KR102672892B1 - 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법 - Google Patents

전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102672892B1
KR102672892B1 KR1020190127695A KR20190127695A KR102672892B1 KR 102672892 B1 KR102672892 B1 KR 102672892B1 KR 1020190127695 A KR1020190127695 A KR 1020190127695A KR 20190127695 A KR20190127695 A KR 20190127695A KR 102672892 B1 KR102672892 B1 KR 102672892B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
power
drive motor
battery
output
Prior art date
Application number
KR1020190127695A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210044932A (ko
Inventor
오희창
한동희
강현진
이관희
박영섭
홍승우
이종혁
최용각
Original Assignee
현대자동차 주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020190127695A priority Critical patent/KR102672892B1/ko
Priority to US16/895,665 priority patent/US11548493B2/en
Priority to CN202010534675.XA priority patent/CN112660098A/zh
Priority to DE102020119163.4A priority patent/DE102020119163A1/de
Publication of KR20210044932A publication Critical patent/KR20210044932A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102672892B1 publication Critical patent/KR102672892B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/11—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using model predictive control [MPC] strategies, i.e. control methods based on models predicting performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/10—Interpretation of driver requests or demands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0666—Engine power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/20—Ambient conditions, e.g. wind or rain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0638—Turbocharger state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진의 동력을 보조하고 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터; 상기 엔진과 상기 구동 모터 사이에 구비되는 클러치; 상기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하거나 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 충전하는 배터리; 상기 배터리에서 출력되는 직류를 변환하는 직류 변환기; 상기 엔진으로 과급 공기를 공급하는 전동식 슈퍼차저; 및 대기압이 설정 압력보다 낮고, 흡기 온도가 설정 온도보다 낮으며, 상기 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)가 설정값보다 작은 경우, 상기 배터리의 충전 상태에 따라 결정되는 상기 구동 모터의 출력 제한값을 기초로 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량을 결정하고, 상기 최적 공기량을 기초로 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워와 상기 구동 모터에서 출력되는 구동 모터 파워를 결정하는 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법 {APPARATUS FOR CONTROLLING HYBRID VEHCIEL HAVING ELECTRIC SUPERCHARGER AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량에서 배터리의 SOC에 따라 구동 모터의 출력이 제한될 때, 엔진의 운전점을 결정하는 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동되는 하이브리드 전기 자동차를 말한다. 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 구동 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하여 다양한 구조를 형성할 수 있다.
일반적으로 하이브리드 전기 자동차는 구동 모터와 변속기(80) 및 구동축이 직렬 연결되어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인이 사용되고 있다.
그리고 엔진과 모터의 사이에는 클러치(60)가 구비되어, 클러치(60)의 결합 여부에 따라 하이브리드 전기 자동차는 EV(Electric Vehicle) 모드 또는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 운행된다. EV 모드는 구동 모터의 구동력만으로 차량이 주행하는 모드이고, HEV 모드는 구동 모터와 엔진의 구동력으로 차량이 주행하는 모드이다.
하이브리드 차량은 구동 모터와 차량에 구비되는 전장 부품에 전력을 공급하는 배터리의 충전량인 SOC(state of charge)의 관리가 매우 중요하다.
특히, 하이브리드 차량이 고지대를 주행하는 경우, 엔진으로 유입되는 흡기의 압력이 낮기 때문에, 엔진의 출력이 감소한다. 또한, 차량이 고온 지역을 주행하는 경우, 엔진으로 유입되는 공기의 밀도가 낮고, 노킹으로 인해 토크의 감소가 발생할 수 있으므로 엔진의 출력이 감소한다. 따라서, 이러한 조건에서는 구동 모터를 통한 운전자의 요구 토크를 보조하는 경우가 증가하게 되고, 잦은 구동 모터의 동작으로 인해 배터리의 SOC가 감소하게 된다.
이러한 경우, 구동 모터를 통해 엔진 출력을 보조할 수 없게 되기 때문에, 운전자의 요구 토크를 충족하기 위해서는 엔진이 고부하/고속 상태에서 동작되고, 이로 인해 연비와 배기 가스가 악화되는 문제가 발생하였다.
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.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량이 대기압이 낮고 흡기 온도가 낮은 고지대를 주행하는 경우, 운전자의 요구 토크를 충족시키면서 연비 손실을 최소화할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진의 동력을 보조하고 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터; 상기 엔진과 상기 구동 모터 사이에 구비되는 클러치; 상기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하거나 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 충전하는 배터리; 상기 배터리에서 출력되는 직류를 변환하는 직류 변환기; 상기 엔진으로 과급 공기를 공급하는 전동식 슈퍼차저; 및 대기압이 설정 압력보다 낮고, 흡기 온도가 설정 온도보다 높으며, 상기 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)가 설정값보다 작은 경우, 상기 배터리의 충전 상태에 따라 결정되는 상기 구동 모터의 출력 제한값을 기초로 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량을 결정하고, 상기 최적 공기량을 기초로 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워와 상기 구동 모터에서 출력되는 구동 모터 파워를 결정하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 시스템 효율은 운전자의 요구 파워, 상기 엔진으로 공급되는 연료량, 연료의 저위 발열량(low calorific power), 상기 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, 상기 직류 변환기에서 출력되는 파워, 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워, 상기 구동 모터의 효율, 및 전력 전달 효율로부터 결정될 수 있다.
상기 시스템 효율은 의 수학식으로부터 결정되고, 여기서, Pdirver는 운전자의 요구 파워, Mfuel은 상기 엔진으로 공급되는 연료 유량, LHV는 연료의 저위 발열량, Pesc는 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, PLDC는 직류 변환기에서 소모되는 전력, Peng는 엔진 파워, ηmot는 구동 모터의 효율, 및 ηtran는 전력 전달 효율일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법은 제어기에 의해, 운전자의 요구 파워, 엔진 속도, 배터리의 SOC, 대기압, 및 흡기 온도를 포함하는 운전 정보를 수신하는 단계; 상기 제어기에 의해, 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)가 설정값보다 작은 SOC 저영역에서 상기 배터리의 충전 상태(SOC)에 따라 결정되는 구동 모터의 출력 제한값을 기초로 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량을 결정하는 단계; 상기 제어기에 의해, 상기 최적 공기량으로부터 엔진에서 출력되는 엔진 토크를 결정하는 단계; 및 상기 엔진 토크로부터 운전자의 요구 토크를 충족하기 위한 상기 구동 모터의 출력 토크를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 시스템 효율은 운전자의 요구 파워, 상기 엔진으로 공급되는 연료량, 연료의 저위 발열량, 상기 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, 상기 직류 변환기에서 출력되는 파워, 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워, 상기 구동 모터의 효율, 및 상기 전력 전달 효율로부터 결정될 수 있다.
상기 시스템 효율은 의 수학식으로부터 결정되고, 여기서, Pdirver는 운전자의 요구 파워, Mfuel은 상기 엔진으로 공급되는 연료 유량, LHV는 연료의 저위 발열량, Pesc는 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, PLDC는 직류 변환기에서 소모되는 전력, Peng는 엔진 파워, ηmot는 구동 모터의 효율, 및 ηtran는 전력 전달 효율일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법에 의하면, 차량이 대기압이 낮고 흡기 온도가 낮은 고지대를 주행하는 경우, 운전자의 요구 토크를 충족시키면서 연비 손실을 최소화할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진과 전동식 슈퍼차저와의 관계를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 SOC를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 운전점을 도시한 도면이다.
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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진과 전동식 슈퍼차저와의 관계를 도시한 개념도이다.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 구조를 예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 방식의 하이브리드 전기 차량에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치가 적용되는 하이브리드 차량은 운전 정보 감지부(100), 엔진(10), HSG(40), 구동 모터(50), 클러치(60), 배터리(70), 저전압 직류 변환기(20)(LDC: low-voltage DC/DC converter), 전동식 슈퍼차저(30), 운전 정보 감지부(100), 및 제어기(90)를 포함할 수 있다.
운전 정보 감지부(100)는 엔진 속도, 운전자의 요구 토크(또는 요구 파워), 대기압, 흡기 온도, 및 배터리의 SOC를 포함하는 운전 정보를 감지하고, 감지된 운전 정보는 제어기(90)로 전송된다.
이를 위해, 운전 정보 감지부는 엔진 속도를 감지하는 속도 센서, 운전자의 요구 토크(또는 요구 파워)를 판단하기 위한 가속 페달 센서, 대기압을 감지하는 압력 센서, 흡기 온도를 감지하는 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리(70)의 SOC는 배터리(70)를 관리하는 BMS(battery management system)으로부터 수신할 수 있다.
상기 구동 모터(50)는 배터리(70)에 충전된 전기 에너지를 이용하여 동작되고, 상기 구동 모터(50) 및 상기 HSG(40)에서 생성된 전기 에너지는 상기 배터리(70)에 충전된다.
상기 전동식 슈퍼차저(30)는 상기 엔진(10)의 연소실로 과급 공기를 공급하기 위한 것으로, 모터(31)와 전동식 컴프레서(33)를 포함한다. 상기 전동식 컴프레서(33)는 상기 모터(31)에 의해 작동하여 운전 조건에 따라 외기를 압축하여 상기 연소실로 공급한다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 배터리(70)의 충전 상태(SOC: state of charge)에 따라 엔진(10)과 구동 모터(50)의 출력을 가변시킨다.
배터리(70)의 SOC는 크게 세 개의 영역으로 구분될 수 있다. 도 4을 참조하면, 배터리(70)의 SOC 영역은 고영역(SOC High), 중영역(SOC Normal), 및 저영역(SOC Low)으로 구분될 수 있다. 그리고 고영역은 CH(critical high)와 H(high) 영역으로 구분될 수 있고, 중영역은 NH(normal high)와 NL(normal low) 영역으로 구분될 수 있으며, 저영역은 L(low)와 CL(critical low) 영역으로 구분될 수 있다.
상기 저전압 직류 변환기(20)(LDC)는 배터리(70)에서 출력되는 저전압 직류를 해당 부품의 동작 전압에 대응하는 직류로 변환한다. 즉, 저전압 직류 변환기(20)는 배터리(70)에서 출력되는 저전압 직류를 전동식 슈퍼차저(30)의 동작 전압에 대응하는 직류, 및/또는 차량의 전장 부품의 동작 전압에 대응하는 직류로 변환하여 출력한다.
상기 가속 페달 센서 (APS: acceleration pedal sensor)는 가속 페달의 조작을 감지한다. 상기 가속 페달 센서에서 감지된 가속 페달 변화량은 상기 제어기(90)로 전송된다. 상기 제어기(90)는 상기 가속 페달 센서로부터 감지된 가속 페달 변화량으로부터 운전자의 가속 의지에 따른 요구 토크(또는 요구 파워)를 결정할 수 있고, 운전 모드는 EV 모드, HEV 모드, 및 엔진 단독 모드로 선택적으로 전환될 수 있다.
상기 제어기(90)는 상기 엔진(10), HSG(40), 구동 모터(50), 전동식 슈퍼차저(30), 배터리(70), 클러치(60)를 포함하는 차량의 구성 요소를 제어한다.
이를 위해, 상기 제어기(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
상기 클러치(60)는 엔진(10)과 구동 모터(50) 사이에 구비되어, 클러치(60)의 결합 여부에 따를 하이브리드 차량은 EV(Electric Vehicle) 모드 또는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 운행된다. EV 모드는 모터의 구동력만으로 차량이 주행하는 모드이고, HEV 모드는 모터와 엔진(10)의 구동력으로 차량이 주행하는 모드이다.
상기 엔진(10)과 구동 모터(50)에서 출력되는 구동 파워는 차량에 구비된 구동 휠로 전달된다. 이때, 클러치(60)와 구동 휠의 사이에는 변속기(80)가 구비된다. 상기 변속기(80)의 내부에는 변속 기어가 설치되어 변속 기어단에 따라 엔진(10)과 구동 모터(50)에서 출력되는 파워가 변경된다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 운전 정보 감지부(100)는 운전자의 요구 토크(또는 요구 파워), 엔진 속도, 배터리(70)의 SOC, 대기압, 및 흡기 온도를 포함하는 운전 정보를 감지하고, 감지된 운전 정보는 제어기(90)로 전송된다(S10).
제어기(90)는 SOC를 판단하여(S20), 배터리(70)의 충전 상태가 SOC 저영역보다 높은 상태(예를 들어, SOC 중영역 또는 SOC 고영역)에서는, 제어기(90)는 최적 운전점(OOL: optimal operating line)에서 엔진(10)이 동작하도록 제어한다(S30).
즉, 운전자의 요구 토크가 엔진(10)의 최적 운전점에서의 엔진 토크보다 크면, 구동 모터(50)를 통해 엔진 출력을 보조하여 운전자의 요구 토크를 충족시킨다. 반면, 운전자의 요구 토크가 엔진(10)의 최적 운전점에서의 엔진 토크보다 작으면, 엔진(10)의 최적 운전점에서의 엔진 토크와 운전자의 요구 토크의 차이에 해당하는 토크는 구동 모터(50)를 통해 전력을 생성하고(이 경우, 구동 모터(50)는 발전기로 동작한다), 구동 모터(50)를 통해 생성된 전력은 배터리(70)에 충전된다.
SOC 저영역에서, 제어기(90)는 배터리(70)의 충전 상태(SOC)에 따라 결정되는 구동 모터(50)의 출력 제한값을 기초로 운전자의 요구 토크를 충족시킬 수 있는 엔진 토크를 결정한다. 이때, 제어기(90)는 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량으로부터 엔진 토크를 결정하는 것이 바람직하다.
구동 모터(50)의 출력 제한값은 배터리(70)의 SOC가 하락하는 것을 방지하기 위해, SOC 저영역에서 구동 모터(50)를 통해 출력될 수 있는 최대 출력 파워를 의미한다. 따라서, SOC 저영역에서 구동 모터(50)의 출력은 구동 모터(50)의 출력 제한값 이하로 출력된다. 이때, SOC 저영역에서 구동 모터(50)의 출력 제한값은 배터리(70)의 SOC가 낮아질수록 작아지도록 결정될 수 있다.
시스템 효율은 다음의 수학식을 통해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
수학식 1에서, Pdriver는 운전자의 요구 파워, Mfuel은 상기 엔진(10)으로 공급되는 연료 유량, LHV는 연료의 저위 발열량, Pesc는 전동식 슈퍼차저(30)에서 소모되는 전력, PLDC는 직류 변환기에서 출력되는 파워, Peng는 엔진 파워, ηmot는 구동 모터(50)의 효율, 및 ηtran는 전력 전달 효율을 의미한다.
엔진(10)으로 공급되는 연료량은 엔진(10)으로 공급되는 공기량, 엔진 속도, 대기압, 및 흡기 온도의 함수로부터 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 2]
수학식 2에서, Mfuel은 상기 엔진(10)으로 공급되는 연료 유량, RPM은 엔진 속도, AMP는 대기압, 및 TIA는 흡기 온도를 의미한다.
구체적으로, 연료 유량은 다음의 수학식 3을 통해 계산되고, 필요에 따라 보정값이 적용될 수 있다.
[수학식 3]
수학식 3에서, AFR(air fuel ratio)은 이론 공연비이고, 가솔린 엔진의 경우 14.5~14.7 범위의 상수를 사용한다.
λ는 공기 과잉률(air excess ratio)이고, 가솔린 엔진의 대부분의 운전 조건에서 1을 사용하지만, 고 RPM 및 고 Mair 조건에서는 1보다 작은 값을 갖는다. 따라서, λ는 Mair와 RPM에 따라 시험적으로 결정되고, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다. 필요에 따라서는, 공기 과잉률은 대기압이나 흡기 온도에 따라 보정값이 적용될 수도 있다. 공기 과잉률은 다음의 수학식을 통해 보정될 수 있다.
[수학식 4]
수학식 4에서, λfinal은 최종 공기 과잉률이고, λbase은 최초 공기 과잉률이며, λAMP은 대기압 보정값이고, λTIA은 흡기 온도 보정값이다.
엔진 파워(Peng)는 엔진(10)으로 공급되는 공기량, 엔진 속도, 대기압, 및 흡기 온도의 함수로부터 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 5]
수학식 5에서, Mair는 상기 엔진(10)으로 공급되는 공기량, RPM은 엔진 속도, AMP는 대기압, 및 TIA는 흡기 온도를 의미한다.
구체적으로, 엔진 파워는 다음의 수학식 6을 통해 계산되고, 필요에 따라 보정값이 적용될 수 있다.
[수학식 6]
Teng-는 엔진 토크인데, 다음의 수학식 7을 통해 계산된다.
[수학식 7]
수학식 7에서, Tind,max는 해당 공기량과 RPM에서의 최대 도시 토크(Maximum indicated torque)이고, Mair와 RPM에 따라 시험적으로 결정되고, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다.
ηign은 점화 시기에 따른 효율(torque efficiency for ignition timing)을 의미하고, 점화 시기에 따른 2차 또는 3차 다항식의 근사식으로 표현될 수 있다. 점화 시기에 따른 효율은 Mair와 RPM에 따라 시험적으로 결정되고, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다.
Tfric은 해당 공기량과 RPM에서의 마찰 토크(friction torque)이고, Mair와 RPM에 따라 시험적으로 결정되고, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다.
따라서, Teng는 Mair와 RPM 만의 함수로 나타낼 수 있다. 그리고 Teng의 최종 계산 과정이나 각 인수들의 계산 과정에서 TIA 또는 AMP의 영향을 적용하여 보정을 수행할 수 있다.
전동식 슈퍼차저(30)에서 소모되는 전력(Pesc)은 엔진(10)으로 공급되는 최적 공기량, 엔진 속도, 대기압, 및 흡기 온도의 함수로부터 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 8]
수학식 8에서, Mair는 상기 엔진(10)으로 공급되는 공기량, RPM은 엔진 속도, AMP는 대기압, 및 TIA는 흡기 온도를 의미한다.
Pesc-는 Mair와 압력 상승비의 함수이다. 주로, 시험적으로 결정되고, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다.
Pesc-를 시험적으로 결정할 때, 표준 조건에서 시험을 수행하며 흡기 온도가 변화하는 경우, 계수(factor)를 통해 보정할 수 있다. 예를 들면, 다음의 수학식 9와 같이 Pesc-가 보정될 수 있다.
[수학식 9]
압력 상승비(PR)는 무차원 수로, 전동식 슈퍼차저 전단과 후단(또는, 상류와 하류)의 압력비를 나타낸다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 10]
Ploss,it는 흡기 덕트, 흡기 파이프, 또는 에어 필터 등에서의 압력 손실을 의미하고, 이는 무시되거나 시험적으로 결정하여 Mair의 2차 또는 3차 다항식으로 근사될 수 있다.
Pboost는 필용한 과급 압력을 의미하고, Mair와 RPM의 함수고 시험적으로 결정될 수 있다.
구동 모터의 효율(ηmot)은 엔진(10)으로 공급되는 최적 공기량, 엔진 속도, 대기압, 및 흡기 온도의 함수로부터 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 11]
수학식 11에서, Mfuel은 상기 엔진(10)으로 공급되는 연료량, RPM은 엔진 속도, AMP는 대기압, 및 TIA는 흡기 온도를 의미한다.
ηmot는 모터의 토크와 속도의 함수로 결정되고, 주로 시험적으로 결정되어 근사식이나 맵 데이터 형식으로 제어기에 미리 저장될 수 있다.
TMED 타입의 하이브리드 차량의 경우, 모터의 속도는 엔진의 속도와 동일하다. 따라서, 모터의 토크는 다음의 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 12]
Tdriver는 운전자의 요구 토크이고, Teng는 앞의 수학식 5를 통해 계산될 수 있다.
전력 전달 효율(ηtran)은 전동식 슈퍼차저(30)의 소모 전력(Pesc), 직류 변환기에서 출력되는 전력(PLDC), 운전자의 요구 토크, 엔진 파워, 및 구동 모터의 효율의 함수로 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 13]
전력 전달 효율(ηtran)은 하이브리드 차량의 고전압 전력 시스템에서의 전달 효율로 소모 또는 공급되는 전력의 함수로, 제어기 내에 맵 데이터 형식이나 근사식의 형태로 미리 저장될 수 있다.
하이브리드 차량의 고전압 전력 시스템에서 소모 또는 공급되는 전력은 전동식 슈퍼차저(30)의 소모 전력(Pesc), 직류 변환기에서 출력되는 전력(PLDC), 및 모터의 소모 전력(Pmot)을 포함할 수 있다.
이때, 모터의 소모 전력(Pmot)은 다음의 수식으로 표현될 수 있다.
[수학식 14]
상기 수학식들에서, 운전자의 요구 파워(또는 요구 토크)는 가속 페달 감지 센서로부터 감지된 가속 페달의 변화량으로부터 결정되는 값으로 상수이고, 직류 변환기에서 출력되는 파워는 상수이며, 연료의 저위 발열량 또한 상수이다.
따라서, 대기압, 흡기 온도, 및 엔진 속도를 입력 받아 시스템 효율을 결정하는 수학식 1을 통해 엔진(10)으로 공급되어야 하는 최적 공기량(Mair)을 결정할 수 있다.
제어기(90)는 최적 공기량으로부터 엔진(10)에서 출력되어야 하는 최종 엔진 토크를 결정한다(S50). 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
[수학식 15]
제어기(90)는 결정된 최적 공기량(Mair)을 엔진으로 공급하기 위한 전동식 슈퍼차저(30)의 회전 속도를 결정하고(S60), 이에 따른 전동식 슈퍼차저(30)에서 소모되는 전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 최종 엔진 토크를 출력하기 위한 엔진의 운전점이 NA 엔진(natural aspiration engine)에서의 최적 운전점에 위치하는 경우, 제어기(90)는 전동식 슈퍼차저(30)의 동작을 정지시킨다.
반면, 최종 엔진 토크를 출력하기 위한 엔진(10)의 운전점이 NA 엔진(natural aspiration engine)에서의 최적 운전점보다 큰 경우, 제어기(90)는 전동식 슈퍼차저(30)를 동작시켜 엔진(10)에 과급 공기를 공급하여 엔진(10)이 최적 운전점 영역에서 운전되도록 제어할 수 있다.
도 6A를 참조하면, 자연 흡기 엔진의 경우, 엔진이 최적 운전점에서 동작되는 영역이 매우 좁다. 반면, 도 6B를 참조하면, 전동식 슈퍼차저(30)가 적용되는 엔진의 경우, 자연 흡기 엔진과 비교하여 엔진이 최적 운전점에서 동작되는 영역이 상대적으로 매우 넓다.
따라서, 차량이 대기압이 낮거나 흡기 온도가 높은 지역을 주행하는 경우, SOC 저영역에서 구동 모터(50)에 의한 동력 보조량이 감소하더라도, 엔진은 최적 운전점 영역에서 운전되어 차량의 연비를 개선할 수 있고 에미션을 감소시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 엔진
11: 흡기 라인
30: 전동식 슈퍼차저
40: HSG
50: 구동 모터
60: 클러치
70: 배터리
80: 변속기
90: 제어기
100: 운전 정보 감지부

Claims (6)

  1. 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진의 동력을 보조하고 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터;
    상기 엔진과 상기 구동 모터 사이에 구비되는 클러치;
    상기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하거나 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 충전하는 배터리;
    상기 배터리에서 출력되는 직류를 변환하는 직류 변환기;
    상기 엔진으로 과급 공기를 공급하는 전동식 슈퍼차저; 및
    대기압이 설정 압력보다 낮고, 흡기 온도가 설정 온도보다 높으며, 상기 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)가 설정값보다 작은 경우,
    상기 배터리의 충전 상태에 따라 결정되는 상기 구동 모터의 출력 제한값을 기초로 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량을 결정하고, 상기 최적 공기량을 기초로 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워와 상기 구동 모터에서 출력되는 구동 모터 파워를 결정하는 제어기;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 효율은
    운전자의 요구 파워, 상기 엔진으로 공급되는 연료량, 연료의 저위 발열량, 상기 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, 상기 직류 변환기에서 출력되는 파워, 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워, 상기 구동 모터의 효율, 및 전력 전달 효율로부터 결정되는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시스템 효율은
    의 수학식으로부터 결정되고,
    여기서, Pdirver는 운전자의 요구 파워, Mfuel은 상기 엔진으로 공급되는 연료량, LHV는 연료의 저위 발열량, Pesc는 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, PLDC는 직류 변환기에서 소모되는 전력, Peng는 엔진 파워, ηmot는 구동 모터의 효율, 및 ηtran는 전력 전달 효율인 하이브리드 차량의 제어 장치.
  4. 제어기에 의해, 운전자의 요구 파워, 엔진 속도, 배터리의 SOC, 대기압, 및 흡기 온도를 포함하는 운전 정보를 수신하는 단계;
    상기 제어기에 의해, 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)가 설정값보다 작은 SOC 저영역에서 상기 배터리의 충전 상태(SOC)에 따라 결정되는 구동 모터의 출력 제한값을 기초로 시스템 효율이 최대가 되는 최적 공기량을 결정하는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 최적 공기량으로부터 엔진에서 출력되는 엔진 토크를 결정하는 단계; 및
    상기 엔진 토크로부터 운전자의 요구 토크를 충족하기 위한 상기 구동 모터의 출력 토크를 결정하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시스템 효율은
    상기 운전자의 요구 파워, 상기 엔진으로 공급되는 연료량, 연료의 저위 발열량, 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, 직류 변환기에서 출력되는 파워, 상기 엔진에서 출력되는 엔진 파워, 상기 구동 모터의 효율, 및 전력 전달 효율로부터 결정되는 하이브리드 차량의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시스템 효율은
    의 수학식으로부터 결정되고,
    여기서, Pdirver는 상기 운전자의 요구 파워, Mfuel은 상기 엔진으로 공급되는 연료량, LHV는 상기 연료의 저위 발열량, Pesc는 상기 전동식 슈퍼차저에서 소모되는 전력, PLDC는 상기 직류 변환기에서 소모되는 전력, Peng는 상기 엔진 파워, ηmot는 상기 구동 모터의 효율, 및 ηtran는 상기 전력 전달 효율인 하이브리드 차량의 제어 방법.
KR1020190127695A 2019-10-15 2019-10-15 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법 KR102672892B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190127695A KR102672892B1 (ko) 2019-10-15 2019-10-15 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
US16/895,665 US11548493B2 (en) 2019-10-15 2020-06-08 Apparatus of controlling hybrid vehicle having electric supercharger and method thereof
CN202010534675.XA CN112660098A (zh) 2019-10-15 2020-06-12 控制具有电动增压器的混合动力车辆的装置及其方法
DE102020119163.4A DE102020119163A1 (de) 2019-10-15 2020-07-21 Steuerungsvorrichtung eines hybridfahrzeugs mit elektrischem kompressor und steuerverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190127695A KR102672892B1 (ko) 2019-10-15 2019-10-15 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210044932A KR20210044932A (ko) 2021-04-26
KR102672892B1 true KR102672892B1 (ko) 2024-06-07

Family

ID=75155938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190127695A KR102672892B1 (ko) 2019-10-15 2019-10-15 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11548493B2 (ko)
KR (1) KR102672892B1 (ko)
CN (1) CN112660098A (ko)
DE (1) DE102020119163A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102644432B1 (ko) * 2019-08-12 2024-03-07 현대자동차 주식회사 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
JP7279593B2 (ja) * 2019-09-20 2023-05-23 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2021049807A (ja) * 2019-09-20 2021-04-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248860A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Toyota Motor Corp 電動機付過給機の制御装置
JP2009257170A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Mazda Motor Corp 車両用発電機の発電制御装置
JP2015182570A (ja) 2014-03-24 2015-10-22 いすゞ自動車株式会社 ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370935B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-16 Cummins, Inc. On-line self-calibration of mass airflow sensors in reciprocating engines
KR100579269B1 (ko) * 2003-12-30 2006-05-11 현대자동차주식회사 가변형 터보 차저의 공기량 예측 장치 및 그 제어방법
KR100792893B1 (ko) 2006-12-12 2008-01-08 현대자동차주식회사 하이브리드 전기차량의 운전점 제어 방법
US10619534B2 (en) * 2012-09-14 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Crankcase integrity breach detection
US9074523B2 (en) * 2012-11-16 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Vacuum-actuated wastegate
KR101628087B1 (ko) * 2014-09-02 2016-06-21 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 제어 시스템 및 방법
JP6332172B2 (ja) * 2015-07-06 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
US10060341B2 (en) * 2015-07-14 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control
KR101956482B1 (ko) * 2017-12-12 2019-03-08 한양대학교 산학협력단 전동 슈퍼차저를 장착한 하이브리드 차량의 동력 분배 방법
KR20190072930A (ko) * 2017-12-18 2019-06-26 현대자동차주식회사 마일드 하이브리드 차량의 제어 방법
US10731577B2 (en) * 2017-12-19 2020-08-04 Ford Global Technologies, Llc Method and system for a boosted engine
US10895197B2 (en) * 2018-01-24 2021-01-19 Ford Global Technologies, Llc System and method for boost control
DE102018201278A1 (de) * 2018-01-29 2019-08-01 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine zum Antreiben einer Turbine oder eines Verdichters sowie einer Heizung der Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Kraftfahrzeugs
JP6907970B2 (ja) * 2018-03-08 2021-07-21 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
KR102451916B1 (ko) * 2018-05-16 2022-10-06 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248860A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Toyota Motor Corp 電動機付過給機の制御装置
JP2009257170A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Mazda Motor Corp 車両用発電機の発電制御装置
JP2015182570A (ja) 2014-03-24 2015-10-22 いすゞ自動車株式会社 ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210107447A1 (en) 2021-04-15
US11548493B2 (en) 2023-01-10
CN112660098A (zh) 2021-04-16
DE102020119163A1 (de) 2021-04-15
KR20210044932A (ko) 2021-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102672892B1 (ko) 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
US8250864B2 (en) Method for controlling the torque of a hybrid drive unit and hybrid drive unit
CN100534842C (zh) 动力输出装置、装有该装置的汽车以及该装置的控制方法
US6356042B1 (en) Engine shut off system for a hybrid electric vehicle
CN101397010B (zh) 混合动力车辆中运转电机以对内燃机产生电动助力的方法
CN108068728B (zh) 对轻度混合电动车辆的低压电池进行充电的方法和装置
US7229381B2 (en) Method for controlling engine starts for a vehicle powertrain
US8150595B2 (en) Method for torque management in a hybrid vehicle equipped with active fuel management
EP0323203A2 (en) Control system for internal combustion engine with turbocharger
CN101384447B (zh) 动力输出设备、其控制方法及装有动力输出设备的车辆
CN107575315B (zh) 车辆的控制装置
US10086824B2 (en) Method and apparatus of determining performance for battery for mild hybrid electric vehicle
KR102644432B1 (ko) 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
US20180162350A1 (en) Method and apparatus for controlling mhsg of mild hybrid electric vehicle
US8798835B2 (en) Hybrid diesel-electric powertrain smoke limit avoidance
KR20210074431A (ko) 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
EP1651461B1 (en) A method and an apparatus for controlling a diesel hybrid vehicle
CN111409577A (zh) 车辆电气系统及方法
CN104290585A (zh) 电全轮驱动车辆动力传动系
KR20070063336A (ko) 직렬 및 병렬 하이브리드 자동차에서의 최적 운전점결정방법
KR20210075472A (ko) 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법
KR102672893B1 (ko) 전동식 슈퍼차저를 구비한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 제어 방법
CN114347973B (zh) 混合动力汽车催化器加热阶段扭矩控制方法
CN108001392B (zh) 用于车辆的电气系统和方法
CN204821551U (zh) 一种控制混合动力车扭矩输出的装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant