KR102020909B1 - Power control method for a serial hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 엔진의 기계적 동력을 발전기를 통해 전기적 동력으로 변환하여 구동 모터를 구동하거나 배터리에 충전하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 제어하는 방법에서, 보기류 모터 및 전장 부하에서 순시적으로 소모되는 소모 부하를 측정하는 단계, 상기 소모 부하와 상기 구동 모터의 소모 파워를 이용해서 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하는 단계, 상기 요구 파워를 이용해 차량에서 요구하는 총 요구 파워를 산출하는 단계, 그리고 상기 총 요구 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출하는 단계를 포함한다.In the power control apparatus of a tandem hybrid vehicle according to the present invention, in the method of controlling the power of the tandem hybrid vehicle which drives the drive motor or charges the battery by converting the mechanical power of the engine into electrical power through a generator, the auxiliary motor And measuring a consumption load that is instantaneously consumed at an electric load, calculating a required power required by the vehicle by using the consumed power and the power consumption of the driving motor, and using the required power as a total. Calculating a required power, and calculating a target power generation amount of the generator using the total required power.

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Figure 112018044454778-pat00007

Description

직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법{POWER CONTROL METHOD FOR A SERIAL HYBRID VEHICLE}POWER CONTROL METHOD FOR A SERIAL HYBRID VEHICLE}

본 발명은 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순시적으로 변하는 차량의 요구 부하에 대응하여 발전기의 목표 발전량을 산출할 수 있는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power control method for a tandem hybrid vehicle, and more particularly, to a power control method for a tandem hybrid vehicle capable of calculating a target power generation amount of a generator in response to a demand load of an instantaneous vehicle. .

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 구동력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량을 일컫는다.A hybrid vehicle means an efficient combination of two or more different power sources to drive a vehicle. However, in most cases, a hybrid vehicle is an engine that obtains driving power by burning fuel (fossil fuel such as gasoline) and an electric motor that obtains driving power by battery power. Refers to a vehicle driven by.

하이브리드 차량은 엔진과 전기모터를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 엔진의 기계적 동력을 바퀴에 직접 전달하고 필요할 때 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터를 이용하여 도움 받는 차량을 병렬형 하이브리드 차량이라고 하고, 엔진의 기계적 동력을 발전기를 통해 전기적 동력으로 변환하여 전기모터를 구동하거나 배터리에 충전하는 차량을 직렬형 하이브리드 차량이라고 한다.Hybrid vehicles can form a variety of structures by using the engine and the electric motor as a power source.The parallel vehicle is a hybrid vehicle that transmits the mechanical power of the engine directly to the wheels and uses an electric motor driven by battery power when needed. The vehicle that converts the mechanical power of the engine into electrical power through a generator to drive the electric motor or charge the battery is called a series hybrid vehicle.

그러나, 종래의 직렬형 하이브리드 차량은 차량에서 순시적으로 요구하는 부하 와 동력 시스템에서 순시적으로 제공 가능한 동력에 기반한 동력 제어를 수행하지 못하고 있다.However, the conventional series hybrid vehicle does not perform power control based on the load instantaneously required by the vehicle and the power instantaneously provided by the power system.

이로 인해, 종래의 직렬형 하이브리드 차량은 배터리 및 엔진/발전기로 이루어진 동력 시스템에서 순시적으로 제공 가능한 동력보다 차량의 요구 부하가 클 경우 동력 시스템에 무리가 될 수 있다. As a result, the conventional series hybrid vehicle may be unreasonable to the power system when the required load of the vehicle is greater than the power that can be instantaneously provided by the power system including the battery and the engine / generator.

또한, 차량의 순시 요구 부하의 변화에 따라 엔진/발전기의 요구 동력의 변동이 요구되면, 종래의 직렬형 하이브리드 차량은 엔진/발전기의 동적 시정수(time constant)가 구동 모터 등으로 이루어진 차량 부하에서의 시정수 보다 크므로 엔진/발전기를 안정적으로 구동하는데 어려움이 있었다. In addition, when a change in the required power of the engine / generator is required in accordance with the change of the instantaneous demand load of the vehicle, the conventional series hybrid vehicle uses a vehicle load in which the dynamic time constant of the engine / generator is composed of a drive motor or the like. Since it is larger than the time constant of, it was difficult to drive the engine / generator stably.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this Background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those skilled in the art.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 불감시간 및 1차 지연의 시정수가 결합된 전달함수를 이용해 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하고, 배터리의 최대 허용 충전 파워 및 최대 방전 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출함으로써, 차량의 요구 동력의 급격한 변화로 인한 엔진/발전기 운전점의 변화로 인한 불안정성을 제거하여 동력 시스템을 보호하며 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 안정적으로 제어할 수 있는 환경을 제공하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 순시적으로 변하는 차량의 요구 부하에 대응하여 발전기의 목표 발전량을 산출할 수 있는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to calculate a required power required by a vehicle by using a transfer function combined with dead time and first delay time constant, and to calculate a maximum allowable charging power and maximum power of a battery. By using the discharge power to calculate the target power generation of the generator, it removes the instability caused by the change of the engine / generator operating point due to the sudden change of the required power of the vehicle, protects the power system and stably controls the power of the series hybrid vehicle. It is to provide a power control method of a series hybrid vehicle that provides a viable environment.
It is also an object of the present invention to provide a power control method of a series hybrid vehicle capable of calculating a target power generation amount of a generator in response to a demand load of an instantaneous vehicle.

본 발명의 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법은 엔진의 기계적 동력을 발전기를 통해 전기적 동력으로 변환하여 구동 모터를 구동하거나 배터리에 충전하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 제어하는 방법에서,
보기류 모터 및 전장 부하에서 순시적으로 소모되는 소모 부하를 측정하는 단계,
상기 소모 부하와 상기 구동 모터의 최대 소모 파워를 이용해서 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하는 단계,
상기 요구 파워를 이용해 차량에서 요구하는 총 요구 파워를 산출하는 단계, 그리고
상기 총 요구 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출하는 단계
를 포함하며,
상기 요구 파워를 산출하는 단계는,
상기 보기류 모터 및 전장 부하의 상기 소모 부하와 상기 구동 모터의 소모 파워의 합을 불감시간과 1차 지연시간의 시정수가 결합된 전달함수와 곱하여 상기 요구 파워를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the method of controlling power of a series hybrid vehicle according to the present invention, in the method of controlling the power of a series hybrid vehicle driving a driving motor or charging a battery by converting the mechanical power of the engine into electrical power through a generator,
Measuring the instantaneously consumed load in the auxiliary motor and the electrical load,
Calculating a required power required by a vehicle using the consumed load and the maximum consumed power of the driving motor;
Calculating the total required power required by the vehicle using the required power, and
Calculating a target power generation amount of the generator using the total required power;
Including;
Computing the required power,
The required power is calculated by multiplying the sum of the power consumption of the auxiliary motor and the electric load by the power consumption of the driving motor with a transfer function combined with a dead time and a time constant of the first delay time.


상기 최대 소모 파워를 산출하는 단계는,
The calculating of the maximum power consumption,

상기 발전기의 최대 출력과 상기 배터리의 최대 방전 파워의 합에서 상기 보기류 모터 및 전장 부하의 상기 소모 부하를 차감하여 상기 구동 모터의 상기 최대 소모 파워를 산출할 수 있다.The maximum power consumption of the driving motor may be calculated by subtracting the consumption loads of the accessory motor and the electric load from the sum of the maximum output power of the generator and the maximum discharge power of the battery.

상기 총 요구 파워를 산출하는 단계는, 상기 배터리가 충전할 수 있는 최대 허용 충전 파워와 상기 요구 파워를 합하여 상기 총 요구 파워를 산출할 수 있다.In the calculating of the total required power, the total required power may be calculated by adding the maximum allowable charging power that the battery can charge and the required power.

상기 발전기의 목표 발전량을 산출하는 단계는, 상기 총 요구 파워에서 상기 배터리의 최대 방전 파워를 차감하여 상기 발전기의 목표 발전량을 산출할 수 있다. The calculating of the target power generation amount of the generator may calculate the target power generation amount of the generator by subtracting the maximum discharge power of the battery from the total required power.

본 발명에 따르면, 불감시간 및 1차 지연의 시정수가 결합된 전달함수를 이용해 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하고, 배터리의 최대 허용 충전 파워 및 최대 방전 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출함으로써, 차량의 요구 동력의 급격한 변화로 인한 엔진/발전기 운전점의 변화로 인한 불안정성을 제거하여 동력 시스템을 보호하며 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 안정적으로 제어할 수 있는 환경을 제공한다.According to the present invention, by calculating the required power required by the vehicle using the transfer function combined with the dead time and the time delay of the first delay, and by calculating the target generation amount of the generator using the maximum allowable charging power and the maximum discharge power of the battery, It protects the power system by removing the instability caused by the change of the engine / generator operating point due to the sudden change of the required power of the vehicle, and provides an environment to stably control the power of the series hybrid vehicle.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, the effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량에서 동력 제어 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치가 차량의 동력을 제어하는 로직을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치가 차량의 동력을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of a power control device in a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating logic for controlling power of a vehicle by a power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically illustrating a process of controlling a power of a vehicle by a power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.As used herein, "vehicle", "vehicle", "vehicle", "vehicle" or other similar terms may be used for various types of vehicles, including sports utility vehicles (SUVs), buses, trucks, various commercial vehicles. Including vehicles including boats or vessels, aircraft including vehicles and similar vehicles, including hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen fuel vehicles and other alternative fuels (e.g., obtained from sources other than oil) Fuel) vehicle.

추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다. In addition, some methods may be executed by at least one controller. The term controller refers to a hardware device that includes a memory and a processor configured to execute one or more steps that are interpreted as an algorithmic structure. The memory is configured to store algorithm steps, and the processor is specifically configured to execute the algorithm steps to perform one or more processes described below.

이제 도 1 내지 도 3를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치에 대하여 상세하게 설명한다.1 to 3, a power control apparatus for a series hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량에서 동력 제어 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록 구성도이다. 이때, 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.1 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of a power control device in a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. At this time, the power control device of the tandem hybrid vehicle only shows a schematic configuration necessary for the description according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동력 제어 장치가 적용되는 직렬형 하이브리드 차량은, 엔진(10); 상기 엔진(10)의 기계적 동력을 전기적 동력으로 변환하는 발전기(20); 보기류 모터 및 전장 부하(30); 배터리(40); 상기 발전기(20) 및 상기 배터리(40)의 전기적 동력으로 구동력을 생성하는 구동 모터(50); 기어 박스(60); 차륜(70); 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어하는 제어기(100);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a series hybrid vehicle to which a power control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied includes an engine 10; A generator 20 for converting the mechanical power of the engine 10 into electrical power; Accessory motor and electric load 30; A battery 40; A drive motor 50 generating a driving force by the electric power of the generator 20 and the battery 40; Gear box 60; Wheel 70; And a controller 100 for controlling the overall operation of the hybrid vehicle.

상기 제어기(100)는 제어 신호를 출력하여 상기 엔진(10), 상기 발전기(20), 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30), 상기 배터리(40), 및 상기 구동 모터(50)를 제어한다. 상기 제어기(100)는 상기 발전기(20)의 출력 및 발전량, 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30)의 소모 부하, 상기 배터리(40)의 충전 파워 및 방전 파워, 상기 구동 모터(50)의 소모 파워를 산출하고, 제어 신호를 통해 이를 제어할 수 있다.The controller 100 outputs a control signal to control the engine 10, the generator 20, the accessory motor and the electric load 30, the battery 40, and the driving motor 50. . The controller 100 outputs and generates power of the generator 20, consumed loads of the accessory motor and electric load 30, charged and discharged power of the battery 40, and consumed power of the driving motor 50. The power can be calculated and controlled via a control signal.

상기 제어기(100)는 직렬형 하이브리드 차량에 구비되는 여러 제어기들간 협조 제어를 통해 후술할 본 발명의 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법을 수행할 수 있다. 예를 들면, 최상위 제어기인 HCU(Hybrid Control Unit), 엔진 작동의 전반을 제어하는 ECU(Engine Control Unit), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 MCU(Motor Control Unit), 및 배터리를 관리 제어하는 BCU (Battery Control Unit) 등이 이용될 수 있다. The controller 100 may perform a power control method of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention to be described later through cooperative control between various controllers provided in the series hybrid vehicle. For example, HCU (Hybrid Control Unit), the top-level controller, Engine Control Unit (ECU) to control the overall operation of the engine, Motor Control Unit (MCU) to control the overall operation of the drive motor, and BCU to manage and control the battery (Battery Control Unit) and the like can be used.

따라서 설명의 편의상 본 명세서 및 특허청구범위에서는 하이브리드 차량에 구비되는 여러 제어기들을 통칭하여 제어기(100)로 지칭하기로 한다. 그리고, BCU는 배터리 관리 시스템(BMS; battery management system)으로 호칭될 수도 있다.Therefore, for convenience of description, in the present specification and claims, various controllers provided in the hybrid vehicle will be collectively referred to as a controller 100. The BCU may also be referred to as a battery management system (BMS).

상기 제어기(100)는 상기 발전기(20)에서 순시적으로 공급 가능한 최대 출력을 산출하고, 상기 배터리(40)에서 순시적으로 공급 가능한 최대 방전 파워를 산출할 수 있다.The controller 100 may calculate the maximum output that can be instantaneously supplied from the generator 20, and calculate the maximum discharge power that can be instantaneously supplied from the battery 40.

그리고, 상기 제어기(100)는 상기 발전기(20)의 상기 최대 출력과 상기 배터리(40)의 상기 최대 방전 파워의 합에서 보기류 모터 및 전장 부하(30)에서 소모하는 소모 부하를 차감하여 상기 구동 모터(50)의 상기 최대 소모 파워를 산출할 수 있다.The controller 100 subtracts the consumption load consumed by the auxiliary motor and the electric load 30 from the sum of the maximum output of the generator 20 and the maximum discharge power of the battery 40. The maximum power consumption of the motor 50 can be calculated.

또한, 상기 제어기(100)는 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30)의 소모 부하와 상기 구동 모터(50)의 소모 파워를 이용해서 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출할 수 있다.In addition, the controller 100 may calculate the required power required by the vehicle by using the consumption loads of the auxiliary motor and the electric load 30 and the power consumption of the driving motor 50.

그리고, 상기 제어기(100)는 배터리(40)가 충전할 수 있는 최대 허용 충전 파워와 차량의 요구 파워를 합하여 총 요구 파워를 산출하고, 상기 총 요구 파워에서 상기 배터리(40)의 순시 허용 방전 파워를 차감하여 상기 발전기(20)의 목표 발전량을 산출할 수 있다.The controller 100 calculates the total required power by adding the maximum allowable charging power that the battery 40 can charge and the required power of the vehicle, and the instantaneous allowable discharge power of the battery 40 from the total required power. By subtracting the target power generation amount of the generator 20 can be calculated.

그리고, 상기 제어기(100)는 상기 목표 발전량을 기초로 상기 엔진(10) 및 상기 발전기(20)의 동작을 제어할 수 있다.The controller 100 may control operations of the engine 10 and the generator 20 based on the target amount of power generation.

이러한 목적을 위하여, 제어기(100)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다. For this purpose, the controller 100 may be implemented as one or more processors operating by a set program, the set program to perform each step of the power control method of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. It may be programmed.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치가 차량의 동력을 제어하는 로직을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치가 차량의 동력을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.2 is a block diagram illustrating logic for controlling power of a vehicle by a power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. A flowchart briefly illustrating a process of controlling a power of a vehicle by a power control device. The following flowchart is described using the same reference numerals in connection with the configuration of FIG. 1.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 구동모터(50)가 소모할 수 있는 최대 소모 허용 파워와 엔진(10) 및 발전기(20)에서 순시적으로 공급하여야 할 목표 발전 파워를 산출한다.2 and 3, the power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a maximum allowable power consumption that the driving motor 50 can consume, an engine 10, and a generator 20. Calculate the target generation power to be supplied instantaneously.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 보기류 모터 및 전장 부하(30)에서 소모하는 소모 부하(Paux)를 측정하고(S102), 상기 구동 모터(50)가 순시적으로 소모하고 있는 소모파워를 모터제어기(MCU) 로부터 통신으로 전달 받거나 측정한다(S104).In addition, the power control apparatus of the series hybrid vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention measures the consumption load Paux consumed by the auxiliary motor and the electric load 30 (S102), and the driving motor 50. The instantaneously consumed power consumption is measured or transmitted to the communication from the motor controller (MCU) (S104).

여기서, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는, 하기 수학식 1과 같이, 상기 발전기(20)의 최대 출력과 상기 배터리(40)의 최대 방전 파워의 합에서 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30)의 소모 부하를 차감하여 상기 구동 모터(50)의 최대 소모 파워를 산출할 수 있다.Here, the power control device of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, as shown in Equation 1 below, in the sum of the maximum output of the generator 20 and the maximum discharge power of the battery 40, the view The maximum power consumption of the driving motor 50 may be calculated by subtracting the consumption load of the current motor and the electric load 30.

Figure 112018044454778-pat00001
Figure 112018044454778-pat00001

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30)의 소모 부하와 상기 구동 모터(50)의 소모 파워를 이용해서 차량에서 요구하는 요구 파워(Pload_request)를 산출한다(S110). In addition, the power control device of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is a request required by the vehicle using the consumption load of the auxiliary motor and the electric load 30 and the power consumption of the drive motor 50. The power P load_request is calculated (S110).

이때, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 하기 수학식 2를 통해 차량에서 요구하는 상기 요구 파워를 산출할 수 있다.At this time, the power control device of the series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention can calculate the required power required by the vehicle through the following equation (2).

Figure 112018044454778-pat00002
Figure 112018044454778-pat00002

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 상기 보기류 모터 및 전장 부하(30)의 소모 부하와 상기 구동 모터(50)의 소모 파워의 합을 불감시간 (Dead Time) (td)과 1차 지연의 시정수(Time Constant) (tm )가 결합된 전달함수(

Figure 112018044454778-pat00003
)와 곱하여 상기 요구 파워를 산출할 수 있다. In addition, the power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention provides a dead time for the sum of the consumption load of the auxiliary motor and the electric load 30 and the power consumption of the driving motor 50. transfer function combined with (t d ) and time constant (tm) of the first order delay (
Figure 112018044454778-pat00003
Multiplying by < RTI ID = 0.0 >

여기서, 전달함수(

Figure 112018044454778-pat00004
)는 차량의 요구동력의 급격한 변화로 인한 엔진/발전기의 운전점 변화로 인한 불안정성을 제거하기 위한 것이다. 그리고, 불감시간은 엔진/발전기에 제어 신호가 인가된 후 엔진/발전기가 구동되기까지 걸리는 시간을 포함할 수 있다.Where the transfer function (
Figure 112018044454778-pat00004
) Is to eliminate the instability caused by the change of operating point of the engine / generator due to the sudden change of the required power of the vehicle The dead time may include a time taken until the engine / generator is driven after a control signal is applied to the engine / generator.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 배터리의 최대 허용 충전 파워(Pbat,max_charge)와 상기 요구 파워(Pload_request)를 합하여 총 요구 파워(P* total_request)를 산출한다(S112). 이때, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 배터리의 충전상태 (SOC; state of chage)에 관계없이 BCU에서 전달받은 배터리의 최대 허용 충전 파워만으로 배터리의 충전 요구량을 결정할 수 있다.In addition, the power control apparatus of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention adds the maximum allowable charging power (P bat, max_charge ) of the battery and the required power (P load_request ) to add a total required power (P * total_request ). It calculates (S112). At this time, the power control device of the series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention determines the charging requirements of the battery only the maximum allowable charging power of the battery received from the BCU regardless of the state of chage (SOC) of the battery. Can be.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 하기 수학식 3을 통해 상기 총 요구 파워를 산출할 수 있다.In addition, the power control device of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention can calculate the total required power through the following equation (3).

Figure 112018044454778-pat00005
Figure 112018044454778-pat00005

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 장치는 산출된 상기 총 요구 파워를 기초로 상기 엔진(10) 및 상기 발전기(20)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the power control apparatus of the series hybrid vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention may control the operation of the engine 10 and the generator 20 based on the calculated total required power.

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법은 불감시간 및 1차 지연의 시정수가 결합된 전달함수를 이용해 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하고, 배터리의 최대 허용 충전 파워 및 최대 방전 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출함으로써, 차량의 요구 동력의 급격한 변화로 인한 엔진/발전기 운전점의 변화로 인한 불안정성을 제거하여 동력 시스템을 보호하며 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 안정적으로 제어할 수 있는 환경을 제공한다.As described above, the power control method of a series hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention calculates the required power required by the vehicle by using a transfer function combined with a dead time and a time constant of the first delay, and provides a maximum allowable charge of the battery. By using the power and the maximum discharge power to calculate the target generation of the generator, it removes the instability caused by the change of the engine / generator operating point caused by the drastic change in the required power of the vehicle to protect the power system and stabilize the power of the series hybrid vehicle. Provides an environment that can be controlled by

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

10 : 엔진
20 : 발전기
30 : 보기류모터 및 전장부하
40 : 배터리
50 : 구동모터10: engine
20: generator
30: Bogie motor and electric load
40: battery
50: drive motor

Claims (5)

엔진의 기계적 동력을 발전기를 통해 전기적 동력으로 변환하여 구동 모터를 구동하거나 배터리에 충전하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력을 제어하는 방법에서,
보기류 모터 및 전장 부하에서 순시적으로 소모되는 소모 부하를 측정하는 단계,
상기 소모 부하와 상기 구동 모터의 최대 소모 파워를 이용해서 차량에서 요구하는 요구 파워를 산출하는 단계,
상기 요구 파워를 이용해 차량에서 요구하는 총 요구 파워를 산출하는 단계, 그리고
상기 총 요구 파워를 이용해 발전기의 목표 발전량을 산출하는 단계
를 포함하며,
상기 요구 파워를 산출하는 단계는,
상기 보기류 모터 및 전장 부하의 상기 소모 부하와 상기 구동 모터의 소모 파워의 합을 불감시간과 1차 지연시간의 시정수가 결합된 전달함수와 곱하여 상기 요구 파워를 산출하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법.
In a method of controlling the power of a series hybrid vehicle that converts mechanical power of an engine into electrical power through a generator to drive a drive motor or charge a battery,
Measuring the instantaneously consumed load in the auxiliary motor and the electrical load,
Calculating a required power required by a vehicle using the consumed load and the maximum consumed power of the driving motor;
Calculating the total required power required by the vehicle using the required power, and
Calculating a target power generation amount of the generator using the total required power;
Including;
Computing the required power,
Power control of a series hybrid vehicle that calculates the required power by multiplying the sum of the power consumption of the auxiliary motor and the electric load with the power consumption of the driving motor by a transfer function combined with a dead time and a time constant of the first delay time. Way.
제 1 항에 있어서,
상기 최대 소모 파워를 산출하는 단계는,
상기 발전기의 최대 출력과 상기 배터리의 최대 방전 파워의 합에서 상기 보기류 모터 및 전장 부하의 상기 소모 부하를 차감하여 상기 구동 모터의 상기 최대 소모 파워를 산출하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법.
The method of claim 1,
The calculating of the maximum power consumption,
And calculating the maximum power consumption of the drive motor by subtracting the consumption loads of the auxiliary motor and the electric load from the sum of the maximum output power of the generator and the maximum discharge power of the battery.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 총 요구 파워를 산출하는 단계는,
상기 배터리가 충전할 수 있는 최대 허용 충전 파워와 상기 요구 파워를 합하여 상기 총 요구 파워를 산출하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법.The method of claim 1,
Computing the total required power,
And calculating the total required power by adding the maximum allowable charging power that can be charged by the battery and the required power. 제 1 항에 있어서,
상기 발전기의 목표 발전량을 산출하는 단계는,
상기 총 요구 파워에서 상기 배터리의 최대 방전 파워를 차감하여 상기 발전기의 목표 발전량을 산출하는 직렬형 하이브리드 차량의 동력 제어 방법.The method of claim 1,
Calculating a target power generation amount of the generator,
And calculating a target power generation amount of the generator by subtracting the maximum discharge power of the battery from the total required power.
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