KR20110091465A - 하이브리드 차량의 작동 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110091465A
KR20110091465A KR1020110009942A KR20110009942A KR20110091465A KR 20110091465 A KR20110091465 A KR 20110091465A KR 1020110009942 A KR1020110009942 A KR 1020110009942A KR 20110009942 A KR20110009942 A KR 20110009942A KR 20110091465 A KR20110091465 A KR 20110091465A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hybrid vehicle
axle
electric
electrical
drive
Prior art date
Application number
KR1020110009942A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101248694B1 (ko
Inventor
슈테판 헨닝스
욕헨 슈미트
다니엘 암브루스터
Original Assignee
독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 filed Critical 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20110091465A publication Critical patent/KR20110091465A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101248694B1 publication Critical patent/KR101248694B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B60W20/19—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect for achieving enhanced acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/30—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by chargeable mechanical accumulators, e.g. flywheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/082—Selecting or switching between different modes of propelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/085—Changing the parameters of the control units, e.g. changing limit values, working points by control input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/215—Selection or confirmation of options
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 작동 방법에 관한 것이며, 하이브리드 차량은 내연 기관에 의해 제1 액슬의 휠들을 구동하기 위한 제1 구동 장치와, 제2 액슬의 휠들을 구동하기 위한 두 개의 전기 기계를 가지는 제2 구동 장치와, 전기 기계가 모터로 작동할 때 방전 가능하고 전기 기계가 발전기로 작동할 때는 충전 가능한 하나 이상의 전기 에너지 저장 장치를 포함하며, 적어도 운전자가 상응하는 조작 요소를 작동시킬 때, 전기 기계는 내연 기관에 의해 구동되지 않는 액슬에 추가의 전기 구동 토크를 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 차량의 작동 방법{METHOD FOR OPERATION OF A HYBRID VEHICLE}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 하이브리드 차량의 작동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 하이브리드 차량의 작동을 간단하게 하는 개선된 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 유리한 실시예 및 개선예에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 전기 기계들은 운전자가 상응하는 조작 요소를 작동시킬 때 내연 기관에 의해 구동되지 않는 액슬에 추가의 전기 구동 토크를 출력한다. 예시적으로, 상기 조작 요소는 별도의 스위치 또는 누름 버튼의 형태일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 조작 요소는 기존의 조작 요소, 예를 들어 저항(킥다운)을 극복한 후 가속 페달에 통합된다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예의 작동 원리는 두 구 동부, 즉 내연 기관과 전기 구동 장치, 이 실시예에서는 두 개의 전기 기계가 구비된 포탈 액슬 간의 상호작용에 기반을 둔다. 이러한 실시예의 하이브리드 시스템의 구성요소들은 실질적으로 포탈 액슬, 에너지 저장 장치, 전기 플라이휠 저장 장치, 출력 전자 부품 및 고압 케이블이다.
이러한 실시예의 하이브리드 시스템은 제동 에너지의 회수를 가능하게 하고, 이 에너지는 전기 플라이휠 저장 장치 내에 운동 에너지의 형태로 저장될 수 있다. 필요한 경우, 운전자는 이러한 추가적 에너지를 사용하여 일시적으로 전방 액슬을 구동함으로써, 내연 기관의 부하를 감소시키거나 내연 기관을 보조할 수 있다. 여기서 지능적인 요인은 일시적인 추가 출력이 연료 소모량을 증가시키지는 않는다는 점이다. 오히려, 더 높은 효율을 달성하기 위해 전기 구동력이 내연 기관의 출력의 일부를 대체할 수 있으므로, 주행 전략에 따라 소모량이 감소할 수도 있다. 예컨대, 이는 하이브리드 차량의 가속 중 또는 시동 중에 유리하다. 이는 특히 24시간 레이스에 참가하는 레이싱 차량 형태의 하이브리드 차량의 경우에 기본적인 사항인데, 그 이유는 대체로 트랙을 완주하는 자가 상기 레이스에서 우승하기 때문이다.
이 실시예에서, 내연 기관은 하이브리드 차량의 후방 영역에 배치된다. 전방 액슬 상의 제2 구동 장치는 소위 포탈 액슬이며, 이는 두 개의 전기 기계를 포함하고 제동 시에 발전기로서 작동하여 전기 에너지를 생성한다. 부스팅 시, 운전자가 이러한 추가 에너지를 사용할 수 있으므로, 두 개의 전기 기계가 추가 구동 장치로서 사용될 수 있다. 따라서 하이브리드 차량은 트랙션의 이점을 지닌 4륜 구동 기능을 일시적으로 갖게 된다. 내연 기관의 동력은 변속기, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예에서는 6단 시퀀셜 변속기를 통해 후방 액슬로 전달되는 반면, 전기 기계들은 고정된 변속기 감속비를 통해 전방 액슬에서의 상기 전기 기계의 구동 토크를 전방 액슬에 제공한다.
물론 다른 배치들도 가능한데, 예를 들어 내연 기관이 하이브리드 차량의 전방 영역에 배치될 수도 있다. 이 경우, 내연 기관은 후방 액슬을 구동시키도록 제공될 수 있으며, 이때 전기 액슬은 전방 액슬로서 제공된다. 대안적으로, 내연 기관이 전방 액슬을 구동시키도록 제공될 수 있으며, 이때 전기 액슬은 후방 액슬로서 제공된다. 하이브리드 시스템 내의 에너지 저장 장치는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예에서 운전자 옆의 차체에 고정적으로 위치되는 전기 플라이휠이다. 에너지 저장 장치는 플라이휠로서 작동하며, 이에 따라 운동 형태로 에너지를 저장하는 회전자를 갖는 전기 기계이다.
전기 기계들과 플라이 휠 저장 장치 사이의 전류 흐름은 복수의 출력 전자 부품들을 통해 제어된다. 구동 유닛들, 내연 기관 및 전기 기계들의 상호 작용은, 모터 제어 장치의 상위 개념인 하이브리드 관리 장치(제어 장치)를 통해 제어된다. 이는 전체 시스템의 상호작용을 최적화하기 위해 모든 실질적인 시스템 데이터를 수신한다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 강점은 효율과 성능의 유리한 결합에 있다. 예컨대, 시내에서 주행할 경우 또는 레이스, 특히 24시간 레이스의 경우, 이는 단지 차량의 최대 출력에만 관련되는 것이 아니다. 오히려, 급유를 위한 피트 스톱(pit stop)마다 귀중한 시간을 소비하므로, 효율 또한 중요한 요인이다. 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 성능 이점은 다양한 레이싱 상황에 반영될 수 있다.
따라서, 전방 액슬에서의 추가 구동 토크는, 직선 트랙 구간에서 추월 동작을 할 때나 커브로부터 벗어나 가속할 경우에 상당히 유리하다. 여기에서, 트랙션 이점으로 인해 일시적인 4륜 구동 기능이 특히 유용하다. 추가적인 출력은 연료 소비를 증가시키지 않으며, 제동(회생) 시 회수된 에너지에 의해 완전히 생성될 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 하이브리드 차량은 내연 기관의 부하를 감소시킴으로써 연료를 절약하는 주행 프로그램을 갖는다. 밀집한 차량들 속에서, 예를 들어 교통 체증 상황에서 운전하는 상황 또는, 레이싱의 경우에 밀집한 운전자 그룹들 사이에서, 효율적인 주행 프로그램은 귀중한 연료를 절약할 수 있다. 이러한 경우의 주요 강점으로는, 추가적인 연료 소비가 없는 전기적인 부스트(추가 구동 토크), 성능 지향적이고 효율 지향적인 작동 전략을 위한 주행 프로그램, 일시적인 4륜 구동 기능에 의한 트랙션 이점(후륜 구동과 비교했을 때 랩 타임 잠재력), 포탈 액슬에 기초한 전방 액슬과 후방 액슬 사이의 중량 균형 개선, 비교적 낮은 시스템 복잡도(특히 변속기와 모터 제어 장치에서 연동 장치, 분리 클러치가 필요하지 않음), 및 고출력 부품 사용에 의한 중량과 패키지의 이점이 있다.
스포츠카에 있어서 중요한, 낮은 중심의 이점이 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예에 활용된다. 포탈 액슬은 두 개의 전기 기계를 포함하며, 이 전기 기계들은 각각 다판 클러치 및 고정된 변속기 감속비를 통해 전방 액슬의 휠들에 연결된다. 전기 기계의 전류 흐름은 출력 전자 부품에 의해 조절된다.
서로 인접하여 배치된 두 개의 영구자석 동기 기계를 구비한 포탈 액슬은 전방 액슬에 직접 통합된다. 장착 위치에 의한, 낮은 중심은 주행 다이내믹에 있어서 중요한 이점을 이룬다. 각각의 동기 기계는 전방 액슬의 한 개의 휠을 각각 작동시킨다. 기계 당 전력은 25 내지 100kW의 범위에 속할 수 있다. 이 실시예에서, 기계 당 전력은 약 60kW이며, 그로 인해 추가의 최대 구동 토크는 약 150Nm가 된다. 운전자가 제동하면, 기계는 발전기 모드로 작동한다. 이런 방식으로 회수된 에너지는 고압 케이블을 통해 플라이휠 저장 장치로 전달된다. 각 전기 기계는 위치 센서를 가지며, 위치 센서는 최적의 작동을 위한 회전자의 정확한 위치(자기장 위치)를 측정한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 정확한 동력 전달을 가능하게 하는 유압식 다판 클러치에 의해 동력이 전달된다. 다판 클러치는 영구적으로 체결되며, 하이브리드 관리 장치에 의해 자동적으로 조절된다. 예컨대, 안전상의 이유로 인해 운전자는 파워 트레인으로부터 전기 기계를 분리하기 위해 조작 유닛을 통해 클러치를 해제할 수 있다. 고정된 변속기 감속비는 15,000rpm까지의 전기 기계의 높은 출력 회전 속도를 감소시키고, 구동 샤프트를 통해 토크를 휠로 전달한다. 포탈 액슬 및 연계된 컨버터 유닛은 별도의 저온수 냉각 회로를 가지며, 이 회로는 차량의 전방 중앙에 위치한 냉각 장치를 구비한다. 냉각 채널들은 포탈 액슬의 하우징에 수용된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전기 플라이휠 저장 장치는 제동 시 회수된 전기 에너지를 운동학적 형태로, 즉 운동 에너지 형태로 저장한다. 이 실시예에서, 저장 장치는 조수석의 위치에 위치 설정되며, 안전 하우징, 고정자, 및 회전자를 포함한다. 전류 흐름은 출력 전자 부품에 의해 제어된다. 원칙적으로, 저장 장치는 외측에 놓인 회전자(외측 회전자)와 함께 플라이휠로서 작동하는 전기 기계이다. 고정자는 하우징에 견고히 연결되며, 회전자는 고정자를 중심으로 자유롭게 회전 가능하도록 지지된다. 플라이휠이 충전되면, 생성된 전기 에너지는 회생에 의해 고정자 권선에 공급되며, 그로 인해 고정자 내에 형성된 전기 자기장과 회전자의 영구 자기장의 상호작용에 의해 회전 운동이 발생한다. 전기 에너지는 운동 에너지로 변환된다. 회전하는 회전자는, 고정자가 발전기 모드로 전환되고 운동 에너지가 전기 에너지로 변환됨으로써, 상기 방식으로 에너지를 저장하고 필요한 경우 이를 다시 출력한다. 회전하는 회전자의 회전 자기장은 고정자 권선에 전기 전압을 유도하고, 포탈 액슬 상의 두 개의 전기 기계는 이를 구동력으로 사용한다. 회전자는 작용하는 동력에 의해 제동된다.
다른 저장 기술, 특히 어큐뮬레이터와 비교하여, 전기 플라이휠은 주요한 이점들을 가지며, 구체적으로 90%를 초과하는 높은 효율, 백만 사이클을 넘는 높은 사이클 수명, 간단한 기계적 설계와 그로 인한 낮은 복잡도 및, 더 높은 출력 밀도를 갖는다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예의 출력 전자 부품은, 포탈 액슬의 두 개의 전기 기계 각각에 대해 각각 한 개의 주파수 컨버터(AC/DC 컨버터)를 포함하는 컨버터 유닛을 포함하는데, 이러한 컨버터들은 각각 전기 기계를 위해 전류를 조절한다. 제2 컨버터는 플라이휠 저장 장치의 전기 전류를 제어한다. 주파수 컨버터들은 예를 들어 회생 시 생성된 교류를 직류로 변환하기 위해 필요하다. 교류는 전기 플라이휠을 작동시키는 데에 직접 사용될 수 없는데, 이는 전기 기계들과 플라이휠 간의 회전 속도차가 주파수 차이로 이어지고, 따라서 전기 전압이 변동되기 때문이다. 이러한 경우 제동 과정의 시간 경과에 따라 상이한 전압 피크들이 발생되기 때문에 이러한 현상은 시간 요소에 따라 부정적인 형태로 악화된다. 따라서, 발생된 전류를 사용할 수 있기 위해서는 먼저 정류가 필요하다. 직류 중간 회로는 플라이휠의 컨버터 유닛을 포탈 액슬의 컨버터 유닛에 연결한다. 이러한 직류 중간 회로는 전압 레벨을 레벨링하며 일정한 전기 전류를 공급한다.
하이브리드 시스템의 전기 전류는 특수한 고압 케이블을 통해 전달된다. 전기 기계 및 플라이휠 저장 장치의 작동을 위한 3상 케이블 외에도, 직류 전압 중간 회로에 해당하는 단일 케이블 연결부가 존재한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 조종석은 수개의 하이브리드 전용 조작 요소를 구비하고, 이로 인해 운전자가 시스템을 효과적으로 사용하는 것이 더 용이해진다. 실질적으로 이러한 조작 유닛들은, 추가의 전기 구동 토크, 플라이휠 저장 장치의 충전 상태, LED 표시 부스트 권고를 호출하기 위한 스티어링 휠 상의 부스트 버튼, 특정 주행 프로그램을 호출하기 위한 맵 스위치 및, 하이브리드 오프 스위치이다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 계기판(LCD 디스플레이)에서의 표시는 운전자에게 플라이휠 저장 장치의 충전 상태를 퍼센트 값(0~100%의 값)으로 알려준다. 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 바람직한 실시예에서 최대 부스트 지속 시간은 5 내지 20초 사이, 바람직하게는 약 10 내지 12초이다. 또한, 운전자는 마찬가지로 계기판 내에 수용된 LED 조명을 통해 부스트를 권고 받는다. LED 조명은 언제 부스트 기능을 이용할 수 있는지, 에너지의 관점에서 이용되어야 하는지 또는 이용 불가능한지를 운전자에게 신호화한다. 소위 맵 스위치(래칭 스위치)가 또한 스티어링 휠에 장착되어, 특정한 작동 또는 레이싱 전략을 위해 특별히 매칭된 프로그램을 가능하게 한다. 스위치는 복수개, 예를 들어 10가지의 기능을 가질 수 있다. 가능한 기능은, 특히 출력 감소 시 연료 소비는 적고 최대한 효율적인 주행이 가능하도록 하는 "효율 모드"를 포함한다. 가속 페달 특성 곡선 및 스위칭점 표시와 같은 매개변수들이 이러한 목적에 맞게 조정된다. 부하점(load point)이 감소하면, 전기 구동 장치에 의해 보조를 받는 내연 기관에 의해 원하는 출력이 보상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상기 시스템은 하이브리드 전용의 또 다른 조작 유닛, 즉 하이브리드 오프 스위치를 중앙 콘솔 내에 갖는다. 기본 위치에서, 하이브리드 구동 장치는 활성화된다. 운전자는 두 단계 즉, 부스팅과 회생 시 기능이 제한된 하이브리드 시스템 "소프트 오프(soft off)"와, 다판 클러치가 포탈 액슬 쪽으로 해제되고, 전기 기계는 파워 트레인으로부터 분리되는 하이브리드 시스템 "하드 오프(hard off)"를 통해 하이브리드 구동 장치를 비활성화시킬 수 있다. 또한, 중요한 특성값 및 진단값들이 LCD 디스플레이 상에서 운전자에게 표시되고, 이들은 하이브리드 관리 장치에 의해 지속적으로 평가된다. 여기에서, 운전자는 특히 구동 장치의 구동 출력 데이터 및 온도 데이터에 근거하여 주행 전략을 조정할 수 있다.
회생 시, 제동 에너지의 일부가 회수될 수 있으므로, 구동에 다시 사용될 수 있다. 유압식 제동 시스템 외에도, 발전기 모드에서 포탈 액슬의 전기 기계들은 또한 제동력의 일부를 제어할 수 있다. 이러한 경우, 두 개의 전기 기계는 고정자 권선에서 회전중인 회전자가 전기 전압을 생성함으로써, 주행중인 하이브리드 차량의 전방 액슬 구동 샤프트의 기계적 운동 에너지를 이용한다. 전기 에너지로서 전압은 전기 플라이휠 저장 장치를 구동하며, 상기 저장 장치는 에너지를 다시 운동 에너지로 저장한다.
전기 기계들에서 제동 토크를 생성하기 위해, 운전자의 감속 요구 범위는 브레이크 페달을 통해 감지되며 또한 매개변수로서 작동 전략에 포함된다. 따라서 제동력은 기계적 제동 장치 및 전기 기계들의 발전기 출력이 중첩됨으로써 형성된다. 부스팅 시 에너지 흐름의 과정은 다음과 같다:
1) 운전자가 제동하고 포탈 액슬의 전기 기계들은 발전기 모드로 작동한다.
2) 발전기 모드는 전방 액슬 상에 추가의 제동 토크를 생성한다.
3) 제동 에너지의 일부가 회수되어, 전기 에너지로 변환된다.
4) 획득된 전기 에너지는 플라이휠이 운동하도록 그리고 상기 운동 에너지가 저장되도록 이용된다.
제동 에너지 회수(회생)의 주요 이점으로는, 보통은 손실되는 제동 에너지의 일부 회수, 전기 기계들로 인한 추가의 제동력, 및 기계적 제동 장치의 보호가 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 경우, 내연 기관은 또한 일차 구동 장치의 역할을 한다. 부스팅 시의 주행 상황에 따라 전방 휠로 추가적인 전기 구동 토크가 출력된다. 직선 트랙 구간 상에서 단시간에 그리고 매우 자발적으로 부스트 기능이 최대 출력으로 이용될 수 있는 반면, 높은 횡방향 가속도를 갖는 곡선 구간에서는 추가의 토크가 지속적으로 제공된다. 소정 한계값을 초과할 경우(예를 들어, 높은 횡방향 가속도 또는 플라이휠 저장 장치의 매우 낮은 충전 상태), 부스트 기능이 자동적으로 제한된다. 부스트 기능을 사용할 수 있도록, 하이브리드 관리 장치는 차량의 모든 주행 특성값을 지속적으로 분석한다. 이 특성값들에는, 특히 회전 속도, 조향각, 종방향 및 횡방향 가속도가 포함된다. 또한, 플라이휠 저장 장치의 충전 상태가 지속적으로 모니터링된다. 하이브리드 관리 장치는 계기판 내LED 조명을 점등하여 시스템 준비 상태 및 추가 출력의 이용 가능성을 운전자에게 신호화한다. 부스팅 동안, 하이브리드 차량은 일시적으로 4륜 구동 기능을 이용한다.
특히 커브로부터 벗어나 가속하는 경우 트랙션 이점을 얻는다. 출력 지향적 부스팅에 대한 대안으로, 일시적인 전기적 추가 토크가 특정 주행 프로그램에 의한 내연 기관의 부하 감소에도 사용될 수 있다. 따라서 특히 24시간 레이스에서, 귀중한 거리를 주행할 수 있고 연료를 절약할 수 있다. 부스팅 시, 에너지 흐름 과정은 다음과 같다:
1) 운전자는 스티어링 휠의 부스트 버튼을 누른다.
2) 회전하는 플라이휠이 제동되고 그 과정에서 발전기 모드에서 전기 에너지를 생성한다.
3) 전기 에너지가 포탈 액슬의 두 개의 전기 기계를 구동하며, 전방 액슬에서 추가의 구동력으로 사용된다.
부스팅 시 추가의 전기 구동 토크의 주요 이점에는, 더 많은 가속을 위한 추가의 구동 토크, 더 많은 다이내믹을 위해 부스트 버튼을 통한 자발적인 출력 요구, 일시적인 4륜 구동으로 인한 개선된 트랙션, 추가의 연료 소비 및 추가의 배기가 없는 점, 또한 내연 기관의 부하를 감소시키고 연료 소비를 감소시키기 위한 추가적인 구동 토크 사용이 있다.
본 발명의 유리한 실시예 및 개선예가 도면을 참조하여 종속항 및 상세한 설명으로부터 제시된다.
도면에 도시된 실시예들을 기초로 하기에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따르면, 운전자가 조작 요소를 작동시킴으로써, 내연 기관에 의해 구동하지 않는 액슬에도 전기 기계가 추가의 전기 구동 토크를 출력할 수 있으므로, 하이브리드 차량의 작동이 간단해질 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 일례를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전기 구동 장치의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 제2 전기 구동 장치가 장착된 하이브리드 차량을 투명한 형태로 도시한 사시도.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 제2 전기 구동 장치의 사시도의 컷아웃을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전기 구동 장치의 컨버터 유닛을 상측에서 본 사시도.
반대되는 언급이 없는 한, 모든 도면에 걸쳐서 동일하거나 기능이 동일한 요소 및 장치들에는 동일한 도면 부호를 부여하였다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내연 기관에 의해 제1 액슬의 휠들을 구동하기 위한 제1 구동 장치와, 제2 액슬의 휠들을 구동하기 위한 제2 전기 구동 장치를 구비한 하이브리드 차량(10)이 오직 개략적이고 매우 단순화된 평면도로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량(10)은 내연 기관(14), 예를 들어 가솔린 엔진을 갖는다. 이 경우 내연 기관(14)은 도 1에 도시된 바와 같이 예컨대 하이브리드 차량(10)의 후방 영역에 배치되며, 제1 액슬 구동 장치(5)를 통해 제1 액슬, 예를 들어 여기에서는 후방 액슬의 두 개의 휠(미도시)을 구동한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적상 하이브리드 차량(10)은 제2 전기 구동 장치(12)를 포함하며, 이러한 장치는 하이브리드 차량(10)의 제2 액슬, 이 경우에는 예컨대 전방 액슬(20)의 두 개의 휠을 구동시킨다. 이러한 목적으로, 제2 전기 구동 장치(12)는 두 개의 전기 기계(16)를 포함하며, 전기 기계들 중 각각 하나는 전방 액슬(20) 상에서 각각 연결된 하나의 휠(미도시)을 구동한다. 이 경우 전기 기계(16)는 서로 분리되어 형성되며 두 개의 휠을 서로 독립적으로 구동한다.
도 1의 실시예에 나타난 것처럼, 제2 전기 구동 장치(12)가 구비된 전기 액슬(20), 또는 이 경우 전방 액슬(20)은, 상호 분리된 두 개의 전기 기계(16)를 포함하며, 이러한 전기 기계들은 각각의 스퍼 기어단(17) 및, 카르단 샤프트(미도시)에 의한 각각의 카르단 샤프트 플랜지(18)를 통해 각각 할당된 휠을 구동한다. 전기 에너지를 전기 기계(16)에 공급하기 위해 전기 에너지 저장 장치(22), 예를 들어 고압 배터리 또는 플라이휠 저장 장치가 제공된다. 그러나, 본 발명은 전기 에너지 저장 장치(22)의 이러한 두 가지 실시예에 한정되지 않는다. 기본적으로, 전기 기계(16)에 필요한 전기 에너지를 공급하는 데에 적합한 다른 어떠한 유형의 전기 에너지 저장 장치(22) 또는 전기 에너지 저장 장치들(22)의 조합도 제공 가능하다.
또한, 전기 에너지 저장 장치(22)는 컨버터 유닛(24)에 연결된다. 이 경우 컨버터 유닛(24)은 예를 들어 전기 에너지 저장 장치(22)의 직류를 각 전기 기계(16)를 위한 교류로 변환하므로, 전기 기계(16)는 필요한 경우 전기 액슬(20)의 할당된 휠을 구동할 수 있다. 두 개의 휠의 구동은 이 경우 상응하는 제어 장치(26) 또는 하이브리드 제어 장치를 통해 제어될 수 있다. 이러한 경우, 제어 장치(26)는 전기 에너지 저장 장치(22), 컨버터 유닛(24) 및 두 개의 전기 기계(16)에 연결된다. 이러한 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 제어 장치(26)는 모터 제어 장치(28)에 커플링될 수 있거나, CAN 버스 시스템과 같은 버스 시스템(30)을 통해 연결될 수 있거나, 대안적으로 모터 제어 장치(28)의 부품(미도시)으로서도 형성될 수 있다. 이러한 경우, 내연 기관(14) 및 제1 액슬 구동 장치(5)는, 할당된 후방 액슬을 구동하기 위해 모터 제어장치(28)를 통해 제어된다.
또한, 제어 장치(26) 및/또는 모터 제어 장치(28)는 도 1에 도시된 바와 같이 선택적으로 그리고 추가적으로, 하나 이상의 입력 장치(32), 예를 들어 부스트 버튼(34), 및/또는 디스플레이 장치(36)에 연결될 수 있다. 하이브리드 차량(10)의 운전자는 이러한 경우 입력 장치(32)를 사용하여, 소정의 작동 모드로 하이브리드 차량(10)을 작동시키고 싶다는 것을 입력할 수 있다. 이러한 경우 예컨대, 그러한 작동 모드 중 하나로서 4륜 구동 또는 부스트 작동에 적합한 작동 모드가 사전 설정될 수 있다.
예컨대, 그러한 작동 모드는, 예를 들어 운전자가 커브로부터 벗어나 자신의 하이브리드 차량(10)을 가속할 수 있는 가속 모드이다. 운전자가 입력 장치(32)를 사용하여 가속 모드를 선택할 경우, 이는 상기 가속 모드에서 하이브리드 차량(10)이 후방 액슬에 의해서만 구동되는 것이 아니라, 두 액슬을 모두 이용하는 4륜 구동을 통해 구동된다는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 4륜 구동 시 제2 액슬, 예를 들어 여기서에는 전방 액슬(20)이 제2 전기 구동 장치(12)를 통해 추가적으로 구동될 수 있으므로 4륜 구동이 구현된다. 이러한 목적으로, 전방 액슬(20) 또는 두 개의 전방 휠은 제2 전기 구동 장치(12) 및 상기 구동 장치의 두 개의 전기 기계(16)를 통해 추가적으로 구동된다.
디스플레이 장치(36)에는, 예컨대 선택된 작동 모드가 선택적으로 그리고 추가적으로 표시될 수 있고 그리고/또는 운전자가 선택할 수 있는 적합한 작동 모드의 선택이 표시될 수 있다. 선택적으로, 디스플레이 장치(36)는 추가적으로 입력 장치로도 형성될 수 있고(미도시), 예를 들어, 하이브리드 차량(10)이 4륜 구동 모드로 작동하는, 원하는 작동 모드의 입력 또는 클릭을 위한 터치스크린을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하이브리드 차량(10)은 2륜 구동 모드 및 4륜 구동 모드 둘 다로 작동할 수 있다. 이러한 경우 예시적으로 2륜 구동 모드에서 후방 휠은 내연 기관(14)에 의해 작동하며, 4륜 구동 모드에서 전방 휠은 할당된 전기 기계(16)에 의해 추가적으로 작동한다. 이러한 경우, 전기 기계(16)는 전기 에너지 저장 장치(22)로부터 에너지를 공급받는다. 전기 에너지 저장 장치(22)는 발전기로서 작동하는 전기 액슬(20)의 전기 기계(16)를 통해 충전되거나 에너지를 공급받는다. 이 경우 예를 들어, 전기 기계들(16) 중 하나 이상의 또는 둘 다에 의한 전기 에너지 저장 장치(22)의 충전은 오직 상기 전기 기계에 의해서만 실행될 수 있거나, 전기 에너지 저장 장치(22)는 하나 이상의 또 다른 에너지 공급원을 통해 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 예시적으로, 추가적인 전기 에너지 공급원은 예를 들어 전기 연결부를 구비하고 있는 주유소와 같은 고정된 전력 공급 시스템일 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 하이브리드 차량(10)의 제2 전기 구동 장치(12)의 일례가 사시도로 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 제2 전기 구동 장치(12)는 차량 액슬(20), 예를 들어 후방 액슬 또는 전방 액슬(20)의 휠들을 구동하기 위한 두 개의 전기 기계(16)를 가지며, 이 전기 기계는 액슬의 할당된 각각 하나의 휠을 구동할 수 있다. 각각의 전기 기계(16)는 두 개의 라인 장치(38), 예를 들어 두 개의 고압 케이블을 통해 컨버터 유닛(24)의 할당된 전기 컨버터에 연결된다. 또 다른 전기 컨버터(25)가 라인 장치(37), 예를 들어 고압 케이블을 통해 전기 에너지 저장 장치(22), 예를 들어 도 2에 도시된 것과 같은 플라이휠 저장 장치(22)에 연결된다.
두 개의 전기 기계(16)를 제어하기 위해 제어 장치 또는 하이브리드 제어 장치가 제공된다. 이 장치는 각각 하나의 라인 장치를 통해 컨버터 유닛(24)의 전기 컨버터에 연결되고(도 1 참조), 하나의 라인 장치를 통해 전기 에너지 저장 장치(22)에 연결된다. 제어 장치는 또한 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 CAN 버스 시스템과 같은 버스 시스템을 통해 모터 제어 장치에 연결된다.
또한 도 3에는 도 2에 도시된 것과 같은 하이브리드 차량 내 제2 전기 구동 장치(12)의 배치의 일례가 도시되어 있다. 도 3의 예에 도시된 바와 같이, 제2 전기 구동 장치(12)는 전방 액슬(20)의 두 휠을 구동하도록 되어 있으므로, 전방 휠에 연결된다. 더 상세하게, 전기 기계(16)는 전방 액슬(20) 및 전방 액슬의 전방 휠에 배치된다. 또한, 예를 들어 컨버터 유닛(24)이 마찬가지로 하이브리드 차량(10) 내 전방에서 전기 기계(16) 또는 전기 액슬(20)에 근접하게 배치된다. 그러나 컨버터 유닛(24)은, 필요한 전기 에너지를 전기 기계(16)에 제공하기 위해 컨버터 유닛이 상기 전기 기계에 연결되거나 커플링되는 한, 하이브리드 차량(10) 내의 다른 어떤 위치에도 배치될 수 있다. 예시적으로, 플라이휠 저장 장치(22)가 전기 에너지 저장 장치(22)로서 제공된다. 도 3에 도시된 예에서, 상기 저장 장치는 하이브리드 차량(10)의 중앙 영역, 즉 하이브리드 차량(10)의 승객 공간에 배치된다. 그러나, 전기 에너지 저장 장치(22)는 마찬가지로 차량(10) 내 다른 어떤 지점에라도, 예를 들어 전방 영역, 즉 전방 액슬(20)의 근방, 또는 후방 영역, 즉 하이브리드 차량(10)의 후방 액슬의 근방, 특히 스페어 휠 웰(spare wheel well) 영역에 배치될 수 있다. 대안적으로, 서로 전기적으로 커플링된 두 개의 플라이휠이 전기 저장 장치로서 제공되고, 특히 하이브리드 차량(10)에서 뒷좌석 설치 공간에 배치된다. 이 경우, 전기 에너지 저장 장치(22)는 라인 장치(37)를 통해 해당 전기 컨버터(25)에 연결되고, 전기 기계(16)는 두 개의 상응하는 라인 장치(38)를 통해 컨버터 유닛(24)에 연결된다.
도 4에는 본 발명에 따른 제2 전기 구동 장치(12)의 컷아웃이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 제2 전기 구동 장치(12)는 액슬(20)의 두 개의 휠을 구동하기 위한 두 개의 전기 기계(16)가 구비된 액슬(20) 및 이에 속하는 컨버터 유닛(24)의 전기 컨버터들을 포함한다. 이 경우, 한편으로 두 개의 라인 장치(38)가 전기 기계(16)와 전기 컨버터들을 연결하기 위해 도시되어 있다. 전기 기계(16)는 각각의 스퍼 기어단(17) 및, 카르단 샤프트에 의한 각각의 카르단 샤프트 플랜지(18)를 통해 각각 할당된 휠을 구동한다. 컨버터 유닛(24)은 이 경우 다음 도면인 도 5에 도시된 바와 같이 하우징 내에 배치된다.
도 5에는 2개의 라인 장치(38)를 통해 두 개의 전기 기계(16)에 연결된 컨버터 유닛(24)이 도시되며, 이 컨버터 유닛(24)은 또 다른 라인 장치(37)를 통해 전기 에너지 저장 장치(22)에 연결되어 있다. 컨버터 유닛(24)은 베이직 모듈(27) 및 베이직 모듈(27)에 연결된 보조 모듈(19)을 가진다. 이 경우, 베이직 모듈(27)은 전기 기계(16) 중 하나와 상호작용하는 전기 컨버터를 포함하는 반면, 반대로 보조 모듈(19)은 다른 하나의 전기 기계(16)와 상호작용하는 전기 컨버터를 포함한다.
베이직 모듈(27)은 하나의 전기 기계(16)에 대한 컨버터 외에도, 컨버터 유닛(24)을 냉각하기 위한 연결부(21a, 21b)를 또한 가지며, 이 경우 연결부(21a)는 냉각제용의 공급부에 해당하고 연결부(21b)는 리턴부에 해당한다. 컨버터 유닛(24)은 냉각제용의 연결부(21a, 21b)를 통해 냉각제 회로에 포함되고 냉각될 수 있다.
컨버터 유닛(24)을 냉각하기 위한 연결부(21a, 21b)에 더하여, 컨버터 유닛(24)의 베이직 모듈(27)은 라인 장치(37)를 통해, 전기 에너지 저장 장치(22)에 할당된 컨버터(25)와 전기적 접촉을 이루기 위한 연결부(37a)를 또한 가진다.
또한, 컨버터 유닛(24)의 베이직 모듈(27)은 라인 장치(38)를 통해, 베이직 모듈(27) 내에 수용된 전기 컨버터와 상호작용하는 하나의 전기 기계(16)와 전기적 접촉을 이루기 위한 연결부(38a)를 포함한다.
또한, 컨버터 유닛(24)의 베이직 모듈(27)은 고정 수단(23)을 가지며, 이를 통해 컨버터 유닛(24)은 하이브리드 차량(10)의 차체 구조(28)에 기계적으로 연결될 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 베이직 모듈(27)에 커플링되거나 커플링 가능한 보조 모듈(19)은, 다른 전기 기계(16)와 상호작용하는 전기 컨버터와, 보조 모듈(19) 내에 수용된 전기 컨버터를 라인 장치(38)를 통해 다른 전기 기계(16)에 전기적으로 접촉시키기 위한 연결부(38a)를 가진다. 컨버터 유닛(24)의 보조 모듈(19)은 베이직 모듈(27)을 통해 차체 구조(28)에 기계적으로 연결될 수 있다. 나아가, 보조 모듈(19)은 베이직 모듈(27)을 통해 냉각될 수 있다. 또한, 보조 모듈(19) 내에 수용되며 다른 전기 기계(16)와 상호작용하는 전기 컨버터는 베이직 모듈(27)을 통해 전기 에너지 저장 장치(22)의 컨버터(25)에 커플링될 수 있다.
베이직 모듈(27) 및 보조 모듈(19)이 커플링되면, 베이직 모듈(27)의 하우징(27)에 형성된 돌출부는 보조 모듈(19)의 하우징(29) 내의, 비록 보이지는 않는 오목부 내에 맞물린다. 하우징(27, 29)에 형성된 고정 섹션들(43)을 통해 상기 하우징들은 서로 나사 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 또 다른 제3 전기 기계가 추가적으로 제공되고, 제1 구동 장치에 할당된다. 이러한 제3 전기 기계는 내연 기관(14)에 의해 구동되는 제1 액슬의 휠들의 하나 이상의 추가의 전기 구동을 가능하게 한다. 설계에 따라, 제1 액슬의 휠들은 내연 기관(14) 단독으로, 내연 기관(14)과 제3의 전기 기계에 의해 공통으로, 또는 제3 전기 기계 단독으로도 구동될 수 있다. 이러한 경우, 제3 전기 기계는 발전기 및/또는 모터로 작동할 수 있다. 제3 전기 기계가 발전기 모드인 경우, 전기 에너지 저장 장치(22) 및/또는 전기 기계(16)는 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
10 : 하이브리드 차량
14 : 내연 기관
16 : 전기 기계
19 : 보조 모듈
20 : 전기 액슬(전방 액슬)
22 : 전기 에너지 저장 장치(플라이휠 저장 장치)
24 : 컨버터 유닛
26 : 제어 장치
27 : 베이직 모듈
28 : 모터 제어 장치
30 : 버스 시스템
34 : 부스트 버튼
36 : 디스플레이 장치
37, 38 : 라인 장치

Claims (6)

  1. 하이브리드 차량의 작동 방법이며, 하이브리드 차량은 내연 기관에 의해 제1 액슬의 휠들을 구동하기 위한 제1 구동 장치와, 제2 액슬의 휠들을 구동하기 위한 두 개의 전기 기계를 구비한 제2 구동 장치와, 전기 기계가 모터로 작동할 때 방전 가능하고 전기 기계가 발전기로 작동할 때는 충전 가능한 하나 이상의 전기 에너지 저장 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 작동 방법에 있어서,
    적어도 운전자가 상응하는 조작 요소를 작동시킬 때, 전기 기계는 내연 기관에 의해 구동되지 않는 액슬에 추가의 전기 구동 토크를 출력하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 추가의 전기 구동 토크는 거의 즉시 제공되는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 추가의 전기 구동 토크는 지속적으로 증가하는 형태로 제공되는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 특정 한계값을 초과하는 경우, 추가의 전기 구동 토크가 제한된 방식으로만 제공되는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
  5. 제4항에 있어서, 하이브리드 차량의 횡방향 가속도, 조향각 및, 에너지 저장 장치의 충전 상태 중 하나 이상이 한계값으로서 제공되는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 전기 구동 토크에 관한 정보는 하이브리드 차량의 운전자에게 시각, 청각 및, 촉각 중 하나 이상의 형태로 표시되는, 하이브리드 차량의 작동 방법.
KR1020110009942A 2010-02-05 2011-02-01 하이브리드 차량의 작동 방법 KR101248694B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010007634.1 2010-02-05
DE102010007634.1A DE102010007634B4 (de) 2010-02-05 2010-02-05 Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110091465A true KR20110091465A (ko) 2011-08-11
KR101248694B1 KR101248694B1 (ko) 2013-03-28

Family

ID=44316674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110009942A KR101248694B1 (ko) 2010-02-05 2011-02-01 하이브리드 차량의 작동 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8596392B2 (ko)
KR (1) KR101248694B1 (ko)
CN (1) CN102145691B (ko)
DE (1) DE102010007634B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105365567A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 迪尔公司 辅助动力的储存和传递

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010021044B4 (de) 2010-05-19 2024-01-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Mildhybrid-Fahrzeug
US9476369B2 (en) 2012-04-13 2016-10-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Variable power output and maximum speed in drive mode
DE102012111400A1 (de) * 2012-11-26 2014-05-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antriebssystems
US20160101770A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Ford Global Technologies, Llc Methods and Systems of Controlling A Vehicle Powertrain
US10112596B2 (en) * 2016-05-18 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle operating strategy during loss of motor controllability
US10640103B2 (en) * 2016-12-14 2020-05-05 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Front end motor-generator system and hybrid electric vehicle operating method
US10486512B2 (en) * 2017-08-29 2019-11-26 Nio Usa, Inc. Compact side-by-side motor gearbox unit
US10703201B2 (en) 2017-12-13 2020-07-07 Nio Usa, Inc. Modular motor gearbox unit and drive system
US10436306B2 (en) 2017-12-14 2019-10-08 Nio Usa, Inc. Methods and systems for noise mitigation in multiple motor gearbox drive units
CN111591149B (zh) * 2020-06-02 2022-06-07 格力博(江苏)股份有限公司 一种电动车辆及其控制方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3520668B2 (ja) * 1996-06-11 2004-04-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
DE19919452B4 (de) * 1999-04-29 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Kraftfahrzeug-Antriebseinrichtung
KR20010036649A (ko) 1999-10-11 2001-05-07 이계안 하이브리드 전기자동차의 구동장치
JP3573202B2 (ja) * 2000-11-06 2004-10-06 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両のトルク制御装置
DE60101549T2 (de) * 2001-04-06 2004-09-23 Swatch Ag System und Verfahren zum Zugriff auf Informationen und/oder Daten im Internet
JP3744414B2 (ja) * 2001-11-29 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US6907337B2 (en) * 2003-09-11 2005-06-14 Ford Global Technologies, Llc Vehicle torque resolution
EP1758756A1 (en) * 2004-06-30 2007-03-07 Ford Motor Company Information display and method of displaying information for a vehicle
DE102005026874B4 (de) * 2005-06-10 2017-05-11 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeuges
JP4749428B2 (ja) * 2005-11-30 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両独立駆動式車両の駆動力制御装置
DE102006017176A1 (de) * 2006-04-12 2007-10-18 Robert Bosch Gmbh Geschwindigkeitsregelvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
US7445067B2 (en) * 2006-08-31 2008-11-04 American Axle & Manufacturing, Inc. Electric wheel motor assembly
DE102007011739B4 (de) * 2007-03-10 2019-03-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb
DE102007023164A1 (de) * 2007-05-16 2008-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs eines Fahrzeugs
DE102007035423A1 (de) * 2007-07-28 2009-01-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug
DE102007060646A1 (de) * 2007-12-15 2009-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Anzeigeeinrichtung für ein Hybridfahrzeug
WO2009102058A1 (ja) * 2008-02-14 2009-08-20 Mitsuba Corporation ハイブリッド電気自動車
US8118121B2 (en) * 2008-06-26 2012-02-21 Edak, LLC Rechargeable automobile electric power system configured to replace the unpowered rear axle of a front wheel drive vehicle
DE102008059147A1 (de) * 2008-11-26 2010-06-10 Audi Ag Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb und externer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer augenblicklichen Betriebsart des Hybridantriebs
CN101590802A (zh) * 2009-07-01 2009-12-02 奇瑞汽车股份有限公司 一种四驱混合动力汽车的驱动系统及其控制方法
US7836986B1 (en) * 2009-07-07 2010-11-23 Marsaili Gillecriosd Throttle-free transmissionless hybrid vehicle
US20120000721A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Fazer Technologies Corporation Aftermarket electrical propulsion system for vehicles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105365567A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 迪尔公司 辅助动力的储存和传递

Also Published As

Publication number Publication date
US8596392B2 (en) 2013-12-03
DE102010007634B4 (de) 2021-06-02
DE102010007634A1 (de) 2011-08-11
CN102145691B (zh) 2014-01-29
KR101248694B1 (ko) 2013-03-28
CN102145691A (zh) 2011-08-10
US20110192662A1 (en) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101248694B1 (ko) 하이브리드 차량의 작동 방법
US8727051B2 (en) Hybrid vehicle
CN102652087B (zh) 混合动力车辆及其控制方法
EP2402195B1 (en) Indication apparatus for hybrid vehicle
EP2648954B1 (en) An electric hybrid vehicle
JP2010006309A (ja) 車両用制御装置
KR20180083395A (ko) 하이브리드 자동차의 구동 장치 제어 방법, 그리고 하이브리드 자동차
WO2013111464A1 (ja) 走行制御装置
CN104619565A (zh) 混合动力车辆
JP2007239511A (ja) 車両の駆動制御装置
JP4217192B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US9580066B2 (en) Vehicle operation mode systems and methods
CN107226081B (zh) 用于运行驱动装置的方法和用于混合动力汽车的驱动装置
US9770989B2 (en) Vehicle display device
JP2010006290A (ja) 変速機の制御装置
US20120143420A1 (en) Vehicle operation mode systems and methods
JP2000175305A (ja) ハイブリッド車
EP4023475B1 (en) Control system and control method of a series hybrid vehicle
JP2004019641A (ja) 車両用ハイブリッドパワートレインの制御装置
JP2009293490A (ja) 車両用制御装置
JPH11252993A (ja) 駆動装置
JP2013094000A (ja) 電力回生システム
RU2764612C1 (ru) Привод гибридного автомобиля
JP2004222358A (ja) 車両の駆動力制御装置
US20200361474A1 (en) Electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160310

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170310

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180308

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190314

Year of fee payment: 7