KR102331768B1 - 하이브리드 자동차 및 그 전기 모터 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 전기 모터 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 복수의 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량에서 하나의 모터 위치 센서를 이용하여 복수의 전기 모터를 함께 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터, 제2 모터 및 상기 제2 모터에 대한 위치 센서를 구비하는 하이브리드 차량의 모터 제어 방법은, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 사이에 배치된 클러치의 결합 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 상기 클러치가 결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제1 모터의 제1 가상 위치를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제1 가상 위치를 통해 상기 제1 모터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 자동차 및 그 전기 모터 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING ELECTRIC MOTOR THEREOF}
본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 전기 모터 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 복수의 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량에서 하나의 모터 위치 센서를 이용하여 복수의 전기 모터를 함께 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.
이러한 하이브리드 차량에 대한 수요가 증대됨과 함께, 보다 높은 연비와 전기차 모드 주행거리(AER: All Electric Range)의 증가 또한 함께 요구되고 있는 실정이다. 이를 실현하기 위해서는 배터리 및 전기 모터의 용량이 커질 필요가 있는데, 수량의 증대가 그 한 방법이 될 수 있다. 그러나, 수량의 증대를 통한 구현은 한정된 차량 공간 내에 더 큰 배터리와 전기 모터가 구비되어야 하며, 차량의 가격 상승또한 야기한다. 따라서, 공간을 확보하면서도 비용을 절감할 수 있는 방안이 요구된다.
공간 확보 및 비용 절감의 한 방법으로 구성 요소, 예컨대, 전기 모터가 복수개 구비될 경우 일부 모터에 대한 위치 센서를 생략하는 방안이 고려될 수 있다. 도 1은 전기 모터의 위치 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 (a)를 먼저 참조하면, 일반적인 전기 모터의 회전축과 수직인 단면이 도시된다. 전기 모터는 회전자(10)와 고정자(20)를 포함하며, 고정자(20)는 3쌍의 서로 마주보는 코일쌍(U,W,V)을 포함한다. 각 코일쌍은 인접한 코일쌍과 60도 각도만큼 이격되어 배치된다. 이때, 위치 센서(미도시)는 회전자(10)의 어느 한 극에 배치되어, 기준 각도(예컨대, θ=0˚)에 대한 회전자(10)의 위치를 감지할 수 있다.
따라서, 위치 센서가 회전자(10)의 정확한 위치를 검출한다면, 고정자(20)의 적절한 위치에 있는 코일에 전류를 공급하는 방법으로 회전자(10)의 회전 토크를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 도 1의 (a)와 같이 회전자(10)가 위치함이 감지된 경우, 도 1의 (b)와 같이 먼저 고정자(20)의 U 코일에 전류를 흘려 좌측 U 코일을 N극으로 동작시키고, 우측 U 코일을 S극으로 동작시키면 회전자(10)는 인력에 의해 시계 방향으로 회전을 시작하게 된다. 이후 회전자(10)의 위치에 따라 순차적으로 U 코일 -> W 코일 -> V 코일에 전류를 인가함에 따라 회전자(10)는 지속적으로 회전하게 된다.
그런데, 복수의 전기 모터가 구비될 경우 전기 모터 각각에 구비되는 위치 센서(resolver) 중 일부를 삭제한다면, 해당 위치 센서가 삭제된 모터는 회전자의 위치를 알 수 없어 제어가 불가해지는 문제점이 있다.
본 발명은 보다 효율적인 하이브리드 차량 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 복수의 전기 모터를 구비한 하이브리드 차량에서 일부 위치 센서를 삭제하면서도 모든 전기 모터를 제어할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모터, 제2 모터 및 상기 제2 모터에 대한 위치 센서를 구비하는 하이브리드 차량의 모터 제어 방법은, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 사이에 배치된 클러치의 결합 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 상기 클러치가 결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제1 모터의 제1 가상 위치를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제1 가상 위치를 통해 상기 제1 모터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량은, 제1 모터; 제2 모터; 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 사이에 배치된 클러치; 상기 제2 모터에 대한 위치 센서; 상기 클러치의 결합 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 클러치가 결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제1 모터의 제1 가상 위치를 결정하는 위치 생성기; 및 상기 결정된 제1 가상 위치를 통해 상기 제1 모터를 제어하는 제1 모터 제어기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 보다 효율적으로 전기 모터를 제어할 수 있다.
특히, 일부 전기 모터에 대한 위치 센서가 구비되지 않더라도 해당 전기 모터에 대한 위치 정보가 획득될 수 있어 제어가 가능한 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 전기 모터의 위치 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 3은 일반적인 하이브리드 차량에서 두 개의 모터에 대한 속도 제어가 수행되기 위한 제어 계통의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 두 개의 모터에 대한 속도 제어가 수행되기 위한 제어 계통의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터들간의 회전 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 모터 제어를 수행하는 과정의 일례를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다. 아울러, 이하의 기재에서 임의의 모터에 대하여 "모터의 위치"라고 함은 해당 모터의 회전자의 위치 또는 소정의 기준 각도에 대한 현재 각도를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 모터 제어 방법을 설명하기 앞서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차 구조를 먼저 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)은 제1 모터(120)와 회전축이 연결되며, 제1 모터(120)와 제2 모터(140) 사이에 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다.
이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 제2 모터(140)가 구동되고, 제2 모터(140)의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 제1 모터(120)가 동작하여 엔진(110)에 시동을 걸 수 있다.
그에 따라 엔진(110)과 제2 모터(140)의 회전속도가 일정 범위 내로 근접해지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 제2모터(120, 140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량를 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 이때, 엔진(110)과 제1 모터(120)는 회전축이 상시 연결되므로 둘의 회전수는 상시 동일하다. 물론, 도시되지는 않았으나 필요에 따라 엔진(110)과 제1 모터(120) 사이에도 클러치가 구비될 수 있으며, 이러한 경우에는 클러치 상태에 따라 엔진(110)과 제1 모터(120)의 회전수가 상이할 수도 있다.
차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 차량에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.
제1 모터(120)는 엔진(110)에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작할 수 있다.
다음으로, 상술한 구조의 하이브리드 차량에서 모터 속도 제어가 수행되는 형태를 설명한다.
도 3은 일반적인 하이브리드 차량에서 두 개의 모터에 대한 속도 제어가 수행되기 위한 제어 계통의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 제1 모터(120)와 제2 모터(140)는 각각의 회전자 위치를 검출하기 위한 위치 센서(221, 241), 각각에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서, 각각의 전류를 제어하는 전류 제어기(223, 243) 및 각각을 제어하는 모터 제어기(225, 245)를 구비한다.
구체적으로, 제1 모터(120)에 대한 제1 위치 센서(221)가 감지한 회전자 위치 정보는 최종적으로 제1 모터 제어기(225)로 전달될 수 있으며, 제2 모터(140)에 대한 제2 위치 센서(241)가 감지한 회전자 위치 정보는 제2 모터 제어기(245)로 각각 전달될 수 있다.
따라서, 각 모터 제어기(225, 245)는 전류센서가 측정한 전류값 및 회전자 위치 정보를 참조하여 각 모터(120, 140)에서 요구 토크를 발생시킬 수 있는 고정자의 전류 및 위상을 결정할 수 있다.
그런데, 이러한 위치 센서 중 어느 하나가 생략되는 경우, 위치 센서가 생략된 모터에 대응되는 모터 제어기는 해당 모터의 회전자 위치 정보를 알 수 없기 때문에 요구 토크 출력을 위한 고정자의 전류와 위상을 결정할 수 없다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 전기 모터에 대한 위치 센서가 생략된 경우 그에 대응되는 전기 모터의 회전자 위치 정보를 가상 위치 정보로 대체할 것을 제안한다.
이하, 설명의 편의를 위해 도 2를 참조하여 전술한 하이브리드 차량 구조에서 제1 모터(120)의 위치 센서가 생략되는 경우를 가정한다.
본 실시예의 일 양상에 의하면, 가상 위치 정보는 제2 모터의 위치 센서값을 참조하거나, 엔진 속도를 참조하여 생성될 수 있다. 이때, 참조되는 정보는 엔진 클러치의 결합 여부에 따라 상이할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 위치 센서가 생략된 모터를 제어하기 위한 차량 구조를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 두 개의 모터에 대한 속도 제어가 수행되기 위한 제어 계통의 일례를 나타낸다.
도 4의 제어 계통도는 도 3과 상당 부분 유사한 바, 차이점을 위주로 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 하이브리드 차량에서는 제1 모터(120)에 대한 위치 센서가 생략되고, 제2 위치 센서(241)로부터 제2 모터(140)의 위치 정보를 획득하고, 이를 기반으로 제1 모터(120)의 회전자의 가상 위치 정보를 생성하는 위치 생성기(221')가 구비된다.
여기서 위치 생성기(221')는 엔진 클러치(130)가 결합된 경우 제2 위치 센서(241)로부터 수신되는 제2 모터(140)의 위치 정보를 참조한다. 이는 엔진 클러치(130)가 결합된 경우 제1 모터(120)와 제2 모터(140)의 회전축이 연결되어 함께 회전하게 되므로, 두 모터의 회전자는 동일한 회전 속도를 갖되 각도(이하, 편의상 "α", 또는 "보정각"이라 칭함)만 차이가 있을 수 있다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터들간의 회전 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 엔진 클러치가 결합된 상태에서는 제2 모터의 위치 정보는 제1 모터에 대한 가상 위치 정보와 비교하여 속도는 같되 α만큼의 각도 차이만 있음을 알 수 있다.
따라서, 제2 모터의 위치 정보를 α값으로 보정하면 제1 모터의 위치 정보에 해당하는 가상 위치 정보가 생성될 수 있으며, 이러한 가상 위치 정보를 참조하여 제1 모터가 제어될 수 있게 된다.
이와 달리, 엔진 클러치(130)가 결합 상태에서 해제된 경우에는 제1 모터(120)는 제2 모터와 더이상 동일한 회전 속도를 갖지 못하게 되며, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 α값도 유지되지 않는다. 다만, 엔진 클러치가 해제되기 직전의 가상 위치 정보에 제1 모터의 속도 정보를 적용한다면, 제1 모터의 가상 위치가 지속적으로 추적될 수 있다. 그런데, 제1 모터(120)는 상시 엔진(110)과 함께 회전하기 때문에, 제1 모터의 속도 정보는 엔진의 속도 정보로 대체될 수 있다.
따라서, 엔진 클러치가 해제되면 위치 생성기(221')는 해제 직전의 가상 위치 정보에 엔진의 속도 정보를 적용하는 방법으로 제1 모터(120)의 가상 위치 정보를 계속하여 생성할 수 있게 된다. 이와 달리, 제1 모터의 속도를 추정하기 위해서는 엔진 클러치 해제에 따라 제2 모터의 동력도 전달되지 않음에 따라 제1 모터에서 발생하는 역기전력의 크기를 이용할 수도 있다.
한편, 엔진 클러치(130)가 재결합되는 경우에는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 다시 제1 모터와 제2 모터의 회전수가 같아지므로, 제2 위치 센서(241)의 정보를 이용하여 제1 모터의 가상 위치를 β(또는 "재보정각")만큼 재보정할 수 있다.
여기서, α 및 β 값은, 제1 모터의 고정자의 특정 코일에 소정 값의 전류를 인가했을 때, 회전자의 위치에 따라 제1 모터의 전압 및 전류 변화를 측정한 결과를 통해 획득될 수 있다. 예컨대, 회전자의 위치를 0도부터 15도 단위로 변경시켜가며 U 코일에 소정 값의 전류 인가시 제1 모터의 전압/전류 변화값을 미리 기록해두고, 엔진 클러치 연결시 U 코일에 소정 값의 전류를 인가한 결과 발생하는 제1 모터의 전압/전류 변화값을 미리 기록된 결과와 비교하는 방법이 적용되는 경우, 회전자의 위치가 15도 단위로 판단될 수 있게 된다.
한편, 도 4에서는 위치 생성기(221'), 제1 모터 전류 제어기(223) 및 제1 모터 제어기(225)가 각각 별도로 구비되는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 둘 이상의 구성 요소가 어느 하나에 통합된 형태로 구현될 수도 있다. 예컨대, 제1 모터 제어기(225) 내에 제1 모터 전류 제어기(223) 및 위치 생성기(221') 중 적어도 하나가 내장되는 형태로 구현될 수도 있다.
아울러, 엔진 클러치의 결합 여부, 엔진 속도 등의 정보는 엔진 클러치를 제어하는 클러치 제어기(미도시)나 엔진 제어기(미도시)로부터 위치 생성기(221')에 직접 전달될 수도 있고 지금까지 언급된 제어기들을 통합 제어하는 상위 제어기, 예컨대 하이브리드 제어기(HCU)로부터 위치 생성기(221') 또는 제1 모터 제어기(225)로 전달될 수도 있다.
지금까지 설명한 모터 제어 방법을 순서도로 나타내면 도 6과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 모터 제어를 수행하는 과정의 일례를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 먼저 엔진 클러치의 결합 여부가 판단될 수 있다(S610).
엔진 클러치가 결합된 경우에는 제2 모터에 대한 위치 정보를 감지하는 제2 위치 센서를 기준으로 보정각(α)을 적용하여 제1 모터의 가상 위치 정보가 생성될 수 있다(S620A).
이와 달리 엔진 클러치가 결합되지 않은 경우에는 엔진의 속도를 기준으로 제1 모터의 가상 위치 정보가 생성될 수 있다(S620B).
이후 엔진 클러치가 해제되는 경우에는(S630), 엔진 클러치 해제시의 가상 위치 정보에 엔진의 속도를 적용하는 방법으로 제1 모터의 가상 위치 정보가 생성될 수 있으며(S620B), 엔진 클러치가 재결합되는 경우 제1 모터의 가상 위치 정보는 다시 제2 위치 센서값에 재보정각(β)을 적용함(S620A)은 전술된 바와 같다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에서는 도 4와 같이 적어도 일부 모터에 대한 위치 센서가 생략된 구조를 갖는 하이브리드 차량을 기준으로 가상 위치를 생성하고 적용하는 방법이 설명되었다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고 각 모터마다 그에 대응되는 위치 센서가 구비되는 경우에도 적용될 수 있다. 예컨대, 도 3과 같은 구조를 갖는 하이브리드 차량에서 일측의 위치 센서가 고장난 경우, 위치 센서가 고장난 측의 모터 제어기 또는 모터 전류 제어기에서 타측 모터의 위치 센서 정보를 이용하여 가상 위치를 생성하고 제어할 수 있다. 이러한 경우, 도 6에 도시된 제어 과정은 엔진 클러치 결합 판단 단계(S610) 이전에 적어도 하나의 위치 센서의 고장(특히, 도 6의 경우 제1 모터에 대응되는 위치 센서의 고장) 여부를 감지하는 단계가 더 포함될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 제1 모터, 제2 모터 및 상기 제2 모터에 대한 위치 센서를 구비하는 하이브리드 차량의 모터 제어 방법에 있어서,
    상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 사이에 배치된 클러치의 결합 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과, 상기 클러치가 결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제1 모터의 제1 가상 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 제1 가상 위치를 통해 상기 제1 모터를 제어하는 단계를 포함하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가상 위치를 결정하는 단계는,
    상기 제2 모터의 위치 정보에 제1 보정각을 적용하는 단계를 포함하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 보정각은,
    기 결정된 상기 제1 모터의 회전자 위치에 대한 전압 및 전류 반응에 따라 결정되는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가상 위치를 결정하는 단계 이후, 상기 클러치의 해제 여부를 판단하는 단계;
    상기 클러치가 해제된 경우, 상기 클러치가 해제되는 시점의 상기 제1 가상 위치에 엔진의 회전수를 적용하여 제2 가상 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2 가상 위치에 기반하여 상기 제1 모터를 제어하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 가상 위치를 결정하는 단계 이후, 상기 클러치의 재결합 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과, 상기 클러치가 재결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제2 가상 위치를 재보정하여 제3 가상 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 클러치가 결합되면, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터는 동일한 회전수를 갖는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 모터는 엔진과 회전축이 상시 연결된, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 모터는 상기 클러치와 변속기 사이에 위치하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보는, 상기 제2 모터의 회전자의 위치를 지시하는, 하이브리드 차량의 모터 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 차량의 모터 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 제1 모터;
    제2 모터;
    상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 사이에 배치된 클러치;
    상기 제2 모터에 대한 위치 센서;
    상기 클러치의 결합 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 클러치가 결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제1 모터의 제1 가상 위치를 결정하는 위치 생성기; 및
    상기 결정된 제1 가상 위치를 통해 상기 제1 모터를 제어하는 제1 모터 제어기를 포함하는, 하이브리드 차량.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 생성기는,
    상기 제2 모터의 위치 정보에 제1 보정각을 적용하여 상기 제1 가상 위치를 결정하는, 하이브리드 차량.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 보정각은,
    기 결정된 상기 제1 모터의 회전자 위치에 대한 전압 및 전류 반응에 따라 결정되는, 하이브리드 차량.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 생성기는,
    상기 제1 가상 위치가 결정된 이후 상기 클러치가 해제된 경우, 상기 클러치가 해제되는 시점의 상기 제1 가상 위치에 엔진의 회전수를 적용하여 제2 가상 위치를 결정하고,
    상기 제1 모터 제어기는,
    상기 제2 가상 위치에 기반하여 상기 제1 모터를 제어하는, 하이브리드 차량.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 위치 생성기는,
    상기 제2 가상 위치가 결정된 이후, 상기 클러치가 재결합된 경우 상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보를 이용하여 상기 제2 가상 위치를 재보정하여 제3 가상 위치를 결정하는, 하이브리드 차량.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 클러치가 결합되면, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터는 동일한 회전수를 갖는, 하이브리드 차량.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 모터는 엔진과 회전축이 상시 연결된, 하이브리드 차량.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 모터는 상기 클러치와 변속기 사이에 위치하는, 하이브리드 차량.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 센서가 판단한 상기 제2 모터의 위치 정보는, 상기 제2 모터의 회전자의 위치를 지시하는, 하이브리드 차량.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001020797A (ja) 1999-07-09 2001-01-23 Toyota Motor Corp 駆動装置
JP2011051554A (ja) 2009-09-04 2011-03-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両用モータ制御装置
JP5195923B2 (ja) 2008-12-24 2013-05-15 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド駆動装置
US9714028B1 (en) 2016-06-30 2017-07-25 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and method of controlling engine clutch thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09163507A (ja) * 1995-12-08 1997-06-20 Aisin Aw Co Ltd 車両用駆動装置の制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001020797A (ja) 1999-07-09 2001-01-23 Toyota Motor Corp 駆動装置
JP5195923B2 (ja) 2008-12-24 2013-05-15 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP2011051554A (ja) 2009-09-04 2011-03-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両用モータ制御装置
US9714028B1 (en) 2016-06-30 2017-07-25 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and method of controlling engine clutch thereof

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