KR20070095825A

KR20070095825A - 하이브리드 구동 장치의 토크 분배 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20070095825A
Application number: KR1020070027859A
Authority: KR
Inventors: 박종남; 김현옥; 쉬빈트 헨드리크
Original assignee: 훼브 모토렌테크니크 게엠베하; 쌍용자동차 주식회사
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2007-10-01
Also published as: CN101062683B; KR100873688B1; DE102006012788A1; CN101062683A

Abstract

본 발명은 차량의 하이브리드 구동 장치(1)에 의한 토크 분배 방법에 관한 것이며, 상기 토크 분배 방법에는 운전자에 의해 요구되는 요구 토크(16)가 포함되며, 상기 요구 토크(16)는

(a) 전동기(2)의 예비 토크를 결정하기 위해,

(b) 내연 기관(3)의 예비 토크를 결정하기 위해,

(c) 전동기(2)의 요구 토크를 결정하기 위해

각각의 연산에 포함된다. 또한, 토크 분배 방법을 실행할 수 있는 하이브리드 구동 장치(1)도 제안된다.

하이브리드 구동 장치, 토크 분배 방법, 요구 토크, 전동기, 내연 기관

Description

하이브리드 구동 장치의 토크 분배 및 제어 방법{METHOD FOR TORQUE ALLOCATION AND CONTROL OF A HYBRID DRIVE}

도1은 하이브리드 구동 장치, 및 요구 토크를 결정하고 적어도 하나의 전동기 및 내연 기관에 토크를 분배하기 위한 관련 유닛을 구비하는 차량의 개략적 부분도.

도2는 가능한 토크 분배 방법을 도시하는 예시적 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 하이브리드 구동 장치

2: 전동기

3: 내연 기관

4: 변속기

5: 구동 트레인

6: 가속 페달

7: 센서

8: 제어 장치

10: 데이터 버스

11: 엔진 제어 장치

12: 전동기 제어 장치

본 발명은 차량의 하이브리드 구동 장치에 의한 토크 분배 방법 및 적어도 하나의 전동기 및 내연 기관을 포함하는 차량의 하이브리드 구동 장치에 관한 것이다.

차량의 하이브리드 구동 장치는 일반적으로 적어도 2개의 구동원을 포함한다. 이는 일반적으로 내연 기관 및 적어도 하나의 전동기이다. 내연 기관 및 전동기의 토크 전달은 일반적으로 여러 주행 상태, 배터리의 충전 상태, 및 운전자의 다양한 요구 토크, 배터리의 충전 상태, 차량 속도, 엔진 회전수에 의한 토크 분배 공정에 의해 그리고 배기 가스 방출에 의해 조절된다. 토크의 분배를 결정하는 방법으로서 특성 곡선을 통해 토크의 백분율 분배를 결정하는 것이 있다. 예를 들면 특성 곡선에는 내연 기관의 회전수 외에 운전자의 원하는 토크가 특히 구동 장치 및 배터리의 충전 상태에 따라 입력 신호로서 저장될 수 있다. 특성 곡선의 가능한 결과로서 인자 또는 백분율 데이터가 얻어질 수 있으며, 상기 인자 또는 백분율 데이터는 전동기의 최대 토크가 곱해져서, 전동기 토크의 원하는 부분이 얻어진다. 이하에서 다양한 토크 분배 공정이 소개되며, 이들은 종래 기술로부터 인식될 수 있다.

예를 들면 독일 특허 출원 제103 14 396 A1호로부터 하이브리드 전동 차량에 서의 토크 분배 방법 및 장치가 알려져 있다. 여기서 가속 페달의 위치 결정을 통해 토크 분배가 구현된다. 제1 영역에서 차량은 전동기만을 통해 구동된다. 한계값을 초과하면 내연 기관이 연결된다. 이러한 방식으로 특히 요구되는 주행이 가능하게 된다. 독일 특허 출원 제196 32 855 A1호로부터, 차량 엔진이 공회전하는 것을 방지하는 하이브리드 차량이 알려져 있다. 상기 공보로부터 알려져 있는 종래 기술에서는, 내연 기관의 출력 토크가 강하게 증가되어 전동기가 상응하는 반응 토크를 더 이상 제공할 수 없는 작동 상태가 발생될 수 있다는 것이 전제된다. 이를 방지하기 위해, 내연 기관의 출력 토크가 스로틀밸브 위치 및 상응하는 특성 곡선을 통해 결정되는 제어 시스템이 설명된다. 이로부터 자동 변속기의 입력 토크 및 전동기의 토크가 계산된다. 결과 출력 토크는 자동 변속기의 변속비를 통해 그리고 이미 결정된 입력 토크를 통해 결정된다. 이로부터 엔진 회전수가 형성되며, 상기 엔진 회전수를 통해 필요한 엔진 토크가 추론된다. 독일 특허 제198 31 487 C1호로부터 하이브리드 구동 장치에서 토크를 결정하기 위한 완전히 다른 공정이 알려져 있다. 상기 특허의 상세한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 2개의 극단적으로 다른 작동 공정이 존재하며, 제1 공정에 따르면 내연 기관 및 전동기가 가장 양호한 효율을 포함하는 작동점에 대해서만 맞추어지며, 다른 작동 공정에 따르면 내연 기관은 계속적으로 작동되고 요구되는 출력에 의해 엔진 토크 또는 전동기 토크가 결정된다. 상기 공보로부터 하이브리드 구동 장치의 작동 방법이 알려져 있으며, 상기 하이브리드 구동 장치 작동 방법은 작동 과정에 영향을 줄 수 있어, 상기 작동 과정에 기초해서 내연 기관과 전동기 사이의 연결 및 차단 및 이에 따라 이들 사이 에 토크가 조절되어 분배될 수 있다. 독일 특허 출원 제10 2004 046 194 A1호로부터 다른 하이브리드 차량 제어 장치가 알려져 있다. 상기 제어 장치는 사용되는 배터리, 여기에서 결정된 충전 상태에 의해 그리고 하나 이상의 특성 곡선에 의존하여 내연 기관 및 전동기를 연료 효율성에 따라 선택되는 작동점에서의 충전 상태에 따라 운전하기 위한 밸런스 장치를 이용한다.

상술된 공정들은 원하는 토크 분배에 관련되지만, 상기 원하는 토크 분배가 최종적으로 달성되는 실제 토크 분배와는 편차가 생길 수 있다는 점이 상술된 공정들에 공통된 점이다.

본 발명의 목적은 토크 전달 조립체의 결정된 작동 상태로부터 너무 큰 편차가 얻어지지 않는 상태에서, 토크 전달 조립체의 실제 비율을 고려하여 요구되는 토크를 제공할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 본원의 청구범위 제1항의 특징을 포함하는 토크 분배 방법 및 청구범위 제14항의 특징을 포함하는 차량의 하이브리드 구동 장치에 의해 달성된다. 유리한 실시예 및 구성예가 각 종속항에 개시되어 있다.

차량의 하이브리드 구동 장치에 의한 토크 분배 방법이 제안되며, 상기 토크 분배 방법에는 운전자에 의해 요구되는 요구 토크가 포함된다. 상기 요구 토크는

(a) 전동기의 예비 토크를 결정하기 위해,

(b) 내연 기관의 예비 토크를 결정하기 위해,

(c) 전동기의 요구 토크를 결정하기 위해

각각의 연산에 포함된다.

전체 토크를 검출하기 위해 여러 변수를 각각 단일적으로 처리하는 것 뿐만 아니라 상기 여러 변수를 결정할 때 요구 토크를 사용하는 것은 하이브리드 구동 장치의 사용되는 조립체에 대한 필요 토크의 분배를 특히 신속하게 결정하는 것을 가능케 한다. 양호하게는 하이브리드 구동 장치는 내연 기관 및 적어도 하나의 전동기를 포함한다. 내연 기관 대신 또는 내연 기관에 추가하여 연료 셀 엔진 또는 다른 토크 발생 장치도 사용될 수 있다. 이들은 예를 들면 하나 이상의 변속기, 양호하게는 유성 기어 장치, 및/또는 클러치를 통해 서로 연결될 수 있다. 양호하게는 하이브리드 구동 장치는 병렬 하이브리드 구동 장치이다. 그러나 제안된 토크 분배 방법을 사용할 수 있는 다른 구성의 하이브리드 구동 장치도 사용될 수 있다. 이를 위해 상기 종래 기술에서 언급된 다양한 하이브리드 시스템 및 상기 개시물 범위 내에 있는 다양한 구성이 참조되며, 이는 예시적인 것이며 확정적인 것이 아니다.

전동기의 예비 토크의 결정에 의해 제1 토크 값을 결정할 수 있지만, 상기 제1 토크 값은 전동기에 의해 요구되는 나중의 실제 토크와 일치할 필요는 없다. 예비 토크의 결정에 의해, 토크 분배 공정의 영역에서 제1 계산이 실행되어 이를 지시할 수 있게 된다. 내연 기관의 예비 토크를 결정함으로써, 상기 값에 의해 최종적으로 내연 기관의 요구 토크가 결정될 수 있게 된다. 우선 전동기 및 내연 기관의 예비 토크가 계산됨으로써, 상기 값들의 후속적인 조절을 통해 최적화를 이룰 수 있는 것이 보장된다. 다른 경우 하나 이상의 특성 곡선에 의해 요구 토크에 상 응하는 토크가 조립체에 분배되지만, 주행 작동으로부터 인식되는 실제 존재하는 특성은 고려되지 않는다. 전동기의 요구 토크를 결정할 때, 즉, 실제로 전동기에 의해 실행되어야 하는 토크를 결정할 때 요구 토크를 사용함으로써 분배의 제어가 가능하게 된다. 이는, 내연 기관 및 전동기의 최종 요구 토크를 결정할 때 지연이 발생되지 않는 상태에서, 계산 시 조립체의 실제 토크를 복수회 시험할 수 있게 한다.

양호하게는 요구 토크는 상기 단계((a), (b), (c))에 병렬로 포함된다. 이러한 방식으로 예비 토크를 결정하기 위한 병렬 처리는 이로부터 형성되는 전동기 및 내연 기관의 최종 설정되는 요구 토크와 관련된 값을 검사하는 단계와 동시에 이루어질 수 있다. 특히 이는 내연 기관의 예비 토크를 고려하는 상태에서 내연 기관의 실제 존재하는 토크의 검사를 가능케 하며, 전동기의 실제 요구 토크를 결정할 때의 제1 값이 포함된다. 따라서 전동기는 내연 기관에 의해 토크 분배 공정 영역에서 사용 가능하지 않은 토크를 보상하도록 사용된다. 토크를 계산할 때 예비 토크를 결정하는 경우 특히 토크 분배 공정에 대해 특성 곡선 관련 계산이 행해진다. 그 다음 실제 데이터를 검사함으로써, 운전자에 의해 요구되는 토크가 실제로 제공되는 것이 보장된다.

토크 분배 방법의 실시예에 따르면, 요구 토크의 제1 검사 후, 전동기가 일반적으로 토크 분배 공정의 영역에서 규정된 예비 토크를 일반적으로 제공할 수 있는지 여부가 결정되는 것이 제안된다. 예를 들면 배터리의 충전 상태가 이를 위해 충분하지 않기 때문에 상기 내용이 가능하지 않다면, 전동기의 최대 가능 토크에 의해서만 계산이 계속된다. 그러나, 예비 토크를 규정함으로써 전동기의 토크의 최대값을 초과하는 것으로 결정되면 토크 분배 공정을 통해 전동기를 위한 예비 토크가 새롭게 결정되는 방법도 존재한다.

또한 토크 분배 방법의 실시예에 따르면, 전동기에 의해 요구되는 토크를 결정할 때 우선 마찬가지로 실제 제공되는 전동기의 토크가 검사되는 것이 제안된다. 전동기의 요구 토크에 대해 결정된 값이 최대 사용 가능한 값을 초과하는 것으로 결정되면, 이러한 정보는 토크 분배 공정에 다시 제공될 수 있다. 이로 인해 예를 들면 전동기에 대한 새로운 예비 토크값이 결정되며, 상기 새로운 예비 토크값과 더불어 운전자에 의해 요구되는 토크에 의해 계산이 새롭게 행해질 수 있다. 이러한 방식으로 토크 분배 공정에 의해 전동기와 내연 기관 사이의 요구 토크의 분배가 최종적으로 실행되는 것이 보장되며, 상기 요구 토크의 분배는 실제로 실행되게 된다.

토크 분배 방법의 다른 실시예에 따르면, 이하의 단계가 제공된다.

- 운전자에 의해 요구되는 토크가 결정되는 단계,

- 하이브리드 시스템의 적어도 전동기를 위한 제1 토크가 요구 토크로부터 미리 계산되는 단계,

- 전동기에 의해 제공되는 제2 토크가 결정되며, 제1 토크가 전동기에 의해 제공될 수 있는지에 대한 검사가 행해지는 단계,

- 제1 토크와 제2 토크 사이의 제1 조절이 행해지는 단계,

- 요구 토크 및 상기 조절의 결과에 기초하여, 내연 기관이 제공해야 하는 원하는 제3 토크가 계산되는 단계,

- 제3 토크와 내연 기관의 실제 존재하는 토크 사이의 제2 조절이 행해지는 단계,

- 제2 토크를 고려하는 상태에서 제2 조절의 결과 및 요구 토크에 기초하여, 조정된 전동기-토크가 결정되는 단계,

- 전동기-토크와, 제2 조절로부터 결정되어 내연 기관에 의해 제공되는 토크가 서로 결합되는 단계.

여기서, 운전자에 의해 요구되는 토크로부터 예비 토크에 대한 적어도 하나의 제1 값이 결정되도록 토크 분배 공정이 사용되는 것이 제안된다. 양호하게는 토크 분배 공정은 전동기의 예비 토크를 규정한다. 이를 위해 예를 들면, 제어 기기, 특히 제어 장치에 토크 분배 공정이 저장되는 것이 제안된다. 제어 장치에는 변수가 제공되며, 상기 변수는 배터리의 적어도 하나의 전압 상태, 차량 속도 및 내연 기관의 회전수를 나타낸다. 상기 변수들로부터, 또한 실제 다른 도입 변수들로부터, 특히 상술된 공지된 종래 기술로부터 인식되고 이러한 분야의 공보에서 참조되는 변수들로부터, 제어 장치는 각각의 사전 설정값, 예를 들면 최대 효율, 최소 연료, 최소 배기 가스 방출에 상응하게, 또는 운전자의 요구 토크를 더욱 사용하는 상태에서 후속적 계산을 위한 복수의 시작값이 형성되지 않을 때 상기 변수들 중 적어도 하나에 상응하는 그 외의 조합 변수에 상응하게 제어를 행할 수 있다. 양호하게는 요구 토크는 미리 결정된 제1 토크 및 미리 결정된 제3 토크를 결정하기 위해 병렬적으로 사용된다.

특히 병렬 하이브리드 구동 장치에서는, 적어도 2개의 전동기가 제1 조절에서 결정된 토크를 공동으로 발생하는 것이 제안된다. 여기서 2개의 전동기는 각각 동일한 토크 할당량을 제공하는 방법이 존재한다. 그러나 마찬가지로, 존재하는 전동기에 의해 상이한 토크가 제공되는 것도 유용할 수 있다. 양호하게는 상기 토크 분배 방법에 따르면, 2개 이상의 전동기의 경우 우선, 발생될 토크를 복수의 전동기에 대해 분배하기 전에, 각 전동기가 제1 조절에서 결정된 토크를 발생할 수 있는지가 검사되는 것이 제안된다. 예를 들면 제1 조절에서 결정된 토크를 발생하기 위해 2개 이상의 전동기가 사용되는 경우, 전동기의 각 효율을 고려하여 각 전동기에 대해 토크 분배가 행해지는 것이 제안된다. 이를 통해 예를 들면 만일의 경우의 손실이 최소화되는 것이 보장될 수 있다.

또한, 상기 토크 분배 방법에 따르면, 적어도 하나의 작동 시점에서 전동기의 요구 토크 또는 내연 기관의 요구 토크가 각각 단독으로 제공되는 것이 제안된다. 이는 특히 내연 기관을 통해 충분한 토크 생성이 보장될 수 있는 작동 시점이 그러한 경우일 수 있다. 특히 이를 위해 토크 분배 공정은 언제 토크가 전동기에 의해서만 제공되고 언제 내연 기관에 의해서만 제공되는지에 대한 결정을 저장하여 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 요구 토크에 기초하여, 전동기의 사용이 필요한 작동 상태가 존재하는 것으로 결정되면 토크 분배 공정이 우선 활성화되는 것이 제안된다. 이는 예를 들면 높은 가속도 상태, 고속 상태에서 행해질 수 있지만, 또한 차량 속도가 낮은 동안 또는 예를 들면 너무 낮은 압축비로 작동되는 터보 과급기에 의해 내연 기관의 과급이 충분하지 않은 동안에도 행해질 수 있다.

예를 들면, 충분하지 않은 결과 토크가 결정될 때 제1 조절과 제2 조절로부터 요구 토크를 커버하기 위해 결과 토크에 대한 적어도 하나의 새로운 계산이 행해지는 것이 제안된다. 요구 토크와 제1 조절의 결과로부터 형성된 차이값으로부터 제3 토크가 결정되는 것이 제안될 수 있다. 또한, 요구 토크와 제2 조절의 결과로부터 형성된 차이값으로부터 전동기-토크가 결정되는 것이 제안될 수도 있다. 차이값 형성과 같은 유형의 계산은 최종적으로 필요한 전동기-토크에 도달할 수 있도록 각 값에 대한 특히 신속한 결정을 가능케 한다. 결정된 값에 따라 예를 들면, 엔진 제어 장치는 내연 기관의 상응하는 분사를 제어하는 것이 제안된다.

토크 분배 방법이 전동기가 변속기 후방에 배치되는 하이브리드 구동 장치에 제공되는 경우, 요구 토크가 변속기의 변속비에 맞추어지는 것이 제안된다.

본 발명의 제2 사상에 따르면, 적어도 하나의 전동기 및 내연 기관을 포함하는 차량의 하이브리드 구동 장치가 제공된다. 하이브리드 구동 장치의 구성 또는 전동기 또는 전동기들의 구조는 이미 상술된 바와 같이, 이와 관련하여 상기 공보들이 참조되는 상기 언급된 종래 기술에 상응하게 이루어진다. 또한, 적어도 하나의 제어 장치, 토크 분배 공정 부품 및 차량의 운전자의 요구 토크를 결정하기 위한 센서가 구비된다. 제어 장치는 적어도 하나의 입력부를 포함하며, 상기 입력부를 통해 운전자의 요구 토크, 내연 기관의 현재 토크 및 토크 분배 공정 부품에 상응하는 하나 이상의 예비 토크가 입력된다. 제어 장치는 적어도 하나의 출력부를 포함하며, 상기 출력부를 통해 적어도 내연 기관에 의해 요구되는 토크 및 전동기 에 의해 요구되는 토크가 출력된다. 제어 장치는 전동기에 의해 요구되는 토크에 맞춤으로써 내연 기관의 제공 가능한 토크와 내연 기관의 예비 토크 사이의 보상 계산을 저장하여 포함한다.

특히, 연결된 장치들을 포함하는 차량의 하이브리드 엔진에 의해 상술된 바와 같이 토크 분배 방법이 실행될 수 있다.

양호하게는, 제어 장치는 엔진 제어 장치와 직렬 데이터 버스를 통해 연결되며, 엔진 제어 장치는 내연 기관의 실제 토크를 계산하기 위한 기능을 구현하도록 포함하며, 상기 내연 기관의 값은 제어 장치에 제공된다. 상기 기능은 예를 들면 델피의 엔진 제어 장치 DCM 3.1을 통해 제공된다. 토크 분배를 실행하는 제어 장치는 예를 들면 하이브리드 조절 유닛, 소위 HCU-하이브리드 제어 유닛의 부품일 수 있다. 그러나 마찬가지로 제어 장치가 분리된 제어 장치로서 차량에 장착되는 방법도 존재한다. 또한 제어 장치가 엔진 제어 장치의 부품인 방법도 존재한다.

하이브리드 엔진의 일 실시예에 따르면, 내연 기관 및 전동기가 병렬 연결로 배치되는 것이 제안된다. 예를 들면, 내연 기관 및 전동기가 분리된 서로 상이한 축을 포함하며, 전동기는 구동축 또는 차량의 휠에 배치되는 것이 제안된다. 특히, 적어도 2개 또는 4개의 전동기가 제공되며, 상기 4개의 전동기의 경우 전동기는 차량의 각 휠에 할당되는 것이 제안될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 클러치가 포함되며, 상기 클러치의 작동을 통해 내연 기관 및 전동기의 병렬 작동으로부터 다른 작동으로 변경될 수 있다. 예를 들면 상기 다른 작동은 직렬 작동일 수 있다.

다른 유리한 실시예 및 형성예가 첨부 도면에 의해 상세하게 예시적으로 설명된다. 그러나 이로부터 인식되는 각 특징은 각 실시예에 한정되지 않는다. 상기 특징은 다른 실시예를 형성하도록 상술된 다른 각 특징 또는 다른 실시예의 특징들과 조합될 수 있다.

도1은 차량의 하이브리드 구동 장치(1)를 개략적 도면으로 도시한다. 하이브리드 구동 장치(1)는 적어도 하나의 전동기(2) 및 내연 기관(3)을 포함한다. 변속기(4)를 통해, 상기 2개의 장치로부터 각각 제공되는 토크는 구동 트레인(5)으로 제공될 수 있다. 또한 가속 페달(6)이 도시되어 있으며, 상기 가속 페달(6)은 개략적으로 도시된 센서(7)와 연결된다. 센서(7)를 통해, 요구 토크가 가속 페달(6)의 위치에 의해 결정되어 제어 장치(8)로 전달된다. 제어 장치(8)는 예를 들면 분리되어 배치된 제어 장치(9)이다. 상기 제어 장치(8)는 직렬 데이터 버스(10)를 통해 엔진 제어 장치(11), 전동기 제어 장치(12) 및 예를 들면 다른 제어 장치(13)와 연결된다. 제어 장치(13)는 예를 들면 회로의 제어 장치일 수 있다. 제어 장치(8)는 토크 분배 공정을 저장하여 포함한다. 입력부(14) 및 출력부(15)를 통해, 제어 장치(8)의 신호는 직렬 데이터 버스(10)를 통해 엔진 제어 장치(11) 및 전동기 제어 장치(12)로 전달될 수 있다. 예를 들면 전동기 제어 장치(12)는 전동기(2), 상세히 도시되지 않는 배터리 및 전동기(2)의 온도 감시 장치와 연결된다. 특히 전동기(2)는 하이브리드 구동 장치(1)의 분야에서 발전기로서도 사용될 수 있다. 제어 장치(8)는 운전자의 요구 토크로부터, 상기 저장된 토크 분배 공정을 통해 전동기(2) 를 위한 예비 토크를 결정할 수 있다. 또한 제어 장치(8)가 내연 기관의 예비 토크를 결정할 수 있는 방법도 있다. 양호하게는 제어 장치(8)는 추가적으로 전동기의 요구되는 토크, 즉 전동기 토크도 마찬가지로 결정할 수 있다. 이를 위해 예를 들면 전동기 제어 장치(12) 또는 엔진 제어 장치(11)에 각각 접근할 수 있다. 이를 통해, 예를 들면 실제 시점에서 가능한 토크값을 알아내어 각각에 대해 토크를 분배할 수 있는 방법이 존재한다.

도2는 예시적 실시예에서 토크 분배 방법을 도시하며, 이는 예를 들면 도1의 하이브리드 구동 장치에 의해 실행될 수 있다. 이하에서 도1과 동일하거나 또는 동일한 유형의 요소는 도2에서 동일한 도면 부호를 갖는다. 센서(7)를 통해, 요구 토크(16)는 토크 분배 공정을 위해 제1 연산 요소(18) 및 제2 연산 요소(19)로 안내된다. 토크 분배 공정 부품(17)은 여러 장치, 센서, 제어 장치 및 유사한 장치로부터 변수(20)를 획득한다. 상기 변수는 예를 들면 배터리 상태, 차량 속도, 내연 기관의 크랭크축의 회전 속도, 예를 들면 배터리의 온도 또는 그 외 토크 분배 공정의 설계를 위해 필요한 예측 사항일 수 있다. 상기 변수는 특히 실제 상태 이외에, 예를 들면 마모 등과 같은 시간에 걸쳐 관찰되는 상태 변수도 포함할 수 있다. 또한 상술된 바와 같이 공지된 종래 기술에서도 마찬가지로 토크 분배 공정에 사용되어 이와 관련하여 상기 개시물의 분야에서 참조되는 변수가 포함되는 방법도 존재한다. 토크 분배 공정 부품(17)은 제공된 변수(20) 및 요구 토크(16)에 의해 제1 토크(21)를 결정할 수 있으며, 상기 제1 토크(21)는 요구 토크(16)의 분배 영역에서 전동기에 의해 요구되는 토크이다. 검사부(22)는 제1 토크(21)를 제2 토크(23) 와 비교하며, 상기 제2 토크(23)는 현재 시점에서 전동기에 의해 제공되는 토크를 나타낸다. 검사부에서 진행되는 제1 조절(24)을 통해, 검사부의 결과는 제1 연산 요소(18)로 전달된다. 여기에는 요구 토크(16)도 안내되어 있다. 제1 연산 요소(18)는 제1 조절부(24)의 결과(25)와 요구 토크(16)의 차이값을 결정할 수 있다. 예를 들면 요구 토크(16)는 양의 값으로서 제1 연산 요소(18)에 저장될 수 있으며, 결과(25)는 음의 값으로서 도입된다. 절대값을 형성한 후, 내연 기관이 제공해야 하는 원하는 제3 토크(26)가 형성된다. 제2 검사부(27)에 의해, 예를 들면, 원하는 제3 토크(26)가 일반적으로 제공될 수 있는지가 결정된다. 이와 같이 제3 토크(26)와 실제 존재하는 내연 기관의 토크 사이의 제2 조절(27) 후, 내연 기관에 의해 요구되는 토크(28)가 형성된다. 상기 토크(28)는 예를 들면 엔진 제어 장치(11)로 전달된다. 엔진 제어 장치(11)는 요구 토크(28)에 상응하게 내연 기관(3)을 작동한다. 예를 들면 연료 분사, 연료 분사 질량 유동, 밸브 개방 또는 밸브 차단 또는 그 외 엔진 조치가 엔진 제어 장치 측에서 행해질 수 있다. 또한 상기 개략적으로 도시된 토크 분배 방법의 실시예에서, 엔진 제어 장치(11)는 내연 기관(3)의 실제 토크(29)를 제2 연산 요소(19)로 전달할 수 있다. 제2 연산 요소(19)에도 마찬가지로 요구 토크(16)가 안내된다. 제2 연산 요소(19)는 제1 연산 요소(18)와 유사하게 구성되어 기능한다. 즉, 입력된 값들의 차이값이 다시 결정된다. 결과는 다시 제3 검사부(30)에 제공되며, 상기 제3 검사부(30)에서 전동기의 요구 토크는, 전동기에 의해 실제로 제공되는 제2 토크(23)와 조절된다. 이로부터, 요구 전동기-토크(31)가 형성된다. 상기 요구 전동기-토크(31)는 예를 들면 전동기 제어 장치(12)에 전 달되며, 상기 전동기 제어 장치(12)는 이에 상응하게 전동기(2)를 작동한다. 상기와 같이 개략적으로 도시되어 예시적으로 설명된 토크 분배 방법에서 사용되는 토크값들은 직접 토크로서 나타내어질 수도 있지만, 이에 대신하여 토크를 나타내는 변수에 의해 나타내어질 수도 있다. 도시된 요소들 외에, 예를 들면 새로운 단계, 특히 검사 단계를 가능케 하는 추가 요소들도 삽입될 수 있다. 특히 도2로부터 인식되는 방법은 제한적인 것이 아니라 단지 예시적인 것으로서 이해되어야 한다.

본 발명에 따르면, 토크 전달 조립체의 결정된 작동 상태로부터 너무 큰 편차가 얻어지지 않는 상태에서, 토크 전달 조립체의 실제 비율을 고려하여 요구되는 토크를 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

차량의 하이브리드 구동 장치(1)에 의한 토크 분배 방법이며, 상기 토크 분배 방법에는 운전자에 의해 요구되는 요구 토크(16)가 포함되며,

상기 요구 토크(16)는

(a) 전동기(2)의 예비 토크를 결정하기 위해,

(b) 내연 기관(3)의 예비 토크를 결정하기 위해,

(c) 전동기(2)의 요구 토크를 결정하기 위해

각각의 연산에 포함되는 토크 분배 방법.
제1항에 있어서, 상기 요구 토크(16)는 상기 단계((a), (b), (c))에 병렬로 포함되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

- 운전자에 의해 요구되는 토크(16)가 결정되는 단계와,

- 하이브리드 구동 장치(1)의 적어도 전동기(2)를 위한 제1 토크(21)가 요구 토크(16)로부터 미리 계산되는 단계와,

- 전동기(2)에 의해 제공되는 제2 토크(23)가 결정되며, 제1 토크(21)와 제2 토크(23) 사이의 제1 조절(24)이 행해지며, 제1 토크(21)가 전동기(2)에 의해 제공될 수 있는지에 대한 검사(22)가 행해지는 단계와,

- 요구 토크(16) 및 상기 조절(24)의 결과에 기초하여, 내연 기관(3)이 제공해야 하는 원하는 제3 토크(26)가 계산되는 단계와,

- 제3 토크(26)와 내연 기관의 실제 존재하는 토크 사이의 제2 조절이 행해지는 단계와,

- 제2 토크(24)를 고려하는 상태에서 제2 조절의 결과 및 요구 토크(16)에 기초하여, 조정된 전동기-토크(31)가 결정되는 단계와,

- 전동기-토크(31)와, 제2 조절로부터 결정되어 내연 기관(3)에 의해 제공되는 토크가 서로 결합되는 단계를 포함하는 토크 분배 방법.
제3항에 있어서, 요구 토크(16)는 미리 결정된 제1 토크(21) 및 미리 결정된 제3 토크(26)를 결정하기 위해 병렬적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(8)에 저장된 토크 분배 공정(17)에는 변수(20)가 제공되며, 상기 변수(20)는 배터리의 적어도 하나의 전압 상태, 차량 속도 및 내연 기관의 회전수를 나타내는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 전동기가 제1 조절(24)에서 결정된 토크를 공동으로 발생하는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 전동기의 경우 우선, 발생될 토크를 복수의 전동기에 대해 분배하기 전에, 각 전동기가 제1 조절에서 결정된 토크를 발생할 수 있는지가 검사되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 조절에서 결정된 토크를 발생하기 위해 2개 이상의 전동기가 사용되는 경우, 전동기의 각 효율을 고려하여 각 전동기에 대해 토크 분배가 행해지는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 작동 시점에서 전동기(2)의 요구 토크 또는 내연 기관(3)의 요구 토크가 단독으로 제공되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 충분하지 않은 결과 토크가 결정될 때 제1 조절(24)과 제2 조절로부터 요구 토크(16)를 커버하기 위해 결과 토크에 대한 적어도 하나의 새로운 계산이 행해지는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 요구 토크(16)와 제1 조절(24)의 결과로부터 형성된 차이값으로부터 제3 토크(26)가 결정되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 요구 토크(16)와 제2 조절의 결과로부터 형성된 차이값으로부터 전동기-토크(31)가 결정되는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전동기가 변속기 후방에 배치된 경우 요구 토크(16)가 변속기의 변속비에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 토크 분배 방법.
차량의 하이브리드 구동 장치(1)이며,

적어도 하나의 전동기(2) 및 내연 기관(3), 적어도 하나의 제어 장치(9), 토크 분배 공정 부품(17) 및 차량의 운전자의 요구 토크를 결정하기 위한 센서(7)를 포함하며,

제어 장치(9)는 적어도 하나의 입력부(14)를 포함하며, 상기 입력부(14)를 통해 운전자의 요구 토크, 내연 기관 및 전동기(2)의 현재 토크 및 양호하게는 토크 분배 공정 부품(17)에 상응하는 하나 이상의 예비 토크가 입력되며, 제어 장치(9)는 적어도 하나의 출력부(15)를 포함하며, 상기 출력부(15)를 통해 적어도 내연 기관(3)에 의해 요구되는 토크 및 전동기(2)에 의해 요구되는 토크가 출력되며, 제어 장치(9)는 전동기(2)에 의해 요구되는 토크에 맞춤으로써 내연 기관(3)의 제공 가능한 토크와 내연 기관(3)의 예비 토크 사이의 보상 계산을 저장하여 포함하 는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.
제14항에 있어서, 제어 장치(9)는 엔진 제어 장치(11)와 직렬 데이터 버스(10)를 통해 연결되며, 엔진 제어 장치(11)는 내연 기관(3)의 실제 토크를 계산하기 위한 기능을 구현하도록 포함하며, 상기 내연 기관(3)의 실제 토크의 값은 제어 장치(9)에 제공되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 내연 기관(3) 및 전동기(2)는 병렬 연결로 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.
제16항에 있어서, 내연 기관(3) 및 전동기(2)는 분리된 서로 상이한 축을 포함하며, 전동기는 구동축 또는 차량의 휠에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 클러치가 배치되며, 상기 클러치의 작동을 통해 내연 기관 및 전동기의 병렬 작동으로부터 다른 작동으로 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법이 제어 장치(9)에 저장되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 장치.