WO2013141621A1 - 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법 - Google Patents

솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법 Download PDF

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WO2013141621A1
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hybrid
wheel
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Inventor
이준열
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Lee Joon Yul
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/90—Energy harvesting concepts as power supply for auxiliaries' energy consumption, e.g. photovoltaic sun-roof

Definitions

  • the present invention relates to a solar energy-charged hybrid vehicle and a method of driving. More particularly, the present invention relates to a hybrid vehicle for charging an auxiliary battery using solar energy and to supplying additional rotational power by receiving power from the auxiliary battery. It is about a method.
  • power is provided by a hybrid vehicle using an internal combustion engine powered by fossil fuels as a main power supply and an electric motor as an auxiliary power supply and an electric motor driven by a rechargeable battery.
  • BACKGROUND ART Fuel cell vehicles that provide power by an electric motor driven through a fuel cell using a chemical reaction with an electric vehicle have been developed.
  • the battery charging method is very limited by the vehicle's own engine or by regenerative braking power generation, and high power consumption is also a problem by the driving method by a large electric motor.
  • the present invention is to solve the problems of the conventional hybrid vehicle, to provide a charging method using solar energy, and to reduce the capacity of the battery and the capacity of the electric motor for supplying additional power hybrid that can maximize the fuel economy for the price It relates to a vehicle and a method of operation thereof.
  • a charging mode for charging the auxiliary battery using a solar panel provided in the vehicle A charging mode for charging the auxiliary battery using a solar panel provided in the vehicle.
  • a hybrid mode receiving electric power in pulse form from the auxiliary battery and supplying additional rotational force to the wheel shaft of the vehicle or the main shaft of the engine.
  • the normal driving mode is operated simultaneously with one of the charging mode, the hybrid mode and the forced driving mode.
  • At least two auxiliary batteries are characterized in that.
  • a sensor configured to determine a compression stroke time of the engine of the vehicle.
  • the additional rotational force is supplied at the compression stroke time of the engine.
  • the state of the vehicle which automatically enters the hybrid mode, includes the charge level of the auxiliary battery, the traveling speed of the vehicle, the rotation speed of both wheels of the vehicle, the steering angle of the vehicle, the brake of the vehicle. It is characterized in that it comprises at least one or more of the operation, whether the operation of the vehicle Excel.
  • An electronic clutch for reducing frictional resistance between the motor shaft of the electric motor and the wheel shaft of the vehicle;
  • the electromagnetic clutch In the hybrid mode or the forced driving mode, the electromagnetic clutch maintains an off state to directly connect the motor shaft and the wheel shaft, and in the charging mode or the normal driving mode, the electromagnetic clutch maintains an on state and thus the motor shaft. And the wheel shaft are separated by the electromagnetic clutch.
  • At least one in-wheel motor for supplying said additional rotational force of said vehicle
  • At least one or more sensors for detecting rotational speeds of both wheels of the vehicle
  • the in-wheel motor may be inserted into one wheel or both wheels of the driven shaft of the vehicle.
  • the engine of the vehicle By the generator of the vehicle when the amount of electricity generated by the solar panel in the charging mode or the hybrid mode is smaller than a threshold amount of electricity, the engine of the vehicle is in the idle state or the brake of the vehicle is in operation.
  • the auxiliary battery may be charged.
  • the wheel shaft is the driven shaft of the vehicle
  • At least one constant velocity joint for transmitting the additional rotational force to the driven shaft of the vehicle
  • the electromagnetic clutch is characterized by reducing frictional resistance between the driven shaft and the constant velocity joint.
  • the forced driving mode may be applied when the steering angle of the vehicle is greater than or equal to the critical steering angle, the brake of the vehicle is in operation, the excel of the vehicle is not in operation, or the traveling speed of the vehicle is greater than the maximum threshold speed. It is characterized in that the driving mode is stopped.
  • Hybrid mode which automatically receives pulse-type power from one auxiliary battery above the threshold battery charge level of the auxiliary battery based on the state of the vehicle and supplies additional torque to the wheel shaft of the vehicle or the main shaft of the engine. Operating step; And
  • the auxiliary battery of the auxiliary battery is less than the threshold battery charge level of charge mode operation step of being charged by a solar panel (solar panel) provided in the vehicle; characterized in that it comprises a.
  • the state of the vehicle which automatically enters the hybrid mode, may include a charge level of the auxiliary battery, a traveling speed of the vehicle, a rotation speed of both wheels of the vehicle, a steering angle of the vehicle, and a brake of the vehicle. It is characterized in that it comprises at least one or more of the operation, whether the operation of the vehicle Excel.
  • One of the sensors detects the compression stroke timing of the engine of the vehicle
  • Further rotational force in the hybrid mode is characterized in that it is supplied at the compression stroke time of the engine.
  • the forced drive mode operation stops when the steering angle of the vehicle is greater than or equal to the critical steering angle, the brake of the vehicle is in operation, the excel of the vehicle does not operate, or the traveling speed of the vehicle is greater than the maximum threshold speed. It is characterized by.
  • the engine of the vehicle is idle or the brake of the vehicle is in operation
  • the auxiliary battery may be charged by a generator.
  • the additional rotational force may be supplied from an electric motor or an in-wheel motor which receives the pulse type power from the auxiliary battery.
  • the additional rotational force is supplied from an electric motor supplied with the pulsed power from the auxiliary battery,
  • the motor shaft of the electric motor and the wheel shaft of the vehicle are directly connected, and in the charging mode operation step, the motor shaft of the electric motor and the wheel shaft of the vehicle are electronic clutches. It is characterized by being separated by.
  • the solar energy-charged hybrid vehicle and driving method by lowering the capacity of the electric motor and the capacity of the battery, the power consumption can be lowered, and the battery price can be lowered to have the maximum fuel economy compared to the price There is.
  • the charging method of the auxiliary battery can be diversified by adding charging using the solar panel provided in the vehicle.
  • the energy saving as well as the vibration noise can be reduced to increase the riding comfort.
  • an additional rotational force by the electric motor is supplied to the driven shaft to increase the fuel economy of the vehicle.
  • the solar energy charging hybrid vehicle and the driving method according to the present invention by charging the auxiliary battery for driving the electric motor by the vehicle primary battery or generator in addition to the solar energy, it is possible to travel a long distance without the charging process by external electricity. It works.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG 3 shows a third embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 7 shows a seventh embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 8 is a diagram conceptually showing four strokes and a torque of a conventional engine.
  • FIG. 9 is a diagram showing the stroke and torque of a four-cylinder four-stroke engine and the motor torque generated by the electric motor in the present invention.
  • FIG. 11 shows a flowchart of a charging mode of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • FIG. 12 shows a flowchart of a hybrid mode using an electric motor of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing a flowchart of the forced driving mode using the electric motor of the hybrid vehicle according to the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a hybrid mode using an in-wheel motor of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating a forced driving mode using an in-wheel motor of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a hybrid mode flow chart of an electric motor for reinforcing engine torque of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • 17 is a flowchart illustrating a forced driving mode of an electric motor for reinforcing engine torque of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • the hybrid vehicle in the present invention may include all vehicles driven by engines such as cultivators and tractors, as well as four-wheeled vehicles and two-wheeled vehicles that can be operated on land, and can be operated at sea.
  • the concept may include.
  • the figure shows a four-wheeled vehicle as one embodiment, it is noted that this is for illustrative purposes and is not intended to limit the scope of the invention.
  • Solar energy charging hybrid vehicle and driving method according to the present invention is characterized by a variety of charging method of the auxiliary battery for supplying power to the electric motor or in-wheel motor.
  • a charging method by an external power source when the vehicle is parked for a long time (2) a charging method by a generator of the vehicle, and (3) a charging method by regenerative braking power generation using regenerative power generated when the brake is operated.
  • the solar energy charging hybrid vehicle and the driving method according to the present invention have a structure capable of minimizing the time for charging the battery while simultaneously reducing the capacity of the auxiliary battery and including two or more auxiliary batteries.
  • the second auxiliary battery in the standby state may have a structure capable of performing charging.
  • the electric motor or the in-wheel motor is assisted only in a process requiring high engine power (eg, an acceleration section during starting or driving), and also in a four-stroke engine. It is characterized by minimizing power consumption by operating in a way that complements the output of the compression stroke.
  • the solar energy-charged hybrid vehicle and the driving method according to the present invention it is possible to reduce the vibration noise generated in the engine by increasing the riding comfort by compensating for the energy reduction as well as the torque reduced in the compression stroke.
  • it can be configured to be supplied with additional power by the electric motor or the in-wheel motor at the point of the minimum engine torque even in the compression stroke section, if the additional power is supplied at the minimum engine torque of the vehicle The efficiency will be even higher.
  • the solar energy-charged hybrid vehicle includes (1) a solar panel provided in a vehicle in addition to the normal driving mode in which the wheel shaft of the vehicle or the main shaft of the engine is powered and driven only by the engine of the vehicle. charging mode for charging the auxiliary battery using a panel) (3) Hybrid mode that receives additional pulse power from the auxiliary battery based on the state of the vehicle and provides additional torque to the wheel axle of the vehicle or the main shaft of the engine. And (4) a forced drive mode for driving to transmit the additional rotational force to the wheel shaft of the vehicle or the main shaft of the engine at the driver's choice.
  • the normal driving mode may be operated simultaneously with one of the charging mode, the hybrid mode, and the forced driving mode. That is, the solar energy-charged hybrid vehicle in the present invention is the auxiliary power by the electric motor or in-wheel motor to obtain the main power by the engine of the conventional internal combustion engine and to receive additional power by receiving the pulse type power from the auxiliary battery. To obtain.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • 1 is an embodiment of a front wheel (190, 190-1) driven vehicle, showing an example in which the electric motor provides additional power to both wheels (190-2, 190-3) of the rear wheels (190-2, 190-3) of the driven shaft. Doing.
  • the hybrid vehicle shown in FIG. 1 includes a front wheel driven by the engine 110 and a rear wheel driven by the electric motor 160.
  • the supply of additional rotational force in the rear wheel, which is the driven shaft may be made by further including the constant velocity joint (170, 170-1, 170-2 and 170-3) and the electromagnetic clutch (180-1, 180-2).
  • the supply of additional power by the electric motor in the present invention is utilized as the provision of auxiliary power in addition to the main power by the engine.
  • the supply of additional power by the electric motor in the present invention is provided only at a short moment during the compression stroke period of the engine.
  • the hybrid vehicle according to the present invention is a control unit for controlling the engine 110 for supplying the main power, the generator 120, the vehicle battery 140 for supplying the main power of the vehicle, the driving of the vehicle and the switching between the above-mentioned modes 130, an electric motor 160 for supplying additional torque, two or more auxiliary batteries 150-1, 150-2 for powering the electric motor, one or more constant velocity joints 170, 170-1, 170-2 And 170-3) and a controller 130.
  • the electric motor 160 supplies the additional turning force (or torque) to the rear wheel of the vehicle by the electric power supplied from the auxiliary battery 150-1 or 150-2. Unlike obtaining a rotational force or a driving force by a conventional internal combustion engine, the fuel consumption of the vehicle is reduced by additionally supplying the rotational force to the vehicle by the power supplied by the battery.
  • Constant velocity joints 170, 170-1, 170-2 and 170-3 transmit the rotational force supplied by the electric motor to the driven shaft of the vehicle.
  • Conventional constant velocity joints unlike the constant velocity joint in the present invention, the main function was to transmit the rotational force of the engine to accommodate the change in the angle of the drive shaft and the wheel rotation shaft by adjusting the steering angle in the drive shaft connected to the engine of the vehicle The rotational force supplied by the motor is transmitted to the driven shaft of the vehicle to increase the speed of the vehicle, that is, to contribute to the acceleration of the vehicle.
  • pulse power is supplied from the auxiliary batteries 150-1 and 150-2 to compensate for the output consumed in the compression stroke of the engine in the four-stroke or two-stroke engine. It has a structure that can flatten the engine output.
  • it can be configured to be supplied with additional power by the electric motor or the in-wheel motor at the point of the minimum engine torque even in the compression stroke section, if the additional power is supplied at the minimum engine torque of the vehicle The efficiency will be even higher.
  • the controller 130 controls driving of the vehicle and driving of the electric motor. Switching between the normal driving mode, the charging mode, the hybrid mode and the forced driving mode according to the present invention, the control of the electric motor 160, the electronic clutches 180-1 and 180-2, as well as the auxiliary battery 150-1 or 150-2) charge control.
  • the controller 130 may operate to check the battery charge level of the at least two auxiliary batteries to perform charging for the battery that is below the maximum battery charge level and to drive the electric motor using a battery that is larger than the maximum battery charge level. .
  • the hybrid vehicle according to the present invention may include an electronic clutch 180 to block frictional resistance between the constant velocity joint connected to the axle of the vehicle and the electric motor.
  • the electronic clutch 180 maintains the clutch ON state to reduce the frictional resistance between the axle or wheel center axis of the vehicle and the constant velocity joint connected to the electric motor in a section in which the electric motor is not driven, thereby reducing the axle or Ensure that the constant velocity joints connected to the wheel axle and the electric motor are disconnected.
  • the clutch OFF state is maintained so that the rotational force by the electric motor can be transmitted to the axle or the wheel center axis of the vehicle, so that the vehicle's axle or Make sure that the wheel center axis and the constant velocity joint can be connected directly.
  • the driven axle shows an example in which the axles are independently connected and driven to each wheel.
  • the electric motor 160 and the constant velocity joints 170, 170-1, 170-2, and 170-3 are configured to supply additional rotational force to both wheels 190-2 and 190-3. Yes.
  • the additional rotational force supplied by the electric motor 160 is transmitted to the wheels 190-2 and 190-3 through the constant velocity joints 170, 170-1, 170-2, and 170-3.
  • the solar energy-charged hybrid vehicle and driving method according to the present invention can not only automatically perform the operation of the electric motor (eg hybrid mode) but also force the electric motor to be driven by the driver's choice (eg, forced drive mode). It is possible to induce further fuel economy of the vehicle.
  • the electric motor eg hybrid mode
  • the driver's choice eg, forced drive mode
  • a mode selection unit (not shown) to be forcibly performed by the driver's selection in order to forcibly drive the electric motor by the driver's selection.
  • the auxiliary batteries 150-1 and 150-2 may be charged using the solar panel 100 (eg, installed on the roof of a vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of a rear wheel drive vehicle in which driving force or rotational force by the internal combustion engine engine 210 is transmitted to the rear wheel axles connected to the rear wheels 290-2 and 290-3.
  • FIG. 2 shows an example in which a driven axle is independently connected to each wheel (front wheel) and driven, similarly to the embodiment in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an embodiment of a rear wheel 290-2, 290-3 driven vehicle, showing an example in which the electric motor provides additional power to both wheels 290 and 290-1 of the front wheels 290 and 290-1, which are driven shafts. Doing.
  • the electric motor 260 and the constant velocity joints 270-1, 270-2, 270-3, and 270-4 are configured to supply additional rotational force to both wheels 290 and 290-1. Yes.
  • the additional rotational force supplied by the electric motor 260 is transmitted to both the wheels 290 and 290-1 through the constant velocity joints 270, 270-1, 270-2 and 270-3.
  • the electromagnetic clutch 280 distinguishes the driving section of the electric motor 260 from the non-driving section, and thus, in the driving section (eg, the hybrid mode or the forced driving mode), the rotational force of the electric motor may be transmitted to the axle or the wheel center shaft.
  • the clutch ON state is maintained in order to reduce the frictional resistance between the electric motor or the constant velocity joint and the axles connected to the front wheels 290 and 290-1, which are driven axles.
  • the electromagnetic clutch when the electromagnetic clutch is in the clutch ON state, the electromagnetic clutch is positioned between the constant velocity joint connected to the driven axle and the electric motor to block frictional resistance that may be generated by both components rotating together.
  • the auxiliary batteries 250-1 and 250-2 may be charged using the solar panel 200 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy is possible during parking and while driving, if it is above the threshold power generation.
  • FIG 3 shows a third embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • the driving axle is an axle connected to the front wheels 390 and 390-1
  • the driven axle is an axle connected to the rear wheels 390-2 and 390-3.
  • the hybrid mode in which additional power is supplied by the electric motor in the present invention is controlled to operate in a section in which the steering angle is smaller than the critical steering angle and in a section in which the driving speed is smaller than the maximum critical speed. There is no problem in maintaining the balance.
  • the electric motor when additional power is supplied to only one wheel, it is possible to simultaneously limit the output and the steering angle of the electric motor to ensure the stability of the vehicle. That is, the electric motor is used to rotate one wheel of the driven shaft by limiting the output of the electric motor very small (e.g. 5%) relative to the output of the vehicle engine, and additionally by limiting the steering angle to a case smaller than the critical steering angle.
  • An electric motor can be used to match the revolutions of the wheels.
  • a line 375 configuration (which may be a configuration including a sensor for detecting the rotation speed) for detecting the rotation speed of both wheels.
  • an additional rotational force by the electric motor 360 may be supplied to one side of the rear wheel 390-2.
  • the constant velocity joint is further configured to be delivered to the rear wheels 390-2. It is apparent to those skilled in the art that the electric motor can be configured so that additional power can only be transferred to the other 390-3 wheel, unlike that shown in FIG.
  • the electromagnetic clutch 380 is also included in one wheel to block the frictional resistance generated in the section in which the electric motor is not driven.
  • the auxiliary batteries 350-1 and 350-2 may be charged using the solar panel 300 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • 4 is configured to supply additional rotational force by an in-wheel motor installed in each of the two rear wheels 490-2 and 490-3 in the front wheel drive vehicle.
  • the additional rotational force by the in-wheel motor is applied only in the engine compression stroke section to compensate for the power consumed in the compression stroke section of the engine, thereby saving energy and improving riding comfort.
  • In-wheel motors are included in the rear wheels 490-2 and 490-3 of the front-wheel drive vehicle to provide auxiliary power.
  • the embodiment of supplying the additional rotational force by using the in-wheel motor has the advantage that the configuration of the invention can be simplified since the configuration of the electromagnetic clutch and the constant velocity joint is not required when compared with FIGS.
  • the in-wheel motor in the case where the in-wheel motor is used for the driven shaft of the vehicle, a configuration may be adopted in which the in-wheel motor is inserted into the vehicle wheel.
  • the auxiliary batteries 450-1 and 450-2 may be charged using the solar panel 400 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • 5 is configured to supply additional rotational force by an in-wheel motor installed on each of the two front wheels 590 and 590-1 in the rear wheel drive vehicle.
  • the additional rotational force by the in-wheel motor is applied only in the engine compression stroke section to compensate for the power consumed in the compression stroke section of the engine, thereby saving energy and improving riding comfort.
  • An in-wheel motor is included in the front wheels 590 and 590-1 of the rear wheel drive vehicle and configured to supply auxiliary power.
  • the embodiment of supplying the additional rotational force by using the in-wheel motor has the advantage that the configuration of the invention can be simplified since the configuration of the electromagnetic clutch and the constant velocity joint is not required when compared with FIGS.
  • the auxiliary batteries 550-1 and 550-2 may be charged using the solar panel 500 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 6 is configured to supply additional rotational force by the in-wheel motor installed on one rear wheel 690-2 in the rear wheel drive vehicle. It is apparent to those skilled in the art that in wheel motors can be added only to the other 690-3 wheels, as shown in FIG. 6.
  • the hybrid mode in which additional power is supplied by the in-wheel motor is controlled to operate in a section in which the steering angle is smaller than the critical steering angle and in a section in which the driving speed is smaller than the maximum critical speed. There is no problem in maintaining the balance.
  • the power and steering angle of the in-wheel motor may be simultaneously limited to ensure the stability of the vehicle. That is, the in-wheel motor is used to rotate one wheel of the driven shaft by limiting the output of the in-wheel motor very small (e.g. 5%) compared to the output of the vehicle engine, and additionally by limiting the steering angle to a case smaller than the critical steering angle. In-wheel motors can be used to match wheel speeds.
  • it may further comprise a line 670 configuration for detecting the number of revolutions of both wheels.
  • An in-wheel motor is included in the rear wheel 690-2 of the front wheel drive vehicle and configured to supply auxiliary power.
  • the embodiment of supplying the additional rotational force by using the in-wheel motor has the advantage that the configuration of the invention can be simplified since the configuration of the electromagnetic clutch and the constant velocity joint is not required when compared with FIGS.
  • the auxiliary batteries 650-1 and 650-2 may be charged using the solar panel 500 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • 1 to 6 illustrate an embodiment in which the additional rotational force or additional torque by the electric motor or in-wheel motor is transmitted to the driven shaft of the vehicle, but this is for illustrative purposes only and the scope of the present invention is limited thereto. no.
  • FIG. 7 shows a seventh embodiment of a hybrid vehicle according to the invention.
  • FIG. 7 illustrates a configuration for supplying auxiliary power on the main shaft 760 of the engine. That is, the electric motor 780 is provided on the main axis of rotation of the engine 710 is configured to supply additional power instantaneously to the compression stroke section of the engine.
  • the main shaft of the engine is a rotating shaft integrally formed with the crank shaft of the engine, and means a rotating shaft which directly transmits torque to the driving shaft of the vehicle.
  • the main axis of rotation of the engine means a rotation axis which is not integrally formed with the crank shaft of the engine but is connected to the crank shaft to transmit the reciprocating rotational motion of the crank shaft to the drive shaft (front wheel drive shaft of FIG. 7).
  • the electromagnetic clutch 770 may be included to reduce the frictional resistance between the electric motor 780 shaft and the main shaft of the engine as described in the embodiments of FIGS. 1 to 3.
  • the electronic clutch 770 maintains the clutch ON state in order to reduce the frictional resistance between the electric motor shaft and the main shaft of the engine in a section in which the electric motor is not driven, so that the electric motor shaft and the main shaft of the engine are To be disconnected.
  • the clutch is turned off so that the rotational force by the electric motor can be transmitted to the main shaft of the engine. Ensure that the main shaft of the engine can be connected directly.
  • the auxiliary batteries 750-1 and 750-2 may be charged using the solar panel 500 (eg, installed on the roof of the vehicle). Charging with solar energy can be done while parked and on the road as long as it is above the threshold.
  • FIG. 8 is a diagram conceptually showing four strokes and a torque of a conventional engine.
  • Fig. 8 conceptually illustrates each stroke and torque of the one-cylinder engine, and the intake stroke and exhaust stroke in which the valve is opened are ignored because the torque consumption of the engine is relatively small.
  • propulsion energy is obtained 820 in the explosion stroke, but energy is reduced 810 in the compression stroke.
  • FIG. 9 is a diagram showing four strokes and torques of a four-cylinder engine and motor torque generated by the electric motor in the present invention.
  • each piston In the case of a four-cylinder engine, each piston generates a maximum explosion pressure immediately after the maximum compression normal position just before the normal position.
  • FIG. 9 shows the same engine in FIG. 8 for a four-cylinder engine, as shown, the energy obtained in the explosion stroke 910 and the energy consumed in the compression stroke 920 every 180 degrees of rotation of the crankshaft. Experience at the same time.
  • the torque is generated by the electric energy in the form of pulse supplied only during the compression stroke section. .
  • the motor torque 930 is generated every 180 degrees of the crankshaft rotation angle.
  • the torque diagrams 910 and 920 generated by the engine engine and the torque diagrams 930 generated by the electric or in-wheel motors are superimposed, and the torque region 920 and the torque region 930 are generated.
  • the crankshaft angle of rotation becomes coincident.
  • the section in which the torque zone 920 and the torque zone 930 are generated corresponds to the compression stroke section, except that the zone 920 is generated from the engine 110-710, and the torque zone 630 is electric. It is generated by a motor or in-wheel motor.
  • FIG. 10 shows a composite torque diagram in accordance with the present invention showing the final results of FIG.
  • the torque zone 930 compensates for the energy loss in the torque zone 920 and finally maintains energy gain rather than energy loss.
  • the hybrid vehicle according to the present invention increases the reduced engine torque by instantaneously starting the electric motor or in-wheel motor during the compression stroke, and at the same time reduces the noise and vibration level by making the rotational force applied to the main shaft more flat.
  • FIG. 11 shows a flowchart of a charging mode of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • the hybrid vehicle according to the present invention is capable of charging an auxiliary battery using solar light by installing a solar panel on the roof of the vehicle in consideration of the wide roof area of the vehicle in addition to the conventional charging method. It is characteristic.
  • the hybrid vehicle in the present invention includes (1) a normal driving mode in which the hybrid mode is in an OFF state, (2) a charging mode, and (3) a hybrid mode (4) a forced driving mode, by driver selection or by vehicle state. You can enter a specific mode automatically.
  • the charging mode determines whether the engine 110-710 of the vehicle is in the OFF state (S1110). It may be made simultaneously or sequentially through a plurality of sensors provided in the vehicle in the state of the vehicle, the plurality of sensors may be a plurality of sensors for performing different functions, some of which are different positions depending on the installation position It may be provided to perform the same function.
  • the level of the auxiliary battery is checked to determine whether it is smaller than the highest battery charge level (S1120).
  • the highest battery charge level may be adjustable at the driver's choice and is an arbitrary threshold that determines if charging is needed.
  • two or more auxiliary batteries may be provided so that when a secondary battery is in use, the secondary battery in another standby state may be in a charging mode or in a standby state.
  • charging may be performed sequentially when all the batteries included in the vehicle are smaller than the highest battery charge level.
  • the battery level is smaller than the highest battery charge level, that is, when charging is required, it is checked whether the solar power generation amount by the solar panel is greater than the threshold solar power generation amount (S1130). That is, as a step for determining whether the charging efficiency is optimized, when the solar cell is larger than the threshold photovoltaic power generation, the auxiliary battery is charged using the solar panel (S1140).
  • step 1110 If the engine is in the OFF state in step 1110, the process proceeds to S1150 to determine whether the charge level of the auxiliary battery is smaller than the highest battery charge level (S1150).
  • the flowchart in the charging mode section in FIG. 11 may operate the same in the embodiment of obtaining additional power by the in-wheel motor and the embodiment of increasing the engine torque.
  • FIG. 12 shows a flowchart of a hybrid mode using an electric motor of a hybrid vehicle according to the present invention.
  • the hybrid mode of the vehicle in the present invention is defined as being automatically selected without the driver's intervention based on the state of the vehicle.
  • a plurality of thresholds which are a reference, may be stored and input to a processor such as a controller in advance.
  • critical steering angle For example, critical steering angle, speed threshold increase, speed threshold decrease, lowest threshold speed, highest threshold speed, lowest battery charge level, highest battery charge level, critical solar power generation.
  • One embodiment of the set value may include a threshold steering angle, speed threshold increase amount, speed threshold decrease amount, lowest threshold speed, highest threshold speed, and the like.
  • the critical steering angle is a value for determining whether additional rotational force is supplied when the vehicle is driven.
  • the critical steering angle may generally be a value considering the driving speed of the vehicle. That is, the hybrid mode entry may be blocked because it may be difficult to maintain the balance of the vehicle at the time of supplying additional power by the electric motor when the driving speed is greater than the critical steering angle.
  • the additional rotational force by the electric or in-wheel motor according to the invention is supplied instantaneously (eg several milliseconds (ms) or microseconds) only in the compression stroke of the engine, the critical steering angle is a relatively large value. Can be set.
  • the critical steering angle value will be small when the vehicle's traveling speed is large, and the critical steering angle value will be large when the traveling speed of the vehicle is small.
  • the speed threshold increase amount or speed threshold decrease amount is a criterion for determining the change width of the vehicle speed during constant speed driving, and the speed change amount is calculated by calculating the rate of change of the vehicle speed at a constant period (for example, every second or every 2-3 seconds). Less than 5% increase or decrease), it can be determined that the vehicle is moving at a constant speed within a certain range.
  • the vehicle is powered by an electric motor or an in-wheel motor so that power is supplied from an auxiliary battery. It automatically switches to the hybrid mode section to get this driving force.
  • the minimum critical speed of the vehicle is a criterion for determining whether the vehicle is moving at a high speed or a low speed.
  • the threshold speed when the vehicle is moving at a low speed due to traffic lights or traffic congestion during city driving can be set to 35 km / h per hour.
  • the critical speed of a vehicle moving at a high speed may be the case of a vehicle moving at a constant speed of 80 km / h or more on a high speed road or highway, and the minimum critical speed of the vehicle at this time may be set to 80 km / h per hour. have.
  • the maximum critical speed is to limit the maximum speed to prevent the vehicle from overturning. It is possible to preset the maximum threshold speed to 100 km / h at the time of rotation of the vehicle, i.e. if the steering angle is smaller than the critical steering angle, to cut off the power supply to the electric or in-wheel motor.
  • the highest battery charge level is a value for determining whether the auxiliary battery is charged or not, and may be set to 90% or 95% of the maximum charge amount, which may be changed by the driver's choice.
  • the threshold photovoltaic generation is a reference value for selecting a charging method, and as mentioned above in FIG. 11, when the photovoltaic generation is smaller than the threshold photovoltaic generation, it is determined that the charging efficiency is low. It is for selecting a charging method.
  • Entering the hybrid mode starts by detecting the vehicle driving speed, the number of wheel revolutions of the driven shaft, the steering angle, the state of the Excel, and the brake state (S1210).
  • the above-described basic input values may refer to a state already stored in the processor of the controller.
  • the state of the vehicle may be detected at the same time or sequentially or randomly by a plurality of identical or different sensors installed at various positions of the vehicle.
  • the state check of the vehicle may be repeatedly performed at regular intervals rather than temporarily, and the period may be very short especially in the part of detecting the compression stroke of the engine.
  • the battery charging is performed similarly to that mentioned in FIG. 11 when it is smaller than the threshold battery charging level to determine whether the battery is required to be charged.
  • the auxiliary battery is charged using the solar panel (S1240).
  • step 1230 If the amount of generated power is less than the threshold amount of generated solar power in step 1230, the state of the engine or the brake state is checked (S1250).
  • step 1220 if the battery level is higher than the threshold battery charge level, the auxiliary battery can be used to drive the electric motor, and it is determined whether the additional torque is supplied by the electric motor based on the most recently detected vehicle state value. Done.
  • the electric motor is operated (S1275).
  • the electronic clutch is maintained in the OFF state is directly connected to the motor shaft of the electric motor and the driven shaft wheel shaft of the vehicle (S1276).
  • S1270 to S1274 the vehicle runs a straight line at a value less than the minimum threshold speed, the speed change is also less than the threshold increase amount, it can be seen that the vehicle is in the acceleration section until the vehicle starts to reach a certain speed. In this case, it is possible to increase the fuel economy of the vehicle by supplying additional power by the electric motor to induce a change in the running speed of the vehicle.
  • the electromagnetic clutch remains OFF so that the motor axle of the electric motor and the wheel axle of the vehicle are directly connected, but are momentarily transmitted to the wheel axle only in the compression stroke of the engine of the additional rotational force by the electric motor. do.
  • the additional power is not supplied throughout the electronic clutch OFF state, that is, the entire hybrid section, and since the power consumption of the auxiliary battery is instantaneously only in the compression stroke section, the power consumption is also small.
  • the auxiliary battery is charged by regenerative generation of the motor (S1280). That is, in the section where the brake is operated and deceleration is performed, the auxiliary battery is charged using regenerative power generation.
  • step 1273 if the driving speed change amount is smaller than the speed threshold reduction amount, the vehicle may be determined to be traveling without the speed change, and in this case, additional power is supplied by the electric motor.
  • the vehicle's driving speed can be maintained with a low-power electric motor.
  • additional rotational force is supplied from the electric motor using pulse-type power supplied from the auxiliary battery only in the compression stroke of the engine.
  • FIG. 13 is a view showing a flowchart of the forced driving mode using the electric motor of the hybrid vehicle according to the present invention.
  • the hybrid vehicle according to the present invention can automatically enter the hybrid mode by checking the state of the vehicle by the sensor. However, when the vehicle is decelerated due to lack of engine torque on an uphill road, the driver may select the driving mode by the driver's selection (S1300) to increase the climbing ability.
  • the electric motor operates to maintain the ON state (S1350), and the electronic clutch maintains the OFF state so that the motor shaft and the wheel shaft are directly connected (S1360).
  • the hybrid vehicle is instantaneously supplied in the compression stroke section of the engine, not additional power is supplied in the entire section in which the electric motor operates.
  • the stroke of the engine is sensed while maintaining the electric clutch OFF state so that additional torque is supplied from the motor shaft of the electric motor to the wheel shaft only in the compression stroke section.
  • the battery level is smaller than the threshold battery charge level in S1305, the steering angle is greater than the threshold steering angle in S1310, the brake is operating in the S1320 state, or the Excel is not operating in S1330, or If the driving speed is greater than the maximum threshold speed, the forced drive mode is stopped.
  • 14 and 15 are flowcharts illustrating a hybrid mode and a forced driving mode using the in-wheel motor of the hybrid vehicle according to the present invention, respectively.
  • FIGS. 14 and 15 are flowcharts or flowcharts for driving an embodiment in which an in-wheel motor is provided on a driven shaft of the vehicle illustrated in FIGS. 4 to 6, which is almost similar to the flowcharts in FIGS. 12 to 13.
  • Entering the hybrid mode by the in-wheel motor starts by detecting the driving speed of the vehicle, the number of wheel revolutions of the driven shaft, the steering angle, the state of the Excel, and the brake state (S1410).
  • the above-described basic input values may refer to a state already stored in the processor of the controller.
  • the state of the vehicle may be detected at the same time or sequentially or randomly by a plurality of identical or different sensors installed at various positions of the vehicle.
  • the state check of the vehicle may be repeatedly performed at regular intervals rather than temporarily, and the period may be very short especially in the part of detecting the compression stroke of the engine.
  • the battery charging is performed similarly to that mentioned in FIG. 11 when it is smaller than the threshold battery charging level to determine whether the battery is required to be charged.
  • the auxiliary battery is charged using the solar panel (S1440).
  • the state of the engine or the brake state is checked (S1450).
  • step 1420 if the battery level is higher than the threshold battery charge level, the auxiliary battery can be used to drive the in-wheel motor, and it is determined whether the additional torque is supplied by the in-wheel motor based on the most recently detected vehicle state value. Done.
  • the in-wheel motor is operated (S1475). ).
  • the auxiliary battery is charged by regenerative generation of the motor (S1480). That is, in the section where the brake is operated and deceleration is performed, the auxiliary battery is charged using regenerative power generation.
  • step 1473 If the driving speed change amount is smaller than the speed threshold reduction amount in step 1473, it may be determined that the vehicle is traveling without the speed change, and in this case, additional power is supplied by the in-wheel motor.
  • the vehicle's fuel efficiency can be increased by maintaining the vehicle's driving speed with only a low-power in-wheel motor.
  • the in-wheel motor is operated in S1491 so that additional rotational force is supplied from the in-wheel motor using pulse-type power supplied from the auxiliary battery only in the compression stroke section of the engine.
  • 16 and 17 are flowcharts illustrating a hybrid mode and a forced driving mode of the electric motor for reinforcing engine torque of the hybrid vehicle according to the present invention, respectively.
  • 16 and 17 are flowcharts for the embodiment shown in FIG. That is, it is a flowchart for an embodiment in which the electric motor is directly connected to the main shaft of the engine instead of the driven shaft.
  • the electric motor for reinforcing the rotational force of the engine may also include a charging mode, the procedure for which is the same as in the case of the embodiment of supplying additional rotational force to the driven shaft in FIG. 11.
  • the flowcharts of the hybrid mode and the forced driving mode are also almost similar to those of FIGS. 12 and 13.
  • the value detected by the sensor in S1210 includes the number of revolutions of the driven shaft. This is necessary to match the number of revolutions of both wheels under the limitation of the output and limited steering angle to be limited in the case of the embodiment (FIG. 3) which supplies additional torque only to one wheel as mentioned above. factor).
  • the electric motor is directly connected to the main rotation shaft of the engine to reinforce the engine rotation force, as shown in FIG.
  • FIG. 7 the configuration of FIG. 7 and the configuration of directly connecting the main rotation shaft of the engine to reinforce the engine rotational force as shown in FIGS. 16 to 17 are expected to have high utilization in ships.
  • One embodiment of a method of operating a solar energy-charged hybrid vehicle includes: (1) a sensing step of sensing a state of a vehicle simultaneously or sequentially by a plurality of sensors; (2) a battery level checking step of checking a charge level of at least two auxiliary batteries; (3) a hybrid mode operation step of supplying additional rotational force to the wheel axle of the vehicle by receiving electric power in the form of pulse from one auxiliary battery that is equal to or greater than a threshold battery charge level among auxiliary batteries automatically based on the state of the vehicle; (4) the auxiliary battery smaller than the threshold battery charge level of the auxiliary battery may be charged mode operation step of charging by the provided solar panel (solar panel) of the vehicle.
  • the battery In the charging mode, not only can the battery be charged using solar power while parking, but also the solar light can be used while driving, and if the power generation efficiency is low, it can be charged by the generator of the vehicle.
  • the engine load can be reduced by operating the electric motor at this point to reduce fuel consumption.
  • the climbing ability can be temporarily improved by forcibly driving the electric motor to secure the insufficient torque.
  • the (3) hybrid mode operation step and (4) the charging mode operation step are performed on separate auxiliary batteries, respectively, which may be performed simultaneously, or the hybrid mode operation step is first performed by any auxiliary battery.
  • the charge mode operation step for the other auxiliary battery may be performed later. The order may also be reversed.
  • the state of the vehicle that automatically enters the hybrid mode may include at least one of a charging level of the auxiliary battery, a driving speed of the vehicle, a steering angle of the vehicle, whether the vehicle brake is operated, and whether the vehicle is operated by Excel.
  • one of the sensors detects the compression stroke timing of the engine of the hybrid vehicle, and the additional rotational force in the hybrid mode can only be supplied during the compression stroke timing of the engine.
  • a forced driving mode for driving to transmit the additional rotational force to the wheel axle of the vehicle by the driver's selection between the sensing step and the battery level check step, the steering angle of the hybrid vehicle is greater than the critical steering angle, or If the brake is in operation, the vehicle's excel does not operate, or the vehicle's driving speed is greater than the maximum threshold speed, the forced drive mode operation is stopped.
  • the generator of the hybrid vehicle when the amount of power generated by the solar panel in the charging mode operation stage or the hybrid mode operation stage is smaller than the threshold power generation, the engine of the hybrid vehicle is in an idle state or the brake of the vehicle is in operation.
  • the auxiliary battery can be charged by.
  • the additional rotational force is supplied from the motor shaft of the electric motor supplied with pulsed power from the auxiliary battery, and in the hybrid mode operation step or the forced driving mode, the motor shaft of the electric motor is directly connected to the wheel shaft of the vehicle, In the charging mode operation stage, the motor shaft of the electric motor and the wheel shaft of the vehicle are separated by the electromagnetic clutch to reduce the frictional resistance.
  • a computer readable medium storing a computer readable program capable of performing a method of operating a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention may be provided within the scope of the present invention, wherein the computer readable medium may include magnetic storage.
  • Media e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.
  • optical reading media e.g., CD-R, DVD, etc.
  • carrier wave e.g., transmission over the Internet
  • Storage media such as;

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 종래의 하이브리드 운송 수단의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 솔라 에너지를 이용한 충전 방식을 제공하고, 배터리의 용량 및 추가 동력을 공급하는 전기 모터의 용량을 낮춤으로써 가격 대비 연비를 극대화 할 수 있는 하이브리드 운송 수단 및 그것의 운행 방법에 관한 것이다.

Description

솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법
본 발명은 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔라 에너지를 이용하여 보조 배터리를 충전하고, 보조 배터리로부터 전력을 공급받아 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 운송 수단 및 그것의 운행 방법에 관한 것이다.
화석 연료의 희소성으로 인한 연료 가격의 상승과 함께, 화석 연료를 사용하는 차량의 배기 가스로 인한 대기 오염 및 온실 가스의 배출 문제가 점점 심각해지고 있다. 이에 따라, 차량의 연비를 높이고 그 배기 가스를 감소시키기 위하여, 차량 업체뿐만 아니라 관련된 다양한 산업 분야에서 이 문제를 해결하기 위한 노력이 행해지고 있다.
예를 들어, 화석 연료에 의해 작동되는 내연 기관을 주 동력 공급 장치로서 이용하고 전기 모터를 보조 동력 공급 장치로서 이용하는 하이브리드 차량(hybrid vehicle)과 충전식 배터리에 의해 구동되는 전기 모터에 의해 동력을 제공하는 전기 차량과 화학 반응을 이용하는 연료 전지를 통해 구동되는 전기 모터에 의해 동력을 제공하는 연료전지 차량 등이 개발되고 있다.
기존의 하이브리드 차량에 대해서는 몇 가지 부정적인 견해가 있다. 구체적으로, 판매시에 홍보되는 연비가 제대로 나오지 않고, 차량의 판매 가격이 일반 차량에 비해 고가로 책정되어 있을 뿐만 아니라 주기적인 배터리 교체가 요구되고, 배터리 교체 가격이 매우 높다는 문제점이 있다.
또한 배터리 충전 방식이 차량 자체 엔진 또는 회생제동 발전에 의한 방식으로 매우 제한적이고, 대용량의 전기 모터에 의한 구동방식으로 소모 전력이 높다는 점도 역시 문제이다.
본 발명은 종래의 하이브리드 차량의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 솔라 에너지를 이용한 충전 방식을 제공하고, 배터리의 용량 및 추가 동력을 공급하는 전기 모터의 용량을 낮춤으로써 가격 대비 연비를 극대화 할 수 있는 하이브리드 운송 수단 및 그것의 운행 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단에 의하면,
운송 수단에 구비된 솔라 판넬(solar panel)을 이용하여 보조 배터리를 충전하는 충전 모드; 및
상기 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급받아 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
운전자의 선택에 의해 상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 상기 엔진의 주회전축에 전달하는 강제 구동 모드; 및
상기 운송 수단의 엔진에 의해서 상기 바퀴축 또는 상기 엔진의 주회전축에 동력이 공급되는 정상 주행모드;를 더 포함하고,
상기 정상 주행모드는 상기 충전모드, 상기 하이브리드 모드 및 상기 강제 구동 모드 중 하나와 동시에 운용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 보조 배터리는 적어도 두 개 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 운송 수단의 엔진의 압축 행정 시기를 판단하는 센서;를 더 포함하고,
상기 하이브리드 모드 또는 상기 강제 구동 모드에서 상기 추가 회전력은 상기 엔진의 압축 행정 시기에 공급되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 하이브리드 모드에 자동으로 진입하게 하는 상기 운송 수단의 상태는 상기 보조 배터리의 충전레벨, 상기 운송 수단의 주행속도, 상기 운송 수단의 양쪽 바퀴의 회전수, 상기 운송 수단의 조향각, 상기 운송 수단의 브레이크 작동 여부, 상기 운송 수단의 엑셀 동작 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 추가 회전력을 공급하는 전기 모터; 및
상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축 사이의 마찰 저항을 감소시키는 전자 클러치;를 더 포함하고,
상기 하이브리드 모드 또는 상기 강제 구동 모드에서 상기 전자 클러치는 오프 상태를 유지하여 상기 모터축과 상기 바퀴축을 직접 연결하고, 상기 충전 모드 또는 상기 정상 주행모드에서는 상기 전자 클러치는 온 상태를 유지하여 상기 모터축과 상기 바퀴축이 상기 전자 클러치에 의해 분리되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 운송 수단의 상기 추가 회전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 인휠 모터; 및
상기 운송 수단의 양쪽 바퀴의 회전수를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서들;를 더 포함하고,
상기 인휠 모터는 상기 운송 수단의 종동축의 한쪽 바퀴 내부 또는 양쪽 바퀴의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 충전모드 또는 상기 하이브리드 모드에서 상기 솔라 판넬에 의한 발전량이 임계 발전량보다 작고, 상기 운송 수단의 엔진이 아이들(idle) 상태이거나 상기 운송 수단의 브레이크가 동작 중인 경우에 상기 운송 수단의 발전기에 의해 상기 보조 배터리가 충전되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 바퀴축은 상기 운송 수단의 종동축이며,
상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 종동축에 전달하는 적어도 하나 이상의 등속 조인트(constant velocity joint);를 더 포함하고,
상기 전자 클러치는 상기 종동축과 상기 등속 조인트 사이의 마찰 저항을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 강제 구동 모드는 상기 운송 수단의 조향각이 임계조향각 이상이거나, 상기 운송 수단의 브레이크가 작동 중이거나, 상기 운송 수단의 엑셀이 동작하지 않거나, 상기 운송 수단의 주행 속도가 최고 임계속도보다 크면 상기 강제 구동 모드가 정지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법에 의하면,
복수개의 센서에 의해 동시에 또는 순차적으로 운송 수단의 상태를 감지하는 센싱 단계;
적어도 두개이상의 보조 배터리의 충전 레벨을 체크하는 배터리 레벨 체크 단계;
상기 운송 수단의 상태를 기초로 자동으로 상기 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨 이상인 하나의 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급 받아 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드 동작 단계; 및
상기 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨보다 작은 보조 배터리는 상기 운송 수단의 구비된 솔라 판넬(solar panel)에 의해 충전되는 충전모드 동작 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 하이브리드 모드에 자동으로 진입하게 하는 상기 운송 수단의 상태는 상기 보조 배터리의 충전레벨, 상기 운송 수단의 주행속도, 상기 운송 수단의 양쪽바퀴의 회전수, 상기 운송 수단의 조향각, 상기 운송 수단의 브레이크 작동 여부, 상기 운송 수단의 엑셀 동작 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 센서 중 하나는 상기 운송 수단의 엔진의 압축 행정 시기를 감지하고,
상기 하이브리드 모드에서의 추가 회전력은 상기 엔진의 압축 행정 시기에 공급되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
운전자의 선택에 의해 상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 전달하는 강제 구동 모드 동작 단계;를 더 포함하고,
상기 운송 수단의 조향각이 임계조향각 이상이거나, 상기 운송 수단의 브레이크가 작동 중이거나, 상기 운송 수단의 엑셀이 동작하지 않거나, 상기 운송 수단의 주행 속도가 최고 임계속도보다 크면 상기 강제 구동 모드 동작이 정지되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 충전모드 동작 단계 또는 상기 하이브리드 모드 동작 단계에서 상기 솔라 판넬에 의한 발전량이 임계 발전량보다 작고, 상기 운송 수단의 엔진이 아이들(idle) 상태이거나 상기 운송 수단의 브레이크가 동작 중인 경우에 상기 운송 수단의 발전기에 의해 상기 보조 배터리가 충전되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 추가 회전력은 상기 보조 배터리로부터 상기 펄스 형태의 전력을 공급받는 전기 모터 또는 인휠 모터로부터 공급되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 추가 회전력은 상기 보조 배터리로부터 상기 펄스 형태의 전력을 공급받는 전기 모터로부터 공급되고,
상기 하이브리드 모드 동작 단계 또는 상기 강제 구동 모드에서는 상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축이 직접 연결되고, 상기 충전 모드 동작 단계에서는 상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축은 전자 클러치에 의해 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면, 전기 모터의 용량 및 배터리의 용량을 낮춤으로써 소비 전력을 낮추고, 배터리 가격을 낮출 수 있어서 가격 대비 최대의 연비를 가지도록 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면, 차량에 구비된 솔라 판넬을 이용하여 충전하는 추가함으로써 보조 배터리의 충전 방식을 다양화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면, 4행정 또는 2 행정 엔진에서의 압축 행정에서 감소되는 토크를 보완해 줌으로써 에너지 절감은 물론 진동 소음을 줄여 승차감을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면, 전기 모터에 의한 추가적인 회전력이 종동축에 공급됨으로써 차량의 연비를 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면, 전기 모터 구동을 위한 보조 배터리를 솔라 에너지 이외에 차량 기본 배터리 또는 발전기에 의해 충전함으로써 외부 전기에 의한 충전과정 없이 먼 거리를 운행할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 1 실시예를 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 2 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 3 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 4 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 5 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 6 실시예를 보여주는 도면이다.
도 7 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 7 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8 는 종래 엔진의 4 행정과 토크를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9 는 4 기통 4 행정 엔진의 행정 및 토크와 본원 발명에서의 전기모터에 의해 발생되는 모터토크를 도시한 도면이다.
도 10 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 최종 토크 선도를 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 11 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 충전 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 12 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 전기 모터를 이용한 하이브리드 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 13 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 전기 모터를 이용한 강제 구동 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 14 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 인휠 모터를 이용한 하이브리드 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 15 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 인휠 모터를 이용한 강제 구동 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 16 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 엔진 회전력 보강을 위한 전기 모터의 하이브리드 모드 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 17 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 엔진 회전력 보강을 위한 전기 모터의 강제 구동 모드 흐름도를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
본원 발명에서의 하이브리드 운송 수단이라 함은 육상에서 운행될 수 있는 4륜 차량, 2륜 차량뿐만 아니라 경운기, 트랙터 등의 엔진에 의해 구동되는 탈 것을 전부 포함할 수 있으며, 해상에서 운행될 수 있는 선박을 포함할 수 있는 개념이다. 도면에서 일 실시예로서 4륜 차량을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 목적이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 의도는 아닌 것에 유의한다.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 당업계에 공지 및 주지된 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 기술 용어들은 본 발명에서의 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 당업자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 기초로 판단되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법은 전기 모터 또는 인휠 모터에 전력을 공급하는 보조 배터리의 충전 방식의 다양화에 특징이 있다.
구체적으로, (1) 차량이 장기간 주차되는 경우에 외부 전원에 의한 충전 방식 (2) 차량의 발전기에 의한 충전 방식 (3)브레이크의 작동 시 발생되는 회생 전력을 이용하는 회생 제동 발전에 의한 충전 방식 이외에 (4)솔라 판넬(예 차량의 지붕에 설치)을 이용한 솔라에너지 충전 방식을 이용할 수 있는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법은 보조 배터리의 용량을 낮춤과 동시에 두개 이상의 보조 배터리를 포함하여, 배터리 충전을 위한 시간을 최소화 할 수 있는 구조를 가짐과 동시에 사용중인 제 1 배터리 이외에 스탠바이(stand-by)상태에 있는 제 2 보조 배터리에 대해서는 충전을 수행할 수 있는 구조를 가질 수 있는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면 높은 엔진 출력을 요구하는 과정(예, 출발 또는 주행 중 가속구간)에서만 전기 모터 또는 인휠 모터를 보조적으로 사용하고 또한 4 행정 기관의 엔진에서 압축 행정 구간의 출력을 보완해 주는 방식으로 운용됨으로써 소비 전력을 최소화할 수 있는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법의 실시예에서는 4 행정 기관의 차량을 위주로 하여 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2 행정 기관의 다른 운송 수단에 본 발명의 특징이 적용될 수 있는 것은 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사실이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법에 의하면 에너지 절감은 물론 압축행정에서 감소되는 토크를 보완함으로써 엔진에서 발생되는 진동 소음을 감소시켜 승차감을 높일 수 있는 것이 특징이다.
구체적 실시예로서, 압축행정 구간 중에서도 엔진 토크가 최소인 점에서 전기모터 또는 인휠모터에 의한 추가 동력이 공급될 수 있도록 구성될 수 있으며, 엔진 토크가 최소인 점에서 추가 동력이 공급된다면 운송수단의 효율은 더욱 높아질 것이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단은 (1) 차량의 엔진에 의해서만 차량의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 동력이 공급되어 구동되는 정상 주행모드 이외에 (2) 차량에 구비된 솔라 판넬(solar panel)을 이용하여 보조 배터리를 충전하는 충전 모드 (3) 차량의 상태에 기초하여 자동으로 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급받아 차량의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드 및 (4) 운전자의 선택에 의해 추가 회전력을 차량의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 전달하도록 구동하는 강제 구동 모드를 포함한다.
정상 주행모드는 충전모드, 하이브리드 모드 및 강제 구동 모드 중 하나와 동시에 운용될 수 있다. 즉, 본원 발명에서의 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단은 종래의 내연 기관의 엔진에 의해 주 동력을 획득하고 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급 받아 추가 회전력을 공급하는 전기 모터 또는 인휠 모터에 의해 보조 동력을 획득하는 것이다.
본원 발명에서는 차량이 출발하여 일정한 속도에 이를 때까지 가속함에 있어서 높은 회전수로 인한 연료의 소모가 큼에 따라 이런 시점에서 전기 모터 또는 인휠 모터를 작동시켜서 엔진 부하를 감소시킴으로써 연료 소모를 줄임은 물론 정속 주행시 평평한 도로나 약간의 내리막 경사진 도로에서는 전기 모터 또는 인휠 모터에 의해서만 동력을 공급 받음으로써 연비를 최대화 할 수 있다.
본원 발명에서는 운전자의 선택에 의해 또는 인위적으로 오르막 경사진 도로를 주행할 때, 엔진 토크가 부족한 경우에 강제로 전기 모터 또는 인휠 모터를 구동시켜 부족한 토크를 보완시킴으로써 차량의 등반 능력을 향상시킬 수 있는 것이 특징이다.
도 1 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 1 실시예를 보여주는 도면이다.
도 1 은 전륜(190,190-1) 구동형 차량의 실시예로서, 전기모터가 종동축인 후륜(190-2,190-3)의 양쪽 바퀴(190-2,190-3)에 추가 동력을 제공하는 예를 도시하고 있다.
도 1 에 도시된 하이브리드 운송 수단은 엔진(110)에 의해 구동되는 전륜과 전기 모터(160)에 의해 구동되는 후륜을 포함하는 것이다. 다만, 종동축인 후륜에서의 추가 회전력의 공급은 등속조인트(170, 170-1, 170-2 및 170-3) 및 전자클러치(180-1,180-2)를 더 포함하여 이루어 질 수 있다.
본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진에 의한 주 동력 이외에 보조 동력의 제공으로써 활용된다.
또한 본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진의 압축 행정 시기 동안의 짧은 순간에만 제공된다.
본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력이 공급되는 하이브리드 모드의 운용은 조향각이 임계 조향각보다 작은 구간에서 그리고 주행속도가 최고 임계속도보다 작은 구간에서 운용되도록 제어되기 때문에 차량의 밸런스 유지에는 문제가 없다.
본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단은 주 동력을 공급하는 엔진(110), 발전기(120), 차량의 주 전력을 공급하는 차량 배터리(140), 차량의 구동 및 상기 언급된 모드간 전환을 제어하는 제어부(130), 추가 회전력을 공급하는 전기 모터(160), 전기모터에 전력을 공급하는 두개이상의 보조 배터리(150-1, 150-2), 하나 이상의 등속 조인트(170, 170-1, 170-2 및 170-3) 및 제어부(130)를 포함하여 이루어진다.
전기 모터(160)는 보조 배터리(150-1 또는 150-2)로부터 공급되는 전력에 의해 추가 회전력(또는 토크)을 차량의 후륜에 공급한다. 종래의 내연기관에 의해 회전력 또는 구동력을 얻는 것과는 다르게 배터리에 의해 공급되는 전력에 의해 회전력을 차량에 추가로 공급함으로써 차량의 연비를 절감하는 효과가 있는 것이다.
등속 조인트(constant velocity joint)(170, 170-1, 170-2 및 170-3)는 전기 모터에 의해 공급되는 회전력을 차량의 종동축에 전달한다. 종래의 등속 조인트는 차량의 엔진에 연결된 구동축에서 조향각을 조절함에 따라서 구동축과 바퀴 회전축의 각도가 변화하는 것을 수용하여 엔진의 회전력을 전달하는 기능이 주된 기능이었던 것과는 달리 본 발명에서의 등속 조인트는 전기 모터에 의해 공급되는 회전력을 차량의 종동축에 전달하여 차량의 속도를 증가시키는 즉, 차량의 가속(acceleration)에 기여하는 것이다.
전기 모터에 의한 추가 회전력의 공급은 엔진(110)의 압축 행정 구간에서만 이루어진다. 도 8 내지 도 10에서 자세하게 설명될 것과 같이 4행정 또는 2 행정 기관에서의 엔진의 압축 행정 구간에서 소모되는 출력을 보완해 줄 수 있도록 보조 배터리(150-1,150-2)로부터 펄스 형태의 전력을 공급받아서 엔진 출력을 평탄화할 수 있는 구조를 갖는다.
구체적 실시예로서, 압축행정 구간 중에서도 엔진 토크가 최소인 점에서 전기모터 또는 인휠모터에 의한 추가 동력이 공급될 수 있도록 구성될 수 있으며, 엔진 토크가 최소인 점에서 추가 동력이 공급된다면 운송수단의 효율은 더욱 높아질 것이다.
제어부(130)는 차량의 구동 및 전기 모터의 구동을 제어한다. 본 발명에 따른 정상 주행모드, 충전모드, 하이브리드 모드 및 강제 구동 모드 사이에서의 전환, 전기 모터(160), 전자 클러치(180-1 및 180-2)의 제어뿐만 아니라 보조 배터리(150-1 또는 150-2)의 충전 제어를 포함한다.
제어부(130)은 두개 이상의 보조 배터리의 배터리 충전 레벨을 체크하여 일부 최고 배터리 충전 레벨 이하인 배터리에 대해서는 충전을 수행하고 최고 배터리 충전 레벨보다 큰 배터리를 이용하여 전기 모터를 구동할 수 있도록 동작할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단은 차량의 차축과 전기 모터에 연결된 등속 조인트와의 마찰 저항 차단을 위해 전자 클러치(180)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 클러치(180)는 전기 모터가 구동하지 않는 구간에서 차량의 차축 또는 바퀴 중심축과 전기 모터에 연결된 등속 조인트간의 마찰 저항을 감소시키기 위해 클러치 ON 상태를 유지하여, 차량의 차축 또는 바퀴 중심축과 전기 모터에 연결된 등속 조인트가 단절되도록 한다.
그러나, 전기 모터가 구동되는 구간(예, 하이브리드 모드 또는 강제 구동 모드)에서는 전기 모터에 의한 회전력이 차량의 차축 또는 바퀴 중심축에 전달될 수 있도록 하기 위해 클러치 OFF 상태를 유지하여, 차량의 차축 또는 바퀴 중심축과 등속 조인트가 직접 연결될 수 있도록 한다.
전자 클러치(170, 170-1, 170-2 및 170-3)가 클러치 OFF 상태인 경우에는 전기모터에 연결된 등속 조인트와 차량의 차축 또는 바퀴 중심축이 직접 연결되어 전기모터에 의한 추가 회전력이 차축 또는 바퀴 중심축에 전달될 수 있다.
도 1 의 실시예에서 종동 차축은 각 바퀴에 차축이 독립적으로 연결되어 구동되는 예를 도시한 것이다.
도 1 의 실시예에서 전기 모터(160)와 등속 조인트(170, 170-1, 170-2 및 170-3)는 양쪽 바퀴(190-2 및 190-3)에 추가 회전력이 공급될 수 있도록 구성된 예이다.
즉, 전기 모터(160)에 의해 공급되는 추가 회전력은 등속 조인트(170, 170-1, 170-2 및 170-3)을 통하여 바퀴(190-2 및 190-3)에 전달되는 것이다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 및 운행 방법은 전기 모터의 작동을 자동으로 수행(예; 하이브리드 모드)할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 선택에 의해 강제로 전기 모터를 구동(예; 강제 구동 모드)시킬 수 있어서 차량의 추가적 연비 절감을 유도할 수 있는 것이 특징이다.
운전자의 선택에 의한 강제로 전기 모터를 구동시키기 위해서 운전자의 선택에 의해 강제로 수행되게 하는 모드 선택부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 1 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(100)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(150-1 및 150-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 2 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 2 실시예를 보여주는 도면이다.
도 2 의 실시예는 내연 기관 엔진(210)에 의한 구동력 또는 회전력이 뒷바퀴(290-2,290-3)와 연결된 후륜 차축에 전달되는 후륜 구동형 차량의 실시예를 도시한 것이다.
도 2 의 실시예는 도 1 에서의 실시예와 마찬가지로 종동 차축이 각 바퀴(전륜)에 독립적으로 연결되어 구동되는 예를 도시한 것이다.
도 2 은 후륜(290-2,290-3) 구동형 차량의 실시예로서, 전기모터가 종동축인 전륜(290,290-1)의 양쪽 바퀴(290 및 290-1)에 추가 동력을 제공하는 예를 도시하고 있다.
도 2 의 실시예에서 전기 모터(260)와 등속 조인트(270-1, 270-2, 270-3 및 270-4)는 양쪽 바퀴(290 및 290-1)에 추가 회전력이 공급될 수 있도록 구성된 예이다.
즉, 전기 모터(260)에 의해 공급되는 추가 회전력은 등속 조인트(270, 270-1, 270-2 및 270-3)을 통하여 양쪽 바퀴(290 및 290-1)에 전달되는 것이다.
전자 클러치(280)는 전기 모터(260)의 구동 구간과 구동되지 않는 구간을 구별하여 구동 구간(예, 하이브리드 모드 또는 강제 구동 모드)에서는 전기 모터에 의한 회전력이 차축 또는 바퀴 중심축에 전달될 수 있도록 클러치 OFF 상태를 유지하고, 전기 모터가 구동되지 않는 구간에서는 전기 모터 또는 등속 조인트와 종동 차축인 앞바퀴(290, 290-1)와 연결된 차축과의 마찰 저항을 줄이기 위해 클러치 ON 상태를 유지한다.
즉, 전자 클러치가 클러치 ON 상태인 경우에는 종동 차축과 전기 모터에 연결된 등속 조인트 사이에 전자 클러치가 위치하여 양 구성 부품이 서로 맞물려 회전됨으로써 발생될 수 있는 마찰 저항을 차단시키는 것이다.
도 2 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(200)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(250-1 및 250-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행중에도 가능하다.
도 3 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 3 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3 은 도 1 에서와 같은 전륜 구동형 즉, 구동 차축은 앞바퀴(390,390-1)와 연결된 차축이며, 종동 차축이 뒷바퀴(390-2,390-3)와 연결된 차축이 된다.
본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진에 의한 주 동력 이외에 보조 동력의 제공으로써만 활용되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스(balance) 유지에는 문제가 없다.
또한 본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진의 압축 행정 시기 동안의 짧은 순간에만 제공되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스(balance)유지에는 문제가 없다.
본 발명에서의 전기 모터에 의한 추가 동력이 공급되는 하이브리드 모드의 운용은 조향각이 임계 조향각보다 작은 구간에서 그리고 주행속도가 최고 임계속도보다 작은 구간에서 운용되도록 제어되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스 유지에는 문제가 없다.
일 실시예에서, 한쪽 바퀴에만 추가 동력이 공급되는 경우에 차량의 안정성 확보를 위하여 전기 모터의 출력 및 조향각에 동시에 제한을 가할 수 있다. 즉, 차량 엔진의 출력에 비하여 전기 모터의 출력을 매우 작게(예, 5%) 제한하여 종동축의 한쪽 바퀴를 회전시키는데 전기 모터를 사용하며, 추가로 조향각이 임계조향각 보다 작은 경우로 한정함으로써 양측 바퀴의 회전수를 일치시키는데 전기 모터를 활용할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 양쪽 바퀴의 회전수를 감지하기 위한 라인(375) 구성(회전수 감지를 위한 센서를 포함하는 구성일 수 있다)을 더 포함할 수 있다.
도 3의 실시예에서는 도 1 실시예와는 다르게 뒷바퀴(390-2) 한쪽에 전기 모터(360)에 의한 추가 회전력이 공급될 수 있는 구성을 포함하고 있다. 등속 조인트가 뒷바퀴(390-2)에 전달될 수 있도록 추가로 구성된다. 도 3 에서 도시된 것과는 달리 다른쪽(390-3) 바퀴에만 추가 동력이 전달될 수 있도록 전기모터가 구성될 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.
전자 클러치(380) 역시 한쪽 바퀴에 포함되어 전기 모터가 구동되지 않는 구간에서 발생되는 마찰 저항을 차단시킨다.
도 3 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(300)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(350-1,350-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 4 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4의 실시예는 전륜 구동형 차량에서 뒷바퀴 두개(490-2 및 490-3) 각각에 설치된 인휠 모터에 의해 추가 회전력이 공급될 수 있도록 구성한 것이다.
인휠 모터에 의한 추가 회전력은 엔진 압축 행정 구간에서만 가해짐으로써 엔진의 압축 행정 구간에서 소모되는 출력을 보완해 주어 에너지 절감을 실행할 수 있을 뿐만 아니라 승차감도 향상 시킬 수 있는 것이다.
인휠 모터가 전륜 구동형 차량의 후륜(490-2 및 490-3)에 포함되어 보조 동력을 공급하도록 구성된 것이다. 인휠 모터를 이용하여 추가 회전력을 공급하는 실시예는 도 1 내지 도 3와 비교하였을 때 전자클러치 및 등속조인트 구성이 요구되지 아니 하므로 발명의 구성이 단순화될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 차량의 종동축에 인휠 모터를 사용하는 경우는 차량 바퀴 내부에 인휠 모터를 삽입하는 구성을 채용할 수 있다.
도 4 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(400)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(450-1,450-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 5 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 5 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5의 실시예는 후륜 구동형 차량에서 앞바퀴 두개(590 및 590-1) 각각에 설치된 인휠 모터에 의해 추가 회전력이 공급될 수 있도록 구성한 것이다.
인휠 모터에 의한 추가 회전력은 엔진 압축 행정 구간에서만 가해짐으로써 엔진의 압축 행정 구간에서 소모되는 출력을 보완해 주어 에너지 절감을 실행할 수 있을 뿐만 아니라 승차감도 향상 시킬 수 있는 것이다.
인휠 모터가 후륜 구동형 차량의 전륜(590 및 590-1)에 포함되어 보조 동력을 공급하도록 구성된 것이다. 인휠 모터를 이용하여 추가 회전력을 공급하는 실시예는 도 1 내지 도 3와 비교하였을 때 전자클러치 및 등속조인트 구성이 요구되지 아니 하므로 발명의 구성이 단순화될 수 있는 장점이 있다.
도 5 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(500)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(550-1,550-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 6 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 6 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6의 실시예는 후륜 구동형 차량에서 뒷바퀴 한쪽(690-2)에 설치된 인휠 모터에 의해 추가 회전력이 공급될 수 있도록 구성한 것이다. 도 6 에서 도시된 것과는 달리 다른쪽(690-3) 바퀴에만 인휠 모터가 추가될 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.
본 발명에서의 인휠 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진에 의한 주 동력 이외에 보조 동력의 제공으로써만 활용되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스(balance) 유지에는 문제가 없다.
또한 본 발명에서의 인휠 모터에 의한 추가 동력의 공급은 엔진의 압축 행정 시기 동안의 짧은 순간에만 제공되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스(balance)유지에는 문제가 없다.
본 발명에서의 인휠 모터에 의한 추가 동력이 공급되는 하이브리드 모드의 운용은 조향각이 임계 조향각보다 작은 구간에서 그리고 주행속도가 최고 임계속도보다 작은 구간에서 운용되도록 제어되기 때문에 한쪽 바퀴에만 공급된다고 할지라도 차량의 밸런스 유지에는 문제가 없다.
일 실시예에서, 한쪽 바퀴에만 추가 동력이 공급되는 경우에 차량의 안정성 확보를 위하여 인휠 모터의 출력 및 조향각에 동시에 제한을 가할 수 있다. 즉, 차량 엔진의 출력에 비하여 인휠 모터의 출력을 매우 작게(예, 5%) 제한하여 종동축의 한쪽 바퀴를 회전시키는데 인휠 모터를 사용하며, 추가로 조향각이 임계조향각 보다 작은 경우로 한정함으로써 양측 바퀴의 회전수를 일치시키는데 인휠 모터를 활용할 수 있다.
도 6의 실시예에서, 양쪽 바퀴의 회전수를 감지하기 위한 라인(670) 구성을 더 포함할 수 있다.
인휠 모터가 전륜 구동형 차량의 후륜 한쪽 바퀴(690-2)에 포함되어 보조 동력을 공급하도록 구성된 것이다. 인휠 모터를 이용하여 추가 회전력을 공급하는 실시예는 도 1 내지 도 3와 비교하였을 때 전자클러치 및 등속조인트 구성이 요구되지 아니 하므로 발명의 구성이 단순화될 수 있는 장점이 있다.
도 6 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(500)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(650-1,650-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 1 내지 도 6 에서는 전기 모터 또는 인휠 모터에 의한 추가 회전력 또는 추가 토크가 차량의 종동축에 전달되는 실시예를 예시하고 있으나, 이는 단지 예시적인 목적을 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 제 7 실시예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6 에서의 도시된 실시예에서의 종동축에 추가 보조 동력을 공급하는 것과는 달리 도 7 은 엔진의 주회전축(760)상에 보조 동력을 공급하는 구성을 도시한 것이다. 즉, 전기모터(780)는 엔진(710)의 주회전축상에 구비되어 엔진의 압축 행정 구간에 순간적으로 추가 동력을 공급하도록 구성된 것이다. 엔진의 주회전축이라 함은 엔진의 크랭크축과 일체로 구성된 회전축으로, 차량의 구동축에 직접 토크를 전달하는 회전축을 의미한다. 일 실시예에서, 엔진의 주회전축이라 함은 엔진의 크랭크 축과 일체로 구성되지 않았으나 크랭크 축에 연결되어 크랭크축의 왕복 회전 운동을 구동축(도 7의 전륜 구동축)에 전달하는 회전축을 의미한다.
도 7에서는 도 1 내지 도 3의 실시예에서 설명된 바와 같이 전기모터(780) 축과 엔진의 주회전 축간의 마찰 저항을 줄이기 위해서 전자 클러치(770)가 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 클러치(770)는 전기 모터가 구동하지 않는 구간에서 전기모터 축과 엔진의 주회전 축간의 마찰 저항을 줄이기 위해서 클러치 ON 상태를 유지하여, 전기모터 축과 엔진의 주회전 축이 단절되도록 한다.
그러나, 전기 모터가 구동되는 구간(예, 하이브리드 모드 또는 강제 구동 모드)에서는 전기 모터에 의한 회전력이 엔진의 주회전 축에 전달될 수 있도록 하기 위해 클러치 OFF 상태를 유지하여, 전기모터 축과 엔진의 엔진의 주회전 축이 직접 연결될 수 있도록 한다.
도 7 에 도시된 실시예에서 솔라 판넬(500)(예 차량의 지붕에 설치)을 이용하여 보조 배터리(750-1,750-2)를 충전 할 수 있다. 솔라 에너지를 이용한 충전은 주차 중에는 물론 임계 발전량 이상이라면 주행 중에도 가능하다.
도 8 는 종래 엔진의 4 행정과 토크를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8 는 1기통 엔진의 각 행정과 토크를 개념적으로 도시한 것으로, 밸브가 열리는 흡입 행정 및 배기 행정은 엔진의 토크소모가 상대적으로 작으므로 무시하고 도시한 것이다.
도 8 에 도시된 바와 같이 종래의 디젤 엔진에서는 폭발행정에서는 추진에너지를 획득(820)하게 되지만, 압축행정에서는 에너지가 감소(810)하게 된다.
이렇게 압축 행정에서의 에너지 소비로 인해 추진력이 감소하게 됨이 물론이고 더불어 폭발행정과의 에너지 차이가 커짐으로써 엔진 구동 중에 발생되는 소음과 진동이 역시 커지게 되는 것이다.
도 9 는 4 기통 엔진의 4 행정 및 토크와 본원 발명에서의 전기모터에 의해 발생되는 모터토크를 도시한 도면이다.
4기통 엔진의 경우에 각 피스톤이 정상위치 직전에 최대 압축 정상위치 직후에 최대폭발 압력을 발생하게 되는 것이다.
도 9의 위쪽 도면은 도 8 에서의 동일한 엔진을 4기통 엔진에 대하여 도시한 것이며 도시된 바와 같이 크랭크 축의 180도 회전마다 폭발행정(910)에서 얻게 되는 에너지와 압축행정(920)에서 소모되는 에너지를 동시에 경험하게 된다.
따라서 엔진의 에너지 출력의 차이가 상대적으로 크게 되고, 이는 엔진 수명의 단축에도 직접적으로 관련이 있게 된다.
도 9의 아래쪽 도면은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단에서의 전기모터 또는 인휠 모터에 의해 발생되는 토크를 개념적으로 도시한 것으로 압축행정구간 동안에서만 공급되는 펄스형태의 전기에너지에 의해 토크가 발생하게 된다.
4기통엔진에서는 크랭크 축 회전각의 180도마다 모터 토크(930)가 발생하게 되는 것이다.
도 10 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 최종 토크 선도를 개념적으로 보여주는 도면이다.
주기관 엔진에 의해 발생되는 토크선도(910,920)와 전기 모터 또는 인휠 모터에 의해 발생되는 토크선도(930)를 중첩하여 도시한 것으로 토크영역(920)와 토크영역(930)이 발생되는 구간에서의 크랭크축 회전각은 일치되게 된다.
즉, 토크영역(920)와 토크영역(930)이 발생되는 구간은 압축행정구간에 해당되는 것이며, 다만 영역(920)은 엔진(110 - 710)에서 발생된 것이며, 토크영역(630)은 전기모터 또는 인휠 모터에 의해 발생되는 것이다.
도 10 은 본 발명에 따른 합성 토크선도를 도시한 것으로 도 9의 최종 결과를 보여주는 것이다. 토크영역(930)은 토크영역(920)에서의 에너지 손실을 보상하고 최종적으로 에너지 손실이 아닌 에너지 획득을 유지하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단은 전기모터 또는 인휠 모터를 압축행정 동안에 순간 기동시킴으로써 감소된 엔진토크를 증가시키며 동시에 주회전축에 걸리는 회전력을 보다 평탄화시킴으로써 소음 및 진동도를 감소시킨다.
또한 전기 모터 또는 인휠 모터를 압축행정 동안에 순간 기동시켜 추가 동력을 종동축에 공급함으로써 차량의 연비를 높이는 효과를 얻을 수 있다.
도 11 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 충전 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단은 상기에서 언급한 바와 같이 종래의 충전 방식 이외에 차량의 지붕면적이 넓은 것에 착안하여 차량의 지붕에 솔라판넬을 설치하여 태양광을 이용하여 보조 배터리를 충전할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명에서의 하이브리드 운송 수단은 (1) 하이브리드 모드가 OFF 상태인 정상 주행모드 (2) 충전 모드 (3) 하이브리드 모드 (4) 강제 구동 모드를 포함하고, 운전자의 선택에 의해 또는 차량 상태에 의해 자동으로 특정 모드 상태로 진입할 수 있다.
충전 모드는 차량의 엔진(110 - 710)에 OFF 상태인지를 판단하게 된다(S1110). 차량의 상태의 차량에 구비된 복수개의 센서를 통하여 동시에 또는 순차적으로 이루어 질 수 있고, 복수개의 센서는 서로 다른 기능을 수행하는 여러 개의 센서일 수 있으며, 그 중에 일부는 설치 위치에 따라 서로 다른 위치에 구비되어 동일한 기능을 수행할 수도 있다.
엔진이 OFF 상태이면 보조 배터리의 레벨을 체크하여, 최고 배터리 충전 레벨보다 작은지를 판단한다(S1120). 최고 배터리 충전 레벨은 운전자의 선택에 의해 조절 가능할 수 있는 것으로 충전이 필요한 상태인지를 결정하는 임의의 임계값이다.
상기에서 언급한 바와 같이 보조 배터리를 두개이상 구비하여, 어떤 보조 배터리가 사용 중일 경우 다른 스탠바이 상태의 보조 배터리는 충전 모드에 있을 수 있거나 또는 스탠바이 상태에 있을 수 있다. 또한 차량에 구비된 배터리 모두가 최고 배터리 충전 레벨보다 작아서 충전이 필요한 경우에는 순차적으로 충전이 수행될 수 있다.
배터리 레벨이 최고 배터리 충전 레벨보다 작은 경우에는 즉, 충전이 필요한 경우에는 솔라 판넬에 의한 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 큰지를 체크한다(S1130). 즉, 충전 효율의 최적화 여부를 판단하기 위한 단계로서 임계 태양광 발전량보다 큰 경우에는 솔라 판넬을 이용하여 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1140).
Step 1110에서 엔진이 OFF 상태이면 S1150으로 진행하여, 보조 배터리의 충전 레벨이 최고 배터리 충전레벨보다 작은지를 판단한다(S1150).
최고 배터리 충전레벨보다 작아서 충전이 필요한 경우에는 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 큰지를 판단한다(S1160). 임계 태양광 발전량보다 큰 경우에는 솔라 판넬을 이용하여 솔라에너지가 보조 배터리를 충전한다(S1170).
S1160에서, 솔라 판넬을 이용한 충전 효율이 낮아서 즉, 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 작은 경우에는 차량 발전기를 이용하여 보조 배터리를 충전하기 위해서 엔진 상태나 브레이크 상태를 체크한다.
엔진이 가속되지 않는 아이들(idle)상태이거나 또는 브레이크가 ON 상태이어서 차량이 정지 또는 주차되어 있는 경우(S1180)에는 차량 발전기를 이용하여 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1190).
도 11 에서의 충전모드 구간에서의 흐름도는 인휠 모터에 의해 추가 동력을 얻는 실시예 및 엔진 회전력을 증가시키는 실시예에서도 동일하게 작동할 수 있다.
도 12 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 전기 모터를 이용한 하이브리드 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
본 발명에서의 차량의 하이브리드 모드는 차량의 상태에 기반하여 운전자의 개입 없이 자동으로 선택되는 것으로 정의된다.
하이브리드 모드 상태로의 진입을 위해서 기준이 되는 복수개의 임계값이 미리 제어부등의 프로세서(processor)에 저장 입력될 수 있다.
예를 들어, 임계 조향각, 속도 임계 증가량, 속도 임계 감소량, 최저 임계속도, 최고 임계속도, 최저 배터리 충전 레벨, 최고 배터리 충전 레벨, 임계 태양광 발전량들이다.
설정값의 일 실시예는 임계 조향각, 속도 임계 증가량, 속도 임계 감소량, 최저 임계 속도, 최고 임계속도 등을 포함할 수 있다.
임계 조향각이라 함은 차량의 주행시에 추가 회전력의 공급여부를 결정하기 위한 값으로 임계 조향각은 일반적으로 차량의 주행속도를 고려한 값일 수 있다. 즉, 임계 조향각보다 크고 고속 주행인 경우에 전기 모터에 의한 추가 동력의 공급시 차량의 밸런스 유지에 어려움이 있을 수 있기 때문에 하이브리드 모드 진입은 차단될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 전기 모터 또는 인휠 모터에 의한 추가 회전력은 엔진의 압축 행정 구간에서만 순간적(예, 수 밀리 세컨드(ms), 또는 마이크로 세컨드(us))으로 공급되기 때문에 임계 조향각은 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다.
즉, 차량의 주행속도가 큰 경우에는 임계 조향각의 값은 작아질 것이며, 차량의 주행속도가 작은 경우에는 임계 조향각의 값은 커질 것이다.
속도 임계 증가량 또는 속도 임계 감소량은 정속 운전시 차량 속도의 변화 폭을 정하기 위한 기준으로 일정주기 (예: 매초 또는 2-3초 간격)로 차량 속도의 변화율을 계산하여 속도 변화량이 속도 임계 감소율(예: 5%이내의 범위에서의 증가 또는 감소)보다 작으면 차량이 일정범위 내에서 일정 속도로 이동하고 있다고 판단할 수 있는바 이때에는 보조 배터리로부터 전력이 공급되도록 하여 전기 모터 또는 인휠 모터에 의해 차량이 구동력을 얻을 수 있도록 하이브리드 모드 구간으로 자동으로 전환되는 것이다.
차량의 최저 임계속도라 함은 차량이 고속 또는 저속으로 이동하고 있는지를 판단하기 위한 기준이다. 예를 들어, 차량이 시내 주행시 신호등 또는 교통 혼잡 등의 이유로 저속으로 이동하고 있는 경우의 임계 속도는 시속 35km/h로 설정할 수 있다.
그러나, 고속으로 이동하고 있는 차량의 임계속도는 고속화 도로나 고속도로에서 80km/h이상의 일정한 속도로 이동하는 차량의 경우를 예로 들 수 있으며, 이때의 차량의 최저 임계속도는 시속 80km/h로 설정할 수 있다.
최고 임계 속도는 차량의 전복 사고 등을 방지하기 위하여 최고 속도를 제한하는 것이다. 차량의 회전시에 즉, 조향각이 임계 조향각보다 작은 경우에 전기 모터 또는 인휠 모터에 전력 공급을 중단하기 위한 최고 임계 속도를 100km/h로 미리 설정할 수 있는 것이다.
최고 배터리 충전 레벨은 보조 배터리의 충전의 여부를 결정하기 위한 값으로 최고 충전량의 90% 또는 95%로 기본 설정될 수 있고 이 값은 운전자의 선택에 의해 변경될 수 있다.
임계 태양광 발전량은 충전방식을 선택하기 위한 하나의 기준값으로 도 11에서 이미 언급한 바와 같이 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 작은 경우에는 충전 효율이 낮은 것으로 판단하고, 발전기나 외부 전기에 의한 다른 충전 방식을 선택하기 위한 것이다.
하이브리드 모드의 진입은 차량의 주행속도, 종동축의 양쪽 바퀴 회전수, 조향각, 엑셀의 상태, 브레이크 상태를 감지하는 것으로 시작된다(S1210). S1210에서는 상기에서 언급된 기본 입력값들이 제어부의 프로세서 등에 이미 저장된 상태를 의미할 수 있다.
차량이 상태는 이미 언급한 바와 같이 차량의 여러 위치에 설치된 동일하거나 또는 상이한 복수개의 센서에 의해 동시에 또는 순차적으로 또는 순서에 관계없이 무작위적으로 감지될 수 있다. 또한 차량의 상태 체크는 일시적인 것이 아니라 일정한 주기를 가지고 반복적으로 수행될 수 있으며, 특별히 엔진의 압축 행정을 감지하는 부분에서는 그 주기가 매우 짧을 수 있다.
차량의 상태 체크 후 보조 배터리의 레벨이 임계 배터리 충전 레벨보다 작은지를 판단한다(S1220). 즉, 배터리의 충전이 필요한지 여부를 결정하기 위한 것으로 임계 배터리 충전 레벨보다 작은 경우에는 도 11 에서 언급한 것과 유사하게 배터리의 충전이 수행된다.
즉, 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 큰지를 판단하고(S1230), 발전량이 커서 솔라 에너지를 이용하는 것이 효율이 좋다면 솔라 판넬을 이용하여 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1240).
Step1230에서 발전량이 임계 태양광 발전량보다 작은 경우에는 엔진의 상태 또는 브레이크 상태를 체크한다(S1250).
엔진이 가속되지 않거나 또는 브레이크가 ON 상태인 경우에는 차량의 발전기를 통해서 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1260).
Step 1220에서 배터리 레벨이 임계 배터리 충전 레벨보다 큰 경우에는 해당 보조 배터리를 사용하여 전기 모터의 구동이 가능하게 되고 가장 최신에 감지된 차량 상태값을 기초로 전기 모터에 의한 추가 회전력의 공급여부를 판단하게 된다.
S1270에서의 주행속도, S1271에서의 조향각, S1272에서의 브레이크의 동작여부, S1273에서의 엑셀의 동작여부를 판단하고 주행속도가 최저 임계속도보다 작다고 판단되면(S1274) 전기 모터는 동작하게 되고(S1275) 그리고 전자 클러치는 OFF 상태를 유지하여 전기 모터의 모터축과 차량의 종동축 바퀴축과 직접 연결되게 된다(S1276). 즉, S1270 내지 S1274를 종합하여 보면, 차량은 직선구간을 최저 임계속도보다 작은 값으로 주행하고 속도 변화량 역시 임계 증가량보다 작아서 차량이 출발하여 일정한 속도에 이를 때까지의 가속 구간에 있음을 알 수 있고, 이러한 경우에는 전기모터에 의해 추가 동력을 공급하여 차량의 주행 속도의 변화를 유도할 수 있도록 함으로써 차량의 연비를 높일 수 있는 것이다.
하이브리드 동작 모드에서는 전자클러치는 OFF 상태를 유지하게 되어 전기 모터의 모터축과 차량의 바퀴축이 직접 연결되게 되지만, 전기 모터에 의한 추가의 회전력의 엔진의 압축 행정 구간에서만 바퀴축에 순간적으로 전달되게 된다.
따라서 전자클러치 OFF 상태 내내 즉, 하이브리드 구간 전체에서 추가 동력이 공급되는 것이 아니고, 압축 행정 구간에서만 순간적으로 보조 배터리의 전력 소모가 이루어지므로 소비 전력이 작은 것도 본 발명의 특징이다.
또한, 압축 행정 구간에서의 추가 동력의 공급으로 인해서 소음 및 차량 진동을 줄일 수 있어서 차량의 승차감을 극대화하는 것도 역시 본 발명의 특징이다.
Step1272에서 브레이크가 동작 중으로 사용 중이라면 모터의 회생 발전에 의해 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1280). 즉, 브레이크가 동작하여 감속이 수행되는 구간에서는 회생 발전을 이용하여 보조 배터리의 충전을 수행하는 것이다.
Step 1273에서 엑셀이 동작하지 않고 주행속도 변화량이 속도 임계 감소량보다 작은 경우에는 차량의 속도 변화가 없이 주행하고 있는 것으로 판단될 수 있고, 이러한 경우에는 전기 모터에 의해 추가 동력이 공급되는 것이다.
엑셀이 동작하지 않으면서 정속 주행 시이거나 평평한 도로나 약간의 내리막 경사진 도로에서는 소출력의 전기모터만으로 차량 주행 속도를 유지할 수 있으므로 차량의 연비를 높일 수 있다.
따라서, S1291에서 전기모터가 동작하게 되고, 전자 클러치가 OFF 상태를 유지하여 전기 모터의 모터축과 바퀴축이 직접 연결되게 된다(S1292).
그리고 엔진의 압축 행정 구간에서만 보조 배터리에서 공급된 펄스 형태의 전력을 이용하여 전기 모터에서 추가의 회전력이 공급되는 것이다.
도 13 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 전기 모터를 이용한 강제 구동 모드의 흐름도를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단은 차량의 상태를 센서에 의해 자동으로 체크하여 하이브리드 모드로 진입할 수 있다. 그러나, 차량이 오르막 도로상에서 엔진 토크 부족으로 감속되는 경우에 운전자의 선택에 의해 강제 구동 모드를 선택(S1300)하여 등반능력을 높일 수 있는 것이다.
S1305에서의 보조 배터리의 충전레벨, S1310에서의 조향각, S1320에서의 브레이크 작동여부, S1330에서의 엑셀 작동여부를 판단하고, 주행속도가 최고 임계속도보다 작으면(S1340) 전기 모터를 동작 시켜서 추가의 회전력을 바퀴축에 전달하는 것이다.
전기모터가 동작하여 ON상태를 유지하고(S1350), 전자 클러치가 OFF 상태를 유지하여 모터축과 바퀴축이 직접 연결되도록 한다(S1360).
본원 발명에서의 하이브리드 운송 수단은 전기모터가 동작하는 구간 전체에서 추가 동력이 공급되는 것이 아니라 엔진의 압축 행정 구간에서 순간적으로 공급되는 것이다.
따라서, 전기 클러치 OFF 상태를 유지하는 동안 엔진의 행정 구간을 감지하여 압축행정 구간에서만 전기모터의 모터축으로부터 바퀴축에 추가의 토크가 공급되는 것이다.
도 13에 도시된 바와 같이 S1305에서 배터리 레벨이 임계 배터리 충전 레벨보다 작거나, S1310에서 조향각이 임계 조향각보다 크거나, S1320에서 브레이크가 ON 상태로 동작 중이거나, S1330에서 엑셀이 동작 중이 아니거나 또는 주행속도가 최고 임계 속도보다 큰 경우에는 강제 구동 모드는 정지된다.
강제 구동 모드가 정지된다는 것은 모드 선택부(미도시)에서 운전자의 선택에 의해 강제 구동 모드에 예를 들어, 정상 운행 모드로 전환되는 것을 의미한다.
도 14 및 도 15 는 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 인휠 모터를 이용한 하이브리드 모드와 강제 구동 모드의 흐름도를 각각 보여주는 도면이다.
도 14 및 도 15 는 도 4 내지 도 6 에 도시된 차량의 종동축에 인휠 모터가 구비된 실시예를 구동하기 위한 순서도 또는 흐름도로서, 도 12 내지 도 13에서의 흐름도와 거의 유사하다.
인휠 모터에 의한 하이브리드 모드의 진입은 차량의 주행속도, 종동축의 양쪽 바퀴 회전수, 조향각, 엑셀의 상태, 브레이크 상태를 감지하는 것으로 시작된다(S1410). S1410에서는 상기에서 언급된 기본 입력값들이 제어부의 프로세서 등에 이미 저장된 상태를 의미할 수 있다.
차량이 상태는 이미 언급한 바와 같이 차량의 여러 위치에 설치된 동일하거나 또는 상이한 복수개의 센서에 의해 동시에 또는 순차적으로 또는 순서에 관계없이 무작위적으로 감지될 수 있다. 또한 차량의 상태 체크는 일시적인 것이 아니라 일정한 주기를 가지고 반복적으로 수행될 수 있으며, 특별히 엔진의 압축 행정을 감지하는 부분에서는 그 주기가 매우 짧을 수 있다.
차량의 상태 체크 후 보조 배터리의 레벨이 임계 배터리 충전 레벨보다 작은지를 판단한다(S1420). 즉, 배터리의 충전이 필요한지 여부를 결정하기 위한 것으로 임계 배터리 충전 레벨보다 작은 경우에는 도 11 에서 언급한 것과 유사하게 배터리의 충전이 수행된다.
즉, 태양광 발전량이 임계 태양광 발전량보다 큰지를 판단하고(S1430), 발전량이 커서 솔라 에너지를 이용하는 것이 효율이 좋다면 솔라 판넬을 이용하여 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1440).
Step1430에서 발전량이 임계 태양광 발전량보다 작은 경우에는 엔진의 상태 또는 브레이크 상태를 체크한다(S1450).
엔진이 가속되지 않거나 또는 브레이크가 ON 상태인 경우에는 차량의 발전기를 통해서 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1460).
Step 1420에서 배터리 레벨이 임계 배터리 충전 레벨보다 큰 경우에는 해당 보조 배터리를 사용하여 인휠 모터의 구동이 가능하게 되고 가장 최신에 감지된 차량 상태값을 기초로 인휠 모터에 의한 추가 회전력의 공급여부를 판단하게 된다.
S1470에서의 주행속도, S1471에서의 조향각, S1472에서의 브레이크의 동작여부, S1473에서의 엑셀의 동작여부를 판단하고 주행속도가 최저 임계속도보다 작다고 판단되면(S1474) 인휠 모터는 동작하게 된다(S1475).
Step1472에서 브레이크가 동작 중으로 사용 중이라면 모터의 회생 발전에 의해 보조 배터리의 충전이 수행된다(S1480). 즉, 브레이크가 동작하여 감속이 수행되는 구간에서는 회생 발전을 이용하여 보조 배터리의 충전을 수행하는 것이다.
Step 1473에서 엑셀이 동작하지 않고 주행속도 변화량이 속도 임계 감소량보다 작은 경우에는 차량의 속도 변화가 없이 주행하고 있는 것으로 판단될 수 있고, 이러한 경우에는 인휠 모터에 의해 추가 동력이 공급되는 것이다.
엑셀이 동작하지 않으면서 정속 주행 시이거나 평평한 도로나 약간의 내리막 경사진 도로에서는 소출력의 인휠 모터만으로 차량 주행 속도를 유지할 수 있으므로 차량의 연비를 높일 수 있다.
따라서, S1491에서 인휠 모터가 동작하게 되어 엔진의 압축 행정 구간에서만 보조 배터리에서 공급된 펄스 형태의 전력을 이용하여 인휠 모터로부터 추가의 회전력이 공급되는 것이다.
도 16 및 도 17 은 본 발명에 따른 하이브리드 운송 수단의 엔진 회전력 보강을 위한 전기 모터의 하이브리드 모드 및 강제 구동 모드의 흐름도를 각각 보여주는 도면이다.
도 16 및 도 17 은 도 7 에 도시된 실시예를 위한 흐름도이다. 즉, 전기 모터를 종동축에 연결하는 것이 아니라 엔진의 주회전축에 직접 연결하는 실시예를 위한 흐름도이다.
엔진의 회전력을 보강을 위한 전기 모터도 충전 모드를 포함할 수 있으며, 이를 위한 절차(procedure)는 도 11에서의 종동축에 추가의 회전력을 공급하는 실시예의 경우에서와 동일하다.
도 16 및 도 17에서 도시된 바와 같이 하이브리드 모드 및 강제 구동 모드의 흐름도 역시 도 12 및 도 13에서와 거의 유사하다. 다만, 종동축에 추가 토크 또는 회전력을 전달하기 위한 구성에서는 S1210에서의 센서에 의해 감지되는 값에는 종동축 양쪽 바퀴 회전수가 포함되어 있다. 이는 상기에서 언급한 바와 같이 한쪽 바퀴에만 추가의 회전력을 공급하는 실시예(도 3)의 경우에서 제한될 출력 및 제한된 조향각의 제한 하에서 양쪽 바퀴의 회전수를 일치시키기 위한 것으로 필수적으로 요구되는 요인(factor)이다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이 엔진 회전력 보강을 위해 엔진의 주회전축에 직접 전기 모터를 연결한 실시예에서는 종동축 양쪽 바퀴 회전수 감지하는 구성을 필요로 하지 않는다.
추가로, 엔진의 회전력 보강을 위한 전기모터의 구성은 차량의 밸런스 유지에 관련성이 없으므로 흐름도에서 조향각에 관련된 부분은 생략될 수 있다(도 12의 S1271 및 도 13의 S1310)
특별히 도 7의 구성 및 도 16 내지 도 17와 같이 엔진 회전력을 보강을 위해서 엔진의 주회전축에 직접 연결하는 구성은 선박에 활용도가 높을 것으로 예상된다.
본 발명에 따른 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단의 운행 방법의 일 실시예는, (1) 복수개의 센서에 의해 동시에 또는 순차적으로 차량의 상태를 감지하는 센싱 단계; (2) 적어도 두개이상의 보조 배터리의 충전 레벨을 체크하는 배터리 레벨 체크 단계; (3) 차량의 상태를 기초로 자동으로 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨 이상인 하나의 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급 받아 차량의 바퀴축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드 동작 단계; (4) 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨보다 작은 보조 배터리는 차량의 구비된 솔라 판넬(solar panel)에 의해 충전되는 충전모드 동작 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
충전 모드에서는 주차 중에 태양광 발전을 이용하여 배터리를 충전할 수 있을 뿐만 아니라 주행 중에도 태양광을 이용할 수 있고 또한 발전효율이 낮으면 차량의 발전기에 의한 충전도 가능하다.
하이브리드 모드에서는 차량이 출발하여 일정한 속도에 이를 때까지 가속함에 있어서 이런 시점에서 연료의 소모를 줄이기 위해서 전기 모터를 동작시켜서 엔진의 부하를 감소시킬 수 있다.
정속 주행시 평평한 도로나 약간의 내리막 경사진 도로에서는 주행 중 속도 유지를 위해 소 출력의 전기 모터에 의해서 만으로도 그 속도를 유지할 수 있으므로 연비를 더욱 높일 수 있다.
강제 구동 모드에 의하여 경사진 도로를 주행할 때, 엔진토크가 부족하여 운전자가 토크를 증가시킬 필요가 있다고 판단되면 강제로 전기 모터를 구동시켜서 부족한 토크를 보안시킴으로써 등반 능력을 일시적으로 향상시킬 수 있다.
이 실시예에서 (3) 하이브리드 모드 동작 단계와 (4) 충전모드 동작 단계는 별도의 보조 배터리에 대해 각각 수행되는 것이며, 동시에 수행될 수 도 있고 어떤 보조 배터리에 의해 하이브리드 모드 동작 단계가 먼저 수행되고 다른 보조 배터리에 대한 충전 모드 동작 단계가 나중에 수행될 수 있다. 또한 그 순서가 역으로 될 수도 있다.
하이브리드 모드에 자동으로 진입하게 하는 차량의 상태는 보조 배터리의 충전레벨, 차량의 주행속도, 차량의 조향각, 차량의 브레이크 작동 여부, 차량의 엑셀 동작 여부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 센서 중 하나는 하이브리드 운송 수단의 엔진의 압축 행정 시기를 감지하고, 하이브리드 모드에서의 추가 회전력은 엔진의 압축 행정 시기에만 공급될 수 있다.
상기 실시예에서 센싱 단계와 배터리 레벨 체크 단계 사이에서 운전자의 선택에 의해 추가 회전력을 차량의 바퀴축에 전달하도록 구동하는 강제 구동 모드를 더 포함하고, 하이브리드 운송 수단의 조향각이 임계조향각 이상이거나, 차량의 브레이크가 작동 중이거나, 차량의 엑셀이 동작하지 않거나, 차량의 주행 속도가 최고 임계속도보다 크면 강제 구동 모드 동작을 정지시킨다.
상기 실시예에서 충전모드 동작 단계 또는 하이브리드 모드 동작 단계에서 솔라 판넬에 의한 발전량이 임계 발전량보다 작고, 하이브리드 운송 수단의 엔진이 아이들(idle) 상태이거나 차량의 브레이크가 동작 중인 경우에 하이브리드 운송 수단의 발전기에 의해 보조 배터리가 충전될 수 있다.
상기 실시예에서 추가 회전력은 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급받는 전기 모터의 모터축으로부터 공급되고, 하이브리드 모드 동작 단계 또는 강제 구동 모드에서는 전기 모터의 모터축과 차량의 바퀴축이 직접 연결되고, 충전 모드 동작 단계에서는 전기 모터의 모터축과 차량의 바퀴축은 전자 클러치에 의해 분리되어 마찰 저항을 감소시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 운송 수단의 운행 방법을 수행할 수 있는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능 매체가 본 발명의 범위 내에서 제공될 수 있으며, 상기 컴퓨터 판독가능 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬(CD-R), 디브이디(DVD) 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자, 즉 당업자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 운송 수단에 구비된 솔라 판넬(solar panel)을 이용하여 보조 배터리를 충전하는 충전 모드; 및
    상기 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급받아 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    운전자의 선택에 의해 상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 전달하는 강제 구동 모드; 및
    상기 운송 수단의 엔진에 의해서 상기 바퀴축 또는 상기 엔진의 주회전축에 동력이 공급되는 정상 주행모드;를 더 포함하고,
    상기 정상 주행모드는 상기 충전모드, 상기 하이브리드 모드 및 상기 강제 구동 모드 중 하나와 동시에 운용되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 보조 배터리는 적어도 두 개 이상인 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  4. 청구항 2 에 있어서,
    상기 운송 수단의 엔진의 압축 행정 시기를 판단하는 센서;를 더 포함하고,
    상기 하이브리드 모드 또는 상기 강제 구동 모드에서 상기 추가 회전력은 상기 엔진의 압축 행정 시기에 공급되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  5. 청구항 1 에 있어서,
    상기 하이브리드 모드에 자동으로 진입하게 하는 상기 운송 수단의 상태는 상기 보조 배터리의 충전레벨, 상기 운송 수단의 주행속도, 상기 운송 수단의 양쪽 바퀴의 회전수, 상기 운송 수단의 조향각, 상기 운송 수단의 브레이크 작동 여부, 상기 운송 수단의 엑셀 동작 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  6. 청구항 2 에 있어서,
    상기 추가 회전력을 공급하는 전기 모터; 및
    상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축 사이의 마찰 저항을 감소시키는 전자 클러치;를 더 포함하고,
    상기 하이브리드 모드 또는 상기 강제 구동 모드에서 상기 전자 클러치는 오프 상태를 유지하여 상기 모터축과 상기 바퀴축을 직접 연결하고, 상기 충전 모드 또는 상기 정상 주행모드에서는 상기 전자 클러치는 온 상태를 유지하여 상기 모터축과 상기 바퀴축이 상기 전자 클러치에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
    상기 운송 수단의 상기 추가 회전력을 공급하는 적어도 하나 이상의 인휠 모터; 및
    상기 운송 수단의 양쪽 바퀴의 회전수를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서들;를 더 포함하고,
    상기 인휠 모터는 상기 운송 수단의 종동축의 한쪽 바퀴 내부 또는 양쪽 바퀴의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  8. 청구항 1 에 있어서,
    상기 충전모드 또는 상기 하이브리드 모드에서 상기 솔라 판넬에 의한 발전량이 임계 발전량보다 작고, 상기 운송 수단의 엔진이 아이들(idle) 상태이거나 상기 운송 수단의 브레이크가 동작 중인 경우에 상기 운송 수단의 발전기에 의해 상기 보조 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  9. 청구항 6 에 있어서,
    상기 바퀴축은 상기 운송 수단의 종동축이며,
    상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 종동축에 전달하는 적어도 하나 이상의 등속 조인트(constant velocity joint);를 더 포함하고,
    상기 전자 클러치는 상기 종동축과 상기 등속 조인트 사이의 마찰 저항을 감소시키는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  10. 청구항 2 에 있어서,
    상기 강제 구동 모드는 상기 운송 수단의 조향각이 임계조향각 이상이거나, 상기 운송 수단의 브레이크가 작동 중이거나, 상기 운송 수단의 엑셀이 동작하지 않거나, 상기 운송 수단의 주행 속도가 최고 임계속도보다 크면 상기 강제 구동 모드가 정지되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단.
  11. 복수개의 센서에 의해 동시에 또는 순차적으로 운송 수단의 상태를 감지하는 센싱 단계;
    적어도 두개이상의 보조 배터리의 충전 레벨을 체크하는 배터리 레벨 체크 단계;
    상기 운송 수단의 상태를 기초로 자동으로 상기 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨 이상인 하나의 보조 배터리로부터 펄스 형태의 전력을 공급 받아 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 추가 회전력을 공급하는 하이브리드 모드 동작 단계; 및
    상기 보조 배터리 중 임계 배터리 충전 레벨보다 작은 보조 배터리는 상기 운송 수단의 구비된 솔라 판넬(solar panel)에 의해 충전되는 충전모드 동작 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  12. 청구항 11 에 있어서,
    상기 하이브리드 모드에 자동으로 진입하게 하는 상기 운송 수단의 상태는 상기 보조 배터리의 충전레벨, 상기 운송 수단의 주행속도, 상기 운송 수단의 양쪽바퀴의 회전수, 상기 운송 수단의 조향각, 상기 운송 수단의 브레이크 작동 여부, 상기 운송 수단의 엑셀 동작 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  13. 청구항 11 에 있어서,
    상기 센서 중 하나는 상기 운송 수단의 엔진의 압축 행정 시기를 감지하고,
    상기 하이브리드 모드에서의 추가 회전력은 상기 엔진의 압축 행정 시기에 공급되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  14. 청구항 11 에 있어서,
    운전자의 선택에 의해 상기 추가 회전력을 상기 운송 수단의 바퀴축 또는 엔진의 주회전축에 전달하는 강제 구동 모드 동작 단계;를 더 포함하고,
    상기 운송 수단의 조향각이 임계조향각 이상이거나, 상기 운송 수단의 브레이크가 작동 중이거나, 상기 운송 수단의 엑셀이 동작하지 않거나, 상기 운송 수단의 주행 속도가 최고 임계속도보다 크면 상기 강제 구동 모드 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  15. 청구항 11 에 있어서,
    상기 충전모드 동작 단계 또는 상기 하이브리드 모드 동작 단계에서 상기 솔라 판넬에 의한 발전량이 임계 발전량보다 작고, 상기 운송 수단의 엔진이 아이들(idle) 상태이거나 상기 운송 수단의 브레이크가 동작 중인 경우에 상기 운송 수단의 발전기에 의해 상기 보조 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  16. 청구항 11 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 추가 회전력은 상기 보조 배터리로부터 상기 펄스 형태의 전력을 공급받는 전기 모터 또는 인휠 모터로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
  17. 청구항 11 또는 청구항 14 에 있어서,
    상기 추가 회전력은 상기 보조 배터리로부터 상기 펄스 형태의 전력을 공급받는 전기 모터로부터 공급되고,
    상기 하이브리드 모드 동작 단계 또는 상기 강제 구동 모드에서는 상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축이 직접 연결되고, 상기 충전 모드 동작 단계에서는 상기 전기 모터의 모터축과 상기 운송 수단의 바퀴축은 전자 클러치에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 솔라 에너지 충전 하이브리드 운송 수단 운행 방법.
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