하가 생기지 않도록 충전율이 나쁜 경우 예컨대, 배터리 온도가 낮거나 기타 이유로 배터리 충전상태의 상승이 느린 경우, 또는 실 출력이 적은 경우 전체적인 효율의 고려 없어 더 많은 연료소모가 있을 수 있다.The above-described first conventional technology is characterized in that the overall efficiency is low when the charging rate is poor, for example, when the battery temperature is low or the rise of the battery charge rate is low for other reasons, or when the actual output is low so that the output is not lowered by the generator operating state detection method. There may be more fuel consumption without consideration.

그리고 상기한 제2종래기술은, 선정된 엔진 회전수로의 속도제어라든지 발전효율이 높은 동작영역의 검출 등은 후술하는 본원 발명과 비슷하나 온/오프(On/Off)제어를 하는 경우와 같아 NOx 발생이 크고, NOx 저감센서 비용상승의 요인이 발생된다.In the second conventional technique, the speed control at the selected engine speed or the detection of the operation area with high power generation efficiency is similar to the present invention described later, but the same as in the case of the on / off control. The generation is large, and the cost of the NOx reduction sensor rises.

이는, 같은 출력을 내는 효율이 비슷한 운전포인트로의 이동을 제안하였으나, 그 이동경로에 대한 언급이 없고, 실제에서 소음저감을 위해서는 x축 또는 y축으로 많은 경로 이동을 요하는데, 이는 출력전력이 비슷해야 하는 전제조건에 위배된다. 또한 실제 실험세트(set) 및 차량에서 소음은 운전 속도에만 기인하지 않고 같은 속도에서 발전량을 고려해야 함으로 소음을 고려하기 위한 운전 포인트(point) 이동을 목적이라면 전체적인 요구 동력(power) 출력저감의 희생이 따라야 한다. 즉, 원하는 출력을 같은 소음과 비슷한 효율영역에서 모두 만족시키기는 어렵다.This suggests a movement to a driving point with similar efficiency, but there is no mention of the movement path, and in practice, many paths need to be moved along the x-axis or y-axis for noise reduction. It violates prerequisites that should be similar. In addition, the noise in the actual test set and the vehicle should be considered at the same speed, not just the driving speed, so if the purpose of moving the driving point to consider the noise is to sacrifice the overall power output reduction. It must be followed. In other words, it is difficult to satisfy the desired output in the same noise and similar efficiency range.

또한 상기한 제3종래기술은, 전압과 전류제어를 통한 부하에로의 최대효율이 되는 일정크기의 전력을 공급하는 것으로 현재는 일반적으로 사용되는 알고리즘에 불과하다.In addition, the third conventional technology is to supply a certain amount of power, which is the maximum efficiency to the load through voltage and current control, which is currently only a commonly used algorithm.

그리고 상기한 제4종래기술은, 요구되는 구동파워에서 배터리 부담을 제외한 만큼의 발전량 제어를 위한 알고리즘으로 현재 사용중이다. 또한 속도의 운전 포인트가 너무 다양하여 엔진과 전동기의 응답성(dynamics) 차이에 의한 문제점 야기의 가능성이 있다.The fourth conventional technology is currently being used as an algorithm for controlling the amount of power generated by excluding the battery burden from the required driving power. There is also a possibility that the driving point of the speed is too diverse, causing problems due to the difference in the dynamics of the engine and the motor.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연료소비율 및 질소산화물 배출의 저감이 있고, 엔진 및 발전기 각각에서 고 효율 포인트로의 운전이 가능하도록 한 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, and has a reduction in fuel consumption rate and nitrogen oxide emission, and controls the auxiliary power unit for the series hybrid bus which enables operation to a high efficiency point in each of the engine and the generator. The purpose is to provide a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법은, 직렬형 하이브리드 버스의 차량제어기에 필요한 정보를 입력하고, 상기 직렬형 하이브리드 버스 전동기의 구동토크(TM)를 생성하는 단계와; 상기 전동기의 회전속도(ωM) 신호와, 요구 동력 기준값(PVEH) 신호를 상기 차량제어기에 입력하고, 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값(SOClow_limit)보다 작은지 판단하는 단계와; 상기 배터리 충전상태가 그 하한값보다 작은 경우, 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진 및 발전기로부터 요구되는 보조 전력 요구량(PAPU)을 최대 전력값(PAPU_max)으로 설정하고, 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계와; 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태가 아닌 경우, 상기 보조동력장치의 제어기에 테이블 상 데이터에서 상기 직렬형 하이브리드 버스 엔진의 토크(τ)와 발전기의 속도(ω)를 입력하고, 엔진의 토크(τENG)와 상기 발전기의 속도(ωG)를 발생시키는 단계와; 상기 엔진의 토크를 출력하고 이를 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진제어장치(ECU)로 보내고, 상기 발전기의 속도를 출력하고 이를 발전기 제어기(GCU)로 보내는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus according to the present invention includes inputting necessary information to a vehicle controller of a serial hybrid bus and adjusting the driving torque (TM) of the serial hybrid bus motor. Generating; Inputting a rotational speed (ωM) signal of the electric motor and a required power reference value (PVEH) signal to the vehicle controller, and determining whether the battery charge state SOC is smaller than its lower limit SOClow_limit; When the state of charge of the battery is smaller than the lower limit value, the auxiliary power request amount PAPU required from the engine and the generator of the series hybrid bus is set to the maximum power value PAPU_max, and the state of the auxiliary power unit is in a transient state. Determining; If the state of the auxiliary power unit is not in a transient state, the torque τ of the series hybrid bus engine and the speed of the generator ω are input to the controller of the auxiliary power unit in the table data, and the engine torque ( τENG) and a speed ωG of the generator; Outputting the torque of the engine and sending it to an engine control unit (ECU) of the serial hybrid bus, outputting the speed of the generator and sending it to a generator controller (GCU).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 설명하기 앞서 본 발명에 따른 방법이 적용되는 시스템에 대하여 개략적으로 설명하기로 한다.First, before describing a method for controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus according to the present invention, a system to which the method according to the present invention is applied will be described.

도 2에는 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법이 적용되는 직렬형 하이브리드 버스(또는 차량)제어 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. Figure 2 schematically shows a series hybrid bus (or vehicle) control system to which the auxiliary power control method for a serial hybrid bus according to the present invention is applied.

도시된 바와 같이, 전동기 제어기(MCU)(51)는 가, 감속 등 운전자의 의지와 관련하여 차량제어기(HVCU)(52)로 보내질 전동기(53)의 구동토크(TM)와 회전속도(ωM)값을 생성하면서 동력 기준값(Pveh)을 요구한다. 상기 차량제어기(52)는 또한 배터리 충전상태(SOC)에 대한 정보를 받으며 보조동력장치(APU system)(60)의 제어기(APU controller)(61)로 하여금 전력 요구량 (PAPU)을 발생하도록 지령한다.As shown, the motor controller (MCU) 51 drives the drive torque TM and the rotational speed ωM of the motor 53 to be sent to the vehicle controller HVCU 52 in relation to the driver's will, such as acceleration and deceleration. The power reference value Pveh is required while generating the value. The vehicle controller 52 also receives information on the state of charge of the battery (SOC) and instructs the controller (APU) 61 of the APU system 60 to generate the power demand PAPU. .

상기와 같은 제어 시스템을 참조하여 이하에서는 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 설명한다.With reference to the control system as described above will be described in the control method for the auxiliary power unit for a serial hybrid bus according to the present invention.

도 3에는 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic flowchart showing a method of controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus according to the present invention in sequence.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법은, 우선, 직렬형 하이브리드 버스의 차량제어기(52)에 엑셀(Acc.)과 브레이크(Brake) 신호 및 배터리 충전상태(SOC)의 정보를 입력한다.(단계 110,120)Referring to the drawings, the control method of the auxiliary power unit for the serial hybrid bus according to the present invention, first, to the vehicle controller 52 of the serial hybrid bus (Accc.) And brake (Brake) signal and the state of charge of the battery ( SOC) information (steps 110, 120).

이어서, 직렬형 하이브리드 버스 전동기(53)의 구동토크(TM)를 생성 (generating)한다.(단계 130)Subsequently, a driving torque TM of the series hybrid bus motor 53 is generated (step 130).

그리고 상기 전동기(53)의 회전속도(ωM) 신호와, 요구 동력 기준값(PVEH) 신호를 차량제어기(52)에 입력한다.(단계 140,150)Then, the rotational speed ωM signal and the required power reference value PVEH signal of the electric motor 53 are input to the vehicle controller 52 (steps 140 and 150).

또한 직렬형 하이브리드 버스의 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값 (SOClow_limit)보다 작은지 판단한다.(단계 160)It is also determined whether the battery charge state SOC of the serial hybrid bus is smaller than its lower limit SOClow_limit (step 160).

상기 단계 160에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값(SOClow_limit)보다 작으면 직렬형 하이브리드 버스의 엔진(ENG)(62) 및 발전기(G)(63)로부터 요구되는 보조 전력 요구량(PAPU)을 최대 전력값(PAPU_max)으로 설정한다.(단계 170)If the condition in step 160 is satisfied, i.e., the battery state of charge (SOC) is less than its lower limit (SOClow_limit), it is required from the engine (ENG) 62 and the generator (G) 63 of the series hybrid bus. The auxiliary power request amount PAPU is set to the maximum power value PAPU_max (step 170).

이어서, 상기 보조동력장치(60)의 상태가 과도상태(Transient State)인지를 판단한다.(단계 180)Next, it is determined whether the state of the auxiliary power unit 60 is a transient state (step 180).

상기 단계 180에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 과도상태가 아니면 보조동력장치 제어기(61)에 테이블 상 데이터(Efficient Look-up data)(66)에서 직렬형 하이브리드 버스 엔진(62)의 토크(τ)와 발전기(63)의 속도(ω)를 입력하고, 엔진(62)의 토크(τENG)와 발전기(63)의 속도(ωG)를 발생(생성)시킨다.(단계 190,200)If the condition in step 180 is not satisfied, i.e., if it is not a transient state, the torque of the in-line hybrid bus engine 62 in the table Efficient Look-up data 66 in the auxiliary power unit controller 61; τ and the speed ω of the generator 63 are input, and the torque τENG of the engine 62 and the speed ωG of the generator 63 are generated (generated). (steps 190, 200)

그리고 상기 엔진(62)의 토크를 출력하고 이를 직렬형 하이브리드 버스의 엔진제어장치(ECU)(64)로 보내고, 발전기(63)의 속도를 출력하고 이를 발전기 제어기(GCU)(65)로 보낸다.(단계 210,220)And outputs the torque of the engine 62 and sends it to the engine control unit (ECU) 64 of the serial hybrid bus, outputs the speed of the generator 63 and sends it to the generator controller (GCU) 65. (Steps 210,220)

한편, 상기 단계 160에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값(SOClow_limit)보다 작지 않다면 배터리 충전상태(SOC)가 그 상한값(SOChigh_limit)보다 큰지 판단한다.(단계 310)On the other hand, if the condition in step 160 is not satisfied, that is, the battery state of charge (SOC) is not less than the lower limit SOClow_limit, it is determined whether the battery state of charge (SOC) is greater than the upper limit value (SOChigh_limit). )

이어서, 상기 단계 310에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 배터리 충전상태(SOC)가 그 상한값(SOChigh_limit)보다 크면 상기 전력 요구량(PAPU)을 최소 전력값(PAPU_min)으로 설정하고, 계속해서 상기 단계 180을 수행한다.(단계 320)Subsequently, when the condition in step 310 is satisfied, that is, when the battery state of charge SOC is greater than the upper limit value SOChigh_limit, the power demand amount PAPU is set to the minimum power value PAPU_min, and then the step 180 is performed. (Step 320)

그리고 상기 단계 310에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 배터리 충전상태(SOC)가 그 상한값(SOChigh_limit)보다 크지 않는 경우 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 하한값(Popt_low)보다 작은지 판단한다.(단계 410)When the condition at step 310 is not satisfied, that is, when the battery state of charge SOC is not greater than the upper limit SOChigh_limit, it is determined whether the required power reference value PVEH is smaller than the lower limit value Popt_low. Step 410)

또한 상기 단계 410에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 하한값(Popt_low)보다 작지 않으면 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 큰지 판단한다.(단계 420)If the condition in step 410 is not satisfied, that is, the demand power reference value PVEH is not smaller than the lower limit value Popt_low, it is determined whether the demand power reference value PVEH is larger than the upper limit value Popt_high (step 420). )

상기 단계 420에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 요구 동력 기준값 (PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 크지 않으면 상기 보조 전력 요구량(PAPU)을 15kW로 설정하고, 계속해서 상기 단계 180을 수행한다.(단계 430)If the condition at step 420 is not satisfied, that is, if the required power reference value PVEH is not greater than the upper limit value Popt_high, the auxiliary power demand PAPU is set to 15 kW, and the step 180 is then performed. (Step 430)

이어서, 상기 단계 410에서의 조건을 만족하는 경우, 보조 전력 요구량 (PAPU)을 30kW로 설정하고, 계속해서 상기 단계 180을 수행한다.(단계 440) Subsequently, if the condition in step 410 is satisfied, the auxiliary power demand (PAPU) is set to 30 kW, and then step 180 is performed (step 440).

또한 상기 단계 420에서의 조건을 만족하는 경우, 보조 전력 요구량(PAPU)을 10kW로 설정하고, 계속해서 상기 단계 180을 수행한다.(단계 450)If the condition in step 420 is satisfied, the auxiliary power request amount PAPU is set to 10 kW, and step 180 is then performed.

다른 한편으로 상기 단계 180에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 과도상태라고 판단되면 상기 엔진(62)의 토크 변화량(ΔτENG)과 상기 발전기(63)의 속도 변화량(ΔωG)을 발생시킨다.(단계 510)On the other hand, when the condition in step 180 is satisfied, that is, when it is determined that the transient state is satisfied, the torque change amount Δτ ENG of the engine 62 and the speed change amount Δω G of the generator 63 are generated. )

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the auxiliary power control method for a serial hybrid bus according to the present invention made as described above in more detail.

본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법에서는 엔진(62)의 특성 데이터 분석 결과를 토대로 직렬형 하이브리드 버스에 적용되는 동력시스템에 대하여 디젤 엔진(62)은 토크제어 모드로, 발전기(63)는 속도제어 모드로 작동되는 보조동력장치(60)의 시스템 제어 전략을 수립하고, 운전 사이클에 따른 시뮬레이션을 수행하여 제어전략의 타당성을 검증함으로써 이루어진 것이다.In the method of controlling an auxiliary power unit for a tandem hybrid bus according to the present invention, the diesel engine 62 is in a torque control mode for a power system applied to the tandem hybrid bus based on the characteristic data analysis result of the engine 62. 63) is made by establishing a system control strategy of the auxiliary power unit 60 operating in the speed control mode, and performing a simulation according to the operation cycle to verify the validity of the control strategy.

직렬형 하이브리드 버스(SHEB)를 제어하는데 있어 가장 중요한 것들은 동력장치제어, 배터리 충전상태(SOC) 관리, 보조동력장치(60)의 제어인데, 본 발명에서는 전동기에 요구되는 전력을 공급하는 보조동력장치(60)의 제어에 대해 중점적으로 다루었다. The most important in controlling the SHEB is a power unit control, battery charge state (SOC) management, control of the auxiliary power unit 60, in the present invention, the auxiliary power unit for supplying the power required for the motor The control of 60 was focused on.

보조동력장치(60) 제어는, 우선, 배터리 충전상태(SOC), 차량속도, 브레이크 및 가속페달량과 같은 운전자 의지 등을 고려하여 보조동력장치 제어기(61)가 전력 지령값을 발생과, 요구되는 전기에너지를 만들기 위해 발전기 제어기(65)에 속도 지령값, 엔진제어장치(64)에 토크 지령값 발생과, 과도상태에서 전력 지령값의 이동(속도, 토크 곡선 고려) 등의 내용으로 한다.In the control of the auxiliary power unit 60, first, the auxiliary power unit controller 61 generates a power command value in consideration of the driver's intention such as the state of charge of the battery (SOC), the vehicle speed, the brake and the accelerator pedal amount, and the like. In order to generate electrical energy, the speed command value in the generator controller 65, the torque command value generation in the engine control device 64, and the movement of the power command value in the transient state (speed, torque curve consideration) and the like.

우선, 전력 지령값(PAPU)의 발생은 보조동력장치 제어기(61)의 주요 역할 중 하나인데, 도 4에 도시된 바와 같이, 속도-토크(ω-τ) 평면상의 등전력곡선들 중에서 어느 값을 선정하느냐 이다. First, generation of the power command value PAPU is one of the main roles of the auxiliary power unit controller 61. As shown in FIG. 4, any value among the isopower curves on the speed-torque (ω-τ) plane is shown. Whether or not it is selected.

본 발명에서는 상기 차량제어기(52)의 요구 전력을 도 5의 테이블(TABLE) 1에 표시된 제어 전략에 따라 결정한다. 즉, 배터리 충전상태(SOC)가 하한값(SOClow_limit)보다 작은 경우 보조동력장치(60)는 최대 전력값(PAPU_max)을 지령하고, 반대로 상한값(SOChigh_limit) 보다 클 경우 최소 전력값(PAPU_min)을 지령한다. 배터리 충전상태(SOC)가 하한값과 상한값 사이에 있을 경우는 SOC와 차량 요구 동력(Pveh)을 동시에 고려하여 상기한 PAPU를 발생한다.In the present invention, the required power of the vehicle controller 52 is determined according to the control strategy shown in TABLE 1 of FIG. That is, when the state of charge of the battery SOC is smaller than the lower limit SOClow_limit, the auxiliary power unit 60 commands the maximum power value PAPU_max. . When the battery charge state SOC is between the lower limit value and the upper limit value, the PAPU is generated in consideration of the SOC and the vehicle demand force Pveh at the same time.

이어서, 속도 및 토크 지령값 발생에 대해 설명한다. Next, generation of the speed and torque command values will be described.

상기 보조동력장치(60)의 최적 작동은 엔진(62)과 발전기(63)의 속도와 토크를 조절함으로써 가능하다. 전력 지령값이 결정된 후, 보조동력장치 제어기(61)는 발전기(63)에게 속도 지령값을, 엔진(62)에는 토크 지령값을 발생한다. Optimal operation of the auxiliary power unit 60 is possible by adjusting the speed and torque of the engine 62 and the generator 63. After the power command value is determined, the auxiliary power unit controller 61 generates a speed command value to the generator 63 and a torque command value to the engine 62.

그런데 동일한 전력을 발생하더라도 속도와 토크의 조합에 따라 배출가스와 연료소비율에 차이가 있기 때문에 최적의 속도, 토크를 결정하는 것이 매우 중요하다. 디젤엔진(62)에서 발생되는 토크는 연료 분사량에 의해 조절되고, 토크와 연료 분사량 사이의 관계는 동력계를 이용한 실험으로부터 구할 수 있으며, 도 6과 같이 맵(map)의 형태로 제어기의 메모리에 저장할 수 있다. 또한 이 데이터를 토대로 토크 지령값을 연료분사량 지령값으로 변환시킬 수 있다. However, even if the same power is generated, it is very important to determine the optimum speed and torque because the exhaust gas and fuel consumption rate are different depending on the combination of speed and torque. The torque generated in the diesel engine 62 is controlled by the fuel injection amount, and the relationship between the torque and the fuel injection amount can be obtained from an experiment using a dynamometer, and stored in the memory of the controller in the form of a map as shown in FIG. Can be. Also, based on this data, the torque command value can be converted into the fuel injection amount command value.

또한 본 발명에서 지령값 이동은 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 보조동력장치(60)의 작동점이 P1에서 P2로 이동할 때 속도와 토크의 변화 궤적으로 정의된다. 일반적으로 작동점이 이동하여 정상상태로 안정화되는데는 엔진(62)의 동적 특성의 제약으로 인해 수 초 이상이 걸린다. 그리고 직렬형 하이브리드 버스(차량)(SHEV)의 운전상태가 부하조건에 따라 자주 바뀌기 때문에 보조동력장치(60)가 충분한 시간동안 정상상태로 머물기가 어렵다. In addition, the command value movement in the present invention, as shown in Figures 7 and 8, is defined as the change trajectory of the speed and torque when the operating point of the auxiliary power unit 60 moves from P1 to P2. In general, it takes several seconds or more due to the limitation of the dynamic characteristics of the engine 62 to stabilize the steady state by moving the operating point. And since the operating state of the series hybrid bus (vehicle) (SHEV) is often changed according to the load conditions, it is difficult for the auxiliary power unit 60 to remain in a steady state for a sufficient time.

따라서 과도상태에서의 시스템 효율과 배출가스 특성에 대한 고려가 있어야 한다. 상기 보조동력장치(60)의 효율과 배출가스 특성은 차량주행테스트에 의한 시행착오방식을 통해 속도와 토크의 최적 조합의 선정에 달려있다.Therefore, consideration should be given to system efficiency and emissions characteristics under transient conditions. The efficiency and exhaust gas characteristics of the auxiliary power unit 60 depend on the selection of an optimal combination of speed and torque through a trial and error method by a vehicle driving test.

본 발명에서 과도상태에서의 속도와 토크 지령값은 아래와 같이 선정된다. In the present invention, the speed and torque command values in the transient state are selected as follows.

우선, 기계적 충격이 적도록 하면서 토크 지령값을 선형적으로 증가, 감소시킨다. 그리고 속도의 오버슈트나 언더슈트를 억제하면서 속도 지령값을 선형적으로 증가, 감소시킨다.First, the torque command value increases and decreases linearly with less mechanical impact. The speed command value is linearly increased and decreased while suppressing overshoot or undershoot of the speed.

그리고 발전기(63)의 속도 제어에 대해 설명한다.And the speed control of the generator 63 is demonstrated.

상기 발전기(63)의 제원은 도 9의 테이블 2와 같다. 발전기(63)는 수납공간의 크기와 냉각효율을 고려하여 수냉식을 사용하였으며 발전기 제어기(65) 인버터의 고속 스위칭으로 인해 di/dt와 dv/dt에 대비하여 권선간 및 권선-프레임간 절연을 강화시키도록 하였다. The specification of the generator 63 is shown in Table 2 of FIG. The generator 63 uses water cooling in consideration of the size of the storage space and the cooling efficiency, and the insulation between the windings and the winding-frames is reinforced in preparation for di / dt and dv / dt due to the high-speed switching of the inverter controller 65 inverter. It was made.

한편, 도 10은 유도 발전기(63)의 속도 제어에 대한 블록 다이어그램이다. 기준 속도와 실제 속도사이의 오차는 비례적분(PI) 속도 제어기로 입력된다. 비례적분 속도 제어기의 출력은 발전기(63)의 토크를 생성하는 q-축 기준 전류값으로 사용된다.10 is a block diagram for speed control of the induction generator 63. The error between the reference speed and the actual speed is input to the proportional integral (PI) speed controller. The output of the proportional integral speed controller is used as the q-axis reference current value that generates the torque of the generator 63.

상기한 비례적분 방식의 전류 제어기는 동적 응답성이 속도 제어기보다 빠르기 때문에 도 10에서와 같이 저역 통과 필터로써 간주될 수 있다. The proportional integral type current controller may be regarded as a low pass filter as shown in FIG. 10 because the dynamic response is faster than that of the speed controller.

이어서, 본 발명에 있어서 직렬형 하이브리드 버스(차량)의 제어전략의 시뮬레이션에 대해 설명한다.Next, the simulation of the control strategy of the serial hybrid bus (vehicle) in the present invention will be described.

현재 배터리 충전상태(SOC)와 차량의 요구 전력에 따라 엔진(62)-발전기(63)로부터 요구되는 보조 전력 요구량을 발전기(63)의 전력 효율을 고려하여 도 5의 테이블 1과 같이 10kW, 15kW, 20kW로 세분하는 직렬형 하이브리드 버스(차량) 제어 전략과, 0kW와 20kW로 온/오프(on/off)를 반복하면서 전력을 공급하도록 하는 서머스탯(thermostat) 제어 전략으로 나누어 차량 운행에 따른 전력 공급, 배터리 충전상태, 엔진(62)의 배출가스와 발전기(63)의 출력 특성에 대해 시뮬레이션을 수행하고 결과를 비교하였다. According to the current state of charge (SOC) of the vehicle and the required power of the vehicle, the auxiliary power required from the engine 62 to the generator 63 is 10kW and 15kW as shown in Table 1 of FIG. 5 in consideration of the power efficiency of the generator 63. Power based on vehicle operation by dividing it into a serial hybrid bus (vehicle) control strategy subdivided into 20kW and a thermostat control strategy to supply power repeatedly on and off at 0kW and 20kW. Simulations were performed on the supply, the state of charge of the battery, the emissions of the engine 62 and the output characteristics of the generator 63, and the results were compared.

그리고 결정된 전력 요구량에 따라 토크지령과 속도지령을 결정함에 있어서는 도 11에 도시한 발전기(63)의 전력효율을 고려하여 효율이 가장 양호한 영역에서 엔진(62)이 작동하도록 설정하였다. 발전기(63)의 전력효율 데이터로부터 효율이 가장 양호한 영역은 엔진(62)의 속도가 2200∼2700rpm 범위에 해당하지만, 본 발명에서 제안한 제어전략에서는 발전기(63) 속도를 2400rpm으로 일정하게 유지하고 엔진(62) 토크를 각각 40Nm, 60Nm, 80Nm로 변화시켜 보조전력 요구량에 해당하는 전력을 생성하도록 구성하였다.In determining the torque command and the speed command according to the determined power demand, the engine 62 is set to operate in the region having the best efficiency in consideration of the power efficiency of the generator 63 shown in FIG. The most efficient area from the power efficiency data of the generator 63 corresponds to the speed of the engine 62 in the range of 2200 to 2700 rpm. However, in the control strategy proposed in the present invention, the speed of the generator 63 is kept constant at 2400 rpm. (62) The torque was changed to 40Nm, 60Nm and 80Nm, respectively, to generate power corresponding to the auxiliary power requirement.

FTP-75 모드중 초기 600sec동안에 대해 시뮬레이션을 수행하였는데, 도 12는 시간에 따른 차량 속도와 차량의 요구전력(Pveh)을 나타낸다. Simulation was performed for the initial 600 sec in the FTP-75 mode. FIG. 12 shows the vehicle speed and the required power Pveh over time.

도 12는 엔진(62)-발전기(63)로부터 요구되는 보조 전력요구량(PAPU)과 배터리 관리 시스템(BMS)(70)에서 계산된 배터리의 요구전력을 나타낸다. 그 결과에서 보는바와 같이 차량이 가감속을 자주 하게되고 이에 따른 차량의 요구전력 또한 급격하게 변함에 따라 서모스탯 제어전략시 보조전력부에 요구되는 전력요구량의 변화가 직렬형 하이브리드 버스(차량)(SHEV) 제어전략에 의한 경우보다 급격하게 변하는 것을 알 수 있다. 두 제어 전략에 의한 운전 모두 0.005 kW의 전력 오차 범위 내에서 차량에 요구되는 전력을 안정적으로 공급한다.12 shows the required power of the battery calculated in the auxiliary power demand PAPU and the battery management system BMS 70 required from the engine 62-generator 63. As a result, as the vehicle frequently accelerates and decelerates, and thus the power demand of the vehicle changes rapidly, the change in the power requirement required for the auxiliary power unit in the thermostat control strategy changes the serial hybrid bus (vehicle) ( It can be seen that it changes more rapidly than the case by the control strategy. Both control strategies provide a stable supply of power to the vehicle within 0.005 kW of power tolerance.

그리고 도 13은 직렬형 하이브리드 버스(차량)(SHEV) 제어전략과 서모스탯 제어전략 사이의 연료분사량, 배터리 충전상태(SOC)변화, 배출가스 특성에 대해 FTP-75 모드 조건에서 시뮬레이션을 통해 비교한 결과이다. 13 is a simulation comparison of fuel injection, battery charge (SOC) change, and emission characteristics between a series hybrid bus (SHEV) control and a thermostat control strategy by simulation in FTP-75 mode. The result is.

상기한 직렬형 하이브리드 버스(차량) 제어전략의 결과는 서모스탯 결과를 기준으로 무차원화하였다. 그 결과에서 보는 바와 같이 제안된 직렬형 하이브리드 버스(차량) 제어전략이 연료소비율과 질소산화물(NOx)에서 서모스탯 전략보다 우수함을 보이나 HC, CO 배출가스에서는 효과가 낮음을 알 수 있다.The results of the above-described serial hybrid bus (vehicle) control strategy are dimensionless based on the thermostat results. As shown in the results, the proposed tandem hybrid bus (vehicle) control strategy is superior to the thermostat strategy in fuel consumption and NOx, but the effect is low in HC and CO emissions.

직렬형 하이브리드 버스(차량) 제어전략에 의해 차량을 운행할 경우 차량의 요구전력에 따라 보조 전력부에서 공급해야 할 전력량을 세분화하고 각 운전 상황에 따라 토크뿐만 아니라, 엔진(62)의 적정 운전속도까지 고려할 경우 연비향상, 배출가스 저감 등 차량의 운전 목표를 보다 효과적으로 달성할 수 있을 것으로 판단된다. When driving a vehicle by a serial hybrid bus (vehicle) control strategy, the amount of power to be supplied from the auxiliary power unit is subdivided according to the required power of the vehicle, and the appropriate driving speed of the engine 62 as well as the torque according to each driving situation. Considering these factors, it is expected that the driving target of the vehicle, such as fuel efficiency improvement and emission reduction, can be more effectively achieved.

이와 같이 본 발명에 따르면, 직렬형 하이브리드 버스에 적용되는 동력시스템에 대하여 보조동력장치 제어기(61)의 전력 지령값 발생, 엔진제어장치(64) 및 발전기 제어기(65)의 토크 및 속도 지령값 발생, 그리고 과도상태에서의 지령값 이동, 벡터제어 유도발전기(63)의 속도제어 등 제어 전략을 조사, 분석하였다. As described above, according to the present invention, the power command value generation of the auxiliary power unit controller 61 and the torque and speed command value generation of the engine control unit 64 and the generator controller 65 are generated for the power system applied to the series hybrid bus. And control strategies such as command value movement in transient state and speed control of vector control induction generator (63) were investigated and analyzed.

그리고 상기한 전략을 토대로 한 보조동력장치(60) 제어 알고리즘을 FTP-75 주행모드를 사용하여 모델링과 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 배터리 충전상태와 차량의 요구 전력에 따라 엔진(62)-발전기(63)로부터 요구되는 보조 전력 요구량을 발전기(63)의 전력 효율을 고려하여 세분하는 직렬형 하이브리드 버스(차량) 제어 전략을 개발하였으며, 온/오프(on/off) 방식인 서모스탯 제어 전략과의 비교를 통해 연료소비율 및 질소산화물 배출 저감에 효과가 있음을 확인하였다.And the control algorithm of the auxiliary power unit 60 based on the above strategy was confirmed through modeling and simulation using the FTP-75 driving mode. We developed a series hybrid bus (vehicle) control strategy that subdivides the auxiliary power requirement from the engine 62-generator 63 in consideration of the battery charging status and the required power of the vehicle in consideration of the power efficiency of the generator 63. In comparison with the on / off thermostat control strategy, it was found to be effective in reducing fuel consumption and NOx emissions.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the control method of the auxiliary power unit for the serial hybrid bus according to the present invention has the following effects.

전동기(traction motor) 구동부와 보조동력장치 제어부의 독립적인 제어가 가능하고, 보조동력장치 제어기의 결함(fault)시에도 차량을 구동시킬 수 있다. Independent control of the traction motor drive unit and the auxiliary power unit control unit is possible, and the vehicle can be driven even in the event of a fault of the auxiliary power unit controller.

그리고 사전 실험으로 가지고 있는 맵 데이터를 활용하여 엔진 및 발전기 각각에서 고 효율 포인트(point)로의 운전이 가능한다.And by using the map data from the preliminary experiments, it is possible to drive to a high efficiency point in each of the engine and generator.

또한 연료소비율 및 질소산화물 배출을 저감시킬 수 있다.In addition, fuel consumption and nitrogen oxide emissions can be reduced.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 종래의 기술에 따른 직렬형 하이브리드 버스의 시스템 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing a system configuration of a serial hybrid bus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법이 적용되는 시스템 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.2 is a view schematically showing a system configuration to which the auxiliary power control method for a tandem hybrid bus according to the present invention is applied.

도 3은 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.Figure 3 is a schematic flow chart showing sequentially a control method of the auxiliary power unit for a serial hybrid bus according to the present invention.

도 4는 속도-토크(ω-τ) 평면상의 등전력곡선을 나타내 보인 도면.4 shows an isopower curve on the velocity-torque (ω-τ) plane.

도 5는 전동기 제어기와 차량제어기에서 요구되는 전력량을 표시한 테이블 1.5 is a table 1 showing the amount of power required by the motor controller and the vehicle controller.

도 6은 디젤엔진에서 토크, 속도, 연료 분사량의 관계를 나타내 보인 그래프.6 is a graph showing the relationship between torque, speed, and fuel injection amount in a diesel engine.

도 7 및 도 8은 보조동력장치에서 속도와 토크의 변화를 나타내 보인 그래프.7 and 8 are graphs showing changes in speed and torque in the auxiliary power unit.

도 9는 발전기의 제원을 나타내 보인 테이블 2.9 is a table showing the specifications of the generator.

도 10은 유도 발전기의 속도 제어를 나타내 보인 블록도.10 is a block diagram showing the speed control of the induction generator.

도 11은 발전기의 전력효율을 나타내 보인 그래프.11 is a graph showing the power efficiency of the generator.

도 12는 시간에 따른 차량 속도와 차량의 요구전력을 나타내 보인 그래프.12 is a graph showing vehicle speed and required power of a vehicle with time;

도 13은 직렬형 하이브리드 버스(차량)(SHEV) 제어전략과 서모스탯 제어전략 사이의 연료분사량, 배터리 충전상태(SOC)변화, 배출가스 특성에 대해 FTP-75 모드 조건에서 시뮬레이션을 통해 비교한 결과 그래프.FIG. 13 is a simulation comparison of fuel injection amount, battery state of charge (SOC), and emission characteristics between a series hybrid bus (SHEV) control strategy and a thermostat control strategy. graph.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

51. 전동기 제어기 52. 차량 제어기51. Motor controller 52. Vehicle controller

53. 전동기 60. 보조동력장치53. Electric motor 60. Auxiliary power unit

61. 보조동력장치 제어기 62. 엔진61. Auxiliary Power Supply Controller 62. Engine

63. 발전기 64. 엔진제어장치63. Generator 64. Engine Control

65. 발전기 제어기65. Generator Controller

Claims (6)

직렬형 하이브리드 버스의 차량제어기에 필요한 정보를 입력하고, 상기 직렬형 하이브리드 버스 전동기의 구동토크(TM)를 생성하는 단계와;Inputting information required for the vehicle controller of the series hybrid bus and generating a driving torque (TM) of the series hybrid bus motor; 상기 전동기의 회전속도(ωM) 신호와, 요구 동력 기준값(PVEH) 신호를 상기 차량제어기에 입력하고, 배터리 충전상태(SOC)가 그 하한값(SOClow_limit)보다 작은지 판단하는 단계와;Inputting a rotational speed (ωM) signal of the electric motor and a required power reference value (PVEH) signal to the vehicle controller, and determining whether the battery charge state SOC is smaller than its lower limit SOClow_limit; 상기 배터리 충전상태가 그 하한값보다 작은 경우, 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진 및 발전기로부터 요구되는 보조 전력 요구량(PAPU)을 최대 전력값(PAPU_max)으로 설정하고, 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계와;When the state of charge of the battery is smaller than the lower limit value, the auxiliary power request amount PAPU required from the engine and the generator of the series hybrid bus is set to the maximum power value PAPU_max, and the state of the auxiliary power unit is in a transient state. Determining; 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태가 아닌 경우, 상기 보조동력장치의 제어기에 테이블 상 데이터에서 상기 직렬형 하이브리드 버스 엔진의 토크(τ)와 발전기의 속도(ω)를 입력하고, 엔진의 토크(τENG)와 상기 발전기의 속도(ωG)를 발생시키는 단계와;If the state of the auxiliary power unit is not in a transient state, the torque τ of the series hybrid bus engine and the speed of the generator ω are input to the controller of the auxiliary power unit in the table data, and the engine torque ( τENG) and a speed ωG of the generator; 상기 엔진의 토크를 출력하고 이를 상기 직렬형 하이브리드 버스의 엔진제어장치(ECU)로 보내고, 상기 발전기의 속도를 출력하고 이를 발전기 제어기(GCU)로 보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.Outputting the torque of the engine and sending it to an engine control unit (ECU) of the tandem hybrid bus, outputting the speed of the generator and sending it to the generator controller (GCU). Control method of auxiliary power unit for bus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리 충전상태가 그 하한값보다 작지 않은 경우에는, 상기 배터리 충전상태(SOC)가 그 상한값(SOChigh_limit)보다 큰지 판단하여 이에 만족하는 경우, 상기 전력 요구량(PAPU)을 최소 전력값(PAPU_min)으로 설정하고, 계속해서 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계부터 재 수행하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.When the state of charge of the battery is not smaller than the lower limit value, the battery state of charge SOC is determined to be greater than the upper limit value SOChigh_limit, and when it is satisfied, the power request amount PAPU is set to the minimum power value PAPU_min. And continuing from the step of determining whether the state of the auxiliary power unit is in a transient state. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 배터리 충전상태(SOC)가 그 상한값(SOChigh_limit)보다 큰지 판단하여 이에 만족하지 못하는 경우에는, 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 하한값 (Popt_low)보다 작은지 판단하여 이에 만족하지 못하는 경우, 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 큰지 판단하는 단계와;If the battery state of charge SOC is greater than the upper limit value SOChigh_limit and is not satisfied, the request power reference value PVEH is less than the lower limit value Popt_low. Determining whether the power reference value PVEH is greater than its upper limit value Popt_high; 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 큰지 판단하여 이를 만족하지 못하는 경우에는, 상기 보조 전력 요구량(PAPU)을 15kW로 설정하고, 계속해서 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계부터 재 수행하는 단계;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.If it is determined that the required power reference value PVEH is larger than its upper limit value Popt_high, and it is not satisfied, the auxiliary power demand PAPU is set to 15 kW, and it is continued whether the state of the auxiliary power device is transient. And re-performing from the determining step. The method of controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus, the method comprising: a. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 작은지 판단하여 이를 만족하는 경우, 상기 보조 전력 요구량(PAPU)을 30kW로 설정하고, 계속해서 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계부터 재 수행하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.If it is determined that the required power reference value PVEH is smaller than its upper limit value Popt_high, and it is satisfied, the auxiliary power demand PAPU is set to 30 kW, and it is subsequently determined whether the state of the auxiliary power device is transient. The auxiliary motor control method for a serial hybrid bus, characterized in that for performing again from the step. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 요구 동력 기준값(PVEH)이 그 상한값(Popt_high)보다 큰지 판단하여 이를 만족하는 경우, 상기 보조 전력 요구량(PAPU)을 10kW로 설정하고, 계속해서 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하는 단계부터 재 수행하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.If it is determined that the required power reference value PVEH is greater than its upper limit value Popt_high, and if it is satisfied, the auxiliary power request amount PAPU is set to 10 kW, and it is subsequently determined whether the state of the auxiliary power device is transient. A method for controlling an auxiliary power unit for a serial hybrid bus, characterized in that the step is performed again. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보조동력장치의 상태가 과도상태인지를 판단하여 이를 만족하는 경우, 상기 엔진의 토크 변화량(ΔτENG)과 상기 발전기의 속도 변화량(ΔωG)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 버스용 보조동력장치 제어방법.When it is determined that the state of the auxiliary power unit is a transient state and satisfies this, the auxiliary power unit for the series hybrid bus, characterized in that to generate the torque change amount (ΔτENG) of the engine and the speed change amount (ΔωG) of the generator. Control method.
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