KR20200060764A - 전기 하이브리드 파워 유닛의 제어 방법 - Google Patents

전기 하이브리드 파워 유닛의 제어 방법 Download PDF

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KR20200060764A
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루도빅 메리엔느
네스린 벵-벨디
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르노 에스.아.에스.
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Abstract

파워 유닛을 제어하는 방법에 따르면, 제 1 주 샤프트의 회전 속도는 동기화되고(P3), 다음에 출력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율이 연계되고(P4), 토크는 제 2 주 샤프트로부터 제 1 주 샤프트로 전달된다 (P5). 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때(P3), 만약 요구된 동력이 에너지 저장 배터리에 의해서만 동력을 받는 주 전기 기계에 의해 달성되기에는 너무 높다면, 제 2 전기 기계는 재생 모드로 강제되고(E14), 제 2 전기 기계에 의해 발생된 전기 동력은 보충적인 전기 동력을 주 전기 기계에 공급하도록 사용된다.

Description

전기 하이브리드 파워 유닛의 제어 방법
본 발명은 전기 또는 하이브리드 차량 파워 트레인(PT)의 자동 트랜스미션의 제어에 관한 것으로서, 이것은 차동기(differential)에 의하여, 몇 개의 액튜에이터(내부 연소 엔진 및 전기 기계)로부터 차량 바퀴로 가는 토크를 상이한 트랜스미션 비율로 조합하는 기어박스를 구비한다. 본 발명은 바람직스럽게는 하이브리드 전기 차량 또는 그에 대응하는 축약어인 HEV로 알려진, 재충전 불가 전기 하이브리드 파워 트레인 트랜스미션(non-rechargeable electric hybrid power train transmission)을 제어하는 것에 관한 것이지만, 플러그인 하이브리드 전기 차량(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 또는 그에 대응하는 축약어인 PHEV 로서 알려진 재충전 하이브리드 파워 트레인 트랜스미션(rechargeable hybrid power train transmission)에도 적용될 수 있다.
보다 상세하게는, 이것은 모터 차량 파워 트레인을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 상기 파워 트레인은 내부 연소 엔진, 주 전기 기계, 제 2 전기 기계 및, 내부 연소 엔진과 제 2 전기 기계에 기계적으로 연결된 제 1 주 샤프트, 주 전기 기계에 기계적으로 연결된 제 2 주 샤프트 및, 제 2 샤프트를 구비한 적어도 하나의 도그 기어박스(dog gearbox)를 포함한다.
본 발명은 특히 상기 유형의 파워 트레인에 관한 것으로서, 여기에서 비율의 연계(engagement) 및 연계 해제(disengagement)는 싱크로나이저(synchronizer) 없이 도그(dog) 또는 평탄 치(flat teeth)를 가지고 제어되는 커플링 시스템(coupling system)에 의해 수행되며, 상기 도그 또는 평탄 치는 샤프트상에서 축방향으로 움직이는 조오 클러치(jaw clutch)로 알려져 있다. 도그는 콘트롤 포크(control fork)들에 의하여 샤프트상에서 자유롭게 회전하는 축방향 고정의 기어 휘일을 향하여 제어된다. 기어 휘일상의 이동 도그(mobile dogs)의 연계는 샤프트 및 기어 휘일을 결합시킴으로써, 연계된 트랜스미션 비율로 토크를 휘일로 전달한다.
프랑스 출원 FR 3 007 696 은 주 기계 및 제 2 기계를 구비하는 2 개의 전기 기계와 3 개의 샤프트를 가진 하이브리드 트랜스미션 구조를 개시하며, 본원은 상기 문헌을 참고할 수 있다. 2 개의 전기 기계는 차량의 전기 저장 배터리에 전기적으로 연결된다. 트랜스미션은 3 개의 특정한 도그 커플링 시스템을 이용한다. 이것은 수동 기어박스와 유사한 기계적 거동을 가진 로봇 기어박스이다. 비율 변화는 도그와의 연계 및 연계 해제를 가능하게 하는 작동 시스템을 이용하여 자동적으로 발생된다.
그러한 구조를 가지고, 오직 제 1 주 샤프트만이 제 2 샤프트에 기계적으로 연결되는 순 연소 엔진 비율(pure combustion engine ratios), 오직 제 2 주 샤프트만이 제 2 샤프트에 기계적으로 연결되는 순 전기 비율(pure electric ratios) 및, 제 1 및 제 2 주 샤프트들이 모두 제 2 샤프트에 기계적으로 연결되는 하이브리드 비율들이 연계될 수 있다. 하이브리드 비율의 경우에, 연소 엔진 비율은 제 1 주 샤프트와 제 2 샤프트 사이의 기계적 연결에 대응하고, 전기 트랜스미션 비율은 제 2 주 샤프트와 제 2 샤프트 사이의 기계적 연결에 대응한다.
사용자가 하이브리드 입력 비율을 하이브리드 출력 비율에 연계되도록 희망할 때, 입력 비율 및 출력 비율은 상이한 연소 엔진 트랜스미션 비율을 가지므로, 다음의 방법이 수행된다. 우선, 토크는 제 1 주 샤프트로부터 제 2 주 샤프트로 전환된다. 제 1 주 샤프트로부터의 토크가 제로일 때, 입력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율이 연계된다. 다음에, 출력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율 연계의 차후 국면을 준비하기 위하여 제 1 주 샤프트의 회전 속도는 동기화된다. 이러한 연계가 완료되었을 때, 토크는 제 2 주 샤프트로부터 제 1 주 샤프트로 전환된다.
제 1 주 샤프트로부터 제 2 주 샤프트로 토크를 전환시키도록, 일반적으로 사용된 해법은 내부 연소 엔진으로부터의 토크를 감소시키고 그에 수반하여 주 전기 기계로부터의 토크를 증가시키는 것으로 이루어진다. 그러나 그러한 해법은 전체적으로 만족스러운 것이 아니다. 기어 비율 변화의 개시 이전에 내부 연소 엔진에 의해 전달된 기계적인 동력은 주 전기 기계에 전기 동력을 주는 전기 저장 배터리에서 이용될 수 있는 전기 동력보다 종종 상대적으로 크다. 이러한 조건하에서, 주 전기 기계로부터의 토크를 증가시킴으로써 내부 연소 엔진으로부터의 토크 소거(cancellation of torque)를 보상하는 것은 불가능하다. 이것은 가속도 평탄 지점(acceleration flat spots), 덜컹거림(jolt) 또는 저크(jerk), 느려짐, “노즈다이브(nosedive)” 효과등과 같은 사용자에게 불쾌한 느낌을 줄 수 있는 현상의 발생을 초래한다.
이러한 불쾌감은 예를 들어 특히 운전자로부터의 가속 명령이 있으면서, 시속 80 킬로미터의 영역에서 차량이 고속 주행할 때 발생되는 기어 비율 변화 동안에 느껴질 수 있거나, 또는 예를 들어 차가운 온도의 경우에 전기 기계는 이미 최대 토크에 있고 배터리는 열악한 조건에서 작동하고 있는 고속에서의 기어 비율 변화 요청 이후에 느껴질 수 있다.
더욱이, 상기 언급된 문제는 재충전 불가 하이브리드 전기 파워 트레인(non-rechargeable hybrid electric power trains)에서 특히 중요하다. 그러한 파워 트레인에 제공된 전기 저장 배터리는, 동일한 충전 상태에서 재충전 하이브리드 전기 파워 트레인(rechargeable hybrid electric power trains)에 제공된 전기 저장 배터리에 의해 전달되는 전압보다 낮은 전압을 전달한다.
재충전 파워 트레인상의 배터리는 통상적으로 50 % 의 충전 상태에서 350 V 의 전압을 전달한다. 동일한 조건하에서, 재충전 불가 파워 트레인상의 배터리는 통상적으로 180 V 의 전압을 전달한다. 350 V 에서 동력을 받으면, 주 전기 기계는 통상적으로 70 kW 의 기계적인 동력을 공급할 수 있고, 제 2 전기 기계는 통상적으로 35 kW 를 전달할 수 있다. 180 V 에서 동력을 받으면, 주 전기 기계는 35 kW 를 공급할 수 있고 제 2 전기 기계는 18 kW 를 공급할 수 있다. 기어 비율 변화의 개시 이전에, 내부 연소 엔진에 의해 공급되는 동력은 통상적으로 70 kW 의 영역에 있다. 따라서, 특히 재충전 불가 하이브리드 전기 파워 트레인의 경우에, 사용자는 현저한 가속도 평탄 지점을 느끼게 되며, 이것은 불쾌감으로서 경험된다.
이러한 불쾌감은 하중을 받으면서 기어를 하단으로 변환할 때(downshift) 더 커진다. 그러한 경우에, 제 2 전기 기계에 의해 전달되는 동력은 일반적으로 제 1 의 2 차 샤프트의 동기화를 구현하도록 사용된다. 전기 저장 배터리는 제 2 전기 기계에 의해 사용되고 있기 때문에, 주 전기 기계는 오직 부분적으로만 동력을 받을 수 있다. 상기 예의 조건에서, 주 전기 기계는 오직 17 kW 만을 전달할 수 있다. 운전자는 하중을 받으면서 기어의 하단 변환를 요청하기 때문에 운전자가 토크의 증가를 기대할 때, 특히 현저한 가속도 평탄 지점이 느껴진다.
위와 같은 점에 비추어, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 극복하는 모터 차량 파워 트레인의 제어 방법을 제공하는 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명의 목적은 입력 비율(input ratio)과 상이한 연소 엔진 기어 비율을 가진 하이브리드 출력 비율과 하이브리드 입력 비율 사이에서, 또는 순 전기 입력 비율(pure electric input ratio)과 하이브리드 출력 비율 사이에서, 기어 비율 변화가 가능하게 하여,차량 사용자에게 가능한 한 적은 불쾌감을 일으키게 하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 모터 차량 파워 트레인의 제어 방법이 제안되는데, 파워 트레인은 내부 연소 엔진, 저장 배터리에 전기적으로 연결된 주 전기 기계, 상기 저장 배터리에 전기적으로 연결된 제 2 전기 기계 및 적어도 하나의 도그 기어박스를 포함하고, 상기 도그 기어박스는 내부 연소 엔진 및 제 2 전기 기계에 기계적으로 연결된 제 1 주 샤프트, 주 전기 기계에 기계적으로 연결된 제 2 주 샤프트 및 제 2 샤프트를 구비하고, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화되면, 출력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율이 연계되고, 토크는 제 2 주 샤프트로부터 제 1 주 샤프트로 스위치 전환된다.
이러한 방법의 일반적인 특징에 따르면, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때, 만약 동력 설정점(power setpoint)이 저장 배터리에 의해서만 동력을 받는 주 전기 기계에 의하여 달성되기에는 너무 높다면, 제 2 전기 기계는 재생 모드(regenerative mode)로 강제되고, 제 2 전기 기계에 의해 발생된 전기 동력은 보충적인 전기 동력을 주 전기 기계에 공급하도록 사용된다.
따라서 필요하다면 주 전기 기계에 동력을 주는 전기 동력은 증가됨으로써, 주 전기 기계에 의해 전달된 기계적인 동력이 증가될 수 있다. 따라서 가속도 평탄 지점들의 발생은 이들이 통상적인 제어 방법으로 발생될 수 있을 때 회피된다. 필요할 때 이러한 보충적인 동력 공급을 수행하는 것만으로, 불필요한 소음 발생, 연료 소비의 증가 및 오염물 배출이 회피된다.
특정의 실시예에 따르면, 보충적인 전기 동력이 주 전기 기계에 공급될 때, 상기 주 전기 기계 및/또는 상기 제 2 전기 기계는 스텝-업 콘버터(step-up converter)에 결합된다.
유리하게는, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화되기 전에, 토크는 제 1 주 샤프트로부터 제 2 주 샤프트로 전환되고, 다음에 입력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율이 연계 해제되며(disengaged), 여기에서, 토크가 제 1 주 샤프트로부터 제 2 주 샤프트로 전환될 때, 만약 동력 설정점이 저장 배터리에 의해서만 동력을 받는 주 전기 기계에 의하여 달성되기에는 너무 높다면, 제 2 전기 기계는 재생 모드로 강제되고 제 2 전기 기계에 의해 발생된 전기 동력은 보충적인 전기 동력을 주 전기 기계에 공급하도록 사용된다.
유리하게는, 토크가 제 1 주 샤프트로부터 제 2 주 샤프트로 전환될 때, 내부 연소 엔진의 제 1 토크 설정점 및 제 2 전기 기계의 제 2 토크 설정점이 판단되고, 내부 연소 엔진 및 제 2 전기 기계는 제 1 및 제 2 토크 설정점의 함수로서 제어되고, 상기 제 1 및 제 2 설정점은 다음의 식을 적용함으로써 판단된다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
여기에서, Pice_target_p1 는 내부 연소 엔진에 의해 생성될 제 1 목표 동력이고,
Pwheels 는 차량의 바퀴들에 공급되는 동력 설정점이고,
Phsg_regen_max 는 재생 모드에서 작동하는 제 2 전기 기계에 의해 달성될 수 있는 최대 전기 동력이고,
Pice_max 는 내부 연소 엔진에 의해 전달될 수 있는 최대 동력이고,
Tice_target_p1 는 제 1 설정점이고,
ωice 는 내부 연소 엔진의 회전 속도이고,
Thsg_target_p1 는 제 2 설정점이고
ωhsg 는 제 2 전기 기계의 회전 속도이다.
일 실시예에서, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때, 내부 연소 엔진의 제 3 토크 설정점 및 제 2 전기 기계의 제 4 토크 설정점이 판단되고, 내부 연소 엔진 및 제 2 전기 기계는 제 3 및 제 4 토크 설정점들의 함수로서 제어되고, 상기 제 3 설정점 및 상기 제 4 설정점은 다음의 식을 적용함으로써 판단된다.
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
여기에서, Pice_target_p3 는 내부 연소 엔진에 의해 생성될 제 2 목표 동력이고,
Pwheels 는 차량의 바퀴에 공급되어야 하는 동력 설정점이고,
Phsg_regen_max 는 재생 모드에서 작동하는 제 2 전기 기계에 의해 달성될 수 있는 최대 전기 동력이고,
Pice_max 는 내부 연소 엔진에 의해 달성될 수 있는 최대 동력이고,
Tice_target_p3 는 제 3 설정점이고,
ωice 는 내부 연소 엔진의 회전 속도이고,
Thsg_target_p3 는 제 4 설정점이고,
ωhsg 는 제 2 전기 기계의 회전 속도이고,
T_prop 은 비례 제어 항목(proportional control term)이고,
T_int 는 적분 제어 항목(integral control term)이다.
제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때, 비례 콘트롤러(proportional controller)를 이용하여 내부 연소 엔진으로부터의 토크 및/또는 제 2 전기 기계로부터의 토크를 제어하는 단계가 수행되도록 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 단계 동안에, 제 1 주 샤프트의 현재 회전 속도와 목표 회전 속도 사이의 편차, 달성되어야 하는 동기화의 유형 및 내부 연소 엔진의 회전 속도 역학으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터는 맵으로 입력되고, 상기 맵으로부터의 출력으로서 이득 값이 검색되고, 상기 검색된 이득은 상기 비례 콘트롤러에 적용된다.
그러한 실시예는 비율 변화 동안에 내부 연소 엔진에 의해 야기된 소음, 연료 소비 및 오염물 방출을 제한할 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때, 인테그랄 콘트롤러(integral controller)를 이용하여 내부 연소 엔진으로부터의 토크 및/또는 제 2 전기 기계로부터의 토크를 제어하는 단계가 수행된다.
유리하게는, 상기 인테그랄 콘트롤러는 속도 설정점과 측정 속도 사이의 편차가 미리 정해진 쓰레숄드 미만으로 떨어지는 때의 시간으로부터 활성화된다.
유리하게는, 제 1 주 샤프트의 회전 속도가 동기화될 때, 적어도 하나의 토크 설정점이 계산되고, 상기 토크 설정점으로써 구성된 피드-포워드 콘트롤러(feed forward controller)에 의해 내부 연소 엔진으로부터의 토크 및/또는 제 2 전기 기계로부터의 토크를 제어하는 단계가 수행된다.
본 발명의 다른 목적, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서만 주어진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 은 하이브리드 파워 트레인 구조의 단순화된 예이다.
도 2 는 도 1 의 파워 트레인의 기어박스에 대한 기어 쉬프트 곡선을 도시한다.
도 3 은 본 발명에 따른 제어 방법의 실시예이다.
도 4 는 도 3 의 방법에서 구현된 제어 시스템의 블록 다이아그램이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 도 3 의 방법 동안에 도 1 의 파워 트레인의 액튜에이터들에 의해 전달된 토크에서의 변화를 각각 도시하는 그래프이다.
도 1 은 3 개의 도그 커플링 시스템(dog coupling system)을 사용하는, 3 개의 샤프트 및 2 개의 전기 기계를 가진 하이브리드 파워 트레인(hybrid power train, PT)(1)의 블록 다이아그램으로서, 이것의 작동은 인용된 문헌에 개시된다. 파워 트레인(1)은 3 개의 액튜에이터를 구비하는데, 이러한 경우에 내부 연소 엔진(2)(ICE), 주 전기 기계(3)(MEM) 및, 제 2 전기 기계(4)(HSG)를 포함한다. 파워 트레인(1)은 엔진(2)에 연결된 중실의 제 1 샤프트(solid primary shaft, 5), 주 전기 기계(3)에 연결된 중공의 제 1 샤프트(6) 및, 제 2 전기 기계(4)에 연결된 카운터샤프트(8)를 포함한다. 기계적인 싱크로나이저 없이, 3 개의 도그 커플러(dog coupler, C1, C2, C3)에 의하여 비율이 맞물린다.
기어 박스는 엔진(2), 주 전기 기계(3) 및, 제 2 전기 기계(4)로부터의 토크를 제 2 샤프트(7)상으로 차량의 바퀴들을 향하여 조합시킨다. 중실의 제 1 샤프트(5), 제 2 샤프트(6) 및 카운터샤프트(8)상에 각각 배치된 3 개의 도그 커플러(C1, C2, C3)의 제어하에 비율 변화가 발생된다. 중실의 제 1 샤프트(5)상에 배치된, 제 1 커플러(C1)로서 알려진 제 1 커플러는 긴 연소 엔진 트랜스미션 비율(long combustion engine transmission ratio)(ICE4)을 우측에 연계시키고, 2 개의 제 1 샤프트를 좌측에 결합시킬 수 있게 한다. 제 2 샤프트상에 배치된, 제 2 커플러(C2)로서 알려진 제 2 커플러는, 2 개의 전기 트랜스미션 비율(EV1, EV2)을 연계시킬 수 있게 한다. 카운터샤프트(8)상에 배치된, 트랜스퍼 커플러(transfer coupler, C3)로서 알려진 제 3 커플러는, 제 2 전기 기계로부터의 토크를 (우측의) 제 2 샤프트(7)상으로 전달할 수 있게 하거나, 또는 (좌측의) 중공의 제 1 샤프트(6)상으로 전달할 수 있게 한다.
박스는 주 전기 기계(3)로부터 기원하는 움직임에 대한 2 개의 전기 트랜스미션 비율(EV1, EV2) 및, 제 2 전기 기계(4)와 내부 연소 엔진(2)으로 이루어진 조립체로부터 기원하는 움직임에 대한 4 개의 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE1, ICE2, ICE3, ICE4)을 가진다. 이들을 조합하면 박스가 15 개의 기어 비율을 가질 수 있다. 각각의 기어 비율은 차량의 이동 속도 함수로서 최대의 힘을 바퀴에 전달한다. 일 예로서, 도 2 는 그들중 일부에 대한 기어 쉬프트 곡선(gear shift curve)을 나타낸다. 차량(V)의 이동 속도는 kilometer/hour 로 표시된다. 속도 함수로서의 바퀴(F)에서의 최대 힘은, 2 개의 전기 기어(ZEV1, ZEV2) 및, Hyb21, Hyb22, Hyb32, Hyb42로서 각각 알려진 4 개의 하이브리드 기어들에 대하여 Newtons(N)으로 표시된다. 제 1 디지트(digit)는 기어박스 연소 엔진 트랜스미션 비율을 나타낸다. 제 2 디지트는 기어박스 전기 트랜스미션 비율을 나타낸다.
주 전기 기계(3) 및 제 2 전기 기계(4)는 도 1 에서 점선으로 표시된 바와 같이 전기 저장 배터리(9)에 전기적으로 연결된다. 스텝 업 콘버터(step-up converter, 10)는 배터리(9)와 주 전기 기계(3) 사이의 전기 연결에 전기적으로 연결된다. 콘버터(10)는 배터리(9)와 제 2 전기 기계(4) 사이의 전기 연결에 전기적으로 연결된다. 콘버터(10)는 “스텝 업 장치(step up device)”로서 알려져 있다.
주 전기 기계(3)에 의해 공급되는 기계적인 동력은 스텝 업 콘버터(10)를 이용함으로써 상당히 증가될 수 있다. 도시된 예에서, 230 V 의 전압에서 전형적으로 전기 동력을 받는 주 전기 기계(3)는 콘버터(10) 없이 30 kW 의 전기 동력을 공급한다. 콘버터(10)가 있으면, 주 전기 기계(3)는 400 V 의 전압에서 전기 동력을 받아서 70 kW 의 전기 동력을 제공한다. 콘버터(10)는 또한 제 2 전기 기계(4)에 의해 발생된 전기 동력을 증가시킬 수 있게 한다. 도시된 예에서, 제 2 전기 기계(4)는 콘버터(10) 없이 230 V 의 전압을 겪으며 17 KW 의 전기 동력을 발생시키는 반면에, 콘버터(10)를 가지고 400 V 의 전압을 겪고 40 kW 의 전기 동력을 발생시킨다.
도 3 은 도 1 의 파워 트레인을 제어하도록 구현될 수 있는 방법의 일 예에 대한 개략적인 도면이다. 도 3 의 방법은 입력 기어 비율로부터 출력 기어 비율로의 기어 비율 변화 동안에 구현될 수 있도록 의도된다. 보다 상세하게는, 입력 기어 비율 및 출력 기어 비율은, 상이한 연소 엔진 트랜스미션 비율 또는 기어박스의 순수한 전기 비율 및 하이브리드 비율을 각각 가지는 기어박스의 2 개의 하이브리드 비율들이다. 즉, (입력 비율, 출력 비율) 쌍은 (HybX2, HybY2)일 수 있으며, X≠Y 이고 (EVZ, HybAZ)이다. 예를 들어, 방법에 대한 다음의 설명은 입력 비율(Hyb22)로부터 출력 비율(Hyb32)로의 기어 비율 변화에 대하여 주어진다.
방법의 초기 상태에서, 파워 트레인(1)의 기어박스는 기어 비율(Hyb22)로 연계된다. 즉, 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE2) 및 전기 트랜스미션 비율(EV2)은 연계된다.
전체 시간에:
ωice 는 내부 연소 엔진(2)의 회전 속도를 나타낸다.
ωmem 는 주 전기 기계(3)의 회전 속도를 나타낸다.
ωhsg 는 제 2 전기 기계의 회전 속도를 나타낸다.
ω7 는 제 2 샤프트(7)의 회전 속도를 나타낸다.
Tice 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 전달된 토크를 나타낸다.
Tmem 는 주 전기 기계(3)에 의해 전달된 토크를 나타낸다.
Thsg 는 제 2 전기 기계(4)에 의해 전달된 토크를 나타낸다.
T7 는 제 2 샤프트(7)상의 토크를 나타낸다.
Pice 는 내부 연소 엔진(2)으로부터의 동력을 나타낸다.
Pmem 는 주 전기 기계(3)로부터의 동력을 나타낸다.
Phsg 는 제 2 전기 기계(4)로부터의 동력을 나타낸다.
P7 는 제 2 샤프트(7)에 의해 수용된 동력을 나타낸다.
상기 방법은 기어 비율을 입력 비율로부터 출력 비율로 변화하라는 명령 검출의 초기화 국면(P0)을 포함하며, 이것은 출력 비율에 대하여 연소 엔진 트랜스미션 비율의 연계를 필요로 한다. 즉, 국면(P0) 동안에, 순수한 전기 비율로부터 하이브리드 비율로, 또는 하이브리드 비율로부터 상이한 연소 엔진 트랜스미션 비율을 가진 하이브리드 비율로 기어 비율을 변화시키는 명령이 검출된다. 도시된 경우에, 입력 비율(Hyb22)로부터 출력 비율(Hyb32)로 기어 비율을 변화시키라는 명령이 검출된다. 그러한 명령이 검출되지 않으면, 국면(P0)은 주기적으로 반복된다. 이러한 명령이 검출될 때, 국면(P1)이 적용된다.
국면(P1)의 목적은 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE2)을 연계 해제시키도록 토크를 샤프트(5)로부터 샤프트(6)로 전환시키는 것이다. 국면(P1)은 목표 기계 동력(Pmem target p1)을 순환시키는 제 1 단계(S01)를 포함한다. 도시된 예에서, 동력(Pmem target p1)은 다음의 식을 적용함으로써 계산된다.
Figure pct00007
여기에서 Pice_no, Pmem_no and Phsg_no 는 비율 변화 없이 내부 연소 엔진(2), 주 전기 기계(3) 및 제 2 전기 기계(4)에 의해 생성된 동력에 각각 대응한다. 즉, 동력(Pice_no, Pmem_no, Phsg_no)은 초기 국면(P0)의 끝 직전에 파워 트레인(1)의 개별적인 액튜에이터들의 동력 설정점(power setpoint)들에 대응한다.
국면(P1)은 제 2 테스트 단계(S02)를 포함하며, 여기에서는 배터리(9)에 의해 전달될 수 있고 주 전기 기계(3)에 의해 생성될 수 있는 전기 동력(Pbat_po)보다 동력(Pmem_target_p1)이 더 큰지 여부가 판단된다. 즉, 단계(S02) 동안에, 초기 상태에서 제 2 전기 기계(4)에 의하여 및/또는 내부 연소 엔진(2)에 의하여 전달된 기계적 동력이 저장 배터리(10)에 의해 전기 동력을 받는 주 전기 기계(3)에 의해 전달된 추가적인 동력에 의하여 완전하게 보상될 수 있는지의 여부가 판단된다.
만약 Pmem_target_p1 > Pbat_pot 이면, 차후 단계(S03)가 수행된다. 만약 Pmem_target_p1 ≤ Pbat_pot 이면, 다음에 단계(S04)가 수행된다.
단계(S03)의 목적은 파워 트레인(1)의 액튜에이터들의 목표 토크들의 3 중항(triplet)을 계산하는 것이다. 보다 상세하게는, 단계(S03) 동안에, 엔진(2)에 의해 적용되어야 하는 목표 토크(Tice_target_p1), 주 전기 기계(3)의 목표 토크(Tmem_target_p1) 및, 제 2 전기 기계(4)에 의해 적용되어야 하는 목표 토크(Thsg_target_p1)가 판단된다. 이러한 토크들을 계산하도록, 내부 연소 엔진(2)의 목표 파워(Pice_target_p1)가 계산된다. 이러한 파워는 다음의 식에 의해 계산된다.
Figure pct00008
여기에서 Pwheels 는 파워 트레인(1)에 의해 바퀴에 공급되어야 하는 파워 설정점(power setpoint)를 나타내고, Phsg_regen_max 는 재생 모드에서 작동하는 제 2 전기 기계(4)에 의해 발생될 수 있는 최대 전기 동력을 나타내고, Pice_max 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 공급될 수 있는 최대의 기계적 동력을 나타낸다.
다음의 목표 토크들은 식(2)으로부터 추론된다.
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
식(4) 및 식(5)에서, 변수(Pice_target_p1 )는 변수(Phsg_target_p1)에 의해 동등하게 대체될 수 있었는데, 이것은 제 2 전기 기계(4)에 의해 생성될 목표 파워를 나타낸다. 아래에서 설명될 바로서, 식(5)에 있는 "-" 부호는 제 2 전기 기계(4)로부터의 토크가 전기 동력을 배터리(9)에 공급하도록 네가티브(negative)이어야만 하므로 필요하다.
단계(S04)의 목적은 Pmem_target_p1 ≤ Pbat_pot 일 때 파워 트레인(1)의 액튜에이터들의 목표 토크들의 3 중항을 계산하는 것이다. 다음에 식(2) 및 식(3)이 목표 토크(Tmem_target_p1)를 계산하도록 적용되는데, 이는 목표 토크(Tice_target_p1 및 Thsg_target_p1)들이 이러한 경우에 디폴트(default)로 제로이기 때문이다.
다음에 토크(Tice, Tmem , Thsg)를 수정하는 단계(S05)가 수행된다. 이에 수반하여, 토크(Tice)는 목표 토크(Tice_target_p1)에 수렴하도록 수정되고, 토크(Tmem)는 목표 토크(Tmem_target_p1)에 수렴하도록 수정된다. 만약 목표 토크(Thsg_target_p1)가 제로가 아니라면, 제 2 전기 기계(4)는 재생 모드로 제어되고 토크(Thsg)는 목표 토크(Thsg_target_p1)를 향하여 수렴되도록 수정된다. 단계(S05) 동안에, 콘버터(10)는 주 전기 기계(3) 및 제 2 전기 기계(4)에 결합된다. 단계(S05) 동안에, 토크(Tice, Tmem, Thsg)는 항상 다음의 식을 따르도록 수정된다.
Figure pct00012
여기에서 RICE2 는 샤프트(5)와 샤프트(7) 사이의 현재 트랜스미션 비율을 나타내고, Rhsg 는 샤프트(8)와 샤프트(7) 사이의 트랜스미션 비율을 나타내고, Rmem 은 샤프트(6)와 샤프트(7) 사이의 트랜스미션 비율을 나타낸다.
이러한 방식으로, 국면(P1)의 단계들 동안에, 전기적인 동력이 샤프트(5)로부터 샤프트(6)로의 토크의 전환(switching)에 링크된 가속 평탄 지점(acceleration flat spot)을 보상하기 위하여 주 전기 기계를 보조하는데 필요한 것으로 밝혀지는 경우에, 제 2 전기 기계(4)에 의해 발생되는 상기의 전기적인 동력이 계산된다. 식(2) 및 식(4)의 결과로서, 주 전기 기계(3)에 의해 필요한 보충적인 전기 동력(top-up electrical power)을 발생하는데 필요한 기계적인 동력을 제 2 전기 기계(4)에 공급하기에 토크(Tice)는 충분하다.
단계(S05)가 완료되었을 때 국면(P1)은 완료된다. 국면(P1)의 끝에서, 중실의 제 1 샤프트(5)상의 토크는 제로이다. 국면(P1) 동안에, 토크(T7)는 실질적으로 일정하게 유지되었다.
다음에 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE2)의 연계 해제(disengaging) 국면(P2)이 적용된다. 이러한 국면 동안에, 트랜스미션 비율(ICE2)을 발생시키는 아이들 기어의 디클러칭(declutching)이 활성화된다. 국면(P2)의 끝에서, 샤프트(5)는 샤프트(7)로부터 기계적으로 연결 해제된다.
중실의 제 1 샤프트(5)를 동기화시키는 국면(P3)이 다음에 적용된다. 이러한 국면 동안에, 속도(ωice)가 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE3)에 의해 감속되는 속도(ω7)에 동기화되도록, 내부 연소 엔진(2) 및 제 2 전기 기계(4)로의 동력 공급은 수정된다.
국면(P3)은 목표 속도(ωice_target)를 계산하는 제 1 단계(S11)를 포함한다. 이것을 수행하도록, 다음의 식이 적용된다.
Figure pct00013
여기에서 RICE3 는 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE3)이다.
국면(P3)은 제 2 테스트 단계(S12)를 포함하며, 여기에서는 배터리(9)에 의해 전달될 수 있고 전기 기계(3)에 의해 생성될 수 있는 전기적인 동력(Pbat_pot)보다 동력(Pmem_target_p1)이 더 큰지 여부가 판단된다. 만약 Pmem_target_p1 > Pbat_pot 이면, 차후 단계(S13)가 수행된다. 만약 Pmem_target_p1 ≤ Pbat_pot 이면, 단계(S14)가 수행된다.
단계(S13)의 목적은 샤프트(5)의 회전 속도를 조절하는 국면 동안 엔진(2)에 의해 적용되어야 하는 목표 토크(Tice_target_p3) 및 제 2 전기 기계(4)에 의해 적용되어야 하는 목표 토크(Thsg_target_p3)를 계산하는 것이다. 이러한 결과에 도달하도록, 엔진(2)의 목표 동력(Pice_target_p3)이 판단된다
Figure pct00014
목표 토크는 다음의 식에 의해 판단된다.
Figure pct00015
Figure pct00016
여기에서 R8/5 는 샤프트(5)를 샤프트(8)에 연결하는 트랜스미션 비율에 해당한다.
T_prop 은 비례의 항에 해당한다.
T_int 는 적분의 항에 해당한다.
식(10)에서, 비례의 항(proportional term)과 적분의 항(integral term) 양쪽이 존재한다. 그러나, 물론 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이들 2 개의 항들중 오직 하나로 이루어지는 속도 조절의 항(speed regulation term)을 생각할 수 있다.
샤프트(5)의 회전 속도의 조절 국면 동안 주 전기 기계(3)의 목표 토크(Tmem_target_p3)는 항상 동일한 식을 이용하여 계산된다.
Figure pct00017
단계(S14)의 목적은 Pmem_target_p3 ≤ P bat_pot 일 때 목표 토크의 3 중체를 판단하는 것이다. 이러한 경우에, 목표 토크(Pmem_target_p3)는 식(11)에 따라서 정의되는 반면에 목표 토크(Thsg_target_p3)는 제로로서 정의되고 목표 토크(Tice_target_p3)는 비례 항 및 적분 항의 함수로서만 변화한다.
단계(S13 또는 S14)가 적용되는지의 여부에 무관하게, 속도(ωice )를 목표 속도에 수렴하게 하기 위하여 엔진(2)의 회전 속도(ωice) 및 토크(Tice)와 제 2 전기 기계(4)의 토크(Thsg)를 조절하는 단계가 있다.
만약 목표 토크(Thsg_target_p3)가 제로가 아니라면, 제 2 전기 기계(4)는 재생 모드로 제어되고, 토크(Thsg)는 목표 토크(Thsg_target_p3)를 향하여 수렴된다. 동시에, 콘버터(10)는 주 전기 기계(3) 및 제 2 전기 기계(4)에 결합된다.
이러한 방식으로, 단계(S13 또는 S14) 동안에, 만약 필요하다면, 주 전기 기계(3)에 의해 필요한 보충적인 전기적 동력을 발생시키는데 필요한 기계적 동력을 제 2 전기 기계(4)에 계속 공급할 수 있게 하면서, 샤프트(5)는 동기화된다.
단계(S13 또는 S14) 동안에, 토크(Tice)를 제어하기 위한 시스템이 수행된다. 수행된 제어 시스템은 도 4 에 개략적으로 도시되어 있다. 토크(Tice)를 제어하기 위한 시스템이 설명되었을지라도, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 토크(Thsg)를 제어하기 위한 동일한 시스템을 수행할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 전기 기계(3)에 공급되는 보충적인 동력은 일정할 수 없다. 결과적으로, 토크(Tice)를 제어하는 것이 유리하다.
도 4 를 참조하면, 토크(Tice)는 개방 루프 함수(open loop function)에 의해 제어된다. 개방 루프는 비교기(12)를 포함하며, 이것은 샤프트(5)의 회전 속도 설정점(ωset)과 측정된 회전 속도(ωmeas) 사이의 편차(deviation, ε)를 계산한다. 속도 설정점(ωset)은 (도시되지 않은) 맵(map)의 출력으로 얻어질 수 있으며, 이것은 단계(S13 또는 S14)의 시작 이래로부터 경과된 시간(t) 및 목표 속도(ωice_target)의 함수로서의 설정점 값들을 포함한다.
편차(ε)는 제 1 콘트롤러(13)에 의해 수정된다. 콘트롤러(13)는 비례(P)적이고 변수 이득(G)을 적용한다. 보다 상세하게는, 이득(G)은 측정된 회전 속도(ωmeas)와 목표 속도(ωice_target) 사이의 편차의 함수로서 변화된다. 이러한 편차가 클수록, 이득(G)이 커진다. 이득(G)은 또한 목표 속도(ωice_target)의 값의 함수로서 변화된다.
이득(G)을 얻기 위하여, 수행(샤프트(5)의 회전 속도에서의 증가 또는 감소)되어야 하는 동기화 유형의 함수로서 이득 값들을 포함하는 하나 이상의 맵(map)(들)이 사용될 수 있으며, 엔진(2)의 역학(dynamics)은 특히 샤프트(5)의 가속도에 의존한다.
편차(ε)는 제 2 콘트롤러(14)에 의해 수정된다. 콘트롤러(14)는 인테그랄(integral, I)이다. 편차(ε)가 미리 정의된 쓰레숄드(emin)보다 작을 때만 활성화되도록 콘트롤러(14)가 구성된다. 콘트롤러(14)는 측정 속도와 속도 설정점 사이의 제로 편차를 보장하기 위하여 필요한 설정점에 근접할 때 회전 속도(ωice)를 안정화시킬 수 있게 한다.
편차(ε)는 제 3 콘트롤러(15)에 의해 수정된다. 콘트롤러(15)는 피드 포워드 콘트롤러(feed-forward controller)이다. 콘트롤러(15)는 단계(S13)에서 계산된 목표 토크(Tice_cible_p3)로써 구성된다. 토크(Tice)의 수정을 판단할 때 콘트롤러(15)는 제 2 전기 기계(4)를 고려할 수 있게 한다.
위와 같은 점에 비추어, 가속도 평탄 지점(acceleration flat spot)을 일으키지 않으면서 국면(P1)에서의 토크 전환을 보상하도록 주 전기 기계(3)에 의해 필요한 보충적인 전기 동력을 발생시키기에 엔진(2)에 의해 제 2 전기 기계(4)로 공급되는 기계적인 동력이 충분한 것을 보장하면서, 필요하다면 기계적인 동력을 제 2 전기 기계(4)에 계속 공급하면서 동기화가 발생하도록 단계(S13 및 S14)는 엔진(2)을 제어할 수 있게 한다.
국면(P3)은 단계(S13 또는 S14)가 완료되었을 때 완료된다. 국면(P3)의 끝에서, 중실의 제 1 샤프트(5)의 속도(ωice)는 트랜스미션 비율(ICE3)로 감소된 제 2 샤프트(7)의 속도(ω7)와 동기화된다.
Figure pct00018
연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE3)에 연계되는 국면(P4)이 다음에 수행된다. 이러한 국면 동안에, 연소 엔진 트랜스미션 비율(ICE3)에 대응하는 아이들 기어의 클러치 작용(clutching)이 활성화되도록 도그 커플러(dog coupler, C1)가 조작된다. 국면(P4)의 끝에서, 기어박스는 하이브래드 비율(Hyb32)에서 연계된다.
샤프트(6)로부터 샤프트(5)로 토크를 전환시키는 국면(P5)이 다음에 수행된다. 이러한 방식으로, 파워 트레인(1)은 기어 비율 변화의 출력을 향하여 제어된다. 국면(P5)의 끝에서, 방법은 완료된다.
도 5a 내지 도 5c 는 도 3 의 방법 동안에 시간(t)의 함수로서 토크(Tice, Tmem, Thsg)의 개별적인 변화를 다이아그램으로 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c 의 그래프에서, 시간(t0)은 개시 국면(P0)의 종료 시간에 대응한다. 시간(t1)은 국면(P1)의 단계(S05)의 종료 시간에 대응한다. 시간(t2)은 국면(P2)의 종료 시간에 대응한다. 시간(t3)은 국면(P4)의 종료 시간에 대응한다.
도 5a 및 도 5b 에서 알 수 있는 바와 같이, 토크(Tice)는 국면(P1) 동안에 토크(Tmem)의 증가에 응답하여 감소한다. 통상적으로 토크(Tice)는 국면(P2)의 개시를 가능하게 하도록 제로로 감소되어야 했던 반면에, 토크(Tice)는 기계적인 동력을 제 2 전기 기계에 공급하도록 제로를 초과하여 유지된다. 다음에 토크(Thsg)는 제로 아래로 네가티브 값(negative values)으로 떨어져서, 제 2 전기 기계는 보충적인 전기 동력(top up electrical power)을 발생시킨다. 이러한 전기적인 동력은 주 전기 기계에 공급되는데, 이것은 토크(Tmem)를 증가시킴으로써 샤프트(5)로부터의 토크 소거(cancellation of the torque)를 완전히 보상한다.
국면(3)의 시작에서, 토크(Tice)는 실질적으로 제로이거나, 또는 엄밀하게 네가티브인 반면에, 토크(Thsg)는 네가티브 값에서 상대적으로 훨씬 제로 미만이다. 제 2 전기 기계(4)는 다음에 전기적인 동력을 발생시킴으로써 샤프트(5)의 동기화를 구현하도록 샤프트(5)로부터 기계적인 동력을 유인한다. 국면(3)의 이후 단계에서, 회전 속도(ωhsg)가 감소되는 동안 토크(Tice)는 제 2 전기 기계(4)에 의해 전기적인 동력의 발생 레벨을 유지하도록 증가된다.
위와 같은 점에 비추어, 본 발명에 따른 방법은, 가속도 평탄 지점(acceleration flat spot)과 같은 사용자들의 불만 발생을 방지하면서, 출력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율의 연계를 필요로 하는 기어 비율 변화를 구현할 수 있게 한다.
스텝 업 콘버터(step-up converter, 10)는 위에서 설명된 방법과 조합되어 사용될 때 특히 유리하다. 이러한 콘버터는 재생 모드에서 제어될 때 제 2 전기 기계(4)에 의한 전기적인 동력의 발생을 최적화시킬 수 있고 주 전기 기계(3)에 의한 기계적인 동력의 발생을 최적화시킬 수 있다.
1. 하이브리드 파워 트레인 2. 내부 연소 엔진
3. 주 전기 기계 4. 제 2 전기 기계
7. 제 2 샤프트 8. 카운터샤프트

Claims (10)

  1. 차량 파워 트레인(1)의 제어 방법으로서, 차량 파워 트레인은 내부 연소 엔진(2), 저장 배터리(9)에 전기적으로 연결된 주 전기 기계(3), 상기 저장 배터리(9)에 전기적으로 연결된 제 2 전기 기계(4) 및, 적어도 하나의 도그 기어박스(dog gearbox)를 포함하고,
    상기 도그 기어박스는 내부 연소 엔진(2) 및 제 2 전기 기계(4)에 기계적으로 연결된 제 1 주 샤프트(5), 상기 주 전기 기계(3)에 기계적으로 연결된 제 2 주 샤프트(6) 및, 제 2 샤프트(7)를 포함하고,
    제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)는 동기화되고(P3), 다음에 출력 비율에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율이 연계되고(P4), 토크(Tmem)는 제 2 주 샤프트(6)로부터 제 1 주 샤프트(5)로 전환되고,
    제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화되었을 때(P3), 만약 동력 설정점(Pmem_target_p3)이 저장 배터리(9)에 의해서만 전기 동력을 받는 주 전기 기계(3)에 의해 달성되기에 너무 높다면,
    제 2 전기 기계(4)는 재생 모드(regenerative mode)로 강제되고(S14) 제 2 전기 기계(4)에 의해 발생된 전기적인 동력은 주 전기 기계(3)에 보충적인 전기 동력(top up electrical power)을 공급하도록 사용되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 보충적인 전기 동력(top-up electrical power)이 주 전기 기계(3)에 공급될 때, 상기 주 전기 기계(3) 및/또는 상기 제 2 전기 기계(4)는 스텝-업 콘버터(step-up converter, 10)에 결합되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화되기 전에, 토크(Tice)는 제 1 주 샤프트(5)로부터 제 2 주 샤프트(6)로 전환되고 (P1), 다음에 입력 비율(input ratio)에 대한 연소 엔진 트랜스미션 비율은 연계 해제되고(P2),
    토크(Tice)가 제 1 주 샤프트(5)로부터 제 2 주 샤프트(6)로 전환될 때(P1), 만약 동력 설정점(Pmem_target_p1)이 저장 배터리(9)에 의해서만 전기 동력을 받는 주 전기 기계(3)에 의해 달성되기에는 너무 높다면, 제 2 전기 기계(4)는 재생 모드(S05)로 강제되고 제 2 전기 기계(4)에 의해 발생된 전기 동력은 보충적인 전기 동력을 주 전기 기계(3)로 공급하는데 사용되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 토크(Tice)가 제 1 주 샤프트(5)로부터 제 2 주 샤프트(6)로 전환될 때(P1), 내부 연소 엔진(2)의 제 1 토크 설정점(Tice_target_p1) 및 제 2 전기 기계(4)의 제 2 토크 설정점(Thsg_target_p1)이 판단되고 (S03, S04),
    내부 연소 엔진(2) 및 제 2 전기 기계(4)는 제 1 및 제 2 토크 설정점의 함수로서 제어되고(S05), 상기 제 1 및 제 2 토크 설정점은 다음의 식을 적용함으로써 판단되며:
    Figure pct00019
    )
    Figure pct00020

    Figure pct00021

    여기에서, Pice_target_p1 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 생성되는 제 1 목표 동력이고,
    Pwheels 는 차량의 휘일에 공급되는 동력 설정점이고,
    Phsg_regen_max 는 재생 모드에서 작동하는 제 2 전기 기계(4)에 의해 달성될 수 있는 최대 전기 동력이고,
    Pice_max 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 전달될 수 있는 최대 동력이고,
    Tice_target_p1 는 제 1 설정점이고,
    ωice 는 내부 연소 엔진(2)의 회전 속도이고,
    Thsg_target_p1 는 제 2 설정점이고,
    ωhsg 는 제 2 전기 기계(4)의 회전 속도인, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화될 때(P3), 내부 연소 엔진(2)의 제 3 토크 설정점(Tice_target_p3) 및 제 2 전기 기계(4)의 제 4 토크 설정점(Thsg_target_p3)이 판단되고, 내부 연소 엔진(2) 및 제 2 전기 기계(4)는 제 3 및 제 4 토크 설정점의 함수로서 제어되고 (S13, S14), 상기 제 3 및 제 4 토크 설정점은 다음의 식을 적용함으로써 판단되고,
    Figure pct00022

    Figure pct00023

    Figure pct00024
    Figure pct00025

    여기에서 Pice_target_p3 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 생성되는 제 2 목표 동력이고,
    Pwheels 는 차량의 바퀴들에 공급되는 동력 설정점이고,
    Phsg_regen_max 는 재생 모드에서 작동하는 제 2 전기 기계(4)에 의해 달성될 수 있는 최대 전기 동력이고,
    Pice_max 는 내부 연소 엔진(2)에 의해 전달될 수 있는 최대 동력이고,
    Tice_target_p3 는 제 3 설정점이고,
    ωice 는 내부 연소 엔진(2)의 회전 속도이고,
    Thsg_target_p3 는 제 4 설정점이고,
    ωhsg 는 제 2 전기 기계(4)의 회전 속도이고,
    T_regulation_ω 는 속도 조절의 항인, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화되었을 때(P3), 비례 콘트롤러(proportional controller, 12)를 사용하여 제 2 전기 기계(4)로부터의 토크(Thsg) 및/또는 내부 연소 엔진(2)으로부터의 토크(Tice)를 제어하는 단계(S13, S14)가 수행되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 단계(S13, S14) 동안, 제 1 주 샤프트(5)의 현재 회전 속도(ωice)와 목표 회전 속도(ωtarget) 사이의 편차(ε), 달성되어야 하는 동기화의 유형 및, 내부 연소 엔진(2)의 회전 속도((ωice) 역학(dynamics)으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터는 맵(map)으로 입력되고,
    이득(G) 값이 상기 맵으로부터의 출력으로서 검색되고, 검색된 이득(G)은 상기 비례 콘트롤러(12)에 적용되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화될 때(P3), 적분 콘트롤러(13)를 사용하여 제 2 전기 기계(4)로부터의 토크(Thsg) 및/또는 내부 연소 엔진(5)으로부터의 토크(Tice)를 제어하는 단계(S15)가 수행되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 적분 콘트롤러(integral controller,13)는 속도 설정점(ωtarget)과 측정 속도(ωice) 사이의 편차(ε)가 미리 정해진 쓰레숄드(emin) 아래로 떨어지는 시간으로부터 활성화되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 주 샤프트(5)의 회전 속도(ωice)가 동기화될 때(P3), 적어도 하나의 토크 설정점(Tice_target_p3)이 계산되고(S13, S14), 상기 토크 설정점 (Tice_target_p3)으로써 구성된 피드 포워드 콘트롤러(feed-forward controller, 15)에 의한 제 2 전기 기계(4)로부터의 토크(Thsg) 및/또는 내부 연소 엔진(5)으로부터의 토크(Tice)를 제어하는 단계가 수행되는, 차량 파워 트레인의 제어 방법.
KR1020207013192A 2017-10-09 2018-10-05 전기 하이브리드 파워 유닛의 제어 방법 KR102664278B1 (ko)

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3114555B1 (fr) * 2020-09-29 2023-02-24 Renault Sas Groupe motopropulseur hybride et procédé de contrôle associé
FR3120339B1 (fr) * 2021-03-04 2023-03-17 Renault Sas Commande d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride fonctionnant dans un mode série à batterie déconnectée

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001213181A (ja) * 2000-02-04 2001-08-07 Hitachi Ltd ハイブリッド自動車の制御装置
JP2010216363A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Mazda Motor Corp 自動車のエンジン制御装置
JP2010252607A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Toyota Motor Corp 電力制御装置および車両駆動システム
US20110098151A1 (en) * 2008-06-12 2011-04-28 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive train for a motor vehicle and method for operating the hybrid drive train
WO2016194172A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のモード遷移制御装置
US20170122419A1 (en) * 2010-06-28 2017-05-04 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive having an automated conventional gearbox

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009143361A (ja) 2007-12-13 2009-07-02 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の駆動装置
JP5321023B2 (ja) 2008-12-04 2013-10-23 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置
FR3007696B1 (fr) * 2013-06-26 2015-06-26 Renault Sa Transmission hybride avec une machine electrique additionnelle et procede de commande
FR3022495B1 (fr) * 2014-06-24 2017-12-22 Renault Sas Transmission hybride a machine electrique deportee et procede de commande de changements de rapports
CN107683231B (zh) * 2015-06-09 2019-03-26 日产自动车株式会社 混合动力车辆的模式转变控制装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001213181A (ja) * 2000-02-04 2001-08-07 Hitachi Ltd ハイブリッド自動車の制御装置
US20110098151A1 (en) * 2008-06-12 2011-04-28 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive train for a motor vehicle and method for operating the hybrid drive train
JP2010216363A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Mazda Motor Corp 自動車のエンジン制御装置
JP2010252607A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Toyota Motor Corp 電力制御装置および車両駆動システム
US20170122419A1 (en) * 2010-06-28 2017-05-04 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid drive having an automated conventional gearbox
WO2016194172A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のモード遷移制御装置

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