KR100948125B1 - 하이브리드 자동차 주행 시스템 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 자동차 주행 시스템이 개시된다. 발전기는 입력되는 회전동력을 통해 전기에너지를 생성하고 구동모터는 공급되는 전기에너지를 통해 회전동력을 생성한다. 보조 구동륜은 상하로 이동가능하게 구비되며, 하강된 경우에는 지면과 접촉되어 회전하며, 회전시 회전동력을 생성하여 발전기에 입력한다. 동력 배분부는 구동모터로부터 생성된 회전동력 및 보조 구동륜으로부터 생성된 회전동력을 배분하여 회생에너지로 이용되게 발전기로 입력하거나 구동륜의 회전동력으로 사용되도록 배분한다. 제어부는 동력 배분부에 전류의 공급을 제어하여 회전동력의 배분을 제어한다. 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템 및 그 방법에 의하면, 동력 배분부 통해 발전기와 구동모터 사이에 에너지를 적절하게 분배하여 회생 에너지의 사용 효율을 증가시킬 수 있고, 내연 엔진, 구동모터 및 이들이 연결되는 파워트레인의 구조를 간단하게 제작할 수 있고 보조 구동륜을 통해 발전시에 별도의 연료 소모하지 않고 발전이 가능하며, 또한, 차량이 주행 상황별로 주행과 발전을 적절하게 동시 수행할 수 있어 연료의 소모를 줄일 수 있으며, 특히 경사도로가 많은 곳에서 주행시 에너지 효율을 크게 개선시킬 수 있다.
하이브리드, 자동차, 발전기, 회생에너지, 동력, 배분

Description

하이브리드 자동차 주행 시스템{System for driving hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 자동차 주행 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 운전 모드 판별하고 이에 따라 하이브리드 자동차의 주행 제어하는 시스템에 관한 것이다.
하이브리드 자동차(HEV:Hybrid Electric Vehicle)는 내연 엔진과 모터의 출력을 함께 사용하는 차량으로서, 내연 연진만을 장착한 일반적인 자동차에 비해 유해 가스 배출량을 획기적으로 줄이는 것이 가능하여, 일반적으로 환경자동차(echo-car)로 부른다.
도 1 은 종래의 하드타입 하이브리드 자동차의 파워트레인의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 하이브리드 자동차의 파워트레인는 내연 엔진(1)과, 내연 엔진(1)의 출력단에 연결되어 있는 엔진 클러치(2)와, 엔진 클러치에 연결되어 있는 캐리어 기어(3)와, 발전기(7)에 연결되어 있는 선기어(6)와, 구동모터(5)에 연결되어 있는 링기어(4)와, 링기어(4) 및 선기어(6)에 연결되고 캐리어 기어(3)에 연결된 피니언 기어(9)를 포함한다. 여기서 구동모터(5) 및 발전기(7)는 발전 및 동력 제공이 함께 가능한 ISG(Integrated Starter & Generator) 구조로 형성될 수 있다. 도면에서 B 는 베어링을 의미한다.
종래의 하이브리드 자동차 제어부(HCU : Hybrid Contrl Unit)는 차량의 주행이 최적 상태를 유지하면서 주행할 수 있도록 운전 모드에 따라 내연 엔진(1), 발전기(7) 및 구동모터(5)를 제어한다. 여기서 종래의 하이브리드 자동차 주행 시스템의 운전 모드는 요구 토크 및 배터리의 충전상태(SOC) 등에 따라 HEV 모드, EV모드 및 MAX 토크 모드로 구분된다. HEV 모드는 내연 엔진(1)과 구동모터(5)의 구동을 함께 이루는 제어이며, EV 모드는 배터리의 전력에 의해 구동모터(5) 구동만 이루는 제어이며, MAX 토크 모드는 내연 엔진(1)과 구동모터(5)의 구동을 동시에 이루되 요구 토크가 HEV 모드에서 만족되지 않는 경우 내연 엔진(1)은 최대 토크점에서 운전하고 요구 토크 중 모자라는 나머지 부분을 구동모터(5)의 구동으로 충족되게 하는 제어이다. 이와 더불어, Regeneration 모드는 제동력에 의한 배터리의 충전 모드를 의미한다.
도 2a 내지 도 2d는 각각 종래의 하이브리드 자동차의 각 운전 모드별 동력 전달 관계를 도시한 도면이다.
종래의 하이브리드 자동차 주행 시스템에 의해 하이브리드 자동차는 차속에 따라 운전 모드가 다르게 선택되어 주행이 이루어지는 것이 가능하다. 즉 하이브리드 자동차는 차량의 출발 또는 저속 주행시에는 도 2a에 도시된 바와 같이 배터리(8)의 전원을 공급받는 구동모터(5)에 의해 출력을 제공받아 구동 휠이 회전하 며, 통상 주행시에는 도 2b에 도시된 바와 같이, 차속에 따라 내연 엔진(1)과 구동모터(5)를 조합하여 운행이 이루어지는 데, 특히 고속 운행시에는 구동모터(5)에 동력이 내연 엔진(1)의 동력을 보조하여 내연 엔진(1)과 구동모터(5)에 의한 동력이 함께 구동 휠(W)을 회전시킨다. 그리고 감속시에는 도 2c 에 도시된 바와 같이 구동모터(5)를 발전기로 이용하여 배터리(8)를 충전시킴으로써 에너지를 회수하게 되며, 정지시에는 도 2d에 도시된 바와 같이 자동적으로 정지하여 불필요한 연료 소비 및 배출 가스를 저감시키게 된다.
또한 종래의 하이브리드 자동차 제어부(HCU)는 주행 중 감속시 내연 엔진(1) 및 구동모터(5)에 의해 발생하는 제동력을 이용하여 발전기(7)를 통해 전기 발생시키고 발생된 전기를 배터리(8)에 저장한다. 참고로, 발전기(7)에서 발전을 위해 이용되는 에너지를 회생 에너지라고 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 회생 에너지의 사용 효율을 증가시키고 내연 엔진, 구동모터 및 이들이 연결되는 파워트레인의 구조를 간단하게 제작 가능한 하이브리드 자동차 주행 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 발전시에 별도의 연료를 소모하지 않고 발전이 가능한 하이브리드 자동차 주행 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 차체중량, 주행속도 및 주행가속도 등의 차량의 주행상태, 운전 모드 및 주행 도로 환경에 따라 주행 에너지 및 회생 에너지를 적절히 분배하여 주행과 발전을 동시에 수행 가능한 하이브리드 자동차 주행 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템은, 입력되는 회전동력을 통해 전기에너지를 생성하는 발전기; 공급되는 전기에너지를 통해 회전동력을 생성하는 구동모터; 상기 생성된 회전동력의 일부를 배분하여 상기 발전기로 입력하는 동력 배분부; 및 상기 동력 배분부에 전류의 공급을 제어하여 상기 회전동력의 배분을 제어하는 제어부;를 구비한다.
여기서 상기 동력 배분부는, 상기 전류의 공급에 따라 자장을 형성하며, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 전달받는 전자석부; 및 상기 전자석부의 회 전에 따라 회전되어 상기 전자석부로부터 상기 회전동력을 전달받고 이를 발전기에 입력하는 영구 자석부;를 구비한다.
또한 상기 하이브리드 자동차 주행 시스템은, 상하로 이동가능하게 구비되며, 하강된 경우에는 지면과 접촉되어 회전하며, 회전시 회전동력을 생성하여 상기 발전기에 입력하는 보조 구동륜을 더 구비한다. 여기서 상기 발전부는 상기 보조 구동륜이 입력한 회전동력을 상기 동력 배분부에 전달하고, 상기 동력 배분부는 상기 전달된 회전동력이 구동륜을 회전시키도록 상기 회전동력을 상기 구동모터가 생성한 회전동력에 합하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 동력 배분부는, 상기 발전부가 입력한 회전동력을 입력받고, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 발전기에 입력하는 영구 자석부; 상기 영구 자석부의 회전에 따라 회전되어 상기 발전부가 입력한 회전동력을 상기 영구 자석부로부터 전달받고 상기 전달된 회전동력이 구동륜을 회전시키도록 상기 회전동력을 상기 구동모터가 생성한 회전동력에 합하고, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 전달받아 상기 영구 자석부에 전달하는 전자석부;를 구비하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제어부는 상기 구동륜을 브레이크 작동시 또는 주행도로가 내리막길인 경우에 보조 구동륜을 하강시키는 것이 바람직하다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 방법은, 상하로 이동가능하게 구비되며, 하강된 경우에는 지면과 접촉되어 회전하며, 회전시 회전동력을 생성하여 상기 발전기에 입력하는 보조 구동륜을 제어하는 하이브리드 자동차 주행 방법에 있어서, 브레이크가 작동하는 경우에는 상 기 보조 구동륜을 하강시키고, 상기 브레이크 작동이 멈추거나 주행이 정지된 경우에는 상기 보조 구동륜을 상승시키는 단계; 및 주행도로가 내리막길인 경우에는 상기 보조 구동륜을 하강시키는 단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템 및 그 방법에 의하면, 동력배분부를 통해 발전기와 구동모터 사이에 에너지를 적절하게 분배하여 회생 에너지의 사용 효율을 증가시킬 수 있고, 내연 엔진, 구동모터 및 이들이 연결되는 파워트레인의 구조를 간단하게 제작할 수 있다.
또한, 보조 구동륜을 통해 발전시에 별도의 연료 소모하지 않고 발전이 가능하므로 연료를 절약할 수 있다.
또한, 차체중량, 주행속도 및 주행가속도 등의 차량의 주행상태, 주행 도로 환경을 정확하게 판별하고 판별결과를 기초로 정확한 운전 모드로 제어하고, 동시에 판별결과 및 운전 모드를 조합하여 주행 에너지 및 회생 에너지를 분배하므로, 차량이 주행 상황별로 주행과 발전을 적절하게 동시 수행가능하고, 이에 따라 연료의 소모를 줄일 수 있으며, 특히 경사도로가 많은 곳에서 주행시 에너지 효율이 개선된다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템에 대한 바람직한 일 실시예 의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 하드타입 하이브리드 자동차의 파워트레인의 구조를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템은 액셀위치 센서(311), 브레이크 센서(312), 차속 센서(313), 변속위치 센서(314), 경사도 센서(315), 배터리 ECU(316), 브레이크 ECU(317), 제어부(320), 충전 제어부(331), 엔진 제어부(333), 발전기 제어부(335), 구동모터 제어부(337), 배터리(340), 내연 엔진(350), 엔진 ECU(355), 발전기(360), 구동모터(370), 동력 배분부(380)를 구비한다.
액셀위치 센서(311)는 액셀레이터페달의 위치를 감지하여 이를 전기적인 신호로서 출력하고, 브레이크 센서(312)는 브레이크의 동작을 감지하여 이를 전기적인 신호로서 출력하며, 차속 센서(313)는 차량의 속력을 감지하여 이를 전기적인 신호로서 출력한다. 또한 변속위치 센서(314)는 변속단의 위치를 감지하여 이를 전기적인 신호로서 출력하고, 경사도 센서(315)는 차량의 경사도를 감지하여 이를 전기적 신호를 출력한다.
배터리 ECU(316)는 배터리 상태에 대한 정보를 제공하고, 브레이크 ECU(317)는 제동상태에 대한 정보를 제공한다.
제어부(320, HCU : Hybrid Control Unit)는 본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템(300)의 전반을 제어한다. 즉 제어부(320)는 액셀위치 센서(311), 브레이크 센서(312), 차속 센서(313), 변속위치 센서(314), 경사도 센서(315), 배터리 ECU(316) 및 브레이크 ECU(317)가 출력 또는 제공한 전기적인 신호에 따라 충전 제어부(331), 엔진 제어부(333), 발전기 제어부(335), 구동모터 제어부(337) 각각 제어한다.
충전 제어부(331)는 배터리(340)의 충전을 제어하고, 배터리(340)는 구동모터(370)의 구동에 필요한 전원을 제공하고 동력 배분부(380)에 자기를 형성하기 위한 전류를 제공한다.
엔진 제어부(333)는 제어부(331)의 제어에 따라 내연 엔진(350)을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 엔진 ECU(355)는 엔진 제어부(333)의 제어에 따라 내연 엔진(350)을 제어하며, 내연 엔진(350)은 연료 에너지를 이용하여 전륜 구동륜(410)을 회전시키기 위한 회전동력을 생성한다.
발전기 제어부(335)는 제어부(331)의 제어에 따라 발전기(360)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하고, 발전기(360)는 발전기 제어부(335)가 출력한 제어신호에 따라 보조 구동륜(430) 또는 동력 배분부(380)로부터 배분된 구동모터(370)의 회전동력을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 생성한 전기 에너지를 배터리(340)에 충전한다.
구동모터 제어부(337)는 제어부(331)의 제어에 따라 구동모터(370)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하고 구동모터(370)는 구동모터 제어부(337)가 출력한 제어신호에 따라 배터리(340)가 출력한 전기에너지를 이용하여 회전동력을 생성한다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 동력배분부에 대한 바람직한 일 실시예의 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 동력 배분부(380)는 구동모터(370)로부터 생성된 회전동력 및 보조 구동륜(430)으로부터 생성된 회전동력을 배분하여 회생에너지로 사용되게 발전기로 입력하거나 후륜 구동륜(420)의 회전동력으로 사용되게 배분한다. 즉 동력 배분부(380)는 발전기(360)로부터 출력되는 동력 및 구동모터(370)로부터 출력되는 동력을 배분하여 후륜 구동륜(420)에 동력을 가하거나, 구동모터(370)로부터 출력된 동력을 회생에너지로 사용되도록 발전기(360)로 제공한다. 이를 위해 동력 배분부(380)는 영구 자석부(510)와 전자석부(520)를 구비한다.
영구 자석부(510)는 발전기(360)에 동력을 전달하고 발전기(360)로부터 동력을 전달받는다. 즉 발전기(360)로부터 출력된 회전동력에 의해 영구 자석부(510)는 회전을 하게 된다. 이때 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 전자석부(520)에 전류가 흐르게 되면 전자석부(520)에 자장이 형성되어, 영구 자석부(510)의 회전에 따라 전자석부(520)가 회전을 하게 된다. 전자석부(520)가 회전을 하게 되면, 전자석부(520)의 회전동력은 구동모터(370)로부터 출력되는 회전동력에 합해져서 후륜 구동륜(420)을 회전시킨다.
전자석부(520)는 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 배터리(340)로부터 전류가 출력되어 흐르게 되면 자장을 형성하게 된다. 전자석부(520)의 자극의 방향은 전류의 흐르는 방향에 따라 변경된다. 또한 전자석부(520)는 자극의 방향의 변화에 따라 영구 자석부(510)의 회전과 동일한 방향으로 회전하거나 반대 방향으로 회전을 하게 된다.
구동모터(370)로부터 생성된 동력은 기아를 통해 회전동력으로 후륜 구동 륜(420)에 전달되고 동시에 전자석부(520)에 전달될 수 있다. 구동모터(370)로부터 회전동력이 전자석부(520)에 전달되면 전자석부(520)는 회전을 하게 된다. 이때 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 전자석부(520)에 전류가 흐르게 되면, 전자석부(520)는 자장을 형성하게 되고, 형성된 자장에 의해 전자석부(520)의 회전에 따라 영구 자석부(510)는 회전을 하게 된다. 즉 전자석부(520)의 회전동력은 영구 자석부(510)로 전달되고, 영구 자석부(510)는 전달된 회전동력을 회생에너지로 이용되도록 발전기(360)에 전달한다. 발전기(360)는 영구 자석부(510)가 전달한 회전동력을 이용하여 전기 에너지를 생성한다.
보조 구동륜(420)은 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 지면에 접촉되도록 하강하고, 다시 상승한다. 보조 구동륜(420)이 하강하여 지면에 접촉된 경우에는, 차량의 주행 속도에 따라 보조 구동륜(420)은 회전을 하게 된다. 보조 구동륜(420)의 회전으로 회전동력을 생성되고, 보조 구동륜(420)이 생성한 회전동력은 발전기(360)에 전달된다. 그러면 발전기(360)는 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 보조 구동륜(420)이 전달한 회전동력을 이용하여 전기 에너지를 생성하거나 보조 구동륜(420)이 전달한 회전동력을 영구 자석부(510)에 전달한다.
보조 구동륜(420)으로부터 전달된 회전동력이 영구 자석부(510)에 전달된 경우에는, 영구 자석부(510)는 회전하게 된다. 영구 자석부(510)가 회전하게 되면, 전술한 바와 같이, 발전기 제어부(335)의 제어에 따라 회전동력은 전자석부(520)를 통해 후륜 구동륜(420)에 전달된다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 주행 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 주행 시작 명령이 입력되면, 제어부(320)는 엔진 제어부(333) 및 구동모터 제어부(337)를 제어하여 내연 엔진(350) 및 구동모터(370)를 구동하도록 한다(S600). 차속 센서(313)는 차량의 속력을 감지하여 이를 전기적인 신호로서 출력한다(S605). 제어부(320)는 차속 센서(313)가 출력한 전기적인 신호를 기초로 차량의 속력이 사전에 설정된 소정의 속도에 도달하였는지 여부를 확인한다(S610). 여기서 사전에 설정된 소정의 속도는 차량의 운전자 또는 차량의 생산자에 의해 설정 및 변경될 수 있으며, 일 예로 소정의 속도는 60km/s인 것이 바람직하다.
도 7a는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 전체 구조를 보인 도면이고, 도 7b는 초기 상태에서 하이브리드 자동차의 측면도로서, 이러한 초기 상태에서는 보조 구동륜(430)이 하강 되지 않은 상태를 유지한다.
차량의 속력이 사전에 설정된 소정의 속도 이상인 경우에는 제어부(337)는 배터리 ECU(316)가 제공한 배터리 상태에 대한 정보를 기초로 배터리(340)의 충전상태를 확인한다(S615). 충전상태가 사전에 설정된 소정의 상태 이상인 경우에는 제어부(320)는 엔진 제어부(333)를 제어하여 내연 엔진(350)을 정지하고, 구동모터 제어부(337)를 제어하여 구동모터(370)를 계속 구동시켜서 구동모터(370)가 생성한 동력으로 차량을 주행시킨다(S620). 사전에 설정된 소정의 상태는 차량의 운전자 또는 차량의 생산자에 의해 설정 및 변경될 수 있으며, 일예로 소정의 상태는 배터리 총용량의 2분의 1 이상인 것이 바람직하다.
충전상태가 소정의 상태 이상인 경우에는 구동모터 제어부(337)를 제어하여 구동모터(370)를 정지하고, 엔진 제어부(333)를 제어하여 내연 엔진(350)을 계속 구동시켜서 내연 엔진(370)이 생성한 동력으로 차량을 주행시킨다(S625).
제어부(320)는 액셀위치 센서(311)가 액셀러레이터페달의 위치를 감지한 신호를 기초로 급가속 여부를 확인한다(S630). 급가속인 경우에는 제어부(320)는 엔진 제어부(333) 및 구동모터 제어부(337)를 제어하여 내연 엔진(350) 및 구동모터(370)를 동시에 구동하도록 한다(S635).
제어부(320)는 경사도 센서(315)가 차량의 경사도를 감지한 신호를 기초로 주행 도로의 경사 여부를 확인한다(S640). 주행도로가 오르막길인 경우에는, 제어부(320)는 엔진 제어부(333) 및 구동모터 제어부(337)를 제어하여 내연 엔진(350) 및 구동모터(370)를 동시에 구동하도록 한다(S645).
도 7c는 고속이거나 오르막길인 경우 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 전체 구조의 상태 변화를 보인 도면이고, 도 7d는 상기 오르막길인 경우에 하이브리드 자동차의 측면도로서, 이러한 오르막길 상태에서는 보조 구동륜(430)이 하강 되지 않은 상태를 유지한다. 고속 주행이거나 오르막길인 경우에는 힘이 모자라거나 충전이 부족할 때만 내연엔진(350)을 가동하게 된다.
주행도로가 내리막길인 경우에는, 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 보조 구동륜(430)을 지면과 접촉되도록 하강시키고 엔진 제어부(333)를 제어하여 내연 엔진(350)을 정지한다(S650). 보조 구동륜(430)은 지면과 접촉되어 차량의 주행 속도에 따라 회전을 하게 되고 이에 따라 발생되는 보조 구동륜(430)의 회전동력은 전술한 바와 같이 발전기(360)에 전달된다. 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 발전기(360)로 하여금 보조 구동륜(430)이 전달한 회전동력을 이용하여 전기 에너지를 생성하게 한다(S655). 여기서 발전기(360)가 생성한 전기 에너지는 배터리(340)에 충전되거나 구동모터(370)에 구동전원으로 공급될 수 있다.
도 7e는 내리막길인 경우 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 전체 구조의 상태 변화를 보인 도면이고, 도 7f는 내리막길인 경우 하이브리드 자동차의 측면도로서, 이러한 내리막길에서는 보조 구동륜(430)이 하강되어 지면과 접촉된다. 보조 구동륜(430)이 지면과 접촉되면 차량의 주행 속도에 따라 회전을 하게 되고, 이때 발생하는 회전동력은 발전기(360)로 전달되어 회전동력을 이용하여 전기 에너지가 생성된다. 여기서 생성한 전기 에너지는 배터리(340)에 충전되거나 구동모터(370)에 구동 전원으로 공급될 수 있다.
주행도로가 평지인 경우에, 제어부(320)는 보조 구동륜(430)이 지면과 접촉되어 있으면 발전기 제어부(335)를 제어하여 보조 구동륜(430)을 상승시킨다(S660).
제어부(320)는 브레이크 센서가 브레이크의 동작을 감지한 신호를 확인하여 브레이크의 작동 여부를 확인한다(S665). 브레이크가 작동하는 경우에는, 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 보조 구동륜(430)을 지면과 접촉되도록 하강시키고 엔진 제어부(333)를 제어하여 내연 엔진(350)을 정지한다(S670). 보조 구동륜(430)은 지면과 접촉되어 차량의 주행 속도에 따라 회전을 하게 되고 이에 따라 발생되는 보조 구동륜(430)의 회전동력은 전술한 바와 같이 발전기(360)에 전달된다. 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 발전기(360)로 하여금 보조 구동륜(430)이 전달한 회전동력을 이용하여 전기 에너지를 생성하게 한다(S675). 여기서 발전기(360)가 생성한 전기 에너지는 배터리(340)에 충전되거나 구동모터(370)에 구동전원으로 공급될 수 있다.
도 7g는 브레이크가 작동하는 경우 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 전체 구조의 상태 변화를 보인 도면이고, 도 7h는 브레이크가 작동하는 경우 하이브리드 자동차의 측면도로서, 이와 같이 브레이크가 작동하는 경우에는 보조 구동륜(430)이 하강되어 지면과 접촉된다. 보조 구동륜(430)이 지면과 접촉되면 차량의 주행 속도에 따라 회전을 하게 되고, 이때 발생하는 회전동력은 발전기(360)로 전달되어 회전동력을 이용하여 전기 에너지가 생성된다. 여기서 생성한 전기 에너지는 배터리(340)에 충전되거나 구동모터(370)에 구동 전원으로 공급될 수 있다.
브레이크가 작동하지 않는 경우에, 보조 구동륜(430)이 하강되어 있으면 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 보조 구동륜(430)을 상승시킨다(S680).
브레이크가 깊게 밟아져서 주행이 정지하는 경우에는, 제어부(320)는 발전기 제어부(335)를 제어하여 보조 구동륜(430)을 상승시키고 엔진 제어부(333) 및 발전기 제어부(335)를 제어하여 내연 엔진(350) 및 구동모터를 정지한다(685).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경 은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템 및 그 방법은 자동차 산업에 이용될 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템 및 그 방법을 하이브리드 자동차에 적용함으로써, 하이브리드 자동차의 주행 제어 및 주행시 요구되는 연료 소비를 절감하는데 이용될 수 있다.
도 1은 종래의 하드타입 하이브리드 자동차의 파워트레인의 구조를 도시한 도면,
도 2a 내지 도 2d는 각각 종래의 하이브리드 자동차의 각 운전 모드별 동력 전달 관계를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 주행 시스템에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 하드타입 하이브리드 자동차의 파워트레인의 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차 주행 시스템의 동력배분부에 대한 바람직한 일 실시예의 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 주행 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.

Claims (7)

  1. 상하로 이동가능하게 구비되고, 경사길에서 지면과의 접촉으로 회전동력을 발생하는 보조 구동륜과;
    입력되는 회전동력을 통해 전기에너지를 생성하는 발전기;
    상기 발전기에서 생성한 전기에너지를 통해 회전동력을 생성하는 구동모터;
    상기 생성된 회전동력의 일부를 자기장을 통해 배분하는 동력 배분부; 및
    상기 동력 배분부에 전류의 공급을 제어하여 상기 회전동력의 배분을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동력 배분부는,
    상기 전류의 공급에 따라 자장을 형성하며, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 전달받는 전자석부; 및
    상기 전자석부의 회전에 따라 회전되어 상기 전자석부로부터 상기 회전동력을 전달받고 이를 발전기에 입력하는 영구 자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하이브리드 자동차 주행 시스템은,
    브레이크 제어부의 감지센서와 발전기 제어부가 연결되어, 브레이크를 밟았을 때 상기 보조 구동륜이 지면과 접촉되어 발생하는 회전동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리에 충전시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발전부는 상기 보조 구동륜이 입력한 회전동력을 상기 동력 배분부에 전달하고,
    상기 동력 배분부는 상기 전달된 회전동력이 구동륜을 회전시키도록 상기 회전동력을 상기 구동모터가 생성한 회전동력에 합하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 동력 배분부는,
    상기 발전부가 입력한 회전동력을 입력받고, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 발전기에 입력하는 영구 자석부; 및
    상기 영구 자석부의 회전에 따라 회전되어 상기 발전부가 입력한 회전동력을 상기 영구 자석부로부터 전달받고 상기 전달된 회전동력이 구동륜을 회전시키도록 상기 회전동력을 상기 구동모터가 생성한 회전동력에 합하고, 상기 구동모터로부터 생성된 회전동력을 전달받아 상기 영구 자석부에 전달하는 전자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  6. 제 3항에 있어서.
    상기 제어부는 브레이크 작동시 또는 주행도로가 내리막길인 경우에 기어를 중립에 놓았을 때 엔진을 정지시키고 전기 모드로 전환시키고 경사도 센서에서 감지하여 발전기 제어부로 하여금 보조 구동륜을 내려 구동시켜 그 회전 동력으로 배터리를 충전시키고, 상기 동력 배분부에 연결되어 전기자석으로 하여금 자기장을 이용한 동력으로 후륜을 구동시키고 원하는 속도와 전기 가동량을 위하여 발전기에서 생성된 전기를 후륜에 장착된 구동모터로 하여금 후륜을 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 주행 시스템.
  7. 삭제
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