KR20010085418A - 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치 - Google Patents

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나까무라히로까즈
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Abstract

본 발명은 회생 제동에 의한 발전전력을 충분히 배터리에 충전할 수 있으며, 또한, 회생 제동을 유효하게 실시할 수 있고, 마찰 브레이크의 부담경감의 촉진을 가능하게 하는 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치를 제공하는 것으로서, 전동기의 회생작동중, 배터리의 충전레벨에 따라 충전 가능전력 설정장치에 의해 설정되는 충전 가능전력이 회생전력 연산장치에 의해 연산된 회생전력을 밑돌면(S14), 전동기에 의한 발전전력이 발전기에 공급되고(S18, S20), 이것에 의해 발전기가 구동되어 엔진이 연료 공급없이 엔진 브레이크가 작동되어진다(S22).

Description

하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치{Regenerative control apparatus of hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 전기 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어 기술에 관한 것이다.
(종래의 기술)
근래, 차량의 구동력원으로서 전동기(모터)를 탑재하고, 전동기에 전력을 공급하는 2차전지(배터리)의 충전을 비교적 소형의 내연기관(엔진)에 의해 구동되는 발전기로 행하도록 구성한 시리즈식 하이브리드형 차량이 개발되어 실용화 되고 있다.
이와같은 시리즈식 하이브리드형 차량에서는, 차량의 제동시에 구동륜으로부터의 동력으로 모터를 작동시켜 제동력을 발생시키며, 한쪽의 모터에 의해 발전된 전력을 회생 에너지로서 이용하는 소위 회생 제동이 실시가능하게 되어 있다. 그리고, 통상 이와같이 회생 제동에 의해 얻어진 전력은 배터리에 충전된다.
그렇지만, 차량이 급제동되어지는 경우 등, 회생제동에 의해 얻어지는 전력이 배터리의 최대 충전레벨을 넘는 경우에는, 그 이상 회생제동을 계속할 수 없기 때문에, 마찰 브레이크(서비스 브레이크)를 사용하지 않으면 않되어 마찰재의 마모가 촉진되어진다는 문제가 있다. 그래서, 마찰재의 부담을 경감하는 것을 목적으로서 회생제동에 의해 얻어지는 발전전력이 배터리의 충전허용 레벨을 넘는 경우에, 잉여 발전전력을 발전기에 공급하며, 이것에 의해 발전기를 작동시켜 엔진을 강제회전시켜 회생제동의 발전 전력을 이용하여 엔진 브레이크 작용을 얻도록 한 장치가 일본 특허 공개평 7-131905호 공보에 개시되어 있다.
그렇지만, 상기 공보에 개시된 장치에서는, 배터리의 충전 허용레벨을 넘은 상태에서 발전기를 작동시켜 엔진 브레이크를 작동하도록 하였다.
그러나, 배터리의 충전은 충전레벨이 만충전(full charge)에 이르지 않으면 만충전에 이를 때까지 공급 전력의 대소에 관계없이 충전되는 것이 아닌, 배터리의 충전 레벨마다 충전가능 전력이 다른 것이다.
따라서, 배터리의 충전레벨로서 아직 충전될 수 있는 여유가 있어도, 회생되는 회생전력이 충전가능 전력을 윗돌면, 실제로는 충전 가능 전력분의 충전밖에 되지 않는다. 한편, 회생제동의 제동력은, 배터리의 충전을 목적으로서 결정되는 것이 아닌, 운전자가 요구하고 있는 감속도에 따라서 결정된다. 그리고, 실제로 모터로 발전되는 회생전력은, 당해 감속도에 따른 감속 토오크의 크기에 직접적으로 커다랗게 영향을 미치며 감속 토오크가 크게 될수록 회생전력은 크게된다.
따라서, 상기와 같이 배터리의 충전레벨에 근거하여 발전기를 작동시켜 엔진 브레이크를 작동시키는 제어의 경우, 운전자의 급제동 요구에 대하여 회생전력이 충전 가능전력을 윗도는 상황이라도 배터리의 충전허용 레벨을 넘지 않으면 충전 레벨에 여유가 있다고 보아 발전기를 작동시키지 않고 엔진 브레이크를 작동시키지 않게 되며, 모터의 발전량이 저하하는 한편 마찰 브레이크의 사용빈도가 증대되어 역시 마찰재의 마모가 촉진되어 마찰 브레이크의 내구성이 저하되는 우려가 있다.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 것은, 회생제어에 의한 발전전력을 충분히 배터리에 충전할 수 있으며, 또한, 회생제어를 유효하게 실시할 수 있고, 또한, 마찰 브레이크의 부담경감의 촉진을 가능하게 하는 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차는 이하를 구비하고 있다.
엔진의 구동력에 의해 회전되어 발전을 행하는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발전된 전력을 충전하는 배터리와, 상기 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 차량의 구동력을 발생함과 함께, 차량 제동시에는 구동륜으로부터의 동력에 의해 회생작동하여 발전을 행하는 상기 배터리에 충전을 행하는 전동기와, 상기 배터리의 충전 레벨을 검출하는 충전레벨 검출장치와, 상기 충전레벨 검출장치의 검출치에 근거하여 충전가능 전력을 설정하는 충전 가능 전력 설정장치와, 차량의 감속을 지령하는 감속지령 장치와, 상기 감속지령 장치가 요구하고 있는 감속 토오크를 검출하는 감속 토오크 검출장치와, 상기 감속 토오크 검출장치의 검출치에 근거하여 상기 전동기가 회생하는 회생전력을 설정하는 회생 전력 연산장치와, 상기 전동기의 회생 작동중, 상기 충전가능 전력 설정장치에 의해 설정되는 충전 가능전력이 상기 회생전력 연산장치에 의해 연산된 회생전력을 밑돌때, 상기 전동기에 의한 발전전력을 상기 발전기로 공급하며, 해당 발전기를 구동시켜 상기 엔진을 연료공급 없이 작동시키는 제어장치를 구비하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치가 적용되는 시리즈식 하이브리드형 차량의 개략 구성도.
도 2는 ECU의 내부기능을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 회생제어의 제어 루틴을 나타낸 플로우 챠트의 일부를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 플로우 챠트에 계속하여 본 발명에 따른 회생제어의 제어 루틴을 나타낸 플로우 챠트의 나머지부분을 도시한 도면.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10 : 주행 모터 12 : 배터리
14, 20 : 인버터 16 : 감속기
22 : 제네레이터 24 : 엔진
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면에 근거하여 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치가 적용된 시리즈식 하이브리드형 차량의 개략 구성도가 도시되어 있으며, 이하, 동일 도면에 근거하여 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치의 구성을 설명한다. 또한, 시리즈식 하이브리드형 차량으로서, 여기에서는 예를 들면, 도시 등에서 저속주행을 많이 사용하는 승합버스 등의 대형 차량을 예로든다.
상기 도면에 도시하듯이, 시리즈식 하이브리드형 차량에는 구동력원으로서 주행 모터(전동기)(10)가 탑재되어 있으며, 해당 주행 모터(10)에는, 주행 모터(10)구동용인 고전압 2차전지(배터리)(12)가 인버터(14)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 주행 모터(10)는, 예를 들면, 유도형 모터이지만, 영구자석 동기형 모터라도 좋다.
주행 모터(10)는, 차량의 제동시에는 에너지 회생 브레이크(회생제동), 즉 제동 에너지를 이용한 발전기(제네레이터)로서도 기능을 한다. 즉, 차량의 운전자가 브레이크 페들(58)을 조작하면, 주행 모터(10)가 회생 작동하여 제동력을 발생하면서 동시에 발전을 행하며, 이 발전전력이 배터리(12)에 충전된다.
인버터(14)는, 배터리(12) 또는 후술하는 제네레이터(22)로부터의 전압과 전류를 조정하여 안정된 전력을 주행 모터(10)에 공급하기 위해, 또는 상기와 같이 주행 모터(10)에 의해 발전된 전압과 전류를 조정하여 안정된 전력을 배터리(12)에 공급하기 위한 장치이다. 그리고, 동 도면에 도시하듯이, 주행 모터(10)의 회전축에는, 감속기(16), 차동장치(18)를 통해 한쌍의 구동륜(WR, WL)이 접속되어 있다.또한, 감속기(16)는 특별히 없어도 좋다.
또한, 배터리(12)와 인버터(14)에는 또하나의 인버터(20)를 통해 제네레이터(발전기)(22)가 전기적으로 접속되어 있으며, 해당 제네레이터(22)의 회전축은 엔진(24)의 출력축에 접속되어 있다. 엔진(24)은, 발전 전용의 내연기관이다. 또한, 주행 모터(10)의 회생작동의 경우, 배터리(12)로의 충전이 행해지지 않는 잉여전력이 발생하는 경우에는, 당해 잉여전력에 의해 제네레이터(22)가 구동되어져 연료 공급없이 엔진(24)이 강제적으로 작동되어 잉여전력이 엔진 브레이크로서 소비되도록 이루어져 있다.
또한, 엔진(24)의 배기계에는, 보조 브레이크 장치로서 배기의 유통을 제한함으로써 브레이크력을 발생시키는 배기 브레이크(배기 BRK)(24a)나, 실린더 내에서 피스톤에 의해 압축된 공기를 강제적으로 개방함으로써 압축행정을 그대로 브레이크력으로서 사용하는 압축 개방형 브레이크(압축압 개방 BRK)(24b)가 설치되어 있다.
그리고, 인버터(20)에는, 에어 브레이크용인 에어컴프레서(27)나 파워스티어링 펌프(28)등의 보조기기를 구동시키는 보조기기 모터(26)와 전기적으로 접속되어 있는 인버터(20)는, 상기 인버터(14)와 마찬가지로 제네레이터(22)에 의해 발전된 전압과 전류를 조정하여 안정된 전력을 배터리(12) 또는 주행 모터(10)로 공급하기 위한, 또는 배터리(12)로부터의 전압과 전류를 조정하여 안정된 전력을 보조기기 모터(26)로 공급하기 위한 장치이다.
또한, 배터리(12)와 인버터(14, 20)와의 사이에는, 릴레이 휴즈(30)가 끼여장착되어 있다. 이 릴레이 휴즈(30)는, 인버터(14)에 전기적으로 접속되어 있으며, 당해 인버터(14)로부터의 정보를 받아서 배터리(12)로부터 주행 모터(10)로의 통전을 허용하거나, 배터리(12)로부터 주행 모터(10)에 과잉전류가 흐르는 것을 방지하거나, 또는 제네레이터(22)나 회생제동(에너지 회생)중의 주행 모터(10)가 배터리(12)에 과잉 충전되는 것을 방지하거나 하는 기능을 가지고 있다.
그리고, 동 도면에 도시한바와 같이 배터리(12)나 인버터(14, 20)는 전자 컨트롤 유닛(ECU)(40)에 상호 통신가능하게 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 인버터(14)와 주행 모터(10), 또한 인버터(20)와 제네레이터(22)에 관해서도 상호 통신가능하게 전기적으로 접속되어 있다. ECU(40)의 입력측에는, 운전자의 출력요구, 즉 요구 모터 토오크를 주행 모터(10)에 일률적으로 반영시키기 위한 페들(43)에 접속되며, 당해 엑셀페들(43)의 조작량(θacc)를 검출하는 엑셀 센서(44)나 차속(V)을 검출하는 차속센서(46)가 접속되어 있다. 차속 센서(46)는 예를 들면, 차륜속 센서이며, 차륜속 정보에 근거하여 차속(V)을 검출하도록 이루어져 있다.
한편, ECU(40)의 출력측에는, 표시·경보 컨트롤러(50)를 통해 표시·경보기(52)가 접속되어 있다. 또한, ECU(40)에는, 브레이크 유닛(서비스 브레이크)(56)에 구동신호를 공급하여 차량의 제동제어를 행하는 브레이크 컨트롤러(54)가 접속되어 있고, 당해 브레이크 컨트롤러(54)에는 브레이크 페들(58)의 조작량(브레이크 페들 스트로크 등)을 검출하는 브레이크 센서(60)가 접속되어 있다. 또한, ECU(40)에는, 배터리(12)의 충전 레벨(SOC : State Of Charge)등을 감시하는 배터리 컨트롤러(충전 레벨 검출장치)(62)나, 엔진(24)의 운전 제어나 상기 배기브레이크(24a)나 압축압 개방형 브레이크(24b)의 작동 제어 등을 행하는 엔진 컨트롤러(64)가 접속되어 있다. 또한, 엔진 컨트롤러(64)는 엔진 회전속도를 검출 가능하게 이루어져 있다.
또한, 도 2에 도시하듯이, ECU(40)에는, 배터리 컨트롤러(62)의 검출치 등에 근거하여 그 충전 레벨 마다 충전 가능전력을 설정하는 충전 가능전력 설정장치(71), 브레이크 센서(60) 또는 엑셀 센서(44)의 출력에 근거하여 운전자가 요구하고 있는 감속 토오크를 검출하는 감속 토오크 검출장치(73), 당해 감속 토오크 검출장치(73) 혹은 브레이크 컨트롤러(54)에서 검출된 감속 토오크에 근거하여 주행 모터(10)가 회생하는 회생전력을 연산하는 회생전력 연산장치(75), 또한, 본 발명의 전체 제어를 맡는 각 기기의 제어장치(77)가 구비되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 엑셀페들(43) 또는 브레이크 페들(58)이 감소 지령 장치로서 기능하고 있다. 그리고, 이와같이 구성된 하이브리드형 차량에서는, 일반적인 작용으로서 차량 주행시에는 엑셀 센서(44)에 의해 검출되는 엑셀페들(43)의 조작량(θacc)에 대응한 요구 모터 토오크신호가 인버터(14)에 공급되어 배터리(12)로부터의 전압, 전류가 조정되며, 이것에 의해 주행 모터(10)가 소망하는 모터 토오크를 발생한다.
또한, 배터리 컨트롤러(62)에 의해 배터리(12)의 충전 레벨(SOC)이 저하된 것을 검출한 경우에는 엔진 컨트롤러(64)에 의해 엔진(24)이 시동되어 제네레이터(22)가 작동하여 발전이 행해지며, SOC에 따른 배터리(12)의 충전이 행해진다. 또한, 배터리(12)의 SOC가 낮은 경우에는 주행 모터(10)의 소비전력 상당분의 전력이 제네레이터(22)로부터 직접 주행 모터(10)로 공급되며, 제네레이터(22)의 발전잉여분이 배터리(12)에 충전된다.
또한, 예를 들면, 브레이크 페들(58)이 조작되어 차량이 제동 상태로 있고, 엑셀 페들(43)의 조작량(θacc)이 값 0으로 되어있을 때에는, 주행 모터(10)에 의해 회생제동이 행해지고, 역시 주행 모터(10)에 의해 발전이 행해져 당해 회생전력에 의해 배터리(12)가 충전된다. 또는, 회생전력에 의해 제네레이터(22)가 구동되어져 연료 공급없이 엔진(24)이 강제적으로 작동되어져 회생전력이 엔진브레이크로서 소비된다.
또한, 차량 주행시에는, 에어컴프레서(27)나 파워 스티어링 펌프(28)등의 보조기기를 구동시키기 위해, 배터리(12)로부터의 전력에 의해 보조기기 모터(26)가 상시 구동되고 있다. 이하, 이와같이 구성된 하이브리드형 차량의 본발명에 따른 회생 제어장치의 작용에 관하여 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, ECU(40)가 실행된다. 본 발명에 따른 회생제어의 제어 루틴이 플로우 챠트로 도시되어 있으며, 당해 플로우 챠트에 따라서 설명한다. 또한, 당해 제어루틴에 있어서, 스텝 S10은 충전 가능전력 설정장치(71)로서, 스텝 S11은 감속 토오크 검출장치(73)이고, 스텝 S12는 회생전력 연산장치(75)이며, 또한 스텝 S14이후는 제어장치(77)로서 행해진다.
스텝 S10에서는, 우선, 배터리 컨트롤러(62)로부터의 정보에 근거하여 배터리(12)의 SOC를 검출하며, 당해 SOC의 값에 의거하여 배터리(12)의 충전가능 전력(Prc)를 산출한다. 구체적으로는, 다음 수학식 1에 의거하여 배터리(12)의 SOC로부터 충전가능한 Isoc와 배터리 고유의 최대 전압치(Vmax)와의 곱으로부터 검출된 충전 레벨에서 충전가능 전력(Prc)를 산출한다.
Prc = Vmax ·Isoc {단, Isoc<Imax}
여기에서, Imax는 배터리(12)에 급전가능한 최대 전류치이며, 충전가능한 Isoc는 그 최대 전류치(Imax)를 넘는 일은 없다. 스텝 S11에서는, 엑셀 센서(44)에 의해 검출되는 엑셀 페들(43)의 조작량(θacc)이나 브레이크 센서(60)에 의해 검출되는 브레이크 페들(58)의 조작량 등에 의거하여 감속 토오크(Tbrk)를 산출한다.
스텝 S12에서는, 다음 수학식 2에 의거하여 주행 모터(10)의 회전속도(Nmot)와 상기 스텝 S11에서 산출된 감속 토오크(Tbrk)와의 곱으로부터 실제로 주행 모터(10)에서 회생 발전되는 회생전력(Pr)을 산출한다. 즉, 제동시에 있어서 주행 모터(10)에 의해 회생되는 회생전력(Pr)은, 예를 들면, 브레이크 페들(58)의 조작량에 따른 감속요구량, 즉 감속 토오크(Tbrk)에 의거하여 설정된다.
여기에서,은 효율을 나타낸다.
회생제동이 개시되고, 이와같이 충전가능 전력(Prc)과 회생전력(Pr)등이 요구되어지면, 다음 스텝 S14에서는, 충전 가능전력(Prc)과 회생전력(Pr)을 비교하며, 회생전력(Pr)이 충전가능 전력(Prc)을 넘고 있는지(Prc<Pr) 아닌지를 판별한다. 즉, 여기에서는, 충전레벨 마다 변화되는 충전가능 전력(Prc)을 임계치로서,회생전력(Pr)이 당해 충전가능 전력(Prc)보다 큰지 아닌지를 판별한다. 판별결과가 아니오(NO)이고, 회생전력(Pr)이 충전가능 전력(Prc)이하인 경우에는 스텝 S16으로 진행된다.
회생전력(Pr)이 충전가능 전력(Prc)이하인 경우에는, 배터리(12)는 충분히 충전능력을 가지고 있다고 볼 수 있다. 따라서, 스텝 S16에서는, 회생전력(Pr)의 전부를 배터리(12)에 충전하도록 하고, 제네레이터(22)에 관해서는 비작동되게 한다. 즉, 배터리(12)가 충분한 충전능력을 유지하고 있는 동안은, 엔진 브레이크를 동작시킬 필요는 없으며, 제네레이터(22)에 회생전력을 공급하는 일 없이 엔진(24)을 작동시키지 않도록 한다.
그리고, 엔진(24)을 작동시키지 않음으로써 배기 브레이크(24a)나 압축압 개방형 브레이크(24b)에 관해서도 비작동한다. 한편, 스텝 S14의 판별결과가 예(YES)로서, 회생전력(Pr)이 충전가능 전력(Prc)을 넘었다고 판정된 경우에는, 다음에 스텝 S18로 진행한다. 스텝 S18에서는 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차, 즉 잉여 회생전력이 소정치(Prce) 보다도 큰지(Prce<Pr-Prc) 아닌지를 판별한다. 여기에서 소정치(Prce)란, 상기 엔진 브레이크를 동작시킨 경우에 당해 엔진 브레이크에서 흡수가능한 최대 전력량을 의미한다. 판별결과가 아니오(N0)이고, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차가 소정치(Prce) 이하인 경우에는, 다음 스텝 S20으로 진행한다.
이 경우, 엔진 브레이크만큼 충분히 잉여된 회생전력을 흡수할 수 있다고 생각할 수 있다. 그래서, 스텝 S20에서는 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차에 근거하여 당해 잉여의 회생전력을 흡수 할 수 있는 엔진 회전속도(Ne)를 연산에 의해 구한다.
그리고, 스텝 S22에서는, 상술한 바와같이 엔진 브레이크 만큼 충분히 잉여의 회생전력을 흡수할 수 있는 것으로부터 배기 브레이크(24a) 및 압축압 개방형 브레이크(24b)에 관해서는 비 작동 그대로의 상태로되며, 배터리(12)에 충전가능 전력(Prc)분의 충전을 행하면서, 제네레이터(22)를 모터 구동시켜 엔진(24)에 연료를 공급 하지않고 엔진 회전속도(Ne)로 회전시켜 엔진 브레이크에 의해 잉여의 회생전력을 소비한다.
한편, 스텝 S18의 판별결과가 예(Yes)이고, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차가 소정치(Prce)보다도 큰 경우에는, 이어서 스텝 S24으로 진행한다. 스텝 S24에서는, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차가 소정치(Prcp)보다도 큰지(Prcp<Pr-Prc) 아닌지를 판별한다. 여기에서 소정치(Prcp)란, 상기 엔진 브레이크와 함께 보조 브레이크 장치로서 상기 배기 브레이크(24a)를 동작시킨 경우에 당해 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)에서 흡수 가능한 최대 전력량을 의미한다. 판별 결과가 아니오(NO)이고, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차가 소정치(Prcp)이하인 경우에는 다음 스텝 S26으로 진행한다.
이 경우에는, 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)로서 충분히 잉여 회생전력을 흡수 할 수 있다고 생각할 수 있다. 그래서, 스텝 S26에서는, 상기 스텝 S20의 경우와 마찬가지로, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차에 근거하여 당해 잉여의 회생전력을 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)에서 흡수할 수 있는 엔진 회전속도(Nee)를 연산에 의해 구한다.
그리고, 스텝 S28에서는, 상술한바와 같이 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)만큼 충분히 잉여 회생전력을 흡수할 수 있으므로 배기 브레이크(24a)를 작동시키는 한편, 압축압 개방형 브레이크(24b)에 관해서는 비 작동으로서, 배터리(12)로 충전가능 전력(Prc)분의 충전을 행하면서, 제네레이터(22)를 모터 구동시켜 엔진(24)을 연료 공급시키지 않고 엔진 회전속도(Nee)로서 회전시켜 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)에 의해 잉여의 회생전력을 소비한다.
한편, 스텝 S24의 판별결과가 예(Yes)이고, 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차가 소정치(Prcp)보다도 큰 경우에는, 다음 스텝 S30으로 진행한다.
이 경우에는, 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)만으로서는 잉여의 회생전력을 흡수할 수 없다고 생각할 수 있다.
그래서, 스텝 S30에서는, 역시 상기 스텝 S20의 경우와 마찬가지로 회생전력(Pr)과 충전가능 전력(Prc)과의 차에 근거하여 당해 잉여된 회생전력을 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)및 압축압 개방형 브레이크(24b)에서 흡수할 수 있는 엔진 회전속도(Nep)를 연산에 의해 구한다. 이어서 스텝 S32에서는, 이와같이 구해진 엔진 회전속도(Nep)가 엔진(24)의 허용최대 회전속도(Nemax)보다 큰지 아닌지를 판별한다. 즉, 실제로 엔진 회전속도가 허용 최대회전 속도(Nemax)를 넘을 수 없기 때문에 이와 같은 판별을 행하도록 한다.
스텝 S32의 판별결과가 아니오 이고, 엔진 회전속도(Nep)가 허용 최대 회전속도(Nemax)이하인 엔진(24)을 회전시키는데 어떠한 지장이 없는 경우에는, 다음 스텝 S34로 진행하며, 배기 브레이크(24a) 및 압축압 개방형 브레이크(24b)를 함께 작동시켜 배터리(12)로 충전가능 전력(Prc)분의 충전을 행하면서 제네레이터(22)를 모터 구동시켜 엔진(24)을 연료공급 하지 않고 엔진 회전속도(Nep)로서 회전시켜 엔진 브레이크와 배기 브레이크(24a)와 압축압 개방형 브레이크(24b)에 의해 잉여의 회생전력을 소비한다.
한편, 스텝 S32의 판별 결과가 예 이고, 엔진 회전속도(Nep)가 허용최대 회전속도(Nemax)를 넘는 경우에는, 다음 스텝 S36으로 진행하며, 상기 스텝 S34의 경우와 마찬가지로 배기 브레이크(24a) 및 압축압 개방형 브레이크(24b)를 함께 작동시킨다. 그리고, 이 경우에는, 배터리(12) 및 충전가능 전력(Prc)분의 충전을 행하면서 제네레이터(22)를 모터 구동시켜 엔진(24)을 연료 공급하지 않고 엔진 회전속도(Nemax)로서 회전시키며, 또한, 스텝 S38에서 엔진 회전속도(Nep)가 허용 최대 회전속도(Nemax)를 넘고 있는 것을 표시 경보기(50)에서 경고 표시되도록 지시하도록한다. 이 경우에는, 예를 들면, 브레이크 유닛(56)에 의한 서비스 브레이크가 병용되게 된다.
그런데, 본 실시형태에서는, 엔진 브레이크력을 각종 엔진 보조 브레이크의 작동 비작동에 의해 단계적으로 변경함과 함께 제네레이터(22)의 회전속도 제어에 의해 또한 조정하도록 되어 있다. 따라서, 잉여 회생전력의 연속적인 변화에 대하여 추종 가능하게 되어 있으며, 필요 충분한 회생전력을 엔진 브레이크나 배기 브레이크(24a), 압축압 개방형 브레이크(24b)에 의해 양호하게 소비할 수 있다.
이상 설명한바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 회생 제어장치에서는, 회생전력(Pr)을 모두 배터리(12)로 충전하든지 또는 Prc-Pr분의 잉여 전력을 제네레이터(22)의 모터 작동에 의해 소비할런지를 배터리(12)의 충전레벨에 의해 변화하는 충전 가능전력(Prc)을 임계치로서 판정하며, 회생전력(Pr)이 당해 충전가능 전력(Prc)을 윗돌면, Prc-Pr분의 잉여 전력을 제네레이터(22)의 모터작동에 의해 소비되도록 하고 있다.
즉, 일반적으로는, 배터리(12)의 충전레벨이 낮은 때에는, 충전레벨을 척도로 하면 충전가능한 용량이 큰때라도 배터리 고유의 최대전압치(Vmax) 또는 배터리(12)에 급전가능한 전류치(Isoc)에 의해 충전가능 전력(Prc)은 제한되며, 그런이유로, 회생전력(Pr)이 충전가능 전력(Prc)을 윗도는 상황에서는 예를들면, 배터리(12)에 충전가능한 용량의 여유가 있어도 Prc-Pr분의 잉여전력은 충전되지 않지만, 이와같은 상황아래에서도 본 발명에 따른 회생제어 장치에서는, Prc-Pr분의 잉여전력을 제네레이터(22)의 모터 작동에 의해 양호하게 소비하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 본 발명을 실시함에 따라 회생제동을 연속적으로 실시하여 서비스 브레이크의 사용빈도를 감소시켜 브레이크의 긴 수명화를 도모하면서 또한, 효율좋은 에너지 회수가 가능하게 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 감속 지령장치로서 엑셀 페들(43) 또는 브레이크 페들(58)을 이용하도록 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명을 차간거리에 따라서 자동적 제동력을 필요로 하는 장치 등, 자동 제어기능을 갖는 차량에 적용하는 경우에는, ECU(40)에 감속 지령장치로서의 기능을 갖도록 하여도 좋다.
충전 가능전력 설정장치에 의해 설정되는 충전 가능전력이 회생전력 연산장치에 의해 연산된 회생전력을 밑돌면, 전동기에 의한 발전전력이 발전기에 공급되며, 이것에 의해 발전기가 구동되어 엔진이 연료 공급없이 엔진 브레이크 작동되어진다

Claims (4)

  1. 하이브리드 전기 자동차에 있어서,
    엔진의 구동력에 의해 회전되어 발전을 행하는 발전기와,
    상기 발전기에 의해 발전된 전력이 충전되는 배터리와,
    상기 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 차량의 구동력을 발생함과 함께, 차량 제동시에는 구동륜으로부터의 동력에 의해 회생 작동되어 발전을 행하는 상기 배터리에 충전을 행하는 전동기와,
    상기 배터리의 충전레벨을 검출하는 충전레벨 검출장치와,
    상기 충전레벨 검출장치의 검출치에 근거하여 충전가능 전력을 설정하는 충전 가능전력 설정장치와,
    차량의 감속을 지령하는 감속 지령장치와,
    상기 감속 지령장치가 요구하고 있는 감속 토오크를 검출하는 감속 토오크 검출장치와,
    상기 감속 토오크 검출장치의 검출치에 근거하여 상기 전동기가 회생되는 회생전력을 설정하는 회생전력 연산장치와,
    상기 전동기의 회생작동중, 상기 충전가능 전력 설정장치에 의해 설정되는 충전가능 전력이 상기 회생전력 연산장치에 의해 연산된 회생전력을 밑돌때, 상기 전동기에 의한 발전전력을 상기 발전기에 공급하고, 해당 발전기를 구동시켜 상기 엔진을 연료 공급없이 작동시키는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진은 해당 엔진에 부의 일을 시키는 보조 브레이크 장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 충전가능 전력과 상기 회생전력과의 차에 따라서 상기 보조 브레이크 장치의 작동을 제어하여 상기 발전기의 전력 소비량을 변경하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 충전가능 전력과 상기 회생전력과의 차이에 따라서, 상기 엔진을 연료 공급없이 작동시키는 회전수를 결정하여 이 회전수로 되도록 상기 발전기를 구동시킴과 함께, 상기 보조 브레이크 장치의 작동을 제어하여 상기 발전기의 전력 소비량을 변경하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진은 해당 엔진에 부의 일을 시키는 보조 브레이크 장치를 복수 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 충전 가능전력과 상기 회생전력과의 차이에 따라서 상기 복수의 보조 브레이크 장치의 작동을 선택하여 상기 발전기의 전력 소비량을 변경하는 상기 보조 브레이크 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차.
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