KR20100025340A

KR20100025340A - Hybrid power apparatus

Info

Publication number: KR20100025340A
Application number: KR1020080084055A
Authority: KR
Inventors: 김상민; 한승훈
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-09
Also published as: KR101315041B1

Abstract

PURPOSE: A hybrid power device is provided, which can reduce parts according to integration of the start system and electric power system. CONSTITUTION: A hybrid power device comprises a bidirectional AC/DC converter(208) and a controller(212). The bidirectional AC/DC converter is connected between the generator and direct current-link capacitor(209). Moreover, the bidirectional AC DC converter changes three phase AC power source from the generator(207) into the DC power source after engine starting, and sanctions the power source to the direct current-link capacitor. The controller controls the generated output of the generator according to the total consumption power. Moreover, the controller controls the charge power of the battery according to the speed of rotation of the engine and total consumption power.

Description

Hybrid power apparatus

본 발명은, 하이브리드 동력 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바퀴 차량, 궤도 차량, 선박, 및 건설 기계에 사용되는 하이브리드 동력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power unit, and more particularly, to a hybrid power unit used in wheeled vehicles, tracked vehicles, ships, and construction machinery.

도 1을 참조하면, 하이브리드 동력 장치는 시동용 배터리(101), 스위칭 소자(102), 시동 모터(103), 엔진(105), 발전기(107), 단상 정류기(108), 직류 링크(DC link) 캐페시터(109), 및 배터리(111)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the hybrid power unit includes a starting battery 101, a switching element 102, a starting motor 103, an engine 105, a generator 107, a single phase rectifier 108, a direct current link (DC link). ) Capacitor 109, and a battery 111.

도 2에서 참조 부호 V_dc는 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압을 가리킨다.In FIG. 2, the reference symbol V _dc indicates the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage.

시동 시간에는, 사용자로부터의 제어 신호에 의하여 스위칭 소자(102)가 온(On)되고, 이로 인하여 시동 모터(103)가 회전하며 엔진(105)이 시동한다. At the start time, the switching element 102 is turned on by a control signal from the user, which causes the starter motor 103 to rotate and the engine 105 to start.

시동 후의 시간에는, 엔진(105)의 크랭크 축(106)과 회동하는 회전 축을 가진 발전기(107)로부터 교류 전원이 발생된다.At the time after the start-up, AC power is generated from the generator 107 having a rotating shaft that rotates with the crank shaft 106 of the engine 105.

발전기(107)로부터의 교류 전원은 다이오드 등을 사용한 정류기(108)에 의하 여 직류 전원으로 변환된다. 정류기(108)로부터의 직류 전원은 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)를 통하여 직류-직류 강압기(110)에 인가된다. 이에 따라, 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 직류 전압이 강압되면서 배터리(111)에 인가되고, 배터리(111)는 충전을 수행한다.AC power from the generator 107 is converted into DC power by the rectifier 108 using a diode or the like. DC power from the rectifier 108 is applied to the DC-DC stepper 110 through a DC link capacitor 109. Accordingly, the DC voltage of the DC link capacitor 109 is applied to the battery 111 while being stepped down, and the battery 111 performs charging.

여기에서, 제어기(112)는 적용 시스템 예를 들어, 차량의 상태 신호들(S_SI) 및 사용자 입력 신호들(S_UI)에 따라, 스위칭 신호들(S_SC)을 스위칭 소자(102)에 입력시키고, 엔진 제어 신호들(S_EC)을 엔진(105)에 입력시킨다.Here, the controller 112 inputs the switching signals S _SC to the switching element 102 in accordance with the application system, for example, the state signals S _SI of the vehicle and the user input signals S _UI . The engine control signals S _EC are input to the engine 105.

상기와 같이 통상적인 하이브리드 동력 장치는, 시동 시스템과 발전 시스템이 분리되어 있음에 따라, 부속품들을 많이 사용할 수 밖에 없는 문제점을 가진다.As described above, the conventional hybrid power unit has a problem in that a lot of accessories are used as the starting system and the power generation system are separated.

또한, 발전기(107)의 발전 전력과 배터리(111)의 충전 전력을 적응적이면서도 정밀하게 제어할 수 없는 문제점을 가진다. In addition, the power generation of the generator 107 and the charging power of the battery 111 has a problem that can not be adaptive and precisely controlled.

본 발명의 목적은, 시동 시스템과 발전 시스템을 통합함에 따라 부속품들을 줄일 수 있고, 발전기의 발전 전력과 배터리의 충전 전력을 적응적이면서도 정밀하게 제어할 수 있는 하이브리드 동력 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid power unit which can reduce the accessories by integrating the starting system and the power generation system and can adaptively and precisely control the generated power of the generator and the charging power of the battery.

본 발명은, 엔진의 축과 회동하는 발전기와 배터리 사이에 직류-링크 캐패시터가 연결되고, 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류-링크 전력을 부하들(loads)에 공급하는 하이브리드 동력 장치로서, 양방향성 교류-직류 변환기 및 제어기를 포함한다.The present invention relates to a hybrid power device that connects a DC-link capacitor between a generator and a battery that rotates with an axis of an engine, and supplies loads of DC-link power charged to the DC-link capacitor. AC-DC converters and controllers.

상기 양방향성 교류-직류 변환기는, 상기 발전기와 상기 직류-링크 캐패시터 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 상기 발전기에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 발전기로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 직류-링크 캐패시터에 인가한다.The bidirectional AC-DC converter is connected between the generator and the DC-link capacitor, converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine start time, and applies it to the generator, At the time after the engine is started, three-phase AC power from the generator is converted into DC power and applied to the DC-link capacitor.

상기 제어기는, 상기 부하들(loads)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력에 따라 상기 발전기의 발전 전력을 제어함과 동시에, 상기 총 소비 전력과 상기 엔진의 현재 회전 속도에 따라 상기 배터리의 충전 전력을 제어한다.The controller controls the generated power of the generator according to the total power consumption currently consumed by the loads, and at the same time controls the charging power of the battery according to the total power consumption and the current rotational speed of the engine. To control.

본 발명의 상기 하이브리드 동력 장치에 의하면, 상기 엔진 시동 시간에, 상 기 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 상기 캐페시터에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 상기 발전기에 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전기가 시동 모터의 기능을 대행하므로 상기 엔진이 시동할 수 있다.According to the hybrid power unit of the present invention, since the three-phase AC power is not generated from the three-phase generator at the engine start time, the DC power charged in the capacitor is converted into three-phase AC power to the generator. Can be applied. Accordingly, the generator can act as a substitute for the function of the starting motor.

역으로, 상기 엔진 시동 후의 시간에, 상기 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 상기 캐페시터에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the capacitor.

따라서, 상기 3상 발전기를 채용함에 따라 상기 양방향성 교류-직류 변환기의 상기 양방향 동작이 가능하다. 즉, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. Thus, the bidirectional operation of the bidirectional AC-DC converter is possible by employing the three-phase generator. That is, since the power generation system can additionally perform the startup function, the parts of the separate startup system can be removed.

한편, 상기 제어기는, 상기 부하들(loads)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력에 따라 상기 발전기의 발전 전력을 제어함과 동시에, 상기 총 소비 전력과 상기 엔진의 현재 회전 속도에 따라 상기 배터리의 충전 전력을 제어한다.Meanwhile, the controller controls the generated power of the generator according to the total power consumption currently consumed by the loads, and simultaneously charges the battery according to the total power consumption and the current rotation speed of the engine. Control power.

따라서, 발전기의 발전 전력과 배터리의 충전 전력을 적응적이면서도 정밀하게 제어할 수 있다.Therefore, it is possible to adaptively and precisely control the generated power of the generator and the charging power of the battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치를 보여준다.2 shows a hybrid power unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치는, 엔진(205)을 시동시키고 엔진 시동 후에 엔진(205)의 회전력에 의하여 발전 및 충전을 수행하는 것으로서, 3상 발전기(207), 양방향성 교류-직류 변환기(208), 직류 링크(DC link) 캐페시터(209), 양방향성 직류-직류 변환기(210), 배터리(211), 및 제어기(212)를 포함한다. 도 2에서 참조 부호 V_dc는 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압을 가리킨다.Referring to FIG. 2, the hybrid power unit according to an embodiment of the present invention starts the engine 205 and performs power generation and charging by the rotational force of the engine 205 after starting the engine. ), A bidirectional AC-DC converter 208, a DC link capacitor 209, a bidirectional DC-DC converter 210, a battery 211, and a controller 212. In FIG. 2, the reference symbol V _dc indicates the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage.

3상 발전기(207)는 엔진(205)의 크랭크 축(206)과 회동하는 회전 축을 가진다. The three-phase generator 207 has a rotating shaft that rotates with the crank shaft 206 of the engine 205.

양방향성 교류-직류 변환기(208)는, 엔진(205)과 직류 링크 캐페시터(209) 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 3상 발전기(207)에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 3상 발전기(207)로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 직류 링크 캐페시터(209)에 인가한다.The bidirectional AC-DC converter 208 is connected between the engine 205 and the DC link capacitor 209 to convert the DC power charged in the DC link capacitor 209 into a three-phase AC power at engine start time. The three-phase generator 207 is applied, and at the time after starting the engine, the three-phase alternating current power from the three-phase generator 207 is converted into a DC power source and applied to the DC link capacitor 209.

보다 상세하게는, 엔진 시동 시간에, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 이에 따라, 3상 발전기(207)가 시동 모터(도 1의 103)의 기능을 대행하므로 엔진(205)이 시동할 수 있다.More specifically, since the three-phase AC power is not generated from the three-phase generator 207 at engine start time, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is converted into a three-phase AC power so that the three-phase generator ( 207). Thereby, since the three-phase generator 207 acts as a function of the starting motor (103 of FIG. 1), the engine 205 can start.

역으로, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 직류 링크 캐페시터(209)에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator 207 at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the DC link capacitor 209.

결론적으로, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별 도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. As a result, since the power generation system can additionally perform the starting function, the parts of the separate starting system can be removed.

양방향성 직류-직류 변환기(210)는, 배터리(211)와 직류 링크 캐페시터(209) 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 배터리(211)에 충전되어 있는 직류 전원을 승압하면서 직류 링크 캐페시터(209)에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되는 직류 전원을 강압하면서 배터리(211)에 인가한다.The bidirectional DC-DC converter 210 is connected between the battery 211 and the DC link capacitor 209, and boosts the DC power charged in the battery 211 to the DC link capacitor 209 at engine start-up time. When the engine starts, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is applied to the battery 211 while stepping down.

따라서, 엔진 시동 시간에, 배터리(211)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 또한, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기(207)로부터의 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 배터리(211)에 충전될 수 있다.Therefore, at the engine start time, the DC power charged in the battery 211 can be converted into three-phase AC power and applied to the three-phase generator 207. In addition, at the time after the engine starts, the three-phase alternating current power from the three-phase generator 207 can be converted into a direct current power source and charged in the battery 211.

제어기(212) 예를 들어, 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor)는, 적용 시스템 예를 들어, 차량의 상태 신호들(S_SI), 사용자 입력 신호들(S_UI), 직류-링크 캐패시터로부터의 전압/전류 신호(S_CVI), 배터리(211)로부터의 전압/전류 신호(S_BVI), 3상 발전기(207) 내의 레졸버(resolver)로부터의 회전자 위치 신호(S_RL), 및 3상 발전기(207)로부터의 전압/전류 신호(S_GVI)에 따라 엔진(205), 양방향성 교류-직류 변환기(208), 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)를 제어한다. 여기에서, 제어기(212)는 엔진 제어 신호들(S_EC)을 엔진에 입력하고, 게이트 구동 신호들(S_AGD,S_DGD)을 양방향성 교류-직류 변환기(208) 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)에 입력한다.The controller 212, for example, a digital signal processor, is applied to an application system, for example, the state signals S _SI of the vehicle, the user input signals S _UI , the voltage from the DC-link capacitor. / Current signal S _CVI , voltage / current signal S _BVI from battery 211, rotor position signal S _RL from resolver in three-phase generator 207, and three-phase generator The engine 205, the bidirectional AC-DC converter 208, and the bidirectional DC-DC converter 210 are controlled according to the voltage / current signal S _GVI from 207. Here, the controller 212 inputs engine control signals S _EC to the engine, and the gate drive signals S _AGD and S _DGD are bidirectional AC-DC converters 208 and bidirectional DC-DC converters 210. ).

도 3은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)이 일 예를 보여준다.FIG. 3 shows an example of loads of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)은, 직류-교류 변환기(301), 차량의 휠 모터(303), 제동 저항부(305), 전압 조정부(307) 및 차량의 탑재 장비(309)를 포함한다.Referring to FIG. 3, loads of the hybrid power unit of FIG. 2 include a DC-AC converter 301, a wheel motor 303 of a vehicle, a brake resistor 305, a voltage adjuster 307, and a vehicle. Onboard equipment 309.

직류-교류 변환기(301)는 제어기(도 2의 212)의 제어에 따라 직류 링크 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 3상 교류 전압으로 변환한다. 휠 모터(303)는 직류-교류 변환기(301)로부터의 3상 교류 전압에 의하여 회전한다. 제동 저항부(305)는 직류-링크 출력 전압(V_dc)이 상한 전압을 초과하지 않도록 동작한다. 전압 조정부(307)는 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 탑재 장비(309)의 정격 전압(V_equip)으로 강압한다. 탑재 장비(309)는 전압 조정부(307)로부터의 출력 전압에 의하여 동작한다. The DC-AC converter 301 converts the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage V _dc , into a three-phase AC voltage under the control of the controller (212 of FIG. 2). The wheel motor 303 rotates by the three-phase alternating voltage from the DC-AC converter 301. The braking resistor 305 operates so that the DC-link output voltage V _dc does not exceed the upper limit voltage. The voltage adjusting unit 307 steps down the DC-link output voltage V _dc to the rated voltage V _equip of the on-board equipment 309. The onboard equipment 309 operates by the output voltage from the voltage adjusting unit 307.

따라서, 제어기(도 2의 212)는 직류-링크 캐패시터(209)로부터의 전압/전류 신호(도 2의 S_CVI)에 따라 부하들(loads)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력을 구한다. 이 총 소비 전력과 관련된 제어를 위하여, 제어기(도 2의 212)는 전력 제어부(도 5 참조), 엔진 회전-속도 제어부(도 7 참조), 및 직류-링크 출력 전압(V_dc) 제어부를 포함한다. 이와 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명되겠지만, 먼저 각 부의 기능을 약술하면 다음과 같다.Thus, the controller (212 of FIG. 2) finds the total power consumption currently consumed by the loads according to the voltage / current signal (S _CVI of FIG. 2) from the DC-link capacitor 209. For control related to this total power consumption, the controller 212 of FIG. 2 includes a power controller (see FIG. 5), an engine rotation-speed controller (see FIG. 7), and a DC-link output voltage (V _dc ) controller. do. This will be described in more detail below, but first, the functions of each part are outlined as follows.

전력 제어부(도 5 참조)는, 발전기(도 2의 207)의 발전 전력과 배터리(도 2 의 211)의 충전 전력을 제어하기 위하여, 발전기(207)의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)와 배터리(211)의 목표 충전-전력 신호(P_b _{_} _ref)를 발생시킨다.The power control unit (see FIG. 5) controls the target generated-power signal P _g _{_} _ref of the generator 207 to control the generated power of the generator 207 of FIG. 2 and the charging power of the battery 211 of FIG. 2. ) And the target charge-power signal P _b _{_} _ref of the battery 211.

엔진 회전-속도 제어부(도 7 참조)는 상기 전력 제어부로부터의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)에 따라 엔진(도 2의 205)의 회전 속도를 제어한다.The engine rotation-speed controller (see FIG. 7) controls the rotation speed of the engine 205 of FIG. 2 in accordance with the target generation-power signal P _g _{_} _ref from the power controller.

직류-링크 출력 전압 제어부(도 8 참조)는 직류-링크 캐패시터(209)로부터의 전압/전류 신호(도 2의 S_CVI)에 따라 직류-링크 캐패시터(209)의 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 제어한다.The DC-link output voltage control unit (refer to FIG. 8) controls the DC-link output voltage (V _dc ) of the DC-link capacitor 209 according to the voltage / current signal (S _{CVI in} FIG. 2) from the DC-link capacitor 209. ).

한편, 하이브리드 동력 장치에 의하여 휠 모터(303)가 구동됨에 있어서, 무성 운용 모드, 엔진 단독 모드, 및 하이브리드 모드 등이 있다. 무성 운용 모드인 경우, 엔진(도 2의 205)이 정지함에 따라 배터리(211)의 전력만으로 휠 모터(303)가 구동된다. 엔진 단독 모드인 경우, 배터리(211)의 전력이 차단된 상태에서 엔진 동작에 의한 발전기(207)의 출력 전력만으로 휠 모터(303)가 구동된다. 하이브리드 모드인 경우, 엔진 동작에 의한 발전기(207)의 출력 전력이 주 전력으로 사용되되 순시-가변 부하 전력을 배터리(211)가 지원한다.On the other hand, when the wheel motor 303 is driven by the hybrid power unit, there are a silent operation mode, an engine single mode, a hybrid mode, and the like. In the silent operation mode, the wheel motor 303 is driven only by the power of the battery 211 as the engine 205 of FIG. 2 stops. In the engine only mode, the wheel motor 303 is driven only by the output power of the generator 207 by the engine operation in a state where the power of the battery 211 is cut off. In the hybrid mode, the output power of the generator 207 by the engine operation is used as the main power, but the battery 211 supports the instantaneous-variable load power.

도 4는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 양방향성 교류-직류 변환기(208) 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 내부 회로를 보여준다. 도 4에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 4 shows the internal circuits of the bidirectional AC-DC converter 208 and the bidirectional DC-DC converter 210 of the hybrid power unit of FIG. 2. In FIG. 4, the same reference numerals as used in FIG. 2 indicate objects of the same function.

도 4를 참조하면, 양방향성 직류-직류 변환기(210)는 제1 내지 제6 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)들(S1 내지 S6) 및 제1 내지 제3 인덕터 들(L1 내지 L3)을 포함한다. 또한, 양방향성 교류-직류 변환기(208)는 제7 내지 제12 IGBT들(S7 내지 S12)을 포함한다. 제어기(212)는 제1 내지 제12 IGBT들(S1 내지 S12)의 게이트 구동 신호들(S_AGD,S_DGD)을 발생시킨다.Referring to FIG. 4, the bidirectional DC-DC converter 210 includes first to sixth Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) S1 to S6 and first to third inductors L1 to L3. In addition, the bidirectional AC-DC converter 208 includes seventh to twelfth IGBTs S7 to S12. The controller 212 generates gate driving signals S _AGD and S _DGD of the first to twelfth IGBTs S1 to S12.

양방향성 직류-직류 변환기(210)에 있어서, 제1 IGBT(S1)의 에미터가 제4 IGBT(S4)의 컬렉터와 연결된다. 제2 IGBT(S2)의 에미터는 제5 IGBT(S5)의 컬렉터와 연결된다. 제3 IGBT(S3)의 에미터는 제6 IGBT(S6)의 컬렉터와 연결된다. In the bidirectional DC-DC converter 210, the emitter of the first IGBT S1 is connected with the collector of the fourth IGBT S4. The emitter of the second IGBT S2 is connected to the collector of the fifth IGBT S5. The emitter of the third IGBT S3 is connected to the collector of the sixth IGBT S6.

양방향성 교류-직류 변환기(208)에 있어서, 제7 IGBT(S7)의 에미터는 제10 IGBT(S10)의 컬렉터와 연결된다. 제8 IGBT(S8)의 에미터는 제11 IGBT(S11)의 컬렉터와 연결된다. 제9 IGBT(S9)의 에미터는 제12 IGBT(S12)의 컬렉터와 연결된다.In the bidirectional AC-DC converter 208, the emitter of the seventh IGBT S7 is connected with the collector of the tenth IGBT S10. The emitter of the eighth IGBT S8 is connected to the collector of the eleventh IGBT S11. The emitter of the ninth IGBT S9 is connected to the collector of the twelfth IGBT S12.

양방향성 직류-직류 변환기(210)의 제1 내지 제3 IGBT들(S1 내지 S3)과 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 제7 내지 제9 IGBT들(S7 내지 S9)의 컬렉터들은 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 연결된다.The collectors of the first to third IGBTs S1 to S3 of the bidirectional DC-DC converter 210 and the seventh to ninth IGBTs S7 to S9 of the bidirectional AC-DC converter 208 are DC link capacitors. 209 is connected to the positive terminal.

양방향성 직류-직류 변환기(210)의 제4 내지 제6 IGBT들(S4 내지 S6)과 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 제10 내지 제12 IGBT들(S10 내지 S12)의 에미터들은 직류 링크 캐페시터(209) 및 배터리(211)의 부극성 단자들에 연결된다.The emitters of the fourth through sixth IGBTs S4 through S6 of the bidirectional DC-DC converter 210 and the tenth through twelfth IGBTs S10 through S12 of the bidirectional AC-DC converter 208 are DC link capacitors. 209 and negative terminals of the battery 211.

양방향성 직류-직류 변환기(210)에 있어서, 제3 IGBT(S3)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제1 인덕터(L1)가 연결된다. 제2 IGBT(S2)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제2 인덕터(L2)가 연결된다. 제1 IGBT(S1)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제3 인덕터(L3)가 연결된 다. In the bidirectional DC-DC converter 210, a first inductor L1 is connected between the emitter of the third IGBT S3 and the positive terminal of the battery 211. The second inductor L2 is connected between the emitter of the second IGBT S2 and the positive terminal of the battery 211. The third inductor L3 is connected between the emitter of the first IGBT S1 and the positive terminal of the battery 211.

도 5는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(212)에 포함된 전력 제어부의 내부 구성을 보여준다. 상기한 바와 같이, 전력 제어부는 발전기(도 2의 207)의 발전 전력과 배터리(도 2의 211)의 충전 전력을 제어하기 위하여, 발전기(207)의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)와 배터리(211)의 목표 충전-전력 신호(P_b _{_} _ref)를 발생시킨다. FIG. 5 shows an internal configuration of a power control unit included in the controller 212 of the hybrid power unit of FIG. 2. As described above, the power control unit controls the generated power of the generator 207 of FIG. 2 and the charging power of the battery 211 of FIG. 2, so that the target generated-power signal P _g _{_} _ref of the generator 207 is controlled. And generate a target charge-power signal P _b _{_} _ref of the battery 211.

도 5를 참조하면, 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(212)에 포함된 전력 제어부는 곱셈기(501), 제1 저역 통과 필터(503), 제2 저역 통과 필터(505), 최적 전력 검출부(507), 감산기(509) 및 제3 저역 통과 필터(511)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a power controller included in the controller 212 of the hybrid power unit of FIG. 2 includes a multiplier 501, a first low pass filter 503, a second low pass filter 505, and an optimum power detector ( 507, a subtractor 509, and a third low pass filter 511.

곱셈기(501)는 직류-링크 캐패시터(도 2의 209)의 직류-링크 출력 전압 신호(V_dc)와 총 부하-전류 신호(I_dc _{_} _load)를 곱하여 총 소비 전력의 신호(P_load)를 발생시킨다.The multiplier 501 multiplies the DC-link output voltage signal V _dc of the DC-link capacitor 209 of FIG. 2 by the total load-current signal I _dc _{_} _load to multiply the signal of the total power consumption P _load . Generate.

제1 저역 통과 필터(503)는, 곱셈기(501)로부터의 총 소비 전력의 신호(P_load)를 입력받아, 총 소비 전력의 신호(P_load)의 출력 주파수가 엔진(도 2의 205)의 응답 주파수 이하가 되도록 제어함에 의하여, 발전기(도 2의 207)의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)를 발생시킨다. 따라서, 엔진의 응답 시간(response time)을 T_g라 하면, 제1 저역 통과 필터(503)의 차단 주파수(f_c _{_g})는 아래의 수학식 1에 의하여 설정된다.The first low pass filter 503 receives the signal P _load of the total power consumption from the multiplier 501, so that the output frequency of the signal P _load of the total power consumption of the engine (205 of FIG. 2) is reduced. By controlling to be below the response frequency, the target generation-power signal P _g _{_} _ref of the generator 207 of FIG. 2 is generated. Therefore, when the response time of the engine is T _g , the cutoff frequency f _c _{_} _g of the first low pass filter 503 is set by Equation 1 below.

제2 저역 통과 필터(505)는, 발전기(207)로부터의 회전자 위치 신호(S_RL)에 상응하는 엔진(205)의 회전 속도 신호(W_g)를 입력받아, 엔진(205)의 회전 속도 신호(W_g)의 출력 주파수가 엔진(205)의 응답 주파수 이하가 되도록 제어한다. 따라서, 제2 저역 통과 필터(505)의 차단 주파수(f_c _{_g})는 상기 수학식 1에 의하여 설정된다.The second low pass filter 505 receives the rotational speed signal W _g of the engine 205 corresponding to the rotor position signal S _RL from the generator 207, and rotates the rotational speed of the engine 205. The output frequency of the signal W _g is controlled to be equal to or less than the response frequency of the engine 205. Therefore, the cutoff frequency f _c _{_} g of the second low pass filter 505 is set by Equation 1 above.

최적 전력 검출부(507)는 제2 저역 통과 필터(505)로부터의 회전 속도 신호에 상응하는 최적 전력 신호(P_g _{_} _opt)를 발생시킨다.The optimum power detector 507 generates an optimum power signal P _g _{_} _opt corresponding to the rotational speed signal from the second low pass filter 505.

감산기(509)는 곱셈기(501)로부터의 총 소비 전력의 신호(P_load)에서 최적 전력 검출부(507)로부터의 최적 전력 신호(P_g _{_} _opt)를 감산한다.The subtractor 509 subtracts the optimum power signal P _g _{_} _opt from the optimum power detector 507 from the signal P _load of the total power consumption from the multiplier 501.

제3 저역 통과 필터(511)는, 감산기(509)로부터의 출력 신호를 입력받아, 감산기(509)로부터의 출력 신호의 출력 주파수가 배터리(도 2의 211)의 응답 주파수 이하가 되도록 제어함에 의하여, 배터리(211)의 목표 충전-전력 신호(P_b _{_} _ref)를 발생시킨다. 여기에서, 제어부(도 3의 212)는, 제3 저역 통과 필터(511)로부터의 목표 충전-전력 신호(P_b _{_} _ref)에 따라 양방향성 직류-직류 변환기(도 4의 210)의 게이트 구 동 신호들(S_DGD)을 발생시킨다.The third low pass filter 511 receives the output signal from the subtractor 509 and controls the output frequency of the output signal from the subtractor 509 to be equal to or less than the response frequency of the battery 211 of FIG. 2. The target charge-power signal P _b _{_} _ref of the battery 211 is generated. Here, the control unit 212 of FIG. 3 controls the gate driving of the bidirectional DC-DC converter 210 of FIG. 4 according to the target charge-power signal P _b _{_} _ref from the third low pass filter 511. Generate signals S _DGD .

도 6은 도 5의 전력 제어부의 최적 전력 검출부(507)에서 사용되는 엔진 특성 곡선들의 일 예를 보여준다. 도 6에서 참조 부호 C_xxxx는 엔진(도 2의 205)의 회전 속도가 xxxx rpm(revolutions per minute)인 경우의 발전기(도 2의 207)의 출력 전력(KW)에 대한 엔진(205)의 연료 소모량(g/KWh)를 가리킨다. FIG. 6 shows an example of engine characteristic curves used in the optimum power detector 507 of the power controller of FIG. 5. In FIG. 6, reference numeral C _xxxx denotes the fuel of the engine 205 to the output power KW of the generator (207 of FIG. 2) when the rotational speed of the engine (205 of FIG. 2) is xxxx rpm (revolutions per minute). Indicates consumption (g / KWh).

도 6을 참조하면, 최적 전력 검출부(507)는, 발전기(도 2의 207)의 발전 전력(KW)에 대한 연료 소모량(g/KWh)의 특성 곡선들이 엔진(도 2의 205)의 회전 속도(rpm) 별로 구해져 있는 엔진 특성 곡선들에 따라, 엔진(205)의 회전 속도(rpm)에서 가장 연료 소모량이 적어질 수 있는 발전기(207)의 발전 전력을 목표 발전 전력으로 설정한다.Referring to FIG. 6, the optimum power detector 507 may include rotational speeds of the engine (205 of FIG. 2) with characteristic curves of fuel consumption (g / KWh) with respect to the generated power (KW) of the generator (207 of FIG. 2). According to the engine characteristic curves calculated for each rpm, the generated power of the generator 207, which has the least fuel consumption at the rotational speed rpm of the engine 205, is set as the target generated power.

상기와 같은 도 5의 전력 제어부에 의하면, 부하들(loads, 도 3 참조)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력에 따라 발전기(207)의 발전 전력이 제어됨과 동시에, 상기 총 소비 전력과 엔진(205)의 현재 회전 속도에 따라 배터리(211)의 충전 전력이 제어된다.According to the power control unit of FIG. 5, the generated power of the generator 207 is controlled according to the total power consumption currently consumed by loads (see FIG. 3), and the total power consumption and the engine 205 are controlled. The charging power of the battery 211 is controlled according to the current rotational speed of.

따라서, 발전기(207)의 발전 전력과 배터리(211)의 충전 전력이 적응적이면서도 정밀하게 제어할 수 있다.Therefore, the generated power of the generator 207 and the charging power of the battery 211 can be adaptively and precisely controlled.

한편, 엔진(205)의 응답 시간과 배터리(211)의 응답 시간은 동일하지 않다. 이 점에 착안하여 저역 통과 필터들(503, 505, 511)이 이용됨에 따라 제어 신호들의 인가 타이밍이 조정된다. 이에 따라 보다 정확하고 효율적인 제어가 이루어질 수 있다.On the other hand, the response time of the engine 205 and the response time of the battery 211 are not the same. With this in mind, the timing of the application of the control signals is adjusted as the low pass filters 503, 505, 511 are used. Accordingly, more accurate and efficient control can be achieved.

도 7은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(212)에 포함된 엔진 회전-속도 제어부의 제어 알고리듬을 보여준다. 상기한 바와 같이, 엔진 회전-속도 제어부는 도 5의 전력 제어부로부터의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)에 따라 엔진(도 2의 205)의 회전 속도를 제어한다.FIG. 7 shows a control algorithm of the engine rotation-speed controller included in the controller 212 of the hybrid power unit of FIG. 2. As described above, the engine rotation-speed controller controls the rotation speed of the engine 205 of FIG. 2 in accordance with the target generation-power signal P _g _{_} _ref from the power controller of FIG. 5.

도 7을 참조하면, 제어기(212)에 포함된 엔진 회전-속도 제어부는 최적 속도 검출부 및 비례-적분 제어부를 포함한다.Referring to FIG. 7, the engine rotation speed controller included in the controller 212 includes an optimum speed detector and a proportional-integral controller.

최적 속도 검출부(701)는 도 5의 전력 제어부로부터의 목표 발전-전력 신호(P_g _{_} _ref)에 상응하는 목표 회전-속도 신호(W_g _{_} _ref)를 발생시킨다. 여기에서, 상기 도 6의 그래프가 이용된다. 즉, 최적 속도 검출부(701)는, 발전기(도 2의 207)의 발전 전력(KW)에 대한 연료 소모량(g/KWh)의 특성 곡선들이 엔진(도 2의 205)의 회전 속도(rpm) 별로 구해져 있는 엔진 특성 곡선들에 따라, 발전기(207)의 목표 발전 전력에서 가장 연료 소모량이 적어질 수 있는 엔진(205)의 회전 전력을 목표 회전 속도로 설정한다.The optimum speed detector 701 generates a target rotational-speed signal W _g _{_} _ref corresponding to the target power generation-power signal P _g _{_} _ref from the power controller of FIG. 5. Here, the graph of FIG. 6 is used. That is, the optimum speed detector 701 is characterized in that the characteristic curves of the fuel consumption (g / KWh) with respect to the generated electric power (KW) of the generator (207 of FIG. 2) for each rotation speed (rpm) of the engine (205 of FIG. 2). According to the obtained engine characteristic curves, the rotational power of the engine 205, which can be the least fuel consumed in the target generated power of the generator 207, is set as the target rotational speed.

비례-적분 제어부(703 내지 721)는 최적 속도 검출부(701)로부터의 목표 회전-속도 신호(W_g _{_} _ref)에 따라 엔진(205)의 회전 속도(W_g)를 제어한다.Proportional-integral control unit (703 to 721) is a target rotation from the optimum speed detector (701) controls the rotational speed (W _g) of the engine 205 according to the speed signal (W _g _{_} _ref).

보다 상세하게는, 비례-적분 제어부(703 내지 721)는 제1 감산부(703), 제1 가산부(705), 제1 비례 상수부(707), 단위 출력부(709), 제2 비례 상수부(711), 제2 가산부(713), 외란 특성부(715), 제2 감산부(717), 제3 비례 상수부(719) 및 전 압-주파수 변환기(721)를 포함한다.More specifically, the proportional-integration control unit 703 to 721 includes a first subtracting unit 703, a first adding unit 705, a first proportional constant unit 707, a unit output unit 709, and a second proportional unit. The constant part 711, the second adder 713, the disturbance characteristic part 715, the second subtraction part 717, the third proportional constant part 719, and the voltage-frequency converter 721 are included.

제1 감산부(703)는 최적 속도 검출부(701)로부터의 목표 회전-속도 신호(W_g _{_} _ref)에서 엔진(205)으로부터의 회전 속도 신호(W_g)를 감산한다. 제1 가산부(705)는 제1 감산부(703)로부터의 출력 신호와 제1 외란 보상 신호를 더한다.Subtracts the rotational velocity signal (W _g) from the speed signal (W _g _{_} _ref) engine 205. In-the first subtracting unit 703 from the optimal target rotational speed detecting portion 701. The first adder 705 adds an output signal from the first subtractor 703 and a first disturbance compensation signal.

제1 비례 상수부(707)는 제1 가산부(705)로부터의 출력 신호에 제1 비례 상수(K_is)를 곱한다. 단위 출력부(709)는 제1 비례 상수부(707)로부터의 출력 신호에 라플라스 연산자(s)의 역수를 곱한다.The first proportional constant 707 multiplies the output signal from the first adder 705 by the first proportional constant K _is . The unit output unit 709 multiplies the output signal from the first proportional constant unit 707 by the inverse of the Laplace operator s.

제2 비례 상수부(711)는 제1 감산부(703)로부터의 출력 신호에 제2 비례 상수(K_ps)를 곱하여 제2 외란 보상 신호를 발생시킨다. 제2 가산부(713)는 단위 출력부(709)로부터의 출력 신호와 제2 비례 상수부(711)로부터의 제2 외란 보상 신호를 더한다.The second proportional constant 711 multiplies the output signal from the first subtractor 703 by the second proportional constant K _ps to generate a second disturbance compensation signal. The second adder 713 adds an output signal from the unit output unit 709 and a second disturbance compensation signal from the second proportional constant unit 711.

외란 특성부(715)는 제2 가산부(713)로부터의 출력 신호에 엔진(205)의 외란 특성 함수를 적용한다. 제2 감산부(717)는 제2 가산부(713)로부터의 출력 신호에서 외란 특성부(715)로부터의 출력 신호를 감산한다. 제3 비례 상수부(719)는 제2 감산부(717)로부터의 출력 신호에 제3 비례 상수(K_as)를 곱하여 상기 제1 외란 보상 신호를 발생시킨다.The disturbance feature 715 applies the disturbance feature function of the engine 205 to the output signal from the second adder 713. The second subtractor 717 subtracts the output signal from the disturbance feature 715 from the output signal from the second adder 713. The third proportional constant 719 multiplies the output signal from the second subtractor 717 by a third proportional constant Ka _as to generate the first disturbance compensation signal.

전압-주파수 변환기(721)는 외란 특성부(715)로부터의 출력 신호를 주파수 신호로 변환하여 엔진(205)의 엑츄에이터(723)를 제어한다.The voltage-frequency converter 721 controls the actuator 723 of the engine 205 by converting the output signal from the disturbance feature 715 into a frequency signal.

도 8은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(도 2의 212)에 포함된 직류- 링크-출력 전압 제어부의 제어 알고리듬을 보여준다. 상기한 바와 같이, 직류-링크 출력 전압 제어부는 직류-링크 캐패시터(209)로부터의 전압/전류 신호(도 2의 S_CVI)에 따라 직류-링크 캐패시터(209)의 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 제어한다.FIG. 8 shows a control algorithm of the DC-link-output voltage controller included in the controller of the hybrid power unit of FIG. 2 (212 of FIG. 2). As described above, the DC-link output voltage controller controls the DC-link output voltage V _dc of the DC-link capacitor 209 according to the voltage / current signal (S _{CVI in} FIG. 2) from the DC-link capacitor 209. ).

도 8을 참조하면, 제어기(도 2의 212)에 포함된 직류-링크-출력 전압 제어부는 감산기(805), 비례-적분 제어기(807), 제1 가산기(801), 추가 신호 발생부(803) 및 제2 가산기(809)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the DC-link-output voltage controller included in the controller (212 of FIG. 2) includes a subtractor 805, a proportional-integral controller 807, a first adder 801, and an additional signal generator 803. ) And a second adder 809.

감산기(805)는 직류-링크 캐패시터(도 2의 209)의 목표 전압(V_dc _{_} _ref)에서 현재의 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 감산한다.The subtractor 805 subtracts the current DC-link output voltage V _dc from the target voltage V _dc _{_} _ref of the DC-link capacitor 209 of FIG. 2.

비례-적분 제어기(807)는 감산기(805)로부터의 출력 신호를 입력받아 비례-적분 제어 신호를 발생시킨다.The proportional-integral controller 807 receives an output signal from the subtractor 805 and generates a proportional-integral control signal.

제1 가산기(801)는 부하들(loads, 도 3 참조)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력의 신호(P_load)와 직류-링크 캐패시터(209)의 현재 충전 전력의 신호(P_b)를 더한다.The first adder 801 adds a signal P _load of the total power consumption currently consumed by the loads (see FIG. 3) and a signal P _b of the current charging power of the DC-link capacitor 209. .

추가 신호 발생부(803)는 제1 가산기(801)로부터의 출력 신호(P_out)가 발전기(도 2의 205)의 역기전력(E)에 반비례하도록 조정하여 전류 추가 신호(I_q _{_} _ref _{_} _ff)를 발생시킨다. 본 실시예의 경우, 전류 추가 신호(I_q _{_} _ref _{_} _ff)는 제1 가산기(801)로부터의 출력 신호(P_out)를 역기전력(E)의 1.5 배로 나눈 결과이다. 즉, 순방향 제어를 위한 전류 추가 신호(I_q _{_} _ref _{_} _ff)는 아래의 수학식 2에 의하여 얻어진다. The additional signal generator 803 adjusts the output signal P _out from the first adder 801 to be inversely proportional to the counter electromotive force E of the generator 205 of FIG. 2 so that the current additional signal I _q _{_} _ref _{_} _ff ). In the present embodiment, the current addition signal I _q _{_} _ref _{_} _ff is the result of dividing the output signal P _out from the first adder 801 by 1.5 times the counter electromotive force E. That is, the current addition signal I _q _{_} _ref _{_} _ff for forward control is obtained by Equation 2 below.

참고로, 역기전력(E)은 발전기(205)의 회전 속도(W_g)에 역기전력 상수를 곱해서 얻을 수 있다.For reference, the counter electromotive force E can be obtained by multiplying the counter electromotive force constant by the rotational speed W _g of the generator 205.

제2 가산기(809)는 비례-적분 제어기(807)로부터의 출력 신호와 추가 신호 발생부(803)로부터의 전류 추가 신호(I_q _{_} _ref _{_} _ff)를 합쳐서 양방향성 교류-직류 변환기(도 2의 208)의 목표 전류 신호(I_q _{_} _ref)를 발생시킨다.The second adder 809 combines the output signal from the proportional-integral controller 807 and the current addition signal I _q _{_} _ref _{_} _ff from the additional signal generator 803 to form a bidirectional AC-DC converter (Fig. 2). A target current signal I _q _{_} _ref of 208 is generated.

도 8에서, 제어 대상(811)은 양방향성 교류-직류 변환기(도 2의 208)를 가리키며 제어 대상(811)의 출력은 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 가리킨다.In FIG. 8, the control object 811 indicates a bidirectional AC-DC converter (208 of FIG. 2) and the output of the control object 811 indicates a DC-link output voltage V _dc .

즉, 제어기(도 2의 212)는 제2 가산기(809)로부터의 목표 전류 신호(I_q _{_} _ref)에 따라 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 게이트 구동 신호들(S_AGD)을 발생시키면서 직류-링크 출력 전압(V_dc)을 조정한다.That is, the controller 212 of FIG. 2 generates a direct current while generating the gate driving signals S _AGD of the bidirectional AC-DC converter 208 according to the target current signal I _q _{_} _ref from the second adder 809. Adjust the link output voltage (V _dc ).

상기와 같이, 총 소비 전력의 신호(P_load), 직류-링크 캐패시터(209)의 현재 충전 전력의 신호(P_b), 및 발전기(205)의 역기전력(E)에 따른 전류 추가 신 호(I_q _{_} _ref _{_} _ff)가 적용되므로, 직류-링크 출력 전압(V_dc)의 비례-적분 제어가 보다 적응적이고 효과적으로 수행될 수 있다. As described above, the current addition signal I according to the signal P _load of the total power consumption, the signal P _b of the current charging power of the DC-link capacitor 209, and the counter electromotive force E of the generator 205. _q _{_} _ref _{_} _ff ) is applied, the proportional-integral control of the DC-link output voltage (V _dc ) can be performed more adaptively and effectively.

도 9는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기(208)에 3상 전원이 인가됨을 보여준다. 도 10은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 3상 전위들이 순차적으로 직류-링크 캐패시터(도 4의 209)에 인가됨을 설명하기 위한 파형도이다. 도 11은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 동작에 의하여 직류-링크 캐패시터(209)의 정극성 단자에 인가되는 직류 전위의 파형도이다. 도 9 및 10에서 도 2 및 4와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 9 shows that a three phase power source is applied to the bidirectional AC-DC converter 208 of FIG. 4 at time after engine start. FIG. 10 is a waveform diagram for explaining that the three-phase potentials of FIG. 9 are sequentially applied to the DC-link capacitor 209 of FIG. 4 at the time after the engine starts. FIG. 11 is a waveform diagram of the DC potential applied to the positive terminal of the DC-link capacitor 209 by the operation of the bidirectional AC-DC converter 208 of FIG. 4 at the time after the engine starts. In Figs. 9 and 10, the same reference numerals as in Figs. 2 and 4 indicate the objects of the same function.

도 9 내지 11을 참조하여 엔진 시동 후의 시간에 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 동작을 설명하면 다음과 같다.9 to 11, the operation of the bidirectional AC-DC converter 208 at the time after the engine starts will be described.

3상 발전기(207)로터의 a상 전위(E_as)는 제7 IGBT(S7)의 에미터와 제10 IGBT(S10)의 컬렉터에 인가된다. 3상 발전기(207)로터의 b상 전위(E_bs)는 제8 IGBT(S8)의 에미터와 상기 제11 IGBT(S11)의 컬렉터에 인가된다. 3상 발전기(207)로터의 c상 전위(E_cs)는 제9 IGBT(S9)의 에미터와 제12 IGBT(S12)의 컬렉터에 인가된다.The a phase potential E _as of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the seventh IGBT S7 and the collector of the tenth IGBT S10. The b-phase potential E _bs of the rotor of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the eighth IGBT S8 and the collector of the eleventh IGBT S11. The c-phase potential E _cs of the rotor of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the ninth IGBT S9 and the collector of the twelfth IGBT S12.

a상 전위(E_as)가 정극성인 시간 예를 들어, t₀부터 t₅까지의 시간 동안에는 제7 IGBT(S7)가 턴 온(turn on)되고 제10 IGBT(S10)가 턴 오프(turn off)된다. 이 에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 a상 전위(E_as)의 정극성 파형이 인가된다. For example, during a time when the a phase potential E _as is positive, for example, from t ₀ to t ₅ , the seventh IGBT (S7) is turned on and the tenth IGBT (S10) is turned off. )do. As a result, the positive waveform of the a-phase potential E _as is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

a상 전위(E_as)가 부극성인 시간 예를 들어, t₅부터 t₉까지의 시간 동안에는 제10 IGBT(S10)가 턴 온(turn on)되고 제7 IGBT(S7)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 a상 전위(E_as)의 부극성 파형이 인가된다. During a time when the a-phase potential E _as is negative, for example, from t ₅ to t ₉ , the tenth IGBT S10 is turned on and the seventh IGBT S7 is turned off. )do. Accordingly, the negative waveform of the a phase potential E _as is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

b상 전위(E_bs)가 정극성인 시간 예를 들어, t₃부터 t₈까지의 시간 동안에는 제8 IGBT(S8)가 턴 온(turn on)되고 제11 IGBT(S11)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 b상 전위(E_bs)의 정극성 파형이 인가된다. The eighth IGBT (S8) is turned on and the eleventh IGBT (S11) is turned off during the time when the b-phase potential (E _bs ) is positive, for example, from t ₃ to t ₈ . )do. As a result, the positive waveform of the b-phase potential E _bs is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

b상 전위(E_bs)가 부극성인 시간 동안에는 제11 IGBT(S11)가 턴 온(turn on)되고 제8 IGBT(S8)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 b상 전위(E_bs)의 부극성 파형이 인가된다. During the time when the b-phase potential E _bs is negative, the eleventh IGBT S11 is turned on and the eighth IGBT S8 is turned off. As a result, a negative waveform of the b-phase potential E _bs is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

c상 전위(E_cs)가 정극성인 시간 동안에는 제9 IGBT(S9)가 턴 온(turn on)되고 제12 IGBT(S12)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 c상 전위(E_as)의 정극성 파형이 인가된다. During the time when the c-phase potential E _cs is positive, the ninth IGBT S9 is turned on and the twelfth IGBT S12 is turned off. Accordingly, the positive waveform of the c-phase potential E _as is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

c상 전위(E_cs)가 부극성인 시간 예를 들어, t₂부터 t₆까지의 시간 동안에는 제12 IGBT(S12)가 턴 온(turn on)되고 제9 IGBT(S9)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 c상 전위(E_as)의 부극성 파형이 인가된다. For example, when the c-phase potential E _cs is negative, for example, from t ₂ to t ₆ , the twelfth IGBT S12 is turned on and the ninth IGBT S9 is turned off. )do. As a result, the negative waveform of the c-phase potential E _as is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

따라서, 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에서는 2π/3의 위상차를 가진 정극성 파형들이 합성되어 도 6에 도시된 바와 같이 정극성의 직류 전위(V_dc)로 전환된다. 물론, 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에서도 2π/3의 위상차를 가진 부극성 파형들이 합성되어 부극성의 직류 전위로 전환된다. Therefore, at the positive terminal of the DC link capacitor 209, positive waveforms having a phase difference of 2π / 3 are synthesized and converted into positive DC potential V _{dc as} shown in FIG. Of course, in the negative terminal of the DC link capacitor 209, the negative waveforms having a phase difference of 2π / 3 are synthesized and converted to the negative DC potential.

한편, 엔진 시동 시간에서, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않고, 나중에 설명될 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 동작으로 인하여 직류 링크 캐페시터(209)에 직류 전원이 공급된다. On the other hand, at the engine start time, three-phase AC power is not generated from the three-phase generator 207, and DC power is supplied to the DC link capacitor 209 due to the operation of the bidirectional DC-DC converter 210, which will be described later. .

따라서, 상기 도 4의 스위칭 순서와 동일하게 양방향성 교류-직류 변환기(208)가 동작함에 의하여, 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 이에 따라, 3상 발전기(207)가 시동 모터(도 1의 103)의 기능을 대행하므로 엔진(205)이 시동할 수 있다.Accordingly, as the bidirectional AC-DC converter 208 operates in the same manner as in the switching sequence of FIG. 4, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is converted into a three-phase AC power, thereby converting the three-phase generator 207 into one. Can be applied to. Thereby, since the three-phase generator 207 acts as a function of the starting motor (103 of FIG. 1), the engine 205 can start.

도 12는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 직류-직류 변환기(210)로부터 배터리(211)에 흐르는 전류의 방향을 보여준다. 도 13은 엔진 시동 후의 시간에 도 12의 전류들(I1,I2,I3)이 3상의 형식으로 순차적으로 배터리(211)에 흐름을 설명하기 위한 파형도이다. 도 14는 엔진 시동 후의 시간에 도 12의 제1 인덕 터(L1)를 통하여 흐르는 제1상 전류(I1)의 통로를 보여준다. 도 12 내지 14에서 도 2 및 4와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 12 shows the direction of the current flowing from the bidirectional DC-DC converter 210 of FIG. 4 to the battery 211 at the time after engine start. FIG. 13 is a waveform diagram illustrating the flow of currents I1, I2, and I3 in FIG. 12 sequentially to the battery 211 in a three-phase format at the time after the engine is started. FIG. 14 shows a passage of the first phase current I1 flowing through the first inductor L1 of FIG. 12 at a time after the engine starts. In FIGS. 12 to 14, the same reference numerals as used in FIGS. 2 and 4 indicate the objects of the same function.

도 4 및 도 12 내지 14를 참조하여 엔진 시동 후의 시간에 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 4 and 12 to 14 will be described the operation of the bidirectional DC-DC converter 210 at the time after starting the engine.

예를 들어, t₀부터 t₃까지의 시간 동안에는 제1 IGBT(S1)가 턴 온(turn on)되고 제4 IGBT(S4)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제1상 전류(I1)는 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자로부터 제1 IGBT(S1), 제1 인덕터(L1), 배터리(211)의 정극성 단자, 및 배터리(211)의 부극성 단자를 통하여 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자로 흐른다(도 14 참조).For example, during a time from t ₀ to t ₃ , the first IGBT S1 is turned on and the fourth IGBT S4 is turned off. Accordingly, the first phase current I1 is formed from the positive terminal of the DC link capacitor 209 by the first IGBT S1, the first inductor L1, the positive terminal of the battery 211, and the battery 211. It flows through the negative terminal of to the negative terminal of the DC link capacitor 209 (refer FIG. 14).

t₃부터 t₆까지의 시간 동안에는 제4 IGBT(S4)가 턴 온(turn on)되고 제1 IGBT(S1)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제1상 전류(I1)는 배터리(211)의 부극성 단자, 제4 IGBT(S4), 및 제1 인덕터(L1)를 통하여 배터리(211)의 정극성 단자로 흐른다(도 14 참조).During the time from t ₃ to t ₆ , the fourth IGBT S4 is turned on and the first IGBT S1 is turned off. Accordingly, the first phase current I1 flows to the positive terminal of the battery 211 through the negative terminal of the battery 211, the fourth IGBT S4, and the first inductor L1 (see FIG. 14). ).

t₂부터 t₅까지의 시간 동안에는 제2 IGBT(S2)가 턴 온(turn on)되고 제5 IGBT(S5)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제2상 전류(I2)는 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자로부터 제2 IGBT(S2), 제2 인덕터(L2), 배터리(211)의 정극성 단자, 및 배터리(211)의 부극성 단자를 통하여 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자로 흐른다.During a time from t ₂ to t ₅ , the second IGBT S2 is turned on and the fifth IGBT S5 is turned off. Accordingly, the second phase current I2 is transferred from the positive terminal of the DC link capacitor 209 to the second IGBT S2, the second inductor L2, the positive terminal of the battery 211, and the battery 211. It flows through the negative terminal of to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

t₅부터 t₈까지의 시간 동안에는 제5 IGBT(S5)가 턴 온(turn on)되고 제2 IGBT(S2)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제2상 전류(I2)는 배터리(211)의 부극성 단자, 제5 IGBT(S5), 및 제2 인덕터(L1)를 통하여 배터리(211)의 정극성 단자로 흐른다.During a time from t ₅ to t ₈ , the fifth IGBT S5 is turned on and the second IGBT S2 is turned off. Accordingly, the second phase current I2 flows to the positive terminal of the battery 211 through the negative terminal of the battery 211, the fifth IGBT S5, and the second inductor L1.

상기와 같은 제어 동작은 제3상 전류(I3)에도 동일하게 적용된다.The same control operation is also applied to the third phase current I3.

이에 따라, 배터리(211)에 흐르는 충전 전류(I_bat)의 파형은 제1상 전류(I1), 제2상 전류(I2), 및 제3상 전류(I3)의 파형들이 합성된 것이다. 여기에서, 직류 링크 캐페시터(209)의 인가 전압에 비하여 배터리(211)의 충전 전압이 강압되는 이유는 상기와 같이 전류들(I1 내지 I3)이 흐르는 과정에서 인덕터들(L1 내지 L3)에 전기 에너지가 축적되기 때문이다.Accordingly, the waveform of the charging current I _bat flowing through the battery 211 is obtained by combining waveforms of the first phase current I1, the second phase current I2, and the third phase current I3. Here, the reason why the charging voltage of the battery 211 is stepped down compared to the applied voltage of the DC link capacitor 209 is because electrical energy is applied to the inductors L1 to L3 in the course of the currents I1 to I3 flowing as described above. Because it accumulates.

한편, 엔진 시동 시간에서, 상기 도 8의 스위칭 순서와 동일하게 양방향성 직류-직류 변환기(208)가 동작함에 의하여, 배터리(211)에 충전되어 있는 전원이 승압되면서 직류 링크 캐페시터(209)에 인가될 수 있다. 물론, 도 14에 도시된 바와 같은 전류 통로는 동일하지만 전류 방향은 반대이다. 여기에서, 배터리(211)의 충전 전압에 비하여 직류 링크 캐페시터(209)의 인가 전압이 승압되는 이유는, 전류들이 흐르는 과정에서 인덕터들(L1 내지 L3)에 축적되어 있는 전기 에너지가 전류들에 추가되기 때문이다. Meanwhile, at the engine start time, the bidirectional DC-DC converter 208 operates in the same manner as the switching sequence of FIG. 8 so that the power charged in the battery 211 is boosted and applied to the DC link capacitor 209. Can be. Of course, the current paths as shown in Fig. 14 are the same but the current direction is reversed. Here, the reason why the applied voltage of the DC link capacitor 209 is boosted relative to the charging voltage of the battery 211 is that electrical energy accumulated in the inductors L1 to L3 is added to the currents during the flow of the currents. Because it becomes.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 동력 장치에 의하면, 엔진 시동 시간에, 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 캐페시터에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 발전기에 인가될 수 있 다. 이에 따라, 발전기가 시동 모터의 기능을 대행하므로 엔진이 시동할 수 있다.As described above, according to the hybrid power unit according to the present invention, since the three-phase alternating current power is not generated from the three-phase generator at the engine start time, the DC power charged in the capacitor is converted into three-phase alternating current power and the generator It may be applied to In this way, the engine can start because the generator acts as a starting motor.

역으로, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 캐페시터에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the capacitor.

따라서, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. Thus, since the power generation system can additionally perform the startup function, the parts of the separate starting system can be removed.

한편, 제어기는, 부하들(loads)에 의하여 현재 소비되는 총 소비 전력에 따라 발전기의 발전 전력을 제어함과 동시에, 총 소비 전력과 엔진의 현재 회전 속도에 따라 배터리의 충전 전력을 제어한다.On the other hand, the controller controls the generated power of the generator according to the total power consumption currently consumed by the loads, and at the same time controls the charging power of the battery according to the total power consumption and the current rotation speed of the engine.

본 발명은, 상기 실시예들에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다. The present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified and improved by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

바퀴 차량, 궤도 차량, 선박 및 건설 기계 등등의 다양한 동력 장치에 이용될 수 있다.It can be used in various power devices such as wheeled vehicles, tracked vehicles, ships and construction machinery and the like.

도 1은 통상적인 하이브리드 동력 장치를 보여주는 도면이다.1 shows a conventional hybrid power unit.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a hybrid power unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)이 일 예를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of loads of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 4는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 양방향성 교류-직류 변환기 및 양방향성 직류-직류 변환기의 내부 회로를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating the internal circuits of the bidirectional AC-DC converter and the bidirectional DC-DC converter of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 5는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기에 포함된 전력 제어부의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a power control unit included in a controller of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 6은 도 5의 전력 제어부의 최적 전력 검출부에서 사용되는 엔진 특성 곡선들의 일 예를 보여주는 그래프이다.6 is a graph illustrating an example of engine characteristic curves used in an optimum power detector of the power controller of FIG. 5.

도 7은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기에 포함된 엔진 회전-속도 제어부의 제어 알고리듬을 보여주는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a control algorithm of an engine rotational speed controller included in the controller of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 8은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기에 포함된 직류-링크-출력 전압 제어부의 제어 알고리듬을 보여주는 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a control algorithm of a DC-link-output voltage controller included in the controller of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 9는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기에 3상 전원이 인가됨을 보여주는 회로도이다.FIG. 9 is a circuit diagram showing that a three-phase power is applied to the bidirectional AC-DC converter of FIG. 4 at a time after engine start.

도 10은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 3상 전위들이 순차적으로 직류-링크 캐패시터에 인가됨을 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 10 is a waveform diagram for explaining that the three-phase potentials of FIG. 9 are sequentially applied to a DC-link capacitor at a time after the engine is started.

도 11은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기의 동작에 의하여 직류-링크 캐패시터의 정극성 단자에 인가되는 직류 전위의 파형도이다. FIG. 11 is a waveform diagram of a DC potential applied to the positive terminal of the DC-link capacitor by the operation of the bidirectional AC-DC converter of FIG. 4 at the time after starting the engine.

도 12는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 직류-직류 변환기로부터 배터리에 흐르는 전류의 방향을 보여주는 회로도이다.12 is a circuit diagram showing the direction of the current flowing from the bidirectional DC-DC converter of FIG. 4 to the battery at the time after the engine is started.

도 13은 엔진 시동 후의 시간에 도 12의 전류들이 3상의 형식으로 순차적으로 배터리에 흐름을 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 13 is a waveform diagram illustrating a flow of currents in FIG. 12 sequentially into a battery in a three-phase format at the time after starting an engine.

도 14는 엔진 시동 후의 시간에 도 12의 제1 인덕터를 통하여 흐르는 제1상 전류의 통로를 보여주는 회로도이다. FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a path of a first phase current flowing through the first inductor of FIG. 12 at a time after starting the engine.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

205...엔진, 206...크랭크 축,205 engine, 206 crankshaft,

207...발전기, 208...양방향성 교류-직류 변환기,207 generators, 208 bidirectional AC-DC converters,

209...직류-링크 캐패시터, 210...양방향성 직류-직류 변환기,209 DC-link capacitors, 210 bi-directional DC-DC converters,

211...배터리, 212...제어기.211 batteries, 212 controllers.

Claims

In a hybrid power unit that connects a DC-link capacitor between the generator and the battery that rotates with the shaft of the engine, and supplies the load to the DC-link power charged in the DC-link capacitor,

It is connected between the generator and the DC-link capacitor, converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine startup time, and applies it to the generator, and from the generator at the time after the engine startup A bidirectional AC-DC converter for converting a three-phase AC power source into a DC power source and applying the same to the DC-link capacitor; And

A controller for controlling the generated power of the generator according to the total power consumption currently consumed by the loads, and controlling the charging power of the battery according to the total power consumption and the current rotational speed of the engine. Including hybrid power unit.

The method of claim 1,

It is connected between the DC-link capacitor and the battery, and applies to the DC-link capacitor while boosting the DC power charged in the battery during the engine startup time, and charged to the DC-link capacitor at the time after the engine startup And a bidirectional DC-DC converter applying a DC power to the battery.

The method of claim 2, wherein the controller,

Voltage / current signal S _CVI from the DC-link capacitor, voltage / current signal S _BVI from the battery, rotor position signal S _RL from the generator, and voltage / current from the generator Hybrid power unit for controlling the engine, the bidirectional AC-DC converter, and the bidirectional DC-DC converter in accordance with a signal (S _GVI ).

The method of claim 3, wherein the controller,

And obtain a total power consumption currently consumed by the loads according to the voltage / current signal (S _CVI ) from the DC-link capacitor.

The method of claim 4, wherein the controller,

In order to control the generated power of the generator and the charging power of the battery, a power control unit for generating a target power generation-power signal (P _g _{_} _ref ) of the generator and a target charge-power signal (P _b _{_} _ref ) of the battery ,

An engine rotation speed controller for controlling the rotation speed of the engine according to the target power generation-power signal P _g _{_} _ref from the power controller, and

And a DC-link output voltage control unit for controlling the DC-link output voltage of the DC-link capacitor according to the voltage / current signal from the DC-link capacitor.

The method of claim 5, wherein the power control unit,

A multiplier for multiplying the signal current (I _dc _{_} _load) generates a signal (P _load) of the total power the DC-DC link capacitor-link the output signal voltage (V _dc) and total load;

Receiving the signal P _load of the total power consumption from the multiplier and controlling the output frequency of the signal P _load of the total power consumption to be less than or equal to the response frequency of the engine, thereby generating the target power generation of the generator; A first low pass filter generating a power signal P _g _{_} _ref ;

When the rotation speed signal W _g of the engine corresponding to the rotor position signal S _RL from the generator is input, the output frequency of the rotation speed signal W _g of the engine is equal to or less than the response frequency of the engine. A second low pass filter for controlling to;

An optimum power detector for generating an optimum power signal (P _g _{_} _opt ) corresponding to the rotational speed signal from the second low pass filter;

A subtractor which subtracts an optimum power signal P _g _{_} _opt from the optimum power detector from a signal P _load of total power consumption from the multiplier; And

Receiving an output signal from the subtractor and controlling the output frequency of the output signal from the subtractor to be equal to or less than a response frequency of the battery, thereby generating a target charge-power signal P _b _{_} _ref of the battery; Hybrid power unit with 3 low pass filters.

The method of claim 6, wherein the control unit,

And a gate drive signals (S _DGD ) of the bidirectional DC-DC converter according to a target charge-power signal (P _b _{_} _ref ) from the third low pass filter.

The method of claim 7, wherein the optimum power detection unit,

According to the engine characteristic curves for which the characteristic curves of the fuel consumption with respect to the generated power of the generator are obtained for each rotational speed of the engine, the generation power of the generator may be the least fuel consumption at the rotational speed of the engine. Hybrid power unit set to generated power.

The method of claim 5, wherein the engine rotation speed control unit,

An optimum speed detector for generating a target rotational-speed signal (W _g _{_} _ref ) corresponding to a target power generation-power signal (P _g _{_} _ref ) from the power controller; And

And a proportional-integral control unit for controlling the rotational speed of the engine according to a target rotational-speed signal (W _g _{_} _ref ) from the optimum speed detection unit.

The method of claim 9, wherein the optimum speed detection unit,

According to the characteristic curves of the fuel consumption with respect to the generated power of the generator according to the engine characteristic curves obtained for each rotation speed of the engine, the rotational power of the engine that can be the least fuel consumption in the target generated power of the generator Hybrid power unit setting at the target rotation speed.

11. The method of claim 10, wherein the proportional-integral control section in the engine rotation speed control section,

A first subtraction unit which subtracts a rotational speed signal W _g from the engine from a target rotational-speed signal W _g _{_} _ref from the optimum speed detection unit;

A first adder configured to add an output signal from the first subtractor and a first disturbance compensation signal;

A first proportional constant part that multiplies an output signal from the first adder by a first proportional constant K _is ;

A unit output unit to multiply the output signal from the first proportional constant by the inverse of the Laplace operator (s);

A second proportional constant unit generating a second disturbance compensation signal by multiplying an output signal from the first subtractor by a second proportional constant K _ps ;

A second adder for adding an output signal from the unit output unit and a second disturbance compensation signal from the second proportional constant unit;

A disturbance characteristic unit applying a disturbance characteristic function of the engine to an output signal from the second adder;

A second subtractor configured to subtract the output signal from the disturbance characteristic unit from the output signal from the second adder;

A third proportional constant unit generating the first disturbance compensation signal by multiplying an output signal from the second subtractor by a third proportional constant (K _as ); And

And a voltage-frequency converter for converting an output signal from the disturbance feature into a frequency signal to control the actuator of the engine.

The method of claim 5, wherein the DC-link output voltage control unit,

A subtractor for subtracting a current DC-link output voltage from a target voltage of the DC-link capacitor;

A proportional-integration controller which receives an output signal from the subtractor and generates a proportional-integral control signal;

The load signals (P _load) of the total power consumption of the current consumed by the (loads) and the DC-first adder that adds the current signal (P _b) of the charged electricity to the link capacitor;

An additional signal generator for generating a current addition signal I _q _{_} _ref _{_} _ff by adjusting the output signal P _out from the first adder to be inversely proportional to the counter electromotive force E of the generator;

Generating the target current signal I _q _{_} _ref of the bidirectional AC-DC converter by combining the output signal from the proportional-integration controller and the current addition signal I _q _{_} _ref _{_} _ff from the additional signal generator. Hybrid power unit with 2 adders.

The method of claim 12, wherein the control unit,

And a gate drive signals (S _AGD ) of the bidirectional AC-DC converter in accordance with a target current signal (I _q _{_} _ref ) from the second adder.