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KR100439144B1 - 하이브리드 차량의 제어장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 제어장치 Download PDF

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KR100439144B1
KR100439144B1 KR10-2001-7014874A KR20017014874A KR100439144B1 KR 100439144 B1 KR100439144 B1 KR 100439144B1 KR 20017014874 A KR20017014874 A KR 20017014874A KR 100439144 B1 KR100439144 B1 KR 100439144B1
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KR
South Korea
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voltage battery
high voltage
vehicle
state
generator
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Inventor
구보아사미
고토겐이치
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

차량 주행용 동력원으로서 내연기관과 전기모터를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치이 제공된다. 전기모터는 고전압배터리를 충전하는데 사용된다. 고전압배터리의 충/방전 제어와 아이들 정지 제어가 배터리 악화에 따라 실행될 수 잇다. 이를 위해, 내부저항(R)이 고전압배터리의 악화정도로 검출된다. 내부저항(R)이 소정 저항(R1)보다 작을 때, 고전압배터리의 설정충전상태(SOCa)는 고전압배터리가 악화하지 않는 초기 상태로 설정된 설정치인 소정충전상태(SOCa)로 설정된다. 한편, 내부저항(R)이 소정치(R1) 이상일 때, 설정치(tSOCa)는 높은 값으로 가변된다. 게다가, 고전압배터리의 목표 SOC는 배터리의 악화 정도에 따라 가변된다. 감속동안 충분한 내부에너지를 재생하기 위해서, 차량이 정상주행시 고전압배터리의 목표 SOC는 차량 감속시 목표충전상태보다 낮은 값으로 설정된다.

Description

하이브리드 차량의 제어장치{CONTROL DEVICE FOR HYBRID VEHICLE}
최근, 차량 주행용 동력원으로서 구동하는 엔진과 동력 공급원으로 배터리를 갖는 전기모터를 포함하는 하이브리드 차량이 개발되고 있다. 일본국 특개평 10-201003호 공보에는, 상기 전기모터 뿐만 아니라 제너레이터를 구비하여, 이 제너레이터가 배터리의 충전 상태가 감소한 때에 완전 충전 수준으로 배터리의 충전상태(SOC)로 복귀하기 위해 통상적으로 구동하는 하이브리드 차량에 관해 개시되어 있다.
그러나, 이런 형태의 하이브리드 차량에는, 악화된 배터리의 배터리 충전을 취급하는 설비가 제공되지 않는다. 그 결과, 배터리가 전원을 소모할 때, 충전 상태는 실제로 완전 충전 수준에 의하지 않고, 실제로 초기 완전 충전 수준까지 증가한다. 악화되지 않은 초기 상태에서의 배터리와 달리(즉, 새 배터리와 달리), 전술한 제어가 사용될 때 악화된 배터리는 과충전의 우려가 있다. 이는 악화된 배터리의 과충전 수준이 초기 완전 충전된 수준 보다 저하하기 때문이다.
게다가, 배터리가 악화될 때, 차량 감속시 배터리의 충전가능 용량은 목표충전 상태가 비감속 구동 상태에서 고수준으로 유지되는 경우 저하된 충전 수준의 결과로 제거된다. 이는 에너지의 비효율적인 재생을 발생한다.
게다가, 차량이 일시적으로 멈출때 엔진을 자동적으로 정지할 수 있고 소정의 조건을 만족할 때 전기모터로 엔진을 자동적으로 시동할 수 있는 아이들 정지(idle-stop) 기능을 구비한 하이브리드 차량에서 배터리 악화를 제공할 필요가 있다. 배터리 악화시, 배터리 내부 저항의 증가의 결과로 전압강하가 발생하므로 전기 모터는 엔진을 시동하기 위한 충분한 출력을 발생할 수 없다는 사실에 기인한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 악화를 경험하는 배터리의 실제 충전가능 용량에 따라 배터리 충전 상태를 제어함으로써 배터리의 과잉 충전을 피하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 감속시 배터리의 충전가능 용량을 유지하고 에너지의 재생 효율을 증가하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 아이들 정지 동작 후 엔진을 재시동시 안정된 차량 재시동을 보증하고 전기모터 출력의 부족을 피하는 데에 있다.
본 발명은 구동원으로 엔진과, 제너레이터로 사용되는 전기모터를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 구동계의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어유닛에 의해 실행된 메인 제어 루틴을 설명하는 순서도이다.
도 4는 충전상태의 설정치(SOCa)와 목표 충전상태(tSOC)를 연산하는 도 3의 서브루틴을 도시하는 순서도이다.
도 5는 도 4의 서브루틴을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제어유닛에 의해 실행된 충전/방전 제어유닛을 설명하는 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제어유닛에 의해 실행된 아이들 정지 제어 루틴을 설명하는 순서도이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11), 이 고전압배터리 (11) 보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14), 상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12), 고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18,19), 및 마이크로프로세서(16)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치를 제공한다.
상기 마이크로프로세서는 상기 고전압배터리(11)의 상태에 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고, 상기 고전압배터리(11)의 상태에 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하고, 상기 고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하며, 상기 고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 목표 SOC 를 가변하도록 프로그램된다.
이하 본 발명의 상세한 설명 뿐 아니라, 다른 특징과 장점을 하기의 설명에 개시하고 첨부 도면에 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명을 적용하는 하이브리드 차량은 엔진(1), 모터/제너레이터(2)에 직접 연결된 변속기(3), 변속기(3)의 출력 축(4) 및 이 출력 축(4)의 회전을 차동기어(5)를 통해 전달하는 구동 축(6)으로 구성되어 있다.
차량에는 예컨대 차량이 일시적으로 정지할 때 엔진(1)을 자동적으로 정지하는 아이들 정지 기능이 제공되어 있다. 모터/제너레이터(2)는 엔진(1) 시동시 엔진(1)을 크랭크로 연결한다. 예컨대, 모터/제너레이터(2)는 아이들 정지 동작후 엔진 재시동 조건이 만족하는 매 경우에 엔진(1)을 재시동한다. 이와 대조적으로, 구동 차량의 관성에너지를 재생하기 위해서 감속시 모터/제너레이터(2)는 발전기로 구동된다. 또한, 모터/제너레이터(2)는 배터리를 충전하고 다른 전기부하에 전류를 공급한다.
도 2를 참조하면, 본 발명을 적용하는 하이브리드 차량의 전원공급장치는 고전압배터리(11), 인버터(12), 중계박스(13), 저전압배터리(14) 및 DC/DC컨버터(15)를 포함한다. 고전압배터리(11)는 충/방전 전원으로 구동하고 42[V]로 정격되어 있다. 보다 구체적으로, 고전압배터리(11)는 납산(鉛酸) 배터리(Lead acid battery; 충/방전중에 조성이 변화는 산화납을 포함하는 납의 격자를 전극으로 하고, 희석황산을 전해질로 하는 납축전지)이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 제어장치는 제어유닛(C/U)(16), 모터/제너레이터(2)에 의해 발생하고 인버터(12)에 의해 변환된 발전전류(IMG)를 검출하는 제1 전류센서(17), 고전압배터리(11)로 충전전류(또는 방전전류)(IH)를 검출하는 제2 전류센서(18), 고전압배터리(11)의 단자 전압(VH)을 검출하는 전압센서(19), 엔진(1)의 회전수(Ne)를 검출하는 회전수센서(31), 키스위치(32), 스타트스위치(33), 차속(VSP)을 검출하는 차속센서(34), 가속 페달의 해제 또는 감압을 검출하는 아이들스위치(35) 및 브레이크 페달의 감압을 검출하는 브레이크스위치(36)를 포함한다.
모터/제너레이터(2)가 발전기로서 구동될 때, 모터/제너레이터(2)에 의해 발생하는 3상 교류가 인버터(12)에 의해 DC 전류로 변환되어 중계박스(13)를 통해 고전압배터리(11)로 공급된다. 한편, 방전시 모터/제너레이터(2)가 모터로 기능할 때에는, 고전압배터리(11)의 방전전류가, 중계박스(13) 및 인버터(12)를 통해 3상 교류전류로 변환되어, 모터/제너레이터(2)에 공급된다.
엔진보조부하를 포함하는 차량장착 전기부하의 전원으로 작동하는 저전압배터리(14)가 일반적으로 이용되는 14[V] 정도로 정격되어 있다. 모터/제너레이터(2)로부터 발생한 전류의 일부가 인버터(12) 및 중계박스(13)를 통해 통과한 후, DC/DC 컨버터(15)를 통해 저전압배터리(14)에 축전된다.
제어유닛(C/U)(16)은 타이머와 중앙처리장치(CPU), 램(RAM), 롬(ROM) 및 입/출력 인터페이스(I/O interface)(도시 생략)를 구비하는 마이크로프로세서로 구성된다. 제어유닛(16)은 인버터(12)를 통해 모터/제너레이터(2)를 제어한다. 게다가, 제어유닛(16)은 엔진(1)을 제어한다. 제어유닛(16)은 전술한 센서로부터의 신호에 기초로 아이들 정지 제어 및 배터리 충/방전 제어를 수행한다.
제어유닛(16)은 고전압배터리(11)의 목표충전상태(tSOC)와 고전압배터리(11)의 설정충전상태(SOCa)를 설정한다. 여기서 설정충전상태(SOCa)는 아이들 정지 동작이 허용되는지 여부를 판정할 때 사용되는 설정치이다. 아이들 정지 동작은 실제충전상태가 설정치(SOCa) 보다 클 때에만 허용된다.
제어유닛(16)에 의해 실행된 제어는 도 3 내지 도 7의 순서도를 기초로 이하 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 제어유닛(16)에 의해 실행된 메인 제어 루틴을 설명한다.
엔진 키(이하 키라 함)가 ON 위치에 놓일 때, 먼저 스텝(S1)에서, 제어유닛(16)은 스타트스위치가 ON 또는 OFF 위치에 있는지 여부를 판정한다. 스타트스위치가 ON에 있을 때, 루틴은 스텝(S2)으로 진행하여 목표충전상태(tSOC)와 설정충전상태(SOCa)를 연산한다.
스텝(S3)에서, 키가 ON 또는 OFF 위치에 있는지 여부를 판정한다. 키가 ON 위치에 있을 때, 도 6의 순서도에 의해 도시한 배터리 충/방전 제어 루틴 및 도 7의 순서도에 의해 도시한 아이들 정지 제어 루틴은 스텝(S7)(S8)에서 각각 키가 OFF 위치에 있을 때까지 실행된다.
스텝(S4) 이후, 루틴은 스텝(S5)으로 진행한다. 스텝(S5)에서, 플래그(F1)는 0으로 설정된다. 제어유닛(16)이 아이들 정지 동작을 허용하는지 여부를 판정할 때 플래그(F1)가 사용된다. 플래그가 제로, 즉 F1=0 일 때, 아이들 정지 동작이 허용되고 플래그가 일, 즉 F1=1일 때, 아이들 정지 동작이 금지된다. 스텝(S6)에서, 중계박스(13) 내의 메인릴레이(21)를 OFF 위치에 놓고, 고전압배터리(11)의 단자를 개방한 상태에서, 메인 루틴이 종료된다.
도 4에 도시한 순서도를 참조하면, 스텝(S2)에서 목표충전상태(tSOC)와 설정충전상태(SOCa)를 연산하기 위한 서브루틴을 설명한다. 먼저 스텝(S11)에서, 키가 오프될 때 리셋된 타이머 값이 소정치 이상의 타이머 값인지 여부를 판정한다. 즉, 이 스텝에서, 키가 OFF 될 때까지의 시간이 소정시간, 예컨대 3시간 이상 경과하는지 여부가 판정된다.
타이머 값이 소정의 타이머 값 보다 작을 때에는, 루틴은 리턴한다. 한편, 타이머 값이 소정의 타이머 값 이상일 때에는 스텝(S12)으로 진행해 고전압배터리(11)의 개방회로전압(OCV)을 측정한다. 이와 같이, 메인 릴레이가 OFF 위치에 놓인 후 소정 시간 이상 대기하여 고전압배터리(11)가 평형상태에 있은 후에 개방회로전압(OCV)을 측정하는 것이 가능하다.
개방회로전압(OCV)가 측정된 후, 스텝(S13)에서, 제어유닛(16)은 메인 릴레이를 ON 위치시키고 모터/제너레이터(2)로 엔진(1)을 시동한다. 스텝(S14)에서, 엔진 시동시 고전압배터리(11)의 단자전압(VH)을 측정하고, 계속해서 스텝(S15)에서 고전압배터리(11)의 내부저항(R)을 검출한다.
내부저항(R)은, 평형상태의 고전압배터리(11)의 개방회로전압(OCV)과 엔진시동시 대전류방전시의 단자전압(VH)을 기초로 연산된다. 분극(dielectric polarizaion)의 영향을 받지 않고 간단한 방법으로 내부저항(R)이 연산될 수 있다.
내부저항(R)은, 개방회로전압(OCV)과 단자전압(VH)에 기초로 식 (1)로부터검출된다.
R=(OCV-VH)/IH (1)
대전류방전시에는, 고전압배터리(11)에 의한 방전전류(IH)는, 배터리 악화 정도에 관계 없이 대략 일정하다. 상기 방법으로 연산된 배터리의 내부저항은 악화정도에 따라 변화하는 특성을 갖는다.
스텝(S16)에서, 목표충전상태(tSOC)와 설정충전상태(SOCa)가 식(1)에서 연산된 내부저항(R)을 기초로 설정된다.
도 5를 참조하면, 스텝(S16)에서 실행된 서브루틴을 설명한다. 스텝(S21)에서, 내부저항(R)이 제1 소정 저항(R1) 보다 작다고 판정할 때, 루틴은 스텝(S22)으로 진행한다. 한편, 내부저항(R)이 제1 소정 저항(R1) 보다 크다고 판정할 때에는 루틴은 스텝(23)으로 진행한다. 예컨대, 제1 소정 저항(R1)은 악화되지 않은 초기 상태에서 고전압배터리의 내부저항의 약 125% 로 설정된다.
본 발명은, 목표충전상태(tSOC)를, 정상운전시의 저목표충전상태(tSOCl)와, 감속운전시의 고목표충전상태(tSOCh)로 전환한다.
스텝(S22) 내지 스텝(S23)에서, 정상운전시의 저목표충전상태(tSOCl)와 감속운전시의 고목표충전상태(tSOCh)를 내부저항(R)에 따라 설정한다. 저목표충전상태(tSOCl)는 고목표충전상태(tSOCh)보다 작게 설정되므로 차량감속시 배터리에서의 충분한 에너지 회생을 효과적으로 한다. 즉, tSOCl < tSOCh 로 설정한다. 이 방법에서, 감속시 차량의 에너지 재생 효율이 증가된다.
스텝(S22)에서, 저목표충전상태(tSOCl)와 고목표충전상태(tSOCh)는 각각tSOCli 와 tSOChi 로 설정된다. tSOCli 와 tSOChi 는 소정치로서, 고전압배터리의 초기상태로 설정된다.
tSOCli 의 값을 예컨대 80%로 설정한다. 충전상태에서의 검출오차가 ±e, 예컨대 ±5% 일 때, tSOChi 의 값은 100-e, 예컨대 95%로 설정된다. 완전충전레벨에 대응하는 tSOChi 의 값은 과잉충전을 피하기 위해 충전상태(SOC)의 검출오차(또는 추정오차)를 고려하여 결정된다.
스텝(S23)에서, 저목표충전상태(tSOCl)는 고전압배터리(11)에서의 악화에 따라 제1 소정치(α), 예컨대 5% 로 감소된다. 즉, tSOCl이 낮은 값(tSOCli-α), 예컨대 75% 로 설정된다.
게다가 배터리가 악화될 때, tSOCh 는 과잉충전을 피하기 위해서, 제2 소정치(ν), 예컨대 5% 에 의해 tSOChi 보다 낮은 값으로 설정되어도 좋다. 또한 tSOCl와 tSOCh 는 각각 고전압배터리(11)의 악화정도에 따라 낮은 값으로 설정되어도 좋다.
목표충전상태가 변화할 때, 설정충전상태(SOCa)가 고전압배터리(11)의 악화정도에 따라 결정된다.
스텝(S21)에서, 내부저항(R)이 제1 소정저항(R1) 보다 작다고 판정될 때, 루틴은 스텝(S22)에서 스텝(S24)로 진행한다. 스텝(S22)에서, 설정충전상태(SOCa)는 고전압배터리의 초기 상태로 설정된 설정치인 소정충전상태(SOCai)로 설정된다. 소정 충전상태(SOCai)가 엔진요소의 기계적 마찰과 관성질량 뿐 아니라 고전압배터리(11)의 출력 특성과 용량에 기초로 설정된다.
한편, 내부저항이 제1 소정 저항(R1) 이상일 때, 루틴은 스텝(S23)에서 스텝(S25)으로 진행한다. 스텝(S25)에서, 설정충전상태(SOCa)는 제1 소정 저항(β), 예컨대 5%에 의해 SOCai 보다 큰 값(SOCai+β)으로 설정된다. 이 방법에서, 차량이 아이들 정지 동작후 재시동시, 모터/제너레이터(2) 출력의 부족을 피할 수 있고 차량의 안정적인 재시동을 보장한다.
내부저항(R)이 제1 소정 저항(R1) 보다 클 때, 추가 단계(S26)에서, 내부저항(R)이 제1 소정 저항(R2) 보다 큰지 여부를 판정한다. 여기서 R2가 R1보다 크다. 예컨대, 제2 소정 저항(R2)이 초기 상태에서 고전압배터리의 내부저항의 약 150%로 설정된다. 내부저항(R)이 제2 소정 저항(R2) 보다 작을 때, 루틴은 리턴한다.
내부저항(R)이 제2 소정 저항(R2) 보다 클 때에는, 루틴은 스텝(S27)으로 진행한다. 플래그(F1)가 스텝(S27)에서 1의 값으로 설정된 후, 루틴은 리턴한다. 키가 OFF 위치에 있을 때 플래그(F1)는 0으로 설정된다. 그러나, 엔진 시동후, 배터리의 내부저항이 제2 소정 저항(R2) 보다 클 때에는 플래그(F1)는 1으로 설정된다. 플래그(F1)가 1로 설정되면 아이들 정지 동작이 금지된다.
도 6의 순서도를 참조로, 고전압배터리(11)의 충/방전 제어 루틴을 이하 설명한다. 먼저, 스텝(S31)에서, 고전압배터리(11)의 실제 충전상태(SOC)를 연산한다. 제어유닛(16)은, 예컨대 제2 전류센서(18)에 의해 검출된 충/방전 전류(IH)를 시간으로 적분함으로써 충전상태(SOC)를 연산한다.
스텝(S32)에서, 아이들 스위치 신호, 엔진회전수(Ne) 및 차속(VSP)에 기초로차량이 현재 감속하는지 여부를 판정한다. Ne가 소정의 엔진 회전수 보다 클 때에는 VSP는 소정의 차속보다 크며, 아이들 스위치가 ON 위치에 놓이고(가속페달이 해재됨), 차량이 감속하는지를 판정한다. 그 후 루틴은 스텝(S33)으로 진행한다. 스텝(S33)에서, 충분한 에너지를 재생하기 위해서 목표충전상태(tSOC)가 고목표충전상태(tSOCh), 예컨대 95% 로 설정된다. 한편, 차량이 정상주행시, 루틴은 스텝(S34)으로 진행하고 에너지의 충분한 재생을 허용하는 용량을 남기기 위해, 예컨대 75% 목표충전상태(tSOC)가 저목표충전상태(tSOCl)로 설정된다.
스텝(S35)에서, 목표충전상태(tSOC)(즉, tSOCh 또는 tSOCl)가 실제 충전상태(SOC)와 비교되어, 그 차분(tSOC - SOC)에 비례 적분 제어에 기초로 다시 K를 곱해 충전상태의 피드백 제어량이 연산된다. 이 피드백 제어량은 고전압배터리(11)로의 목표충전량(tlc)으로 변환한다.
스텝(S36)에서, 차량 장착 전기부하로의 충전전류(Ie)를 다음 방법으로 검출한다. 모터/제너레이터(2)의 발생전류(IMG)에서 고전압배터리(11)로의 충전전류 (IH)를 차감하여 저전압배터리(14)로의 충전전류를 연산한다. 저전압배터리(14)로의 충전전류는 전기부하전류(Ie(Ie=IMG-IH)로 검출한다.
스텝(S37)에서, 목표충전전류(tIc)와 전기부하전류(Ie)를 가산하여, 모터/제너레이터 (2)의 목표 발생전류(tIg)를 연산한다. (즉, tIg=tIc + Ie). 스텝(S38)에서, 고전압배터리(11)가 자기방전 중인지 여부를 판정한다. 배터리가 자기방전이면 루틴은 스텝(S39)로 진행한다. 스텝(S39)에서, 목표발생전류(tIg)는 대략 1~2[A]의 소정 전류로 설정된 다음, 루틴은 스텝(S40)으로 진행한다. 모터/제너레이터(2)는 자기방전중에 고전압배터리의 악화를 방지하기 위해 미량의 발전전류를 발생시킨다. 한편, 고전압배터리가 자기방전하지 않을 때 루틴은 바로 스텝(S40)으로 진행한다.
스텝(S40)에서, 모터/제너레이터(2)로 공급된 목표 토오크를 제어하여 실제 모터 발생 전류가 목표발생전류(tIg)와 같도록 한다.
상기 충/방전 제어는 목표 충전상태(tSOC)가 차량 정상주행시 배터리 악화에 따른 낮은 값으로 설정되도록 한다. (즉, tSOC = tSOCl = tSOCli-α). 따라서, 배터리 악화정도가 진행된 경우에도, 감속시 배터리의 충전용량이 보장될 수 있다. 이 방법에서, 비교적 단순한 제어 루틴으로 감속시 소비된 에너지를 효과적으로 재생할 수 있다.
도 7의 순서도를 참조하면서, 아이들 정지 루틴을 이하 설명한다.
먼저 스텝(S51)에서, 플래그(F1)가 1의 값을 갖는지 여부를 판정한다. 플래그(F1)가 1이면, 배터리 악화정도가 크다. 이 경우 엔진을 재시동하기 위해 필요한 전기모터 출력의 부족을 피하기 위해 아이들 정지 동작은 금지하여야 한다. 따라서 루틴은 리턴한다.
스텝(S51)에서, 플래그(F1)가 1의 값을 갖지 않을 때, 즉 F1=0 이면 루틴은 스텝(S52)으로 진행하여 아이들 정지 조건을 만족하는지 여부를 판정한다. 아이들 정지 조건은, 차량이 아이들 속도로 엔진 동작으로 일시적인 멈춤을 유발하는 것으로 정의한다. 특히, 아이들 정지 조건은 아이들 스위치가 ON이고, 엔진회전수(Ne)가 아이들 회전수 부근이고 차속이 0인 아이들 운전시에 브레이크 스위치가 ON 으로 정의한다.
아이들 정지 조건을 만족할 때, 루틴은 스텝(S53)으로 진행하여 실제 충전상태(SOC)와 설정 충전상태(SOCa)가 판독된다.
스텝(S54)에서, 실제 충전상태(SOC)와 설정 충전상태(SOCa)를 비교하여, 충전상태(SOC)가 설정 충전상태(SOCa) 보다 작을 때 아이들 정지 동작이 금지된다. 고전압배터리가 악화될 때, 엔진 재시동에 필요한 충전상태(SOC)가 크게 된다. 이 경우, 스텝(S25)에서, 설정 충전상태(SOCa)는 이미 초기 상태(SOCai)에서의 설정치 보다 큰 값(SOCai+β)으로 설정된다. 이 방법에서, 아이들 정지 동작은 고전압배터리(11)의 악화정도에 따라 금지된다.
한편, 충전상태(SOC)가 설정치(SOCa)보다 클때에는 충전상태가 엔진을 재시동하기에 충분하기 때문에 아이들 정지가 허용된다. 이 경우, 루틴은 스텝(S55)으로 진행하여 제어유닛(16)은 엔진(1)을 정지 명령한다.
아이들 정지 동작 후, 스텝(S56)에서, 엔진 재시동 조건을 만족하는지 여부를 판정한다. 엔진 재시동 조건이 예컨대 아이들 스위치가 OFF 위치하고(가속 페달이 감압시) 브레이크 스위치가 OFF 위치한다. 엔진 재시동 조건을 만족할 때, 루틴은 스텝(S57)으로 진행해 엔진은 모터/제너레이터(2)에 의해 재시동된다.
본 실시 형태에 있어서, 고전압배터리(11)의 목표충전상태(tSOC)와 고전압배터리(11)의 설정충전상태(SOCa)가 내부저항에 따라 두 값 사이를 전환한다. 그러나, 목표충전상태(tSOC)와 설정충전상태(SOCa)가 맵(map) 등을 참조로 보다 상세히 설정될 수 있다.
일본국 특개평 2000-78462(2000. 3. 21.)의 전체 내용이 본원에 참고로 인용된다.
비록 본 발명은 특정 실시예를 참조로 기술하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정하지 않는다. 전술한 실시예의 변형 및 변화가 상기 설명의 범위내에 당분야 당업자에게 발생한다. 본 발명의 범위는 하기 청구항을 참조로 정의한다.

Claims (20)

  1. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18, 19),
    엔진(1)의 회전수를 검출하는 센서(31),
    차속을 검출하는 센서(34),
    가속페달의 감압을 검출하는 센서(35) 및,
    마이크로프로세서(16)를 구비하고, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하며,
    상기 고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 목표 SOC 를 가변하며,
    엔진 회전수, 차속 및 가속페달의 감압을 기초로 차량의 감속 여부를 판정하며,
    차량이 정상 주행시 목표 SOC를 저목표 SOC로 설정하고 차량이 감속시 목표 SOC를 고목표 SOC로 설정하도록 프로그램되며,
    상기 저목표 SOC는 상기 고목표 SOC보다 작은 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는 악화 정도가 증가할 수록 목표 SOC를 낮추도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    엔진(1)의 회전수를 검출하는 센서(31), 차속을 검출하는 센서(34) 및 가속페달의 감압을 검출하는 센서(35)를 추가로 구비하고,
    상기 마이크로프로세서(16)는,
    엔진 회전수, 차속 및 가속페달의 감압에 기초로 차량의 주행 상태를 판정하며,
    차량의 주행 상태에 따라 목표 SOC를 가변하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는 고전압배터리(11)에서 악화 정도의 증가로 저목표 SOC를 감소하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는 고전압배터리(11)에서 악화 정도의 증가로 고목표 SOC를 감소하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는,
    고전압배터리(11)의 SOC 에 따라 고전압배터리(11)로의 목표 충전 전류를 연산하고,
    차량 장착 전기부하의 전기부하전류를 연산하고,
    목표충전전류와 전기부하전류를 가산하여 상기 모터/제너레이터(2)에 의해발생된 목표 발생 전류를 연산하며,
    상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류가 목표 발생 전류와 동일하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 공급되는 목표 토오크를 제어하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  8. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18, 19), 및
    마이크로프로세서(16)를 구비하고, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 고전압배터리(11)의 상태에 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 상태에 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하며,
    상기 고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 목표 SOC 를 가변하며,
    고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)가 자기방전하는지 여부를 판정하며,
    고전압배터리(11)가 자기방전할 때 소정의 전류를 발생하도록 상기 모터/제너레이터(2)를 명령하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  9. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18, 19),
    엔진(1)의 회전수를 검출하는 센서(31),
    차속을 검출하는 센서(34)
    가속페달의 감압을 검출하는 센서(35),
    브레이크페달의 감압을 검출하는 센서(36), 및
    마이크로프로세서(16)를 구비하며, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고,
    엔진 회전수, 차속, 가속페달의 감압, 및 브레이크페달의 감압을 기초로, 차량이 아이들 속도로 동작하는 차량이 일시 멈춤이 발생하는지 여부를 판정하며,
    고전압배터리(11)의 SOC가 설정치보다 클 때 그리고 차량이 아이들 속도로 동작하는 엔진에서 일시 멈춤이 발생할 때에는 엔진(1)을 정지시키며,
    고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하며,
    고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 설정치를 가변하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 고전압배터리(11)의 악화 정도의 증가에 의해 설정치를 증가하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 악화 정도는 고전압배터리(11)의 내부저항에 대응하며,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 고전압배터리(11)의 내부저항을 연산하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 악화 정도는 고전압배터리(11)의 내부저항에 대응하며,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 고전압배터리(11)의 내부저항을 연산하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  14. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18, 19), 및
    마이크로프로세서(16)를 구비하고, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하며,
    상기 고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 목표 SOC 를 가변하며,
    상기 모터/제너레이터(2)를 평형상태에서 시동시 고전압배터리(11)의 단자전압과 고전압배터리가 평형상태일 때 개방단자압력을 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 상기 모터/제너레이터(2)를 평형상태에서 시동시 고전압배터리(11)의 단자전압과 고전압배터리가 평형상태일 때 개방단자압력에 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  16. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리(14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 인버터(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 센서(18, 19), 및
    마이크로프로세서(16)를 구비하고, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하고,
    상기 고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하며,
    상기 고전압배터리(11)의 악화 정도에 따라 목표 SOC 를 가변하며,
    스타트스위치를 ON 위치하고 키를 OFF 위치한 후 경과 시간이 소정 시간 이상일 때 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 스타트스위치를 ON 위치하고 키를 OFF 위치한 후 경과 시간이 소정 시간 이상일 때 고전압배터리(11)의 악화 정도를 연산하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 엔진(1)이 정지한 후 브레이크페달이 가압되지 않을 때 엔진(1)을 재시동하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(16)는, 고전압배터리(11)의 악화정도가 소정의 악화정도보다 작을 때 차량이 아이들 속도로 동작하는 엔진에 의해 일시 정지할 때 엔진(1)을 정지하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  20. 차량 주행용 동력원으로서 엔진(1)과 모터/제너레이터(2)를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 모터/제너레이터(2)의 동력원으로서 기능하는 고전압배터리(11),
    이 고전압배터리(11)보다 저전압의 차량 장착용 전기부하의 저전압배터리 (14),
    상기 모터/제너레이터(2)를 제어하는 수단(12),
    고전압배터리(11)의 상태를 검출하는 수단(18, 19),
    엔진(1)의 회전수를 검출하는 수단(31),
    차속을 검출하는 수단(34),
    가속페달의 감압을 검출하는 수단(35),
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 충전상태(SOC)를 연산하는 연산수단,
    상기 고전압배터리(11)의 상태를 기초로 고전압배터리(11)의 악화정도를 연산하는 연산수단,
    고전압배터리(11)의 SOC가 목표 SOC와 일치하도록 상기 모터/제너레이터(2)에 의해 발생된 전류를 제어하는 제어수단,
    상기 고전압배터리(11)의 악화정도에 따라 목표 SOC를 가변하는 수단,
    엔진 회전수, 차속 및 가속페달의 감압을 기초로 차량의 감속 여부를 판정하는 수단, 및
    차량이 정상 주행시 목표 SOC를 저목표 SOC로 설정하고 차량이 감속시 목표 SOC를 고목표 SOC로 설정하는 수단을 포함하되, 상기 저목표 SOC는 상기 고목표 SOC보다 작은 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
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