KR101583990B1 - 플러그인 하이브리드 차량 및 주행제어방법 - Google Patents

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최영일
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 플러그인 하이브리드 차량(Plug In Hybrid Electric Vehicle)은 DCT(Double Clutch Transmission)(3)의 홀수단 DCT(3-1)용 제1모터제너레이터(Motor Generator)(5-1)와, 1모터제너레이터(5-1)의 모터 고효율영역 대비 더 높은 차속 영역의 모터 고효율영역인 짝수단 DCT(3-2)용 제2모터제너레이터(Motor Generator)(5-2)를 포함하고, 제어기에서 계산된 운전자 요구토크(Treq)를 만족하도록 설정된 제1모터제너레이터(5-1)의 MG1대응토크격자화 후보(Tmot1 , cand)에 대응되어 제2모터제너레이터(5-2)의 MG2대응토크산출 후보(Tmot2,cand)가 설정되고, MG1대응토크격자화 후보(Tmot1,cand)와 MG2대응토크산출 후보(Tmot2,cand) 중 운전자 요구토크(Treq)를 만족함과 더불어 최소전력소모인 최적조합을 선택됨으로써 PHEV 구동 모터의 사양적 요구를 소용량의 제1/2모터제너레이터(5-1,5-2)로 저감하고, 특히 소용량의 제1/2모터제너레이터(5-1,5-2)를 PHEV의 주행 상황에 따라 선택적 혹은 조합하여 사용함으로써 요구 성능 확보 및 성능 개선을 확보하는 특징이 있다.

Description

플러그인 하이브리드 차량 및 주행제어방법{Plug-in Hybrid Electric Vehicle and Driving Control Method thereof}
본 발명은 플러그인 하이브리드 차량에 관한 것으로, 특히 소용량의 모터제너레이터 2개를 차량의 주행 상황에 따라 선택적 혹은 조합하여 사용함으로써 요구 성능 확보 및 성능 개선과 함께 구동 모터의 사양적 요구 저감이 이루어지는 플러그인 하이브리드 차량 및 주행제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 플러그인 하이브리드 차량(Plug In Hybrid Electric Vehicle: 이하, PHEV)은 내연기관인 엔진, 전기 충전이 가능한 대용량의 고전압배터리, 전기모터, 엔진클러치, 한 입력축에는 홀수 변속단이 배치되고 나머지 한 입력축에는 짝수 변속단이 배치된 DCT(Double Clutch Transmission)를 적용한 차량이다.
국내등록특허10-1261955(2013.05.02)
하지만, PHEV는 하이브리드 차량 대비 출력 용량 증대가 이루어진 대용량 전기모터를 사용하고, 전기모터의 고효율영역이 도심 주행 등 통상의 차량 운행 부하 영역과 일치하지 않음으로써 EV 주행 기준 시 저/중부하 주행이 모터 비효율점에서 운행될 수밖에 없다.
또한, PHEV는 엔진클러치 채용이 필수적이므로 EV 주행 시 엔진클러치 드래그를 포함한 DCT 경로 손실도 발생될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 소용량 모터제너레이터 2개를 각각 홀/짝 단의 DCT 출력축에 연결함으로써 PHEV 구동 모터의 사양적 요구 저감이 이루어지고, 특히 소용량 모터제너레이터 2개를 PHEV의 주행 상황에 따라 선택적 혹은 조합하여 사용함으로써 요구 성능 확보 및 성능 개선과 함께 구동 모터의 사양적 요구 저감이 이루어지는 플러그인 하이브리드 차량 및 주행제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내연기관 엔진, DCT 클러치와 연결되거나 떨어지는 홀수단 DCT와 짝수단 DCT을 갖춘 DCT(Double Clutch Transmission), 상기 DCT는 변속단 출력으로 휠을 구동하는 액슬로 구성된 플러그인 하이브리드 차량에 있어서, 상기 홀수단 DCT의 입력축에 연결된 제1모터제너레이터(Motor Generator), 상기 짝수단 DCT의 입력축에 연결된 제2모터제너레이터(Motor Generator)를 포함하고; 상기 1모터제너레이터의 모터 고효율영역은 상기 2모터제너레이터의 모터 고효율영역에 비해 더 낮은 차속 영역이거나 더 낮은 변속단 영역인 것을 특징으로 한다.
상기 엔진과 상기 DCT의 사이로 입력축이 연결되고, 상기 DCT와 상기 액슬의 사이로 구동축이 연결된다. 상기 1모터제너레이터와 상기 2모터제너레이터는 운전자 요구토크로 선택적이나 복합적인 조합이 이루어지되, 전력 소모가 최소가 되는 조합이 우선적으로 선정된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법은 (A) 제어기에서 운전자 요구토크가 계산되면, DCT의 홀수단 DCT에 연결된 제1모터제너레이터의 MG1대응토크격자화후보가 설정되는 제1모터체크단계; (B) 상기 DCT의 짝수단 DCT에 연결된 제2모터제너레이터의 MG2대응토크산출후보가 상기 MG1대응토크격자화후보에 대응되어 설정되는 제2모터체크단계; (C) 상기 MG1대응토크격자화후보와 상기 MG2대응토크산출후보 중 상기 운전자 요구토크를 만족함과 더불어 최소전력소모인 최적조합을 선택하는 최적모터조합선택단계; (D) 상기 최적조합으로 선정된 상기 제1모터제너레이터와 상기 제2모터제너레이터로 각각 토크 명령이 출력되는 차량주행단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 (A)에서, 상기 MG1대응토크격자화 후보는 상기 제1모터제너레이터의 제로토크를 포함한 각 홀수단 별 대응 토크로 격자화된 격자화후보 개수중 운전자 요구토크에 대응되는 운전점 후보로부터 도출된다. 상기 격자화후보 개수에는 상기 제1모터제너레이터의 모터 성능 한계영역이 고려된다.
상기 (B)에서, 상기 MG2대응토크산출 후보는 상기 제2모터제너레이터의 각 짝수단 별 대응 토크로 도출된다. 상기 MG2대응토크산출 후보에는 상기 제2모터제너레이터의 모터 성능 한계영역이 고려된다.
상기 (D)에서, 상기 최적조합에서 제로토크로 선정된 모터제너레이터는 사용되지 않는다.
이러한 본 발명의 PHEV는 고토크/고출력의 단일 모터 대신 저토크/저출력의 2개 모터제너레이터를 적용함으로써 연비(전력소모율)향상이 이루어지고, 특히 구동모터개발 난이도 및 재료비 이점이 구현되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 PHEV는 저토크/저출력의 2개 모터제너레이터중 모터제너레이터 1개로 최적 변속이 포함된 중속 이하/저부하 영역에 해당하는 통상의 운행 상황을 구현함으로써 고효율 확보가 가능해하고, 특히 중/고부하 운행 상황 시 모터제너레이터 2개의 출력 및 각 모터의 최적 변속을 포함한 조합 운용이 가능함으로써 모터의 각각이 갖는 고효율 사용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 PHEV는 저토크/저출력의 2개 모터제너레이터가 DCT 출력축에 위치함으로써 전달 효율의 상대적 개선으로 연비 향상이 이루어지고, 특히 DCT의 클러치를 활용한 엔진 시동 구현이 용이함으로써 엔진클러치 미채용으로 인한 구조 단순화와 재료비 저감이 이루어지고, EV 주행 중 엔진클러치 드래그로 인한 추가 전달율 손실 회피로 연비 향상을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 주행제어방법의 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 저토크/저출력의 모터제너레이터가 갖는 고효율영역 선도이고, 도 4내지 도 7의 각각은 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 주행제어방법에 따른 PHEV 주행 모드별 DTC 변속 구현 예이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량의 개략적인 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 플러그인 하이브리드 차량(이라, PHEV)은 내연기관인 엔진(1), 홀수 및 짝수 변속단으로 구분되어져 엔진(1)에 직결된 입력축(2-1)에 선택적으로 결합되어 변속을 수행하는 DCT(3), DCT(3)의 입력축에 연결된 한쌍의 제1/2모터제너레이터(5-1,5-2), DCT(3)의 출력을 전달받는 구동축(2-2)에 연결되어 휠(9)에 동력을 전달하는 액슬(7)을 포함한다. 그러므로, PHEV는 전륜 혹은 후륜 중 어느 한축만으로 주행하는 2WD(2 Wheel Drive)구동을 기본적인 구동으로 실행하고, 전륜 구동 방식(Front engine Front wheel drive)을 갖는 차량의 후륜을 모터로 구동하여 4WD 기능을 동시에 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 엔진(1)은 연료로 구동되어 휠(9)로 전달되는 동력을 발생시키는 내연기관이며, 연료는 가솔린, 디젤, LPG, LNG 등이 적용된다.
상기 DCT(3)는 입력축(2-1)을 매개로 엔진(1)의 회전력을 전달받고, 구동축(2-2)을 매개로 액슬(7)에 변속단 출력을 전달한다. 상기 DCT(3)의 홀수단 DCT(3-1)는 홀수 변속단용 기어로 구성되며, 상기 DCT(3)의 짝수단 DCT(3-2)은 짝수 변속단용 기어로 구성된다. 또한, 상기 홀수단 DCT(3-1)와 짝수단 DCT(3-2)의 각각은 DCT(3)의 DCT 클러치와 연결되거나 떨어짐으로써 구동축(2-2)으로 전달되는 DCT 출력을 변속단에 맞춰 변화시켜 준다. 그러므로, 상기 DCT(3)는 통상적인 DCT와 동일하다.
상기 제1모터제너레이터(5-1)(이하, MG1)는 홀수단 DCT(3-1)의 입력축에 연결되며, 상기 제2모터제너레이터(5-2)(이하, MG2)는 상기 짝수단 DCT(3-2)의 입력축에 연결된다. 특히, 상기 MG1(5-1)와 상기 MG2(5-2)의 각각은 변속단에 따른 모터 고효율영역을 달리함으로써 전력 소모가 최소가 되는 MG1(5-1)와 MG2(5-2)의 조합이 구현된다.
한편, 도 2는 본 실시예에 따른 PHEV의 주행제어방법의 흐름도를 나타내고, 이러한 PHEV의 주행제어방법은 제어기로 수행되며, 상기 제어기는 ECU나 모터 제어기 또는 전용 제어기일 수 있다.
구체적으로, S10과 같이 제어기에서 운전자 요구토크(Treq)가 계산되면, S20내지 S40과 같이 운전자 요구 대응이 가능한 운전 구간에서 각 변속단의 설정을 포함한 2가지 동력원인 MG1(5-1)과 MG2(5-2)중 MG1(5-1)이나 MG2(5-2)를 적용하거나 MG1(5-1)과 MG2(5-2)를 함께 적용하는 적절한 조합이 이루어지고, 조합 결과로 S50과 같이 PHEV의 주행을 위한 DCT(3)의 변속단 선정 및 MG1(5-1) 및/또는 MG2(5-2)의 모터토크명령이 생성된다. 이는 MG1(5-1)과 MG2(5-2)의 모터 고효율영역이 변속단 수에 따라 각각 달라짐에 기반된다.
S10의 운전자 요구토크(Treq)는 PHEV의 저/중부하 주행인 EV나 고부하 주행인 HEV를 포함한다.
S20은 MG1(5-1)의 대응토크격자화 후보설정을 결정하는 단계로서, 이를 위해 Tmot1,cand = (linspace(0(영), min(Treq,Tmot1,max),Ncand))@ 복수의 홀수단을 적용한다. 여기서, Tmot1,cand는 MG1대응토크격자화 후보이고, 0(영)은 제로 토크이며, Treq는 운전자요구토크이고, Tmot1,max는 MG1최대토크이며,Ncand는 격자화후보의 개수를 의미한다. 그러므로, 이 과정에서는 운전자의 요구 토크인 Treq를 기본으로 MG1(5-1)을 이용한 각 홀수단 별 대응 토크를 결정된다. 이때, MG1대응토크와 0(dud)사이에서 수십여 개 이상의 격자화한 운전점 후보가 도출되되, MG1(5-1)의 한계영역을 고려한다.
S30은 MG2(5-2)의 대응토크산출 후보설정을 결정하는 단계로서, 이를 위해 Tmot2,cand = min ((Treq - Tmot1,cand), Tmot2,max @ 복수의 짝수단을 적용한다. 여기서, Tmot2,cand는 MG2대응토크산출 후보이고, Tmot2,max는 MG2최대토크이다. 그러므로, 이 과정에서는 운전자의 요구 토크인 Treq를 바탕으로 결정된 MG1(5-1)의 운전점 후보에 대응되는 MG2(5-2)의 운전점 후보 조합이 각 짝수단 별로 도출되되, MG2(5-2)의 한계영역을 고려한다.
S40은 MG1(5-1)과 MG2(5-2)의 각 적용단 및 토크조합대응을 결정하는 단계로서, 이를 위해 MG1(5-1)의 MG1대응토크격자화 후보와 MG2(5-2)의 MG2대응토크산출 후보의 조합 중 운전자의 요구 토크인 Treq를 만족하면서 동시에 최소전력소모인 경우를 선택한다. 이러한 MG1(5-1)와 MG2(5-2)의 조합은 도 3을 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 휠토크와 차속 선도로부터 MG1(5-1)의 모터 고효율영역(A)은 MG2(5-2)의 모터 고효율영역(B)에 비해 상대적으로 더 낮은 차속 영역에 속함에 근거된다. 여기서, MG1(5-1)의 모터 고효율영역(A)은 MG2(5-2)의 모터 고효율영역(B)의 각각은 MG1(5-1)과 MG2(5-2)의 각각이 수행하는 변속단 수에 따라 각각 달라짐에 기반되고, 이로부터 MG1(5-1)의 모터 고효율영역(A)이 MG2(5-2)의 모터 고효율영역(B)에 비해 상대적으로 더 낮은 차속 영역이라는 의미는 저속에서 고속변속단중 저속변속단을 의미한다. 그러므로, 차량 주행 시 운전자 요구 만족을 전제로 할 때, MG1(5-1)와 MG2(5-2)의 조합 후보군 중에서 전력 소모가 최소가 되는 조합을 선정되면, 전력 소모 최소 기준의 각 모터(MG1,MG2) 단 및 토크 명령이 출력됨으로써 차량 구동을 구현할 수 있다. 이때, 각 모터(MG1,MG2)의 후보군에는 0(영)토크가 포함되므로 0(영)토크로 결정된 모터(MG1나 MG2)는 사용하지 않는 것이 되고, 이로부터 MG1(5-1)와 MG2(5-2)의 선택적인 사용이 가능함을 예시한다.
S50은 PHEV의 주행이 이루어지는 단계로서, 이러한 과정에서는 MG1(5-1)와 MG2(5-2) 중 전력소모최소기준에 부합하는 MG1(5-1) 및/또는 MG2(5-2)의 모터토크명령이 생성되고, 모터토크명령으로 MG1(5-1) 및/또는 MG2(5-2)에 연결된 홀수단 DCT(3-1) 및/또는 짝수단 DCT(3-2)의 변속단이 작동됨으로써 DCT(3)의 출력이 구동축(2-2)으로 전달되고, 액슬(7)은 구동축(2-2)의 회전력으로 휠(9)을 구동하게 된다. 이때, MG1(5-1)의 MG1대응토크격자화 후보와 MG2(5-2)의 MG2대응토크산출 후보에는 0(영)토크가 포함되어 있고, 0(영)토크로 결정된 MG1(5-1) 및/또는 MG2(5-2)는 사용하지 않음으로써 MG1(5-1)과 MG2(5-2)는 선택적 사용이 이루어진다.
한편, 도 4내지 도 7은 본 실시예에 따른 PHEV의 주행제어방법에 따른 PHEV 주행 모드별 DTC 변속 구현 예를 나타낸다.
도 4는 PHEV가 정지-> EV로 주행하는 모드로서, 정지 상태에서 a-1,b-1의 각각은 홀수단 DCT(3-1)과 짝수단 DCT(3-2)의 DCT 클러치 물림상태를 의미하고, a,b의 각각은 홀수단 DCT(3-1)와 짝수단 DCT(3-2)의 싱크해제상태인 기어단의 DCT 슬립 활용으로 MG1(5-1) 또는 MG2(5-2)가 엔진(1)의 시동에 이용되거나 또는 발전 대응 상태로 작동됨을 의미한다. 정지-> EV 상태에서 운전자 요구토크(Treq)가 검출(S10)됨으로써 홀수단 DCT(3-1)와 짝수단 DCT(3-2)은 모두 DCT 클러치 해제된 오픈상태로 전환되어 EV 상태로 진입된다. EV 상태에서 S20의 MG1대응토크격자화 후보(Tmot1,cand), S30의 MG2대응토크산출 후보(Tmot2,cand), S40의 MG1(5-1)과 MG2(5-2)의 각 적용단 및 토크조합대응을 거쳐 S50의 MG1(5-1) 및/또는 MG2(5-2)의 모터토크명령생성 및 홀수단 DCT(3-1) 및/또는 짝수단 DCT(3-2)의 변속단 설정이 이루어진다. 그러면, a와 같이 MG1(5-1)의 구동력이 홀수단 DCT(3-1)의 설정 변속단으로 전달됨으로써 DCT(3)의 출력이 구동축(2-2)과 액슬(7)을 거쳐 휠(9)로 전달된다. 또는 b와 같이 MG2(5-2)의 구동력이 짝수단 DCT(3-2)의 설정 변속단으로 전달됨으로써 DCT(3)의 출력이 구동축(2-2)과 액슬(7)을 거쳐 휠(9)로 전달된다. 이와 같이, EV에서 MG1(5-1)와 MG2(5-2)는 선택적 또는 복합적으로 구동된다.
도 5는 PHEV가 EV-> HEV로 주행하는 모드로서, EV-> HEV 상태에서 MG1(5-1)의 구동력은 a와 같이 홀수단 DCT(3-1)을 거쳐 DCT(3)의 출력으로 나감으로써 구동축(2-2)으로 전달되고, MG2(5-2)의 구동력은 b와 같이 짝수단 DCT(3-2)의 싱크해제상태인 기어단을 통한 DCT 슬립 활용과 함께 b-1과 같이 짝수단 DCT(3-2)의 DCT 클러치 물림상태로 엔진(1)의 시동에 이용된다. 그러므로, EV-> HEV 상태에서는 DCT 슬립과 모터 여유 구동력을 이용하는 MG1(5-1)과 MG2(5-2)의 2모터 구동이 이루어진다.
도 6은 PHEV가 HEV로 주행하는 모드로서, HEV 상태에서 MG1(5-1)은 구동정지되는 반면 MG2(5-2)는 b-1과 같이 짝수단 DCT(3-2)의 DCT 클러치 물림상태에서 엔진 기준 사용 주행단에서 체결됨으로써 b와 같이 동력보조가 이루어지거나 또는 br과 같이 충전이 이루어진다. 이 경우, 기어단 싱크 체결을 이용해 필요시 미사용 단 모터 출력 활용이 가능하다.
도 7은 PHEV가 회생제동하는 모드로서, 회생제동상태에서 홀수단 DCT(3-1)와 짝수단 DCT(3-2)은 모두 DCT 클러치 해제된 오픈상태를 유지하고, MG1(5-1)은 ar와 같이 휠(9)에서 액슬(7)과 구동축(2-2) 및 홀수단 DCT(3-1)의 입력축을 거쳐 발전 상태로 전환된다. 또한, MG2(5-2)는 br와 같이 휠(9)에서 액슬(7)과 구동축(2-2) 및 짝수단 DCT(3-2)의 입력축을 거쳐 발전 상태로 전환된다. 그러므로, 회생제동에서 MG1(5-1)와 MG2(5-2)는 선택적 또는 복합적으로 발전된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플러그인 하이브리드 차량은 DCT(3)의 홀수단 DCT(3-1)용 제1모터제너레이터(Motor Generator)(5-1)와, MG1(5-1)의 모터 고효율영역 대비 더 높은 차속 영역의 모터 고효율영역인 짝수단 DCT(3-2)용 MG2(5-2)를 포함하고, 제어기에서 계산된 운전자 요구토크(Treq)를 만족하도록 설정된 MG1(5-1)의 MG1대응토크격자화 후보(Tmot1,cand)에 대응되어 MG2(5-2)의 MG2대응토크산출 후보(Tmot2,cand)가 설정되고, MG1대응토크격자화 후보(Tmot1,cand)와 MG2대응토크산출 후보(Tmot2,cand) 중 운전자 요구토크(Treq)를 만족함과 더불어 최소전력소모인 최적조합을 선택됨으로써 PHEV 구동 모터의 사양적 요구를 소용량의 MG1/2(5-1,5-2)로 저감하고, 특히 소용량의 MG1/2(5-1,5-2)를 PHEV의 주행 상황에 따라 선택적 혹은 조합하여 사용함으로써 요구 성능 확보 및 성능 개선을 확보할 수 있다.
1 : 엔진 2-1 : 입력축
2-2 : 구동축 3 : DCT(Double Clutch Transmission)
3-1 : 홀수단 DCT 3-2 : 짝수단 DCT
5-1 : 제1모터제너레이터(Motor Generator)
5-2 : 제2모터제너레이터(Motor Generator)
7 : 액슬 9 : 휠

Claims (9)

  1. 내연기관 엔진, DCT 클러치와 연결되거나 떨어지는 홀수단 DCT와 짝수단 DCT을 갖춘 DCT(Double Clutch Transmission), 상기 DCT는 변속단 출력으로 휠을 구동하는 액슬로 구성된 플러그인 하이브리드 차량에 있어서,
    상기 홀수단 DCT의 입력축에 연결된 제1모터제너레이터(Motor Generator), 상기 짝수단 DCT의 입력축에 연결된 제2모터제너레이터(Motor Generator)를 포함하고; 상기 1모터제너레이터의 모터 고효율영역은 상기 2모터제너레이터의 모터 고효율영역에 적용된 변속단의 영역 대비 낮은 변속단의 영역인 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진과 상기 DCT의 사이로 입력축이 연결되고, 상기 DCT와 상기 액슬의 사이로 구동축이 연결된 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 1모터제너레이터와 상기 2모터제너레이터는 운전자 요구토크(Treq)로 선택적이나 복합적인 조합이 이루어지되, 전력 소모가 최소가 되는 조합이 우선적으로 선정되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량.
  4. (A) 제어기에서 운전자 요구토크가 계산되면, DCT의 홀수단 DCT에 연결된 제1모터제너레이터의 MG1대응토크격자화후보가 설정되는 제1모터체크단계;
    (B) 상기 DCT의 짝수단 DCT에 연결된 제2모터제너레이터의 MG2대응토크산출후보가 상기 MG1대응토크격자화후보에 대응되어 설정되는 제2모터체크단계;
    (C) 상기 MG1대응토크격자화 후보와 상기 MG2대응토크산출후보 중 상기 운전자 요구토크를 만족함과 더불어 최소전력소모인 최적조합을 선택하는 최적모터조합선택단계;
    (D) 상기 최적조합으로 선정된 상기 제1모터제너레이터와 상기 제2모터제너레이터로 각각 토크 명령이 출력되는 차량주행단계;
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 (A)에서, 상기 MG1대응토크격자화 후보는 상기 제1모터제너레이터의 제로토크를 포함한 각 홀수단 별 대응 토크로 격자화된 격자화후보 개수중 운전자 요구토크에 대응되는 운전점 후보로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 격자화후보 개수에는 상기 제1모터제너레이터의 모터 성능 한계영역이 고려되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 (B)에서, 상기 MG2대응토크산출 후보는 상기 제2모터제너레이터의 각 짝수단 별 대응 토크로 도출되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 MG2대응토크산출 후보에는 상기 제2모터제너레이터의 모터 성능 한계영역이 고려되는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 (D)에서, 상기 최적조합에서 제로토크로 선정된 모터제너레이터는 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 차량 주행제어방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101980867B1 (ko) * 2017-11-30 2019-05-21 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 전기 차량의 파워트레인 및 방법
CN115352265A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 苏州亚太精睿传动科技股份有限公司 混合驱动系统和混合驱动方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045071A (ko) * 2003-11-10 2005-05-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속장치
JP2005329813A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Hino Motors Ltd デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両
KR101261955B1 (ko) 2011-11-10 2013-05-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 시스템
JP2014073731A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2014094596A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の変速制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050045071A (ko) * 2003-11-10 2005-05-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속장치
JP2005329813A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Hino Motors Ltd デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両
KR101261955B1 (ko) 2011-11-10 2013-05-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 시스템
JP2014073731A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2014094596A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の変速制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101980867B1 (ko) * 2017-11-30 2019-05-21 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 전기 차량의 파워트레인 및 방법
CN115352265A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 苏州亚太精睿传动科技股份有限公司 混合驱动系统和混合驱动方法

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