KR101534731B1 - 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101534731B1
KR101534731B1 KR1020130163789A KR20130163789A KR101534731B1 KR 101534731 B1 KR101534731 B1 KR 101534731B1 KR 1020130163789 A KR1020130163789 A KR 1020130163789A KR 20130163789 A KR20130163789 A KR 20130163789A KR 101534731 B1 KR101534731 B1 KR 101534731B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
torque
motor
hsg
braking
Prior art date
Application number
KR1020130163789A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150076327A (ko
Inventor
박재범
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020130163789A priority Critical patent/KR101534731B1/ko
Priority to DE102014110202.9A priority patent/DE102014110202A1/de
Priority to US14/338,098 priority patent/US9186996B2/en
Priority to CN201410432741.7A priority patent/CN104742897B/zh
Publication of KR20150076327A publication Critical patent/KR20150076327A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101534731B1 publication Critical patent/KR101534731B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/20—Braking by supplying regenerated power to the prime mover of vehicles comprising engine-driven generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/947—Characterized by control of braking, e.g. blending of regeneration, friction braking

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 회생 제동 장치는, 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진을 시동시키고, 엔진이 시동된 상태에서 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 HSG; 상기 엔진의 동력을 보조하고 제동시 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 모터; 제동시 발생하는 감속 에너지가 상기 모터의 발전 용량을 초과하는 경우, 상기 HSG를 작동시켜 회생 제동시키는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 차량의 감속시에 발생하는 감속 에너지가 모터의 발전 용량을 초과하였을 때, 초과하는 감속 에너지를 HSG를 통해 회생시켜 하이브리드 자동차의 연비를 개선시킬 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법 {Regenerative Brake Apparatus of Hybrid Vehicle and Method Thereof}
본 발명은 하이브리드 차량의 회생제동 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 감속시에 후륜 모터의 용량을 초과하는 감속에너지를 HSG를 통해 회생 제동시킬 수 있는 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동된다..
하이브리드 자동차는 엔진과 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하여 다양한 구조로 형성될 수 있다. 하이브리드 자동차에 구비되는 모터는 가속시 또는 등판 주행 시에 엔진의 동력을 보조하는 역할을 한다.
이러한 하이브리드 자동차에 구비된 모터는 차량의 제동시에는 발전기로 작동하여 제동시에 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 제동력을 발생시킨다. 그리고 변환된 전기 에너지는 배터리(60)에 충전된다.
이와 같이, 차량의 제동시에 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 회수하는 시스템을 회생 제동 시스템이라고 한다.
일반적인 하이브리드 자동차에 적용되는 회생 제동 시스템에서, 하이브리드 자동차가 감속시에 발생하는 감속 에너지가 모터의 발전 용량을 초과하는 경우, 초과된 감속 에너지는 회생되지 못하고 있다.
이와 같이, 초과된 감속 에너지를 회생시켜 하이브리드 자동차의 연비를 개선시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하이브리드 자동차를 감속시킬 때 발생하는 감속 에너지를 회생시켜 하이브리드 자동차의 연비를 개선시키도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 회생 제동 장치는, 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진을 시동시키고, 엔진이 시동된 상태에서 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 HSG; 상기 엔진의 동력을 보조하고 제동시 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 모터; 제동시 발생하는 감속 에너지가 상기 모터의 발전 용량을 초과하는 경우, 상기 HSG를 작동시켜 회생 제동시키는 제어부;를 포함한다.
그리고 상기 제어부는, 제동시 필요한 토크로부터 모터의 최대 토크를 뺀 추가 토크와, 엔진의 마찰 토크를 비교하여, 상기 추가 토크가 상기 마찰 토크 이상이면, 상기 모터와 HSG를 회생 제동시키고, 상기 추가 토크가 상기 마찰 토크보다 작으면, 상기 모터를 회생 제동시킨다.
그리고 상기 제어부는, 상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 상기 엔진의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 터보 차저의 베인 개방량을 최대화한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 차량의 회생 제동 방법은, 제동시 필요로 하는 제동 토크와 상기 모터의 최대 토크를 뺀 추가 토크를 계산하는 단계; 상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크 이상인지 여부를 판단하는 단계; 상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크 이상이면, 모터와 HSG를 작동시켜 회생 제동 시키는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크보다 작으면, 상기 모터를 이용하여 회생 제동시킨다.
그리고 상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 엔진의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 터보 차저의 베인 개방량을 최대화하는 단계;를 더 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치에 의하면, 차량의 감속시에 발생하는 감속 에너지가 모터의 발전 용량을 초과하였을 때, 초과하는 감속 에너지를 HSG를 통해 회생시켜 하이브리드 자동차의 연비를 개선시킬 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 시간에 따른 마찰 토크와 추가 토크와의 관계를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(10)과, 상기 엔진(10)을 시동과 발전을 위한 HSG(20)(Hybrid Stating Generator), 상기 엔진(10)의 동력을 보조하는 모터(50), 상기 엔진(10)과 HSG(20), 그리고 모터(50)를 제어하는 제어부(70)를 포함한다.
상기 HSG(20)는 스타터 및 제너레이터로 동작한다. 즉, 상기 제어부(70)에서 인가되는 제어 신호에 따라 상기 엔진(10)을 시동시키고, 상기 엔진(10)이 시동을 유지한 상태에서는 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성한다. 상기 HSG(20)에서 생성된 전기 에너지는 하이브리드 자동차에 구비된 배터리(60)에 충전된다.
상기 모터(50)는 하이브리드 자동차의 주행시에 상기 엔진(10)의 동력을 보조한다. 예를 들면, 자동차의 급가속시 또는 등판 주행시에 상기 엔진(10)의 동력을 보조하여 주행 성능을 향상시킨다.
또한, 상기 모터(50)는 하이브리드 자동차의 감속시에는 발전기로서 작동하여 하이브리드 자동차의 운동에너지를 전기 에너지로 변환시켜 제동력을 발생시킨다. 그리고 상기 모터(50)에서 변환된 전기 에너지는 상기 배터리(60)에 충전된다.
상기 제어부(70)는, 상기 엔진(10), 상기 HSG(20), 그리고 상기 모터(50)를 전반적으로 제어한다.
상기 제어부(70)는 하이브리드 자동차의 제동시에 발생하는 감속 에너지가 상기 모터(50)의 발전 용량을 초과하는 경우에는, 상기 HSG(20)를 발전기로서 작동시켜 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다.
만약, 상기 제어부(70)는 하이브리드 자동차의 제동시에 발생하는 감속 에너지가 상기 모터(50)의 발전 용량보다 작은 경우에는, 상기 모터(50)를 발전기로서 작동시켜 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다.
구체적으로, 하이브리드 자동차의 제동시에 필요한 토크는 다음의 수학식 1로부터 계산할 수 있다.
[수학식 1]
T = (M*a)*V/n
여기서 T는 감속시 필요한 토크이고, M은 하이브리드 자동차의 질량, a는 감속도, V는 하이브리드 자동차의 속도, n은 엔진(10) RPM이다.
그리고 상기 수학식 1에서 모터(50)의 최대 발전 토크를 빼면, 모터(50)의 발전 용량을 초과하는 추가 토크를 구할 수 있다.
상기 제어부(70)는 T가 모터(50)의 발전 토크보다 작은 경우에는 상기 모터(50)만을 이용하여 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다. 그러나 상기 하이브리드 자동차의 감속시 필요한 토크가 상기 모터(50)의 발전 토크보다 크면 상기 HSG(20)를 작동시켜 하이브리드 자동차를 회생 제동 시킨다.
도 3은 시간에 따른 마찰 토크와 추가 토크와의 관계를 도시한 그래프이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 추가 토크가 엔진(10)의 마찰 토크보다 크면 엔진(10) 동력을 연결하여 상기 HSG(20)를 작동시켜 회생 제동시키고(도 3의 a 구간), 상기 추가 토크가 엔진(10)의 마찰 토크보다 작으면 엔진(10) 동력을 차단하여 상기 모터(50)에 의해서만 회생 제동시킨다(도 3의 b 구간).
이와 같이, 하이브리드 자동차의 감속 에너지가 모터(50)의 발전 용량을 초과하는 경우, HSG(20)를 작동시켜 회생 제동함으로써 하이브리드 자동차의 연비를 개선할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법을 도시한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 하이브리드 자동차를 제동할 때, 제동에 필요한 제동 토크를 계산한다(S10). 하이브리드 자동차의 제동 토크는 앞에서 설명한 수학식 1로부터 계산할 수 있다.
계산된 제동 토크와 모터의 최대 발전 토크를 비교한다(S20). 만약, 모터의 최대 발전 토크가 상기 제동 토크 이상이면, 모터(50)만을 이용하여 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다(S60).
만약, 상기 모터(50)의 최대 발전 토크가 상기 제동 토크보다 작으면, 하이브리드 자동차의 감속에 필요한 추가 토크를 계산한다(S30). 상기 추가 토크는 앞의 수학식 1에서 구한 상기 제동 토크에서 상기 모터(50)의 최대 발전 토크를 빼서 계산한다.
그리고 상기 추가 토크를 엔진(10)의 마찰 토크와 비교한다(S40). 여기서 엔진(10)의 마찰 토크는 반복적인 실험에 의해 정해질 수 있으며, 상기 제어부(70)에 차량에 따라 미리 정의되어 저장되어 있을 수 있다.
만약, 상기 추가 토크가 엔진(10)의 마찰 토크 이상이면, 모터(50)와 HSG(20)를 작동시켜 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다(S50). 그러나, 상기 추가 토크가 엔진(10)의 마찰 토크보다 작으면, 상기 모터(50)를 이용하여 하이브리드 자동차를 회생 제동시킨다(S60).
여기서, 상기 HSG(20)를 회생 제동시킬 때, 상기 제어부(70)는 엔진(10)의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 터보 차저의 베인 개방량을 최대화한다. 터보 차저의 베인을 최대로 개방하면, 엔진(10)의 마찰 토크를 최소화할 수 있다.
터보 차저는 엔진(10)의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 것으로, 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과, 상기 터빈과 연동하여 회전하여 공기를 압축하는 컴프레서로 구성된다.
터보 차저의 베인은 터보 차저의 터빈으로 유입되는 배기 가스의 유로 면적으로 제어하는 기능을 수행한다. 일반적으로, 저속 영역에서는 상기 베인의 개방량을 작게 하여 배기 가스의 유속을 증가시켜 터빈을 구동시킨다. 반대로 고속 영역에서는 상기 베인의 개방량을 크게 하여 배기 가스의 유속을 감소시켜 터빈의 지나친 회전을 방지한다.
따라서 터보 차저의 베인을 최대로 개방하면, 터빈으로 공급되는 배기 가스의 유속이 감소되어 엔진(10)의 마찰 토크를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 HSG(20)를 회생 제동시킬 때, 상기 제어부(70)는 엔진의 마찰토크를 최소화하도록 변속단을 변경시킬 수 있다. 엔진의 마찰토크는 엔진의 회전수와 비례하는데, 동일 부하에서 변속단이 높아지면 엔진의 회전수가 낮아지고, 변속단이 낮아지면 엔진의 회전수가 증가한다.
따라서 엔진의 회전수가 낮아지도록 변속단을 변경하면, 엔진의 마찰토크를 최소화할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 하이브리드 자동차의 제동시에 발생하는 감속 에너지가 모터(50)의 발전 용량을 초과하는 경우, HSG(20)를 동시에 이용하여 하이브리드 자동차를 회생 제동시키는 것이다. 이와 같이, 모터(50)와 HSG(20)를 동시에 이용하여 회생 제동함으로써, 하이브리드 자동차의 연비를 개선시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 엔진
20: HSG
30: 클러치
40: 변속기
50: 모터
60: 배터리
70: 제어부

Claims (8)

  1. 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진을 시동시키고, 엔진이 시동된 상태에서 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 HSG;
    상기 엔진의 동력을 보조하고 제동시 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 모터; 및
    제동시 발생하는 감속 에너지가 상기 모터의 발전 용량을 초과하는 경우, 상기 HSG를 작동시켜 회생 제동시키는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    제동시 필요한 토크로부터 모터의 최대 토크를 뺀 추가 토크와, 엔진의 마찰 토크를 비교하여,
    상기 추가 토크가 상기 마찰 토크 이상이면, 상기 모터와 HSG를 회생 제동시키고,
    상기 추가 토크가 상기 마찰 토크보다 작으면, 상기 모터를 회생 제동시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 상기 엔진의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 터보 차저의 베인 개방량을 최대화하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 엔진의 마찰 토크를 최소화하도록 변속단을 변경시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 장치.
  5. 제동시 필요로 하는 제동 토크와 모터의 최대 토크를 뺀 추가 토크를 계산하는 단계;
    상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크 이상이면, 모터와 HSG를 작동시켜 회생 제동 시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 추가 토크가 엔진의 마찰 토크보다 작으면, 상기 모터를 이용하여 회생 제동시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 엔진의 연소실로 고압의 공기를 공급하는 터보 차저의 베인 개방량을 최대화하는 단계;
    를 더 포함하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 HSG를 회생 제동 시킬 때, 엔진의 마찰토크를 최소화하도록 변속단을 변경시키는 단계;
    를 더 포함하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.
KR1020130163789A 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법 KR101534731B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163789A KR101534731B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법
DE102014110202.9A DE102014110202A1 (de) 2013-12-26 2014-07-21 Regenerativ-Bremsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug und Verfahren hierfür
US14/338,098 US9186996B2 (en) 2013-12-26 2014-07-22 Regenerative brake apparatus of hybrid vehicle and method thereof
CN201410432741.7A CN104742897B (zh) 2013-12-26 2014-08-28 混合动力车辆的再生制动器装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163789A KR101534731B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150076327A KR20150076327A (ko) 2015-07-07
KR101534731B1 true KR101534731B1 (ko) 2015-07-27

Family

ID=53372143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163789A KR101534731B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9186996B2 (ko)
KR (1) KR101534731B1 (ko)
CN (1) CN104742897B (ko)
DE (1) DE102014110202A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052738A (ko) 2019-10-31 2021-05-11 셰플러코리아 유한책임회사 회생 제동 기능을 가지는 하이브리드 차량

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170025877A (ko) 2015-08-31 2017-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법
CN106564604A (zh) * 2016-04-13 2017-04-19 北京天宇新超航空科技有限公司 一种油电混合四旋翼动力单元及其控制方法
KR101916076B1 (ko) * 2017-01-26 2018-11-07 현대자동차 주식회사 구동 모터를 구비한 차량의 제어 장치 및 방법
US10118605B2 (en) * 2017-03-13 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for a hybrid vehicle
JP6753340B2 (ja) * 2017-03-14 2020-09-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
EP4015327A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-22 Volvo Car Corporation Method for braking a hybrid electric vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003293819A (ja) * 2002-04-04 2003-10-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の回生制御装置
KR20110062135A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 산소센서 모니터링장치 및 방법
JP2013198373A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyota Industries Corp 車両用電動発電装置
KR101339264B1 (ko) * 2012-11-23 2013-12-09 기아자동차 주식회사 하이브리드 차량의 충방전 제어 방법 및 시스템

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445982B1 (en) * 2001-03-26 2002-09-03 Visteon Global Technologies, Inc. Regenerative deceleration for a hybrid drive system
US7066854B2 (en) * 2003-04-12 2006-06-27 Zhihui Duan Hybrid electric vehicle
CN1238213C (zh) * 2003-10-17 2006-01-25 清华大学 混合动力轿车动力总成的动力输出切换方法及其控制***
US8066339B2 (en) * 2004-03-09 2011-11-29 Ford Global Technologies, Llc Vehicle and method for controlling regenerative braking
KR100634605B1 (ko) * 2004-10-05 2006-10-16 현대자동차주식회사 차량의 회생 제동 제어방법
JP2006230132A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Honda Motor Co Ltd 電流供給方法、内燃機関の始動方法、電源装置及び車両
CN101152837B (zh) * 2006-09-29 2011-03-30 比亚迪股份有限公司 混合动力车驱动装置
CN100569551C (zh) * 2006-12-30 2009-12-16 财团法人工业技术研究院 混合动力车辆及混合动力***
DE102007028070A1 (de) * 2007-06-19 2008-12-24 Lucas Automotive Gmbh Bremsausrüstung für ein Landfahrzeug
US7573151B2 (en) * 2007-10-11 2009-08-11 Lear Corporation Dual energy-storage for a vehicle system
US20100076634A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Ford Global Technologies, Llc Method for Controlling a Micro-Hybrid Electric Vehicle with an Automatic Transmission
CN101920654A (zh) * 2009-06-17 2010-12-22 上海捷能汽车技术有限公司 一种新型车用双电机多离合器混合动力***
US8122986B2 (en) * 2009-07-07 2012-02-28 Ford Global Technologies, Llc Powertrain and method for controlling a powertrain in a vehicle
KR101189380B1 (ko) * 2010-11-30 2012-10-10 현대자동차주식회사 Ｉｓｇ 진입 장치 및 방법
KR101567104B1 (ko) * 2010-12-01 2015-11-09 현대자동차주식회사 아이에스지 차량의 아이에스지 표시 장치 및 방법
US8688302B2 (en) * 2010-12-31 2014-04-01 Cummins Inc. Hybrid power system braking control
US8469849B2 (en) * 2011-03-25 2013-06-25 Delphi Technologies, Inc. Hybrid vehicle system and controller
US9493148B2 (en) * 2011-04-13 2016-11-15 Ford Global Technologies, Llc Torque modulation in a hybrid vehicle downshift during regenerative braking
CN102358283B (zh) * 2011-08-19 2013-12-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力车驱动轴扭矩解析控制方法
EP2570284B1 (en) * 2011-09-14 2016-10-26 V2 Plug-in Hybrid Vehicle Partnership Handelsbolag Plug-in hybrid electric vehicle
CN102381311B (zh) * 2011-09-27 2015-07-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种四驱强混汽车amt协调控制方法及其***
KR101294071B1 (ko) * 2011-10-27 2013-08-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 시스템
US9487090B2 (en) * 2011-11-03 2016-11-08 Johnson Controls Technology Company Dual energy storage system for micro hybrid vehicles
KR101371786B1 (ko) * 2011-11-30 2014-03-07 현대자동차주식회사 하이브리드 시스템의 엔진시동 안정화 방법
KR101339247B1 (ko) * 2011-11-30 2014-01-06 기아자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 배터리 충전 방법 및 상기 방법을 사용하는 하이브리드 자동차
KR20130065434A (ko) * 2011-12-09 2013-06-19 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 출력 제어 방법
KR101360500B1 (ko) * 2011-12-14 2014-02-10 기아자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차의 배터리 충전 방법
US9441599B2 (en) * 2012-07-17 2016-09-13 Altigreen Propulsion Labs Private Limited Induction motor-permanent magnet generator tandem configuration starter-generator for hybrid vehicles
CN102897017B (zh) * 2012-09-27 2015-08-26 北京汽车新能源汽车有限公司 一种动力耦合电控动力换挡混合动力***
KR20140044686A (ko) * 2012-10-05 2014-04-15 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 하이브리드 자동차의 구동 제어 방법
KR101393543B1 (ko) * 2012-10-05 2014-05-09 기아자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 엔진 기동 제어 방법 및 시스템
KR101836527B1 (ko) * 2012-12-05 2018-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 전달토크 학습시스템 및 학습방법
US10023072B2 (en) * 2013-08-26 2018-07-17 Johnson Controls Technology Company DC-DC converter for vehicle
KR20150047646A (ko) * 2013-10-10 2015-05-06 현대자동차주식회사 브레이크 기능을 갖는 하이브리드 자동차
KR101461909B1 (ko) * 2013-10-10 2014-11-13 현대자동차주식회사 친환경 자동차의 모터 제어 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003293819A (ja) * 2002-04-04 2003-10-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の回生制御装置
KR20110062135A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 산소센서 모니터링장치 및 방법
JP2013198373A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyota Industries Corp 車両用電動発電装置
KR101339264B1 (ko) * 2012-11-23 2013-12-09 기아자동차 주식회사 하이브리드 차량의 충방전 제어 방법 및 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210052738A (ko) 2019-10-31 2021-05-11 셰플러코리아 유한책임회사 회생 제동 기능을 가지는 하이브리드 차량

Also Published As

Publication number Publication date
US9186996B2 (en) 2015-11-17
CN104742897A (zh) 2015-07-01
KR20150076327A (ko) 2015-07-07
DE102014110202A1 (de) 2015-07-02
US20150183324A1 (en) 2015-07-02
CN104742897B (zh) 2019-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101534731B1 (ko) 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법
JP5905013B2 (ja) ハイブリッド駆動装置
US8386109B2 (en) Hybrid electric vehicle and method of control
US20120022735A1 (en) Drive control device for electric vehicle, and electric vehicle
JP5725037B2 (ja) 車両および車両用制御方法
JP5325120B2 (ja) ハイブリッド車両のエネルギ管理方法及び装置
JP5790782B2 (ja) 車両の制御装置
JP5200797B2 (ja) ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置
JP2010041915A (ja) ジェネレータとして動作し得る少なくとも１つの電気機械を有する車両
WO2014199811A1 (ja) ハイブリッド車両及びその制御方法
JP2013075540A (ja) ハイブリッド車両
JP2010268639A (ja) 車両の制御装置
JP6260118B2 (ja) ハイブリッド車両及びその制御方法
JP2014104833A (ja) 省エネルギー走行制御方法。
KR100737014B1 (ko) 하이브리드 차량의 전동식 에어컨 제어방법
WO2017013843A1 (ja) 車両用電源装置および車両用電源装置の制御方法
JP2007168719A (ja) ハイブリッド自動車
JP2015104149A (ja) 車両
JP6149720B2 (ja) ハイブリッド車両
WO2024057688A1 (ja) ハイブリッド車両の回生制動システム
JPH04261304A (ja) 車両の駆動装置
JP4063193B2 (ja) 電動車両の駆動システム
JP2010052634A (ja) エネルギー回収装置
KR20180068155A (ko) 하이브리드 차량의 회생 제동 장치 및 방법
JP2015077859A (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 4