KR20100064603A

KR20100064603A - 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치

Info

Publication number: KR20100064603A
Application number: KR1020080123119A
Authority: KR
Inventors: 임형빈; 정태영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-15
Also published as: KR101000410B1

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치에 관한 것으로서, 모터 제어기가 엔진 제어기로부터 어떠한 정보도 수신받지 않고도 자체 보유한 모터 위치센서의 속도정보로부터 진동 토크의 크기 및 엔진 크랭크축과의 위상차를 추정한 뒤 진동 토크의 역토크 지령을 산출하고 통상의 토크 지령과 합산하여 모터 제어를 수행함으로써 축 진동을 감쇄시키는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명에서는 모터 제어 시스템으로 능동형 진동 저감을 가능하게 됨으로써, 엔진 진동을 보다 효과적으로 저감시켜 승차감을 향상시킬 수 있고, 별도의 수단 없이 통상의 하이브리드 시스템만으로 진동 저감을 수행하므로 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히, 엔진 크랭크축 위치센서의 신호를 입력받을 수 있도록 모터 제어기를 연결할 필요가 없게 되어, 센서 신호의 입출력을 위한 엔진 제어기 및 모터 제어기의 회로 설계 변경이 불필요하고, 센서 신호의 결선에 사용되는 배선을 제거할 수 있게 되면서 노이즈 유입에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.

하이브리드 차량, 능동형, 진동 저감, 적응필터

Description

하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치{Active vibration control system for hybried electric vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터 제어기가 엔진 제어기로부터 어떠한 정보도 수신받지 않고도 자체 보유한 모터 위치센서의 속도정보로부터 진동 토크의 크기 및 엔진 크랭크축과의 위상차를 추정한 뒤 진동 토크의 역토크 지령을 산출하고 통상의 토크 지령과 합산하여 모터 제어를 수행함으로써 축 진동을 감쇄시키는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량을 의미한다.

이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 전기모터를 보조동력원으로 채택 하여 배기가스 저감 및 연비향상을 도모하는 미래형 차량으로, 연비를 개선하고 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.

하이브리드 차량은 전기모터(구동모터)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 구동모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행시 제동 및 관성 에너지를 상기 구동모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking, RB) 모드 등의 주행모드로 주행한다.

이와 같이 하이브리드 차량에서는 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 함께 이용하고 엔진과 구동모터의 최적 작동영역을 이용함은 물론 제동시에는 구동모터로 에너지를 회수하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능해진다.

그리고, 하이브리드 차량에는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)가 탑재되어 있고, 또한 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.

예컨대, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(인버터 포함), 변속기(CVT)를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS), 실내 온도 제어를 담당하는 에어컨 제어기(Full Auto Temperature Controller, FATC) 등이 구비되어 있다.

여기서, HCU는 각 제어기들의 구동 제어 및 하이브리드 운전모드 설정, 그리고 차량 전반의 제어를 담당하는 최상위 제어기로서, 상기한 각 제어기들이 최상위 제어기인 HCU를 중심으로 고속 CAN 통신라인으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고받으면서 상위 제어기는 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어 있다.

첨부한 도 1은 하이브리드 차량의 구성을 나타낸 도면으로, 엔진(110), 엔진 제어기(ECU)(120), 구동모터(130), 모터 제어기(MCU)(140), 고전압 배터리(150), 배터리 제어기(BMS)(도시하지 않음), 고전압 차단장치(메인릴레이)(160), DC/DC 컨버터(170) 등이 도시되어 있으며, 구동모터(130)는 구동, 충전이 모두 가능하다. 모터 제어기(140)는 구동모터(130)를 제어하여 토크 발생을 통한 구동 및 발전을 수행하며, 제어부(141), 구동부(142), 전원부(도시하지 않음) 등으로 구성되어 있다.

한편, 엔진의 폭발행정에 의한 크랭크축 진동에 대해 기본파 진동성분의 역위상 토크를 인가함으로써 축 진동을 능동적으로 감소시킬 수 있다. 종래의 기술에서는 진동성분의 위상 파악을 위해 엔진 제어기의 크랭크축 위치센서 신호를 모터 제어기가 직접 분기하여 입력받아야 하는 단점이 있다.

즉, 엔진 폭발력에 의한 축 진동을 저감시키기 위해 엔진의 크랭크축 위치센서의 신호를 이용하여 엔진 토크의 진동성분의 위상을 파악하고, 이로써 하이브리드 구동모터로 역토크를 발생시켜 진동을 억제하는 장치가 제시된 바 있다.

이와 같이 하이브리드 차량의 모터 제어 시스템이 진동 저감을 위한 역위상 토크를 발생시키기 위해서는 엔진 토크의 진동성분의 위상을 정확하게 파악하는 것을 전제조건으로 한다.

이를 위해 모터 제어기는 엔진 제어기로부터 크랭크축 위치센서 신호를 입력받는데, 이는 모터 제어 시스템이 독자적으로 보유한 위치센서가 엔진축과 결합되어 있음에도 불구하고 크랭크축 위치센서와 위상이 일치하지 않기 때문에 엔진 토크 진동성분의 자체적인 위상 파악이 불가능하기 때문이다.

크랭크축 위치정보를 입력받는 방법으로는 크랭크축 위치센서의 신호를 분기하여 모터 제어 시스템으로 직접 연결하거나, 통신수단을 통해 해당 정보를 전송받는 것이 있는데, 전자의 경우에는 모터 제어기와 엔진 제어기에 각각 센서 신호의 입출력을 위한 회로를 추가해야 하고 별도의 배선이 필요하여 노이즈 유입 및 원가가 상승하는 단점을 가진다.

또한 후자의 경우에는 CAN 통신 등 현재 이용 가능한 통신수단으로는 축 진동 주파수에 비해 통신속도가 현저히 느리므로 제어 지연이 발생하여 제어가 불가능한 측면이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 모터 제어 시스템으로 능동형 진동 저감을 가능하게 됨으로써, 엔진 진동을 보다 효과적으로 저감시켜 승차감을 향상시킬 수 있고, 별도의 수단 없이 통상의 하이브리드 시스템만으로 진동 저감을 수행하므로 비용을 줄일 수 있는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다.

특히, 엔진 크랭크축 위치센서의 신호를 입력받을 수 있도록 모터 제어기를 연결할 필요가 없게 되어, 센서 신호의 입출력을 위한 엔진 제어기 및 모터 제어기의 회로 설계 변경이 불필요하고, 센서 신호의 결선에 사용되는 배선을 제거할 수 있게 되면서 노이즈 유입에 의한 성능 저하를 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 모터 위치센서의 속도정보로부터 엔진 크랭크축 위치센서 신호와 동일 주파수의 위치정보를 얻는 C2 위치각 산출부와; 상기 C2 위치각 산출부에 의해 얻어진 위치정보로부터 기준 사인파를 발생시키는 기준파 생성부와; 상기 기준파 생성부에 의해 생성된 기준 사인파를 입력으로 하고 모터 위치센서의 모터 위치정보로부터 얻어진 C2 속도성분을 목표출력으로 하여 필터 계수를 추정하고 그로부터 크랭크축에 동기된 C2 속도의 위상각을 구하는 적응필터부와; 상기 C2 속도의 위상각으로부터 C2 토크의 위상각을 계산하고 이를 C2 토크의 크기와 함게 출력하는 C2 토크 산출부와; 상기 C2 토크 산출부의 출력으로부터 역위상의 위치각을 계산하고 인버터의 토크 지연을 보상하여 진동 저감을 위한 최종적인 역토크 지령을 생성하는 진동 저감용 토크 지령 생성부와; 상위 제어기의 토크 요구량과 상기 진동 저감용 토크 지령 생성부의 역토크 지령을 합산한 값을 입력으로 하여 모터 토크를 발생시키는 모터 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치를 제공한다.

여기서, 상기 위치정보로서 상기 C2 위치각 산출부는 m극의 모터 위치센서 정보를 m/2로 분주하여 엔진의 C2 속도성분의 위치각을 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 적응필터부는 상기 기준파 생성부의 기준 사인파를 입력으로 하고 모터 위치센서의 모터 위치정보로부터 얻은 C2 속도성분을 목표출력으로 하여 필터 계수를 추정하는 RLS 적응필터를 포함하고, 상기 모터 위치센서의 모터 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보를 대역통과필터에 통과시켜 C2 속도성분만을 얻은 뒤 상기 RLS 적응필터의 목표출력으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모터 위치센서의 모터 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보가 저역통과필터를 통과하여 엔진 회전속도가 구해지고 그로부터 C2 주파수가 구해지면, 그로부터 상기 적응필터부가 C2 주파수에 대한 위상각 및 크기를 구하고 C2 위치각 산출부의 C2 위치각에 상기 C2 주파수에 대한 위상각을 더하여 크랭크축에 동기된 C2 속도의 위상각을 구하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 C2 토크 산출부는 C2 속도의 위상각에 90도를 진각시켜 C2 토크의 위상각을 구하며, C2 속도 진폭에 크랭크축 등가 관성의 n/2배를 곱하여 C2 토크의 크기를 구하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 C2 토크 산출부는 엔진 제어기로부터 엔진 부하 정보를 전달받아 C2 토크의 크기를 산출하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치에서는 모터 제어기가 엔진 제어기로부터 어떠한 정보도 수신받지 않고도 자체 보유한 모터 위치센서의 속도정보로부터 진동 토크의 크기 및 엔진 크랭크축과의 위상차를 추정한 뒤 진동 토크의 역토크 지령을 산출하고 통상의 토크 지령과 합산하여 모터 제어를 수행함으로써 축 진동을 효과적으로 감쇄시키게 된다.

이러한 본 발명에서는 모터 제어 시스템으로 능동형 진동 저감을 가능하게 됨으로써, 엔진 진동을 보다 효과적으로 저감시켜 승차감을 향상시킬 수 있고, 별도의 수단 없이 통상의 하이브리드 시스템만으로 진동 저감을 수행하므로 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

특히, 엔진 크랭크축 위치센서의 신호를 입력받을 수 있도록 모터 제어기를 연결할 필요가 없게 되어, 센서 신호의 입출력을 위한 엔진 제어기 및 모터 제어기의 회로 설계 변경이 불필요하고, 센서 신호의 결선에 사용되는 배선을 제거할 수 있게 되면서 노이즈 유입에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다. 동시에 비용을 줄 일 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 하이브리드 차량의 구동(발전)모터를 이용한 능동 진동 저감 제어 장치에 관한 것으로서, 종래기술의 단점인 엔진 제어기로부터의 크랭크축 위치센서 신호의 직접 연결 필요성을 제거하여 별도의 추가 회로 및 배선 없이 모터 위치센서를 가진 통상의 모터 제어기 구성만으로 엔진 축 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 기술을 제공하고자 한 것이다.

본 발명에서는 모터 위치센서에서 측정된 속도정보로부터 반복적 최소 자승(Recursive Least Squares, RLS) 방식의 적응필터(RLS 알고리즘을 이용)를 통해 진동 토크의 크기 및 엔진 크랭크축과의 위상차를 추정한 후 진동 토크의 역토크 지령을 산출하고 통상의 토크 지령과 합산하여 모터 제어를 수행함으로써 축 진동을 감쇄시킨다.

이하, 본 발명에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폭발행정에 의해 발생한 엔진 토크의 진동성분 중 기본파 성분을 하이브리드 시스템 내의 모터 제어기를 이용해 그 위상에 동기된 역토크를 발생시켜 저감시키는 방법에 관한 것이다. 하기의 설명에서는 4기통 엔진을 대상으로 하여 진동 기본 주파수를 크랭크축 회전수의 2배로 하여 전개하였으며, 이때 진동 성분을 C2로 기호화하여 표시한다. 물론, 임의의 n기통 엔진에 대해서도 상기 C2 성분을 크랭크축 회전수의 n/2의 주파수를 갖는 진동성분으로 대치하여 일반화할 수 있다.

엔진이 폭발행정에서 발생시키는 토크는 4기통 엔진의 경우 평균 토크와 엔진 회전수의 2배의 주파수를 가지는 성분 및 그의 고조파로 나타내어지는 푸리에 급수(Fourier Series)로 다음과 같이 일반화할 수 있다.

여기서, T_eng는 엔진의 순시토크를, T_avg는 평균토크를 각각 나타내며, n은 고조파 차수를, a는 토크 고조파의 크기를, ω₁은 엔진의 회전각속도를, t는 시간을 각각 나타낸다.

그리고, 엔진 크랭크축에 결합된 위치센서로부터 회전속도를 측정하면 다음과 같이 된다.

여기서, ω_eng는 엔진의 회전속도를, ω₁은 엔진의 회전각속도를 각각 나타내며, n은 고조파 차수를, b는 속도 고조파의 크기를, θ는 크랭크축을 기준으로 한 위치센서의 위상차(오프셋)를, t는 시간을 각각 나타낸다.

또한 엔진 크랭크축의 운동 방정식은 다음과 같다.

여기서, J는 크랭크축에 환산된 등가 관성이며, T_load는 엔진에 걸리는 등가 부하 토크이다.

그리고, 상기 식들로부터 C2 토크성분을 추출해내면 다음과 같다.

위치센서로부터 획득한 속도정보로부터 C2 속도성분의 크기 및 모터 위치센서와 크랭크축과의 위상차를 추정할 수 있으면 C2 토크성분을 파악할 수 있고, 다음과 같이 진동 저감을 위한 역토크 y의 산출이 가능하다.

여기서,

는 모터 위치센서에서 산출된 C2 위치각 정보이다. x의 전개식에서 C2 위치각 정보에 추정된 위치센서 위상차

를 더한 후, π를 더하여 역위상을 취하고, 미분을 위해 π/2를 더한 후, 인버터 토크 발생 지연을 보상하기 위한 θ_lag를 더하여 진동 저감용 역토크의 위상각을 결정한다.

상기에서 모터 제어기의 위치센서의 위상차 θ의 파악이 능동 저감을 가능하게 하는 핵심요소인데, 본 발명에서는 이를 RLS 적응필터(Recursive Least Square Adaptive Filter)를 사용하여 추정한다.

C2 위치각을 입력으로 하는 기준 사인파를 적응필터의 입력신호로 하고 C2 속도성분을 목표출력으로 하는 적응필터를 통해 C2 속도성분의 크기와 위상각을 추정할 수 있고, 이를 이용해 역위상 토크를 발생시키면 결국 모터 위치센서만으로 능동형 진동 저감이 가능해진다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 하이브리드 차량에 적용될 수 있고, 이하 첨부한 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 진동 저감 제어 장치의 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 구동모터(1)가 엔진(2)의 크랭크축(2a)에 연결된 구조를 갖는 하이브리드 차량을 대상으로 하며, 모터 제어용 회전자 위치센서(3)는 구동모터(1)와 동일축에 직결되어 있다. 도 2에서 통상의 엔진 제어용 크랭크축 위치센서(Crankshaft Position Sensor, CPS)의 도시는 생략하였다.

우선, C2 속도 추정부(4)는 C2 위치각 산출부(5), 기준파 생성부(6), 적응필터부(7) 등을 주된 구성으로 하며, 각 구성에 대해 아래와 같이 상술한다.

모터 제어용 회전자 위치센서(3)는 구동모터(1)의 기계적 1회전당 전기적으로 m회전하는 파형을 출력하도록 되어 있고, 그 값은 일반적으로 엔진 크랭크축 위치센서 신호의 주파수와 일치하지 않는다. C2 위치각 산출부(5)는 m극의 모터 위치센서 정보를 m/2로 분주하여 엔진 크랭크축 위치센서 신호와 동일 주파수의 위치정보를 얻는다. 이렇게 얻어낸 위치각은 크랭크축 위치센서의 정보와 주파수는 일치하지만 위상은 일치하지 않고 아래 식과 같이 극수에 의해서 정해지는 몇 가지 조합 중 임의의 위상차(또는 오프셋)를 가진다.

여기서, θ₀는 I = 0일 때의 위상차이다.

첨부한 도 3의 파형은 모터 위치센서가 8극일 때 4분주하여 C2 위치각을 얻은 예를 보여준다.

그리고, 도 2의 구성에서 기준파 생성부(6)는 C2 위치각 산출부(5)에서 획득된 C2 위치각을 입력으로 하여 크기가 1인 단위 사인파(기준 사인파)를 생성한다.

또한 적응필터부(7)가 구비되는데, 이는 RLS 알고리즘을 이용한 RLS 적응필 터(7a)를 포함하여 구성될 수 있다. 적응필터부(7)의 RLS 적응필터(7a)는 기준 사인파를 입력으로 하고 C2 속도성분을 목표출력으로 하여 필터 계수를 찾게 되는데, 기준파 생성부(7)로부터는 기준 사인파를, 대역통과필터(Band-pass filter)(9)로부터는 목표출력이 되는 C2 속도성분을 입력받아 필터 계수를 찾게 된다. 즉, 적응필터부(7)에서는 기준파 생성부(6)의 출력을 RLS 적응필터(7a)의 입력으로 하고, 이와 함께 미분기(8)에서 모터 위치센서(3)의 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보를 대역통과필터(9)에 통과시켜 C2 속도성분만을 얻은 뒤 RLS 적응필터(7)의 목표출력으로 한다.

RLS 적응필터(7)를 반복하여 수행시키면 입력신호가 목표출력이 되도록 필터 전달함수 H(s)의 계수가 추정된다. 즉, 단위 사인파가 측정된 C2 속도성분과 일치하게 되는 필터 H(s)의 계수가 찾아진다. 순시 회전속도(미분기에서 모터 위치센서의 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보)는 저역통과필터(Low-pass filter)(10)를 통과하여 C2를 비롯한 고조파 성분이 제거되고, 그로부터 엔진 회전속도 ω₁ 이 구해진다. 이 값에 2를 곱하면 C2 주파수 값이 구해지고, 이를 적응필터(7)에서 추정된 계수를 갖는 필터에 입력하면 C2 주파수에 대한 위상각(11) 및 크기(12)가 각각 구해진다. C2 위치각 산출부(5)의 C2 위치각에 C2 주파수에서 찾아진 위상각(11)을 더하면 크랭크축에 동기된 C2 속도의 위상각이 구해진다(13).

C2 토크(위상각 및 크기) 산출부(14)에서는 토크가 속도의 미분 값이므로 C2 속도의 위상각에 90도를 진각(15)시켜 C2 토크의 위상각을 구하며, C2 속도 진폭에 크랭크축 등가 관성의 2배를 곱함으로써 C2 토크의 크기를 구한다(16). n기통 엔진의 경우 상기에서 2배는 n/2배를 곱하는 것으로 대치된다. C2 토크의 크기에 관해서는 첨부한 도 4에 나타낸 바와 같이 엔진 제어기로부터 엔진 부하 등의 상태정보를 CAN 통신 등의 수단으로 직접 수신하여 역토크의 크기를 산정하는 방식도 가능하다.

그리고, 진동 저감용 토크 지령 생성부(17)는 상기 C2 토크 산출부(14)에서 출력되는 위상과 주파수에 π 만큼 시프트(18)하여 역위상의 위치각을 계산한다. 모터 제어기에서는 지령 인가 시점에서 실제 토크 인가 시점까지 인버터의 토크 지연이 발생하므로, 이에 해당하는 위상을 미리 피드포워드(feedforward) 보상(18)을 통해 위상을 산출하여 사인파의 입력(19)으로 하고, 그 출력에 C2 토크의 진폭을 곱하여(20) 진동 저감을 위한 최종적인 역토크 지령을 생성한다.

모터 제어 시스템(21)에서는 상위 제어기로부터 입력되는 토크 지령(모터 보조 토크/회생제동 토크)에 상기 진동 저감용 토크 지령 생성부(17)에서 산출된 진동 저감용 역토크 지령을 합산(22)하고, 이를 모터 제어기(23)의 토크 지령 입력에 인가하여 실제 토크가 발생되도록 한다

이와 같이 하여, 본 발명에서는 모터 제어기가 엔진 제어기로부터 어떠한 정보도 수신받지 않고도 자체 보유한 모터 위치센서의 속도정보로부터 진동 토크의 크기 및 엔진 크랭크축과의 위상차를 추정한 뒤 진동 토크의 역토크 지령을 산출하고 통상의 토크 지령과 합산하여 모터 제어를 수행함으로써 축 진동을 효과적으로 감쇄시키게 된다.

특히, 엔진 크랭크축 위치센서의 신호를 입력받을 수 있도록 모터 제어기를 연결할 필요가 없게 되어, 센서 신호의 입출력을 위한 엔진 제어기 및 모터 제어기의 회로 설계 변경이 불필요하고, 센서 신호의 결선에 사용되는 배선을 제거할 수 있게 되면서 노이즈 유입에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다. 동시에 비용을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 하이브리드 차량의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감 제어 장치의 구성 및 동작을 나타낸 블록도,

도 3은 모터 위치센서가 8극일 때 4분주하여 C2 위치각을 얻은 예를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 저감 제어 장치의 구성 및 동작을 나타낸 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 구동모터 2 : 엔진

2a : 크랭크축 3 : 모터 제어용 회전자 위치센서

4 : C2 속도 추정부 5 : C2 위치각 산출부

6 : 기준파 생성부 7 : 적응필터부

7a : RLS 적응필터 8 : 미분기

9 : 대역통과필터 10 : 저역통과필터

14 : C2 토크 산출부 17 : 진동 저감용 토크 지령 생성부

20 : 모터 제어 시스템 23 : 모터 제어기

Claims

모터 위치센서의 속도정보로부터 엔진 크랭크축 위치센서 신호와 동일 주파수의 위치정보를 얻는 C2 위치각 산출부와;

상기 C2 위치각 산출부에 의해 얻어진 위치정보로부터 기준 사인파를 발생시키는 기준파 생성부와;

상기 기준파 생성부에 의해 생성된 기준 사인파를 입력으로 하고 모터 위치센서의 모터 위치정보로부터 얻어진 C2 속도성분을 목표출력으로 하여 필터 계수를 추정하고 그로부터 크랭크축에 동기된 C2 속도의 위상각을 구하는 적응필터부와;

상기 C2 속도의 위상각으로부터 C2 토크의 위상각을 계산하고 이를 C2 토크의 크기와 함게 출력하는 C2 토크 산출부와;

상기 C2 토크 산출부의 출력으로부터 역위상의 위치각을 계산하고 인버터의 토크 지연을 보상하여 진동 저감을 위한 최종적인 역토크 지령을 생성하는 진동 저감용 토크 지령 생성부와;

상위 제어기의 토크 요구량과 상기 진동 저감용 토크 지령 생성부의 역토크 지령을 합산한 값을 입력으로 하여 모터 토크를 발생시키는 모터 제어부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 위치정보로서 상기 C2 위치각 산출부는 m극의 모터 위치센서 정보를 m/2로 분주하여 엔진의 C2 속도성분의 위치각을 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 적응필터부는 상기 기준파 생성부의 기준 사인파를 입력으로 하고 모터 위치센서의 모터 위치정보로부터 얻은 C2 속도성분을 목표출력으로 하여 필터 계수를 추정하는 RLS 적응필터를 포함하고, 상기 모터 위치센서의 모터 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보를 대역통과필터에 통과시켜 C2 속도성분만을 얻은 뒤 상기 RLS 적응필터의 목표출력으로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 모터 위치센서의 모터 위치정보를 미분하여 획득한 순시 속도정보가 저역통과필터를 통과하여 엔진 회전속도가 구해지고 그로부터 C2 주파수가 구해지면, 그로부터 상기 적응필터부가 C2 주파수에 대한 위상각 및 크기를 구하고 C2 위치각 산출부의 C2 위치각에 상기 C2 주파수에 대한 위상각을 더하여 크랭크축에 동기된 C2 속도의 위상각을 구하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 C2 토크 산출부는 C2 속도의 위상각에 90도를 진각시켜 C2 토크의 위상각을 구하며, C2 속도 진폭에 크랭크축 등가 관성의 n/2배를 곱하여 C2 토크의 크기를 구하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 C2 토크 산출부는 엔진 제어기로부터 엔진 부하 정보를 전달받아 C2 토크의 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 능동형 진동 저감 제어 장치.