KR20170095713A - 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법 - Google Patents

하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20170095713A
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신동준
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서울과학기술대학교 산학협력단
중앙대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템으로서, 상기 하이브리드 시스템에 구비되는 크랭크의 동작상태를 측정하는 측정부, 상기 측정부의 측정값에 기초하여, 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하는 제어부, 상기 전압 또는 전류가 인가되어 구동력을 제공하는 모터부 및 자신 이외의 구성요소들에 전력을 제공하는 전원부를 포함하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템을 제공하여, 하이브리드 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법{Virtual stroke actuation system and method for a hybrid systems}
실시예는 전기 자전거 등과 같이, 사람의 페달력과 구동기의 동력을 동시에 사용하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 하이브리드 시스템 및 전기 자전거의 에너지 효율을 높이고 부드러운 가속이 가능하도록 모터를 이용한 가상행정을 추가하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 사람의 힘이 페달에 작용하면 크랭크-페달 메커니즘을 통해 바퀴를 회전시켜 움직이는 2륜차로서, 교통, 운동 및 레저용으로 널리 이용되고 있다. 최근에는 지구 온난화의 원인인 탄소배출을 줄이기 위해 자전거 활성화 정책이 국가적으로 추진됨에 따라, 운동과 레저용뿐만 아니라 출퇴근 수단으로서도 자전거의 이용량이 급속도로 증가하고 있다.
이러한 자전거는 사용자가 같은 거리를 이동함에 있어 달리는 것보다 체력을 적게 소모하면서 짧은 시간 내에 목적지까지 이동할 수 있게 되므로, 노약자도 무리 없이 이용할 수 있으나, 경사로가 많은 경우에는 걷거나 달리는 것보다 오히려 더 큰 체력을 필요로 하고, 또 목적지까지 거리가 먼 경우에는 지나치게 많은 체력을 소진해야 하기 때문에 오히려 사용자의 건강을 해치는 문제가 생기게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 사용되기 시작한 전기자전거는 일반 자전거의 바퀴 허브 등에 직류모터를 장착하고 동력을 보조하는 기능을 하여 평지 및 오르막 길에서 쾌적한 주행을 가능하게 한다.
일반적인 전기자전거의 운전자는 스로틀(throttle)모드와 PAS(Pedal Assist System)모드의 두 가지 방법을 선택적으로 사용하여 전기자전에 구비된 직류모터의 동력보조 정도를 제어할 수 있다.
스로틀 모드는 일반적인 오토바이에 사용되는 스로틀 레버와 유사한 기능을 하며 전기자전거 오른쪽 핸들 바에 장착되고 당기거나 풀어주는 등의 동작을 통하여 전기자전거 오른쪽 핸들 바에 장착되고 당기거나 풀어주는 등의 동작을 통하여 전기자전거의 속도, 이른바 전기자전거에 장착되어 보조동력기능을 하는 직류모터의 토크 값을 가변시키는 역할을 한다.
PAS 모드에서는 전기자전거 운전자가 페달링 동작을 통하여 모터의 출력을 제어하며 페달링 시에 크랭크 축의 회전을 감지하는 스피드 센서를 통하여 전기자전거에 구비된 직류모터의 동력보조에 대한 토크의 크기를 제어할 수 있다.
홀 효과(Hall Effect)를 이용하는 스피드센서는 일반적으로 전기자전거의 크랭크축에 장착되며, 전기자전거 운전자가 페달을 구를 때 홀 효과에 의해 발생하는 전압으로 크랭크 축의 회전을 감지한다.
종래의 전기자전거에 사용되는 스피드센서 토크 제어 장치는 운전자가 페달을 구르는 동작의 여부만을 감지하는 온 오프 방식으로서, 스피드센서에서 전압이 검출되면 전기자전거의 직류모터에 대한 토크 값을 최대로 설정하여 동력을 보조하게 한다. 그러나, 기존 전기 자전거는 홀센서로부터 측정되는 크랭크 축의 RPM에 비례하여 동력을 보조하므로, 오히려 저속에서 모터의 동력이 급감하게 되는데, 저속에서 큰 동력이 필요할 때 큰 동력보조가 불가능한 문제가 있다.
스피드 센서 방식의 문제점에 대한 대안으로서는 토크센서 방식이 있으나 토크센서 방식들은 페달링 시에 발생하는 디스크 혹은 스프링 등의 뒤틀림을 측정하는 기계식 방법으로서, 높은 장착 비용과 종래의 전기자전거에 장착이 어려운 문제점들을 갖는바, 스피드 센서 방식으로 속도에 비례하여 모터 출력을 제어할 수 있도록 하는 효과적인 해결방안이 필요하다.
특허문헌 1은 스피드센서의 아날로그 출력신호에 따라 가변적으로 모터의 토크를 제어할 수 있는 전기자전거용 토크 제어장치를 제안하였는데, 특허문헌 1에 따르면 페달링 속도에 비례하여 모터의 출력 제어가 이루어지므로 편리한 측면이 있었으나, 이중 홀 센서로 구성되는 디지털 방식의 스피드 센서는 디지털 펄스 신호를 출력하므로 아날로그 신호를 입력받아 사용하는 특허문헌 1의 방식으로는 디지털 방식의 스피드센서를 사용하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 종래의 전기자전거의 구동 시스템은 탑승자의 힘 전달 효율이 높은 크랭크 위상각 구간에서 전기자전거에 구비된 모터를 함께 구동시키기 때문에, 탑승자가 소비하는 에너지와 모터 구동에 소비되는 에너지 합인 소비 에너지 총량에 비하여 전체 시스템의 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 전기자전거는 사람의 힘에 의한 동력과 구동기의 동력을 동시에 사용하므로, 하이브리드 시스템으로 볼 수 있으며, 하이브리드 시스템의 예로는 전기자전거 이외에도 전동휠체어, 전동스쿠터 등과 같이, 사람의 힘에 의한 동력과 구동기의 동력을 동시에 사용하는 시스템을 예로 들 수 있다.
이하 전기자전거, 전동휠체어 및 전동스쿠터 등과 같이 사람의 힘에 의한 동력과 구동기의 동력을 동시에 사용하는 시스템을 통틀어 하이브리드 시스템이라 한다.
대한민국 공개공부 제10-201400142117호.
실시예는 사람의 힘 전달 효율이 높은 구간이 아닌 낮은 구간에서 모터를 구동하여, 에너지 효율을 높일 수 있는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 하이브리드 시스템의 힘 전달에 따른 회전축의 토크 변화량을 줄여 하이브리드 시스템의 부드러운 가속이 가능하도록 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템으로서, 상기 하이브리드 시스템에 구비되는 크랭크의 동작상태를 측정하는 측정부; 상기 측정부의 측정값에 기초하여, 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하는 제어부; 상기 전압 또는 전류가 인가되어 구동력을 제공하는 모터부; 및 자신 이외의 구성요소들에 전력을 제공하는 전원부;를 포함한다.
상기 측정부는 상기 크랭크의 각도와 상기 크랭크의 토크를 함께 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측정부는 크랭크 토크 센서, 페달 힘센서 또는 압력센서 중 적어도 하나가 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 크랭크 토크 센서는 상기 하이브리드 시스템의 프레임 또는 상기 크랭크에 설치될 수 있다.
상기 크랭크 토크 센서가 상기 프레임에 설치되는 경우, 상기 크랭크 토크 센서는 상기 크랭크가 회전하는 동안, 상기 크랭크가 인접하여 지나는 부분 중 한 지점에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 크랭트의 각도에 따른 상기 크랭크의 토크를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 크랭크에 가해지는 토크의 급격한 변화를 감소시키기 위해 주행상황에 따른 제어변수를 선택하고, 상기 제어변수를 고려하여 상기 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 하기 수학식 1을 통하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
(상기 수학식 1에서,
Figure pat00002
는 모터에 인가될 전압 또는 전류,
Figure pat00003
는 크랭크 각도
Figure pat00004
에 해당하는 크랭크 토크를 나타냄,
Figure pat00005
는 비례상수로서, 토크의 급격한 변화를 줄이기 위해서 설정되는 값(주행시 변화가능)
Figure pat00006
는 현재 크랭크의 각도,
Figure pat00007
는 위상지연 각도로서, 에너지 효율을 높이기 위한 변수(주행시 변화가능))
상기 크랭크에는 회동가능한 동력전달부가 연결되며, 상기 측정부는 상기 동력전달부에 작용하는 힘으로부터 상기 크랭크에 작용하는 토크를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측정부는 상기 동력전달부에 작용하는 수직 및 수평 분력을 상기 크랭크에 작용하는 접선 및 법선 분력으로 전환하여 상기 크랭크 축에 작용하는 토크를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는, 측정부를 초기화하고, 동력이 전달되기를 기다리는 가상행정 구동 방법의 시작 단계; 동력의 전달 여부를 통해 가상행정 구동 방법의 작동 여부를 판단하는 가상행정 구동 방법의 작동판단 단계; 크랭크 각도와 크랭크 토크 측정하는 가상 행정 구동 방법의 측정단계; 상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크가 저장부에 저장되는 가상행정 구동 방법의 저장 단계; 상기 측정단계에서 측정된 상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크를 사용하여, 가상행정 구동 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 가상행정 구동 방법의 결정 단계; 및 상기 결정된 전압 또는 전류를 가상행정 구동 모터에 인가하는 가상행정 구동 방법 인가 단계;를 포함하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법으로 구현될 수 있다.
상기 가상행정 구동 방법의 측정 단계에서, 상기 전압 또는 전류는 탑승자의 신체 규격과 주행상황을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 주행상황은 주행되는 도로의 경사각을 고려하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가상 행정 구동 방법의 저장 단계에서, 상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크는 크랭크의 회전 각도에 따라 순차적으로 저장되며, 상기 가상행정이 구동시 새롭게 측정되는 크랭크 각도와 크랭크 토크가 저장테이블에 업데이트 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가상행정 구동 방법의 결정단계에서, 상기 전압 또는 전류는 수학식 1을 통하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00008
(상기 수학식 1에서,
Figure pat00009
는 모터에 인가될 전압 또는 전류,
Figure pat00010
는 크랭크 각도
Figure pat00011
에 해당하는 크랭크 토크를 나타냄,
Figure pat00012
는 비례상수로서, 토크의 급격한 변화를 줄이기 위해서 설정되는 값(주행시 변화가능)
Figure pat00013
는 현재 크랭크의 각도,
Figure pat00014
는 위상지연 각도로서, 에너지 효율을 높이기 위한 변수(주행시 변화가능))
실시예에 따르면, 하이브리드 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 하이브리드 시스템의 크랭크 각도에 따른 휠 토크 변화량이 줄어드는 효과가 있다.
또한, 하이브리드 시스템의 부드러운 가속 및 승차감 개선이 가능해진다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템의 구성을 나타내는 구성도이고,
도 2는 도 1의 구성인 측정부가 동력전달부로부터 토크를 측정하는 것을 나타내는 도면이고,
도 3은 도 1의 구성에서 위상지연에 따른 동력보상을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법의 처리 흐름을 나타낸 흐름도이고,
도 5는 도 4의 처리 순서를 나타내는 순서도이고,
도 6는 본 발명의 실시예를 적용하는 경우, 크랭크 각도에 따른 전체 힘의 정도를 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명의 실시예를 적용하는 경우, 크랭크 각도에 따른 전체 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 2는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템(100)은 제어부(10), 모터부(20), 저장부(30), 측정부(40) 및 전원부(50)를 포함할 수 있다.
제어부(10)는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템(100) 전체의 구동을 제어한다. 구체적으로 본 발명의 구성요소인 모터부(20), 저장부(30) 및 측정부(40)를 제어하는 역할을 수행한다. 제어부(10)는 측정부(40)를 제어하여 측정부(40)를 초기화하거나, 측정부(40)에서 측정된 측정값들을 넘겨받고, 이로부터 가상행정 발생 타이밍과 가상행정이 발생하는 경우, 모터에 인가될 전압 또는 전류를 계산하며, 계산된 전압 또는 전류를 하이브리드 시스템의 모터에 인가한다.
제어부(10)는 또한, 통상의 마이크로 프로세서 형태로 구현될 수 있다.
제어부(10)는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템(100)이 전기자전거로 구현되는 경우, 크랭크에 가해지는 토크의 급격한 변화를 감소시키기 위해 탑승자의 신체 규격과 주행상황에 맞추어 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정할 수 있다. 주행상황이라 함은 도로의 경사의 정도와 현재의 가속 정도를 고려하여 결정될 수 있다. 이러한 주행상황을 고려하기 위해 주행상황에 따른 제어변수가 저장부(30)에 저장될 수 있으며, 제어부(10)는 저장부(30)에 저장된 제어변수를 이용하여 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정할 수 있다.
모터부(20)는 제어부(10)의 제어에 따라 가상행정 발생 타이밍에 인가되는 전압 또는 전류에 의해 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템을 구동하기 위한 구동력을 전달할 수 있다. 또한, 모터부(20)에 엔코더가 구비될 수 있지만, 모터부(20)의 엔코더 구비 여부는 본 발명의 구성과는 관계되지 않으며, 모터부(20)의 엔코더의 이용은 공지되어 있는 부분이므로, 그에 대한 설명은 따로 하지 않는다.
저장부(30)는 측정부(40)에서 얻은 크랭크의 각도에 따른 크랭크의 토크를 저장해두는 역할을 하며, 저장된 크랭크의 각도 및 토크는 제어부(10)에서 참조할 수 있도록 한다.
저장부(30)에는 크랭크의 각도에 따른 크랭크 토크의 적절한 범위 또는 최적값 등을 룩업테이블 형태로 저장될 수 있으며, 제어부(10)에서 필요에 따라 참조할 수 있도록 구현될 수 있다.
일실시예로, 저장부(30)는 크랭크가 회전하는 경우, 측정부(40)로부터 측정되는 크랭크의 각도에 따른 크랭크 토크를 저장테이블에 저장할 수 있다. 이때, 크랭크가 반복적으로 회전하므로, 크랭크 각도에 따른 크랭크 토크가 계속적으로 업데이트 될 수 있으며, 제어부(10)는 지속적으로 업데이트 되는 정보를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 저장부(30)는 제어부(10)에 통합되어 구현될 수 있다.
측정부(40)는 하이브리드 시스템에 구비되는 크랭크의 동작상태를 측정한다.
측정부(40)는 크랭크의 회전 상태를 판단할 수 있는 다양한 변수를 측정할 수 있으며, 이를 측정하기 위한 다양한 측정장치가 사용될 수 있다. 일실시예로, 측정부(40)는 크랭크의 각도와 크랭크의 토크를 측정할 수 있다. 측정부(40)는 크랭크의 각도와 토크를 각각 또는 함께 측정하도록 구비될 수 있다. 측정부(40)는 크랭크 각도와 토크를 측정하기 위해 크랭크 토크 센서, 페달 힘센서 또는 압력센서 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
크랭크 토크 센서가 사용되는 경우, 크랭크 토크 센서는 하이브리드 시스템의 프레임이나 크랭크에 설치될 수 있다. 일실시예로, 크랭크 토크 센서가 프레임에 설치되는 경우, 크랭크가 회전하는 동안, 크랭크가 인접하여 지나는 부분 중 한 지점에 설치될 수 있다. 이는 크랭크의 회전 반경 내측에 설치되어 토크의 측정값의 정확도를 향상하기 위함이다.
전원부(50)는 제어부(10)와 모터부(20), 측정부(40)에 전원을 공급하는 역할을 하며, 저장부(30)가 제어부(10)에 통합되지 않고 별도로 구현되는 경우 저장부(30)에도 전원을 공급하는 형태로 구현된다.
또한, 도 1에는 제어부(10)에서 전원부(50)에 제어신호를 보내지 않는 것으로 도시되어 있으나, 제어부(10)에서 전원부(50)에 제어신호를 보내 각 부로 공급되는 전원을 제어하는 형태로 구현될 수도 있다.
도 1에서 각 부를 이어주는 선들에 대하여 설명하면, 일단에 화살표가 표시되지 않은 선들은 전원선으로서, 전원부(50)에서 발생되는 전원을 각 부로 공급하기 위한 선을 나타내며, 일단에 화살표가 있는 선들은 제어 신호의 전달 방향 또는 데이터의 전달 방향을 나타내는 선들로서, 해당 선의 양단부 중 화살표가 없는 단부에 연결된 구성요소로부터 화살표가 있는 단부에 연결된 구성요소로 신호 또는 데이터가 전달됨을 나타낸다.
또한, 상기 본 발명에 대한 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 가상 행정 구동 시스템이 자전거에 적용되는 경우를 예로 들어 표현하였으나, 이는 본 발명의 가상행정 구동 시스템이 자전거에만 적용될 수 있는 것으로 한정하기 위함이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람을 포함하여 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 자전거를 예로 든 것뿐임을 이해하여야 한다.
본 발명의 가상행정 구동 시스템을 휠체어에 적용하는 경우에는, 상기 자전거에 적용된 실시예의 설명 중, 크랭크는 회전축으로, 페달은 림으로 대체하여 이해하면 된다.
또한, 자전거 또는 휠체어 이외의 장치에 본 발명의 가상행정 구동 시스템이 적용되는 경우 역시, 상기 본 발명에 대한 실시예의 설명 중 크랭크 또는 페달로 기재되어 있는 부분들을, 해당 장치 중 크랭크 또는 페달에 대응되는 구성요소들의 명칭으로 대체하여 이해하면 될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예인 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템에서 측정부(40)가 동력전달부(60)로부터 토크를 측정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템의 측정부(40)는 동력전달부(60)에 작용하는 힘으로부터 크랭크에 작용하는 토크를 측정할 수 있다. 측정부(40)는 동력전달부(60) 내부에 위치할 수 있으며, 별도로 위치하는 경우 근거리 통신을 이용하여 동력전달부(60)에 측정되는 힘을 전달받을 수 있다. 또한, 동력전달부(60) 자체가 측정부(40)로 동작할 수 있다. 일실시예로, 동력전달부(60)는 전기자전거에서 페달이 사용될 수 있다.
동력전달부(60)는 크랭크의 단부와 회전이 가능하도록 연결되며, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 (100)구동을 위해 하중이 가해진다. 동력전달부(60)는 동력전달부(60)에 가해지는 하중과 동력전달부(60)가 수평면과 이루는 회전각(θ)을 측정할 수 있다. 측정부(40)는 동력전달부(60)에서 측정된 하중값(수직 분력과 수평 분력)과 회전각(θ)을 이용하여 동력전달부(60)에 작용하는 총힘(F)을 측정한다. 이후 측정부(40)는 동력전달부(60)에 작용하는 총힘(F)을 크랭크 회전 반경의 접선분력(Ft)과 법선분력(Fn)으로 분리한다. 측정부(40)는 접선분력(Ft)과 법선분력(Fn)을 이용하여 크랭크에 작용하는 토크를 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템의 세부적 동작에 대해 설명하면 아래와 같다.
하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템은 측정부(40)로부터 크랭크의 동작상태를 측정하게 되며, 제어부(10)는 측정부(40)의 측정값에 기초하여 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하여 모터부(20)를 구동하게 된다.
Figure pat00015
상기 수학식 1은 제어부(10)에서 모터에 인가될 전압 또는 전류 값을 구하기 위한 식으로서,
Figure pat00016
는 모터에 인가될 전압 또는 전류 신호이며,
Figure pat00017
는 비례상수로서, 휠 토크 변화량이 최소화되도록 설정되며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상행정 구동 시스템에서는 1로 설정된다. 또한, 상기
Figure pat00018
는 휠 토크 변화량이 최소화되도록 주행상황 등을 고려하여 1 이외의 값으로 조정될 수도 있다. 실시예에 따라서는 여러 상황과 각 상황에 따른
Figure pat00019
값을 미리 룩업테이블화하여 저장부(30)에 저장해놓고, 제어부(10)에서 이를 참조하여 필요한 값을 골라 연산에 적용할 수 있도록 구현될 수 있다.
Figure pat00020
는 측정부(40)에서 측정한 현재 크랭크의 각도를 나타낸다.
Figure pat00021
는 위상 지연 각도로서, 탑승자에 의한 구동력이 제공되는 시점의 크랭크 각도와 가상행정 구동에 의한 구동력이 제공되는 시점의 크랭크 각도 사이의 차이이며, 사전 설정되는 값이지만 주행 중에 에너지 소모를 최소화되도록 변화가 가능하다. 일실시예로, 4행정 크랭크 구동에서 위상 지연 각도는 45도로 사용될 수 있다.
또한,
Figure pat00022
값이 360도인 경우, 가상행정 구동에 의한 구동력이 제공되는 시점과 탑승자에 의한 구동력이 제공되는 시점이 같아지게 되어 가상행정 구동 방법을 이용하는 의미가 없어지지만, 일부 특수 상황에서는 가상행정 구동에 의한 구동력을 발생시킬 필요가 없으므로,
Figure pat00023
값을 360도로 설정할 수도 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템에서 위상지연에 따른 동력보상을 나타내는 도면이다.
도 3에서는 위상에 따른 토크의 정도를 나타내는 그래프로써 인간(Human), 전기자전거(PAS) 및 가상행정 구동 시스템(VSA)을 구분하여 나타내고 있다.
인간의 경우 자전거를 운행할 때, 크랭크의 각도 및 하중이 가해지는 방향에 따라 토크가 발생하게 된다. 또한, 전기자전거의 경우 동력의 보조가 발생하나, 이는 동력을 증대시키는 역할을 할 뿐이고, 위상각의 지연이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
그러나, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템은 인간과 모터부가 함께 동작한다. 이는 전기자전거의 경우처럼 단순한 동력의 보조가 아닌, 크랭크 토크에 위상이 지연되어 모터 동력을 인가하고 있다.
상기 수학식 1에 나타나는 것과 같이 위상지연 각도를 이용하여 동력보조의 효율을 향상시킬 수 있다.
이처럼 아이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템은 지연된 동력보조를 이용하여 인간의 구동력이 작용하기 힘든 영역에서 동력을 보조함으로써 구동 효율을 증대시키는 효과가 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법의 처리 흐름을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법의 처리 순서를 나타내는 순서도이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 도 1 내지 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법의 개략적인 처리 과정의 흐름은, F000 내지 F400의 5단계로 구분될 수 있다.
이하, F000 내지 F400의 5단계를 단계별로 설명한다.
F000 단계는, 본 발명에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법이 시작되는 단계로서, 본 발명에 따른 하이브리드 시스템에 사람이 탑승하면, 탑승자의 페달 입력 즉, 페달링을 대기하는 상태가 된다.
F100 단계에서는, 본 발명에 따른 하이브리드 시스템에 탑승한 사람의 페달링으로 크랭크 및 휠이 회전되기 시작하면, 측정부(40)가 측정을 개시하여 측정값을 출력하기 시작한다.
F200 단계에서는, 측정부(40)의 측정값 출력이 제어부(10)를 경유하여 저장부(30)에 저장된다. 여기서, 상기 측정값은 크랭크의 각도와 토크를 포함하며, 상기 크랭크의 각도와 토크가 저장부(30)에 저장될 때에는 다양한 각도 각각에 따른 토크가 각도와 연관되어 저장된다.
F300 단계에서는, 미리 설정된 크랭크 각도 이후의(=위상지연각 이후의) 크랭크 각도에 연관되어 있는 크랭크 토크에, 적절한 이득 또는 비례상수 k를 곱하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정한다.
F400 단계에서는, F300 단계에서 결정된 전압 또는 전류를 모터에 인가하여 모터가 가상행정 구동되도록 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법은, 상기와 같은 순서를 거쳐 모터에 전압 또는 전류를 인가한 후, F100 단계로 되돌아가며, 탑승자의 페달링이 계속되는 동안에는 상술한 것과 같은 F100 내지 F400단계들을 반복적으로 수행함으로써, 하이브리드 시스템의 모터를 가상행정 구동시키게 된다.
도 5를 참조하면, 도 5는 도 4의 처리 흐름에, 탑승자가 임의로 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 (100)및 방법을 On/Off 하는 경우를 반영할 수 있도록 구성된 순서도이다.
하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법의 처리 과정을 설명하면 아래와 같다.
S000 단계는, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 가상행정 구동방법이 시작되는 단계로서, 본 발명에 따른 하이브리드 시스템에 사람이 탑승하면, 자동으로 측정부(40)를 초기화하고, 탑승자의 동력전달부(60) 구동을 대기하는 상태, 즉 동력의 전달 여부를 기다리는 상태가 된다.
이하 S000 단계를 가상행정 구동 방법의 시작 단계라 한다.
S100 단계에서는, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템에 탑승한 사람이, 가상행정 구동방법을 작동시켰는지 여부를 판단한다.
가상행정 구동 방법을 작동시키지 않을 경우에는 S000단계로 되돌아간다.
가상행정 구동 방법을 작동시킨 경우에는, 측정부(40)로부터 출력되는 크랭크의 각도 및 토크를 포함하는 측정값 출력이 제어부(10)로 전달된다.
또한, 탑승자가 본 발명에 따른 가상행정 구동 방법을 작동시키기 위한 수단으로서, 물리적인 스위치가 하이브리드 시스템에 구비되는 경우, 터치패널의 디스플레이가 하이브리드 시스템에 구비되는 경우, 또는 탑승자의 스마트폰과 연동하는 제어부(10)가 하이브리드 시스템에 구비되는 경우 등이 사용될 수 있다. 이러한 수단들을 모두 주지되어 있는 것으로서, 일반 공중 누구에게나 자명한 사실이므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이하 S100 단계를 가상행정 구동 방법의 작동판단 단계라 한다.
S200 단계에서는, 크랭크의 각도 및 토크를 포함하는 측정값이 측정부(40)로부터 제어부(10)에 전달되고, 이후 단계에서 제어부(10)는 전달받은 측정값을 이용하여 전압 또는 전류를 결정하며, 또한 제어부(10)는 측정값을 저장부(30)에도 전달한다.
여기에서, 측정값은 크랭크의 각도와 토크를 예로 하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 하이브리드 시스템에 구비되는 크랭크의 동작상태를 알 수 있는 다양한 측정값이 사용될 수 있다.
또한, 측정부(40)에 포함되는 센서는 크랭크 토크 센서 또는 페달 힘 센서로서, 크랭크 토크를 측정 또는 예측하고, 엔코더나 기울기 센서로부터 크랭크 각도를 측정 또는 예측하며, 이들 측정값을 함께 출력하여 제어부(10)에 전달되도록 한다. 제어부(10)는 현재의 크랭크의 동작상태를 측정함과 동시에 이전의 구동상태를 비교하여 이후 크랭크의 동작상태를 예측하게 된다.
측정부(40)라 함은, 크랭크 토크 센서 또는 페달 힘 센서, 압력센서, 엔코더, 기울기 센서 등을 함께 지칭하는 용어로서, 측정부(40)가 하이브리드 시스템에 구비되는 복수의 센서 중 어느 하나 만을 특정하여 지칭하는 것이 아님을 주의하여야 한다.
이하 S200 단계를 가상행정 구동 방법의 측정 단계라 한다.
S250 단계에서, 저장부(30)는 전달받은 측정값들을 저장한다. 일실시예로, 저장부(30)는 전달받은 측정값들 중 크랭크 각도와 크랭크 토크를 구분하여 저장한다.
여기에서, 저장부(30)에 각 측정값들을 구분하여 저장하는 것은 크랭크 각도 및 크랭크 토크가 단순히 구분되어 별개의 값으로 저장되는 것을 의미하는 것은 아니며, 크랭크 각도와 그 각도에서의 크랭크 토크가 연관되어 저장됨을 의미한다.
이렇게 개별 크랭크 각도와 크랭크 토크과 연관되어 저장됨으로써, 경우에 따라서는 크랭크 각도 변화에 따른 크랭크 토크의 변화 경향을 파악할 수 있다.
일실시예로, 측정부(40)에서 측정되는 크랭크 각도와 크랭크 토크는 저장부(30)에 마련되는 저장테이블에 순차적으로 저장되며, 가상행정 구동시 새롭게 측정되는 크랭크 각도와 크랭크 토크가 저장테이블에 지속적으로 업데이트 될 수 있다. 이는 크랭크의 회전속도는 매 회전시마다 다르므로, 이를 반영하여 모터에에 인가될 전압 또는 전류를 결정하기 위함이다. 저장테이블의 형태는 제한이 없으며, 연속적인 그래프의 형태나 수치화된 테이블의 형상 등 다양한 방법으로 저장이 가능하다.
이하 S250 단계를 가상행정 구동 방법의 저장 단계라 한다.
S300 단계에서는, 제어부(10)에서, 다음과 같은 연산을 통하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하며, 이를 수식화하면 하기 수학식 1과 같다. 하기 수학식 1은 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템과 동일한 방법으로 모터에 인가되는 전압 또는 전류가 결정된다.
[수학식 1]
Figure pat00024
상기 수학식 1은 제어부(10)에서 모터에 인가될 전압 또는 전류 값을 구하기 위한 식으로서,
Figure pat00025
는 모터에 인가될 전압 또는 전류 신호이며,
Figure pat00026
는 비례상수로서, 휠 토크 변화량이 최소화되도록 설정되며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상행정 구동 시스템에서는 1로 설정된다. 또한, 상기
Figure pat00027
는 휠 토크 변화량이 최소화되도록 주행상황 등을 고려하여 1 이외의 값으로 조정될 수도 있다. 실시예에 따라서는 여러 상황과 각 상황에 따른
Figure pat00028
값을 미리 룩업테이블화하여 저장부(30)에 저장해놓고, 제어부(10)에서 이를 참조하여 필요한 값을 골라 연산에 적용할 수 있도록 구현될 수 있다.
Figure pat00029
는 측정부(40)에서 측정한 현재 크랭크의 각도를 나타낸다.
Figure pat00030
는 위상 지연 각도로서, 탑승자에 의한 구동력이 제공되는 시점의 크랭크 각도와 가상행정 구동에 의한 구동력이 제공되는 시점의 크랭크 각도 사이의 차이이며, 사전 설정되는 값이지만 주행 중에 에너지 소모를 최소화되도록 변화가 가능하다.
또한,
Figure pat00031
값이 360도인 경우, 가상행정 구동에 의한 구동력이 제공되는 시점과 탑승자에 의한 구동력이 제공되는 시점이 같아지게 되어 가상행정 구동 방법을 이용하는 의미가 없어지지만, 일부 특수 상황에서는 가상행정 구동에 의한 구동력을 발생시킬 필요가 없으므로,
Figure pat00032
값을 360도로 설정할 수도 있도록 한다.
상기의 수학식 1에 의해 계산되는 전류 또는 전압값은,
1) 센서의 측정값에 포함된, 현재 크랭크의 각도에서 미리 설정되어 있는 각도를 제하여 구하는 이전의 크랭크 각도를 구하고,
2) 상기 1)의 크랭크 각도에 연관되어 있는 크랭크 토크를 참조하며,
3) 상기 2)의 크랭크 토크에 적절한 이득 또는 비례상수 k를 곱하여, 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정한다.
여기에서, 이득 또는 비례상수 k는 전기자전거의 휠 토크 변화율이 최소화되도록 결정된다.
또한, 실시 형태에 따라 몇 가지 적절한 비례상수 k의 값들을 룩업테이블화하여 저장부(30)에 미리 저장해놓고, 제어부(10)에서 이를 참조하여 적절한 값을 선택하여 적용할 수 있도록 하는 방법도 가능하다.
이외에도, k값은 하이브리드 시스템의 주행상황을 고려하여 결정될 수 있다.
일 실시예로, k값은 주행시 도로의 경사 여부를 고려할 수 있다. 하이브리드 시스템이 오르막에서 주행되는 경우 k값의 가중치를 더할 수 있으며, 내리막에서 주행되는 경우 가속이 되는 상황에서 안정적인 주행을 위해 k값이 낮출 수 있다. 이처럼 k값은 도로의 경사각과 주행속도의 관계를 이용하여 미리 룩업테이블화 하여 저장부(30)에 저장이 가능하다.
제어부(10)는 크랭크의 동작상태를 측정한 측정부(40)의 측정값을 이용하여 동력보조를 위해 필요한 전력 및 전압을 결정하며, 이때 주행상황에 따른 변수를 고려하여 더욱 편안한 주행이 가능하도록 한다.
이하 S300 단계를 가상행정 구동 방법의 결정 단계라 한다.
S400 단계에서는, S300 단계에서 결정된 전압 또는 전류를 모터에 인가하여 모터가 가상행정 구동되도록 한다.
이하 S400 단계를 가상행정 구동 방법의 인가 단계라 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예인 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법은 S000 내지 S400의 단계를 반복적으로 수행하면서 하이브리드 시스템의 구동력을 보충하여 토크의 변화량을 줄일 수 있으며, 이로 인해 부드러운 가속과 승차감을 개선할 수 있다.
도 6는 본 발명의 실시예를 적용하는 경우, 크랭크 각도에 따른 전체 힘의 정도를 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예를 적용하는 경우, 크랭크 각도에 따른 전체 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예인 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템 (100)및 방법을 사용하는 경우에 크랭크 각도에 따른 토크의 변화량을 확인할 수 있다.
도 6 및 도 7은 일반자전거(Human only), 전기자전거(PAS) 및 가상행정 구동 시스템 또는 방법(Virtual stroke actuation, VSA)이 적용된 전기자전거의 크랭크 각도에 따른 총 파워의 변화량과 크랭크 각도에 따른 토크의 변화량을 도시하고 있다.
상기 실험은 동일속도를 구현하는데 필요한 총 파워와 토크를 나타내고 있다. 상기 그래프를 살펴보면, 전기자전거의 경우 일반자전거보다 크랭크 토크는 감소시키나 총 파워 오히려 늘어나는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 가상행정 구동을 적용한 전기자전거의 경우, 총 파워와 크랭크의 토크가 모두 효과적으로 감소함을 확인할 수 있으며, 이는 가상행정 구동을 적용하는 경우에 더욱 효율적인 동력보조가 이뤄짐을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 제어부
20 : 모터부
30 : 저장부
40 : 측정부
50 : 전원부
60 : 동력전달부
100 : 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템

Claims (15)

  1. 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템으로서,
    상기 하이브리드 시스템에 구비되는 크랭크의 동작상태를 측정하는 측정부;
    상기 측정부의 측정값에 기초하여, 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하는 제어부;
    상기 전압 또는 전류가 인가되어 구동력을 제공하는 모터부; 및
    자신 이외의 구성요소들에 전력을 제공하는 전원부;
    를 포함하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 크랭크의 각도와 상기 크랭크의 토크를 함께 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 측정부는 크랭크 토크 센서, 페달 힘센서 또는 압력센서 중 적어도 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 크랭크 토크 센서는 상기 하이브리드 시스템의 프레임 또는 상기 크랭크에 설치되는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 크랭크 토크 센서가 상기 프레임에 설치되는 경우,
    상기 크랭크 토크 센서는 상기 크랭크가 회전하는 동안, 상기 크랭크가 인접하여 지나는 부분 중 한 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 크랭트의 각도에 따른 상기 크랭크의 토크를 저장하는 저장부
    를 더 포함하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 크랭크에 가해지는 토크의 급격한 변화를 감소시키기 위해 주행상황에 따른 제어변수를 선택하고, 상기 제어변수를 고려하여 상기 가상행정 구동에 필요한 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기 수학식 1을 통하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
    [수학식 1]
    Figure pat00033

    (상기 수학식 1에서,
    Figure pat00034
    는 모터에 인가될 전압 또는 전류,
    Figure pat00035
    는 크랭크 각도
    Figure pat00036
    에 해당하는 크랭크 토크를 나타냄,
    Figure pat00037
    는 비례상수로서, 토크의 급격한 변화를 줄이기 위해서 설정되는 값(주행시 변화가능)
    Figure pat00038
    는 현재 크랭크의 각도,
    Figure pat00039
    는 위상지연 각도로서, 에너지 효율을 높이기 위한 변수(주행시 변화가능))
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 크랭크에는 회동가능한 동력전달부가 연결되며,
    상기 측정부는 상기 동력전달부에 작용하는 힘으로부터 상기 크랭크에 작용하는 토크를 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 동력전달부에 작용하는 수직 및 수평 분력을 상기 크랭크에 작용하는 접선 및 법선 분력으로 전환하여 상기 크랭크 축에 작용하는 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 시스템.
  11. 측정부를 초기화하고, 동력이 전달되기를 기다리는 가상행정 구동 방법의 시작 단계;
    동력의 전달 여부를 통해 가상행정 구동 방법의 작동 여부를 판단하는 가상행정 구동 방법의 작동판단 단계;
    크랭크 각도와 크랭크 토크 측정하는 가상 행정 구동 방법의 측정단계;
    상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크가 저장부에 저장되는 가상행정 구동 방법의 저장 단계;
    상기 측정단계에서 측정된 상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크를 사용하여, 가상행정 구동 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 가상행정 구동 방법의 결정 단계; 및
    상기 결정된 전압 또는 전류를 가상행정 구동 모터에 인가하는 가상행정 구동 방법 인가 단계;
    를 포함하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가상행정 구동 방법의 측정 단계에서,
    상기 전압 또는 전류는 탑승자의 신체 규격과 주행상황을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 주행상황은 주행되는 도로의 경사각을 고려하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 가상 행정 구동 방법의 저장 단계에서,
    상기 크랭크 각도와 상기 크랭크 토크는 크랭크의 회전 각도에 따라 순차적으로 저장되며,
    상기 가상행정이 구동시 새롭게 측정되는 크랭크 각도와 크랭크 토크가 저장테이블에 업데이트 되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 가상행정 구동 방법의 결정단계에서,
    상기 전압 또는 전류는 수학식 1을 통하여 모터에 인가될 전압 또는 전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템의 가상행정 구동방법.
    [수학식 1]
    Figure pat00040

    (상기 수학식 1에서,
    Figure pat00041
    는 모터에 인가될 전압 또는 전류,
    Figure pat00042
    는 크랭크 각도
    Figure pat00043
    에 해당하는 크랭크 토크를 나타냄,
    Figure pat00044
    는 비례상수로서, 토크의 급격한 변화를 줄이기 위해서 설정되는 값(주행시 변화가능)
    Figure pat00045
    는 현재 크랭크의 각도,
    Figure pat00046
    는 위상지연 각도로서, 에너지 효율을 높이기 위한 변수(주행시 변화가능))
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