KR20150043154A - Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof - Google Patents

Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20150043154A
KR20150043154A KR20130122231A KR20130122231A KR20150043154A KR 20150043154 A KR20150043154 A KR 20150043154A KR 20130122231 A KR20130122231 A KR 20130122231A KR 20130122231 A KR20130122231 A KR 20130122231A KR 20150043154 A KR20150043154 A KR 20150043154A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
engine
generator
torque
mode
Prior art date
Application number
KR20130122231A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101518898B1 (en
Inventor
김인섭
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020130122231A priority Critical patent/KR101518898B1/en
Publication of KR20150043154A publication Critical patent/KR20150043154A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101518898B1 publication Critical patent/KR101518898B1/en

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

Disclosed is a method for controlling a charge sustaining mode for a plug-in hybrid vehicle, capable of stably maintaining SOC of a battery when a plug-in hybrid vehicle is driven in a charge sustaining mode (CS mode) and providing improved vehicle performance. The present invention comprises: a step of detecting drive demand torque and a battery SOC; a step of determining the CS mode when the battery SOC is equal to or less than a reference value and setting a driving mode in accordance with the drive demand torque; a step of determining output of a second motor/generator in accordance with the battery SOC when an engine and the second motor/generator are directly connected in a series mode; a step of determining engine torque and speed by comparing the drive demand torque and the output of the second motor/generator and controlling an engine operating point to follow a maximum efficiency line; a step of determining the engine torque by applying the drive demand torque and the battery SOC when the engine and first and second motors/generators are connected in a parallel mode by a planetary gear set and determining the engine speed by applying a vehicle speed and a gear ratio; a step of determining the torque of the second motor/generator by subtracting the engine torque from the drive demand torque when the drive demand torque is equal to or greater than the engine torque and determining the speed of the second motor/generator by applying the vehicle speed and the gear ratio; and a step of determining the torque of the first motor/generator by subtracting the drive demand torque from the engine torque when the drive demand torque is equal to or less than the engine torque and determining the speed of the first motor/generator by applying the vehicle speed and the gear ratio.

Description

플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치 및 방법{CHARGE SUSTAINING MODE CONTROL SYSTEM FOR PLUG IN HYBRID VEHICLE AND METHOD THEREOF}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a charge-oriented mode control apparatus and method for a plug-in hybrid vehicle,

본 발명은 플러그인 하이브리드 자동차가 충전지향모드(Charge Sustaining Mode : CS모드)로 주행될 때 배터리의 SOC(State Of Charge)를 안정적으로 유지하면서 연비 및 차량 성능 향상을 제공할 수 있도록 하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plug-in hybrid vehicle in which a plug-in hybrid vehicle is capable of providing fuel economy and improved vehicle performance while stably maintaining the SOC (State Of Charge) of the battery when the hybrid vehicle travels in a charge-sustaining mode And a charge-oriented mode control apparatus and method.

차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 연료전지 자동차, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 등을 포함하는 다양한 형태의 친환경 자동차가 제공되고 있다.Various demands for eco-friendly automobiles including fuel cell automobiles, electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, etc. have been provided due to the demand for continuous improvement of fuel economy and strengthening of exhaust gas regulations of each country.

상기 플러그인 하이브리드 자동차는 상용전원으로 배터리 충전을 제공할 수 있으며, 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 배터리의 SOC에 따라 방전지향모드(Charge Depleting Mode ; CD모드)와 충전지향모드(Charge Sustaining Mode : CS모드)로 구분되어 운행된다.As shown in FIG. 3, the plug-in hybrid vehicle can provide a battery charging using a commercial power source. In accordance with the SOC of the battery, a charge-discharging mode (Charge Sustaining Mode) : CS mode).

상기 방전지향모드(CD모드)는 배터리에 충전된 전압을 사용하여 구동모터로만으로 주행하는 EV(Electric Vehicle)모드의 구간을 의미한다.The discharge-oriented mode (CD mode) means an interval of an EV (Electric Vehicle) mode in which the vehicle is driven only by a driving motor using a voltage charged in the battery.

상기 방전지향모드(CD모드)에서는 배터리의 SOC가 양호하여 사용 가능한 전압이 많은 상태이므로 특별한 상황이 아닌 경우 대부분의 구간을 모터만의 동력으로 주행을 제공한다.In the discharge-oriented mode (CD mode), since the SOC of the battery is good and the usable voltage is large, in most cases, the motor is driven only by the power of the motor.

상기 충전지향모드(CS모드)는 배터리에 충전된 전압을 일정량까지 사용한 후 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드와 동일한 방식으로 엔진과 모터의 구동력을 적절히 조합하여 주행하는 구간을 의미한다.The charge-oriented mode (CS mode) refers to a period in which a voltage charged in the battery is used up to a certain amount and then traveled in an appropriate combination of the driving force of the engine and the motor in the same manner as in the hybrid electric vehicle (HEV) mode.

상기 충전지향모드(CS모드)에서는 배터리의 SOC가 충분하지 못하여 사용 가능한 전압이 상대적으로 적은 상태이므로 엔진과 모터의 구동력을 조합하여 운행하므로 연비 향상을 제공하고, 배터리의 SOC를 적정한 양으로 유지한다.In the charge-oriented mode (CS mode), since the SOC of the battery is insufficient and the usable voltage is relatively low, the driving power of the engine and the motor are combined to provide fuel economy improvement and the SOC of the battery is maintained at a proper amount .

상기 플러그인 하이브리드 자동차는 충전지향모드(CS)의 운전에서 차속과 가속페달의 변위(APS)로 운전자의 요구 토크를 연산하고, 배터리의 SOC 레벨(Level)에 따라 직렬모드(Series Mode) 혹은 다중모드(Parallel Mode) 중 어느 하나의 모드로 연결한다.The plug-in hybrid vehicle calculates the driver's required torque with the vehicle speed and the displacement of the accelerator pedal (APS) in the charge-oriented mode (CS) operation, and calculates the required torque of the driver in accordance with the SOC level (Level Mode) (Parallel Mode).

상기 직렬모드는 엔진과 제1모터/제너레이터가 직결되어 엔진 동력과 제1모터/제너레이터 동력의 합으로 주행을 제공한다. In the series mode, the engine and the first motor / generator are directly connected to each other to provide driving with the sum of the engine power and the first motor / generator power.

상기 다중모드는 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 병렬로 연결되어 엔진 동력과 제1,2모터/제너레이터 동력의 합으로 주행을 제공하며, 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 연결 형태에 따라 제1병렬모드(제1HEV모드)와 제2병렬모드(제2HEV모드)로 구분될 수 있다.In the multi-mode, the engine and the first and second motor / generators are connected in parallel to provide driving with the sum of the engine power and the first and second motor / generator powers, and the engine and the first and second motor / The first parallel mode (first HEV mode) and the second parallel mode (second HEV mode).

상기 제1,2모터/제너레이터는 모터와 발전기의 기능을 포함한다.The first and second motor / generators include the functions of a motor and a generator.

그리고, 운전자의 요구 토크, 차속, 변속단의 연결 및 배터리의 SOC 레벨에 따라 엔진의 온,오프와 엔진 운전점을 제어할 수 있다.The ON / OFF of the engine and the engine operation point can be controlled according to the driver's requested torque, the vehicle speed, the connection of the speed change stage, and the SOC level of the battery.

상기 플러그인 하이브리드 자동차는 엔진이 기동되는 조건에서 직렬모드로 연결된 경우와 다중모드로 연결된 경우에 따라 엔진 운전점을 결정하는데 큰 차이를 가진다.The plug-in hybrid vehicle has a large difference in determining the engine operating point depending on whether the engine is connected in the serial mode or in the multi-mode when the engine is started.

상기 직렬모드와 다중모드의 전환 경계 차속은 엔진의 속도(엔진의 회전수)를 기준으로 결정될 수 있다.The transition boundary vehicle speed between the serial mode and the multi-mode may be determined based on the speed of the engine (the number of revolutions of the engine).

상기 플러그인 하이브리드 자동차는 통상적인 하이브리드 자동차와 달리 충전지향모드(CS모드)에서 배터리의 과충전에 따른 별도의 제한이 제공되고 있지 않으므로 SOC 레벨이 하이(High)인 경우에도 차별화된 제어가 필요하지 않다.Unlike a conventional hybrid vehicle, the plug-in hybrid vehicle does not have a separate limitation due to overcharge of the battery in the charge-oriented mode (CS mode), so that different control is not required even when the SOC level is high.

종래의 플러그인 하이브리드 자동차는 차속, 가속페달의 변위, 변속단, 브레이크 페달의 변위 등을 포함하는 정보로부터 운전요구를 연산하고, 연산된 운전요구에 따라 모터의 요구 토크를 연산한다.A conventional plug-in hybrid vehicle calculates an operation demand from information including a vehicle speed, a displacement of an accelerator pedal, a speed change stage, a displacement of a brake pedal, etc., and calculates a demand torque of the motor in accordance with the calculated operation demand.

그리고, 배터리의 온도와 SOC, 에어 컨디셔너의 동작 여부, 가속페달의 변위, 차속의 조건에 따라 엔진 온/오프를 결정한다.The engine on / off is determined according to the temperature of the battery, the SOC, the operation of the air conditioner, the displacement of the accelerator pedal, and the condition of the vehicle speed.

예를 들어, 에어 컨디셔너가 동작되고, 배터리의 SOC가 매우 낮은(Very Low) 상태이며, 차속이 기준 차속 이상인 조건인 경우 엔진을 온시킨다.For example, when the air conditioner is operated, the SOC of the battery is in a very low state, and the vehicle speed is higher than the reference vehicle speed, the engine is turned on.

그리고, 모터의 출력 토크와 배터리의 출력에 따라 엔진의 출력 토크를 결정하여 엔진의 운전점이 엔진의 최대 효율라인(Optimal Operation Line ; OOL)을 추종하도록 한다.Then, the output torque of the engine is determined according to the output torque of the motor and the output of the battery, so that the operating point of the engine follows the optimal operation line (OOL) of the engine.

또한, 운전 요구로 모터의 운전점을 결정하고, 엔진 운전점으로 제너레이터의 운전점을 결정하여 동력 어시스트 혹은 배터리 충전이 제공될 수 있도록 한다.Also, the operating point of the motor is determined by the driving demand, and the operating point of the generator is determined by the engine operating point so that the power assist or the battery charging can be provided.

상기한 바와 같이 종래의 플러그인 하이브리드 자동차에 적용되어 있는 제어전략은 연비와 차량 성능만을 우선하여 엔진 온/오프와 엔진 운전점, 모터와 제너레이터의 운전점을 결정하고 있다.As described above, the control strategy applied to the conventional plug-in hybrid vehicle decides the engine on / off, the engine operating point, and the operating point of the motor and the generator, giving priority to fuel economy and vehicle performance only.

따라서, 충전지향모드(CS모드)로 운전될 때 배터리의 SOC가 안정적으로 유지되지 못하는 문제점이 발생될 수 있다. Therefore, when the battery is operated in the charge-oriented mode (CS mode), the SOC of the battery may not be stably maintained.

미국공개특허 US2012-0253576호(2012.10.04.)U.S. Published Patent Application No. US2012-0253576 (Apr. 4, 2012)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 플러그인 하이브리드 자동차가 충전지향모드(CS모드)로 주행될 때 배터리의 SOC를 안정적으로 유지하면서 연비 및 차량 성능 향상을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide fuel economy and vehicle performance improvement while stably maintaining SOC of a battery when a plug-in hybrid vehicle is driven in a charge-oriented mode (CS mode).

본 발명은 하이브리드 자동차가 충전지향모드(CS모드)로 주행될 때 직렬모드로 연결된 경우 요구 토크와 배터리의 SOC 레벨로 엔진의 출력을 결정한 다음 엔진 최대 효율라인(OOL)을 추종하는 엔진 토크와 엔진 속도를 결정하여 배터리의 SOC를 안정적으로 유지하면서 연비 및 성능 향상을 제공하고자 한다.The present invention relates to a hybrid vehicle in which when the hybrid vehicle is driven in a charge-oriented mode (CS mode), the output of the engine is determined by the required torque and the SOC level of the battery when connected in a serial mode, Speed to determine the SOC of the battery while maintaining stable fuel economy and performance.

본 발명은 하이브리드 자동차가 충전지향모드(CS모드)로 주행될 때 다중모드로 연결된 경우 차속과 변속단 기어비로 엔진 속도(엔진 회전수)를 결정하고, 배터리의 SOC 레벨과 운전자의 요구 토크에 따라 엔진 최대 효율라인(OOL)을 추종하는 엔진 속도(엔진 회전수)와 엔진 토크를 결정하여 배터리의 SOC를 안정적으로 유지하면서 연비 및 차량 성능 향상을 제공하고자 한다.The present invention determines an engine speed (engine speed) based on a vehicle speed and a gear stage gear ratio when the hybrid vehicle is connected in a multi-mode when the hybrid vehicle is driven in a charge-oriented mode (CS mode) The engine speed (engine speed) and the engine torque that follow the engine's maximum efficiency line (OOL) are determined to maintain the SOC of the battery stably and to provide fuel economy and vehicle performance improvement.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 플러그인 하이브리드 자동차에 있어서, 엔진; 스타트 모터와 발전기로 동작되는 제1모터/제너레이터; 구동모터 및 발전기로 동작되는 제2모터/제너레이터; 운전 요구를 검출하여 차량제어기에 제공하는 운전정보검출부; 배터리의 전반적인 상태를 관리하고, 배터리의 SOC정보를 차량제어기에 제공하는 배터리관리기; 상기 차량제어기의 제어에 따라 제1,2모터/제너레이터의 작동을 제어하는 모터제어기; 상기 배터리의 SOC와 운전 요구 토크에 따라 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 동력 연결을 직렬 및 병렬모드로 제어하는 차량제어기를 포함하며; 상기 차량제어기는 배터리의 SOC가 기준값 이하인 충전지향모드(CS)에서 엔진과 제2모터/제너레이터가 직결되는 직렬모드이면 배터리의 SOC에 따라 제2모터/제너레이터의 출력을 결정하며, 운전 요구 토크와 상기 제2모터/제너레이터의 출력을 비교하여 엔진 속도와 토크를 결정하고, 최대 효율라인을 추종하는 엔진 운전점 제어를 실행하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a plug-in hybrid vehicle comprising: an engine; A first motor / generator operating as a start motor and a generator; A second motor / generator operated as a drive motor and a generator; An operation information detector for detecting an operation request and providing the operation request to the vehicle controller; A battery manager that manages the overall state of the battery and provides SOC information of the battery to the vehicle controller; A motor controller for controlling the operation of the first and second motor / generators according to the control of the vehicle controller; And a vehicle controller for controlling the power connection between the engine and the first and second motor / generators in a serial and parallel mode according to the SOC of the battery and the operation required torque; The vehicle controller determines the output of the second motor / generator according to the SOC of the battery if the engine and the second motor / generator are in a direct mode in a charge-oriented mode (CS) where the SOC of the battery is below a reference value, There is provided a charge-oriented mode control apparatus for a plug-in hybrid vehicle, which compares the output of the second motor / generator to determine an engine speed and torque, and executes engine starting point control following a maximum efficiency line.

상기 차량제어기는 직렬모드에서 운전 요구 토크가 상기 제2모터/제너레이터의 출력 이상이면 가속페달의 변위와 차속을 적용하여 엔진의 출력 토크를 결정할 수 있다.The vehicle controller can determine the output torque of the engine by applying the displacement of the accelerator pedal and the vehicle speed when the operation required torque is equal to or greater than the output of the second motor / generator in the serial mode.

상기 차량제어기는 직렬모드에서 제2모터/제너레이터의 출력 토크를 운전 요구 토크로 결정하고, 차속과 기어비로 속도를 결정할 수 있다.The vehicle controller can determine the output torque of the second motor / generator as the operation demand torque in the serial mode, and determine the speed to the vehicle speed and the gear ratio.

상기 차량제어기는 배터리의 SOC가 기준값 이하인 충전지향모드(CS)에서 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 병렬모드 연결이고, 운전 요구 토크가 병렬모드의 출력을 이상이면 운전 요구 토크와 배터리의 SOC에 따라 엔진 출력 토크를 결정하며, 운전 요구 토크와 엔진의 출력을 비교하여 제1,2모터/제너레이터의 운전점을 결정할 수 있다.Wherein when the engine and the first and second motor / generators are connected in parallel in a charge-oriented mode (CS) in which the SOC of the battery is less than or equal to a reference value and the operation demand torque is greater than the output of the parallel mode, And determines the operating point of the first and second motor / generators by comparing the operation required torque and the output of the engine.

상기 차량제어기는 충전지향모드에서 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 병렬모드 연결이고, 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 크면 운전 요구 토크에서 엔진 출력을 차감시켜 제2모터/제너레이터의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정할 수 있다.Wherein when the engine and the first and second motor / generators are connected in parallel mode in the charge-oriented mode and the operation demand torque is larger than the output of the engine, the engine controller subtracts the engine output from the operation demand torque to output the output torque of the second motor / And determine the speed of the second motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio.

상기 차량제어기는 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 작으면 엔진 출력에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 출력으로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정할 수 있다.The vehicle controller can determine the output of the first motor / generator by subtracting the operation required torque from the engine output if the operation demand torque is smaller than the output of the engine, and determine the speed of the first motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio have.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 운전 요구 토크와 배터리 SOC를 검출하는 과정; 배터리 SOC가 기준값 이하이면 충전지향모드로 판정하고, 운전 요구 토크에 따라 운전모드를 결정하는 과정; 상기 운전모드가 엔진과 제2모터/제너레이터가 직결되는 직렬모드이면 배터리 SOC에 따라 제2모터/제너레이터의 출력을 결정하는 과정; 운전 요구 토크와 상기 제2모터/제너레이터의 출력을 비교하여 엔진 토크와 속도를 결정하고, 최대 효율라인을 추종하도록 엔진 운전점을 제어하는 과정; 상기 운전모드가 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 유성기어세트를 통해 연결되는 병렬모드이면 운전 요구 토크와 배터리 SOC를 적용하여 엔진 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 엔진속도를 결정하는 과정; 상기 운전 요구 토크가 엔진 토크 이상이면 운전 요구 토크에서 엔진 토크를 차감시켜 제2모터/제너레이터의 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정하는 과정; 상기 운전 요구 토크가 엔진 토크 이하이면 엔진 토크에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 토크로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정하는 과정을 포함하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a vehicle including: detecting an operation demand torque and a battery SOC; Determining a charge-oriented mode if the battery SOC is below a reference value, and determining an operation mode according to an operation demand torque; Determining an output of the second motor / generator according to the battery SOC if the operation mode is a serial mode in which the engine and the second motor / generator are directly connected; Comparing an operation demand torque with an output of the second motor / generator to determine an engine torque and a speed, and controlling an engine operation point to follow a maximum efficiency line; If the operation mode is the parallel mode in which the engine and the first and second motor / generators are connected through the planetary gear set, the engine torque is determined by applying the operation demand torque and the battery SOC, and the engine speed is determined by applying the vehicle speed and the gear ratio process; Determining a torque of the second motor / generator by subtracting the engine torque from the operation required torque if the operation required torque is equal to or greater than the engine torque, and determining the speed of the second motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio; Determining a torque of the first motor / generator by subtracting the operation required torque from the engine torque when the operation required torque is equal to or lower than the engine torque, and determining the speed of the first motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio; A charge-oriented mode control method of a hybrid vehicle is provided.

상기 병렬모드는 유성기어세트를 통해 연결되는 형태에 따라 제1병렬모드와 제2병렬모드로 구분되고, 제1,2병렬모드에서는 엔진이 주동력으로 작동되고, 제2모터/제너레이터가 보조 동력으로 지원되며, 제1모터/제너레이터는 엔진의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리의 충전을 제공할 수 있다.The parallel mode is divided into a first parallel mode and a second parallel mode according to the form connected through the planetary gear set. In the first and second parallel modes, the engine is operated as the main power, and the second motor / , And the first motor / generator can generate electricity by surplus power of the engine to provide charging of the battery.

상기 직렬모드에서 운전 요구 토크가 제2모터/제너레이터의 허용 출력 이상일 때 가속페달의 변위와 차속을 적용하여 엔진의 출력 토크를 결정할 수 있다.The output torque of the engine can be determined by applying the displacement of the accelerator pedal and the vehicle speed when the operation required torque in the series mode is equal to or larger than the allowable output of the second motor / generator.

상기 직렬모드에서 제2모터/제너레이터의 허용 출력 토크를 적용하여 운전 요구 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 속도를 결정할 수 있다.In the series mode, an allowable output torque of the second motor / generator is applied to determine the operation required torque, and the speed can be determined by applying the vehicle speed and the gear ratio.

상기 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 연결이 병렬모드 일 때 운전 요구 토크가 병렬모드의 출력 이상인 경우 운전 요구 토크와 배터리의 SOC에 따라 엔진 출력 토크를 결정하고, 운전 요구 토크와 엔진의 출력을 비교하여 제1,2모터/제너레이터의 운전점을 결정할 수 있다.When the operation demand torque is equal to or greater than the output of the parallel mode when the connection between the engine and the first and second motor / generators is in the parallel mode, the engine output torque is determined according to the operation demand torque and the SOC of the battery, To determine the operating point of the first and second motor / generators.

상기 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 연결이 병렬모드 일 때 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 크면 운전 요구 토크에서 엔진 출력을 차감시켜 제2모터/제너레이터의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정할 수 있다.Generator output torque of the second motor / generator is determined by subtracting the engine output from the operation required torque when the operation required torque is larger than the engine output when the engine and the first and second motor / generator are connected in the parallel mode, To determine the speed of the second motor / generator.

상기 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 작으면 엔진 출력에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 출력으로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정할 수 있다.If the operation required torque is smaller than the output of the engine, the operation demand torque is subtracted from the engine output to determine the output of the first motor / generator, and the speed of the first motor / generator can be determined by applying the vehicle speed and the gear ratio.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 플러그인 하이브리드 자동차가 직렬모드나 2개의 병렬모드 중 어느 하나를 결합하여 충전지향모드(CS모드)로 주행될 때 배터리의 SOC를 안정적으로 유지하면서 연비 향상과 성능 향상이 제공되는 효율적인 운전을 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when the plug-in hybrid vehicle is operated in the charge-oriented mode (CS mode) by combining any one of the serial mode and the two parallel modes, the SOC of the battery can be stably maintained, So that it is possible to provide an efficient operation.

본 발명의 실시예에 따르면 시스템의 특성과 엔진의 특성을 반영하여 직렬모드와 다중모드에 대한 차속 경계를 선정하여 차량의 NVH(Noise Vibration Harness)개선을 제공할 수 있고, 시스템 효율을 고려하여 직렬모드와 다중모드의 토크 경계를 선정함으로써 연비를 향상을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the NVH (Noise Vibration Harness) of the vehicle by selecting the vehicle speed boundaries between the serial mode and the multi-mode by reflecting the characteristics of the system and the engine, Mode and the multi-mode torque boundary, it is possible to provide an improvement in fuel economy.

본 발명의 실시예에 따르면 직렬모드로 결합된 경우에는 운전자의 요구 토크와 배터리의 SOC 레벨에 따라 엔진 효율 위주와 SOC 밸랜스(Balance)유지 로 구분하여 연비 향상을 제공하면서 안정된 SOC를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, when combined in the serial mode, it is possible to provide stable SOC while providing fuel economy improvement by classifying the engine efficiency and SOC balancing according to the required torque of the driver and the SOC level of the battery There is an effect.

본 발명의 실시예에 따르면 다중모드로 결합된 경우에는 엔진의 운전점이 엔진 최대 효율라인(OOL)을 추종하도록 함으로써, SOC가 낮을 경우 엔진 토크를 더하여 안정적인 SOC를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, when the engine is coupled in the multimode mode, the engine operating point follows the engine maximum efficiency line (OOL), thereby providing stable SOC by adding engine torque when the SOC is low.

본 발명의 실시예에 따르면 다중모드로 결합된 경우에는 변속기의 기계적 경로 손실을 줄이기 위하여 배터리의 동력으로 모터을 지원하고, 제너레이터의 발전으로 배터리 충전을 제공하여 효율 상승을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, when combined in the multi-mode, the motor is supported by the power of the battery to reduce the mechanical path loss of the transmission, and the efficiency of the generator can be increased by providing the battery charging.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 플러그인 하이브리드 자동차에서 배터리의 SOC에 따른 운전모드를 도시한 도면이다.1 is a view showing a charge-oriented mode control apparatus of a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a charging-oriented mode control procedure of a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an operation mode according to SOC of a battery in a plug-in hybrid vehicle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a charge-oriented mode control apparatus of a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 자동차는 제어시스템(100)과 파워 트레인(200)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a control system 100 and a power train 200.

상기 제어시스템(100)은 운전정보검출부(101), 차량제어기(102), 모터제어기(103), 배터리(104) 및 배터리관리기(105)를 포함한다.The control system 100 includes an operation information detecting unit 101, a vehicle controller 102, a motor controller 103, a battery 104 and a battery manager 105.

상기 운전정보검출부(101)는 플러그인 하이브리드 자동차의 운행에서 차속, 가속페달의 변위 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출하여 운전자의 요구 토크를 차량제어기(102)에 제공한다.The operation information detecting unit 101 detects the general operation information including the vehicle speed and the displacement of the accelerator pedal in the running of the plug-in hybrid vehicle, and provides the vehicle controller 102 with the required torque of the driver.

차량제어기(102)는 운전정보검출부(201)에서 제공되는 운전자의 요구 토크와 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC에 따라 운전모드를 결정하고, 운전모드에 따라 파워 트레인(200)에 구성되는 엔진(201), 제1,2모터/제너레이터(202)(203), 제1,2클러치(CL1)(CL2)를 제어하여 EV모드, 직렬모드, 제1,2병렬모드를 포함하는 다중모드 중 어느 하나의 운전을 제공한다.The vehicle controller 102 determines an operation mode in accordance with the driver's required torque provided by the operation information detector 201 and the SOC of the battery 104 provided by the battery manager 105, The engine 201, the first and second motor / generators 202 and 203, and the first and second clutches CL1 and CL2 in the EV mode, the serial mode, and the first and second parallel modes And provides one of the multiple modes of operation.

상기 제1모터/제너레이터(202)는 엔진(201)을 시동 온시키는 스타트 모터와 엔진(201)의 잉여 출력으로 전기를 발전시키는 발전기로 작동된다.The first motor / generator 202 operates as a start motor that turns on the engine 201 and a generator that generates electricity as surplus output of the engine 201.

상기 제2모터/제너레이터(203)는 배터리(104)에서 공급되는 전압으로 동작되어 구동력을 발생시키는 모터와 제동 제어시 회생 에너지를 회수하기 위해 발전기로 작동된다. The second motor / generator 203 is operated as a generator to generate a driving force by operating with a voltage supplied from the battery 104 and to recover regenerative energy during braking control.

상기 차량제어기(102)는 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC가 설정된 기준값 이상인 경우 방전지향모드(CD모드)로 판정하고, 모터제어기(103)를 통해 제2모터/제너레이터(203)만을 구동시켜 EV모드의 주행을 제공한다.The vehicle controller 102 determines the discharge direction mode (CD mode) when the SOC of the battery 104 provided by the battery manager 105 is equal to or greater than the set reference value and the second motor / generator 203 to provide driving in the EV mode.

상기 설정된 기준값은 방전지향모드(CD모드)와 충전지향모드(CS모드)를 판정하기 위한 기준값으로, 차종과 배터리(104)의 용량에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. The set reference value is a reference value for determining the discharge-oriented mode (CD mode) and the charge-oriented mode (CS mode), and may be set to a different value depending on the vehicle type and the capacity of the battery 104.

상기 차량제어기(102)는 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC가 설정된 기준값 이하인 경우 충전지향모드(CS)로 판정하고, 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자의 요구 토크를 설정된 맵에 적용하여 운전모드를 결정한다.The vehicle controller 102 determines the charging direction mode CS when the SOC of the battery 104 provided by the battery manager 105 is equal to or lower than the set reference value and sets the required torque of the driver provided by the operation information detection unit 101 as The operation mode is determined by applying to the set map.

상기 충전지향모드(CS모드)에서는 직렬모드, 제1병렬모드, 제2병렬모드 중 어느 하나가 선택된다.In the charge-oriented mode (CS mode), either the serial mode, the first parallel mode, or the second parallel mode is selected.

상기 차량제어기(102)는 운전모드가 직렬모드로 결정되면 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC 레벨을 판단하여 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력을 결정한다.The vehicle controller 102 determines an allowable output of the second motor / generator 203 by determining the SOC level of the battery 104 provided by the battery manager 105 when the operation mode is determined to be a serial mode.

상기 배터리(104)의 SOC 레벨은 설정된 기준 전압 이하를 유지하는 Low의 상태와 설정된 기준 전압 이상을 유지하는 Normal로 구분될 수 있다.The SOC level of the battery 104 may be divided into a low state that maintains the set reference voltage or lower and a normal that maintains the set reference voltage or higher.

상기 차량제어기(102)는 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자의 요구 토크와 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력을 비교하여 운전자의 요구 토크가 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력 이상인 경우 설정된 맵에 가속페달의 변위(APS)와 차속의 조건을 적용하여 엔진(201)의 출력 토크를 결정한다.The vehicle controller 102 compares the driver's requested torque provided by the operation information detector 101 with the allowable output of the second motor / generator 203 to determine whether the driver's requested torque is acceptable for the second motor / generator 203 The output torque of the engine 201 is determined by applying the accelerator pedal displacement APS and the vehicle speed condition to the set map.

상기 차량제어기(102)는 엔진(201)의 출력 토크가 결정되면, 이를 기반으로 엔진 운전점을 결정하여 엔진 최대 효율라인(OOL)을 추종하도록 엔진 토크와 엔진 속도를 제어함으로써 엔진(201)의 출력과 제2모터/제너레이터(203)의 출력 합으로 안정적인 직렬모드의 주행을 제공한다.When the output torque of the engine 201 is determined, the vehicle controller 102 determines the engine operating point based on the output torque, and controls the engine torque and the engine speed so as to follow the engine maximum efficiency line OOL, Output of the first motor / generator 203 and a sum of the outputs of the second motor / generator 203.

그리고, 상기 차량제어기(102)는 제1모터/제너레이터(202)를 발전기로 작동시키고 엔진(201)의 잉여 출력으로 전기를 생성하여 배터리(104)의 충전을 제공함으로서, 배터리(104)의 SOC가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.The vehicle controller 102 then operates the first motor / generator 202 as a generator and generates electricity at the surplus output of the engine 201 to provide charging of the battery 104, So that it can be stably maintained.

또한, 상기 차량제어기(102)는 요구 토크로 제2모터/제너레이터(203)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 모터 속도를 결정하여 제2모터/제너레이터(203)의 운전점으로 결정한다.In addition, the vehicle controller 102 determines the output torque of the second motor / generator 203 at the required torque, determines the motor speed by applying the vehicle speed and the gear ratio to the operating point of the second motor / generator 203 .

그리고, 상기 차량제어기(102)는 엔진(201)의 출력 토크와 기어비로 제1모터/제너레이터(202)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비로 제1모터/제너레이터(202)의 속도를 결정하여 제1모터/제너레이터(202)의 운전점으로 결정한다.The vehicle controller 102 determines the output torque of the first motor / generator 202 based on the output torque and the gear ratio of the engine 201 and determines the speed of the first motor / generator 202 based on the vehicle speed and the gear ratio To be the operating point of the first motor / generator 202.

상기 차량제어기(102)는 운전모드가 다중모드로 결정되면 배터리관리기(105)에서 제공되는 정보로부터 배터리(104)의 SOC 레벨을 판단하여 병렬모드로 출력을 결정한다.The vehicle controller 102 determines the SOC level of the battery 104 from the information provided by the battery manager 105 and determines output in the parallel mode if the operation mode is determined to be the multi-mode.

상기 다중모드는 제1클러치(CL1) 혹은 제2클러치(CL2)의 작동에 따라 엔진(201)과 제1모터/제너레이터(202) 및 제2모터/제너레이터(203)의 상호 연결과 동력 전달의 형태에 따라 제1병렬모드와 제2병렬모드로 구분된다.The multi-mode is a mode in which the interconnection of the engine 201 and the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 and the transmission of the power of the second motor / generator 203 are performed according to the operation of the first clutch CL1 or the second clutch CL2 The first parallel mode and the second parallel mode are classified according to the type.

제1병렬모드는 제1클러치(CL1)의 작동으로 엔진(201)이 주동력으로 작동되고, 제2모터/제너레이터(205)의 동력이 보조 동력으로 적용되며, 제1모터/제너레이터(205)는 엔진(201)의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리(104)의 충전을 제공함으로써, 배터리(104)의 SOC를 안정되게 유지할 수 있다.In the first parallel mode, the engine 201 is operated as the main power by the operation of the first clutch CL1, the power of the second motor / generator 205 is applied as auxiliary power, the first motor / The SOC of the battery 104 can be stably maintained by generating electricity by surplus power of the engine 201 to provide charging of the battery 104. [

상기 제2병렬모드는 제2클러치(CL2)의 작동으로 엔진(201)의 동력이 주동력으로 적용되고, 제2모터/제너레이터(202)의 동력이 보조 동력으로 적용되며, 제1모터/제너레이터(202)는 엔진(201)의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리(104)의 충전을 제공함으로써, 배터리(104)의 SOC를 안정되게 유지할 수 있다.In the second parallel mode, the power of the engine 201 is applied as the main driving force by the operation of the second clutch CL2, the power of the second motor / generator 202 is applied as auxiliary power, The battery 202 can maintain the SOC of the battery 104 in a stable manner by generating electricity by surplus power of the engine 201 to provide charging of the battery 104. [

상기 배터리(104)의 SOC 레벨은 설정된 기준 전압 이하를 유지하는 Low의 상태와 설정된 기준 전압 이상을 유지하는 Normal로 구분될 수 있다.The SOC level of the battery 104 may be divided into a low state that maintains the set reference voltage or lower and a normal that maintains the set reference voltage or higher.

상기 차량제어기(102)는 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자의 요구 토크와 병렬모드의 출력을 비교하여 운전자의 요구 토크가 병렬모드의 출력 이상인 경우 설정된 맵에 요구 토크와 배터리(104)의 SOC 레벨을 적용하여 엔진(201)의 출력 토크를 결정한다.The vehicle controller 102 compares the demanded torque of the driver provided by the operation information detector 101 with the output of the parallel mode and outputs the required torque to the map set when the required torque of the driver is equal to or greater than the output of the parallel mode, The output torque of the engine 201 is determined by applying the SOC level.

그리고, 차량제어기(102)는 차속과 기어비를 적용하여 엔진(201)의 속도를 결정한다.Then, the vehicle controller 102 determines the speed of the engine 201 by applying the vehicle speed and the gear ratio.

또한, 상기 차량제어기(102)는 운전자의 요구 토크와 엔진(201)의 출력 토크를 비교하여 제1모터/제너레이터(202)와 제2모터/제너레이터(203)의 운전점을 결정한다.In addition, the vehicle controller 102 compares the driver's required torque with the output torque of the engine 201 to determine the operating points of the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203.

상기 차량제어기(102)는 운전자의 요구 토크가 엔진(201)의 출력 토크 보다 크면 요구 토크에서 엔진 출력 토크를 차감시켜 제2모터/제너레이터(203)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터(203)의 속도로 결정하여 제2모터/제너레이터(203)의 운전점으로 결정한다.The vehicle controller 102 determines the output torque of the second motor / generator 203 by subtracting the engine output torque from the required torque when the driver's requested torque is greater than the output torque of the engine 201, And determines the speed of the second motor / generator 203 as the operating point of the second motor / generator 203.

상기 차량제어기(102)는 운전자의 요구 토크가 엔진(201)의 출력 토크 보다 작으면 엔진 출력 토크에서 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터(202)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터(202)의 속도로 결정하여 제1모터/제너레이터(202)의 운전점으로 결정한다.The vehicle controller 102 determines the output torque of the first motor / generator 202 by subtracting the required torque from the engine output torque when the driver's requested torque is smaller than the output torque of the engine 201, To determine the speed of the first motor / generator 202 as the operating point of the first motor / generator 202.

모터제어기(103)는 상기 차량제어기(102)에서 인가되는 제어신호에 따라 제1모터/제너레이터(202)와 제2모터/제너레이터(203)의 구동을 제어하여 EV모드, 직렬모드, 다중모드의 주행 중 어느 하나가 제공될 수 있도록 한다.The motor controller 103 controls the driving of the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 according to a control signal applied from the vehicle controller 102 to control the driving of the EV / So that any one of the running can be provided.

상기 모터제어기(103)는 복수개의 전력 스위칭 소자로 구성되어 배터리(105)의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환시키는 인버터를 포함한다.The motor controller 103 includes an inverter that is composed of a plurality of power switching elements and converts a DC voltage of the battery 105 into a three-phase AC voltage.

상기 인버터를 구성하는 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터, 릴레이 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The power switching device constituting the inverter may be any one of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET, a transistor, and a relay.

상기 모터제어기(103)는 보호회로를 포함하여 전원의 흐름을 감시하고, 차량의 추돌이나 충돌, 벼락 노출 등 다양한 원인에 의해 전원에 과전압, 과전류가 유입되는 경우 전원을 분산 혹은 차단시켜 하이브리드 자동차에 구비되는 제반 시스템을 보호하고, 탑승자를 고압으로부터 안정되게 보호할 수 있다.The motor controller 103 monitors the flow of the power source including the protection circuit and distributes or cuts off the power when an overvoltage or an overcurrent flows into the power source due to various reasons such as collision, It is possible to protect all the systems provided and to stably protect the occupant from high pressure.

배터리(104)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 상기 제1,2모터/제너레이터(202)(204)를 구동시키기 위한 고전압이 저장된다.The battery 104 is composed of a plurality of unit cells, and a high voltage for driving the first and second motor / generators 202 and 204 is stored.

배터리 관리기(105)는 배터리(104)의 SOC 정보를 차량제어기(103)에 제공하여 주행모드와 SOC 유지를 위한 능동적인 운전 제어가 실행될 수 있도록 한다.The battery manager 105 provides the SOC information of the battery 104 to the vehicle controller 103 so that the running mode and the active operation control for maintaining the SOC can be executed.

배터리 관리기(105)는 배터리(104)를 구성하는 각 셀들의 전류, 전압, 온도 등을 검출하여 셀 밸랜싱과 SOC를 관리하고, 배터리(104)가 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충되어 수명이 단축되는 것을 방지한다.The battery manager 105 manages cell balancing and SOC by detecting currents, voltages, temperatures, and the like of the respective cells constituting the battery 104. When the battery 104 is over-discharged below the limit voltage or exceeds the limit voltage Thereby preventing the life span from being shortened.

상기 파워 트레인(200)은 동력원으로 엔진(201)과 제1모터/제너레이터(202) 및 제2모터/제너레이터(203)를 포함하고, 변속장치로 제1유성기어세트(204)와 제1클러치(CL1), 제2클러치(CL2) 및 제2유성기어세트(205)를 포함하며, 감속기어세트(206) 및 차동기어(207)를 포함한다.The power train 200 includes an engine 201 as a power source and a first motor / generator 202 and a second motor / generator 203. The power train 200 includes a first planetary gear set 204, A second clutch CL2 and a second planetary gear set 205 and includes a reduction gear set 206 and a differential gear 207. [

상기 엔진(201)과 제1모터/제너레이터(202) 및 제2모터/제너레이터(203)는 각각 독립된 동력원으로 동작되고, 제1모터/제너레이터(202)와 제2모터/제너레이터(203)는 각각 구동모터와 제너레이터로 동작된다.The first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 are operated by the engine 201, the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203, respectively, And is operated as a drive motor and a generator.

상기 제1모터/제너레이터(202)는 제1유성기어세트(204)의 회전요소 중 어느 하나의 회전요소와 직접 연결되어 엔진(201) 시동을 위한 스타트 모터로 작동하거나 상기 회전요소를 통하여 엔진(201)의 회전 동력을 전달받아 전기를 생성하는 발전기로 작동된다.The first motor / generator 202 is directly connected to any one of the rotation elements of the first planetary gear set 204 to operate as a start motor for starting the engine 201, 201 and receives the rotational power of the generator 201 to generate electricity.

상기 제2모터/제너레이터(203)는 제2유성기어세트(205)의 회전요소 중 어느 하나의 회전요소와 직접 연결되어 회전 동력을 공급하는 구동모터로 작동하거나 제동시 회전요소의 회전력에 의해 회생 에너지를 회수하는 발전기로 작동된다.The second motor / generator 203 is directly connected to any one of the rotation elements of the second planetary gear set 205 to operate as a drive motor for supplying rotational power, or to be regenerated And is operated as a generator for recovering energy.

상기 제1모터/제너레이터(202)와 제2모터/제너레이터(203)는 고정자가 변속기의 하우징에 고정되고, 회전자 각각은 상기 제1유성기어세트(204)와 제2유성기어세트(205)의 어느 하나의 회전요소와 연결된다.The first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 are fixed to the housing of the transmission, and each of the rotors is connected to the first planetary gear set 204 and the second planetary gear set 205, Which is connected to any one of the rotation elements of the motor.

상기 제1,제2모터/제너레이터(202)(203)와 제1,제2유성기어세트(204)(205)는 입력축 상으로 배치된다.The first and second motor / generators 202 and 203 and the first and second planetary gear sets 204 and 205 are disposed on the input shaft.

상기 제1,제2클러치(CL1)(CL2)는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압클러치로 이루어질 수 있으며, 회전체와 회전체를 선택적으로 연결한다.The first and second clutches CL1, CL2 may be multi-plate hydraulic clutches frictionally coupled by hydraulic pressure, and selectively connect the rotating body and the rotating body.

상기 제1유성기어세트(204)는 싱글 피니언 유성기어세트로, 제1선기어(S1), 상기 제1선기어(S1)와 외접으로 맞물리는 제1피니언(P1)을 회전 지지하는 제1캐리어(C1), 상기 제1피니언(P1)과 내접으로 맞물리는 제1링기어(R1)를 회전요소로 포함한다.The first planetary gear set 204 is a single pinion planetary gear set and includes a first sun gear S1, a first carrier (not shown) rotatably supporting a first pinion P1 that is externally engaged with the first sun gear S1 C1), and a first ring gear (R1) meshing with the first pinion (P1).

상기 제2유성기어세트(205)는 싱글 피니언 유성기어세트로, 제2선기어(S2), 상기 제2선기어(S2)와 외접으로 맞물리는 제2피니언(P2)을 회전 지지하는 제2캐리어(C2), 상기 제2피니언(P2)과 내접으로 맞물리는 제2링기어(R2)를 회전요소로 포함한다.The second planetary gear set 205 is a single pinion planetary gear set and includes a second sun gear S2 and a second carrier for rotatably supporting a second pinion P2 that is in external contact with the second sun gear S2 C2), and a second ring gear R2 meshing with the second pinion P2 in an inscribed state.

상기 제1유성기어세트(204)와 제2유성기어세트(205)는 상호 간에 직접적인 연결관계는 없으며, 엔진을 기준으로 상기 입력축(IS) 상의 전측과 후측에 배치된다.The first planetary gear set 204 and the second planetary gear set 205 are not directly connected to each other but disposed on the front side and the rear side of the input shaft IS on the basis of the engine.

상기 제1유성기어세트(204)는 제1선기어(S1)가 상기 변속기 하우징에 고정되고, 제1캐리어(C1)가 상기 입력축(IS)에 연결되며, 제1링기어(R1)가 상기 제1모터/제너레이터(202)에 연결된다.The first planetary gear set 204 is configured such that the first sun gear S1 is fixed to the transmission housing and the first carrier C1 is connected to the input shaft IS, 1 < / RTI >

따라서, 상기 제1모터/제너레이터(202)는 상기 제1유성기어세트(204)의 제1링기어(R1)와 연결되어 상기 제1링기어(R1)를 구동시키거나 발전기로 동작한다.Therefore, the first motor / generator 202 is connected to the first ring gear R1 of the first planetary gear set 204 to drive the first ring gear R1 or to operate as a generator.

상기 제2유성기어세트(205)는 제2선기어(S2)가 상기 제2모터/제너레이터(203)에 연결되고, 제2캐리어(C2)가 출력기어와 연결되어 상기 제2모터/제너레이터(203)의 회전동력을 감속 출력하며, 제2링기어(R2)가 변속기 하우징에 고정된다.The second planetary gear set 205 is connected to the second motor / generator 203 and the second sun gear S2 is connected to the second motor / generator 203, and the second carrier C2 is connected to the output gear, ), And the second ring gear R2 is fixed to the transmission housing.

따라서, 상기 제2모터/제너레이터(203)는 상기 제2유성기어세트(205)의 제2선기어(S2)와 연결되어 상기 제2선기어(S2)를 구동시키거나 발전기로 동작한다.Accordingly, the second motor / generator 203 is connected to the second sun gear S2 of the second planetary gear set 205 to drive the second sun gear S2 or to operate as a generator.

상기 제1클러치(CL1)는 상기 입력축(IS)과 출력기어 사이에 구성되어 이들을 선택적으로 연결하여 엔진(201)의 회전동력이 동속으로 출력기어에 입력될 수 있도록 한다.The first clutch CL1 is disposed between the input shaft IS and the output gear and selectively connects the first and second clutches CL1 and CL2 so that the rotational power of the engine 201 can be input to the output gear at the same speed.

상기 제2클러치(CL2)는 제1유성기어세트(204)의 제1링기어(R1)와 출력기어 사이에 구성되어 이들을 선택적으로 연결하여 엔진(201)의 회전동력이 증속되어 상기 출력기어로 입력될 수 있도록 한다.The second clutch CL2 is constituted between the first ring gear R1 of the first planetary gear set 204 and the output gear and selectively connected thereto so that the rotational power of the engine 201 is increased, To be input.

상기 출력기어와 제1,제2클러치(CL1.CL2)는 제1,제2유성기어세트(204)(205) 사이에 배치된다.The output gear and the first and second clutches CL1.CL2 are disposed between the first and second planetary gear sets 204 and 205. [

상기 출력기어는 감속기어세트(206)를 통해 차동기어(207)의 종감속기어(FG)에 회전동력을 감속하여 전달한다. The output gear decelerates and transmits the rotational power to the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207 through the reduction gear set 206. [

상기 감속기어세트(206)는 상기 입력축(IS)과 차동기어(207)의 사이에서 상기 입력축(IS)에 평행하게 중간축(CS)이 구성되고, 상기 중간축(CS) 상의 일측에 중간기어(CG)가 구성되어 상기 출력기어와 외접 치합된다. The reduction gear set 206 is configured such that an intermediate shaft CS is formed parallel to the input shaft IS between the input shaft IS and the differential gear 207, (CG) is constituted and circumscribed with the output gear.

상기 중간축(CS)상의 타측에는 구동기어(DG)가 구성되어 차동기어(207)의 종감속기어(FG)와 외접 치합된다.A driving gear DG is formed on the other side of the intermediate shaft CS to circumferentially engage with the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207.

따라서, 상기 감속기어세트(206)는 중간기어(CG)가 구동기어(DG)에 비하여 직경이 큰 대직경 기어로 구성되어 상기 출력기어의 회전동력을 감속하여 종감속기어(FG)에 전달한다.Accordingly, the reduction gear set 206 is constituted by a large diameter gear having a larger diameter than the drive gear DG so that the intermediate gear CG decelerates the rotational power of the output gear and transfers it to the longitudinal reduction gear FG .

상기한 구조를 갖는 파워 트레인(200)은 배터리(105)의 SOC가 충분한 EV모드에서 엔진(201)이 정지된 상태를 유지하므로, 제1,2유성기어세트(204)(205)는 직접적으로 변속에 관여하지는 않는다.The power train 200 having the above structure maintains the state in which the engine 201 is stopped in the EV mode in which the SOC of the battery 105 is sufficient so that the first and second planetary gear sets 204 and 205 are directly It does not engage in shifting.

EV모드에서 제2모터/제너레이터(203)만이 동작되므로, 제2유성기어세트(205)의 제2링기어(R2)가 고정요소로 작동하고, 제2모터/제너레이터(203)의 동력이 제2선기어(S2)로 입력되고 제2피니언(P2)을 통해 제2캐리어(C2)로 출력된다.Only the second motor / generator 203 is operated in the EV mode so that the second ring gear R2 of the second planetary gear set 205 operates as a fixed element and the power of the second motor / Is input to the second sun gear S2 and output to the second carrier C2 via the second pinion P2.

따라서, 제2모터/제너레이터(203)의 회전동력이 제2캐리어(C2)와 연결된 출력기어를 통해 중간기어(CG), 구동기어(DG), 차동기어(207)의 종감속기어(FG)로 전달된다. Therefore, the rotational power of the second motor / generator 203 is transmitted to the intermediate gear CG, the drive gear DG, the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207 via the output gear connected to the second carrier C2, Lt; / RTI >

클러치의 접합이 없는 직렬모드에서는 제1모터/제너레이터(202)가 작동하여 제1유성기어세트(204)의 제1링기어(R1)로 입력되고, 제1선기어(S1)가 고정요소로 작동한다.The first motor / generator 202 is operated and input to the first ring gear R1 of the first planetary gear set 204, and the first sun gear S1 is operated as a fixed element do.

따라서, 제1링기어(R1)로 입력되는 동력은 제1피니언(P1)을 통해 제1캐리어(C1)로 전달되므로, 상기 제1캐리어(C1)와 연결된 입력축(IS)을 통하여 엔진(201)에 시동용 동력을 입력하여 엔진(201)을 시동시킨다.The power input to the first ring gear R1 is transmitted to the first carrier C1 via the first pinion P1 so that the engine 201 is driven via the input shaft IS connected to the first carrier C1 The engine 201 is started.

상기 엔진(201)이 시동되면 엔진(201)의 동력이 제1캐리어(C1)와 제1피니언(P1), 제1링기어(R1)을 통해 상기 제1모터/제너레이터(202)에 입력되므로, 제1모터/제너레이터(202)는 제1링기어(R1)를 통해 증속되어 입력되는 엔진(201)의 회전동력에 의해 발전기로 동작한다.When the engine 201 is started, the power of the engine 201 is input to the first motor / generator 202 via the first carrier C1, the first pinion P1 and the first ring gear R1 , The first motor / generator 202 operates as a generator by the rotational power of the engine 201 that is increased through the first ring gear R1 and input.

이때, 제2모터/제너레이터(203)의 동력이 제2선기어(S2)에 입력되어 제2피니언(P2)에 전달되며, 제2유성기어세트(205)의 제2링기어(R2)가 고정요소로 작동하므로, 제2선기어(S2)로 입력되는 제2모터/제너레이터(203)의 동력은 제2캐리어(C2)에 연결된 출력기어에 전달된다.At this time, the power of the second motor / generator 203 is input to the second sun gear S2 and transmitted to the second pinion P2, and the second ring gear R2 of the second planetary gear set 205 is fixed The power of the second motor / generator 203 input to the second sun gear S2 is transmitted to the output gear connected to the second carrier C2.

따라서, 제2모터/제너레이터(203)의 회전동력은 제2캐리어(C2)와 연결된 출력기어, 중간기어(CG), 구동기어(DG)를 통하여 차동기어(207)의 종감속기어(FG)로 전달된다.The rotational power of the second motor / generator 203 is transmitted to the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207 via the output gear connected to the second carrier C2, the intermediate gear CG, and the drive gear DG. Lt; / RTI >

이때, 상기 제1모터/제너레이터(202)에서 발전되는 전기는 상기 제2모터/제너레이터(203)의 구동을 어시스트하고, 남은 전기는 배터리(105)에 충전된다.At this time, the electricity generated by the first motor / generator 202 assists the driving of the second motor / generator 203, and the remaining electricity is charged into the battery 105.

제1병렬모드에서는 엔진(201)의 동력이 주동력으로 적용되고, 상기 제2모터/제너레이터(205)의 동력이 보조 동력으로 적용된다.In the first parallel mode, the power of the engine 201 is applied as main power, and the power of the second motor / generator 205 is applied as auxiliary power.

제1병렬모드에서 제1클러치(CL1)가 작동하여 입력축(IS)으로 전달되는 엔진(201)의 동력을 출력기어에 주동력으로 전달하고, 동시에 제2선기어(S2)로 입력되는 제2모터/제너레이터(205)의 동력은 제2캐리어(C2)를 통하여 출력기어에 보조 동력으로 전달된다. The first clutch CL1 operates in the first parallel mode to transmit the power of the engine 201 transmitted to the input shaft IS to the output gear as the main driving force and at the same time the second motor CL2 input to the second sun gear S2, / Generator 205 is transmitted as an auxiliary power to the output gear via the second carrier C2.

이때, 엔진(201)의 잉여 동력은 제1모터/제너레이터(202)의 전달되어 발전 동력을 사용된다.At this time, surplus power of the engine 201 is transmitted to the first motor / generator 202, and power generation is used.

상기 제1병렬모드에서는 각 유성기어세트가 직접적으로 변속에 관여하지는 않으며, 출력기어로 전달되는 엔진(201)의 동력과 제2유성기어세트(205)의 제2캐리어(C2)를 통해 전달되는 보조 동력은 출력기어, 중간기어(CG), 구동기어(DG)를 통하여 차동기어(207)의 종감속기어(FG)로 전달된다.In the first parallel mode, each planetary gear set does not directly participate in the shift, but is transmitted through the second carrier (C2) of the second planetary gear set (205) and the power of the engine (201) The auxiliary power is transmitted to the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207 through the output gear, the intermediate gear CG and the drive gear DG.

제2병렬모드에서는 엔진(201)의 동력이 주동력으로 적용되고, 제2모터/제너레이터(202)의 동력이 보조동력으로 적용된다.In the second parallel mode, the power of the engine 201 is applied as the main power, and the power of the second motor / generator 202 is applied as auxiliary power.

제2병렬모드에서 제2클러치(CL2)의 작동하여 엔진(201)의 동력이 제1유성기어세트(204)의 제1피니언(P1)을 통해 제1캐리어(C1)로 입력되고, 제1선기어(S1)가 고정요소로 작동하므로 제1링기어(R1)를 통하여 출력기어에 주동력으로 전달된다.The power of the engine 201 is input to the first carrier C1 through the first pinion P1 of the first planetary gear set 204 by operating the second clutch CL2 in the second parallel mode, Since the sun gear S1 operates as a fixed element, it is transmitted as main driving force to the output gear through the first ring gear R1.

그리고, 제2선기어(S2)로 입력되는 제2모터/제너레이터(205)의 동력은 제2캐리어(C2)를 통하여 출력기어에 보조 동력으로 전달된다. The power of the second motor / generator 205 input to the second sun gear S2 is transmitted as auxiliary power to the output gear via the second carrier C2.

이와 같은 제2병렬모드에서는 제1유성기어세트(204)을 통하여 출력기어로 전달되는 엔진(201)의 동력과 제2유성기어세트(205)를 통하여 출력기어로 전달되는 제2모터/제너레이터(203)의 동력은 중간기어(CG), 구동기어(DG)를 통하여 차동기어(207)의 종감속기어(FG)로 전달된다. In the second parallel mode, the power of the engine 201 transmitted to the output gear through the first planetary gear set 204 and the output of the second motor / generator (not shown) 203 is transmitted to the longitudinal reduction gear FG of the differential gear 207 via the intermediate gear CG and the drive gear DG.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.The operation of the present invention including the functions as described above is executed as follows.

본 발명이 적용되는 플러그인 하이브리드 자동차가 운행되면 운전정보검출부(101)는 차속, 가속페달의 변위 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출하여 운전자의 요구 토크를 차량제어기(102)에 제공한다(S101).When the plug-in hybrid vehicle to which the present invention is applied is operated, the operation information detection unit 101 detects the general operation information including the vehicle speed, the displacement of the accelerator pedal, and the like, and provides the driver's requested torque to the vehicle controller 102 ).

그리고, 차량제어기(102)는 배터리관리기(105)로부터 배터리(104)의 SOC를 검출하여(S102) 설정된 기준값(A) 이하인지를 판단한다(S103).Then, the vehicle controller 102 detects the SOC of the battery 104 from the battery manager 105 (S102) and determines whether it is equal to or less than the set reference value A (S103).

상기 차량제어기(102)는 상기 S103에서 배터리(104)의 SOC가 설정된 기준값(A) 이상인 경우 방전지향모드(CD모드)로 판정한다(S104).The vehicle controller 102 determines the discharge-oriented mode (CD mode) when the SOC of the battery 104 is equal to or greater than the set reference value (A) in S103 (S104).

그리고, 차량제어기(102)는 EV모드로 진입하여 제2모터/제너레이터(203)의 운전점을 결정한 다음(S105) 모터제어기(103)를 통해 제2모터/제너레이터(203)만을 구동시켜 EV모드의 주행을 제공한다(S106).Then, the vehicle controller 102 enters the EV mode to determine the operating point of the second motor / generator 203 (S105) and drives only the second motor / generator 203 via the motor controller 103, (S106).

상기 설정된 기준값은 방전지향모드(CD모드)와 충전지향모드(CS모드)를 판정하기 위한 기준값으로, 차종과 배터리(104)의 용량에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. The set reference value is a reference value for determining the discharge-oriented mode (CD mode) and the charge-oriented mode (CS mode), and may be set to a different value depending on the vehicle type and the capacity of the battery 104.

상기 차량제어기(102)는 상기 S103에서 배터리(104)의 SOC가 설정된 기준값(A) 이하로 판단되면 충전지향모드(CS)로 판정하고(S107), 운전정보검출부(101)에서 제공되는 요구 토크를 설정된 맵에 적용하여 운전모드를 결정한다(S108).If the SOC of the battery 104 is determined to be equal to or less than the set reference value A in S103, the vehicle controller 102 determines the charging direction mode CS (S107) Is applied to the set map to determine the operation mode (S108).

상기 충전지향모드(CS모드)에서는 직렬모드, 제1병렬모드, 제2병렬모드 중 어느 하나의 운전모드가 선택된다.In the charge-oriented mode (CS mode), one of the serial mode, the first parallel mode, and the second parallel mode is selected.

상기 차량제어기(102)는 상기 S108에서 결정된 운전모드가 제1,2클러치(CL1)(CL2)가 결합되지 않고 엔진(201)과 제2모터/제너레이터(203)가 연결되는 직렬모드인지를 판단한다(S109).The vehicle controller 102 determines whether the operation mode determined in step S108 is a serial mode in which the first and second clutches CL1 and CL2 are not engaged and the engine 201 and the second motor / (S109).

상기 차량제어기(102)는 상기 S109에서 운전모드가 직렬모드로 판단되면 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC 레벨을 판단하고(S110), 배터리(104)의 SOC레벨에 따라 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력을 결정한다(S111).The vehicle controller 102 determines the SOC level of the battery 104 provided in the battery manager 105 in step S109 and determines whether the SOC level of the battery 104 2 allowable output of the motor / generator 203 is determined (S111).

이후, 상기 차량제어기(102)는 운전정보검출부(101)에서 제공되는 요구 토크와 상기 S111에서 결정된 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력을 비교하여 요구 토크가 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력 보다 큰 상태인지를 판단한다(S112).The vehicle controller 102 then compares the required torque provided by the operation information detector 101 with the allowable output of the second motor / generator 203 determined at S111 to determine whether the required torque is greater than the required torque of the second motor / Is greater than the allowable output of the inverter (S112).

상기 차량제어기(102)는 상기 S112에서 운전정보검출부(101)에서 제공되는 요구 토크가 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력 보다 작으면 EV모드로 진입하여 제2모터/제너레이터(203)의 운전점을 결정하고(S105) 모터제어기(103)를 통해 제2모터/제너레이터(203)만을 구동시켜 EV모드의 주행을 제공한다(S106).The vehicle controller 102 enters the EV mode if the required torque provided by the operation information detection unit 101 is smaller than the allowable output of the second motor / generator 203 in step S112, (S105) and drives only the second motor / generator 203 through the motor controller 103 to provide driving in the EV mode (S106).

상기 차량제어기(102)는 상기 S112에서 운전정보검출부(101)에서 제공되는 요구 토크가 제2모터/제너레이터(203)의 허용 출력 이상이면 설정된 맵에 가속페달의 변위(APS)와 차속의 조건을 적용하여 엔진(201)의 출력 토크를 결정한다(S113).If the required torque provided by the operation information detecting unit 101 is equal to or greater than the allowable output of the second motor / generator 203 in S112, the vehicle controller 102 determines the displacement pedal displacement (APS) And determines the output torque of the engine 201 (S113).

상기 차량제어기(102)는 S113에서 엔진(201)의 출력 토크가 결정되면, 이를 기반으로 엔진(201)의 토크와 속도를 결정하여 엔진(201)의 출력이 최대 효율라인(OOL)을 추종하도록 엔진 운전점을 제어한다(S114).When the output torque of the engine 201 is determined in S113, the vehicle controller 102 determines the torque and speed of the engine 201 on the basis of the determined output torque so that the output of the engine 201 follows the maximum efficiency line OOL And controls the engine operating point (S114).

그리고, 상기 차량제어기(102)는 상기 S114에서 결정된 엔진(201) 운전점에 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터(202)와 2모터/제너레이터(203)의 운전점을 결정한다(S115).Then, the vehicle controller 102 determines the operating point of the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 by applying a gear ratio to the engine 201 operating point determined in S114 (S115).

이후, 차량제어기(102)는 상기 S114에서 결정된 엔진 운전점으로 엔진(201)의 출력을 제어하고, 상기 S115에서 결정된 제1,2모터/제너레이터(202)(203)의 운전점으로 제1,2모터/제너레이터(202)(203)의 출력을 제어함으로서, 엔진(201)의 출력과 제1,2모터/제너레이터(202)(203)의 출력 합으로 안정적인 직렬모드의 주행을 제공한다(S116).Thereafter, the vehicle controller 102 controls the output of the engine 201 to the engine operating point determined in S114, and sets the first and second motor / generators 202 and 203 as operating points of the first and second motor / generators 202 and 203, 2 by controlling the output of the motor / generators 202 and 203 so as to provide stable running in the serial mode with the output of the engine 201 and the sum of the outputs of the first and second motor / generators 202 and 203 (S116 ).

상기 S116에서 차량제어기(102)는 제1모터/제너레이터(202)를 발전기로 작동시키고 엔진(201)의 잉여 출력으로 전기를 생성하여 배터리(104)의 충전을 제공함으로서, 배터리(104)의 SOC가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.The vehicle controller 102 in S116 activates the first motor / generator 202 as a generator and generates electricity as surplus output of the engine 201 to provide charging of the battery 104, So that it can be stably maintained.

또한, 상기 차량제어기(102)는 상기 S109에서 운전모드가 직렬모드가 아닌 것으로 판단되면 제1,2클러치(CL1)(CL2) 중 어느 하나가 결합되어 엔진(201)과 제1모터/제너레이터(202) 및 제2모터/제너레이터(203)가 연결되는 제1병렬모드와 제2병렬모드 중 어느 하나의 모드로 판단한다(S120).If it is determined in step S109 that the operation mode is not the serial mode, the vehicle controller 102 may determine whether any of the first and second clutches CL1 and CL2 is coupled to the engine 201 and the first motor / generator 202 and the second motor / generator 203 are connected to each other (S120).

상기 차량제어기(102)는 S120에서 운전모드가 다중모드로 판단되면 배터리관리기(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC 레벨을 판단하여(S121) SOC의 레벨에 따라 병렬모드에서의 출력을 결정한다(S122).The vehicle controller 102 determines the SOC level of the battery 104 provided by the battery manager 105 (S121) and determines the output in the parallel mode according to the level of the SOC when the operation mode is determined to be the multi mode in S120 (S122).

상기 제1병렬모드에서는 제1클러치(CL1)의 작동으로 엔진(201)이 주동력으로 작동되고, 제2모터/제너레이터(205)의 동력이 보조 동력으로 적용되며, 제1모터/제너레이터(205)는 엔진(201)의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리(104)의 충전을 제공한다.In the first parallel mode, the engine 201 is operated as the main power by the operation of the first clutch CL1, the power of the second motor / generator 205 is applied as auxiliary power, the first motor / generator 205 Generates electric power by surplus power of the engine 201 to provide charging of the battery 104. [

상기 제2병렬모드에서는 제2클러치(CL2)의 작동으로 엔진(201)이 주동력으로 작동되고, 제2모터/제너레이터(202)의 동력이 보조 동력으로 적용되며, 제1모터/제너레이터(202)는 엔진(201)의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리(104)의 충전을 제공한다.In the second parallel mode, the operation of the second clutch CL2 causes the engine 201 to operate as the main power, the power of the second motor / generator 202 as auxiliary power, and the first motor / generator 202 Generates electric power by surplus power of the engine 201 to provide charging of the battery 104. [

이후, 상기 차량제어기(102)는 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자의 요구 토크와 상기 S122에서 결정된 병렬모드에서의 출력을 비교하여 운전자의 요구 토크가 병렬모드에서의 출력 이상으로 판단되면(S123), 설정된 맵에 요구 토크와 배터리(104)의 SOC 레벨을 적용하여 엔진(201)의 출력 토크를 결정한다(S124).Then, the vehicle controller 102 compares the driver's requested torque provided by the operation information detector 101 with the output in the parallel mode determined in S122, and if the driver's requested torque is determined to be abnormal in the output in the parallel mode S123), and determines the output torque of the engine 201 by applying the required torque to the set map and the SOC level of the battery 104 (S124).

그리고, 차량제어기(102)는 차속과 기어비를 적용하여 엔진(201)의 속도를 결정한다(S125).Then, the vehicle controller 102 determines the speed of the engine 201 by applying the vehicle speed and the gear ratio (S125).

또한, 상기 차량제어기(102)는 운전자의 요구 토크와 엔진(201)의 출력 토크를 비교하여 운전자의 요구 토크가 엔진(201)의 출력 토크 보다 크면(S1026) 요구 토크에서 엔진 출력 토크를 차감시켜 제2모터/제너레이터(203)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터(203)의 속도로 결정하여 제2모터/제너레이터(203)의 운전점으로 결정한다(S127).When the driver's requested torque is greater than the output torque of the engine 201 (S1026), the vehicle controller 102 compares the required torque of the driver with the output torque of the engine 201 and subtracts the engine output torque from the required torque The output torque of the second motor / generator 203 is determined and determined as the speed of the second motor / generator 203 by applying the vehicle speed and the gear ratio to determine the operating point of the second motor / generator 203 (S127 ).

그리고, 상기 차량제어기(102)는 상기 S126에서 운전자의 요구 토크가 엔진(201)의 출력 토크 보다 작으면 엔진 출력 토크에서 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터(202)의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터(202)의 속도로 결정하여 제1모터/제너레이터(202)의 운전점으로 결정한다(S129).If the driver's requested torque is smaller than the output torque of the engine 201 in S126, the vehicle controller 102 subtracts the required torque from the engine output torque to determine the output torque of the first motor / generator 202 , Determines the speed of the first motor / generator 202 to be the operating point of the first motor / generator 202 by applying the vehicle speed and the gear ratio (S129).

이후, 차량제어기(102)는 제1클러치(CL1) 혹은 제2클러치(CL2)가 결합되는 제1병렬모드 혹은 제2병렬모드에서 전술한 바와 같이 결정되는 엔진(201)의 출력 토크 및 속도로 엔진(201)의 운전점을 제어하고, 모터제어기(103)를 통해 제2모터/제너레이터(203)의 운전점과 제1모터/제너레이터(202)의 운전점을 제어한다.Thereafter, the vehicle controller 102 controls the output torque and speed of the engine 201, which are determined as described above in the first parallel mode or the second parallel mode in which the first clutch CL1 or the second clutch CL2 is engaged And controls the operating point of the second motor / generator 203 and the operating point of the first motor / generator 202 via the motor controller 103. [

따라서, 엔진(201)의 주동력과 제2모터/제너레이터(203)의 보조 동력 합으로 병렬모드에서의 주행을 제공하고(S128), 제1모터/제너레이터(202)의 발전으로 배터리(104)의 충전이 제공되어 안정된 SOC가 유지되는 상태에서 연비 및 성능 향상의 운전이 제공된다(S130). Thus, by providing the running in the parallel mode with the main power of the engine 201 and the auxiliary power sum of the second motor / generator 203 (S128), the battery 104 is generated by the power generation of the first motor / The operation of fuel economy and performance improvement is provided in a state where a stable SOC is maintained (S130).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

101 : 운전정보검출부 102 : 차량제어기
103 : 모터제어기 104 : 배터리
105 : 배터리관리기 201 : 엔진
202 : 제1모터/제너레이터 203 : 제2모터/제너레이터
204 : 제1유성기어세트 205 : 제2유성기어세트 101: Operation information detection unit 102: Vehicle controller
103: motor controller 104: battery
105: battery manager 201: engine
202: first motor / generator 203: second motor / generator
204: first planetary gear set 205: second planetary gear set

Claims (13)

플러그인 하이브리드 자동차에 있어서,
엔진;
스타트 모터와 발전기로 동작되는 제1모터/제너레이터;
구동모터 및 발전기로 동작되는 제2모터/제너레이터;
운전 요구를 검출하여 차량제어기에 제공하는 운전정보검출부;
배터리의 전반적인 상태를 관리하고, 배터리의 SOC정보를 차량제어기에 제공하는 배터리관리기;
상기 차량제어기의 제어에 따라 제1,2모터/제너레이터의 작동을 제어하는 모터제어기;
상기 배터리의 SOC와 운전 요구 토크에 따라 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 동력 연결을 직렬 및 병렬모드로 제어하는 차량제어기;
를 포함하며,
상기 차량제어기는 배터리의 SOC가 기준값 이하인 충전지향모드(CS)에서 엔진과 제2모터/제너레이터가 직결되는 직렬모드이면 배터리의 SOC에 따라 제2모터/제너레이터의 허용 출력을 결정하며, 운전 요구 토크와 상기 제2모터/제너레이터의 허용 출력을 비교하여 엔진 속도와 토크를 결정하고, 최대 효율라인을 추종하는 엔진 운전점 제어를 실행하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치.In a plug-in hybrid vehicle,
engine;
A first motor / generator operating as a start motor and a generator;
A second motor / generator operated as a drive motor and a generator;
An operation information detector for detecting an operation request and providing the operation request to the vehicle controller;
A battery manager that manages the overall state of the battery and provides SOC information of the battery to the vehicle controller;
A motor controller for controlling the operation of the first and second motor / generators according to the control of the vehicle controller;
A vehicle controller for controlling the power connection between the engine and the first and second motor / generators in a serial and parallel mode according to the SOC of the battery and the operation required torque;
/ RTI >
The vehicle controller determines the allowable output of the second motor / generator according to the SOC of the battery if the engine and the second motor / generator are in a direct mode in the charge-oriented mode (CS) where the SOC of the battery is below the reference value, And an allowable output of the second motor / generator to determine an engine speed and a torque, and to execute an engine operation point control that follows a maximum efficiency line. 제1항에 있어서,
상기 차량제어기는 직렬모드에서 운전 요구 토크가 제2모터/제너레이터의 허용 출력 이상이면 가속페달의 변위와 차속을 적용하여 엔진의 출력 토크를 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the vehicle controller determines the output torque of the engine by applying the displacement of the accelerator pedal and the vehicle speed when the operation demand torque is equal to or greater than the allowable output of the second motor / generator in the serial mode. 제1항에 있어서,
상기 차량제어기는 직렬모드에서 제2모터/제너레이터의 허용 출력 토크로 운전 요구 토크를 결정하고, 차속과 기어비로 속도를 결정하는 플러그인 자동차의 충전지향모드 제어장치. The method according to claim 1,
Wherein the vehicle controller determines the operation required torque from the allowable output torque of the second motor / generator in the serial mode, and determines the speed to the vehicle speed and the gear ratio. 제1항에 있어서,
상기 차량제어기는 배터리의 SOC가 기준값 이하인 충전지향모드(CS)에서 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 병렬모드 연결이고, 운전 요구 토크가 병렬모드의 출력을 이상이면 운전 요구 토크와 배터리의 SOC에 따라 엔진 출력 토크를 결정하며, 운전 요구 토크와 엔진의 출력을 비교하여 제1,2모터/제너레이터의 운전점을 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치. The method according to claim 1,
Wherein when the engine and the first and second motor / generators are connected in parallel in a charge-oriented mode (CS) in which the SOC of the battery is less than or equal to a reference value and the operation demand torque is greater than the output of the parallel mode, And determines an operating point of the first and second motor / generators by comparing an operation demand torque with an output of the engine. 제4항에 있어서,
상기 차량제어기는 충전지향모드에서 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 병렬모드 연결이고, 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 크면 운전 요구 토크에서 엔진 출력을 차감시켜 제2모터/제너레이터의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치.5. The method of claim 4,
Wherein when the engine and the first and second motor / generators are connected in parallel mode in the charge-oriented mode and the operation demand torque is larger than the output of the engine, the engine controller subtracts the engine output from the operation demand torque to output the output torque of the second motor / And determines the speed of the second motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio to the charge-oriented mode control device of the plug-in hybrid vehicle. 제4항에 있어서,
상기 차량제어기는 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 작으면 엔진 출력에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 출력으로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어장치.5. The method of claim 4,
The vehicle controller determines the output of the first motor / generator as the output of the first motor / generator by subtracting the operation required torque from the engine output if the operation demand torque is smaller than the output of the engine, and determines the speed of the first motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio A charge - oriented mode control device of a plug - in hybrid vehicle. 운전 요구 토크와 배터리 SOC를 검출하는 과정;
배터리 SOC가 기준값 이하이면 충전지향모드로 판정하고, 운전 요구 토크에 따라 운전모드를 결정하는 과정;
상기 운전모드가 엔진과 제2모터/제너레이터가 직결되는 직렬모드이면 배터리 SOC에 따라 제2모터/제너레이터의 허용 출력을 결정하는 과정;
운전 요구 토크와 상기 제2모터/제너레이터의 허용 출력을 비교하여 엔진 토크와 속도를 결정하고, 최대 효율라인을 추종하도록 엔진 운전점을 제어하는 과정;
상기 운전모드가 엔진과 제1,2모터/제너레이터가 유성기어세트를 통해 연결되는 병렬모드이면 운전 요구 토크와 배터리 SOC를 적용하여 엔진 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 엔진속도를 결정하는 과정;
상기 운전 요구 토크가 엔진 토크 이상이면 운전 요구 토크에서 엔진 토크를 차감시켜 제2모터/제너레이터의 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정하는 과정;
상기 운전 요구 토크가 엔진 토크 이하이면 엔진 토크에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 토크로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정하는 과정;
을 포함하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법.Detecting the operation demand torque and the battery SOC;
Determining a charge-oriented mode if the battery SOC is below a reference value, and determining an operation mode according to an operation demand torque;
Determining an allowable output of the second motor / generator according to the battery SOC if the operation mode is a serial mode in which the engine and the second motor / generator are directly connected;
Determining an engine torque and a speed by comparing an operation required torque with an allowable output of the second motor / generator, and controlling an engine operation point to follow a maximum efficiency line;
If the operation mode is the parallel mode in which the engine and the first and second motor / generators are connected through the planetary gear set, the engine torque is determined by applying the operation demand torque and the battery SOC, and the engine speed is determined by applying the vehicle speed and the gear ratio process;
Determining a torque of the second motor / generator by subtracting the engine torque from the operation required torque if the operation required torque is equal to or greater than the engine torque, and determining the speed of the second motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio;
Determining a torque of the first motor / generator by subtracting the operation required torque from the engine torque when the operation required torque is equal to or lower than the engine torque, and determining the speed of the first motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio;
Of the plug-in hybrid vehicle. 제7항에 있어서,
상기 병렬모드는 유성기어세트를 통해 연결되는 형태에 따라 제1병렬모드와 제2병렬모드로 구분되고,
제1,2병렬모드에서는 엔진이 주동력으로 작동되고, 제2모터/제너레이터가 보조 동력으로 지원되며, 제1모터/제너레이터는 엔진의 잉여 동력으로 전기를 발전시켜 배터리의 충전을 제공하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법.8. The method of claim 7,
The parallel mode is divided into a first parallel mode and a second parallel mode according to a form connected through the planetary gear set,
In the first and second parallel modes, the engine is operated as the main power, the second motor / generator is supported as auxiliary power, and the first motor / generator is a plug-in hybrid that generates electricity by surplus power of the engine, A method for controlling a charge - oriented mode of an automobile. 제7항에 있어서,
상기 직렬모드에서 운전 요구 토크가 제2모터/제너레이터의 허용 출력 이상일 때 가속페달의 변위와 차속을 적용하여 엔진의 출력 토크를 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법.8. The method of claim 7,
Wherein the output torque of the engine is determined by applying the displacement of the accelerator pedal and the vehicle speed when the operation demand torque in the series mode is equal to or greater than the allowable output of the second motor / generator. 제7항에 있어서,
상기 직렬모드에서 제2모터/제너레이터의 허용 출력 토크를 적용하여 운전 요구 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 속도를 결정하는 플러그인 자동차의 충전지향모드 제어방법. 8. The method of claim 7,
Determining a driving demand torque by applying an allowable output torque of the second motor / generator in the series mode, and determining a speed by applying a vehicle speed and a gear ratio. 제7항에 있어서,
상기 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 연결이 병렬모드 일 때 운전 요구 토크가 병렬모드의 출력 이상인 경우 운전 요구 토크와 배터리의 SOC에 따라 엔진 출력 토크를 결정하고, 운전 요구 토크와 엔진의 출력을 비교하여 제1,2모터/제너레이터의 운전점을 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법. 8. The method of claim 7,
When the operation demand torque is equal to or greater than the output of the parallel mode when the connection between the engine and the first and second motor / generators is in the parallel mode, the engine output torque is determined according to the operation demand torque and the SOC of the battery, To determine the operating point of the first and second motor / generators. 제7항에 있어서,
상기 엔진과 제1,2모터/제너레이터의 연결이 병렬모드 일 때 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 크면 운전 요구 토크에서 엔진 출력을 차감시켜 제2모터/제너레이터의 출력 토크를 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제2모터/제너레이터의 속도로 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법.8. The method of claim 7,
Generator output torque of the second motor / generator is determined by subtracting the engine output from the operation required torque when the operation required torque is larger than the engine output when the engine and the first and second motor / generator are connected in the parallel mode, To determine the speed of the second motor / generator. 제7항에 있어서,
상기 운전 요구 토크가 엔진의 출력 보다 작으면 엔진 출력에서 운전 요구 토크를 차감시켜 제1모터/제너레이터의 출력으로 결정하고, 차속과 기어비를 적용하여 제1모터/제너레이터의 속도로 결정하는 플러그인 하이브리드 자동차의 충전지향모드 제어방법.8. The method of claim 7,
Generator to determine the output of the first motor / generator by subtracting the required torque from the engine output when the operation required torque is smaller than the output of the engine, and determining the speed of the first motor / generator by applying the vehicle speed and the gear ratio. Of the charge-oriented mode.
KR1020130122231A 2013-10-14 2013-10-14 Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof KR101518898B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122231A KR101518898B1 (en) 2013-10-14 2013-10-14 Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122231A KR101518898B1 (en) 2013-10-14 2013-10-14 Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150043154A true KR20150043154A (en) 2015-04-22
KR101518898B1 KR101518898B1 (en) 2015-05-15

Family

ID=53035991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130122231A KR101518898B1 (en) 2013-10-14 2013-10-14 Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101518898B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673797B1 (en) * 2015-07-30 2016-11-07 현대자동차주식회사 Series mode control method of hybrid electric vehicle
KR20180124562A (en) * 2017-05-12 2018-11-21 성균관대학교산학협력단 An apparatus for controlling drive mode of plug-in hybrid electric vehicle and method thereof
KR102139178B1 (en) * 2019-08-26 2020-07-30 연성은 Low speed electric car battery recharge system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101776380B1 (en) * 2015-06-16 2017-09-07 현대자동차주식회사 Power train for Electric vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100792893B1 (en) * 2006-12-12 2008-01-08 현대자동차주식회사 Method for control power generating point for hev
KR100992755B1 (en) * 2007-12-13 2010-11-05 기아자동차주식회사 Method for determination optimum working point of HEV
JP5187263B2 (en) * 2009-04-09 2013-04-24 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle and control method of hybrid vehicle
JP2010241396A (en) * 2009-04-10 2010-10-28 Toyota Motor Corp Power supply system for hybrid vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673797B1 (en) * 2015-07-30 2016-11-07 현대자동차주식회사 Series mode control method of hybrid electric vehicle
KR20180124562A (en) * 2017-05-12 2018-11-21 성균관대학교산학협력단 An apparatus for controlling drive mode of plug-in hybrid electric vehicle and method thereof
KR102139178B1 (en) * 2019-08-26 2020-07-30 연성은 Low speed electric car battery recharge system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101518898B1 (en) 2015-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10160441B2 (en) Power controller of hybrid vehicle
EP2559578B1 (en) Hybrid vehicle
JP5899666B2 (en) Engine start control device for hybrid vehicle
KR100981119B1 (en) Vehicle drive device and method of controlling vehicle drive device
KR100792893B1 (en) Method for control power generating point for hev
CN109624962B (en) Hybrid vehicle
KR101889648B1 (en) Control apparatus for hybrid vehicle, hybrid vehicle, and control method for hybrid vehicle
JP5716694B2 (en) Electric vehicle
WO2013051104A1 (en) Electrical charging control apparatus and electrical charging method
WO2012056870A1 (en) Control device for hybrid vehicle
EP2743150B1 (en) Vehicle, vehicle control method and vehicle control device
KR101730712B1 (en) Hybrid vehicle
US20140062348A1 (en) Control strategy for an electric machine in a vehicle
JP2007239511A (en) Drive control device for vehicle
JP5598555B2 (en) Vehicle and vehicle control method
JP5729475B2 (en) Vehicle and vehicle control method
JP2009274677A (en) Controller for hybrid vehicle
KR101518898B1 (en) Charge sustaining mode control system for plug in hybrid vehicle and method thereof
JP2011055581A (en) Drive system and automobile
KR101198808B1 (en) Method for controling engine idle of hybrid electric vehicle
JP4706493B2 (en) Control device for secondary battery mounted on vehicle
JP2014208504A (en) Hybrid vehicle controller
WO2011155037A1 (en) Hybrid car control device, hybrid car control method, and hybrid car
JP5724484B2 (en) Electric car
JP2006298283A (en) Vehicle control device

Legal Events

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

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 5