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KR101501021B1 - Driving method of CVT hybrid-tractor engine system and hybrid-tractor engine using it - Google Patents

Driving method of CVT hybrid-tractor engine system and hybrid-tractor engine using it Download PDF

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KR101501021B1
KR101501021B1 KR20130111213A KR20130111213A KR101501021B1 KR 101501021 B1 KR101501021 B1 KR 101501021B1 KR 20130111213 A KR20130111213 A KR 20130111213A KR 20130111213 A KR20130111213 A KR 20130111213A KR 101501021 B1 KR101501021 B1 KR 101501021B1
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KR20130111213A
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Korean (ko)
Inventor
최정웅
이대현
김용주
윤민석
Original Assignee
엘에스엠트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 무단변속기(CVT) 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기 구동방법과 이를 이용한 하이브리드 트랙터엔진시스템 및 하이브리드 트랙터에 관한 것으로서, i)트랙터 내연기관 엔진의 시동단계(s100), ii)엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200), iii)초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300), iv)주행단계(s400), v)엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500), vi)엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600), vii) 과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700), viii)엔진의 과부하 구간에서 상기 배터리(600)로부터 전기를 공급받아 상기 모터-발전기(400)의 모터를 구동시켜 구동축의 토크를 증대시키는 엔진 과부하 구간 모터-발전기(400)의 모터 구동 단계(s800), ix)주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900), x)변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000), xi) 엔진의 저부하 구간에서 상기 모터-발전기(400)의 발전기를 구동시켜 상기 배터리(600)를 충전시키는 배터리(600) 충전단계(s1100) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법을 제공한다. The present invention relates to an engine and a motor-generator driving method of a CVT hybrid tractor, and a hybrid tractor engine system and a hybrid tractor using the same, the method comprising the steps of: i) starting a tractor internal combustion engine (s100) I) setting of an initial speed ratio N 0 and a target speed Sw (s300), iv) running step s400, v) setting of an engine speed (Re) (S500), (vi) determining whether the engine is overloaded or underloaded (s600), (vii) when the engine is overloaded, corresponds to the lowest point (F) of the fuel consumption rate curve (700), viii) supplying power from the battery (600) in an overload section of the engine and driving the motor of the motor-generator (400) to increase the torque of the drive shaft Engine overload section of the motor-generator 400. The motor- Ix) calculating the required torque amount Trq so that the engine rotation speed R during running converges on the high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf, and calculates the motor torque amount according to the required torque amount Trq (S900), x) a speed ratio N adjusting step (s1000) for increasing the speed ratio N to reduce the required torque amount Trq, xi) (S1100) charging the battery (600) to drive the generator of the hybrid tractor (400) to charge the battery (600).

Description

무단변속기 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기 구동방법과 이를 이용한 하이브리드 트랙터엔진시스템 및 하이브리드 트랙터 {Driving method of CVT hybrid-tractor engine system and hybrid-tractor engine using it}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an engine and a motor-generator driving method of a continuously variable transmission hybrid tractor, and a hybrid tractor engine system and a hybrid tractor using the same,

본 발명은 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기 구동방법과 이를 이용한 하이브리드 트랙터엔진시스템 및 하이브리드 트랙터에 관한 것으로, 특히, 무단변속기(CVT) 하이브리드 트랙터의 연료소비 효율을 향상시키기 위한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine and a motor-generator driving method of a hybrid tractor, a hybrid tractor engine system and a hybrid tractor using the same, and more particularly, to improve fuel consumption efficiency of a CVT hybrid tractor.

일반적으로 하이브리드(Hybrid) 차량이란 두 개의 동력원을 이용하여 구동되는 차량을 일컫는 것으로, 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치로 배터리(600)를 사용한다. 전술한 바와 같은 하이브리드 차량은 높은 연비를 달성하기 위하여 기존의 내연기관의 구성에 추가적으로 발전기와 충전 배터리(600), 모터 등이 포함되며, 이러한 구성을 통해서 엔진으로부터 발생되는 차량 구동을 위한 기계적 에너지가 차량의 동력으로 사용되는 동시에 발전기 입력으로 사용된다. 발전기에 전달된 엔진의 기계적 에너지는 발전기의 회전자를 회전시켜 전기적 에너지로 출력되는데, 발전기에서 출력된 전기적 에너지는 배터리(600)에 저장되고, 엔진에서 연료 연소를 통해 발생한 기계적 에너지인 동력과 함께 또는 독자적으로 차량을 구동하는 구동력으로 작용한다.Generally, a hybrid vehicle refers to a vehicle driven by using two power sources, and uses the battery 600 as an energy storage device of the hybrid vehicle. The hybrid vehicle as described above includes a generator, a rechargeable battery 600, a motor, and the like in addition to the structure of an existing internal combustion engine in order to achieve a high fuel efficiency. The mechanical energy for driving the vehicle generated from the engine It is used as a power source for a vehicle and as a generator input. The mechanical energy of the engine transmitted to the generator is outputted as electrical energy by rotating the rotor of the generator. The electrical energy output from the generator is stored in the battery 600, and is transmitted to the engine together with the mechanical energy Or as a driving force for independently driving the vehicle.

하이브리드 자동차와 하이브리드 트랙터는 구동방법에 있어서 큰 차이를 가진다. 도 1은 하이브리드 자동차와 하이브리드 트랙터의 구동방식에 있어서의 차이점을 설명한 그래프이다. Hybrid cars and hybrid tractors have big differences in driving methods. FIG. 1 is a graph illustrating a difference in a driving method between a hybrid vehicle and a hybrid tractor.

하이브리드 자동차의 주 운전 영역은 공전상태(Idle)에서 최대 토크 점 사이이며 최대 토크점 부근 혹은 이하에서 변속이 일어난다. 차량은 비가동 공전상태에서 출발하여 운전자의 엑셀레이터 조작량(가속 의지)에 따라 엔진의 토크량이 결정되며, 주행부하(공기저항, 노면, 경사도)와 엔진의 발생 토크량의 차이만큼 차량이 가속되거나 감속된다. 즉, 차량의 속도를 변하게 하는 요인은 운전자 의지이다. The main operation region of the hybrid vehicle is shifted from the idling state (Idle) to the maximum torque point, and the shift occurs near or below the maximum torque point. The vehicle starts from the idling state and determines the torque amount of the engine in accordance with the driver's manipulated amount of the accelerator (acceleration will). The vehicle is accelerated or decelerated by the difference between the running load (air resistance, road surface, inclination) do. In other words, the driver's intention is to change the speed of the vehicle.

이에 반하여, 하이브리드 트랙터는 주 운전 영역은 고속공전상태(High Idle) 에서 최대 토크점까지 이며, 일정한 속도로 작업하기 위하여, 조속레버(governor lever)를 통해 공회전수(High Idle) 혹은 일정 엔진 회전수를 지정한다. On the other hand, in the hybrid tractor, the main operation range is from the high idle state to the maximum torque point, and in order to work at a constant speed, the idle speed (high idle) or constant engine speed .

작업시, 작업 부하(저항)에 의해 엔진의 토크가 발생되며, 설정된 조속 레버 상태에서 낼 수 있는 최대 토크보다 부하가 클 경우 엔진 회전수 저하된다. 즉, 차량의 속도를 변하게 하는 요인은 운전자 의지인 자동차에 반해 트랙터의 속도는 작업 부하에 의해 결정되는 것이다.
During operation, the engine torque is generated by the work load (resistance), and when the load is greater than the maximum torque that can be generated in the set speed lever state, the engine speed decreases. In other words, the factor that changes the speed of the vehicle is that the speed of the tractor is determined by the workload in contrast to the driver's will.

공개번호 제10-2012-0009954는 가버너 내의 플라이웨이트 또는 플라이볼의 변위를 이용하여 부하의 변동을 판단하고, 이 부하 변동에따라 모터-발전기(400)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다. 상기 발명 의 일실시예에 따른 하이브리드 작업 차량은 변위 측정 장치를 이용하여 측정된 플라이웨이트 혹은 플라이볼의 위치 변화량으로 부하의 변동을 감지하고, 부하가 증가되는 경우에는 모터-발전기(400)를 모터로 구동하여 동력을 보조하고, 부하가 감소되는 경우에는 모터-발전기(400)를 발전기로 구동하여 에너지는 회수한다. 이와 같은 방식으로 부하의 토크 측정 장치와 같은 복잡한 장치를 설치할 필요 없이 디젤 엔진의 회전수를 플라이웨이트 또는 플라이볼의 위치 변화를 기초로 빠르고 정확하게 감지하고, 그에 따라 모터-발전기(400)를 제어함으로써, 하이브리드 작업 차량의 에너지 효율을 높이고, 운전자의 승차감을 향상시킨다. 그러나 상기의 발명은 고출력구간에서의 연료소비량을 고려하지 않아 연료소비량 관리에 있어서 기대에 미치지 못한 문제가 있었다.Publication No. 10-2012-0009954 discloses a hybrid work vehicle and a hybrid work vehicle, characterized in that the load fluctuation is determined by using a displacement of flywheel or fly ball in a governor, and the motor-generator 400 is controlled in accordance with the load fluctuation And a control method thereof. The hybrid working vehicle according to an embodiment of the present invention senses the variation of the load with the variation amount of the flywheel or the fly ball measured by using the displacement measuring device, and when the load increases, the motor- And when the load is reduced, the motor-generator 400 is driven as a generator to recover the energy. In this manner, the rotational speed of the diesel engine can be quickly and accurately detected based on the change in the position of the flywheel or the fly ball, without requiring the installation of a complicated device such as a load torque measuring device, and by controlling the motor- It improves the energy efficiency of the hybrid working vehicle and improves the riding comfort of the driver. However, the above-described invention does not take into account the fuel consumption amount in the high output section, and thus has a problem in that the fuel consumption amount management can not be expected.

도 2는 종래의 하이브리드 트랙터의 작업영역을 도시한 그래프이다. 2 is a graph showing a working area of a conventional hybrid tractor.

종래의 하이브리드 트랙터는 일반적인 운전자들이 작업 효율이 높은 것(작업 시간이 짧은 것)을 선호하고, 고출력 영역에서의 토크 마진(최대토크와 작업엔진회전수에서의 토크의 차이)이 크기 때문에 순간적으로 고부하가 발생되어도 엔진이 정지(stall) 되거나 변속하지 않고 탈출이 가능하기 때문에 고효율 보다는 고출력 영역에서 작업을 진행하였다. 그러나, 고출력 영역은 그래프에 나타난 바와 같이 연료 소비율이 크기 때문에 고출력 영역에서의 작업은 연료 소모량이 큰 문제점이 있었다. Conventional hybrid tractors prefer the general operators to have high working efficiency (short working time), and because the torque margin in the high output area (the difference between the maximum torque and the torque at the working engine speed) is large, The engine is stalled or the engine can escape without shifting. Therefore, the engine is operated in a high output range rather than a high efficiency range. However, as shown in the graph, the high output region has a problem in that the fuel consumption is high due to the high fuel consumption rate in the high output region.

즉, 본 발명은 하이브리드 트랙터에 있어서, 과부하시 모터-발전기(400)를 모터로 구동하여 동력을 보조하고, 저부하시 모터-발전기(400)를 발전기로 구동하여 에너지는 회수함은 물론 연료 소모량이 큰 고출력 영역에서 작업하지 아니하고 연료소비율이 낮은 고효율영역에서 작업하도록 함으로써 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한다.
That is, in the hybrid tractor according to the present invention, the motor-generator 400 is driven by the motor to assist the motor when the motor is overloaded, the motor-generator 400 is driven by the generator when the motor- To work in a high efficiency region in which the fuel consumption rate is low without operating in a large high output region.

이에, 본 발명은 내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법에 있어서,
Accordingly, the present invention provides an internal combustion engine comprising an internal combustion engine 100, an engine control unit 200 for controlling the engine revolution speed per minute (rpm) of the internal combustion engine, a continuously variable transmission (CVT) A motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, A battery 600 for supplying and storing electric power to the motor-generator 400; and a battery controller 800 for controlling the battery 600. In the driving method of the engine and the motor-generator of the hybrid tractor, ,

i) 트랙터 내연기관 엔진의 시동단계(s100);i) a starting step (s100) of the tractor internal combustion engine;

ii) 엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200); ii) an engine speed Re setting step s200 for determining the engine speed Re;

iii) 초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300); iii) an initial speed ratio N0 and a target speed Sw setting step s300;

iv) 주행단계(s400);iv) a driving step (S400);

v) 엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500);v) a fuel supply amount depressurization step (s500) according to a load for maintaining the engine speed Re;

vi) 설정 해당 엔진 회전수에서 엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600); (부하에 의해 발생되는 엔진의 요구 토크가 가버너를 최대로 열었을 때 발생되는 엔진 토크보다 크게 되면 과부하로 판단)vi) Determining whether the engine is overloaded or underloaded at the set engine speed (S600); (When the required torque of the engine generated by the load becomes larger than the engine torque generated when the governor is opened to the maximum, it is judged as an overload)

vii) 과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700);vii) an engine speed at the time of overloading - a high-rotation minimum fuel consumption rotational speed (Rf) calculating step (S700) corresponding to a lowest point (F) of the fuel consumption rate curve;

viii) 엔진의 과부하 구간에서 상기 배터리(600)로부터 전기를 공급받아 상기 모터-발전기(400)의 모터를 구동시켜 구동축의 토크를 증대시키는 엔진 과부하 구간 모터-발전기(400)의 모터 구동 단계(s800);(s800) of an engine overload section motor-generator 400 that receives electricity from the battery 600 in an overloaded period of the engine and drives the motor of the motor-generator 400 to increase the torque of the drive shaft. );

ix)주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900);ix) a motor torque amount calculating unit that calculates a required torque amount Trq so that the engine rotation speed R during running converges to the high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf, and adjusts the motor torque amount by which the motor torque amount is increased or decreased in accordance with the required torque amount Trq An addition / subtraction step (s900);

x)상기 요구토크량(Trq)이 모터의 최대토크량(Tmx) 및 당해 회전수에서의 최대엔진토크(Tex)에 대하여x) When the required torque amount Trq is larger than the maximum torque amount Tmx of the motor and the maximum engine torque Tex at the rotational speed

식 1)…… Trq > Tmx+TexEquation 1) ... ... Trq > Tmx + Tex

식 1)을 만족하는 경우, 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000);A speed ratio N adjusting step s1000 for increasing the speed ratio N to decrease the required torque amount Trq when the following expression 1 is satisfied;

xi) 엔진의 저부하 구간에서 상기 모터-발전기(400)의 발전기를 구동시켜 상기 배터리(600)를 충전시키는 배터리(600) 충전단계(s1100);xi) charging a battery 600 by driving a generator of the motor-generator 400 in a low load period of the engine to charge the battery 600;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법을 제공하여 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한다.
The present invention provides a hybrid tractor engine and a motor-generator driving method, which solve the above problems.

본 발명에 따르면, 무단변속기(CVT) 하이브리드 트랙터에 있어서, 과부하시 모터-발전기(400)를 모터로 구동하여 동력을 보조하고, 저부하시 모터-발전기(400)를 발전기로 구동하여 에너지는 회수함은 물론 연료 소모량이 큰 고출력 영역에서 작업하지 아니하고 연료소비율이 낮은 고효율영역에서 작업하도록 함으로써 연비를 향상시키면서도 과부하로 인한 엔진의 정지(stall)현상을 방지할 수 있는 것이다.
According to the present invention, in a continuously variable transmission (CVT) hybrid tractor, the motor-generator 400 is driven by a motor to assist the motor when the motor is overloaded and the motor- In addition, it is possible to prevent engine stall due to overload while improving fuel economy by not operating in a high output region where fuel consumption is large and in a high efficiency region where fuel consumption rate is low.

도 1은 자동차와 트랙터의 운전영역을 설명하는 그래프.
도 2는 종래의 하이브리드 트랙터의 운전영역을 설명하는 그래프.
도 3은 본 발명의 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기 구동방법의 알고리즘을 설명하는 순서도.
도 4는 본 발명의 엔진 공회전수(Re) 설정 단계(s200)를 설명하는 그래프.
도 5는 본 발명의 구동방법에 있어서, 고효율 영역을 설명하는 그래프.
도 6은 본 발명의 구동방법의 일 실시예의 알고리즘을 설명하는 순서도.
도 7은 본 발명의 구동방법의 다른 실시예의 알고리즘을 설명하는 순서도.
도 8은 본 발명의 엔진 및 모터-발전기 시스템의 구성 블럭도.
도 9는 본 발명의 설정 해당 엔진 회전수에서 엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600)를 설명하는 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph illustrating an operation area of an automobile and a tractor.
2 is a graph for explaining an operation region of a conventional hybrid tractor.
3 is a flowchart illustrating an algorithm of an engine and a motor-generator driving method of a hybrid tractor of the present invention.
4 is a graph illustrating the engine idling (Re) setting step s200 of the present invention.
5 is a graph illustrating a high-efficiency region in the driving method of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an algorithm of an embodiment of the driving method of the present invention.
7 is a flowchart for explaining an algorithm of another embodiment of the driving method of the present invention.
8 is a block diagram of the engine and motor-generator system of the present invention.
9 is a graph for explaining the step (s600) of determining whether the engine is overloaded or underloaded from the set engine speed according to the present invention.

본 발명은 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기 구동방법과 이를 이용한 하이브리드 트랙터엔진시스템 및 하이브리드 트랙터에 관한 것으로, 특히, 무단기어(CVT) 하이브리드 트랙터의 연료소비 효율을 향상시키기 위한 것이다. 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 설명한다. The present invention relates to an engine and a motor-generator driving method of a hybrid tractor, a hybrid tractor engine system and a hybrid tractor using the same, and more particularly, to improve fuel consumption efficiency of a CVT hybrid tractor. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법에 있어서,The present invention relates to an internal combustion engine having an engine 100, an engine control unit 200 for controlling the engine revolution speed per minute (rpm) of the engine, a CVT 300 for shifting the rotation speed of the engine, A transmission control unit 310 for controlling the continuously variable transmission, a motor-generator 400 connected to the engine 100, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, A battery 600 for supplying and storing power to the generator 400 and a battery controller 800 for controlling the battery 600. In the driving method of the engine and the motor-generator of the hybrid tractor,

i) 트랙터 내연기관 엔진의 시동단계(s100);i) a starting step (s100) of the tractor internal combustion engine;

ii) 엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200); ii) an engine speed Re setting step s200 for determining the engine speed Re;

iii) 초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300); iii) an initial speed ratio N0 and a target speed Sw setting step s300;

iv) 주행단계(s400);iv) a driving step (S400);

v) 엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500);v) a fuel supply amount depressurization step (s500) according to a load for maintaining the engine speed Re;

vi) 설정 해당 엔진 회전수에서 엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600); (부하에 의해 발생되는 엔진의 요구 토크가 가버너를 최대로 열었을 때 발생되는 엔진 토크보다 크게 되면 과부하로 판단)vi) Determining whether the engine is overloaded or underloaded at the set engine speed (S600); (When the required torque of the engine generated by the load becomes larger than the engine torque generated when the governor is opened to the maximum, it is judged as an overload)

vii) 과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700);vii) an engine speed at the time of overloading - a high-rotation minimum fuel consumption rotational speed (Rf) calculating step (S700) corresponding to a lowest point (F) of the fuel consumption rate curve;

viii) 엔진의 과부하 구간에서 상기 배터리(600)로부터 전기를 공급받아 상기 모터-발전기(400)의 모터를 구동시켜 구동축의 토크를 증대시키는 엔진 과부하 구간 모터-발전기(400)의 모터 구동 단계(s800);(s800) of an engine overload section motor-generator 400 that receives electricity from the battery 600 in an overloaded period of the engine and drives the motor of the motor-generator 400 to increase the torque of the drive shaft. );

ix) 주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900);ix) a motor torque amount calculating unit that calculates a required torque amount Trq so that the engine rotation speed R during running converges to the high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf, and adjusts the motor torque amount by which the motor torque amount is increased or decreased in accordance with the required torque amount Trq An addition / subtraction step (s900);

x) 상기 요구토크량(Trq)이 모터의 최대토크량(Tmx) 및 해당 회전수 내에서 최대엔진토크(Tex)에 대하여x) When the required torque amount Trq is larger than the maximum torque amount Tmx of the motor and the maximum engine torque Tex within the rotation speed

식 1)…… Trq > Tmx+TexEquation 1) ... ... Trq > Tmx + Tex

식 1)을 만족하는 경우, 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000);A speed ratio N adjusting step s1000 for increasing the speed ratio N to decrease the required torque amount Trq when the following expression 1 is satisfied;

xi) 엔진의 저부하 구간에서 상기 모터-발전기(400)의 발전기를 구동시켜 상기 배터리(600)를 충전시키는 배터리(600) 충전단계(s1100);xi) charging a battery 600 by driving a generator of the motor-generator 400 in a low load period of the engine to charge the battery 600;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법을 제공한다.
And a driving method of the motor-generator.

상기 엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)는 사용자가 상기 엔진 제어부(200)의 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 엔진 공회전수(Re)를 설정할 수 있다.The engine speed Re setting step s200 for determining the engine speed Re is a method in which the user adjusts the fuel injection amount of the engine through the governor device 210 of the engine control unit 200, (Re) can be set.

상기 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)는 도 4에 도시되는 바와 같이, 운전자가 목적 혹은 기호에 따라 엔진 제어부(200)의 조속장치(governor device)(210)로 엔진의 연료주입량을 설정하게 되면 그에 따라 엔진의 토크곡선(a)이 정해진다. The engine speed Re setting step s200 sets the fuel injection amount of the engine to the governor device 210 of the engine control unit 200 according to the purpose or preference of the driver, The torque curve a of the engine is determined accordingly.

상기 초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300)는 사용자가 상기 엔진 제어부(200)의 입력수단(220)을 통해 목표속도(Sw)를 입력하거나, 사용자가 변속기제어부(310)를 통해 초기변속비(N0)를 입력하여 목표속도(Sw)를 설정할 수 있다. 즉, 본 단계에서 초기변속비(N0)가 결정되며, 상기 초기변속비(N0)를 기초로 운행을 하게 된다.
The initial speed ratio N 0 and the target speed Sw setting step s 300 may be set such that the user inputs the target speed Sw through the input means 220 of the engine control unit 200 or the user inputs the target speed Sw through the transmission controller 310 The target speed Sw can be set by inputting the initial speed change ratio N 0 . That is, in this step, the initial transmission gear ratio N 0 is determined and the transmission is performed based on the initial transmission gear ratio N 0 .

상기의 설정단계를 마친 후, 트랙터가 주행하게 되며, 이때 트랙터는 정속의 작업을 위하여 엔진회전수(Re)를 유지하면서 운행하게 된다. 엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500)는 걸리는 부하에 따라, 엔진제어부(200)의 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 차량의 엔진회전수를 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)에서 설정된 엔진회전수(Re)로 유지시키게 된다. 즉 걸리는 부하량에 따라 변속비를 유지하면서 연료주입량을 증감시켜 엔진회전수를 유지하는 것이다.
After completing the above-described setting step, the tractor is driven, and the tractor is operated while maintaining the engine speed Re for the constant speed operation. The fuel supply amount increase / decrease step s500 according to the load for maintaining the engine speed Re adjusts the fuel injection amount of the engine through the governor device 210 of the engine control unit 200, The engine speed is maintained at the engine speed Re set in the engine speed Re setting step s200. That is, the engine speed is maintained by increasing or decreasing the fuel injection amount while maintaining the speed ratio according to the amount of load applied.

트랙터의 작업 및 운행 중 작업의 강도 또는 장애물 등에 따라 과부하가 걸리게 된다. 과부하가 걸림으로써 부하를 극복하기 위하여 요구되는 토크량이 엔진이 출력하는 토크량보다 클 경우, 트랙터가 멈추게(stall)되므로, 사전에 필요한 조치가 필요하다.During the operation and operation of the tractor, an overload occurs due to the strength of the work or obstacles. If the amount of torque required to overcome the load due to the overload is larger than the amount of torque output by the engine, the tractor stalls, and necessary measures are required in advance.

이에 따른 엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600)는, 도9에 도시된 바와 같이, In step s600 of determining whether the engine is overloaded or underloaded, as shown in Fig. 9,

엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)에서 설정된 엔진회전수(Re)로 유지시키기 위하여, 운행시 걸리는 부하에 대해 요구되는 엔진의 요구토크(Tr)가 최대 연료주입시의 최대엔진토크(Tm)대해In order to maintain the engine rotation speed Re set at the engine speed Re setting step s200, the required torque Tr of the engine required for the load at the time of operation is the maximum engine torque Tm )about

식 2)...... Tr > TmEquation 2) ... Tr > Tm

식 2)를 만족하는 경우를 과부하 상태로 판단하는 것이 바람직하다. It is preferable to judge the case of satisfying the expression (2) as the overload state.

즉 과부하 상황은 설정된 변속비 하에서 부하에 따른 요구토크(Tr)가 최대엔진토크(Tm)를 넘어서는 구간을 의미한다.
That is, the overload situation means a section in which the required torque Tr according to the load exceeds the maximum engine torque Tm under the set speed ratio.

도 5에 도시되는 바와 같이, 상기에서 결정되는 엔진의 토크 곡선(a)에 따라 출력곡선(b)과 연료소비율 곡선(c)이 결정되며, 이에 따라 최고 효율점도 달라진다. 본 발명은 과부하시 엔진효율이 극대화되는 구간에서 운행하기 위하여 엔진회전수-연료소비율 곡선(c)의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf)를 산출한다. As shown in FIG. 5, the output curve b and the fuel consumption rate curve c are determined according to the engine torque curve a determined above, whereby the maximum efficiency point also varies. The present invention calculates a high-rotation minimum fuel consumption rotation speed (Rf) corresponding to a lowest point (F) of the engine speed-fuel consumption rate curve (c) in order to operate in an interval where the engine efficiency is maximized during overloading.

엔진회전수-연료소비율 곡선(c)의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700)는, 상기 연료소비율-엔진회전수 그래프 상에서 2500rpm 이하의 영역에서의 변곡점 중 가장 분당회전수가 높은 점을 고회전최저연료소비점(F)으로 정의하고, 상기 고회전최저연료소비점(F) 에 해당하는 엔진회전수를 고회전최저연료소비회전수(Rf)로 정의하는 것이 바람직하다. 이는 엔진에 따라 엔진회전수-연료소비율 곡선(c)이 여러 변곡점을 가질 수 있기 때문이다.
The high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf calculating step s700 corresponding to the lowest point F of the engine speed-fuel consumption curve c is calculated by calculating an inflection point in an area of 2500 rpm or less on the fuel consumption rate- It is preferable to define a point at which the highest rotation speed per minute is defined as an upper-rotation minimum fuel consumption point F and an engine rotation speed corresponding to the higher-rotation minimum fuel consumption point F is defined as an upper-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf Do. This is because the engine speed-fuel consumption curve (c) may have various inflection points depending on the engine.

본 발명의 하이브리드 트랙터는 과부하가 걸리게 되면, 부족한 토크량을 보상하기 위하여 모터가 가동하게 되며, 상기의 고회전최저연료소비점(F)에서 운행하기 위하여 주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출한다. When the hybrid tractor of the present invention is overloaded, the motor is operated to compensate for a shortage of the torque, and the engine rotation speed R during running in order to operate at the high rotation minimum fuel consumption point (F) And calculates the required torque amount Trq so as to converge to the consumed rotational speed Rf.

주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900)에서, 상기 요구토크량(Trq)은 고회전최저연료소비회전수(Rf)에서의 토크량(Trf)와 주행 중의 엔진회전수(R)에 상응하는 주행토크량(Tr)의 차인 A motor torque amount adding / subtracting step of calculating a required torque amount Trq so that the running engine speed R converges to the high-rotation minimum fuel consumption rotational speed Rf and adding / subtracting the motor torque amount in accordance with the required torque amount Trq the required torque amount Trq is a difference between the torque amount Trf at the high rotation minimum fuel consumption revolution speed Rf and the running torque amount Tr corresponding to the engine revolution speed R during running

식 3)...... Trq = Trf - TrEquation 3) ... Trq = Trf - Tr

식 3)과 같이 정의되는 것이 바람직하다.
(3).

즉, 도 5의 고효율영역의 고회전최저연료소비점(F)의 고회전최저연료소비회전수(Rf)에서 운행하기 위하여 요구토크량(Trq)을 산출하고, 요구토크량(Trq)만큼 모터를 작동시켜 주행 엔진회전수를 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 하는 것이다. That is, the required torque amount Trq is calculated in order to operate at the high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf of the high-speed minimum fuel consumption point F in the high-efficiency region of Fig. 5, and the motor is operated by the required torque amount Trq So as to converge the driving engine revolution speed to the high rotation minimum fuel consumption revolution speed (Rf).

상기 요구토크량(Trq)이 모터의 최대토크량(Tmx)과 해당 회전수 내에서 최대엔진토크(Tex)의 합보다 큰If the required torque amount Trq is larger than the sum of the maximum torque amount Tmx of the motor and the maximum engine torque Tex within the rotation speed

식 1)…… Trq > Tmx + TexEquation 1) ... ... Trq > Tmx + Tex

식 1)을 만족하는 경우, 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키게 되며, 감소된 요구토크량(Trq)을 다시 산출하고 모터에 적용한다. 이러한 방법에 따라 트랙터는 과부하시에도 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하는 엔진회전수를 유지할 수 있으며 이에 따라 연료소모량을 크게 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
When the expression (1) is satisfied, the transmission ratio N is increased to decrease the required torque amount Trq, and the reduced required torque amount Trq is calculated again and applied to the motor. According to this method, even when the tractor is overloaded, it is possible to maintain the engine rotation speed converging to the maximum rotation minimum fuel consumption rotation speed (Rf), and as a result, the fuel consumption can be greatly reduced.

상기 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000)에 있어서, In the speed ratio N adjusting step s1000 for raising the speed ratio N to reduce the required torque amount Trq,

상기 변속비(N)는 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)에 의해 조절되는 것이 바람직하다.
The transmission ratio N is preferably controlled by the CVT 300 and the transmission control unit 310 that controls the CVT.

또한, 상기 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000)에 있어서, Further, in the step of adjusting the speed ratio N (s1000) for raising the speed ratio N to reduce the required torque amount Trq,

요구토크량(Trq)과 변속비(N)의 변화량이 비례하여 결정될 수도 있다. 이는 부하량이 크게 변하는 경우 변속비를 이에 비례하게 변화시키기 위함이다. The amount of change in the required torque amount Trq and the speed ratio N may be determined in proportion to each other. This is to change the transmission ratio proportionally when the load is greatly changed.

이때, 상기 변속비(N)의 변화가 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이되는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the change of the speed ratio N is displayed through the display device 1000.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 변속비(N) 조절단계(s1000)는 저부하시,Also, as shown in FIG. 6, the step of adjusting the speed ratio N (s1000)

식 4)…… N ≠ N0 Equation 4) ... ... N? N 0

상기 식 4)의 조건을 만족하는 경우에 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비 환원단계(s1100)를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 과부하가 종료되고 저부하 상태에서 운행될 때 다시 처음 설정했던 초기변속비(N0)로 운행하는 것이 사용자의 의도에 부합하기 때문이다. And a speed ratio reduction step s1100 for adjusting the speed ratio N to the initial speed ratio N 0 in the case where the condition of the above-mentioned expression (4) is satisfied. This is because it is in accordance with the intention of the user to operate the initial transmission ratio (N 0 ) which was initially set when the overload is terminated and the vehicle is operated under a low load condition.

또한, 이 역시 상기 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비(N)의 변화를 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계(s1010)를 포함하는 것이 바람직하다.
It is also preferable that the vehicle further includes a display step s1010 for displaying a change in the speed ratio N for adjusting the speed ratio N to an initial speed ratio N 0 through the display device 1000.

다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 변속비(N) 조절단계(s1000)는 과부하시,As another example, as shown in FIG. 7, the step of adjusting the speed ratio N (s1000)

식 5)…… Trq < TmxEquation 5) ... ... Trq < Tmx

식 6)…… N > N0 Equation 6) ... ... N> N 0

상기 식 5)과 식 6)의 조건을 만족하는 경우에 변속비(N)를 하향조정하는 변속비(N) 하향단계(1200)를 포함할 수도 있다. 이는 부하에 따라 계속 높아지는 변속비(N)에 부하가 약해지는 상황을 반영하기 위함이다. (N) downward step 1200 for adjusting the speed ratio N downward when the conditions of the above-mentioned equations 5) and 6) are satisfied. This is to reflect the situation in which the load is weakened to the transmission ratio N which increases continuously depending on the load.

또한, 상기 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비(N)의 변화를 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계(s1210)를 포함하는 것이 바람직하다.
It is also preferable that a display step s1210 for displaying a change in the speed ratio N for adjusting the speed ratio N to the initial speed ratio N 0 through the display device 1000 is included.

본 발명은 이에 나아가, 내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터에 있어서, The present invention also provides an engine control system for an internal combustion engine, an engine control unit for controlling an engine revolution speed (rpm) per minute of the engine, a continuously variable transmission (CVT) for shifting the rotation speed of the engine, A transmission control unit 310 for controlling the continuously variable transmission, a motor-generator 400 connected to the engine 100, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, A battery 600 for supplying and storing electric power to the motor-generator 400, and a battery controller 800 for controlling the battery 600. In the hybrid tractor,

상기 엔진제어부(200)는, The engine control unit (200)

엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정모듈(230)과, 목표속도(Sw) 설정모듈(240)과, 부하여부 판단모듈(250)과, 모터 토크량 비교모듈(260)과, 엔진의 분당엔진회전수센싱모듈(rpm sensing module)(270) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동 시스템을 제공한다. A target speed Sw setting module 240, a load determination module 250 and a motor torque amount comparison module 260. The engine speed setting module 230 sets the engine speed Re, And an engine rpm sensing module (270) of the engine.

상기 엔진제어부(200)는 엔진의 상태정보를 운전자에게 디스플레이해주는 디스플레이부(1000)를 포함하는 것이 바람직하다. The engine control unit 200 preferably includes a display unit 1000 for displaying status information of the engine to a driver.

상기 엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정모듈(230)은 엔진제어부의(200) 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 엔진 공회전수(Re)를 설정할 수 있다. The engine speed Re setting module 230 for determining the engine speed Re adjusts the fuel injection amount of the engine through the governor device 210 of the engine control unit 200 to determine the engine idling speed Re, Can be set.

상기 목표속도(Sw) 설정모듈(240)은 목표속도를 입력할 수 있는 입력수단(220)을 포함하는 것이 바람직하다.
The target speed Sw setting module 240 preferably includes input means 220 for inputting a target speed.

상기 부하여부 판단모듈(250)은 The load determination module 250 determines

엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)에서 설정된 엔진회전수(Re)로 유지시키기 위하여, 운행시 걸리는 부하에 대해 요구되는 엔진의 요구토크(Tr)가 최대 연료주입시의 최대엔진토크(Tm)대해In order to maintain the engine rotation speed Re set at the engine speed Re setting step s200, the required torque Tr of the engine required for the load at the time of operation is the maximum engine torque Tm )about

식 2)...... Tr > TmEquation 2) ... Tr > Tm

식 2)를 만족하는 경우를 과부하 상태로 판단하는 것이 바람직하다.
It is preferable to judge the case of satisfying the expression (2) as the overload state.

상기 엔진제어부(200)는, 과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선(c)의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf)를 산출하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출모듈(280)을 포함한다. The engine control unit 200 calculates the maximum rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf that calculates the maximum rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf corresponding to the lowest point F of the engine rotation speed-fuel consumption rate curve c at the time of overloading Module 280. &lt; / RTI &gt;

상기 엔진제어부(200)는, 주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하는 요구토크량(Trq)를 산출모듈(290)을 포함하는 것이 바람직하다. The engine control unit 200 calculates the required torque amount Trq for calculating the required torque amount Trq so that the engine rotation speed R during running converges on the high rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf, .

상기 의 모터 토크량 비교모듈(260)은, 상기 엔진제어부(200)는 요구토크량(Trq)과 모터의 최대토크량(Tmx)의 크기를 비교하는 것이 바람직하다. In the motor torque amount comparison module 260, the engine control unit 200 preferably compares the magnitude of the required torque amount Trq with the magnitude of the maximum torque amount Tmx of the motor.

즉, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 무단변속기(CVT)의 하이브리드 트랙터에 있어서, 과부하시 모터-발전기(400)를 모터로 구동하여 동력을 보조하고, 저부하시 모터-발전기(400)를 발전기로 구동하여 에너지는 회수함은 물론 연료 소모량이 큰 고출력 영역에서 작업하지 아니하고 연료소비율이 낮은 고효율영역에서 작업하도록 함으로써 연비를 향상시키면서도 과부하로 인한 엔진의 정지(stall)현상을 방지할 수 있는 것이다.
That is, according to the present invention, in the hybrid tractor of the CVT, when the motor-generator 400 is overloaded, the motor-generator 400 is driven by the motor to assisting the power, It is possible to prevent the stall of the engine due to the overload while improving the fuel efficiency by allowing the engine to operate in a high efficiency region where the fuel consumption rate is low and not operating in the high output region where the fuel consumption amount is large.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.

100. 엔진
200. 엔진제어부
210. 조속장치
220. 입력수단
230. 엔진회전수(Re) 설정모듈
240. 목표속도(Sw) 설정모듈
250. 부하여부 판단모듈
260. 모터 토크량 비교모듈
270. 분당엔진회전수센싱모듈(rpm sensing module)
280. 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출모듈
290. 요구토크량(Trq)를 산출모듈
300. 변속기
310. 변속기제어부
400. 모터-발전기
500. 모터-발전기 제어부
600. 배터리
800. 배터리 제어부
1000. 디스플레이장치
100. Engines
200. An engine control unit
210. Governor
220. Input means
230. Engine speed (Re) setting module
240. Target speed (Sw) setting module
250. Load determination module
260. Motor torque amount comparison module
270. rpm sensing module per minute
280. High-rotation minimum fuel consumption rotation speed (Rf) calculation module
290. The required torque (Trq)
300. Transmission
310. Transmission control section
400. Motor-generator
500. Motor-
600. Battery
800. Battery control section
1000. Display device

Claims (25)

내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법에 있어서,
i)트랙터 내연기관 엔진의 시동단계(s100);
ii)엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200);
iii)초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300);
iv)주행단계(s400);
v)엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500);
vi)설정 해당 엔진 회전수에서의 엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600);
vii)과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700);
viii)엔진의 과부하 구간에서 상기 배터리(600)로부터 전기를 공급받아 상기 모터-발전기(400)의 모터를 구동시켜 구동축의 토크를 증대시키는 엔진 과부하 구간 모터-발전기(400)의 모터 구동 단계(s800);
ix)주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900);
x)상기 요구토크량(Trq)이 모터의 최대토크량(Tmx) 및 해당 회전수내에서 최대엔진토크(Tex)에 대하여
식 1)…… Trq > Tmx+Tex
식 1)을 만족하는 경우, 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000);
xi) 엔진의 저부하 구간에서 상기 모터-발전기(400)의 발전기를 구동시켜 상기 배터리(600)를 충전시키는 배터리(600) 충전단계(s1100);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
An engine control apparatus for an internal combustion engine, comprising: an engine control unit (200) for controlling an engine revolution speed (rpm) per minute of the engine; a continuously variable transmission (CVT) A transmission control unit 310 for controlling the transmission, a motor-generator 400 connected to the engine 100, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, And a battery control unit (800) for controlling the battery (600), the method comprising the steps of:
i) a starting step (s100) of the tractor internal combustion engine;
ii) an engine speed Re setting step s200 for determining the engine speed Re;
iii) an initial speed ratio N0 and a target speed Sw setting step s300;
iv) a driving step (S400);
v) a fuel supply amount depressurization step (s500) according to a load for maintaining the engine speed Re;
vi) Determining whether the engine is overloaded or underloaded at the engine speed (s600);
vii) an engine speed at the time of overloading - a high-rotation minimum fuel consumption rotational speed (Rf) calculating step (S700) corresponding to a lowest point (F) of the fuel consumption rate curve;
(s800) of an engine overload section motor-generator 400 that receives electricity from the battery 600 in an overloaded period of the engine and drives the motor of the motor-generator 400 to increase the torque of the drive shaft. );
ix) a motor torque amount calculating unit that calculates a required torque amount Trq so that the engine rotation speed R during running converges to the high-rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf, and adjusts the motor torque amount by which the motor torque amount is increased or decreased in accordance with the required torque amount Trq An addition / subtraction step (s900);
x) When the required torque amount Trq is larger than the maximum torque amount Tmx of the motor and the maximum engine torque Tex within the rotation speed
Equation 1) ... ... Trq > Tmx + Tex
A speed ratio N adjusting step s1000 for increasing the speed ratio N to decrease the required torque amount Trq when the following expression 1 is satisfied;
xi) charging a battery 600 by driving a generator of the motor-generator 400 in a low load period of the engine to charge the battery 600;
And the motor-generator is driven by the motor.
제 1항에 있어서,
엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)는 사용자가 상기 엔진 제어부(200)의 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 엔진 공회전수(Re)를 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
The engine speed Re setting step s200 for determining the engine speed Re is a method in which the user adjusts the fuel injection amount of the engine through the governor device 210 of the engine control unit 200 to adjust the engine idling Re) of the engine and the motor-generator of the hybrid tractor.
제 1항에 있어서,
상기 초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300);
는 사용자가 상기 엔진 제어부(200)의 입력수단(220)을 통해 목표속도(Sw)를 입력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
Setting the initial speed ratio N 0 and the target speed Sw (s300);
Wherein the user inputs the target speed (Sw) through the input means (220) of the engine control unit (200).
제 1항에 있어서,
상기 초기변속비(N0) 및 목표속도(Sw) 설정단계(s300);
는 사용자가 변속기제어부(310)를 통해 초기변속비(N0)를 입력하여 목표속도(Sw)를 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
Setting the initial speed ratio N 0 and the target speed Sw (s300);
Wherein the user inputs the initial speed ratio N 0 through the transmission controller 310 to set the target speed Sw.
제 1항에 있어서,
엔진회전수(Re) 유지를 위한 부하에 따른 연료공급량 가감단계(s500)는
걸리는 부하에 따라, 엔진제어부(200)의 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 차량의 엔진회전수를 엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)에서 설정된 엔진회전수(Re)로 유지시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
The fuel supply amount increasing / decreasing step s500 according to the load for maintaining the engine rotation speed Re
The amount of fuel injected into the engine is adjusted through the governor device 210 of the engine control unit 200 to adjust the engine speed of the vehicle to the engine speed set in the engine speed Re setting step s200, (Re) of the engine and the motor-generator of the hybrid tractor.
제 1항에 있어서,
엔진의 과부하 및 저부하 여부 판단단계(s600)는,
엔진회전수(Re) 설정 단계(s200)에서 설정된 엔진회전수(Re)로 유지시키기 위하여, 운행시 걸리는 부하에 대해 요구되는 엔진의 요구토크(Tr)가 최대 연료주입시의 최대엔진토크(Tm)대해
식 2)...... Tr > Tm
식 2)를 만족하는 경우를 과부하 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
In step s600 of determining whether the engine is overloaded or underloaded,
In order to maintain the engine rotation speed Re set at the engine speed Re setting step s200, the required torque Tr of the engine required for the load at the time of operation is the maximum engine torque Tm )about
Equation 2) ... Tr > Tm
(2) is determined to be an overload state. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1 &lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
과부하시 엔진회전수-연료소비율 곡선(c)의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf) 산출단계(s700)는, 상기 고회전최저연료소비점(F)은 연료소비율-엔진회전수 그래프 상에서 2500rpm 이하의 영역에서의 변곡점 중 가장 분당회전수가 높은 점으로 정의되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
In the high-speed minimum fuel consumption rotational speed Rf calculating step s700 corresponding to the lowest point F of the engine speed-fuel consumption rate curve c at the time of overload, the high-speed minimum fuel consumption point F is calculated as the fuel consumption rate- Wherein the maximum rotation speed is defined as a point at which the number of revolutions per minute is the highest among the inflection points in the range of 2500 rpm or less on the rotation speed graph.
제 1항에 있어서,
주행 중의 엔진회전수(R)가 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고 상기 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량을 가감하는 모터 토크량 가감단계(s900)에서, 상기 요구토크량(Trq)은 고회전최저연료소비회전수(Rf)에서의 토크량(Trf)와 주행 중의 엔진회전수(R)에 상응하는 주행토크량(Tr)의 차인
식 3)...... Trq = Trf - Tr
식 3)과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
A motor torque amount adding / subtracting step of calculating a required torque amount Trq so that the running engine speed R converges to the high-rotation minimum fuel consumption rotational speed Rf and adding / subtracting the motor torque amount in accordance with the required torque amount Trq the required torque amount Trq is a difference between the torque amount Trf at the high rotation minimum fuel consumption revolution speed Rf and the running torque amount Tr corresponding to the engine revolution speed R during running
Equation 3) ... Trq = Trf - Tr
(3). &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; [10] &lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000)에 있어서,
상기 변속비(N)는 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
In the speed ratio N adjusting step s1000 for raising the speed ratio N to reduce the required torque amount Trq,
Wherein the speed ratio N is controlled by a continuously variable transmission (CVT) 300 and a transmission control unit 310 that controls the continuously variable transmission.
제 1항에 있어서,
상기 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키는 변속비(N) 조절단계(s1000)에 있어서,
요구토크량(Trq)과 변속비(N)의 변화량이 비례하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
In the speed ratio N adjusting step s1000 for raising the speed ratio N to reduce the required torque amount Trq,
And the amount of change in the required torque (Trq) and the speed ratio (N) are proportional to each other.
제 8항에 있어서,
상기 변속비(N)의 변화를 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
9. The method of claim 8,
And the display device (1000) displays the change in the speed ratio (N).
제 1항에 있어서,
상기 변속비(N) 조절단계(s1000)는 저부하시,
식 4)…… N ≠ N0
상기 식 4)의 조건을 만족하는 경우에 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비 환원단계(s1100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
The step of adjusting the speed ratio N (s1000)
Equation 4) ... ... N? N 0
And a speed ratio reduction step (s1100) of adjusting the speed ratio N to an initial speed ratio N 0 when the condition of the above expression (4) is satisfied.
제 12항에 있어서,
상기 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비(N)의 변화를 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계(s1010)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
13. The method of claim 12,
And a display step (s1010) for displaying, through the display device (1000), a change in a speed ratio (N) for adjusting the speed ratio (N) to an initial speed ratio (N 0 ) A method of driving a generator.
제 1항에 있어서,
상기 변속비(N) 조절단계(s1000)는 과부하시,
식 5)…… Trq < Tmx
식 6)…… N > N0
상기 식 5)과 식 6)의 조건을 만족하는 경우에 변속비(N)를 하향조정하는 변속비(N) 하향단계(1200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
The method according to claim 1,
The step of adjusting the speed ratio N (s1000)
Equation 5) ... ... Trq < Tmx
Equation 6) ... ... N> N 0
(N) downward step (1200) for adjusting the speed ratio (N) downward when the condition of the above formula (5) and the formula (6) is satisfied. .
제 14항에 있어서,
상기 변속비(N)를 초기변속비(N0)로 조정하는 변속비(N)의 변화를 디스플레이장치(1000)를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계(s1210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법.
15. The method of claim 14,
Engine and a motor of a hybrid tractor comprising a said transmission ratio (N) to the initial gear ratio (N 0), the display step (s1210) for display through the device 1000 displays the change in the transmission ratio (N) to adjust a - A method of driving a generator.
내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터에 있어서,
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 하이브리드 트랙터의 엔진 및 모터-발전기의 구동방법으로 구동되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
An engine control apparatus for an internal combustion engine, comprising: an engine control unit (200) for controlling an engine revolution speed (rpm) per minute of the engine; a continuously variable transmission (CVT) A transmission control unit 310 for controlling the transmission, a motor-generator 400 connected to the engine 100, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, And a battery controller (800) for controlling the battery (600), the hybrid tractor comprising:
A hybrid tractor characterized by being driven by an engine of a hybrid tractor according to any one of claims 1 to 15 and a method of driving a motor-generator.
내연기관의 엔진(100)과, 상기 엔진의 분당엔진회전수(rpm)를 제어하기 위한 엔진제어부(200)와, 상기 엔진의 회전속도를 변속하기 위한 무단변속기(CVT)(300)와 상기 무단변속기를 제어하는 변속기제어부(310)와 상기 엔진(100)과 연결되는 모터-발전기(400)와, 상기 모터-발전기(400)를 제어하는 모터-발전기 제어부(500)와, 상기 모터-발전기(400)에 전력을 공급 및 저장하는 배터리(600)와, 상기 배터리(600)를 제어하는 배터리 제어부(800)를 포함하여 구성된 하이브리드 트랙터의 구동 시스템에 있어서,
상기 엔진제어부(200)는,
엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정모듈(230)과, 목표속도(Sw) 설정모듈(240)과, 부하여부 판단모듈(250)과, 고회전최저연료소비회전수(Rf)산출모듈(280)과, 모터 토크량 비교모듈(260)과, 요구토크량(Trq)산출모듈(290)과, 엔진의 분당엔진회전수센싱모듈(rpm sensing module)(270) 을 포함하여 이루어지고,
상기 하이브리드 트랙터의 구동 시스템에 의한 엔진 및 모터-발전기의 구동제어는,
엔진시동 후, 상기 엔진회전수(Re)설정모듈(230)이 엔진회전수(Re)를 설정받고, 상기 변속기제어부(310)가 초기변속비(N0)를 설정받으며, 상기 목표속도(Sw)설정모듈이 목표속도(Sw)를 입력받고,
상기 엔진제어부는 상기 설정된 엔진회전수(Re)를 유지하기 위해 부하에 따라 연료공급량을 가감하고, 상기 부하여부 판단모듈(250)은 설정된 엔진회전수(Re)에서의 엔진의 과부하 및 저부하 여부를 판단한 후,
엔진 과부하로 판단된 경우, 상기 모터-발전기제어부(500)는 배터리로부터 전기를 공급받아 상기 모터-발전기의 모터를 구동시켜 구동축의 토크를 증대시키는 엔진 과부하 구간 주행 과정을 수행하고, 상기 고회전최저연료소비회전수(Rf)산출모듈(280)은, 엔진회전수-연료소비율 곡선의 최저점(F)에 해당하는 고회전최저연료소비회전수(Rf)를 산출하며, 상기 요구토크량(Trq)산출모듈(290)은 상기 엔진의 분당엔진회전수센싱모듈(rpm sensing module)(270)에 의해 측정된 엔진회전수(R)가 상기 산출된 고회전최저연료소비회전수(Rf)에 수렴하도록 요구토크량(Trq)를 산출하고, 상기 모터-발전기제어부(500)는, 상기 산출된 요구토크량(Trq)에 따라 모터 토크량 가감을 수행하며,
상기 모터 토크량 비교모듈(260)은 산출된 요구토크량(Trq)과 모터의 최대토크량(Tmx) 및 해당 회전수내에서의 최대엔진토크(Tex)의 합을 비교하고,
식 1)…… Trq > Tmx+Tex
식 1)을 만족하는 경우, 상기 변속기 제어부는, 변속비(N)를 높여 요구토크량(Trq)을 감소시키며,
상기 부하여부판단모듈(250)이 엔진 저부하로 판단한 경우, 상기 모터-발전기제어부는, 상기 모터-발전기(400)의 발전기를 구동시켜 상기 배터리(600)를 충전시키는 기능을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동시스템.
An engine control apparatus for an internal combustion engine, comprising: an engine control unit (200) for controlling an engine revolution speed (rpm) per minute of the engine; a continuously variable transmission (CVT) A transmission control unit 310 for controlling the transmission, a motor-generator 400 connected to the engine 100, a motor-generator control unit 500 for controlling the motor-generator 400, And a battery control unit (800) for controlling the battery (600), the system comprising: a battery (600)
The engine control unit (200)
An engine speed Re setting module 230 for determining an engine speed Re and a target speed Sw setting module 240, a load determination module 250 and a high rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf ) Calculating module 280, a motor torque amount comparing module 260, a required torque amount Trq calculating module 290 and an engine rpm sensing module 270 of the engine Lt; / RTI &
The drive control of the engine and the motor-generator by the drive system of the hybrid tractor,
After the engine is started, the engine speed setting module 230 sets the engine speed Re, the transmission controller 310 sets the initial speed ratio N0, and sets the target speed Sw When the module receives the target speed Sw,
The engine control unit adds or subtracts the fuel supply amount according to the load to maintain the set engine speed Re, and the load determination module 250 determines whether the engine is overloaded or underloaded at the set engine speed Re , &Lt; / RTI &gt;
In the case where it is determined that the engine is overloaded, the motor-generator control unit 500 receives the electric power from the battery and drives the motor of the motor-generator to perform an engine overload section running process to increase the torque of the drive shaft. The consumption rotation speed Rf calculation module 280 calculates the maximum rotation minimum fuel consumption rotation speed Rf corresponding to the lowest point F of the engine speed-fuel consumption curve, The controller 290 determines that the engine revolution speed R measured by the engine revolution sensing module 270 of the engine converges to the calculated high rotation minimum fuel consumption revolution speed Rf, Generator control unit 500 calculates the motor torque amount Trq according to the calculated required torque amount Trq,
The motor torque amount comparison module 260 compares the calculated required torque amount Trq with the maximum torque amount Tmx of the motor and the sum of the maximum engine torque Tex within the rotation speed,
Equation 1) ... ... Trq &gt; Tmx + Tex
The transmission control unit decreases the required torque amount Trq by raising the transmission ratio N,
The motor-generator control unit may include a function of driving the generator of the motor-generator 400 to charge the battery 600 when the load determination module 250 determines that the engine load is low The drive system of the hybrid tractor is characterized by.
제 17항에 있어서,
상기 엔진제어부(200)는 엔진의 상태정보를 운전자에게 디스플레이해주는 디스플레이부(1000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동시스템.
18. The method of claim 17,
Wherein the engine control unit (200) includes a display unit (1000) for displaying status information of the engine to a driver.
제 17항에 있어서,
상기 엔진회전수(Re)를 정하는 엔진회전수(Re) 설정모듈(230)은 엔진제어부의(200) 조속장치(governor device)(210) 통해 엔진의 연료주입량을 조절하여 엔진 공회전수(Re)를 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동시스템.
18. The method of claim 17,
The engine speed Re setting module 230 for determining the engine speed Re adjusts the fuel injection amount of the engine through the governor device 210 of the engine control unit 200 to determine the engine idling speed Re, Is set to a predetermined value.
제 17항에 있어서,
상기 목표속도(Sw) 설정모듈(240)은 목표속도를 입력할 수 있는 입력수단(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동시스템.
18. The method of claim 17,
Wherein the target speed (Sw) setting module (240) comprises input means (220) for inputting a target speed.
제 17항에 있어서,
상기 부하여부 판단모듈(250)은
설정된 엔진회전수(Re)를 유지시키기 위하여, 운행시 걸리는 부하에 대해 요구되는 엔진의 요구토크(Tr)가 최대 연료주입시의 최대엔진토크(Tm)대해
식 2)...... Tr > Tm
식 2)를 만족하는 경우를 과부하 상태로 판단하는 것임을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터의 구동시스템.
18. The method of claim 17,
The load determination module 250 determines
In order to maintain the set engine speed Re, the required torque Tr of the engine required for the load applied at the time of the running is set to about the maximum engine torque Tm at the time of maximum fuel injection
Equation 2) ... Tr > Tm
(2) is satisfied is determined as an overload state.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 내연기관과 모터로 구동되는 하이브리드 트랙터에 있어서,
제 17항 내지 제21항 중 선택되는 어느 한 항의 하이브리드 트랙터의 구동시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 트랙터.
1. A hybrid tractor driven by an internal combustion engine and a motor,
21. A hybrid tractor comprising a hybrid tractor drive system as claimed in any one of claims 17 to 21.
KR20130111213A 2013-09-16 2013-09-16 Driving method of CVT hybrid-tractor engine system and hybrid-tractor engine using it Active KR101501021B1 (en)

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