KR101619706B1 - 하이브리드 자동차의 시동발전장치 - Google Patents

하이브리드 자동차의 시동발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101619706B1
KR101619706B1 KR1020150063122A KR20150063122A KR101619706B1 KR 101619706 B1 KR101619706 B1 KR 101619706B1 KR 1020150063122 A KR1020150063122 A KR 1020150063122A KR 20150063122 A KR20150063122 A KR 20150063122A KR 101619706 B1 KR101619706 B1 KR 101619706B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
generator
engine
motor
starter
brake
Prior art date
Application number
KR1020150063122A
Other languages
English (en)
Inventor
조성태
이경신
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150063122A priority Critical patent/KR101619706B1/ko
Priority to US14/924,017 priority patent/US9587613B2/en
Priority to DE102015221716.7A priority patent/DE102015221716A1/de
Priority to CN201510778559.1A priority patent/CN106114194B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101619706B1 publication Critical patent/KR101619706B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • 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
    • B60K20/00—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • 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
    • 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
    • B60K6/445—Differential gearing distribution 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
    • 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
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • 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
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/006—Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • H02P5/747—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors mechanically coupled by gearing
    • H02P5/753—Differential gearing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/08—Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
    • B60K2006/26—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
    • 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
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/043—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the gearing including a speed reducer
    • F02N15/046—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the gearing including a speed reducer of the planetary type
    • 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
    • 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
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차의 시동발전장치에 관한 것으로서, 엔진 시동 모드, 시리즈 운행을 위한 발전 모드, 일반 주행 모드 등의 정해진 모드로의 제어성이 개선될 수 있고, 대용량 모터 요구에 효과적으로 대응 가능하면서도 하나의 대용량 모터 적용시 나타나는 레이아웃 제한의 문제점이나 엔진 축 작용 하중의 증가로 인한 대용량 모터 적용 제한의 문제점 등이 해소될 수 있는 하이브리드 자동차의 시동발전장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 모터로 작동시 엔진으로 회전력을 전달하여 엔진을 시동하고, 엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 스타터-제너레이터; 엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 모터-제너레이터; 상기 엔진과 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터 사이를 회전력 전달이 가능하도록 연결하는 유성기어기구; 상기 유성기어기구의 회전요소 중 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터에 연결된 회전요소를 각각 선택적으로 고정요소로 작동시키기 위한 제1브레이크 및 제2브레이크; 및 상기 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터, 제1브레이크 및 제2브레이크의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치가 개시된다.

Description

하이브리드 자동차의 시동발전장치{Engine starting and generating system of hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 자동차의 시동발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 모터 요구에 효과적으로 대응 가능하면서도 하나의 대용량 모터 적용시에 나타나는 레이아웃 제한의 문제점이나 엔진 축 작용 하중의 증가로 인한 대용량 모터 적용 제한의 문제점 등이 해소될 수 있는 하이브리드 자동차의 시동발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 자동차는 엔진과 모터를 구동원으로 사용하여 주행하는 차량으로서, 주행을 위해 화석연료의 에너지와 더불어 전기에너지를 함께 이용하므로 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 친환경자동차이다.
도 1은 하이브리드 자동차의 파워트레인 구성을 나타내는 도면으로, 구동모터와 변속기가 붙어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워트레인 구성을 예시하고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 자동차의 파워트레인 구성은, 차량 주행을 위한 구동원으로서 직렬로 배치되는 엔진(1)과 구동모터(3), 상기 엔진(1)과 구동모터(3) 사이에 동력을 연결 또는 차단하도록 개재되는 엔진 클러치(2), 엔진(1) 및 구동모터(3)의 동력을 변속하여 구동축(5)으로 전달하는 변속기(4), 엔진(1)과 동력 전달 가능하게 연결된 스타터-제너레이터(ISG:Integrated Starter and Generator 또는 HSG:Hybrid Starter and Generator)(6)를 포함한다.
여기서, 엔진 클러치(2)는 접합(lock-up) 및 분리(open) 작동을 통해 엔진(1)과 구동모터(3) 사이에 동력을 연결하거나 차단한다.
또한, 차량의 동력원(전력원)이 되는 배터리(8)가 인버터(7)를 통해 구동모터(3)와 스타터-제너레이터(6)에 충, 방전 가능하게 연결되는데, 인버터(7)는 구동모터(3)와 스타터-제너레이터(6)의 구동을 위해 배터리(8)의 직류전류를 3상 교류전류로 변환하여 구동모터와 스타터-제너레이터에 인가한다.
상기 스타터-제너레이터(6)는 시동모터와 발전기가 별도로 장착되는 일반 내연기관 자동차에서와 달리 하이브리드 자동차에서 시동모터(starter)와 발전기(alternator)의 통합된 기능을 수행하는 장치로서, 구동시 자체 동력을 벨트(9)를 통해 엔진(1)에 전달하여 엔진을 시동하거나 엔진에서 전달되는 회전력으로 발전을 수행하며, 발전 동작시 생성되는 전기에너지로 배터리(8)를 충전한다.
즉, 하이브리드 자동차가 구동모터(3)의 동력만을 이용하여 주행하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드에서 엔진(1)의 동력과 구동모터(3)의 동력을 함께 이용하여 주행하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환될 때 엔진이 시동되어야 하고, 이때 스타터-제너레이터(6)가 이용된다.
스타터-제너레이터(6)의 풀리(6a)가 엔진(1)의 크랭크 샤프트(C/S, Crank Shaft)에 장착된 크랭크 풀리(1a)와 벨트(9)를 통해 동력 전달 가능하게 연결되어 있으므로 스타터-제너레이터(6)가 모터로 작동하여 그 회전력을 벨트(9)를 통해 크랭크 샤프트에 전달함으로써 엔진을 시동시키는 것이다.
또한, 스타터-제너레이터(6)가 엔진 구동 중에 엔진(1)의 회전력, 즉 크랭크 샤프트의 회전력을 벨트(9)를 통해 전달받아 발전기로 작동함으로써 전기에너지를 생성하고, 배터리(8)를 충전하게 된다.
또한, 스타터-제너레이터(6)가 차량의 제동시 발전기로 작동하며, 엔진(1)으로부터 벨트(9)를 통해 전달되는 회전력으로 전기에너지를 생성함으로써 배터리(8)를 충전하는 에너지 회생이 이루어지게 된다
이와 같이 배터리(8)에 저장된 전기에너지는 차량 주행을 위해 구동모터(3)를 구동시키는데 이용된다.
이하, 본 명세서에서는 하이브리드 자동차의 스타터-제너레이터, 및 이 스타터-제너레이터와 엔진 사이를 동력 전달 가능하게 연결하는 동력전달기구를 포함하는 구성을 하이브리드 자동차의 시동발전장치라 칭하기로 한다.
한편, 종래의 시동발전장치에서는 전술한 바와 같이 벨트와 풀리를 포함하는 동력전달기구를 이용하고, 엔진과 스타터-제너레이터를 벨트로 연결하는 동력전달방식을 적용하고 있다.
그러나, 벨트전달방식은 제어성 측면에서 불리함을 가지고 있으며, 배터리 충전상태 수준을 관리하기 위한 배터리 충전시에도 벨트 장력이나 슬립 등으로 인한 전달 효율의 저하(슬립 발생 등)가 차량 전체의 효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.
특히, 스타터-제너레이터의 기능이 엔진 시동을 위한 시동모터의 기능과 더불어, 엔진 제어 기능, 엔진 동력을 발전에 이용하여 그 전력으로 구동모터를 구동시키는 시리즈(series) 모드의 기능으로까지 확대되는 등 작동범위가 넓어짐에 따라 스타터-제너레이터로 대용량의 모터가 요구되고 있다.
더욱이 대형 차량의 경우 필연적으로 스타터-제너레이터의 크기 증대(모터 용량 증대)가 요구되는데, 모터의 크기를 증대시켜 하나의 모터로 대형 차량의 요구에 대응하기에는 엔진의 각종 축들에 작용하는 측면 하중 증가로 인한 제한 및 엔진 벨트계 레이아웃 제한 등이 있게 되므로 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 엔진 시동 모드, 시리즈 운행 모드, 일반 주행 모드 등의 정해진 모드로의 제어성이 개선될 수 있고, 대용량 모터 요구에 효과적으로 대응 가능하면서도 하나의 대용량 모터 적용시 나타나는 레이아웃 제한의 문제점이나 엔진 축 작용 하중의 증가로 인한 대용량 모터 적용 제한의 문제점 등이 해소될 수 있는 하이브리드 자동차의 시동발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 엔진 및 구동모터, 엔진과 구동모터 사이에 동력을 연결하거나 차단하도록 배치되는 엔진 클러치를 탑재한 하이브리드 자동차에서 엔진을 시동하고 엔진의 회전력을 전달받아 발전을 수행하는 시동발전장치에 있어서, 모터로 작동시 엔진으로 회전력을 전달하여 엔진을 시동하고, 엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 스타터-제너레이터; 엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 모터-제너레이터; 상기 엔진과 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터 사이를 회전력 전달이 가능하도록 연결하는 유성기어기구; 상기 유성기어기구의 회전요소 중 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터에 연결된 회전요소를 각각 선택적으로 고정요소로 작동시키기 위한 제1브레이크 및 제2브레이크; 및 상기 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터, 제1브레이크 및 제2브레이크의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치를 제공한다.
여기서, 상기 유성기어기구는, 회전요소 중, 선기어가 스타터-제너레이터의 회전축에 연결되고, 링기어가 모터-제너레이터의 회전축에 연결되며, 피니언을 일체로 결합하여 지지하는 캐리어가 엔진의 회전축에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 시동시, 링기어가 고정요소로 작동되도록 링기어에 연결된 제2브레이크를 결합하고 스타터-제너레이터의 회전력이 엔진에 전달될 수 있도록 선기어에 연결된 제1브레이크를 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 정지 및 엔진 클러치가 분리된 상태에서 제1브레이크와 제2브레이크를 모두 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 구동 및 엔진 클러치 접합 상태에서 엔진과 구동모터의 회전력을 이용한 차량 구동시 선기어가 고정요소로 작동되도록 선기어에 연결된 제1브레이크를 결합하고 모터-제너레이터가 엔진 회전력에 의해 무부하 회전되도록 링기어에 연결된 제2브레이크를 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진을 구동시켜 엔진 회전력으로 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터 중 엔진 속도에 따라 선택된 하나 또는 둘을 발전기로 작동시키고 발전 전력으로 구동모터를 구동시키는 시리즈 운행 모드 제어를 수행하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 속도가 정해진 기준속도 이하일 경우 스타터-제너레이터를 발전기로 작동시키고, 엔진 속도가 상기 기준속도를 초과할 경우 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터를 모두 발전기로 작동시키도록 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 속도가 정해진 기준속도 이하일 경우 유성기어기구의 회전요소 중 스타터-제너레이터에 연결된 회전요소가 회전되도록 하고 모터-제너레이터에 연결된 회전요소가 고정요소로 작동되도록 제1브레이크와 제2브레이크를 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 엔진 속도가 상기 기준속도를 초과할 경우 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터에 연결된 회전요소가 모두 회전될 수 있도록 제1브레이크와 제2브레이크를 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 시동발전장치에는 정지 모드, 엔진 시동 모드, 시리즈 운행 모드, 일반 주행 모드 중 선택된 모드로 다양하게 제어될 수 있으며, 시동 및 발전을 위한 2개의 소용량 모터를 사용하는바, 대용량 모터 요구에 효과적으로 대응 가능하면서도 하나의 대용량 모터 적용시 나타나는 레이아웃 제한의 문제점이나 엔진 축 작용 하중의 증가로 인한 대용량 모터 적용 제한의 문제점 등이 해소될 수 있게 된다.
도 1은 하이브리드 자동차의 파워트레인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시동발전장치를 포함하는 하이브리드 자동차의 파워트레인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시동발전장치의 제어 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 시동발전장치 및 파워트레인의 구성을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 시동발전장치에서는 엔진(1)과 엔진 시동 및 발전을 위한 모터(21,22) 사이의 동력전달기구로 종래의 벨트전달기구 대신 유성기어기구(10)가 사용된다.
또한, 본 발명의 시동발전장치는, 엔진 시동 및 발전을 위한 소용량 모터로서, 엔진(1)과의 사이에 유성기어기구(10)를 매개로 하여 동력 전달 가능하도록 연결되는 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)를 포함하고, 여기서 2개의 소용량 모터가 함께 하나의 대용량 모터를 대신하여 시동모터 및 발전기의 통합된 기능을 수행하게 된다.
즉, 대용량 요구에 대응하기 위해 적용되던 종래의 대용량 스타터-제너레이터(대용량 모터) 대신 시동모터 및 발전기로 작동할 수 있는 소용량 모터 2개를 구비하여 사용하는 것이다.
이와 같이 엔진 시동 및 발전을 위해 소용량 모터 2개를 적용할 경우 모터 2개와 동일한 용량의 대용량 모터(종래의 대용량 스타터-제너레이터) 1개를 적용하는 경우에 비해 재료비 및 원가, 패키지 구성 측면에서 유리하다.
구성을 살펴보면, 본 발명의 시동발전장치에서 유성기어기구(10)는 통상의 구성대로 선기어(11), 선기어(11)와 외접으로 맞물리는 피니언(미도시), 피니언과 내접으로 맞물리는 링기어(12), 및 피니언들을 일체로 결합하여 지지하는 캐리어(13)를 포함한다.
이때, 유성기어기구(10)의 회전요소는 선기어(11)와 링기어(12), 캐리어(13)가 되고, 이 중에서 선기어(11)와 링기어(12)는 선택적으로 고정요소로 작동하도록 차량 내 고정구조물과 브레이크(14,15)를 개재한 상태로 연결된다.
이하, 본 명세서에서 선기어(11)와 차량 내 고정구조물과의 사이에 개재되는 브레이크(14)를 제1브레이크라 칭하기로 하고, 링기어(12)와 차량 내 고정구조물과의 사이에 개재되는 브레이크(15)를 제2브레이크라 칭하기로 한다.
또한, 캐리어(13)는 엔진(1)과의 사이에 회전력 전달이 가능하도록 엔진(1)의 회전축에 연결되고, 선기어(11)는 스타터-제너레이터(21)와의 사이에 회전력 전달이 가능하도록 스타터-제너레이터(21)의 회전축에 연결된다.
또한, 링기어(12)는 모터-제너레이터(22)와의 사이에 회전력 전달이 가능하도록 모터-제너레이터(22)의 회전축에 연결된다.
상기 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)는 인버터(7)를 통해 차량 내 배터리(8)에 충, 방전 가능하게 연결되며, 스타터-제너레이터(21) 및 모터-제너레이터(22)가 엔진 동력을 유성기어기구(10)를 통해 전달받아 발전기로 동작할 경우 발전시 생성되는 전기에너지가 인버터(7)를 통해 배터리(8)로 전달되어 저장되거나(배터리 충전) 구동모터(3)를 구동하는데 사용될 수 있다.
이와 더불어, 배터리(8)의 직류전류가 3상 교류전류로 변환되어 스타터-제너레이터(21)에 인가되면(배터리 방전), 스타터-제너레이터(21)가 구동하여 유성기어기구(10)를 통해 엔진(1)으로 동력을 전달하는바, 이에 엔진(1)이 시동될 수 있게 된다.
이때, 후술하는 바와 같이 2개의 모터 중 하나, 즉 스타터-제너레이터(21)가 엔진(1)의 시동에 이용될 수 있다.
도 2에 예시된 파워트레인 구성에서 구동모터(3), 엔진(1)과 구동모터(3) 사이의 엔진 클러치(2), 변속기(4)에 대해서는 종래기술과 차이가 없으므로 설명을 생략하기로 한다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 시동발전장치의 구성에 대해 설명하였는바, 전술한 바와 같이 실시예에 따른 시동발전장치는 스타터-제너레이터(21) 및 모터-제너레이터(22), 엔진(1)과 스타터-제너레이터(21) 및 모터-제너레이터(22) 사이에 동력 전달을 위해 개재되는 유성기어기구(10), 마찰부재로서 유성기어기구(10)와 고정구조물 사이에 개재되는 제1브레이크(14) 및 제2브레이크(15)를 포함한다.
이러한 시동발전장치의 구성에서 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)의 작동, 및 제1브레이크(14)와 제2브레이크(15)의 작동은 미도시된 제어부의 제어신호에 따라 제어되며, 이때 제어부는 하나의 통합된 제어요소가 될 수 있으나, 복수 개의 제어기가 협조 제어하는 것에 의해 시동발전장치의 각 구성요소가 소정의 제어 모드에 따라 제어될 수 있다.
상기한 시동발전장치의 제어 모드는 정지 모드, 엔진 시동 모드, 시리즈 운행 모드, 일반 주행 모드를 포함하고, 먼저 정지 모드는 엔진 정지 조건인 차량 정지 또는 회생 제동이나 타행 주행시의 모드로, 엔진(1)이 나머지 구동계(구동모터와 변속기)와 분리된 상황, 즉 엔진 클러치(2)가 분리된 상태에서 수행되는 모드이다.
정지 모드에서는 도 3에 나타낸 바와 같이 엔진(1), 스타터-제너레이터(21), 모터-제너레이터(22)가 정지상태로 있게 되고, 제1브레이크(14)와 제2브레이크(15)가 분리상태가 되도록 제어된다.
다음으로, 도 4는 엔진 시동을 위한 제어 모드인 엔진 시동 모드를 설명하기 위한 도면으로, 엔진 시동을 위해 제2브레이크(15)는 결합상태, 제1브레이크(14)는 분리상태가 되도록 제어하고, 스타터-제너레이터(21)를 구동하여 엔진(1)을 시동한다.
이러한 엔진 시동 모드에서는 제2브레이크(15)가 결합되므로 제2브레이크(15)에 연결되어 있는 링기어(12)가 고정요소가 되고, 선기어(11)는 입력요소, 캐리어(13)가 출력요소가 된다.
이에 스타터-제너레이터(21)가 구동할 경우 구동력이 선기어(11), 피니언, 캐리어(13)를 통해 엔진(1)으로 전달되어 엔진 시동이 이루어지게 된다.
이때, 엔진에 공급되는 토크 및 속도는 유성기어기구에 의해 다음의 식과 같이 결정된다.
토크 : 엔진 공급 토크 = (1 + R) × 스타터-제너레이터 토크
속도 : 엔진 속도 = 1/(1 + R) × 스타터-제너레이터 속도
여기서, R은 링기어와 선기어의 잇수비(감속비), 즉 링기어 잇수/선기어 잇수를 나타낸다.
다음으로, 도 5는 시리즈 운행을 위해 스타터-제너레이터가 발전 동작하도록 제어되는 시리즈 운행 모드를 설명하기 위한 도면으로, 여기서 시리즈 운행은 엔진(1)을 구동시켜 엔진 동력을 유성기어기구(10)를 통해 스타터-제너레이터(및 모터-제너레이터)로 전달함으로써 스타터-제너레이터(및 모터-제너레이터)를 발전 작동시키고, 이때 스타터-제너레이터(및 모터-제너레이터)에서 생성되는 전력으로 구동모터(3)를 구동시키는 것을 의미한다.
본 발명에서 시리즈 운행 모드는 2개의 모드, 즉 제1시리즈 운행 모드와 제2시리즈 운행 모드를 포함할 수 있으며, 도 5는 제1시리즈 운행 모드를 나타낸다.
상기 제1시리즈 운행 모드는 스타터-제너레이터(21)의 작동속도 범위 내의 영역에서 시리즈 운행을 실시할 때 수행되는 제어 모드로서, 엔진(1)이 시동되어 구동되고 있는 상태에서 제2브레이크(15)는 결합상태, 제1브레이크(14)는 분리상태가 되도록 제어하고, 스타터-제너레이터(21)는 발전 제어하며, 모터-제너레이터(22)는 정지상태가 되도록 제어한다.
이러한 제1시리즈 운행 모드에서는 제2브레이크(15)가 결합되므로 제2브레이크(15)에 연결되어 있는 링기어(12)가 고정요소가 되고, 캐리어(13)가 입력요소, 선기어(11)가 출력요소가 된다.
이에 엔진(1)이 구동하고 있는 상태에서 엔진 동력이 캐리어(13), 피니언, 선기어(11)를 통해 스타터-제너레이터(21)로 전달되고, 엔진 동력을 전달받은 스타터-제너레이터(21)가 발전을 수행하여 전기에너지를 생성하며, 결국 스타터-제너레이터(21)의 발전 전력으로 배터리(8)를 충전하거나 구동모터(3)를 구동시킬 수 있다.
이때, 엔진 발전 토크와 엔진 속도는 유성기어기구에 의해 다음의 식과 같이 결정된다.
토크 : 엔진 발전 토크 = (1 + R) × 스타터-제너레이터 토크
속도 : 엔진 속도 = 1/(1 + R) × 스타터-제너레이터 속도
다음으로, 도 6은 시리즈 운행을 위해 스타터-제너레이터가 발전 동작하도록 제어되는 시리즈 운행 모드로서 제2시리즈 운행 모드를 나타낸다.
상기 제1시리즈 운행 모드는 엔진 속도가 설정된 기준속도 이하일 경우 수행되고, 엔진 속도가 기준속도를 초과할 경우 제2시리즈 운행 모드가 수행된다.
상기 제2시리즈 운행 모드는 스타터-제너레이터(21)의 출력량 이상의 출력이 요구될 때 수행되는 제어 모드로서, 엔진(1)이 시동되어 구동되고 있는 상태에서 제1브레이크(14)와 제2브레이크(15)를 분리하고, 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)를 모두 발전 제어한다.
이러한 제2시리즈 운행 모드에서는 제1브레이크(14) 및 제2브레이크(15)가 분리된 상태에서 캐리어(13)가 입력요소, 선기어(11) 및 링기어(12)가 출력요소가 된다.
이에 엔진(1)이 구동하고 있는 상태에서 엔진 동력이 캐리어(13), 피니언, 선기어(11) 및 링기어(12)를 통해 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)로 동시 전달되고, 엔진 동력을 전달받은 스타터-제너레이터(21)와 모터-제너레이터(22)가 모두 발전을 수행하여 전기에너지를 생성하는바, 결국 스타터-제너레이터(21) 및 모터-제너레이터(22)의 발전 전력으로 배터리(8)를 충전하거나 구동모터(3)를 구동시킬 수 있다.
이때, 엔진 발전 토크와 엔진 속도는 유성기어기구에 의해 다음의 식과 같이 결정된다.
토크 : 엔진 발전 토크 = 스타터-제너레이터 토크 + 모터-제너레이터 토크
속도 : 엔진 속도 = R/(1 + R) × 모터-제너레이터 속도 + 1/(1 + R) × 스타터-제너레이터 속도
이와 같이 엔진 시동 모드에서 구동 토크를 제공하여 엔진을 시동하는 모터는 스타터-제너레이터이고, 시리즈 운행 모드에서는 1차적으로 스타터-제너레이터로 발전 출력을 충족시되(제1시리즈 운행 모드), 발전 출력 부족시 모터-제너레이터를 추가로 이용하게 된다(제2시리즈 운행 모드).
도 7은 일반 주행 모드를 설명하기 위한 도면으로, 일반 주행 모드는 스타터-제너레이터(21) 및 모터-제너레이터(22)에 의한 엔진 제어가 없는 상태에서 엔진(1)과 구동모터(3)의 구동력을 이용하여 차량을 구동시키는 모드이다.
일반 주행 모드에서는 엔진(1)이 구동되고 엔진 클러치(2)가 접합되었을 때, 제1브레이크(14)는 결합상태, 제2브레이크(15)는 분리상태가 되도록 제어하고, 이때 제1브레이크(14)가 결합되므로 선기어(11)가 고정요소가 된다.
또한, 선기어(11)에 연결되어 있는 스타터-제너레이터(21)가 정지상태가 되고, 모터-제너레이터(22)는 엔진 제어에 관여하지 않는다.
즉, 제2브레이크(15)가 분리된 상태이므로 엔진 동력이 캐리어(13) 및 피니언, 링기어(12)를 통해 모터-제너레이터(22)에 전달될 때 모터-제너레이터(22)가 유성기어기구(10)에 의한 속도 구속하에서 무부하 상태로 공회전을 하는 것이다.
이때, 엔진 속도와 모터-제너레이터의 속도 관계는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
속도 : (1 + R) × 엔진 속도 = R × 모터-제너레이터 속도
이와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 시동발전장치는 정지 모드, 엔진 시동 모드, 시리즈 운행 모드, 일반 주행 모드 중 선택된 모드로 다양하게 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시동발전장치는 엔진 시동 및 발전을 위한 2개의 소용량 모터를 사용할 수 있는바, 대용량 모터 요구에 효과적으로 대응 가능하면서도 하나의 대용량 모터 적용시 나타나는 레이아웃 제한의 문제점이나 엔진 축 작용 하중의 증가로 인한 대용량 모터 적용 제한의 문제점 등이 해소될 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면으로, 엔진 시동 및 발전을 위한 모터의 사양이 확대될 경우 모터의 크기가 커지면서 엔진 벨트계의 레이아웃 구성이 어려워지나, 이는 본 발명에서와 같이 상대적으로 소용량의 모터 2개를 사용함으로써 해결될 수 있다.
예를 들어, 엔진 시동 및 발전을 위한 모터의 용량을 2배로 확대할 필요가 있는 경우 종래기술에서는 도 8에 나타낸 바와 같이 모터의 크기 또한 크게 증가하게 되어 벨트 레이아웃상 설치가 매우 어렵거나 불가할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 동일 용량의 작은 모터 2개를 배치함과 더불어 엔진과의 동력전달기구로 벨트 대신 유성기어기구를 적용함으로써 상기한 문제점이 해소될 수 있고, 벨트전달기구를 이용하는 타 부품을 엔진에 장착할 때 필요한 벨트의 레이아웃 구성 또한 용이해질 수 있다.
도 9는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 다른 도면으로, 종래기술에서는 엔진 시동 및 발전을 위한 모터의 사양 결정에 있어서 시동을 위해 요구되는 사양과 시리즈 운행을 위해 요구되는 사양을 하나의 모터로 모두 만족시켜야 하므로 두 사양 요구 중 하나만 커져도 모터의 사양이 전체적으로 과대해지는 단점이 있다.
그러나, 본 발명에서는 도 8에 나타낸 바와 같이 동일 사양의 모터(스타터-제너레이터, 모터-제너레이터) 2개로 유성기어비에 의해 고토크/고속 영역을 나누어 대응할 수 있으므로 대용량 모터를 사용함으로 인해 발생하는 재료비 및 원가를 절감하는 것이 가능해진다.
특히, 소형 차량급으로 개발된 모터를 대형 차량급에 적용할 수 있으므로 개발비/재료비의 절감이 가능해진다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 엔진 시동 및 발전을 위한 모터는 엔진 시동을 위해 요구되는 속도(1-1), 엔진 시동을 위해 요구되는 토크(1-2), 시리즈 운행을 위해 요구되는 출력(2-1), 시리즈 운행을 위해 요구되는 속도(2-2)의 총 4개 사양을 만족시켜야 하므로 모터의 사양이 과대해질 수 있다.
반면, 본 발명에서는 모터의 요구 사양으로서 스타터-제너레이터(21)가 토크 사양만을 만족시키면 되므로 속도 사양은 훨씬 작아지게 되고, 모터-제너레이터(22)는 속도/출력 사양만을 만족시키면 되므로 토크 사양은 훨씬 작아지게 된다.
이와 같이 본 발명에서 유성기어기구를 사용하면서 동일 사양의 모터 2개로 대용량 모터의 사양 요구에 대응하는 것이 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 엔진 2 : 엔진 클러치
3 : 구동모터 4 : 변속기
5 : 구동축 7 : 인버터
8 : 배터리 10 : 유성기어기구
11 : 선기어 12 : 링기어
13 : 캐리어 14 : 제1브레이크
15 : 제2브레이크 21 : 스타터-제너레이터
22 : 모터-제너레이터

Claims (9)

  1. 엔진 및 구동모터, 엔진과 구동모터 사이에 동력을 연결하거나 차단하도록 배치되는 엔진 클러치를 탑재한 하이브리드 자동차에서 엔진을 시동하고 엔진의 회전력을 전달받아 발전을 수행하는 시동발전장치에 있어서,
    모터로 작동시 엔진으로 회전력을 전달하여 엔진을 시동하고, 엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 스타터-제너레이터;
    엔진의 회전력을 전달받아 발전기로 작동하는 모터-제너레이터;
    상기 엔진과 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터 사이를 회전력 전달이 가능하도록 연결하는 유성기어기구;
    상기 유성기어기구의 회전요소 중 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터에 연결된 회전요소를 각각 선택적으로 고정요소로 작동시키기 위한 제1브레이크 및 제2브레이크; 및
    상기 스타터-제너레이터 및 모터-제너레이터, 제1브레이크 및 제2브레이크의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유성기어기구는,
    회전요소 중, 선기어가 스타터-제너레이터의 회전축에 연결되고, 링기어가 모터-제너레이터의 회전축에 연결되며, 피니언을 일체로 결합하여 지지하는 캐리어가 엔진의 회전축에 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 시동시, 링기어가 고정요소로 작동되도록 링기어에 연결된 제2브레이크를 결합하고 스타터-제너레이터의 회전력이 엔진에 전달될 수 있도록 선기어에 연결된 제1브레이크를 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 정지 및 엔진 클러치가 분리된 상태에서 제1브레이크와 제2브레이크를 모두 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 구동 및 엔진 클러치 접합 상태에서 엔진과 구동모터의 회전력을 이용한 차량 구동시 선기어가 고정요소로 작동되도록 선기어에 연결된 제1브레이크를 결합하고 모터-제너레이터가 엔진 회전력에 의해 무부하 회전되도록 링기어에 연결된 제2브레이크를 분리하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진을 구동시켜 엔진 회전력으로 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터 중 엔진 속도에 따라 선택된 하나 또는 둘을 발전기로 작동시키고 발전 전력으로 구동모터를 구동시키는 시리즈 운행 모드 제어를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 속도가 정해진 기준속도 이하일 경우 스타터-제너레이터를 발전기로 작동시키고, 엔진 속도가 상기 기준속도를 초과할 경우 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터를 모두 발전기로 작동시키도록 설정된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 속도가 정해진 기준속도 이하일 경우 유성기어기구의 회전요소 중 스타터-제너레이터에 연결된 회전요소가 회전되도록 하고 모터-제너레이터에 연결된 회전요소가 고정요소로 작동되도록 제1브레이크와 제2브레이크를 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는,
    엔진 속도가 상기 기준속도를 초과할 경우 스타터-제너레이터와 모터-제너레이터에 연결된 회전요소가 모두 회전될 수 있도록 제1브레이크와 제2브레이크를 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 시동발전장치.
KR1020150063122A 2015-05-06 2015-05-06 하이브리드 자동차의 시동발전장치 KR101619706B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150063122A KR101619706B1 (ko) 2015-05-06 2015-05-06 하이브리드 자동차의 시동발전장치
US14/924,017 US9587613B2 (en) 2015-05-06 2015-10-27 Starting and generating system for hybrid vehicle
DE102015221716.7A DE102015221716A1 (de) 2015-05-06 2015-11-05 Start- und Generatorsystem für ein Hybridfahrzeug
CN201510778559.1A CN106114194B (zh) 2015-05-06 2015-11-13 混合动力车辆的起动和发电***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150063122A KR101619706B1 (ko) 2015-05-06 2015-05-06 하이브리드 자동차의 시동발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101619706B1 true KR101619706B1 (ko) 2016-05-10

Family

ID=56021285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150063122A KR101619706B1 (ko) 2015-05-06 2015-05-06 하이브리드 자동차의 시동발전장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9587613B2 (ko)
KR (1) KR101619706B1 (ko)
CN (1) CN106114194B (ko)
DE (1) DE102015221716A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180126695A (ko) * 2017-05-18 2018-11-28 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 isg 시스템
KR102578581B1 (ko) 2023-07-11 2023-09-14 강수정 다기능 스타터-제네레이터를 이용한 플러그인 하이브리드자동차의 파워트레인 및 그 제어방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6547676B2 (ja) * 2016-05-12 2019-07-24 株式会社デンソー エンジンの始動制御システム
KR102484852B1 (ko) * 2016-12-15 2023-01-05 현대자동차주식회사 차량 구동 벨트 열화 진단 장치 및 방법
KR102406066B1 (ko) * 2016-12-16 2022-06-08 현대자동차주식회사 모터-발전기 구동 벨트 슬립 시의 하이브리드 차량의 제어 방법
DE102017206615A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug
US20190376484A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 GM Global Technology Operations LLC Vehicle Engine Electric Starter Motor with Multiple Speed Ratios
CN111483453B (zh) * 2020-04-21 2021-08-31 东风商用车有限公司 一种中重卡双bsg弱混***及控制方法
US11566561B2 (en) * 2020-08-17 2023-01-31 Ford Global Technologies, Llc Front end accessory drive with multiple speed ratios

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000142146A (ja) 1998-11-04 2000-05-23 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両用駆動装置
JP2001159384A (ja) 1999-12-02 2001-06-12 Toyota Motor Corp エンジン始動装置
JP2007237886A (ja) 2006-03-08 2007-09-20 Suzuki Motor Corp 車両の動力入出力装置
JP2008056236A (ja) 2007-09-07 2008-03-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3414310B2 (ja) * 1998-09-25 2003-06-09 トヨタ自動車株式会社 エンジンの始動制御装置
AU1261900A (en) * 1998-10-02 2000-04-26 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh Motor vehicle
JP3879280B2 (ja) 1998-11-16 2007-02-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車のエンジン始動装置
JP3410056B2 (ja) * 1999-11-19 2003-05-26 トヨタ自動車株式会社 車両のエンジン始動制御装置
US6862511B1 (en) * 2003-09-11 2005-03-01 Ford Global Technologies, Llc Vehicle torque coordination
US6907337B2 (en) * 2003-09-11 2005-06-14 Ford Global Technologies, Llc Vehicle torque resolution
JP2006207388A (ja) 2005-01-25 2006-08-10 Daihatsu Motor Co Ltd ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
US7487852B2 (en) * 2006-03-06 2009-02-10 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling vehicle operation
JP2007315338A (ja) 2006-05-29 2007-12-06 Toyota Central Res & Dev Lab Inc エンジン始動装置
JP4853173B2 (ja) * 2006-08-15 2012-01-11 株式会社豊田中央研究所 動力伝達システム
EP2549139B1 (en) * 2008-04-04 2014-03-12 Litens Automotive Partnership Auto-selecting two-ratio transmission
US9140201B2 (en) * 2010-09-24 2015-09-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle engine start control device
JP5817136B2 (ja) * 2011-02-16 2015-11-18 日産自動車株式会社 エンジンの始動装置の保護装置
KR101283041B1 (ko) * 2011-06-20 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR20130059830A (ko) 2011-11-29 2013-06-07 현대자동차주식회사 하이브리드 전기자동차용 엔진 시동 구조
KR101795377B1 (ko) * 2012-04-19 2017-11-10 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량 변속기 및 시동 제어 방법
WO2014144320A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Remy Technologies Llc Alternator-starter assembly having gear reduction system
KR101491252B1 (ko) * 2013-05-22 2015-02-11 현대자동차주식회사 플러그인 하이브리드 차량 구동 장치 및 그 제어 방법
CN103935226B (zh) * 2014-04-22 2016-09-28 联合汽车电子有限公司 增程式混合动力汽车的动力***及其控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000142146A (ja) 1998-11-04 2000-05-23 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両用駆動装置
JP2001159384A (ja) 1999-12-02 2001-06-12 Toyota Motor Corp エンジン始動装置
JP2007237886A (ja) 2006-03-08 2007-09-20 Suzuki Motor Corp 車両の動力入出力装置
JP2008056236A (ja) 2007-09-07 2008-03-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびこれを搭載する自動車

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180126695A (ko) * 2017-05-18 2018-11-28 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 isg 시스템
KR102322260B1 (ko) 2017-05-18 2021-11-04 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 isg 시스템
KR102578581B1 (ko) 2023-07-11 2023-09-14 강수정 다기능 스타터-제네레이터를 이용한 플러그인 하이브리드자동차의 파워트레인 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9587613B2 (en) 2017-03-07
US20160327004A1 (en) 2016-11-10
DE102015221716A1 (de) 2016-11-10
CN106114194B (zh) 2020-11-17
CN106114194A (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101619706B1 (ko) 하이브리드 자동차의 시동발전장치
US10591025B2 (en) Integrated starter-generator device with power transmission
US10487918B2 (en) Integrated starter-generator device with power transmission
AU2013291659B2 (en) A dual-structured electric drive and power system for hybrid vehicles
JP4066236B2 (ja) 自動車用補機駆動装置
JP4947124B2 (ja) 車載動力伝達システム
KR100369135B1 (ko) 하이브리드 전기 자동차용 동력 전달 장치
EP1249360B1 (en) Accessory equipment driving device for vehicle
US10968985B2 (en) Bi-directional integrated starter-generator device
KR101588760B1 (ko) 하이브리드 차량의 동력전달장치의 제어 장치 및 방법
US9951681B2 (en) Compressor system for a combustion engine and combustion engine
KR20180126695A (ko) 하이브리드 자동차의 isg 시스템
JP5234155B2 (ja) 車載動力伝達システム
JP2007502240A (ja) 自動車の駆動列及びこの駆動列の制御方法
JP4548388B2 (ja) ハイブリッド自動車、その制御装置および制御方法
KR101755940B1 (ko) 하이브리드 자동차의 구동 시스템
JP5809990B2 (ja) 車両、及び車両用制御装置
KR20120009635A (ko) 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101282682B1 (ko) 개방권선 전동기를 이용한 하이브리드 구동시스템
KR20140101628A (ko) 하이브리드 자동차
BR102018071693A2 (pt) Dispositivo combinado arrancador de propulsor e gerador de potência, e, conjunto de trem de acionamento
KR101543187B1 (ko) 하이브리드 차량용 동력전달시스템
JP2011157017A (ja) ハイブリッド車両

Legal Events

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

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 4