KR100895784B1

KR100895784B1 - 전동차량 구동제어장치, 전동차량 구동제어방법 및 그 프로그램을 기록한 기록매체

Info

Publication number: KR100895784B1
Application number: KR1020020047294A
Authority: KR
Inventors: 히사다히데키; 아오키가즈오; 야나가와시토미
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: EP1283122A2; US20030034187A1; EP1283122A3; US6902018B2; KR20030014177A; JP2003061203A; JP4147756B2

Abstract

배터리전압이 높더라도, 인버터에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

전동기계와, 배터리(43)와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리(43)로부터 직류의 전류를 받아 상전류(相電流; phase current)를 발생시키고, 상전류를 전동기계에 공급하는 인버터(29)와, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 배터리전압이 역치(threshold value)보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에는 전동기계 토크를 제한하는 전동기계 토크 제한처리수단을 갖는다. 배터리전압이 역치보다 높아지면, 전동기계 토크가 제한되기 때문에, 인버터(29)에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있다.

전동기계, 배터리, 전류, 전압, 하이브리드, 토크

Description

전동차량 구동제어장치, 전동차량 구동제어방법 및 그 프로그램을 기록한 기록매체{Electric vehicle drive control apparatus, electric vehicle drive control method, and computer-readable medium recording program thereof}

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 전동차량 구동제어장치의 기능블럭도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 개념도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 플래니터리 기어 유닛의 동작설명도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 통상 주행시의 차속 선도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 통상 주행시의 토크 선도이다.

도 6은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치를 나타낸 개념도이다.

도 7은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작을 나타낸 제1메인 플로차트이다.

도 8은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작을 나타낸 제2메인 플로차트이다.

도 9는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치 의 동작을 나타낸 제3메인 플로차트이다.

도 10은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 제1차량요구 토크맵을 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 제2차량요구 토크맵을 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 목표운전 상태맵을 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 구동영역 맵을 나타낸 도면이다.

도 14는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 급가속 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 15는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 구동모터 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 구동모터 토크제한 맵을 나타낸 도면이다.

도 17은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 발전기 토크 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 18은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 시동 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 19는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 발전기 회전속도 제어처리의 서 브루틴을 나타낸 도면이다.

도 20은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 정지 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 21은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 발전기 브레이크 맞물림 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 22는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 발전기 브레이크 해방 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 23은 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 24는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 토크 제한맵을 나타낸 도면이다.

도 25는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 및 발전기의 구동상태를 나타낸 타임차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 엔진

13 : 플래니터리 기어 유닛

16 : 발전기

25 : 구동모터

28 : 인버터

43 : 배터리

46 : 엔진 제어장치

51 : 차량 제어장치

72 : 배터리 전압 센서

91 : 발전기 토크 제한처리수단

CR : 캐리어

IGU, IGV : 전류

R : 링기어

S : 선기어

SG1 : 구동신호

VB : 배터리전압

본 발명은, 전동차량 구동제어장치, 전동차량 구동제어방법 및 그 프로그램에 관한 것이다.

종래, 전동차량에 탑재되고, 구동모터의 토크, 즉 구동모터 토크를 발생시키고, 이 구동모터 토크를 구동륜에 전달하도록 한 전동차량 구동장치에 있어서, 구동모터는, 역행(力行; powering)(구동)시에 배터리로부터 직류의 전류를 받아 구동되어, 상기 구동모터 토크를 발생시키고, 회생(回生; regeneration)(발전)시에 전동차량의 이너셔(inertia)에 의해 토크를 받아, 직류의 전류를 발생시키고, 이 전 류를 배터리에 보내도록 되어 있다.

그 때문에, 상기 전동차량 구동장치에 있어서는, 구동모터와 구동모터 제어장치의 사이에 인버터가 설치되고, 이 인버터는, 구동모터 제어장치로부터 보내지는 구동신호에 근거하여 구동되며, 역행(力行)시에 배터리로부터 직류의 전류를 받아, U상, V상 및 W상의 전류를 발생시키고, 각 상의 전류를 구동모터에 보내고, 전동차량의 제동에 수반하는 회생시에, 구동모터로부터 각 상의 전류를 받아, 직류의 전류를 발생시키고, 이 전류를 배터리에 보낸다.

그러나, 상기 종래의 전동차량 구동장치에 있어서는, 길게 이어지는 내리막길에서 전동차량을 주행시켰을 때와 같이, 배터리의 전압, 즉 배터리전압이 높아지면, 상기 인버터에 가해지는 부하가 커져 버린다. 또, 인버터를 구동할 때에, 인버터를 구성하는 트랜지스터의 스위칭이 행하여지고, 그에 수반하여, 과도전압인 서지(surge)전압이 순간적으로 발생하지만, 상기 배터리전압이 높을수록 상기 서지전압도 높아진다. 따라서, 배터리전압이 높을수록 인버터에 가해지는 부하도 커져 버린다.

본 발명은, 상기 종래의 전동차량 구동장치의 문제점을 해결하여, 배터리전압이 높더라도, 인버터에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있는 전동차량 구동제어장치, 전동차량 구동제어방법 및 그 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명의 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 전동기계와, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 전동기계에 공급하는 인버터와, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 상기 배터리전압이 역치(threshold value)보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에 전동기계 토크를 제한하는 전동기계 토크 제한처리수단을 갖는다.

본 발명의 다른 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 엔진과 기계적으로 연결된 발전기와, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류(相電流; phase current)를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터와, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한처리수단을 갖는다.

본 발명의 또 다른 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 또한 적어도 제1∼제3기어요소를 구비하고, 제1기어요소가 상기 발전기에, 제3기어요소가 상기 엔진에 연결되는 플래니터리 기어 유닛을 갖는다.

본 발명의 또 다른 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 또한 상기 엔진 및 발전기와 기계적으로 연결된 구동모터를 갖는다.

본 발명의 전동차량 구동제어방법에 있어서는, 전동기계, 배터리, 및 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 전동기계에 공급하는 인버터를 구비한 전동차량 구동제어장치에 적 용되도록 되어 있다.

그리고, 배터리전압을 검출하여, 이 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에 전동기계 토크를 제한한다.

본 발명의 다른 전동차량 구동제어방법에 있어서는, 엔진과 기계적으로 연결된 발전기, 배터리, 및 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터를 구비한 전동차량 구동제어장치에 적용되도록 되어 있다.

그리고, 배터리전압을 검출하여, 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한한다.

본 발명의 전동차량 구동제어방법의 프로그램에 있어서는, 컴퓨터를, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단, 및 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 전동기계 토크를 제한하는 전동기계 토크 제한처리수단으로서 기능시킨다.

본 발명의 다른 전동차량 구동제어방법의 프로그램에 있어서는, 컴퓨터를, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단, 및 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한처리수단으로서 기능시킨다.

<실시예>

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 전동차량 구동제어장치의 기능블 럭도이다.

도면에 있어서, 25는 전동기계로서의 구동모터, 43은 배터리, 29는, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리(43)로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 구동모터(25)에 공급하는 인버터, 72는 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단으로서의 배터리 전압 센서, 91은 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에 구동모터(25)의 토크, 즉 전동기계 토크로서의 구동모터 토크를 제한하는 전동기계 토크 제한처리수단으로서의 구동모터 토크 제한처리수단이다.

다음으로, 전동차량으로서의 하이브리드형 차량에 관하여 설명한다. 또한, 전동차량으로서, 하이브리드형 차량을 대신하여, 엔진 및 발전기를 구비하지 않고, 구동모터만을 구비한 전기자동차에 본 발명을 적용할 수도 있다.

도면에 있어서, 11은 제1축선상에 설치된 엔진(E/G), 12는 상기 제1축선상에 설치되고, 상기 엔진(11)을 구동함으로써 발생된 회전을 출력하는 출력축, 13은 상기 제1축선상에 설치되고, 상기 출력축(12)을 통하여 입력된 회전에 대하여 변속을 행하는 차동기어장치로서의 플래니터리 기어 유닛, 14는 상기 제1축선상에 설치되고, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)에 있어서의 변속 후의 회전이 출력되는 출력축, 15는 이 출력축(14)에 고정된 출력기어로서의 제1카운터 드라이브 기어, 16은 상기 제1축선상에 설치되고, 전달축(17)을 통하여 상기 플래니터리 기어 유닛(13)과 연결되고, 그리고 엔진(11)과 차동회전 가능하게, 또한 기계적으로 연결된 제1 전동기계로서의 발전기(G)이다.

상기 출력축(14)은, 슬리브(sleeve)모양의 형상을 가지고, 상기 출력축(12)을 포위하여 설치된다. 또, 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)는 플래니터리 기어 유닛(13)보다 엔진(11)측에 설치된다.

그리고, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)은, 적어도 제1기어요소로서의 선기어(S), 이 선기어(S)와 맞물리는 피니언(P), 이 피니언(P)과 맞물리는 제2기어요소로서의 링기어(R), 및 상기 피니언(P)을 회전가능하게 지지하는 제3기어요소로서의 캐리어(CR)를 구비하고, 상기 선기어(S)는 상기 전달축(17)을 통하여 발전기(16)와, 링기어(R)는 출력축(14) 및 소정의 기어열(列)을 통하여, 상기 제1축선과 평행한 제2축선상에 설치되고, 상기 엔진(11) 및 발전기(16)와 차동회전 가능하게, 또한 기계적으로 연결된 제2전동기계로서의 구동모터(M)(25) 및 구동륜(37)과, 캐리어(CR)는 출력축(12)을 통하여 엔진(11)과 연결된다. 또, 상기 캐리어(CR)와 전동차량 구동장치로서의 하이브리드형 차량 구동장치의 케이스(10)의 사이에 원웨이 클러치(F)가 설치되고, 이 원웨이 클러치(F)는, 엔진(11)으로부터 정방향의 회전이 캐리어(CR)에 전달되었을 때에 자유롭게(free) 되고, 발전기(16) 또는 구동모터(25)로부터 역방향의 회전이 캐리어(CR)에 전달되었을 때에 잠겨(lock), 역방향의 회전이 엔진(11)에 전달되지 않도록 한다.

그리고, 상기 발전기(16)는, 상기 전달축(17)에 고정되고, 회전가능하게 설치된 로터(21), 이 로터(21)의 주위에 설치된 스테이터(22), 및 이 스테이터(22)에 감겨 장착된 코일(23)로 이루어진다. 상기 발전기(16)는, 전달축(17)을 통하여 전 달되는 회전에 의해 전력을 발생시킨다. 상기 코일(23)은, 배터리(43)(도 1)에 접속되고, 이 배터리에 직류의 전류를 공급한다. 상기 로터(21)와 상기 케이스(10)의 사이에 발전기 브레이크(B)가 설치되고, 이 발전기 브레이크(B)를 맞물리게 함으로써 로터(21)를 고정하고, 발전기(16)의 회전을 기계적으로 정지시킬 수 있다.

또, 26은, 상기 제2축선상에 설치되고, 상기 구동모터(25)의 회전이 출력되는 출력축, 27은 이 출력축(26)에 고정된 출력기어로서의 제2카운터 드라이브 기어이다. 상기 구동모터(25)는, 상기 출력축(26)에 고정되고, 회전가능하게 설치된 로터(40), 이 로터(40)의 주위에 설치된 스테이터(41), 및 이 스테이터(41)에 감아 장착된 코일(42)로 이루어진다.

상기 구동모터(25)는, 코일(42)에 공급되는 전류에 의해 구동모터 토크(TM)를 발생시킨다. 그 때문에, 상기 코일(42)은 상기 배터리에 접속되고, 이 배터리로부터의 직류의 전류가 교류의 전류로 변환되어, 상기 코일(42)에 공급되도록 되어 있다.

그리고, 상기 구동륜(37)을 엔진(11)의 회전과 동일 방향으로 회전시키기 위하여, 상기 제1, 제2축선과 평행한 제3축선상에 카운터 샤프트(30)가 설치되고, 이 카운터 샤프트(30)에, 제1카운터 드리븐 기어(31), 및 이 제1카운터 드리븐 기어(31)보다 치수(齒數; teeth)가 많은 제2카운터 드리븐 기어(32)가 고정된다. 상기 제1카운터 드리븐 기어(31)와 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)가, 또한 상기 제2카운터 드리븐 기어(32)와 상기 제2카운터 드라이브 기어(27)가 맞물려, 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)의 회전이 반전되어 제1카운터 드리븐 기어(31)에, 상기 제2카운터 드라이브 기어(27)의 회전이 반전되어 제2카운터 드리븐 기어(32)에 전달되도록 되어 있다.

또한, 상기 카운터 샤프트(30)에는 상기 제1카운터 드리븐 기어(31)보다 치수(齒數)가 적은 차동 피니언 기어(33)가 고정된다.

그리고, 상기 제1∼제3축선과 평행한 제4축선상에 차동장치(36)가 설치되고, 이 차동장치(36)의 차동 링기어(35)와 상기 차동 피니언 기어(33)가 맞물린다. 따라서, 차동 링기어(35)에 전달된 회전이 상기 차동장치(36)에 의해 분배되고, 구동륜(37)에 전달된다. 이와 같이, 엔진(11)에 의해 발생된 회전을 제1카운터 드리븐 기어(31)에 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 구동모터(25)에 의해 발생된 회전을 제2카운터 드리븐 기어(32)에 전달할 수 있기 때문에, 엔진(11) 및 구동모터(25)를 구동함으로써 하이브리드형 차량을 주행시킬 수 있다.

그리고, 38은 로터(21)의 위치, 즉 발전기 로터위치(θG)를 검출하는 리졸버(resolver) 등의 발전기 로터위치 센서, 39는 로터(40)의 위치, 즉 구동모터 로터위치(θM)를 검출하는 리졸버 등의 구동모터 로터위치 센서이다.

상기 발전기 로터위치(θG)의 변화율(ΔθG)을 산출함으로써 발전기(16)의 회전속도, 즉 발전기 회전속도(NG)를 산출하고, 상기 구동모터 로터위치(θM)의 변화율(ΔθM)을 산출함으로써 구동모터(25)의 회전속도, 즉 구동모터 회전속도(NM)를 산출할 수 있다. 또한, 상기 변화율(ΔθM), 및 상기 출력축(26)으로부터 구동륜(37)까지의 토크전달계에 있어서의 기어비(γV)에 근거하여 차속(V)을 산출할 수 있다. 그리고, 발전기 로터위치(θG)는 발전기 회전속도(NG)에 대응하고, 구동모터 로터위치(θM)는 구동모터 회전속도(NM)에 대응하기 때문에, 발전기 로터위치 센서(38)를, 발전기 회전속도(NG)를 검출하는 발전기 회전속도 검출수단으로서, 구동모터 로터위치 센서(39)를, 구동모터 회전속도(NM)를 검출하는 구동모터 회전속도 검출수단, 및 차속(V)을 검출하는 차속검출수단으로서 기능시킬 수도 있다.

다음으로, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)의 동작에 관하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 플래니터리 기어 유닛의 동작설명도, 도 4는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 통상 주행시의 차속 선도, 도 5는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 통상 주행시의 토크 선도이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 플래니터리 기어 유닛(13)(도 2)에 있어서는, 캐리어(CR)가 엔진(11)과, 선기어(S)가 발전기(16)와, 링기어(R)가 출력축(14)을 통하여 상기 구동모터(25) 및 구동륜(37)과 각각 연결되기 때문에, 링기어(R)의 회전속도, 즉 링기어 회전속도(NR)와, 출력축(14)에 출력되는 회전속도, 즉 출력축 회전속도가 같고, 캐리어(CR)의 회전속도와, 엔진(11)의 회전속도, 즉 엔진 회전속도(NE)가 같고, 선기어(S)의 회전속도와 발전기 회전속도(NG)가 같게 된다. 그리고, 링기어(R)의 치수(齒數)가 선기어(S)의 치수의 ρ배(본 실시형태에 있어서는 2배)가 되면,

(ρ＋ 1)ㆍNE = 1ㆍNG ＋ ρㆍNR

의 관계가 성립한다. 따라서, 링기어 회전속도(NR) 및 발전기 회전속도(NG)에 근거하여 엔진 회전속도(NE)

NE = (1ㆍNG ＋ ρㆍNR) / (ρ＋ 1)

를 산출할 수 있다. 그리고, 상기 수학식 1에 의해, 플래니터리 기어 유닛(13)의 회전속도관계식이 구성된다.

또한, 엔진(11)의 토크, 즉 엔진 토크(TE), 링기어(R)에 발생되는 토크, 즉 링기어 토크(TR), 및 전동기계 토크로서의 발전기 토크(TG)는,

TE : TR : TG = (ρ＋ 1) : ρ: 1

의 관계가 되어, 서로 반력을 받는다. 그리고, 상기 수학식 2에 의해, 플래니터리 기어 유닛(13)의 토크관계식이 구성된다.

그리고, 하이브리드형 차량의 통상 주행시에 있어서, 링기어(R), 캐리어(CR) 및 선기어(S)는 모두 정방향으로 회전되고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 링기어 회전속도(NR), 엔진 회전속도(NE) 및 발전기 회전속도(NG)는, 모두 양의 값을 취한다. 또, 상기 링기어 토크(TR) 및 발전기 토크(TG)는, 플래니터리 기어 유닛(13)의 치수(齒數)에 의해 결정되는 토크비로 엔진 토크(TE)를 안분(按分)함으로써 얻어지기 때문에, 도 5에 나타낸 토크 선도 상에 있어서, 링기어 토크(TR)와 발전기 토크(TG)를 더한 것이 엔진 토크(TE)가 된다.

다음으로, 상기 하이브리드형 차량 구동장치의 제어를 행하는 전동차량 구동제어장치로서의 하이브리드형 차량 구동제어장치에 관하여 설명한다.

도면에 있어서, 10은 케이스, 11은 엔진(E/G), 13은 플래니터리 기어 유닛, 16은 발전기(G), B는 이 발전기(16)의 로터(21)를 고정하기 위한 발전기 브레이크, 25는 구동모터(M), 28은 상기 발전기(16)를 구동하기 위한 인버터, 29는 상기 구동모터(25)를 구동하기 위한 인버터, 37은 구동륜, 38은 발전기 로터위치 센서, 39는 구동모터 로터위치 센서, 43은 배터리이다. 상기 인버터(28, 29)는 전원 스위치(SW)를 통하여 배터리(43)에 접속되고, 이 배터리(43)는 상기 전원 스위치(SW)가 ON일 때에 직류의 전류를 상기 인버터(28, 29)에 보낸다. 그리고, 상기 배터리(43)와 인버터(29)의 사이에 평활용(平滑用) 콘덴서(C)가 접속된다.

또, 51은 도시되지 않은 CPU, 기록장치 등으로 이루어지고, 하이브리드형 차량 전체의 제어를 행하는 컴퓨터로서의 차량 제어장치이고, 이 차량 제어장치(51)는, 엔진 제어장치(46), 발전기 제어장치(47) 및 구동모터 제어장치(49)를 구비한다. 그리고, 상기 엔진 제어장치(46)는, 도시되지 않은 CPU, 기록장치 등으로 이루어지고, 엔진(11)의 제어를 행하기 위하여, 스로틀개도(θ), 밸브 타이밍 등의 지시신호를 엔진(11)에 보낸다. 또, 상기 발전기 제어장치(47)는, 도시되지 않은 CPU, 기록장치 등으로 이루어지고, 상기 발전기(16)의 제어를 행하기 위하여, 인버터(28)에 구동신호(SG1)를 보낸다. 그리고, 구동모터 제어장치(49)는, 도시되지 않은 CPU, 기록장치 등으로 이루어지고, 상기 구동모터(25)의 제어를 행하기 위하여, 인버터(29)에 구동신호(SG2)를 보낸다.

상기 인버터(28)는, 구동신호(SG1)에 따라 구동되고, 역행(力行; powering)시에 배터리(43)로부터 직류의 전류를 받아, 상전류, 즉 U상, V상 및 W상의 전류(IGU, IGV, IGW)를 발생시켜서, 각 전류(IGU, IGV, IGW)를 발전기(16)에 보내고, 회생(回生; regeneration)시에 발전기(16)로부터 각 상의 전류(IGU, IGV, IGW)를 받아, 직류의 전류를 발생시켜서, 배터리(43)에 보낸다.

또, 상기 인버터(29)는, 구동신호(SG2)에 따라 구동되고, 역행(力行)시에 배터리(43)로부터 직류의 전류를 받아, U상, V상 및 W상의 전류(IMU, IMV, IMW)를 발생시켜서, 이 각 상의 전류(IMU, IMV, IMW)를 구동모터(25)에 보내고, 회생시에 구동모터(25)로부터 각 상의 전류(IMU, IMV, IMW)를 받아, 직류의 전류를 발생시켜서, 배터리(43)에 보낸다.

그리고, 44는 상기 배터리(43)의 상태, 즉 배터리상태로서의 배터리잔량(SOC)을 검출하는 배터리잔량 검출장치, 52는 엔진 회전속도(NE)를 검출하는 엔진 회전속도 센서, 53은 선속(選速)조작수단으로서의 도시되지 않은 샤프트 레버의 위치, 즉 샤프트 포지션(SP)을 검출하는 샤프트 포지션 센서, 54는 액셀러레이터 페달, 55는 이 액셀러레이터 페달(54)의 위치(누름량(amount of depression)), 즉 액셀러레이터 페달위치(AP)를 검출하는 액셀러레이터조작 검출수단으로서의 액셀러레이터 스위치, 61은 브레이크 페달, 62는 이 브레이크 페달(61)의 위치(누름량), 즉 브레이크 페달위치(BP)를 검출하는 브레이크조작 검출수단으로서의 브레이크 스위치, 63은 엔진(11)의 온도(tmE)를 검출하는 제1구동부온도 검출수단으로서의 엔진 온도센서, 64는 발전기(16)의 온도, 예컨대 코일(23)(도 2)의 온도(tmG)를 검출하는 제2구동부온도 검출수단으로서의 발전기 온도센서, 65는 구동모터(25)의 온도, 예컨대 코일(42)의 온도를 검출하는 제3구동부온도 검출수단으 로서의 구동모터 온도센서이다.

그리고, 66∼69는 각각 전류(IGU, IGV, IMU, IMV)를 검출하는 전류센서, 72는 상기 배터리상태로서의 배터리 전압(VB)을 검출하는 배터리전압 검출수단으로서의 배터리 전압 센서이다. 또, 배터리상태로서, 배터리전류, 배터리온도 등을 검출할 수도 있다. 그리고, 배터리잔량 검출장치(44), 배터리 전압 센서(72), 도시되지 않은 배터리 전류 센서, 도시되지 않은 배터리 온도 센서 등에 의해 배터리상태 검출수단이 구성된다.

상기 차량 제어장치(51)는, 상기 엔진 제어장치(46)에 엔진 제어신호를 보내어 엔진(11)의 구동ㆍ정지를 설정하거나, 발전기 로터위치(θG)를 읽어내어 발전기 회전속도(NG)를 산출하거나, 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어 구동모터 회전속도(NM)를 산출하거나, 상기 회전속도관계식에 의해 엔진 회전속도(NE)를 산출하거나, 엔진 제어장치(46)에 엔진 회전속도(NE)의 목표치를 나타내는 엔진 목표 회전속도(NE*)를 설정하거나, 상기 발전기 제어장치(47)에, 발전기 회전속도(NG)의 목표치를 나타내는 발전기 목표 회전속도(NG*), 및 발전기 토크(TG)의 목표치를 나타내는 발전기 목표토크(TG*)를 설정하거나, 상기 구동모터 제어장치(49)에, 구동모터 토크(TM)의 목표치를 나타내는 구동모터 목표토크(TM*), 및 구동모터 토크(TM)의 보정치를 나타내는 구동모터 토크 보정치(δTM)를 설정한다.

이를 위하여, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기 회전속도 산출처리수단은, 상기 발전기 로터위치(θG)를 읽어내어 발전기 회전속도(NG)를 산출하고, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동모터 회전속도 산출처리수단 은, 상기 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어 구동모터 회전속도(NM)를 산출하고, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 엔진 회전속도 산출처리수단은, 상기 회전속도관계식에 의해 엔진 회전속도(NE)를 산출한다. 그리고, 상기 발전기 회전속도 산출처리수단, 상기 구동모터 회전속도 산출처리수단 및 상기 엔진 회전속도 산출처리수단은, 각각, 발전기 회전속도(NG), 구동모터 회전속도(NM) 및 엔진 회전속도(NE)를 검출하는 발전기 회전속도 검출수단, 구동모터 회전속도 검출수단 및 엔진 회전속도 검출수단으로서 기능한다.

본 실시형태에 있어서는, 상기 차량 제어장치(51)에 의해 엔진 회전속도(NE)가 산출되도록 되어 있지만, 엔진 회전속도 센서(52)로부터 엔진 회전속도(NE)를 읽어낼 수도 있다. 또, 본 실시형태에 있어서, 차속(V)은, 구동모터 로터위치(θM)에 근거하여 산출되도록 되어 있지만, 링기어 회전속도(NR)를 검출하고, 이 링기어 회전속도(NR)에 근거하여 차속(V)을 산출하거나, 구동륜(37)의 회전속도, 즉 구동륜 회전속도에 근거하여 차속(V)을 산출할 수도 있다. 그 경우, 차속검출수단으로서, 링기어 회전속도 센서, 구동륜 회전속도 센서 등이 설치된다.

다음으로, 상기 구성의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작에 관하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작을 나타낸 제1메인 플로차트, 도 8은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작을 나타낸 제2메인 플로차트, 도 9는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량 구동제어장치의 동작을 나타낸 제3 메인 플로차트, 도 10은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 제1차량요구 토크맵을 나타낸 도면, 도 11은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 제2차량요구 토크맵을 나타낸 도면, 도 12는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 목표운전 상태맵을 나타낸 도면, 도 13은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진 구동영역 맵을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 10, 도 11 및 도 13에 있어서, 횡축에 차속(V)을, 종축에 차량요구토크(TO*)를, 도 12에 있어서, 횡축에 엔진 회전속도(NE)를, 종축에 엔진 토크(TE)를 취하고 있다.

우선, 차량 제어장치(51)(도 6)의 도시되지 않은 차량요구토크 결정처리수단은, 차량요구토크 결정처리를 행하여, 액셀러레이터 스위치(55)로부터 액셀러레이터 페달위치(AP)를, 브레이크 스위치(62)로부터 브레이크 페달위치(BP)를 읽어냄과 동시에, 구동모터 로터위치 센서(39)로부터 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어, 차속(V)을 산출하며, 액셀러레이터 페달(54)이 눌린 경우, 상기 차량 제어장치(51)의 기록장치에 기록된 도 10의 제1차량요구 토크맵을 참조하여, 브레이크 페달(61)이 눌린 경우, 상기 기록장치에 기록된 도 11의 제2차량요구 토크맵을 참조하여, 액셀러레이터 페달위치(AP), 브레이크 페달위치(BP) 및 차속(V)에 대응시켜 사전에 설정된, 하이브리드형 차량을 주행시키는데 필요한 차량요구토크(TO*)를 결정한다.

이어서, 상기 차량 제어장치(51)는, 차량요구토크(TO*)가 사전에 구동모터(25)의 정격(定格)으로서 설정되어 있는 구동모터 최대토크(TMmax)보다 큰지 여부를 판단한다. 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax)보다 큰 경우, 상기 차량 제어장치(51)는 엔진(11)이 정지 중인지 여부를 판단하고, 엔진(11)이 정지 중인 경우, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 급가속 제어처리수단은, 급가속제어처리를 행하여, 구동모터(25) 및 발전기(16)를 구동하여 하이브리드형 차량을 주행시킨다.

또, 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax) 이하인 경우, 및 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax)보다 크고, 또한 엔진(11)이 구동 중인 경우, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 운전자 요구출력 산출처리수단은, 운전자 요구출력 산출처리를 행하여, 상기 차량요구토크(TO*)와 차속(V)을 곱함으로써, 운전자 요구출력(PD)

PD = TO*ㆍV

를 산출한다.

다음으로, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 배터리 충방전 요구출력 산출처리수단은, 배터리 충방전 요구출력 산출처리를 행하여, 상기 배터리잔량 검출장치(44)로부터 배터리잔량(SOC)을 읽어내어, 이 배터리잔량(SOC)에 근거하여 배터리 충방전 요구출력(PB)을 산출한다.

이어서, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 차량 요구출력 산출처리수단은, 차량 요구출력 산출처리를 행하여, 상기 운전자 요구출력(PD)과 배터리 충방전 요구출력(PB)을 가산함으로써, 차량 요구출력(PO)

PO = PD＋PB

를 산출한다.

다음으로, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 엔진 목표운전 상태설정 처리수단은, 엔진 목표운전 상태설정처리를 행하여, 상기 기록장치에 기록된 도 12의 엔진 목표운전 상태맵을 참조하여, 상기 차량 요구출력(PO)을 나타내는 선(PO1∼PO3)과, 각 액셀러레이터 페달위치(AP1∼AP6)에 있어서의 엔진(11)의 효율이 가장 높아지는 최적연비곡선(L)이 교차하는 포인트(A1∼A3, Am)를, 엔진 목표운전상태인 엔진(11)의 운전포인트로서 결정하고, 이 운전포인트에 있어서의 엔진 토크(TE1∼TE3, TEm)를, 엔진 토크(TE)의 목표치를 나타낸 엔진목표토크(TE*)로서 결정하고, 상기 운전포인트에 있어서의 엔진회전속도(NE1∼NE3, NEm)를 엔진 목표 회전속도(NE*)로서 결정한다.

그리고, 상기 차량 제어장치(51)는, 상기 기록장치에 기록된 도 13의 엔진 구동영역 맵을 참조하여, 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있는지 여부를 판단한다. 도 13에 있어서, AR1은 엔진(11)이 구동되는 구동영역, AR2는 엔진(11)이 구동을 정지하는 정지영역, AR3은 히스테리시스(hysteresis)영역이다. 또, LE1은 정지되어 있는 엔진(11)이 구동되는 라인, LE2는 구동되고 있는 엔진(11)이 구동을 정지하는 라인이다. 그리고, 상기 라인(LE1)은, 배터리잔량(SOC)이 클수록 도 13의 우측으로 이동되어, 구동영역(AR1)이 좁아지고, 배터리잔량(SOC)이 작을수록 도 13의 좌측으로 이동되어, 구동영역(AR1)이 넓어진다.

그리고, 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있음에도 불구하고, 엔진(11)이 구동되고 있지 않은 경우, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 엔진 시동제어 처리수단은, 엔진 시동제어처리를 행하여, 엔진(11)을 시동한다. 또, 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있지 않음에도 불구하고, 엔진(11)이 구동되고 있는 경우, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 엔진 정지제어 처리수단은, 엔진 정지제어처리를 행하여, 엔진(11)의 구동을 정지시킨다. 그리고, 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있지 않고, 엔진(11)이 정지되어 있는 경우, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동모터 목표토크 산출처리수단은, 구동모터 목표토크 산출처리를 행하여, 상기 차량요구토크(TO*)를 구동모터 목표토크(TM*)로서 결정하고, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동모터 제어처리수단은, 구동모터 제어처리를 행하여, 구동모터(25)의 토크제어를 행한다.

또, 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있고, 또한 엔진(11)이 구동되고 있는 경우, 엔진제어장치(46)의 도시되지 않은 엔진제어 처리수단은, 엔진제어처리를 행하여, 소정의 방법으로 엔진(11)의 제어를 행한다.

다음으로, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기 회전속도 산출처리수단은, 발전기 회전속도 산출처리를 행하여, 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어, 이 구동모터 로터위치(θM), 및 출력축(26)(도 2)으로부터 링기어(R)까지의 기어비(γR)에 근거하여 링기어 회전속도(NR)를 산출함과 동시에, 엔진 목표운전 상태설정처리에서 결정된 엔진 목표 회전속도(NE*)를 읽어내어, 링기어 회전속도(NR) 및 엔진 목표 회전속도(NE*)에 근거하여, 상기 회전속도관계식에 의해, 발전기 목표 회전속도(NG*)를 산출하여, 결정한다.

그런데, 상기 구성의 하이브리드형 차량을 모터ㆍ엔진구동모드로 주행시키고 있을 때에, 발전기 회전속도(NG)가 낮은 경우, 소비전력이 커지고, 발전기(16)의 발전효율이 낮아짐과 동시에, 하이브리드형 차량의 연비가 그만큼 나빠져 버린다. 그래서, 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 소정의 회전속도보다 작은 경우, 발전기 브레이크(B)를 맞물리게 하고, 발전기(16)를 기계적으로 정지시켜서, 상기 연비를 좋게 하도록 하고 있다.

이를 위하여, 상기 차량 제어장치(51)는, 상기 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 소정의 제1회전속도(Nth1)(예컨대, 500〔rpm〕이상인지 여부를 판단한다. 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 제1회전속도(Nth1) 이상인 경우, 차량 제어장치(51)는, 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 이 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는 경우, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기 회전속도 제어처리수단은, 발전기 회전속도 제어처리를 행하고, 발전기(16)의 토크제어를 행한다. 또한, 상기 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있지 않은 경우, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 발전기 브레이크 해방 제어처리를 행하고, 발전기 브레이크(B)를 해방한다.

그런데, 상기 발전기 회전속도 제어처리에 있어서, 발전기 목표토크(TG*)가 결정되고, 이 발전기 목표토크(TG*)에 근거하여 발전기(16)의 토크제어가 행하여지고, 소정의 발전기 토크(TG)가 발생되면, 상술된 바와 같이, 엔진 토크(TE), 링기어 토크(TR) 및 발전기 토크(TG)는 서로 반력을 받기 때문에, 발전기 토크(TG)가 링기어 토크(TR)로 변환되어 링기어(R)로부터 출력된다.

그리고, 링기어 토크(TR)가 링기어(R)로부터 출력되는 것에 수반하여, 발전기 회전속도(NG)가 변동하고, 상기 링기어 토크(TR)가 변동하면, 변동한 링기어 토 크(TR)가 구동륜(37)에 전달되고, 하이브리드형 차량의 주행필링이 저하되어 버린다. 그래서, 발전기 회전속도(NG)의 변동에 수반하는 발전기(16)의 이너셔(inertia)(로터(21) 및 도시되지 않은 로터축의 이너셔)분의 토크를 예상하고 링기어 토크(TR)를 산출하도록 하고 있다.

이를 위하여, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 링기어 토크 산출처리수단은, 링기어 토크 산출처리를 행하여, 상기 발전기 회전속도 제어처리에서 결정된 발전기 목표토크(TG*)를 읽어내어, 이 발전기 목표토크(TG*), 및 선기어(S)의 치수(齒數)에 대한 링기어(R)의 치수의 비(比)에 근거하여 링기어 토크(TR)를 산출한다.

즉, 발전기(16)의 이너셔를 InG로 하고, 발전기(16)의 각가속도(角加速度)(회전변화율)를 αG로 했을 때, 선기어(S)에 가해지는 선기어 토크(TS)는, 발전기 목표토크(TG*)에 이너셔(InG)분의 토크 등가성분(等價成分)(이너셔 토크)(TGI)

TGI = InGㆍαG

를 가산함으로써 얻어지고,

TS = TG*＋TGI

= TG*＋InGㆍαG

가 된다. 그리고, 상기 토크 등가성분(TGI)은, 통상적으로 하이브리드형 차량의 가속 중에는 가속방향에 대하여 음의 값을, 하이브리드형 차량의 감속 중에는 양의 값을 취한다. 또, 각가속도(αG)는, 발전기 회전속도(NG)를 미분함으로써 산출된 다.

그리고, 링기어(R)의 치수가 선기어(S)의 치수의 ρ배라고 하면, 링기어 토크(TR)는, 선기어 토크(TS)의 ρ배이기 때문에,

TR = ρㆍTS

= ρㆍ(TG*＋TGI)

= ρㆍ(TG*＋InGㆍαG)

가 된다. 이와 같이, 발전기 목표토크(TG*) 및 토크 등가성분(TGI)으로부터 링기어 토크(TR)를 산출할 수 있다.

그래서, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동축 토크 추정처리수단은, 구동축 토크 추정처리를 행하여, 상기 발전기 목표토크(TG*) 및 이너셔(InG)에 대응하는 토크 등가성분(TGI)에 근거하여, 구동모터(25)의 출력축(26)에 있어서의 토크, 즉 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다. 이를 위하여, 상기 구동축 토크 추정처리수단은, 상기 링기어 토크(TR), 및 링기어(R)의 치수에 대한 제2카운터 드라이브 기어(27)의 치수의 비에 근거하여 구동축 토크(TR/OUT)를 산출한다.

또한, 발전기 브레이크(B)가 맞물릴 때에는, 발전기 목표토크(TG*)는 제로(0)가 되기 때문에, 링기어 토크(TR)는 엔진 토크(TE)와 비례관계가 된다. 그래서, 상기 구동축 토크 추정처리수단은, 엔진 제어장치(46)로부터 엔진 토크(TE)를 읽어내고, 상기 토크관계식에 의해, 엔진 토크(TE)에 근거하여 링기어 토크(TR)를 산출하고, 이 링기어 토크(TR), 및 링기어(R)의 치수에 대한 제2카운터 드라이 브 기어(27)의 치수의 비에 근거하여 상기 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

이어서, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동모터 목표토크 결정처리수단은, 구동모터 목표토크 결정처리를 행하여, 상기 차량요구토크(TO*)로부터, 상기 구동축 토크(TR/OUT)를 감산함으로써, 구동축 토크(TR/OUT)에서는 과부족되는 만큼을 구동모터 목표토크(TM*)로서 결정한다.

그리고, 상기 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 구동모터 제어처리수단은, 구동모터 제어처리를 행하여, 추정된 구동축 토크(TR/OUT)에 근거하여 구동모터(25)의 토크제어를 행하여, 구동모터 토크(TM)를 제어한다.

또, 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 제1회전속도(Nth1)보다 작은 경우, 차량 제어장치(51)는, 발전기 브레이크(B)가 맞물려 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 이 발전기 브레이크(B)가 맞물려 있는 경우, 차량 제어장치(51)는, 처리를 종료하고, 발전기 브레이크(B)가 맞물려 있지 않은 경우, 차량 제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기 브레이크 맞물림 제어처리수단은, 발전기 브레이크 맞물림 제어처리를 행하여, 발전기 브레이크(B)를 맞물리게 한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S1 액셀러레이터 페달위치(AP) 및 브레이크 페달위치(BP)를 읽어낸다.

스텝 S2 차속(V)을 산출한다.

스텝 S3 차량요구토크(TO*)를 결정한다.

스텝 S4 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax)보다 큰지 여부를 판단한다. 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax)보다 큰 경우는 스텝 S5로, 차량요구토크(TO*)가 구동모터 최대토크(TMmax) 이하인 경우는 스텝 S7로 진행한다.

스텝 S5 엔진(11)이 정지 중인지 여부를 판단한다. 엔진(11)이 정지 중인 경우는 스텝 S6으로, 정지 중이 아닌(구동중) 경우는 스텝 S7로 진행한다.

스텝 S6 급가속 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S7 운전자 요구출력(PD)을 산출한다.

스텝 S8 배터리 충방전 요구출력(PB)을 산출한다.

스텝 S9 차량요구출력(PO)을 산출한다.

스텝 S10 엔진(11)의 운전포인트를 결정한다.

스텝 S11 엔진(11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있는지 여부를 판단한다. 엔진 (11)이 구동영역(AR1)에 놓여 있는 경우는 스텝 S12로, 구동영역(AR1)에 놓여 있지 않은 경우는 스텝 S13으로 진행한다.

스텝 S12 엔진(11)이 구동되고 있는지 여부를 판단한다. 엔진(11)이 구동되고 있는 경우는 스텝 S16으로, 구동되고 있지 않은 경우는 스텝 S14로 진행한다.

스텝 S13 엔진(11)이 구동되고 있는지 여부를 판단한다. 엔진(11)이 구동되고 있는 경우는 스텝 S15로, 구동되고 있지 않은 경우는 스텝 S25로 진행한다.

스텝 S14 엔진 시동 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S15 엔진 정지 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S16 엔진 제어처리를 행한다.

스텝 S17 발전기 목표 회전속도(NG*)를 결정한다.

스텝 S18 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 제1회전속도(Nth1) 이상인지 여부를 판단한다. 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 제1회전속도(Nth1) 이상인 경우는 스텝 S19로, 발전기 목표 회전속도(NG*)의 절대치가 제1회전속도(Nth1)보다 작은 경우는 스텝 S20으로 진행한다.

스텝 S19 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는지 여부를 판단한다. 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는 경우는 스텝 S22로, 해방되어 있지 않은 경우는 스텝 S23으로 진행한다.

스텝 S20 발전기 브레이크(B)가 맞물려 있는지 여부를 판단한다. 발전기 브레이크(B)가 맞물려 있는 경우는 처리를 종료하고, 맞물려 있지 않은 경우는 스텝 S21로 진행한다.

스텝 S21 발전기 브레이크 맞물림 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S22 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S23 발전기 브레이크 해방 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S24 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S25 구동모터 목표토크(TM*)를 산출한다.

스텝 S26 구동모터 제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

다음으로, 도 7의 스텝 S6에 있어서의 급가속 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

우선, 상기 급가속 제어처리수단은, 차량요구토크(TO*)를 읽어냄과 동시에, 구동모터 목표토크(TM*)에 구동모터 최대토크(TMmax)를 세트한다. 이어서, 상기 급가속 제어처리수단의 발전기 목표토크 산출처리수단은, 발전기 목표토크 산출처리를 행하여, 상기 차량요구토크(TO*)와 구동모터 목표토크(TM*)의 차(差)토크(ΔT)를 산출하고, 구동모터 목표토크(TM*)인 상기 구동모터 최대토크(TMmax)에서는 부족한 만큼을 발전기 목표토크(TG*)로서 산출하여, 결정한다.

그리고, 상기 급가속 제어처리수단의 구동모터 제어처리수단은, 구동모터 제어처리를 행하여, 구동모터 목표토크(TM*)로 구동모터(25)(도 6)의 토크제어를 행한다. 또, 상기 급가속 제어처리수단의 발전기 토크제어 처리수단은, 발전기 토크 제어처리를 행하여, 상기 발전기 목표토크(TG*)에 근거하여 발전기(16)의 토크제어를 행한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S6-1 차량요구토크(TO*)를 읽어낸다.

스텝 S6-2 구동모터 목표토크(TM*)에 구동모터 최대토크(TMmax)를 세트한다.

스텝 S6-3 차량요구토크(TO*)와 구동모터 목표토크(TM*)의 차토크(ΔT)를 산출한다.

스텝 S6-4 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S6-5 발전기 토크 제어처리를 행하고, 리턴한다.

다음으로, 도 9의 스텝 S26, 및 도 14의 스텝 S6-4에 있어서의 구동모터 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 구동모터 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면, 도 16은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 구동모터 토크 제한맵을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 16에 있어서, 횡축에 배터리전압(VB)을, 종축에 최대치(TMmax)를 취하고 있다.

우선, 구동모터 제어처리수단은, 구동모터 목표토크(TM*)를 읽어냄과 동시에, 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어, 이 구동모터 로터위치(θM)에 근거하여 구동모터 회전속도(NM)를 산출하고, 이어서, 배터리전압(VB)을 읽어낸다.

다음으로, 상기 구동모터 제어처리수단의 전동기계 토크 제한처리수단으로서의 구동모터 토크 제한처리수단(91)(도 1)은, 구동모터 토크 제한처리를 행하여, 배터리전압(VB)에 대응시켜 구동모터 토크(TM)를 제한한다. 이를 위하여, 상기 구동모터 토크 제한처리수단(91)은, 차량 제어장치(51)(도 6)의 기록장치에 기록된 도 16의 구동모터 토크 제한맵을 참조하여, 배터리전압(VB)에 대응하는 구동모터 토크(TM)의 최대치(TMmax)를 산출하고, 이 최대치(TMmax)에 의해 구동모터 토크(TM)를 제한한다. 상기 구동모터 토크 제한맵에 있어서는, 배터리전압(VB)이 소정의 역치(VB1) 이하인 경우, 소정의 값(TM1)을 취하고, 상기 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높은 경우, 배터리전압(VB)이 높을수록 최대치(TMmax)는 작게 된다. 따라서, 구동모터(25)가 최대치(TMmax)에서 구동되고 있는 경우에는, 최대치(TMmax)가 작게 되는 것에 수반하여 구동모터 목표토크(TM*)는 작게 된다. 그리고, 상기 구동모터 토크 제한처리수단(91)은, 제한된 구동모터 토크(TM)를 구동모터 목표토크(TM*)로서 결정한다.

다음으로, 상기 구동모터 제어처리수단은, 상기 구동모터 목표토크(TM*), 구동모터 회전속도(NM) 및 배터리전압(VB)에 근거하여, 상기 기록장치에 기록된 구동모터 제어용의 도시되지 않은 전류지령치 맵을 참조하여, d축 전류지령치(IMd*) 및 q축 전류지령치(IMq*)를 결정한다.

또한, 상기 구동모터 제어처리수단은, 전류센서(68)(도 6), (69)로부터 전류(IMU, IMV)를 읽어냄과 동시에, 이 전류(IMU, IMV)에 근거하여 전류(IMW)

IMW = IMU-IMV

를 산출한다. 그리고, 전류(IMW)를 전류(IMU, IMV)와 동일하게 전류센서에 의해 검출할 수도 있다.

이어서, 상기 구동모터 제어처리수단은, 3상(相)/2상 변환을 행하여, 전류(IMU, IMV, IMW)를 d축 전류(IMd) 및 q축 전류(IMq)로 변환하고, 상기 d축 전류(IMd) 및 q축 전류(IMq), 그리고 상기 d축 전류지령치(IMd*) 및 q축 전류지령치(IMq*)에 근거하여, 전압지령치(VMd*, VMq*)를 산출한다. 그리고, 상기 구동모터 제어처리수단은, 2상/3상 변환을 행하여, 전압지령치(VMd*, VMq*)를 전압지령치(VMU*, VMV*, VMW*)로 변환하여, 이 전압지령치(VMU*, VMV*, VMW*)에 근거하여, 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 산출하고, 이 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 구동모터 제어처리수단의 드라이브 처리수단에 출력한다. 이 드라이브 처리수단은, 드라이브처리를 행하여, 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)에 근거하여 상기 인버터(29) 에 구동신호(SG2)를 보낸다.

이와 같이, 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높아지면, 구동모터 토크(TM)가 제한되기 때문에, 상기 인버터(29)에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있다. 또, 인버터(29)를 구동할 때에, 인버터(29)를 구성하는 트랜지스터의 스위칭이 행하여지고, 그에 수반하여, 과도전압인 서지전압이 순간적으로 발생하여, 배터리전압(VB)이 높아져도, 인버터(29)에 가해지는 부하는 커지지 않는다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다. 이 경우, 스텝 S6-4 및 스텝 S26에 있어서 동일 처리가 행하여지므로, 스텝 S6-4에 관하여 설명한다.

스텝 S6-4-1 구동모터 목표토크(TM*)를 읽어낸다.

스텝 S6-4-2 구동모터 로터위치(θM)를 읽어낸다.

스텝 S6-4-3 구동모터 회전속도(NM)를 산출한다.

스텝 S6-4-4 배터리전압(VB)을 읽어낸다.

스텝 S6-4-5 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S6-4-6 d축 전류지령치(IMd*) 및 q축 전류지령치(IMq*)를 결정한다.

스텝 S6-4-7 전류(IMU, IMV)를 읽어낸다.

스텝 S6-4-8 3상/2상 변환을 행한다.

스텝 S6-4-9 전압지령치(VMd*, VMq*)를 산출한다.

스텝 S6-4-10 2상/3상변환을 행한다.

스텝 S6-4-11 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 출력하고, 리턴한다.

다음으로, 도 14의 스텝 S6-5에 있어서의 발전기 토크 제어처리의 서브루틴 에 관하여 설명한다.

우선, 상기 발전기 토크 제어처리수단은, 발전기 목표토크(TG*)를 읽어냄과 동시에, 발전기 로터위치(θG)를 읽어내고, 이 발전기 로터위치(θG)에 근거하여 발전기 회전속도(NG)를 산출하고, 이어서 배터리전압(VB)을 읽어낸다. 다음으로, 상기 발전기 토크 제어처리수단은, 상기 발전기 목표토크(TG*), 발전기 회전속도(NG) 및 배터리전압(VB)에 근거하여, 상기 기록장치에 기록된 발전기 제어용의 도시되지 않은 전류지령치 맵을 참조하여, d축 전류치령치(IGd*) 및 q축 전류지령치(IGq*)를 결정한다.

또, 상기 발전기 토크 제어처리수단은, 전류센서(66)(도6), (67)로부터 전류(IGU, IGV)를 읽어냄과 동시에, 전류(IGU, IGV)에 근거하여 전류(IGW)

IGW = IGU-IGV

를 산출한다. 그리고, 전류(IGW)를 전류(IGU, IGV)와 동일하게 전류센서에 의해 검출할 수도 있다.

이어서, 상기 발전기 토크 제어처리수단은, 3상/2상 변환을 행하여, 전류(IGU, IGV, IGW)를 d축 전류(IGd) 및 q축 전류(IGq)로 변환하고, 이 d축 전류(IGd) 및 q축 전류(IGq), 그리고 상기 d축 전류치령치(IGd*) 및 q축 전류지령치(IGq*)에 근거하여, 전압지령치(VGd*, VGq*)를 산출한다. 그리고, 상기 발전기 토크 제어처리수단은, 2상/3상 변환을 행하여, 전압지령치(VGd*, VGq*)를 전압지령 치(VGU*, VGV*, VGW*)로 변환하고, 이 전압지령치(VGU*, VGV*, VGW*)에 근거하여, 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 산출하여, 이 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 발전기 토크 제어처리수단의 드라이브 처리수단에 출력한다. 이 드라이브 처리수단은, 드라이브처리를 행하여, 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)에 근거하여 상기 인버터(28)에 구동신호(SG1)를 보낸다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S6-5-1 발전기 목표토크(TG*)를 읽어낸다.

스텝 S6-5-2 발전기 로터위치(θG)를 읽어낸다.

스텝 S6-5-3 발전기 회전속도(NG)를 산출한다.

스텝 S6-5-4 배터리전압(VB)을 읽어낸다.

스텝 S6-5-5 d축 전류지령치(IGd*) 및 q축 전류지령치(IGq*)를 결정한다.

스텝 S6-5-6 전류(IGU, IGV)를 읽어낸다.

스텝 S6-5-7 3상/2상 변환을 행한다.

스텝 S6-5-8 전압지령치(VGd*, VGq*)를 산출한다.

스텝 S6-5-9 2상/3상 변환을 행한다.

스텝 S6-5-10 펄스폭 변조신호(SU, SV, SW)를 출력하고, 리턴한다.

다음으로, 도 8의 스텝 S14에 있어서의 엔진 시동 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

우선, 엔진 시동 제어처리수단은, 스로틀개도(θ)를 읽어내고, 스로틀개도(θ)가 0〔%〕인 경우에, 차속(V)을 읽어내고, 또한 엔진 목표운전 상태설정처리에서 결정된 엔진(11)(도 2)의 운전포인트를 읽어낸다. 그리고, 상기 차속(V)은, 상술된 바와 같이, 구동모터 로터위치(θM)에 근거하여 산출된다.

이어서, 엔진 시동 제어처리수단은, 구동모터 로터위치(θM)를 읽어내어, 이 구동모터 로터위치(θM), 및 상기 기어비(γR)에 근거하여 링기어 회전속도(NR)를 산출함과 동시에, 상기 운전포인트에 있어서의 엔진 목표 회전속도(NE*)를 읽어내고, 링기어 회전속도(NR) 및 엔진 목표 회전속도(NE*)에 근거하여, 상기 회전속도관계식에 의해, 발전기 목표 회전속도(NG*)를 산출하고, 결정한다.

그리고, 상기 엔진 시동 제어처리수단은, 엔진 회전속도(NE)와 사전에 설정된 시동회전속도(NEth1)를 비교하고, 엔진 회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1)보다 높은지 여부를 판단한다. 엔진 회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1)보다 높은 경우, 엔진 시동제어 처리수단은, 엔진(11)에 있어서 연료분사 및 점화를 행한다.

이어서, 상기 엔진 시동 제어처리수단의 발전기 회전속도 제어처리수단은, 발전기 목표 회전속도(NG*)에 근거하여 발전기 회전속도 제어처리를 행하고, 발전기 회전속도(NG)를 높게 하고, 그에 수반하여 엔진 회전속도(NE)를 높게 한다.

그리고, 상기 엔진 시동 제어처리수단은, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하고, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하여, 구동모터 제어처리를 행한다.

또, 상기 엔진 시동 제어처리수단은, 엔진 회전속도(NE)가 엔진 목표 회전속 도(NE*)가 되도록 스로틀개도(θ)를 조정한다. 다음으로, 상기 엔진 시동 제어처리수단은, 엔진(11)이 정상적으로 구동되고 있는지 여부를 판단하기 위하여, 발전기 토크(TG)가, 엔진(11)의 시동에 수반되는 모터링 토크(motoring torque)(TEth)보다 작은지 여부를 판단하고, 발전기 토크(TG)가 모터링 토크(TEth)보다 작은 상태에서 소정시간이 경과하는 것을 대기한다.

또, 엔진 회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1) 이하인 경우, 상기 발전기 회전속도 제어처리수단은, 발전기 목표 회전속도(NG*)에 근거하여 발전기 회전속도 제어처리를 행하고, 이어서, 상기 엔진 시동 제어처리수단은, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하여, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하고, 구동모터 제어처리를 행한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S14-1 스로틀개도(θ)가 0〔%〕인지 여부를 판단한다. 스로틀개도(θ) 가 0〔%〕인 경우는 스텝 S14-3으로, 0〔%〕가 아닌 경우는 스텝 S14-2로 진행한다.

스텝 S14-2 스로틀개도(θ)를 0〔%〕로 하고, 스텝 S14-1로 돌아간다.

스텝 S14-3 차속(V)을 읽어낸다.

스텝 S14-4 엔진(11)의 운전포인트를 읽어낸다.

스텝 S14-5 발전기 목표 회전속도(NG*)를 결정한다.

스텝 S14-6 엔진회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1)보다 높은지 여부를 판단한다. 엔진회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1)보다 높은 경우는 스텝 S14-11 로, 엔진회전속도(NE)가 시동회전속도(NEth1) 이하인 경우는 스텝 S14-7로 진행한다.

스텝 S14-7 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S14-8 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S14-9 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S14-10 구동모터 제어처리를 행하고, 스텝 S14-1로 돌아간다.

스텝 S14-11 연료분사 및 점화를 행한다.

스텝 S14-12 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S14-13 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S14-14 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S14-15 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S14-16 스로틀개도(θ)를 조정한다.

스텝 S14-17 발전기 토크(TG)가 모터링 토크(TEth)보다 작은지 여부를 판단한다. 발전기 토크(TG)가 모터링 토크(TEth)보다 작은 경우는 스텝 S14-18로 진행하고, 발전기 토크(TG)가 모터링 토크(TEth) 이상인 경우는 스텝 S14-11로 돌아간다.

스텝 S14-18 소정시간이 경과하는 것을 대기하여, 경과하면 리턴한다.

다음으로, 도 18의 스텝 S14-7, 스텝 S14-12에 있어서의 발전기 회전속도 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

우선, 상기 발전기 회전속도 제어처리수단은, 발전기 목표 회전속도(NG*) 및 발전기 회전속도(NG)를 읽어내어, 발전기 목표 회전속도(NG*)와 발전기 회전속도(NG)의 차(差)회전속도(ΔNG)에 근거하여 PI제어를 행하고, 발전기 목표토크(TG*)를 산출한다. 이 경우, 차회전속도(ΔNG)가 클수록, 발전기 목표토크(TG*)는 크게 되고, 양음(正負)도 고려된다.

이어서, 상기 발전기 회전속도 제어처리수단의 발전기 토크 제어처리수단은, 도 17의 발전기 토크 제어처리를 행하여, 발전기(16)의 토크제어를 행한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다. 이 경우, 스텝 S14-7, 스텝 S14-12에 있어서 동일 처리가 행하여지므로, 스텝 S14-7에 관하여 설명한다.

스텝 S14-7-1 발전기 목표회전속도(NG*)를 읽어낸다.

스텝 S14-7-2 발전기 회전속도(NG)를 읽어낸다.

스텝 S14-7-3 발전기 목표토크(TG*)를 산출한다.

스텝 S14-7-4 발전기 토크 제어처리를 행하고, 리턴한다.

다음으로, 도 8의 스텝 S15에 있어서의 엔진 정지 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

우선, 상기 엔진 정지 제어처리수단은, 발전기 브레이크(B)(도 6)가 해방되어 있는지 여부를 판단한다. 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있지 않고, 맞물려 있 는 경우, 상기 엔진 정지 제어처리수단의 발전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 발전기 브레이크 해방 제어처리를 행하여, 발전기 브레이크(B)를 해방한다.

또, 상기 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는 경우, 상기 엔진 정지 제어처리수단은, 엔진(11)에 있어서의 연료분사 및 점화를 정지시키고, 스로틀개도(θ)를 0〔%〕로 한다.

이어서, 상기 엔진 정지 제어처리수단은, 상기 링기어 회전속도(NR)를 읽어내어, 이 링기어 회전속도(NR) 및 엔진 목표 회전속도(NE*)(0〔rpm〕)에 근거하여, 상기 회전속도관계식에 의해, 발전기 목표 회전속도(NG*)를 결정한다. 그리고, 상기 엔진 정지 제어처리수단은, 도 19의 발전기 회전속도 제어처리를 행한 후, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하고, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하여, 구동모터 제어처리를 행한다.

다음으로, 상기 엔진 정지 제어처리수단은, 엔진 회전속도(NE)가 정지회전속도(NEth2) 이하인지 여부를 판단하여, 엔진 회전속도(NE)가 정지회전속도(NEth2) 이하인 경우, 발전기(16)에 대한 스위칭을 정지시켜, 발전기(16)의 셧다운(shut down)을 행한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S15-1 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는지 여부를 판단한다. 발전기 브레이크(B)가 해방되어 있는 경우는 스텝 S15-3으로, 해방되어 있지 않은 경우는 스텝 S15-2로 진행한다.

스텝 S15-2 발전기 브레이크 해방 제어처리를 행한다.

스텝 S15-3 연료분사 및 점화를 정지시킨다.

스텝 S15-4 스로틀개도(θ)를 0〔%〕로 한다.

스텝 S15-5 발전기 목표 회전속도(NG*)를 결정한다.

스텝 S15-6 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S15-7 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S15-8 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S15-9 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S15-10 엔진 회전속도(NE)가 정지회전속도(NEth2) 이하인지 여부를 판단한다. 엔진 회전속도(NE)가 정지회전속도(NEth2) 이하인 경우는 스텝 S15-11로 진행하고, 엔진 회전속도(NE)가 정지회전속도(NEth2)보다 큰 경우는 스텝 S15-5로 돌아간다.

스텝 S15-11 발전기(16)에 대한 스위칭을 정지시키고, 리턴한다.

다음으로, 도 9의 스텝 S21에 있어서의 발전기 브레이크 맞물림 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

우선, 상기 발전기 브레이크 맞물림 제어처리수단은, 발전기 브레이크(B)(도 6)의 맞물림을 요구하기 위한 발전기 브레이크요구를 OFF에서 ON으로 하여, 발전기 목표 회전속도(NG*)에 0〔rpm〕을 세트하고, 도 19의 발전기 회전속도 제어처리를 행한 다음, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하여, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하고, 구동모터 제어처리를 행한다.

다음으로, 상기 발전기 브레이크 맞물림 제어처리수단은, 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 소정의 제2회전속도(Nth2)(예컨대, 100〔rpm〕)보다 작은지 여부를 판단하여, 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 제2회전속도(Nth2)보다 작은 경우, 발전기 브레이크(B)를 맞물린다. 이어서, 상기 발전기 브레이크 맞물림 제어처리수단은, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하여, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하고, 구동모터 제어처리를 행한다.

그리고, 발전기 브레이크(B)가 맞물린 상태에서 소정 시간이 경과하면, 상기 발전기 브레이크 맞물림 제어처리수단은, 발전기(16)에 대한 스위칭을 정지시키고, 발전기(16)의 셧다운을 행한다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S21-1 발전기 목표 회전속도(NG*)에 0〔rpm〕을 세트한다.

스텝 S21-2 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S21-3 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S21-4 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S21-5 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S21-6 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 제2회전속도(Nth2)보다 작은지 여부를 판단한다. 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 제2회전속도(Nth2)보다 작은 경우는 스텝 S21-7로 진행하고, 발전기 회전속도(NG)의 절대치가 제2회전속도(Nth2) 이상인 경우는 스텝 S21-2로 돌아간다.

스텝 S21-7 발전기 브레이크(B)를 맞물린다.

스텝 S21-8 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S21-9 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S21-10 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S21-11 소정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다. 소정 시간이 경과한 경우는 스텝 S21-12로 진행하고, 경과하지 않은 경우는 스텝 S21-7로 돌아간다.

스텝 S21-12 발전기(16)에 대한 스위칭을 정지시키고, 리턴한다.

다음으로, 도 9의 스텝 S23에 있어서의 발전기 브레이크 해방 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

그런데, 상기 발전기 브레이크 맞물림 제어처리에 있어서, 발전기 브레이크(B)(도 2)를 맞물리고 있는 동안, 소정의 엔진 토크(TE)가 반력으로서 발전기(16)의 로터(21)에 가해지기 때문에, 발전기 브레이크(B)를 단순히 해방하면, 엔진 토크(TE)가 로터(21)에 전달되는 것에 수반하여, 발전기 토크(TG) 및 엔진 토크(TE)가 크게 변화하여, 쇼크가 발생하여 버린다.

그래서, 상기 엔진 제어장치(46)(도 6)에 있어서, 상기 로터(21)에 전달되는 엔진 토크(TE)가 추정 또는 산출되고, 상기 발전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 추정 또는 산출된 엔진 토크(TE)에 상당하는 토크, 즉 엔진 토크 상당분을 읽어내어, 이 엔진 토크 상당분을 발전기 목표토크(TG*)로서 세트한다. 이어서, 상기 발 전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 도 17의 발전기 토크 제어처리를 행한 후, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하고, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하여, 구동모터 제어처리를 행한다.

이어서, 발전기 토크 제어처리가 개시된 후, 소정 시간이 경과하면, 상기 발전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 발전기 브레이크(B)를 해방하고, 발전기 목표 회전속도(NG*)에 0〔rpm〕을 세트한 후, 도 19의 발전기 회전속도 제어처리를 행한다. 이어서, 상기 발전기 브레이크 해방 제어처리수단은, 스텝 S24∼S26에 있어서 행하여진 바와 같이, 구동축 토크(TR/OUT)를 추정하고, 구동모터 목표토크(TM*)를 결정하고, 구동모터 제어처리를 행한다. 또한, 상기 엔진 토크 상당분은, 엔진 토크(TE)에 대한 발전기 토크(TG)의 토크비를 학습함으로써 추정 또는 산출된다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S23-1 엔진 토크 상당분을 발전기 목표토크(TG*)에 세트한다.

스텝 S23-2 발전기 토크 제어처리를 행한다.

스텝 S23-3 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S23-4 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S23-5 구동모터 제어처리를 행한다.

스텝 S23-6 소정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다. 소정 시간이 경과한 경우는 스텝 S23-7로 진행하고, 경과하지 않은 경우는 스텝 S23-2로 돌아간다.

스텝 S23-7 발전기 브레이크(B)를 해방한다.

스텝 S23-8 발전기 목표 회전속도(NG*)에 0〔rpm〕을 세트한다.

스텝 S23-9 발전기 회전속도 제어처리를 행한다.

스텝 S23-10 구동축 토크(TR/OUT)를 추정한다.

스텝 S23-11 구동모터 목표토크(TM*)를 결정한다.

스텝 S23-12 구동모터 제어처리를 행하고, 리턴한다.

다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 관하여 설명한다. 이 경우, 도 8의 스텝 S16에 있어서의 엔진 제어처리의 서브루틴에 관하여 설명한다.

도 23은 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면, 도 24는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 토크 제한맵을 나타낸 도면, 도 25는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 엔진 및 발전기의 구동상태를 나타낸 타임차트이다. 또한, 도 24에 있어서, 횡축에 엔진 회전속도(NE)를, 종축에 엔진 토크(TE)를 취하고 있다.

상기 엔진 제어처리수단의 전동기계 토크 제한처리수단으로서의 엔진 토크 제한처리수단은, 엔진 토크 제한처리를 행하여, 배터리전압(VB)을 읽어내어, 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높은지 여부를 판단한다. 상기 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높은 경우, 상기 엔진 토크 제한처리수단은 엔진 토크(TE)를 제한한다. 이를 위하여, 상기 엔진 토크 제한처리수단은, 차량 제어장치(51)(도 6)의 기록장치에 기록된 도시되지 않은 엔진 토크 제한맵을 참조하여, 토크 제한치(TEmax)를 읽어낸다. 따라서, 상기 엔진 제어처리수단은, 상기 토크 제한치(TEmax)에 따라 엔진(11)의 제어를 행한다. 또, 상기 배터리전압(VB)이 역치(VB1) 이하인 경우, 상기 엔진 제어처리수단은 통상의 엔진(11)의 제어를 행한다. 또한, 엔진 토크(TE) 는, 스로틀 개도(θ)를 작게 하거나, 엔진(11)에 공급되는 연료를 적게 함으로써 제한된다.

따라서, 도 24에 나타낸 바와 같이, 엔진 토크(TE)가 제한되고 있지 않은 경우는, 최적연비곡선(L1)에 근거하여 결정되는 운전포인트(A11)에서 엔진(11)이 구동되고, 엔진 토크(TE)가 제한되고 있는 경우는, 최적연비곡선(L2)에 근거하여 결정되는 운전포인트(A12)에서 엔진(11)이 구동된다.

이와 같이, 엔진 토크(TE)가 제한되고, 엔진 토크(TE)가 낮아지면, 순간적으로 발전기 회전속도(NG)가 높아진다. 그렇지만, 발전기 회전속도(NG)는 회전제어에 의해 제어되고 있기 때문에, 지금까지의 회전속도를 유지하려고 하여 발전기(16)는 발전기 토크(TG)를 낮게 한다. 이와 같이, 엔진 토크(TE)가 낮아지면, 그에 따라 발전기 토크(TG)도 낮아진다. 따라서, 인버터(29)에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 엔진(11) 및 발전기(16)의 구동상태에 관하여 설명한다.

우선, 발전기 회전속도(NG)가 음의 값에서 양의 값으로 되고, 이에 수반하여 엔진 회전속도(NE) 및 엔진 토크(TE)가 높아지고, 발전기 토크(TG)가 엔진 시동 토크가 되어 엔진(11)이 시동된다. 그리고, 발전기(16)에 의한 발전이 행하여지고, 직류의 전류가 배터리(43)에 보내지고, 배터리전압(VB)은 점차 높아진다.

그리고, 타이밍(t1)에서 배터리전압(VB)이 역치(VB1)(350〔V〕)보다 높아지면, 엔진 토크(TE)가 제한되고, 그 결과, 발전기 토크(TG)가 엔진 토크(TE)를 따라 제한된다. 그에 수반하여, 엔진(11)에 의해 발전기(16)가 휘둘리지 않게 되고, 발 전기 회전속도(NG)가 안정된다.

다음으로, 플로차트에 관하여 설명한다.

스텝 S16-1 배터리전압(VB)을 읽어낸다.

스텝 S16-2 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높은지 여부를 판단한다. 배터리전압(VB)이 역치(VB1)보다 높은 경우는 스텝 S16-4로, 배터리전압(VB)이 역치(VB1) 이하인 경우는 스텝 S16-3으로 진행한다.

스텝 S16-3 통상의 엔진(11)의 제어를 행하고, 리턴한다.

스텝 S16-4 토크 제한치(TEmax)를 읽어낸다.

스텝 S16-5 토크 제한치(TEmax)에 따라 엔진(11)의 제어를 행하고, 리턴한다.

상기 각 실시형태에 있어서는, 엔진(11), 발전기(16) 및 구동모터(25)를 구비하고, 구동모터(25)를 구동하기 위한 인버터(29)의 내전압(耐電壓)이, 발전기(16)를 구동하기 위한 인버터(28)의 내전압보다 낮게 된 하이브리드형 차량 구동장치에 있어서, 인버터(29)에 가해지는 부하가 커진 경우에 관하여 설명하고 있지만, 발전기(16)를 구동하기 위한 인버터의 내전압이, 구동모터(25)를 구동하기 위한 인버터의 내전압보다 낮게 된 하이브리드형 차량 구동장치에 있어서, 발전기(16)를 구동하기 위한 인버터에 가해지는 부하가 커진 경우에 적용할 수도 있다.

또, 구동모터만을 구비한 전동차량의 구동장치에 있어서, 배터리전압이 높아져서, 구동모터를 구동하기 위한 인버터에 가해지는 부하가 커진 경우에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전기 및 구동모터를 구비하고, 구동모터를 구동하기 위한 인버터의 내전압이, 발전기를 구동하기 위한 인버터의 내전압보다 낮게 된 전동차량에 있어서, 배터리전압이 높아져서, 구동모터를 구동하기 위한 인버터에 가해지는 부하가 커진 경우에 적용할 수도 있다.

그리고, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거하여 다양하게 변형시키는 것이 가능하고, 이들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 전동기계와, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 전동기계에 공급하는 인버터와, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에 전동기계 토크를 제한하는 전동기계 토크 제한처리수단을 갖는다.

이 경우, 배터리전압이 역치보다 높아지면, 전동기계 토크가 제한되기 때문에, 인버터에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있다.

또, 인버터를 구동할 때에, 인버터를 구성하는 트랜지스터의 스위칭이 행하여지고, 그에 수반하여, 과도전압인 서지전압이 순간적으로 발생하여, 배터리전압이 높아지더라도, 인버터에 가해지는 부하는 커지지 않는다.

본 발명의 다른 전동차량 구동제어장치에 있어서는, 엔진과 기계적으로 연결 된 발전기와, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터와, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한처리수단을 갖는다.

이 경우, 엔진 토크가 제한되고, 엔진 토크가 낮아지면, 순간적으로 발전기 회전속도가 높아진다. 하지만, 발전기 회전속도는 속도제어에 의해 제어되고 있기 때문에, 지금까지의 회전속도를 유지하려고 하여 발전기는 발전기 토크를 낮게 한다. 이와 같이, 엔진 토크가 낮아지면, 그에 따라 발전기 토크도 낮아진다. 따라서, 인버터에 가해지는 부하가 커지는 것을 방지할 수 있다.

Claims

삭제
엔진과 기계적으로 연결된 발전기와, 적어도 제1∼제3기어요소를 구비하고, 제1기어요소가 상기 발전기에, 제3기어요소가 상기 엔진에 연결되는 플래니터리 기어 유닛과, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류(相電流; phase current)를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터를 가지며, 발전기 회전속도를 속도제어에 의하여 제어하여, 발전기 회전속도가 제어된 상태에서, 엔진 토크 및 엔진 회전속도를 최적연비곡선에 근거하여 제어하는 전동차량 구동제어장치에 있어서, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단과, 상기 배터리전압이 역치(threshold value)보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한처리수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전동차량 구동제어장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 엔진 및 발전기와 기계적으로 연결된 구동모터를 갖는 것을 특징으로 하는 전동차량 구동제어장치.
삭제
엔진과 기계적으로 연결된 발전기와, 적어도 제1∼제3기어요소를 구비하고, 제1기어요소가 상기 발전기에, 제3기어요소가 상기 엔진에 연결되는 플래니터리 기어 유닛과, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터를 가지며, 발전기 회전속도를 속도제어에 의하여 제어하여, 발전기 회전속도가 제어된 상태에서, 엔진 토크 및 엔진 회전속도를 최적연비곡선에 근거하여 제어하도록 한 전동차량 구동제어장치의 전동차량 구동제어방법에 있어서, 배터리전압을 검출하여, 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하고, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 것을 특징으로 하는 전동차량 구동제어방법.
삭제
엔진과 기계적으로 연결된 발전기와, 적어도 제1∼제3기어요소를 구비하고, 제1기어요소가 상기 발전기에, 제3기어요소가 상기 엔진에 연결되는 플래니터리 기어 유닛과, 배터리와, 구동신호에 따라 구동되고, 배터리로부터 직류의 전류를 받아 상전류를 발생시키고, 이 상전류를 상기 발전기에 공급하는 인버터를 가지며, 발전기 회전속도를 속도제어에 의하여 제어하여, 발전기 회전속도가 제어된 상태에서, 엔진 토크 및 엔진 회전속도를 최적연비곡선에 근거하여 제어하도록 한 전동차량 구동제어장치의 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 컴퓨터를, 배터리전압을 검출하는 배터리전압 검출수단, 및 상기 배터리전압이 역치보다 높은지 여부를 판단하여, 배터리전압이 역치보다 높은 경우에, 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한처리수단으로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 전동차량 구동제어장치의 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.