KR20190129236A - 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템 - Google Patents

하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190129236A
KR20190129236A KR1020180053563A KR20180053563A KR20190129236A KR 20190129236 A KR20190129236 A KR 20190129236A KR 1020180053563 A KR1020180053563 A KR 1020180053563A KR 20180053563 A KR20180053563 A KR 20180053563A KR 20190129236 A KR20190129236 A KR 20190129236A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drive motor
hybrid vehicle
motor
error
torque
Prior art date
Application number
KR1020180053563A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102478051B1 (ko
Inventor
신호준
전재덕
곽헌영
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180053563A priority Critical patent/KR102478051B1/ko
Priority to US16/173,543 priority patent/US10875407B2/en
Priority to CN201811383097.3A priority patent/CN110466499A/zh
Publication of KR20190129236A publication Critical patent/KR20190129236A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102478051B1 publication Critical patent/KR102478051B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/025—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using field orientation; Vector control; Direct Torque Control [DTC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50—Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/035—Bringing the control units into a predefined state, e.g. giving priority to particular actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/427—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/429—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1005—Transmission ratio engaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

하이브리드 차량의 구동모터에 구비된 고정자 위치 센서에 의해 검출된 정보를 사용하지 않고 상기 구동모터의 전류 및 전압을 기반으로 한 연산을 통해 추정된 회전자의 위치 추정값을 이용하여 상기 구동 모터를 제어하는 센서리스 제어모드에서, 변속기를 이용하여 센서리스 제어의 정확도가 높은 구간에서 구동모터를 작동시킬 수 있는 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템이 개시된다.

Description

하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DRIVING HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량에서 구동모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 센서가 정상적으로 작동하지 않는 경우 변속기를 활용하여 구동모터가 정밀하게 토크 제어 될 수 있는 영역에서 동작할 수 있게 하는 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 관한 것이다.
지구 온난화와 환경 오염 등의 문제가 심각하게 대두 되면서 자동차 산업 분야에서도 환경 오염을 최대한 감소시킬 수 있는 친환경 차량에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 그 시장도 점차 확대되고 있다.
친환경 자동차로서 기존의 화석 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진 대신 전기 에너지를 이용하여 구동력을 생성하는 전동기를 적용한 전기 차량, 하이브리드 차량 및 플러그인 하이브리드 차량이 세계적으로 출시되고 있는 상황이다. 이러한 전기 에너지를 이용한 친환경 차량들 중 하이브리드 차량은 서로 다른 둘 이상의 구동 수단을 구비하는 차량으로, 통상 전기 모터와 연소기관인 엔진을 구동 수단으로 구비하여 선택적으로 또는 함께 이들을 운용하는 차량이다.
이러한 구동계의 특징으로 인해 하이브리드 차량은 전기 모터만으로 차량을 구동하는 전기차 모드(EV 모드)로 운행할 수 있다. 하이브리드 차량이 EV 모드로 운행하기 위해서는 전기 모터의 제어가 매우 중요하며, 특히 전기 모터의 제어를 위해서는 전기 모터 내에 구비된 회전자의 위치를 파악하는 것이 중요하다.
통상적인 전기 모터 제어 기법에서는 전기 모터의 회전자 위치를 파악하기 위해 레졸버와 같은 회전자 위치 센서를 전기 모터에 설치하고, 회전자 위치 센서에서 검출된 회전자 위치 정보를 이용하여 전기 모터를 제어하고 있다. 또한, 통상적인 전기 모터 제어 기법 중 하나로 회전자 위치 센서가 고장이거나 정상적인 작동이 불가능한 경우 전기 모터의 역기전력 등을 기반으로 회전자 위치 센서를 사용하지 않고 모터를 제어하는 센서리스 제어 기법이 알려져 있다.
센서리스 제어 기법은 회전자 위치 센서가 정상적으로 동작하지 못하는 경우 차량의 페일세이프(fail-safe) 운행을 가능하게 할 수 있으나, 회전자 위치 센서에 의한 모터 회전자 위치 검출 정확도에 비해 오차가 크기 때문에 전기 모터의 정밀한 토크 제어가 불가능한 문제가 발생한다. 따라서, 센서리스 제어 기법을 이용하여 전기 모터를 제어하는 경우, 전기 모터의 정밀한 토크 제어가 불가능하게 되므로 페일세이프 운행 시 차량 성능 발현의 제약, 운행 가능한 시간이나 거리의 제약이 큰 문제가 발생한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0060068 A KR 10-2009-0062343 A
이에 본 발명은, 하이브리드 차량에서 구동모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 센서가 정상적으로 작동하지 않는 경우 변속기를 활용하여 구동모터가 정밀하게 토크 제어 될 수 있는 영역에서 동작할 수 있게 하는 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
변속기와 구동모터가 직접 연결되고 상기 구동모터가 클러치에 의해 엔진과 연결되는 구조를 갖는 하이브리드 차량의 구동 방법에 있어서,
상기 구동모터에 구비된 고정자 위치 센서에 의해 검출된 정보를 사용하지 않고 상기 구동모터의 전류 및 전압을 기반으로 한 연산을 통해 추정된 회전자의 위치 추정값을 이용하여 상기 구동 모터를 제어하는 센서리스 제어모드인지 판단하는 단계;
상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 회전자의 위치 추정값과 상기 구동모터의 회전자의 위치 실측값의 사이의 오차와 상기 구동 모터의 토크 및 회전속도의 관계를 사전에 매핑하여 작성된 오차 맵을 참조하여, 상기 구동모터의 토크 지령과 상기 구동모터의 속도가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는지 판단하는 단계; 및
상기 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 상기 구동모터가 작동하도록 상기 변속기의 변속단을 결정하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동모터의 속도가 오차 과다 영역에 속하는지 판단하는 단계는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 지령을 사전 설정된 값 미만으로 제한하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 변속단을 결정하는 단계는, 상기 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
구동모터 및 엔진;
상기 구동모터와 상기 엔진의 회전축의 연결을 단속하는 클러치;
상기 구동모터의 회전축에 연결된 변속기;
상기 구동모터에 구비된 고정자 위치 센서에 의해 검출된 정보를 사용하지 않고 상기 구동모터의 전류 및 전압을 기반으로 한 연산을 통해 추정된 회전자의 위치 추정값과 상기 구동모터의 회전자의 위치 실측값의 사이의 오차와 상기 구동 모터의 토크 및 회전속도의 관계를 사전에 매핑하여 작성된 오차 맵; 및
상기 구동모터를 상기 회전자의 위치 추정값을 이용하여 제어하는 센서리스 제어 모드인 경우, 상기 오차 맵을 참조하여, 상기 구동모터의 토크 지령과 상기 구동모터의 속도가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는 경우 상기 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 상기 구동모터가 작동하도록 상기 변속기의 변속단을 결정하는 변속 제어부;
를 포함하는 하이브리드 차량의 구동 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 변속 제어부는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 지령을 사전 설정된 값 이하로 제한하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 변속 제어부는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속할 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 따르면, 하이브리드 차량의 구동모터의 회전자 위치 검출 센서가 정상적으로 작동하지 못하여 연산을 통해 회전자 위치를 추정하여 구동모터를 제어하는 경우, 이 추정된 회전자 위치와 실제 회전자 위치의 오차가 큰 구간에서 구동모터가 작동하지 않도록 변속기를 통해 제어할 수 있다.
따라서, 상기 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 따르면, 회전자 위치를 추정한 값을 이용하여 구동 모터를 제어하는 운행 시에도 모터 제어의 정확도를 향상시킬 수 있어 차량이 셧다운 되는 심각한 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 회전자 위치 센서가 고장난 상태로 운행하는 페일세이프 운행에 대해서도 우수한 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템이 적용되는 하이브리드 차량의 구동계의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 적용되는 모터 제어 방식을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템의 제어부를 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템에 적용되는 센서리스 제어 오차 맵의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템이 적용되는 하이브리드 차량의 구동계의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 여러 실시형태가 적용되는 하이브리드 차량의 구동계는 구동 모터(30)의 회전축이 변속기(40)에 직접 연결되는 TMED(Transmission Mounted Electric Device)방식이 적용될 수 있다.
이러한 하이브리드 차량의 TMED방식의 하이브리드 차량의 구동계는 엔진(10)과, 구동모터(30)와, 엔진(10)과 구동모터(30) 사이에 개재된 클러치(20)와, 구동모터(30)의 출력단이 연결되는 변속기(40)를 포함할 수 있다.
이러한 TMED 방식의 하이브리드 차량에서는 클러치(20)의 접속 혹은 슬립의 상태에서 엔진(10)과 구동모터(30)를 병용하여 주행(HEV 모드)하거나 엔진만으로 주행(EG 모드)하고, 엔진(10)을 주행에 이용하지 않고 구동모터(30)만으로 주행(EV 모드)할 때에는 클러치(20)를 개방하여 엔진(10)을 변속기(40)와 분리한 상태로 주행한다.
예를 들어, 초기 출발 및 저속 주행시에는 낮은 회전수에서 효율이 좋은 구동모터(30)를 이용하여 차량을 구동하고 차량이 일정속도를 갖게 되면 하이브리드 스타터 제너레이터(Hybrid Starter & Generator: HSG)(60)가 엔진(10)을 시동하여 엔진(10)의 출력과 구동모터(30)의 출력을 동시에 차량 구동에 이용하게 된다.
도 1에서는 TMED 방식의 하이브리드 차량을 일례로 설명하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 여러 실시형태는 엔진, 모터 및 변속기가 직접 연결된 구조의 구동계를 갖는 하이브리드 차량에 널리 적용될 수 있다.
엔진(10)과 구동모터(30)의 출력은 변속기(40)를 통해 변속된 뒤 구동축에 전달되어 구동륜(80)에 최종적으로 전달된다.
이와 같이, 하이브리드 차량의 EV 모드와 HEV 모드의 주행모드 선택은 클러치(20)의 작동을 제어함으로써 수행되는데, 클러치(20)는 통상 유압 장치에 의해 작동한다.
일반적으로, 상기 엔진(10)의 연료분사 시점 결정을 비롯하여, 구동모터(30)의 모터 토크 지령 결정 및 클러치(20)의 압력 결정은 차량 제어기(Hybrid Control Unit: HCU)에 의해 제어된다.
또한, 구동모터(30)의 제어는 모터 제어기(Motor Control Unit: MCU)에 의해 이루어진다. 모터 제어기는 제1 인버터(51)을 작동시켜 고전압 배터리(50)에 저장된 직류 전력을 구동모터(30)에 3상 교류전력으로 인가하게 할 수 있다. 물론, 모터 제어기는 구동모터(30)가 발전기로 작동할 수 있는 상태(타력 주행 상태 등)인 회생 모드에서 구동모터(30)에 의해 생성되는 전력을 직류로 변환하여 고전압 배터리(50)의 충전 전력으로 제공할 수 있다. 제2 인버터(61)는 고전압 배터리(50)의 직류 전력을 변환하여 HSG(60)를 구동하는 교류 전력으로 변환하고 엔진(10)이 구동되는 경우에는 HSG(60)에서 생성되는 교류전력을 변환하여 고전압 배터리(50)의 충전전력으로 제공할 수 있다. 모터 제어기는 구동모터(30)와 HSG(60)의 동작을 모두 제어할 수 있다.
또한, 변속기(40)의 변속 제어는 변속 제어기(Transmission Control Unit: TCU)에 의해 제어되고, 엔진 토크 제어는 엔진 제어기(Engine Management System: EMS)에 의해 제어될 수 있다.
변속 제어기는 통상 엔진(10)이 최적의 효율 범위에서 운전될 수 있도록 변속을 수행하게 된다. 예를 들어, 엔진(10)의 최적 효율 범위가 2000 내지 3000 RPM의 회전을 하는 구간이라고 하면, 변속 제어기는 차량의 속도를 고려하여 해당 차량 속도에서 엔진이 2000 내지 3000 RPM의 회전을 할 수 있는 변속비를 갖는 변속단으로 차량 변속을 수행한다.
이러한 변속 제어기에 의한 변속기의 제어는 구동모터(30)만으로 차량이 운행되는 EV 모드에서도 동일하게 수행된다. 이는 EV 모드에서 엔진이 구동되는 모드로 하이브리드 차량의 운행 방식이 변동되는 경우, 클러치(20)의 접속을 통해 엔진(10)의 구동력이 전달되는 경우 충격 발생을 방지하여 이질감 없는 부드러운 모드 전환을 위해서이다.
도 2는 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 적용되는 모터 제어 방식을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템에 적용되는 모터 제어 방식은, 모터 제어기(100)가 구동모터(30)에 구비된 레졸버(31)와 같은 회전자 위치 센서를 이용하여 검출된 회전자 각도 정보를 이용하여 구동모터(30)를 제어하는 통상적인 방식과, 구동모터(30)의 전압 및/또는 전류 등의 정보를 이용하여 연산을 통해 회전자 위치를 추정하는 센서리스 알고리즘(110)을 적용하여 회전자의 위치를 추정한 후 추정값을 이용하여 구동모터(30)를 제어하는 센서리스(sensor-less) 제어 방식이 적용될 수 있다.
센서리스 알고리즘(110)은 레졸버(31)와 같은 회전자 위치 센서에서 출력되는 회전자 위치 검출 신호를 정상적으로 수신할 수 없는 경우, 구동 모터(30)로 입력되는 모터 입력 전류 및/또는 전압을 기반으로 모터 회전자의 회전각을 추정할 수 있다. 또한, 센서리스 알고리즘(110)은 회전자의 회전각 변화를 이용하여 회전자의 회전 속도를 추정할 수도 있다.
센서를 이용하지 않고 회전자의 회전각을 추정하는 기법은 당 기술 분야에 이미 잘 알려져 있다. 예를 들어, 모터 회전자의 회전각과 모터의 역기전력 사이의 관계를 이용하여 모터 입력단의 전압 또는 전류를 기반으로 모터의 역기전력을 추정하고 추정된 역기전력을 이용하여 모터 회전자의 회전각을 도출하는 기법 등이 알려져 있다.
본 발명에 적용되는 센서리스 알고리즘(110)은, 구동 모터에 적용된 회전자 위치 센서를 이용하지 않고 구동 모터에 관련된 다른 인자들을 이용하여 연산을 통해 회전자 위치 정보를 도출하는 당 기술분야에 공지된 다양한 센서리스 알고리즘이 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템의 컨트롤러를 도시한 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템의 컨트롤러는 센서리스 제어 오차 맵(101)과 변속 제어부(102)를 포함하여 구성될 수 있다.
센서리스 제어 오차 맵(101)은, 하이브리드 차량의 구동모터(30)를 센서리스 제어하는 경우 실제의 구동모터(30) 회전자의 위치와 센서리스 제어에 의해 추정된 회전자 위치를 비교하였을 때 양자의 오차가 사전 설정된 기준값 보다 크게 나타나는 오차 과다 영역을 설정한 데이터 맵일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템에 적용되는 센서리스 제어 오차 맵의 일례를 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 것과 같이, 모터의 토크와 회전 속도는 상호간의 관계에서 특정 범위 내에서 동작할 수 있다. 도 4에 도시된 모터 토크-속도 커브는 이러한 모터 동작 범위의 상한을 나타낸 곡선으로 이 범위 내에서 구동모터(30)는 동작할 수 있다.
한편, 센서리스 제어에서 구동모터(30)의 전압 또는/및 전류에 의해 사전 설정된 연산과정을 통해 추정된 회전자의 위치와 실제의 구동모터를 구동하였을 때 실측된 회전자 위치 사이의 오차(이하, '각오차'라고 함)를 비교하면, 구동모터(30)의 고토크 또는 고속으로 동작할수록 각오차가 더욱 크게 나타난다.
다음의 표는 구동모터(30)의 토크와 속도에 기반하여 각오차를 측정한 결과를 나타낸 것으로 구동모터(30)의 고토크 또는 고속 영역에서 각오차가 크게 나타남을 확인할 수 있다.
[표]
Figure pat00001
따라서, 센서리스 제어 오차 맵(101)은 도 4에 도시된 것과 같은 모터 토크-속도 커브에서 모터가 동작 가능한 상한선에 가까운 영역을 각오차 과다 영역으로 설정할 수 있으며, 그 설정 범위는 실험적인 방법을 통해 적절하게 조정될 수 있다.
변속 제어부(102)는 하이브리드 차량에 구비되는 변속기(40)의 변속 시점을 결정하는 요소이다. 통상의 변속 제어부(102)는 엔진(10)의 효율(효율적인 회전수)과, 운전자의 액셀러레이터 페달 조작에 의해 결정되는 토크지령과, 외기 온도 및 차량 속도 등을 기반으로 변속 시점을 결정한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 변속 제어부(102)는 하이브리드 차량이 센서리스 제어 모드인 경우에 센서리스 제어 오차 맵(101)을 참조하여 구동모터(30)의 토크 지령과 센서리스 제어에 의해 추정되는 구동모터의 속도(회전자의 속도)가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는 경우 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 구동모터(30)가 작동하는 구간을 변속기(40)의 변속단을 강제 변경할 수 있다. 예를 들면, 구동모터의 속도(회전자의 속도)가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는 경우 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 구동모터(30)가 작동하는 구간을 변속기(40)의 변속단을 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5의 흐름도에 도시된 각 단계는 도 4에 도시된 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 컨트롤러는 하이브리드 차량의 구동모터(30)가 센서리스 제어 모드로 제어되는지 판단한다(S11).
이어, 센서리스 제어모드로 제어되는 경우, 변속 제어부(102)는 토크지령을 사전 설정된 상한값 또는 그 이하로 제한한다. 즉, 외부에서 변속 제어부(102)로 입력되는 토크지령이 상한값을 초과하는 경우 그 이하의 값으로 제한한다(S12).
도 4에 도시된 것과 같이, 구동모터(30)는 저속 구간에서 최대 토크를 낼 수 있는 특징을 가지므로, 변속 제어부(102)는 토크에 관련하여 오차 과다 영역에 속하지 않게 할 수 있는 상한값을 결정하여 그 미만으로 토크 지령이 제한되게 하는 것이다.
물론, 센서리스 제어모드가 아니라 구동모터(30)에 설치된 레졸버(31) 등의 회전자 위치 센서를 통해 위치 정보가 실측되는 경우에는 변속 제어부(102)가 통상적인 변속 제어를 수행할 수 있다.
센서리스 제어 오차 맵(101)에 입력되는 토크지령과 추정속도가 속하는 위치가 도 4에 도시된 것과 같은 오차 과다 영역에 속하는 경우에는 변속 제어부(102)는 다른 제어 인자보다 우선적으로 이를 고려하여 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 구동모터가 작동하도록 변속기(40)의 변속단을 결정하고 변속을 수행할 수 있다(S15).
구동모터(30)가 센서리스 제어모드로 제어되는 경우는 레졸버(31)와 같은 회전자 위치 센서가 정상적으로 작동하지 못하는 경우로 대부분 페일세이프(fail-safe) 운행을 하는 경우로 볼 수 있다. 이러한 페일세이프 운행의 경우 변속 제어부(102)는 다른 운전 조건에 우선하여 모터만으로 구동되는 차량의 안정적인 운행이 필요하므로, 구동모터(30)가 오차 과다 영역에서 동작하지 않도록 제어하는 것이 가장 중요하다고 볼 수 있다. 따라서, 변속 제어부(102)는 구동모터(30)가 오차 과다 영역에서 동작하는 것으로 판단한 경우에는 강제적으로 변속기(40)의 변속단을 변경하여 구동모터(30)가 안정적인 제어가 가능한 구간에서 작동하도록 한다. 예를 들면, 구동모터의 속도(회전자의 속도)가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는 경우 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 구동모터(30)가 작동하는 구간을 변속기(40)의 변속단을 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구동 시스템 및 방법은, 하이브리드 차량의 구동모터의 회전자 위치 검출 센서가 정상적으로 작동하지 못하여 연산을 통해 회전자 위치를 추정하여 구동모터를 제어하는 경우, 이 추정된 회전자 위치와 실제 회전자 위치의 오차가 큰 구간에서 구동모터가 작동하지 않도록 변속기를 통해 제어할 수 있다.
따라서, 회전자 위치를 추정한 값을 이용하여 구동 모터를 제어하는 운행 시에도 모터 제어의 정확도를 향상시킬 수 있어 차량이 셧다운 되는 심각한 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 회전자 위치 센서가 고장난 상태로 운행하는 페일세이프 운행에 대해서도 우수한 성능을 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 엔진 20: 클러치
30: 구동모터 31: 레졸버
40: 변속기 50: 고전압 배터리
51, 61: 인버터
60: 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG)
100: 모터 제어기 11: 센서리스 알고리즘
101: 센서리스 제어 오차 맵
102: 변속 제어부

Claims (6)

  1. 변속기와 구동모터가 직접 연결되고 상기 구동모터가 클러치에 의해 엔진과 연결되는 구조를 갖는 하이브리드 차량의 구동 방법에 있어서,
    상기 구동모터에 구비된 고정자 위치 센서에 의해 검출된 정보를 사용하지 않고 상기 구동모터의 전류 및 전압을 기반으로 한 연산을 통해 추정된 회전자의 위치 추정값을 이용하여 상기 구동 모터를 제어하는 센서리스 제어모드인지 판단하는 단계;
    상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 회전자의 위치 추정값과 상기 구동모터의 회전자의 위치 실측값의 사이의 오차와 상기 구동 모터의 토크 및 회전속도의 관계를 사전에 매핑하여 작성된 오차 맵을 참조하여, 상기 구동모터의 토크 지령과 상기 구동모터의 속도가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는지 판단하는 단계; 및
    상기 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 상기 구동모터가 작동하도록 상기 변속기의 변속단을 결정하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 구동 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동모터의 속도가 오차 과다 영역에 속하는지 판단하는 단계는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 지령을 사전 설정된 값 미만으로 제한하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속단을 결정하는 단계는, 상기 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동 방법.
  4. 구동모터 및 엔진;
    상기 구동모터와 상기 엔진의 회전축의 연결을 단속하는 클러치;
    상기 구동모터의 회전축에 연결된 변속기;
    상기 구동모터에 구비된 고정자 위치 센서에 의해 검출된 정보를 사용하지 않고 상기 구동모터의 전류 및 전압을 기반으로 한 연산을 통해 추정된 회전자의 위치 추정값과 상기 구동모터의 회전자의 위치 실측값의 사이의 오차와 상기 구동 모터의 토크 및 회전속도의 관계를 사전에 매핑하여 작성된 오차 맵; 및
    상기 구동모터를 상기 회전자의 위치 추정값을 이용하여 제어하는 센서리스 제어 모드인 경우, 상기 오차 맵을 참조하여, 상기 구동모터의 토크 지령과 상기 구동모터의 속도가 사전 설정된 오차 과다 영역에 속하는 경우 상기 오차 과다 영역을 벗어난 토크와 속도로 상기 구동모터가 작동하도록 상기 변속기의 변속단을 결정하는 변속 제어부;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 구동 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 변속 제어부는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 지령을 사전 설정된 값 이하로 제한하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 변속 제어부는, 상기 센서리스 제어모드인 경우, 상기 구동모터의 토크 및/또는 회전속도를 감소시키는 변속단으로 변속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동 시스템.
KR1020180053563A 2018-05-10 2018-05-10 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템 KR102478051B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053563A KR102478051B1 (ko) 2018-05-10 2018-05-10 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템
US16/173,543 US10875407B2 (en) 2018-05-10 2018-10-29 Method and system for driving hybrid vehicle
CN201811383097.3A CN110466499A (zh) 2018-05-10 2018-11-20 用于驱动混合动力车辆的方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053563A KR102478051B1 (ko) 2018-05-10 2018-05-10 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190129236A true KR20190129236A (ko) 2019-11-20
KR102478051B1 KR102478051B1 (ko) 2022-12-16

Family

ID=68465019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180053563A KR102478051B1 (ko) 2018-05-10 2018-05-10 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10875407B2 (ko)
KR (1) KR102478051B1 (ko)
CN (1) CN110466499A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072234A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 현대모비스 주식회사 전기자동차의 모터 통합제어 시스템 및 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210041712A (ko) * 2019-10-08 2021-04-16 현대자동차주식회사 공기압축기용 센서리스 모터 제어 방법
KR20210129907A (ko) * 2020-04-21 2021-10-29 현대자동차주식회사 전기자동차의 안전 충전 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090062052A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-05 Hyundai Motor Company Power transmission device for hybrid vehicle
KR20090062343A (ko) 2007-12-13 2009-06-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터 회전각 센서 고장시 모터 제어방법
JP2010017044A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd モータ制御装置，電力変換装置及びハイブリッド車両
KR20120060068A (ko) 2010-12-01 2012-06-11 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 모터속도 추정장치 및 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750626B2 (en) * 2002-09-11 2004-06-15 Ford Global Technologies, Llc Diagnostic strategy for an electric motor using sensorless control and a position sensor
US7999496B2 (en) * 2007-05-03 2011-08-16 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to determine rotational position of an electrical machine
JP2009202713A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Nissan Motor Co Ltd モータ制御装置
US8310189B2 (en) * 2009-09-11 2012-11-13 GM Global Technology Operations LLC Position sensorless control of permanent magnet motors
US8378605B2 (en) * 2010-01-06 2013-02-19 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a system including a sensorless electric motor
US8340858B2 (en) * 2010-05-21 2012-12-25 GM Global Technology Operations LLC Method and system for motor torque control for vehicles when a current sensor is not operating properly
JP2014121215A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Honda Motor Co Ltd 負荷駆動制御装置
KR101619212B1 (ko) * 2014-09-25 2016-05-10 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090062052A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-05 Hyundai Motor Company Power transmission device for hybrid vehicle
KR100969085B1 (ko) * 2007-09-05 2010-07-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치
KR20090062343A (ko) 2007-12-13 2009-06-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터 회전각 센서 고장시 모터 제어방법
JP2010017044A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd モータ制御装置，電力変換装置及びハイブリッド車両
KR20120060068A (ko) 2010-12-01 2012-06-11 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 모터속도 추정장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072234A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 현대모비스 주식회사 전기자동차의 모터 통합제어 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102478051B1 (ko) 2022-12-16
CN110466499A (zh) 2019-11-19
US20190344671A1 (en) 2019-11-14
US10875407B2 (en) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102478051B1 (ko) 하이브리드 차량의 구동 방법 및 시스템
JP4974988B2 (ja) 界磁巻線式同期発電電動機
JP6950601B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US7243011B2 (en) Hybrid transmission launch algorithm
KR20150075628A (ko) 하이브리드 차량의 전부하 모드 제어 장치 및 방법
KR20090062421A (ko) 하이브리드 차량의 모터 토크 제한 방법
JP2000040532A (ja) ハイブリッド車の電池充電状態制御装置
JPH11355967A (ja) バッテリー制御装置
KR102251343B1 (ko) 하이브리드 차량의 림프홈 제어방법 및 시스템
US10351142B2 (en) Hybrid vehicle
EP1323564B1 (en) Control system for hybrid vehicle
JP2020040614A (ja) ハイブリッド車輌のエンジン始動制御装置
JP4534934B2 (ja) ハイブリッド車両の発電制御装置
KR20180068195A (ko) 차량용 모터 제어 장치 및 방법
US10745000B2 (en) Hybrid vehicle and control method therefor
KR20090061752A (ko) 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법
KR20190044243A (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법
JP5003233B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP4797537B2 (ja) モーター制御装置
KR102331768B1 (ko) 하이브리드 자동차 및 그 전기 모터 제어 방법
US20230347862A1 (en) Hybrid electric vehicle and driving control method thereof
JP2020142633A (ja) 制御装置およびハイブリッド車両
JP2014183718A (ja) 駆動装置およびこれを搭載する車両
US20240083412A1 (en) Hybrid electric vehicle and method of controlling engine stop for the same
KR102555514B1 (ko) 병렬형 하이브리드 차량의 모터 제어 장치 및 그것의 모터 고장 진단 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant