KR101419604B1 - Engine control method of range extender electric vehicle - Google Patents

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Abstract

차량 제동 시 엔진의 시동을 제어하여 배터리의 충전 효율을 높이고 수명을 연장할 수 있도록 한 주행거리 연장형 전기차(range extender electric vehicle)의 엔진 제어방법이 개시된다.
개시된 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법은, (a) 차량의 주행 모드가 엔진/발전기의 충전 모드(RE 모드)일 경우, 엔진/발전기를 가동시키는 단계; (b) 상기 차량의 운행 중 브레이크 신호가 발생하는지를 확인하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 확인한 브레이크 신호의 발생 유무에 따라 상기 엔진/발전기의 구동 제어와 배터리의 충전을 제어하는 단계를 구비한다.Disclosed is an engine control method for a range extender electric vehicle in which the starting of an engine is controlled during braking of a vehicle to increase the charging efficiency of the battery and extend its service life.
A method of controlling an engine of a travel distance extending type electric vehicle, the method comprising: (a) activating an engine / generator when the traveling mode of the vehicle is a charging mode (RE mode) of the engine / generator; (b) confirming whether a brake signal is generated during operation of the vehicle; (c) controlling the drive control of the engine / generator and the charging of the battery according to the occurrence of the brake signal identified in the step (b).

Description

주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법{Engine control method of range extender electric vehicle} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an engine control method for an extended-

본 발명은 주행거리 연장형 전기차(range extender electric vehicle)의 엔진 제어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 제동 시 엔진의 시동을 제어하여 배터리의 충전 효율을 높이고 수명을 연장할 수 있도록 한 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine control of a range extender electric vehicle and, more particularly, to an engine control of a range extender electric vehicle, Type electric vehicle.

일반적으로 전기자동차(전기차)는 전기에너지의 사용 비중에 따라, 순수 전기자동차(BEV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV)로 구별된다.Generally, electric vehicles (electric vehicles) are classified into pure electric vehicles (BEVs), hybrid electric vehicles (HEVs) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), depending on the usage proportion of electric energy.

그 중 플러그인 하이브리드 전기자동차는 엔진과 모터가 모두 차량 구동에 쓰이는 "병렬형", 모터만 구동에 쓰이고 엔진은 발전기와 함께 전력발생에만 기여하는 "직렬형"으로 나뉜다.Among them, the plug-in hybrid electric vehicle is divided into "parallel type", which is used for driving the vehicle, and "serial type", which is used only for driving the motor.

여기서 직렬형 플러그형 하이브리드 전기자동차가 주행거리 연장형 전기차에해당한다. 예컨대, 장형 전기차는 외부 전원을 이용하여 차량의 충전이 이루어지며일상 주행에서 전기모터를 사용하고 배터리가 일정량 소진 시에는 내연기관을 이용해 배터리를 충전할 수도 있는 형태의 전기자동차이다.Here, a series type plug-type hybrid electric vehicle corresponds to an extended-range electric vehicle. For example, an elongated electric vehicle is an electric vehicle in which a vehicle is charged using an external power source, an electric motor is used in daily driving, and a battery can be charged using an internal combustion engine when a certain amount of battery is exhausted.

통상, 전기차의 주행가능거리를 연장하는 방법은, 전기차 자체의 에너지 저장량을 증가시키거나, 효율적인 알고리즘 개발이 그 방법이다.Generally, a method of extending the travelable distance of an electric vehicle is to increase the energy storage amount of the electric vehicle itself or to develop an efficient algorithm.

전자의 경우는 차량에 더 많은 배터리를 탑재할 수도 있지만, 무게가 증가하고 가격도 높아지기 때문에 배터리 수를 늘리는 것보다 배터리의 에너지 밀도를 늘리는 방안이 연구되어야 한다.In the former case, it is possible to mount more batteries in the vehicle, but since the weight increases and the price increases, the way to increase the energy density of the battery should be studied rather than increasing the number of batteries.

플러그형 하이브리드 전기자동차에 대한 종래기술이 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2010-0079338호(2010.07.08. 공개)(발명의 명칭: 플러그인 하이브리드 전기자동차의 충전 장치 및 충전 방법)에 개시된다.BACKGROUND ART [0002] A conventional technology for a plug-type hybrid electric vehicle is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2010-0079338 (titled, "Charging Device and Filling Method for Plug-in Hybrid Electric Vehicle").

개시된 종래기술은 국가 중앙 전력망과 지역 분산 발전 시스템으로부터의 최대 전력 사용량과 요금정보를 공급받아 시간대별로 예상되는 충전 요금을 계산하여 표시하고, 원하는 충전시간대를 선정하여 충전요금을 정산하여 가장 저렴한 충전요금정보를 제공하고, 이로부터 전력을 효율적으로 사용하게 된다.
The prior art discloses calculating and displaying the estimated charging charge for each time slot by receiving the maximum power usage and charge information from the central centralized power grid and the local distributed generation system, calculating the desired charging time zone, Information is provided, and power is efficiently used from this.

1. 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2010-0079338호(2010.07.08. 공개)(발명의 명칭: 플러그인 하이브리드 전기자동차의 충전 장치 및 충전 방법)[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charging device and a charging method for a plug-in hybrid electric vehicle,

그러나 상기와 같은 종래기술 및 일반적인 플러그인 하이브리드 전기자동차는, 차량의 시동이 켜진 상태이면 차량 제동과 관계없이 엔진이 항상 구동 온 상태를 유지한다.However, in the conventional plug-in hybrid electric vehicle as described above, when the vehicle is in the ON state, the engine is always kept in the ON state regardless of the vehicle braking.

이러한 경우 엔진/발전기에서 발생하는 전기에너지가 배터리로 충전되며, 차량 제동 시 회생제동에 의한 전기 에너지 또한 배터리로 충전되어, 배터리에서 엔진/발전기와 회생제동 에너지를 동시에 감당하게 되므로, 충전 효율이 떨어지고, 배터리 수명이 단축되는 문제점이 있었다.In this case, the electric energy generated by the engine / generator is charged by the battery, and the electric energy due to the regenerative braking during the braking of the vehicle is also charged by the battery, so that the engine is charged with the engine / generator and the regenerative braking energy at the same time. , The battery life is shortened.

상기에서 회생제동은 전기자동차가 진행 중에 브레이크 페달을 밟게 되면 구동모터에 공급되는 전원을 차단하고, 차량의 진행 관성력에 의해 회전하는 구동모터의 전원인가 단자에서 역으로 발생하는 역기전력을 다시 구동모터에 인가하여 진행방향에 대해 구동모터가 역으로 회전하게끔 함으로써 제동력이 발생하는 것을 의미한다.When the brake pedal is pressed while the electric vehicle is running, the regenerative braking is interrupted, and the back electromotive force generated at the power supply terminal of the driving motor rotating due to the progressive inertia of the vehicle is again supplied to the driving motor And the braking force is generated by causing the driving motor to rotate in the reverse direction with respect to the traveling direction.

이에 본 발명은 상기와 같은 일반적인 플러그인 하이브리드 전기자동차 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the conventional plug-in hybrid electric vehicle and the related art,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량 제동 시 엔진의 시동을 제어하여 배터리의 충전 효율을 높이고 수명을 연장할 수 있도록 한 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an engine control method for an extended travel distance type electric vehicle, which can increase the charging efficiency and extend the service life of the battery by controlling the starting of the engine when the vehicle is braking.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 주행거리 연장형 전기차에서 엔진/발전기에 사용되는 연료소비를 효과적으로 관리할 수 있도록 한 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide an engine control method of an extended travel distance type electric vehicle that can effectively manage fuel consumption used in an engine / generator in an extended distance electric vehicle.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided an engine control method for an extended travel distance type electric vehicle,

(a) 차량의 주행 모드가 엔진/발전기의 충전 모드일 경우, 엔진/발전기를 가동시키는 단계;(a) activating an engine / generator when the running mode of the vehicle is a charging mode of the engine / generator;

(b) 상기 차량의 운행 중 브레이크 신호가 발생하는지를 확인하는 단계;(b) confirming whether a brake signal is generated during operation of the vehicle;

(c) 상기 (b)단계에서 확인한 브레이크 신호의 발생 유무에 따라 상기 엔진/발전기의 구동 제어와 배터리의 충전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(c) controlling the drive control of the engine / generator and the charging of the battery according to whether or not the brake signal is detected in the step (b).

상기에서 (c)단계는,In the above step (c)

(c-1) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 온 신호가 발생한 경우, 엔진/발전기를 오프시키고, 회생제동 에너지를 배터리에 충전하는 단계;(c-1) turning off the engine / generator and charging regenerative braking energy to the battery when a break-on signal is generated as a result of the checking in step (b);

(c-2) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 오프 신호가 발생한 경우, 상기 엔진/발전기를 가동하여 발생한 에너지를 상기 배터리에 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(c-2) charging the battery with energy generated by operating the engine / generator when a break-off signal is generated as a result of the checking in step (b).

본 발명에 따르면 차량 제동에 따라 엔진의 시동을 제어하여 배터리의 충전 방식을 달리함으로써, 배터리의 충전 효율을 높임과 동시에 배터리의 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to increase the charging efficiency of the battery and extend the service life of the battery by controlling the starting of the engine according to the vehicle braking to vary the charging method of the battery.

또한, 본 발명에 따르면 주행거리 연장형 전기차에서 엔진/발전기에 사용되는 연료소비를 효과적으로 관리할 수 있어, 연비 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.
Further, according to the present invention, it is possible to effectively manage the fuel consumption used in the engine / generator in the elapsed distance-travel type electric vehicle, thereby improving fuel economy.

도 1은 본 발명이 적용되는 주행거리 연장형 전기차의 개략 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법을 보인 흐름도이다.Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an extended travel type electric vehicle to which the present invention is applied,
FIG. 2 is a flowchart illustrating an engine control method of an extended travel distance type electric vehicle according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명이 적용되는 주행거리 연장형 전기차의 개략 구성도로서, 엔진/발전기(10), 차량 제어 유닛(VCU; Vehicle Control Unit)(20), 인버터(inverter)(30), 견인 전동기(Traction Motor)(40) 및 고압 배터리(50), 브레이크 센서(60)로 구성된다.1 is a schematic configuration diagram of an extended travel type electric vehicle to which the present invention is applied and includes an engine / generator 10, a vehicle control unit (VCU) 20, an inverter 30, a traction motor (Traction Motor) 40, a high-voltage battery 50, and a brake sensor 60.

엔진/발전기(10)는 주행거리 연장형 전기차에 구비된 통상의 엔진/발전기를 의미하고, 차량 제어 유닛(20)은 브레이크 센서(60)에서 발생하는 브레이크 페달의 조작 신호를 검출하여 상기 엔진/발전기(10)의 동작을 제어하는 역할을 한다.The engine control unit 20 detects an operation signal of the brake pedal generated by the brake sensor 60 and outputs the operation signal to the engine / And controls the operation of the generator (10).

인버터(30)는 직류를 교류로 변환하는 역할을 하는 것으로서, 직류 전기차에서는 가선 전압(架線電壓 , trolley voltage)을 직접 인버터로 3상 교류로 변환하고, 교류 전기차에서는 컨버터를 통해 만들어진 직류를 다시 교류로 만드는 역할을 한다.The inverter 30 converts the direct current into alternating current. In the direct current electric vehicle, the inverter 30 directly converts the line voltage (trolley voltage) into the three-phase alternating current. In the alternating current electric motor, .

견인 전동기(40)는 주 발전기에서 공급되는 전압을 받아 차량을 견인(주행) 할 수 있도록 설치된 전동기를 의미하며, 고압 배터리(50)는 상기 엔진/발전기(10)에서 생성된 충전 에너지를 충전하거나, 상기 견인 전동기(40)에서 발생하는 회생제동 에너지를 충전하는 역할을 한다.The traction motor 40 is an electric motor installed to be able to drive a vehicle by receiving a voltage supplied from a main power generator and the high voltage battery 50 is used to charge the charging energy generated by the engine / And serves to charge the regenerative braking energy generated in the traction motor 40.

도 2는 상기와 같은 주행거리 연장형 전기차에 적용되어 제동 여부에 따라 엔진을 제어하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 제어방법을 보인 것으로서, (a) 차량의 주행 모드가 엔진/발전기의 충전 모드일 경우, 엔진/발전기를 가동시키는 단계(S10 ~ S20); (b) 상기 차량의 운행 중 브레이크 신호가 발생하는지를 확인하는 단계(S30); (c) 상기 (b)단계에서 확인한 브레이크 신호의 발생 유무에 따라 상기 엔진/발전기의 구동 제어와 배터리의 충전을 제어하는 단계(S30 ~ S60)를 포함한다.FIG. 2 shows an engine control method according to a preferred embodiment of the present invention for controlling an engine according to braking or non-braking applied to an extended travel distance type electric vehicle, wherein (a) Activating the engine / generator (S10 to S20) if the charging mode is selected; (b) confirming whether a brake signal is generated during operation of the vehicle (S30); (c) controlling the operation of the engine / generator and the charging of the battery according to the presence or absence of the brake signal generated in the step (b) (S30 to S60).

상기에서 (c)단계(S30 ~ S60)는 (c-1) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 온 신호가 발생한 경우, 엔진/발전기를 오프시키고, 회생제동 에너지를 배터리에 충전하는 단계(S30, S50 ~ S60); (c-2) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 오프 신호가 발생한 경우, 상기 엔진/발전기를 가동하여 발생한 에너지를 상기 배터리에 충전하는 단계(S40)를 포함한다.The step (c) comprises the steps of: (c-1) when the brake-on signal is generated as a result of the step (b), charging the battery with the regenerative braking energy by turning off the engine / , S50 to S60); (c-2) a step (S40) of charging the battery with energy generated by operating the engine / generator when a break-off signal is generated as a result of the checking in the step (b).

이와 같이 구동된 주행거리 연장형 전기차는, 엔진/발전기의 충전 모드인 "RE" 모드가 선택되고(S10), 엔진/발전기(10)가 동작을 하면(S20), 엔진/발전기(10)에서 발생하는 충전 에너지로 고압 배터리(50)를 충전하게 된다.When the engine / generator 10 is operated (S20) and the engine / generator 10 is operated in the " RE "mode And the high-voltage battery 50 is charged with the generated charging energy.

상기 엔진/발전기(10)가 동작하고, 차량의 주행이 시작되면 차량 제어 유닛(20)은 브레이크 센서(60)로부터 출력되는 브레이크 페달 조작신호를 검색하여(S30), 상기 브레이크 페달 조작신호가 오프(off)인 경우에는 현재 상태를 유지한다. 즉, 엔진/발전기(10)를 구동시키고, 발전기에서 발생한 충전 에너지를 고압 배터리(50)에 충전시키게 된다(S40).When the engine / generator 10 operates and the vehicle starts running, the vehicle control unit 20 searches for a brake pedal operation signal output from the brake sensor 60 (S30), and if the brake pedal operation signal is off (off), the current state is maintained. That is, the engine / generator 10 is driven, and the charging energy generated in the generator is charged in the high-voltage battery 50 (S40).

이와는 달리 차량 제어 유닛(20)은 상기 브레이크 센서(60)로부터 출력되는 브레이크 페달 조작신호를 검색하여, 상기 브레이크 페달 조작신호가 온(on)인 경우에는 상기 엔진/발전기(10)의 구동을 정지시킨다((S50).The vehicle control unit 20 searches for a brake pedal operation signal output from the brake sensor 60 and stops driving the engine / generator 10 when the brake pedal operation signal is on (S50).

그리고 견인 전동기(40)에서 발생하는 회생제동 에너지로 고압 배터리(50)를 충전하게 된다(S60).Then, the high-voltage battery 50 is charged with regenerative braking energy generated in the traction motor 40 (S60).

이와 같이 본 발명은 차량 제동에 따라 엔진의 시동을 제어하여 배터리의 충전 방식을 달리함으로써, 배터리의 충전 효율을 높임과 동시에 배터리의 수명을 연장할 수 있다. As described above, according to the present invention, the start-up of the engine is controlled according to the vehicle braking to vary the charging method of the battery, thereby increasing the charging efficiency of the battery and extending the service life of the battery.

또한, 주행거리 연장형 전기차에서 엔진/발전기에 사용되는 연료소비를 효과적으로 관리할 수 있어, 연비 향상을 도모할 수도 있게 되는 것이다.
In addition, fuel consumption used in the engine / generator can be effectively managed in the mileage-extended electric vehicle, and the fuel economy can be improved.

10 : 엔진/발전기 20 : 차량 제어 유닛
30 : 인버터 40 : 견인 전동기
50 : 고압 배터리 60 : 브레이크 센서10: engine / generator 20: vehicle control unit
30: inverter 40: traction motor
50: High-voltage battery 60: Brake sensor

Claims (3)

(a) 차량의 주행 모드가 엔진/발전기의 충전 모드(RE 모드)일 경우, 엔진/발전기를 가동시키는 단계;
(b) 상기 차량의 운행 중 브레이크 신호가 발생하는지를 확인하는 단계;
(c) 상기 (b)단계에서 확인한 브레이크 신호의 발생 유무에 따라 상기 엔진/발전기의 구동 제어와 배터리의 충전을 제어하는 단계를 포함하고;
상기 (c)단계는,
(c-1) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 온 신호가 발생한 경우, 엔진/발전기를 오프시키고, 회생제동 에너지를 배터리에 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법.
(a) activating an engine / generator when the running mode of the vehicle is a charging mode (RE mode) of the engine / generator;
(b) confirming whether a brake signal is generated during operation of the vehicle;
(c) controlling the drive control of the engine / generator and the charging of the battery according to whether or not the brake signal generated in the step (b) is generated;
The step (c)
(c-1) a step of turning off the engine / generator and charging the battery with regenerative braking energy when a break-on signal is generated as a result of the checking in the step (b) Control method.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 (c)단계는,
(c-2) 상기 (b)단계의 확인결과 브레이크 오프 신호가 발생한 경우, 상기 엔진/발전기를 가동하여 발생한 에너지를 상기 배터리에 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행거리 연장형 전기차의 엔진 제어방법.The method of claim 1, wherein the step (c)
(c-2) charging the battery with energy generated by operating the engine / generator when a break-off signal is generated as a result of the checking in step (b) Control method.
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