KR101906703B1 - 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

차량의 공기 순환계 동작 특성을 고려한 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 하이브리드 차량의 동력 제어 방법은, 상기 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및 상기 연료 소비량, 상기 질소산화물 배출량 및 상기 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING POWER OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 공기 순환계 동작 특성을 고려한 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진과 전기모터의 두 가지 동력원을 사용하는 하이브리드 자동차의 동력제어 시스템은 다양한 성능지표가 만족될 수 있도록 동력을 분배한다.
특히, 디젤엔진 기반의 하이브리드 시스템의 경우, 디젤엔진의 연료소모 특성이나 매연배출 특성을 함께 고려하여 최적화 문제 혹은 최적제어 알고리즘을 개발하고 있다.
디젤 엔진의 실린더 내로 들어가는 공기량은 엔진 속도와 흡기 매니폴드의 압력에 따른 체적 효율에 의해 결정된다. 그리고 연소에 의해 출력되는 토크는 실린더 내의 공기와 연료의 비율에 따른 지시 열효율에 의해 결정된다.
기존 하이브리드 차량의 연비 향상을 위한 제어 알고리즘의 경우 계산량과 복잡성을 줄이기 위해 엔진 속도와 토크에 대한 효율 및 연료 소모량 맵을 이용한다. 하지만 실제 엔진의 연소 과정은 터보차져에서 흡기 압력이 생성되고, 실린더에서 생성된 압력과 엔진의 회전 속도에 따라 공기가 유입되어, 유입된 공기량과 분사된 연료량의 비율에 따른 연소 효율에 의해 엔진 토크가 발생 된다. 따라서 엔진 속도-토크에 대한 연료 소모량 맵을 이용하는 경우, 모델의 복잡도와 계산량을 줄일 수 있지만, 실제 엔진에서 출력하는 토크와 연료 소모량과는 오차가 생기는 단점이 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1634489호가 있다.
본 발명은 차량의 공기 순환계 동작 특성을 고려한 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 엔진과 모터 사이이의 최적의 동력 분배비를 결정할 수 있는 하이브리드 차량의 동력 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하이브리드 차량의 동력 제어 방법에 있어서, 상기 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및 상기 연료 소비량, 상기 질소산화물 배출량 및 상기 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 단계를 포함하는 동력 제어 방법이 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하이브리드 차량의 동력 제어 방법에 있어서, 상기 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량을 산출하는 단계; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및 상기 연료 소비량 및 상기 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 단계를 포함하는 동력 제어 방법이 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하이브리드 차량의 동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하는 출력 토크 예측부; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 계산하는 제1소비량 계산부; 상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 계산하는 제2소비량 계산부; 및 상기 연료 소비량, 상기 질소산화물 배출량 및 상기 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 동력 결정부를 포함하는 동력 제어 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 공기 순환계 모델을 이용함으로써, 운전자의 요구 토크에 따른 엔진의 출력 토크를 정확하게 예측할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 연료 소비량 및 베터리의 에너지 소비량이 최소가 되도록 효율적으로 동력 분배비가 결정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진의 공기 순환계 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 동력 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 엔진 할당 토크와 모터 할당 토크를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 동력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진의 공기 순환계 모델을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 디젤 엔진은 EGR(Exhaust Gas Recirculation 시스템과 VGT(Variable Geometry Turbocharger) 시스템을 포함한다.
EGR과 VGT는 디젤엔진의 연소실 내로 흡입되는 공기의 압력 및 유량을 제어함으로써 배기 및 연비성능을 결정하는 중요한 기술이다. EGR은 연소 후 발생되는 배기가스를 재순환시킴으로써 연소온도를 낮추고 질소산화물(NOx)의 발생을 억제한다. VGT는 배기가스 에너지를 이용하여 보다 많은 양의 공기를 연소실에 공급하기 위한 기술로, 흡입공기압력을 제어함으로써 엔진의 출력향상을 통한 연비향상에 기여한다.
도 1을 참조하면, EGR 시스템(120)과 VGT 시스템(130) 각각은 재순환하는 배기가스 유량과 흡입공기의 압력을 조절하기 위하여 EGR 밸브(121)와 VGT의 베인(Vane) 액추에이터를 사용한다.
디젤 엔진(110)의 배기 가스(적색)는 EGR 시스템(120)을 통해 다시 디젤 엔진(110)으로 유입되는데, EGR 밸브(121)는 디젤 엔진(110)으로 유입되는 유량을 조절한다. 그리고 EGR 쿨러(123)에 의해 냉각된 배기 가스가 디젤 엔진(110)으로 유입된다.
VGT 시스템(130)은 베인(131)을 이용하여 배기 가스 통로의 면적을 조절하며, 배기 가스 통로 면적에 따라 차이가 발생하는 배기가스의 유속을 이용하여 외부 공기(청색)를 디젠 엔진(110)으로 유입시킨다. 베인(131)의 위치에 따라 배기 가스 통로의 면적이 조절될 수 있으며, VGT 시스템(130)으로 유입된 외부 공기는 터보차저 압축기(컴프레서, 미도시)에 의해 압축되어 인터쿨러(140), 쓰로틀 밸브(throttle valve, 150) 및 흡기 매니폴드(160)를 통과하여 디젤 엔진(110)으로 유입된다.
이러한 디젤 엔진에서, 출력 토크는 디젤 엔진으로 유입되는 공기 및 연료량에 의해 크게 좌우되며, 본 발명은 외부 공기가 디젤 엔진으로 유입되는 모델인 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하고, 하이브리드 차량의 엔진 및 모터에 대한 동력 분배를 제어한다. 공기 순환계 모델을 이용함으로써, 운전자의 요구 토크에 따른 엔진의 출력 토크를 정확하게 예측할 수 있으며, 예측된 출력 토크에 기반하여 하이브리드 차량의 엔진과 모터 사이의 동력 분배비가 결정될 수 있다.
일실시예로서, 디젤 차량의 공기 순환계 모델은 터보차져 압축기, 흡기 매니폴드, 엔진 실린더를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 디젤 하이브리드 차량뿐만 아니라 자연흡기 가솔린 하이브리드 차량의 경우에도 적용될 수 있으며, 이 경우, 공기 순환계 모델은 쓰로틀 밸브, 흡기 매니폴드, 엔진 실린더를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 동력 제어 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 엔진 할당 토크와 모터 할당 토크를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 동력 제어 장치는 출력 토크 예측부(210), 제1소비량 계산부(220), 제2소비량 계산부(230) 및 동력 결정부(240)를 포함한다.
출력 토크 예측부(210)는 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측한다. 운전자의 요구 토크는 운전자가 가속 페달을 밟는 정도에 의해 결정될 수 있다. 운전자가 가속 페달을 밟는 정도가 커지면 운전자의 요구 토크는 증가하고, 가속 페달을 밟는 정도가 작아지면 운전자의 요구 토크는 감소한다.
전술된 바와 같이, 디젤 하이브리드 차량의 공기 순환계 모델은 터보차져 압축기, 흡기 매니폴드, 엔진 실린더를 포함하는 모델이며, 자연흡기 가솔린 하이브리드 차량의 공기 순환계 모델은 쓰로틀 밸브, 흡기 매니폴드, 엔진 실린더를 포함하는 모델일 수 있다. 공기 순환계 모델을 이용하여 출력 토크를 예측하는 방법은 도 3에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
제1소비량 계산부(220)는 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출하며, 제2소비량 계산부(230)는 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출한다.
엔진 할당 토크는 기 설정된 최소값과 최대값인 출력 토크 사이에서 결정되는 값이며, 모터 할당 토크는 출력 토크에서 엔진 할당 토크가 차감된 값일 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 예상된 출력 토크가 100이며, 최소값이 0인 경우, 엔진 할당 토크는 0에서 100사이에서 결정될 수 있으며, 모터 할당 토크는 엔진 할당 토크와의 합이 100이 되도록 결정될 수 있다. 즉, 도 3(a)와 같이, 엔진 할당 토크(310)가 10인 경우, 모터 할당 토크(320)는 90이며, 도 3(b)와 같이, 엔진 할당 토크(310)가 80인 경우, 모터 할당 토크(320)는 20이 된다.
한편, 제1소비량 계산부(220)는 엔진 할당 토크 후보군, 즉 최소값 및 최대값 사이에서 기 설정된 값만큼씩 차이나는 엔진 할당 토크 각각에 대해 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제1소비량 계산부(220)는 0에서 100사이의 출력 토크에서 1만큼씩 차이나는 엔진 할당 토크 각각에 대해 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 계산할 수 있다.
그리고 제2소비량 계산부(220)는 출력 토크에서 엔진 할당 토크를 차감한 모터 할당 토크 각각에 대해 배터리의 에너지 소비량을 계산할 수 있다.
동력 결정부(240)는 계산된 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정한다.
동력 결정부(240)는 산출된 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량 각각에 서로 다른 가중치를 적용하여, 그 합이 최소가 되는 경우의 엔진 할당 토크 및 모터 할당 토크에 따라 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정할 수 있다. 합이 최소가 되는 경우의 엔진 할당 토크가 높아질수록 엔진에 분배되는 동력이 높아지도록 제어되며, 반대로 모터 할당 토크가 높아질수록 모터에 분배되는 동력이 높아지도록 제어된다.
연료 소비량이 증가할수록 질소산화물 배출량도 증가하므로, 연료 소비량 및 질소산화물 배출량에 적용되는 가중치는 서로 반비례 관계로 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 동력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 동력 제어 방법은 전술된 동력 제어 장치 또는 하이브리드 차량의 ECU에서 수행될 수 있다. 도 4에서는 디젤 하이브리드 차량에 탑재되는 동력 제어 장치의 동력 제어 방법이 일실시예로서 설명된다.
본 발명에 따른 동력 제어 장치는 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측(S410)하며, 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출(S420)한다. 그리고 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출(S430)하며, 산출된 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정(S440)한다.
보다 구체적으로 단계 S410에서 동력 제어 장치는 먼저, 터보차져 압축기의 압축비(
Figure 112017001405226-pat00001
)를 이용하여, 흡기 매니폴드의 압력(
Figure 112017001405226-pat00002
)을 계산하며, 일실시예로서 [수학식 1]을 이용하여, 흡기 매니폴드의 압력을 계산할 수 있다. 압축비는 공기의 압축 정도를 나타내며, 터보차져 압축기로부터 제공되거나 또는 [수학식 2]를 통해 계산된 압축기 유량율(
Figure 112017001405226-pat00003
)을, 압축비와 압축기 유량율 사이의 관계 맵에 입력하여 압축비를 얻을 수 있다.
Figure 112017001405226-pat00004
Figure 112017001405226-pat00005
[수학식 1]에서
Figure 112017001405226-pat00006
은 터보차저 압축기 입력 압력이다. [수학식 2]에서
Figure 112017001405226-pat00007
는 쓰로틀 밸브의 면적이며,
Figure 112017001405226-pat00008
은 쓰로틀 밸브의 입력 압력이다.
Figure 112017001405226-pat00009
은 쓰로틀 밸브의 출력 압력이며, R은 기체상수,
Figure 112017001405226-pat00010
은 쓰로틀 밸브의 입력 온도를 나타낸다.
흡기 매니폴드의 압력이 계산되면, 동력 제어 장치는 흡기 매니폴드의 압력, 엔진 속도(n) 및 실린더의 체적 효율(
Figure 112017001405226-pat00011
)을 이용하여, 실린더의 흡입 공기량을 계산한다. 일실시예로서, [수학식 3]을 이용하여 실린더의 흡입 공기량(
Figure 112017001405226-pat00012
)을 계산할 수 있다.
Figure 112017001405226-pat00013
여기서,
Figure 112017001405226-pat00014
는 흡기 매니폴드의 온도이며,
Figure 112017001405226-pat00015
는 실린더의 부피를 나타낸다. 그리고 실린더의 체적 효율은 흡기 매니폴드의 압력 및 엔진 회전수에 따라 결정되며, 기 설정된 맵으로부터 도출될 수 있다.
이후, 동력 제어 장치는 흡입 공기량 및 요구 토크에 대한 연료 소비량을 이용하여, 공연비를 계산한다.
공연비(λ)는 [수학식 4]와 같이 계산될 수 있으며, 요구 토크에 대한 연료 소비량은 [수학식 5]와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112017001405226-pat00016
Figure 112017001405226-pat00017
여기서,
Figure 112017001405226-pat00018
는 요구 토크에 대한 연료 분사량으로서, 요구 토크와 요구 토크에 대한 연료 분사량의 관계맵으로부터 얻어질 수 있다. 그리고
Figure 112017001405226-pat00019
는 연료 밀도이며,
Figure 112017001405226-pat00020
는 엔진 회전 속도를 나타낸다. [수학식 5]의 상수는 단위 변환을 위한 상수로서, 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
동력 제어 장치는 계산된 공연비로부터 지시 열효율(indicated thermal efficiency)을 계산하며, 지시 열효율(
Figure 112017001405226-pat00021
)은 공연비와 지시 열효율의 관계맵으로부터 얻어질 수 있다.
동력 제어 장치는 지시 열효율에 따른 지시 평균 유효 압력(indicated mean effective pressure, IMEP)을 이용하여, 출력 토크(
Figure 112017001405226-pat00022
)를 계산한다. 일실시예로서 [수학식 6]과 같이, 출력 토크(
Figure 112017001405226-pat00023
)가 계산될 수 있다. 지시 평균 유효 압력(
Figure 112017001405226-pat00024
)은 지시 열효율에 비례하며, 실린더 개수에 반비례한다.
Figure 112017001405226-pat00025
한편, 전술된 출력 토크는 기 생성된 관계맵과 수학식을 혼용하는 형태로 계산되었지만, 실시예에 따라서 흡기 매니폴드의 압력, 흡입 공기량, 공연비, 지시 열효율 및 출력 토크는 모두 실험 등을 통해 기 생성된 관계맵으로부터 도출될 수 있다. 즉, 예를 들어 실린더의 흡입 공기량은 요구 토크에 대한 연료 분사량, 연료 밀도, 엔진 회전수와의 관계맵으로부터 도출될 수 있으며, 출력 토크 역시 지시 평균 유효 압력 및 실린더 부피의 관계맵으로부터 도출될 수 있다. 또한 전술된 수학식에서 이용되는 파라미터들은 센서로부터 측정되거나 또는 자동차 규격에 따라 결정될 수 있다.
단계 S420 및 S430에서 동력 제어 장치는 [수학식 5]에서 요구 토크 대신 엔진 할당 토크를 대입하여, 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량을 산출할 수 있다. 그리고 질소산화물 배출량과 배터리의 에너지 소비량은 각각 엔진 할당 토크와의 관계맵 및 모터 할당 토크와의 관계맵으로부터 얻어질 수 있다. 또는 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 역시 관계맵으로부터 산출될 수 있다. 엔진 할당 토크가 커질수록 연료 소비량이 증가할 수 있으며, 모터 할당 토크가 커질수록 배터리의 에너지 소비량이 증가할 수 있다.
단계 S440에서 동력 제어 장치는 산출된 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량 각각에 서로 다른 가중치를 적용하여, 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량의 합을 계산할 수 있다. 이 때, 연료 소비량 및 질소산화물 배출량에 적용되는 가중치는 서로 반비례 관계가 되도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 질소 산화물 배출량에 대한 가중치가
Figure 112017001405226-pat00026
일 경우, 연료 소비량에 대한 가중치는
Figure 112017001405226-pat00027
로 설정될 수 있다.
또한 질소 산화물 배출량은 하이브리드 차량이 과도 상태 즉, 하이브리드 차량의 속도가 증가하는 경우에 많이 배출되므로, 실시예에 따라서, 질소 산화물 배출량은 하이브리드 차량의 상태가 과도 상태인 경우에만 고려될 수 있다. 하이브리드 차량이 정상 상태 즉, 일정한 속도를 유지하는 경우에는 동력 제어 장치는 연료 소비량 및 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정할 수 있다. 이 경우 단계 S420에서 엔진 할당 토크에 대한 질소 산화물 배출량은 산출되지 않는다.
에너지 소비량에 대한 가중치는 모터 이용에 따른 배터리의 SOC(State Of Charge) 감소 패턴을 나타내는 SOC 레퍼런스 값과, 단계 S430에서 산출된 에너지 소비량에 따른 SOC 값에 따라 결정될 수 있다. 일실시예로서, 에너지 소비량에 대한 가중치(
Figure 112017001405226-pat00028
)는 [수학식 7]과 같이 결정될 수 있다. SOC 레퍼런스 값과 산출된 에너지 소비량에 따른 SOC 값의 차이가 커질수록 에너지 소비량에 대한 가중치 역시 커진다.
Figure 112017001405226-pat00029
여기서,
Figure 112017001405226-pat00030
는 SOC 레퍼런스 값을 나타내며,
Figure 112017001405226-pat00031
는 산출된 에너지 소비량에 따른 SOC 값을 나타낸다. 그리고 K는 시스템에 따라 다양하게 결정될 수 있는 상수이다.
SOC 레퍼런스 값과 산출된 에너지 소비량에 따른 SOC 값의 차이가 커질수록 에너지 소비량에 대한 가중치 역시 커진다. 반대로 가중치(
Figure 112017001405226-pat00032
)가 작아지면, SOC 레퍼런스 값과 산출된 에너지 소비량에 따른 SOC 값의 차이가 작은 것이므로, 모터 할당 토크가 증가되는 방향으로 동력이 제어될 수 있다.
동력 제어 장치는 연료 소비량, 질소산화물 배출량 및 에너지 소비량의 합이 최소가 될 때의 엔진 할당 토크를 엔진에 분배하고, 모터 할당 토크를 모터에 분배한다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 하이브리드 차량의 동력 제어 방법에 있어서,
    터보차져 압축기, 흡기 매니폴드, 엔진 실린더를 포함하는 상기 차량의 공기 순환계 모델을 이용하여, 운전자의 요구 토크에 대한 엔진의 출력 토크를 예측하는 단계;
    상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 엔진 할당 토크에 대한 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출하는 단계;
    상기 출력 토크 중 서로 다른 복수의 모터 할당 토크에 대한 배터리의 에너지 소비량을 산출하는 단계; 및
    상기 연료 소비량, 상기 질소산화물 배출량 및 상기 에너지 소비량의 합이 최소가 되도록, 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 출력 토크를 예측하는 단계는
    상기 터보차져 압축기의 압축비를 이용하여, 상기 흡기 매니폴드의 압력을 계산하는 단계;
    상기 흡기 매니폴드의 압력, 엔진 속도 및 상기 실린더의 체적 효율을 이용하여, 상기 실린더의 흡입 공기량을 계산하는 단계;
    상기 흡입 공기량 및 상기 요구 토크에 대한 연료 소비량을 이용하여, 공연비를 계산하는 단계;
    상기 공연비로부터 지시 열효율을 계산하는 단계; 및
    상기 지시 열효율에 따른 지시 평균 유효 압력을 이용하여, 상기 출력 토크를 계산하는 단계
    를 포함하는 동력 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진 할당 토크는
    기 설정된 최소값과 최대값인 상기 출력 토크 사이에서 결정되는 값이며,
    상기 모터 할당 토크는
    상기 출력 토크에서 상기 엔진 할당 토크가 차감된 값인
    동력 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 산출하는 단계는
    상기 최소값 및 상기 최대값 사이에서 기 설정된 값만큼씩 차이나는 엔진 할당 토크 각각에 대해 연료 소비량 및 질소산화물 배출량을 계산하며,
    상기 에너지 소비량을 산출하는 단계는
    상기 출력 토크에서 상기 엔진 할당 토크를 차감한 모터 할당 토크 각각에 대해 상기 에너지 소비량을 계산하는
    동력 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진 및 모터에 대한 동력 분배비를 결정하는 단계는
    상기 연료 소비량, 상기 질소산화물 배출량 및 상기 에너지 소비량 각각에 서로 다른 가중치를 적용하며,
    상기 연료 소비량 및 상기 질소산화물 배출량에 적용되는 가중치는 서로 반비례 관계인
    동력 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에너지 소비량에 적용되는 가중치는
    배터리의 SOC 감소 패턴을 나타내는 SOC 레퍼런스 값과, 상기 에너지 소비량에 따른 SOC 값에 따라 결정되는
    동력 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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