KR20080016232A - 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량 및 발전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 라디에이터 팬의 회전을 이용하여 하이브리드 차량의 주행에 필요한 전원을 얻을 수 있도록 함으로서 400 마력 이상의 대형 차량도 하이브리드 차량으로서 적용이 가능한 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법에 관한 것이다.
차량, 하이브리드 엔진, 라디에이터, 팬 모터

Description

하이브리드 차량 및 발전 제어 방법{A hybrid type vehicle and its generating control method}
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트.
도 3은 본 발명에서 사용하는 제 1 및 제 2 전자 클러치의 형태를 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
1 : 엔진 2 : 발전 모터
10 : 제 1 전자 클러치 20 : 제 2 전자 클러치
30 : 제어부
R1 : 제 1 릴레이 R2 : 제 2 릴레이
R3 : 제 3 릴레이
본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로서, 특히 차량의 라디에이터 팬의 회전을 이용하여 하이브리드 차량의 주행에 필요한 전원을 얻을 수 있도록 함으로서 400 마력 이상의 대형 차량도 하이브리드 차량으로서 적용이 가능하도록 하는 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법에 관한 것이다.
기존의 내연기관 즉, 가솔린, 디젤 등을 동력원으로 한 시스템에 또하나의 동력원인 모터를 추가하여 내연기관의 운전영역을 최고 효율점에 놓고 가속이나 감속시 필요한 동력을 상기 모터를 통해 부과하여 엔진의 부담을 줄임으로서, 연비 및 배기가스를 줄일 수 있도록 하이브리드용 동력시스템(Hybrid electeic vehicle)이 탑재되어 사용되어 왔다.
즉, 하이브리드용 동력전달 시스템은 엔진과 트렌스 미션 사이에 내연기관의 운전영역을 최고 효율점에 놓고 가속이나 감속시 필요한 동력을 부과하여 엔진의 부담을 줄이기 위한 모터가 설치된다.
이때, 차량의 주행 도중 브레이크를 조작하는 경우 에너지를 회수하여 차량의 배터리에 충전함으로서 모터의 작동에 필요한 전원을 저장하도록 한다.
그러나 대형 차량 특히 400 마력 이상의 엔진이 탑재되는 트럭이나 버스의 경우에는 차량의 구동에 필요로 하는 모터 및 축전지의 중량과 가격이 높아 실용화시키기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 대형 차량의 경우에는 이러한 문제에 의해 하이브리드 차량의 연료 절감이라는 목적을 달성하기 어려워 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 라디에이터 팬의 회전을 이용하여 하이브리드 차량의 주행에 필요한 전원을 얻을 수 있도록 하여 400 마력 이상의 대형 차량에도 적용이 가능한 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 구성을 나타내는 도면으로서, 차량의 제동 및 내리막길 주행시 제 1 전자 클러치의 동작에 의해 엔진의 구동력을 발전 모터가 인가받아 전원을 발생시키고 발생된 전원에 의해 차량이 구동되도록 하는 하이브리드 차량에 있어서, 차량의 엔진(1)의 구동력이 발전 모터(2)로 연결되도록 하는 제 1 전자 클러치(10)의 동작을 제어하는 제 1 릴레이(R1), 차량의 라디에이터 팬모터(5)와 발전 모터(2)의 연결이 이루어지도록 하는 제 2 전자 클러치(20)의 동작을 제어하는 제 2 릴레이(R2), 차량의 라디에이터 팬모터(5)로의 전원이 연결되도록 하는 제 3 릴레이(R3), 라디에이터 팬(4)의 회전축과 발전 모터(2)의 회전축의 연결을 단속하는 제 2 전자 클러치(20), 차량의 동작 상태에 따라 상기 제 1, 2 및 제 3 릴레이(R1, R2, R3)를 제어하는 제어부(30)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.
또한, 도 2는 하이브리드 차량 및 발전 제어 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트로서, 차량의 제동 및 내리막길 주행시 엔진의 구동력이 발전 모터로 인가되도 록 하여 전원을 발생시키고 발생된 전원에 의해 차량이 구동되도록 하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 모드가 발전 모드인지 판단하여 제 1 릴레이(R1)를 동작시키는 단계(ST10), 차량의 냉각수 온도를 측정하여 규정치 이하인 경우에는 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 오프시키는 단계(ST20), 차량의 축전지 충전량이 규정치 이상인 경우에는 제 2 릴레이(R2)는 오프시키고 제 3 릴레이(R3)를 온시키는 단계(ST30)로 구성된다.
차량의 냉각수 온도를 측정하여 규정치 이상이고 차량의 축전지 충전량이 규정치 이하이면 제 2 릴레이(R2)는 온시키고 제 3 릴레이(R3)는 오프시키는 단계(ST40)를 추가로 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
하이브리드 차량의 에너지 회수량을 증대시키기 위해 본 발명을 사용하도록 한다.
우선, 차량의 라디에이터(3)를 지나는 냉각수의 냉각을 위해 설치되어 있는 팬모터(5)의 구동축은 풀리와 벨트에 의해 팬(4)의 회전축에 연결되어 있다. 또한, 팬(4)의 회전축은 구동력의 인가를 단속할 수 있도록 제 2 전자 클러치(20)에 의해 하이브리드 차량의 발전 모터(2)의 회전축과 연결되도록 한다.
하이브리드 차량의 발전 모터(2)의 회전축에는 제 1 전자 클러치(10)가 설치되어 있어 차량의 주행 상태에 따라 엔진(1)의 구동력이 발전 모터(2)로 인가될 수 있도록 구성되어 있는 것은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제 1 릴레이(R1)는 제 1 전자 클러치(10)의 동작을 제어하고, 제 2 릴레 이(R2)는 제 2 전자 클러치(20)의 동작을 제어하며, 제 3 릴레이(R3)는 팬모터(5)로 공급되는 전원을 단속할 수 있도록 설치되어 있다.
이때, 제 1, 제 2 및 제 3 릴레이(R1, R2, R3)는 차량의 상태에 따라 제어 신호를 출력하는 제어부(30)에 의해 제어된다.
제 1 및 제 2 전자 클러치(10, 20)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 구성으로 되어 있으나, 기존의 하이브리드 차량에서 사용되고 있는 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제어부(30)는 다음과 같이 차량 상태를 제어하게 된다.
우선, 차량의 주행 모드를 판단하도록 한다(ST10). 즉, 차량이 정속 주행을 하거나 경사도가 0°인 노면을 주행하는 경우에는 엔진의 동력에 의해 주행을 하게 되고, 경사로를 올라가는 경우에는 엔진의 동력과 모터의 동력을 함께 이용하여 주행하게 되므로 제어부(30)는 제 1 릴레이(R1)가 오프되도록 하고 제 1 릴레이(R1)의 오프에 의해 제 1 전자 클러치(10)를 통해 엔진(1)의 구동력이 차량의 발전 모터(2)로 전달되지 않도록 한다.
이러한 상태에서 차량의 냉각수 온도를 측정하여 라디에이터(3)의 팬(4)의 회전 여부를 판단하도록 한다. 즉, 차량이 등판 주행을 하거나 가속을 하는 상황에서는 엔진(1)의 동작량이 증가하게 되어 냉각수의 온도가 상승되므로, 냉각수를 냉각시킬 필요가 있게 된다.
냉각수의 온도가 규정치보다 낮은 경우에는 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 모두 오프시켜 제 2 전자 클러치(20)를 통해 엔진(1)의 구동력이 팬모 터(5)로 전달되지 않도록 하고 축전지의 전원이 팬모터(5)로 인가되지 않도록 한다(ST20).
차량 축전지의 충전량이 충분한 경우에는 제 3 릴레이(R3)는 온시켜 축전지의 전원에 의해 팬모터(5)가 동작되도록 하고, 제 2 릴레이(R2)는 오프시켜 제 2 전자 클러치(20)를 통해 엔진(1)의 구동력이 팬모터(5)로 전달되지 않도록 한다(ST30).
이러한 경우, 차량 축전지의 충전량이 충분한 지 판단하여 충전량이 부족한 경우에는 제 3 릴레이(R3)는 오프시켜 축전지의 전원이 팬모터(5)로 인가되지 않도록 하고, 제 2 릴레이(R2)는 온시켜 제 2 전자 클러치(20)가 동작되도록 하여 엔진(1)의 구동력에 의해 팬모터(5)가 동작되도록 한다(ST40).
그러나, 차량이 내리막길을 주행하거나 차량의 정차를 위해 브레이크가 동작하는 경우에는 발전 가능한 상태이므로, 제어부(30)는 제 1 릴레이(R1)가 온되도록 하여 제 1 전자 클러치(10)가 동작하고 이로 인해 엔진(1)의 구동력에 의해 발전 모터(2)가 발전할 수 있도록 한다.
이러한 상태에서 차량의 냉각수 온도를 측정하여 라디에이터 팬(4)의 회전 여부를 판단하도록 한다. 즉, 차량이 등판 주행을 하거나 가속을 하는 상황에서는 엔진(1)의 동작량이 증가하게 되어 냉각수의 온도가 상승되므로, 냉각수를 냉각시킬 필요가 있게 된다.
냉각수의 온도가 규정치보다 낮은 경우에는 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 모두 오프시켜 제 2 전자 클러치(20)를 통해 엔진(1)의 구동력이 팬모 터(5)로 전달되지 않도록 하고 축전지의 전원이 팬모터(5)로 인가되지 않도록 한다(ST20).
차량 축전지의 충전량이 충분한 경우에는 제 3 릴레이(R3)는 온시켜 축전지의 전원에 의해 팬모터(5)가 동작되도록 하고, 제 2 릴레이(R2)는 오프시켜 제 2 전자 클러치(20)를 통해 엔진(1)의 구동력이 팬모터(5)로 전달되지 않도록 한다(ST30).
이러한 경우, 차량 축전지의 충전량이 충분한 지 판단하여 충전량이 부족한 경우에는 제 3 릴레이(R3)는 오프시켜 축전지의 전원이 팬모터(5)로 인가되지 않도록 하고, 제 2 릴레이(R2)는 온시켜 제 2 전자 클러치(20)가 동작되도록 하여 엔진(1)의 구동력에 의해 팬모터(5)가 동작되도록 한다(ST40).
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 라디에이터 팬의 회전을 이용하여 하이브리드 차량의 주행에 필요한 전원을 얻을 수 있도록 함으로서 400 마력 이상의 대형 차량도 하이브리드 차량으로서 적용이 가능한 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 차량의 제동 및 내리막길 주행시 제 1 전자 클러치의 동작에 의해 엔진의 구동력을 발전 모터가 인가받아 전원을 발생시키고 발생된 전원에 의해 차량이 구동되도록 하는 하이브리드 차량에 있어서, 차량의 엔진(1)의 구동력이 발전 모터(2)로 연결되도록 하는 제 1 전자 클러치(10)의 동작을 제어하는 제 1 릴레이(R1), 차량의 라디에이터 팬모터(5)와 발전 모터(2)의 연결이 이루어지도록 하는 제 2 전자 클러치(20)의 동작을 제어하는 제 2 릴레이(R2), 차량의 라디에이터 팬모터(5)로의 전원이 연결되도록 하는 제 3 릴레이(R3), 라디에이터 팬(4)의 회전축과 발전 모터(2)의 회전축의 연결을 단속하는 제 2 전자 클러치(20), 차량의 동작 상태에 따라 상기 제 1, 2 및 제 3 릴레이(R1, R2, R3)를 제어하는 제어부(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량.
  2. 차량의 제동 및 내리막길 주행시 엔진의 구동력이 발전 모터로 인가되도록 하여 전원을 발생시키고 발생된 전원에 의해 차량이 구동되도록 하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 모드가 발전 모드인지 판단하여 제 1 릴레이(R1)를 동작시키는 단계(ST10), 차량의 냉각수 온도를 측정하여 규정치 이하인 경우에는 제 2 릴레이(R2)와 제 3 릴레이(R3)를 오프시키는 단계(ST20), 차량의 축전지 충전량이 규정치 이상인 경우에는 제 2 릴레이(R2)는 오프시키고 제 3 릴레 이(R3)를 온시키는 단계(ST30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 발전 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 차량의 냉각수 온도를 측정하여 규정치 이상이고 차량의 축전지 충전량이 규정치 이하이면 제 2 릴레이(R2)는 온시키고 제 3 릴레이(R3)는 오프시키는 단계(ST40)를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 발전 제어 방법.
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