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KR20230046342A - Hybrid vehicle equipped with a plurality of motors and method for controlling the same - Google Patents

Hybrid vehicle equipped with a plurality of motors and method for controlling the same Download PDF

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KR20230046342A
KR20230046342A KR1020210128690A KR20210128690A KR20230046342A KR 20230046342 A KR20230046342 A KR 20230046342A KR 1020210128690 A KR1020210128690 A KR 1020210128690A KR 20210128690 A KR20210128690 A KR 20210128690A KR 20230046342 A KR20230046342 A KR 20230046342A
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KR
South Korea
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motor
power
hybrid vehicle
driving
engine
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020210128690A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
허지욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
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Abstract

복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량은, 연료를 연소하여 주행에 필요한 동력을 발생시키는 엔진; 차량의 구동원으로서 변속기 입력축에 장착되는 P2 모터와 변속기 출력축에 장착되는 P3 모터; 각 모터에 연결된 전원 라인을 통해 구동 전원을 공급하거나 그로부터 발전된 전기 에너지를 충전하는 배터리; 차량의 운행에 따른 각종 센서와 제어기로부터 차량의 구동 제어에 필요한 상태정보를 수집하는 상태 검출기; 및 상기 상태정보에 기초한 운전자의 요구파워가 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면 EV(Electric Vehicle) 모드로 진입하며, 상기 P2 모터로 주행 중 변속을 시작하면 상기 P3 모터로 전환하고 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 크면 상기 P3 모터 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하는 제어기;를 포함한다.A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors and a control method thereof are disclosed.
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention includes an engine generating power necessary for driving by burning fuel; A P2 motor mounted on a transmission input shaft and a P3 motor mounted on a transmission output shaft as driving sources of a vehicle; A battery that supplies driving power through a power line connected to each motor or charges electrical energy generated therefrom; a state detector that collects state information necessary for driving control of the vehicle from various sensors and controllers according to vehicle operation; and if the driver's required power based on the status information is less than the total motor power of the P2 motor power and the P3 motor power, the EV (Electric Vehicle) mode is entered. and a controller for controlling to satisfy the required power using the P3 motor power when the P3 motor power is greater than the required power.

Description

복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법{HYBRID VEHICLE EQUIPPED WITH A PLURALITY OF MOTORS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}Hybrid vehicle equipped with multiple motors and its control method

본 발명은 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 손실 최소화를 위한 복수의 구동 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors and a control method thereof, and more particularly, to a hybrid vehicle equipped with a plurality of driving motors for minimizing transmission loss and a control method thereof.

하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)은 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동되는 전동화 차량을 의미한다. 하이브리드 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하여 다양한 구조를 형성할 수 있다.A hybrid electric vehicle (HEV) is an automobile that uses two or more power sources, and generally refers to an electrified vehicle that is driven using an engine and a motor. A hybrid vehicle may form various structures using two or more power sources consisting of an engine and a motor.

일반적으로 하이브리드 차량은 구동 모터(이하, "P2 모터"라 칭함)와 변속기 및 구동축이 직렬 연결되어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인이 사용되고 있다. 그리고 엔진과 P2 모터의 사이에는 클러치가 구비되어, 클러치의 결합 여부에 따라 EV(Electric Vehicle) 모드 또는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 운행된다. EV 모드는 P2 모터의 구동력만으로 차량이 주행하는 모드이고, HEV 모드는 엔진과 P2 모터의 구동력으로 차량이 주행하는 모드이다.In general, a hybrid vehicle uses a transmission mounted electric device (TMED) type power train in which a drive motor (hereinafter, referred to as a "P2 motor"), a transmission, and a drive shaft are connected in series. And, a clutch is provided between the engine and the P2 motor, and operates in EV (Electric Vehicle) mode or HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode depending on whether the clutch is engaged. The EV mode is a mode in which the vehicle drives only with the driving force of the P2 motor, and the HEV mode is a mode in which the vehicle travels with the driving force of the engine and the P2 motor.

한편, 최근에는 하이브리드 차량의 수익성 개선 및 연비향상을 위하여 다양한 위치에 모터를 장착하는 방안이 연구되고 있다. 일 예로 변속기의 후방에 위치하여 상기 변속기를 거치지 않는 형태의 P3 모터 구조를 통해 연비 확보 및 원가 절감을 위한 연구가 활발하다.On the other hand, in recent years, in order to improve profitability and fuel efficiency of hybrid vehicles, a method of mounting motors in various positions has been studied. For example, research is actively conducted to secure fuel efficiency and reduce costs through a P3 motor structure located at the rear of a transmission and not passing through the transmission.

하지만, 종래에는 하이브리드 차량의 변속 시 P3 모터를 활용하여 변속 손실을 최소화하기 위한 최적 협조제어 로직이 마련되어 있지 않아 적극적인 제어를 수행하지 않으므로 P3 모터가 드래그로 작용하여 연비 악화 요인을 발생하는 단점이 있다.However, in the prior art, there is no optimal cooperative control logic for minimizing shift loss using the P3 motor when shifting a hybrid vehicle, so active control is not performed, so the P3 motor acts as a drag, causing a deterioration in fuel efficiency. .

예컨대, 도 6은 종래 하이브리드 차량의 변속 손실 상태를 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 6 is a graph showing a shift loss state of a conventional hybrid vehicle.

도 6을 참조하면, P2 모터는 변속기가 장착되어 있어서 변속이 불가피하며, 변속 중에는 기어의 단간비에 의해 변속 손실이 발생한다. 여기서 P3 모터는 변속 손실을 최소화하기 위한 적극적인 제어를 수행하지 못하고 오히려 드래그로 작용하여 연비 악화를 유발한다. 즉, P3 모터는 변속 중에는 손실을 발생하여 연비 악화요인으로 작용하여 도 6의 그래프와 같이 변속기(DCT) 단간비에 의한 손실분이 열에너지로 버려지는 문제점이 있다.Referring to FIG. 6 , since the P2 motor is equipped with a transmission, gear shifting is unavoidable, and shift loss occurs due to gear stage ratio during gear shifting. Here, the P3 motor does not perform active control to minimize shift loss and rather acts as drag, causing deterioration in fuel economy. That is, the P3 motor generates a loss during gear shifting, which acts as a deteriorating factor in fuel efficiency, and as shown in the graph of FIG.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background art section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art to which this technique belongs.

본 발명의 실시 예는 P2 모터와 P3 모터를 장착한 하이브리드 차량의 변속 중 변속기를 거치지 않아 경로 효율에 좋은 P3 모터를 적극적으로 활용하여 최적화된 협조제어 로직을 통해 변속 손실을 줄이고 연비를 개선하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention actively utilizes the P3 motor, which is good for path efficiency because it does not go through a transmission during shifting of a hybrid vehicle equipped with a P2 motor and a P3 motor, to reduce shift loss and improve fuel efficiency through optimized cooperative control logic. It is intended to provide a hybrid vehicle equipped with a motor and a control method thereof.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량은, 연료를 연소하여 주행에 필요한 동력을 발생시키는 엔진; 차량의 구동원으로서 변속기 입력축에 장착되는 P2 모터와 변속기 출력축에 장착되는 P3 모터; 각 모터에 연결된 전원 라인을 통해 구동 전원을 공급하거나 그로부터 발전된 전기 에너지를 충전하는 배터리; 차량의 운행에 따른 각종 센서와 제어기로부터 차량의 구동 제어에 필요한 상태정보를 수집하는 상태 검출기; 및 상기 상태정보에 기초한 운전자의 요구파워가 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면 EV(Electric Vehicle) 모드로 진입하며, 상기 P2 모터로 주행 중 변속을 시작하면 상기 P3 모터로 전환하고 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 크면 상기 P3 모터 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하는 제어기;를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors includes an engine generating power necessary for driving by burning fuel; A P2 motor mounted on a transmission input shaft and a P3 motor mounted on a transmission output shaft as driving sources of a vehicle; A battery that supplies driving power through a power line connected to each motor or charges electrical energy generated therefrom; a state detector that collects state information necessary for driving control of the vehicle from various sensors and controllers according to vehicle operation; and if the driver's required power based on the status information is less than the total motor power of the P2 motor power and the P3 motor power, the EV (Electric Vehicle) mode is entered. and a controller for controlling to satisfy the required power using the P3 motor power when the P3 motor power is greater than the required power.

또한, 상기 상태 검출기는 가속 페달의 작동 변위를 검출하는 APS(Accelerator Pedal Sensor), 상기 배터리의 충방전 상태를 관리하는 BMS(Battery Management System), 상기 P2 모터와 P3 모터의 모터 파워를 제어하는 MCU(Motor Control Unit), 상기 엔진의 구동을 제어하는 ECU(Engine Control Unit) 및 상기 변속기의 변속동작을 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)로부터 각 특성의 상태정보를 수집하여 상기 제어기로 전달할 수 있다.In addition, the state detector includes an Accelerator Pedal Sensor (APS) that detects an operating displacement of the accelerator pedal, a Battery Management System (BMS) that manages the charge/discharge state of the battery, and an MCU that controls motor power of the P2 and P3 motors. State information of each characteristic may be collected from a motor control unit (Motor Control Unit), an engine control unit (ECU) that controls driving of the engine, and a transmission control unit (TCU) that controls shift operation of the transmission and transmitted to the controller.

또한, 상기 제어기는 상기 변속기의 변속 페이즈(Phase)가 설정된 기준치(α)를 초과하면 변속 시작으로 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine that a shift is started when a shift phase of the transmission exceeds a set reference value α.

또한, 상기 제어기는 상기 P2 모터의 신속한 토크 저감이 가능하면 상기 기준치(α)를 토크 페이즈(Torque Phase) 직전까지 적용할 수 있다.In addition, the controller may apply the reference value α up to right before the torque phase if the torque of the P2 motor can be rapidly reduced.

또한, 상기 제어기는 상기 변속 시 상기 P3 모터의 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면 P3 모터 최대파워로 동작 시키고 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 P2 모터로 만족시키는 협조제어를 수행할 수 있다.In addition, the controller operates at the maximum power of the P3 motor when the maximum power of the P3 motor is less than the required power during the speed change, and cooperates to satisfy the P2 motor with the remaining power obtained by subtracting the maximum power of the P3 motor from the required power. control can be performed.

또한, 상기 제어기는 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 상기 P2 모터로 구동을 전환할 수 있다.In addition, the controller may switch the driving from the P3 motor to the P2 motor when determining the end of the shift according to the status information.

또한, 상기 제어기는 상기 요구파워가 상기 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워를 초과하면 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하여 상기 엔진을 구동(ON)하고 상기 요구파워에 따라 상기 엔진을 최적 운전점으로 제어할 수 있다.In addition, when the required power exceeds the total motor power obtained by adding the P2 motor power and the P3 motor power, the controller converts to a hybrid electric vehicle (HEV) mode to drive (ON) the engine and operate the engine according to the required power. can be controlled as the optimal operating point.

또한, 상기 제어기는 상기 HEV 모드 시 상기 요구파워에서 엔진 최적 파워를 뺀 나머지 값이 플러스(+) 값이면 상기 P2 모터를 통해 상기 엔진의 부족파워를 보상하고, 상기 나머지 값이 마이너스(-) 값이면 상기 P2 모터를 통해 배터리를 충전시킬 수 있다.In addition, in the HEV mode, if the remaining value obtained by subtracting the optimal engine power from the required power is a positive (+) value, the controller compensates for the insufficient power of the engine through the P2 motor, and the remaining value is a negative (-) value. If so, the battery can be charged through the P2 motor.

또한, 상기 제어기는 상기 HEV 모드로 주행 중 변속을 시작하면, 상기 P2 모터를 이용하여 배터리를 충전하고, 상기 P3 모터를 구동하여 상기 요구파워를 만족시키는 협조제어를 수행할 수 있다.In addition, when the controller starts shifting while driving in the HEV mode, the controller may perform cooperative control to satisfy the required power by charging the battery using the P2 motor and driving the P3 motor.

또한, 상기 제어기는 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P2 모터로 전환하여 상기 협조제어를 종료할 수 있다.In addition, the controller may end the cooperative control by converting the required power handled by the P3 motor to the P2 motor when determining the end of shifting according to the status information.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 구동원으로 엔진, 변속기 입력축에 장착된 P2 모터와 변속기 출력축에 장착된 P3 모터를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법은, a) 차량의 상태정보에 기초한 요구파워가 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면 EV(Electric Vehicle) 모드로 진입하는 단계; b) 상기 EV 모드에서 상기 P2 모터로 주행 중 변속을 시작하면 상기 P3 모터로 전환하는 단계; c) 상기 변속 시 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 크면 상기 P3 모터 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하는 단계; 및 d) 상기 변속 시 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 작으면 상기 P3 모터를 P3 모터 최대파워로 동작 시키고 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 P2 모터로 만족시키는 협조제어를 수행하는 단계;를 포함한다.On the other hand, according to an aspect of the present invention, a method for controlling a hybrid vehicle including a P2 motor mounted on an engine and a transmission input shaft and a P3 motor mounted on a transmission output shaft as driving sources includes: a) required power based on vehicle state information entering an EV (Electric Vehicle) mode when the total motor power is less than the sum of the P2 motor power and the P3 motor power; b) switching to the P3 motor when shifting starts while driving with the P2 motor in the EV mode; c) if the P3 motor power is greater than the required power during the speed change, controlling the P3 motor power to satisfy the required power; and d) if the P3 motor power is less than the required power during the speed change, the P3 motor is operated at the P3 motor maximum power and the P2 motor provides the remaining power obtained by subtracting the P3 motor maximum power from the requested power. Performing control; includes.

상기 c) 단계 혹은 d) 단계는, 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 상기 P2 모터로 구동을 전환하는 단계를 포함할 수 있다.The step c) or the step d) may include switching the driving from the P3 motor to the P2 motor when the end of shifting according to the state information is determined.

또한, 상기 P2 모터로 구동을 전환하는 단계는, 상기 요구파워가 상기 P2 모터의 P2 모터 최대파워보다 크면 상기 P3 모터의 구동을 개시하여 P3 모터 파워로 부족한 파워를 보상하는 협조제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the step of switching the driving to the P2 motor, starting the driving of the P3 motor when the requested power is greater than the maximum P2 motor power of the P2 motor and performing cooperative control for compensating for insufficient power with the P3 motor power. can include

또한, 상기 d) 단계 이후에, e) 상기 요구파워가 상기 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워를 초과하면 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하여 상기 엔진을 구동(ON)하고 상기 요구파워에 따라 상기 엔진을 최적 운전점으로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step d), e) if the required power exceeds the total motor power obtained by adding the P2 motor power and the P3 motor power, the HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode is switched to drive (ON) the engine, and the engine is turned on. Controlling the engine to an optimal operating point according to the required power may be further included.

또한, 상기 e) 단계는, e-1) 상기 HEV 모드로 주행 중 상태정보로 수집된 변속기의 변속 페이즈(Phase)에 따라 변속 시작을 파악하는 단계; 및 e-2) 변속 중 상기 P2 모터를 이용하여 배터리를 충전하고, 상기 P3 모터를 구동하여 현재 P2 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P3 모터로 전환하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step e) may include: e-1) identifying a shift start according to a shift phase of the transmission collected as state information while driving in the HEV mode; and e-2) charging a battery using the P2 motor and driving the P3 motor to convert the required power currently being handled by the P2 motor to the P3 motor during gear shifting.

또한, 상기 e-2) 단계는, 상기 P3 모터를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하고, 엔진의 최적 운전점에 따라 출력되는 엔진 최적 파워를 상기 P2 모터를 통해 배터리에 충전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In the step e-2), the P3 motor is used to satisfy the required power, and the engine's optimum power output according to the engine's optimum operating point is controlled to charge the battery through the P2 motor. steps may be included.

또한, 상기 e-2) 단계는, 상기 P3 모터의 P3 모터 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면, 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 엔진 최적 파워로 보상한 후 남은 엔진 파워를 상기 P2 모터를 통해 배터리에 충전시킬 수 있다.Further, in the step e-2), if the P3 motor maximum power of the P3 motor is less than the requested power, the remaining power obtained by subtracting the P3 motor maximum power from the requested power is compensated with the engine optimum power. Engine power may be charged to the battery through the P2 motor.

또한, 상기 상기 e-2) 단계 이후에, e-3) 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면, 상기 P3 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P2 모터로 전환하여 상기 협조제어를 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step e-2), e-3) ending the cooperative control by switching the requested power handled by the P3 motor to the P2 motor when the shift end according to the state information is determined. may further include.

본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 변속 시 변속기를 거치지 않는 P3 모터를 활용하는 협조제어 로직을 통해 요구파워를 최대한 만족시킴으로써 변속손실 없이 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, when a hybrid vehicle shifts gears, it is possible to improve fuel efficiency without shift loss by maximally satisfying required power through cooperative control logic using a P3 motor that does not go through a transmission.

또한, 하이브리드 차량의 변속 중 토크 인터벤션으로 인한 변속 쇼크를 최대한 감소시킬 수 있어 운전자의 운전성 및 상품성을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, shift shock due to torque intervention during shifting of the hybrid vehicle can be reduced as much as possible, thereby improving driver's drivability and marketability.

또한, HEV 모드에서의 변속 시 요구파워를 P3 모터 파워로 감당하고 남는 엔진 파워를 P2 모터를 통해 충전함으로써 회생충전 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of improving regenerative charging performance by handling the required power with the P3 motor power and charging the remaining engine power through the P2 motor when shifting in the HEV mode.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 제어 방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 P2 모터 구동 중 변속 협조제어 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 온(ON) 제어 중 변속 협조제어 상태를 나타낸다.
도 6은 종래 하이브리드 차량의 변속 손실 상태를 나타낸 그래프이다.1 schematically shows a configuration of a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 show a hybrid vehicle control method equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a shift cooperative control state during driving of a P2 motor of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates shift cooperative control during engine on control of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a shift loss state of a conventional hybrid vehicle.

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. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시 예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprise" and/or "comprising", when used herein, specify the presence of recited features, integers, steps, operations, components and/or components, but It will also be understood that does not exclude the presence or addition of one or more of the features, integers, steps, acts, elements, components and/or groups thereof. As used herein, the term "and/or" includes any one or all combinations of the associated listed items.

여기에서 사용되는 바와 같은 "차량" 또는 "차량의"와 같은 용어 또는 다른 유사한 용어는 철도 차량뿐만 아니라 스포츠 유틸리티 차량(sports utility vehicles; SUVs)를 포함하는 승용차들, 버스들, 트럭들, 다양한 상업용 차량들을 포함하는 것으로 이해된다. As used herein, terms such as “vehicle” or “vehicle” or other similar terms refer to cars, buses, trucks, various commercial vehicles, including sport utility vehicles (SUVs) as well as rail vehicles. It is understood to include vehicles.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Throughout the specification, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다Throughout the specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but there may be other components in the middle. It should be understood that it may be On the other hand, when a component is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어기에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어기"이라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍된다. 제어기는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. Additionally, it is understood that one or more of the methods or aspects thereof below may be executed by at least one or more controllers. The term “controller” may refer to a hardware device that includes memory and a processor. The memory is configured to store program instructions and the processor is specially programmed to execute the program instructions to perform one or more processes described in more detail below. A controller, as described herein, may control the operation of units, modules, components, devices, or the like. It is also understood that the methods below may be practiced by an apparatus that includes a controller along with one or more other components, as will be appreciated by those skilled in the art.

또한, 본 개시의 제어기는 프로세서에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체들의 예들은 롬(ROM), 램(RAM), 컴팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 또한 컴퓨터 네트워크 전반에 걸쳐 분산되어 프로그램 명령들이, 예를 들어, 텔레매틱스 서버(telematics server) 또는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network; CAN)와 같은 분산 방식으로 저장 및 실행될 수 있다.In addition, the controller of the present disclosure may be implemented as a non-transitory computer-readable recording medium including executable program instructions executed by a processor. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, compact disk ROM, magnetic tapes, floppy disks, flash drives, smart cards, and optical data storage devices. It is not limited to this. Computer-readable recording media may also be distributed throughout a computer network to store and execute program instructions in a distributed manner, such as, for example, a telematics server or a controller area network (CAN).

이제 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Now, a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 구성을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a configuration of a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 엔진(10), 시동발전기(Hybrid Starter Generator, HSG)(20), 구동 모터부(30), 클러치(40), 배터리(50), 변속기(60), 상태 검출기(70) 및 제어기(80)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes an engine 10, a hybrid starter generator (HSG) 20, a driving motor unit 30, a clutch 40, and a battery 50. , a transmission 60, a state detector 70 and a controller 80.

이하, 차량은 하이브리드 차량 및 플러그 하이브리드 차량을 포함한다.Hereinafter, a vehicle includes a hybrid vehicle and a plug hybrid vehicle.

엔진(10)은 연료를 연소시켜 차량의 주행에 필요한 동력을 발생시킨다.The engine 10 generates power necessary for vehicle driving by burning fuel.

시동 발전기(20)는 엔진(10)을 시동 시키고, 엔진(10)이 시동된 상태에서 선택적으로 발전기로 동작하여 전기 에너지를 생성한다. 시동 발전기(20)는 발전기의 동작으로 생성된 전기 에너지를 배터리(50)에 공급하여 충전할 수 있다. 이러한 시동 발전기(20)는 차량의 스타터 모터와 제너레이터로 동작하는 특성상 P1 모터로 명명될 수 있다.The starter generator 20 starts the engine 10 and selectively operates as a generator in a state in which the engine 10 is started to generate electrical energy. The starter generator 20 may charge the battery 50 by supplying electrical energy generated by the operation of the generator. This starter generator 20 may be named a P1 motor due to its characteristics of operating as a starter motor and generator of a vehicle.

구동 모터부(30)는 하이브리드 차량의 구동원인 모터 제네러이터(MG)로 구성되며, 구동축(90)을 중심으로 변속기(60) 앞쪽의 입력축에 장착되는 P2 모터(31)와 변속기(60) 뒤쪽의 출력축에 장착되는 P3 모터(32)를 포함한다. The driving motor unit 30 is composed of a motor generator (MG), which is a driving source of the hybrid vehicle, and a P2 motor 31 and a transmission 60 mounted on an input shaft in front of the transmission 60 centering on the driving shaft 90 It includes a P3 motor 32 mounted on the rear output shaft.

여기서, P3 모터(32)는 변속기(60)의 뒤쪽에 장착되어 변속기(60)의 영향 없이 감속기(FD)를 거쳐 휠(WHELL)에 직결되는 방식으로 모터 파워의 전달 경로 효율이 뛰어나고 변속이 필요 없어 변속 손실이 발생하지 않기 때문에 연비 향상을 도모할 수 있다. Here, the P3 motor 32 is mounted on the back of the transmission 60 and is directly connected to the wheel via the reducer FD without the influence of the transmission 60, so the efficiency of the transmission path of motor power is excellent and shifting is required. Since there is no transmission loss, fuel efficiency can be improved.

또한, 종래의 하이브리드 차량이 P2 모터(31)를 단독으로 구성하는 것에 비해 상대적으로 용량을 줄일 수 있어서 원가 절감이 가능한 이점이 있다.In addition, there is an advantage in that cost can be reduced because the capacity can be relatively reduced compared to a conventional hybrid vehicle in which the P2 motor 31 is configured alone.

P2 모터(31)와 P3 모터(32)는 운전자의 요구파워에 기초한 차량의 EV(Electric Vehicle) 모드로 운행 시 어느 하나 혹은 모두 구동되는 협조제어를 통해 모터 파워를 발생한다. The P2 motor 31 and the P3 motor 32 generate motor power through cooperative control in which one or both are driven when the vehicle operates in an EV (Electric Vehicle) mode based on the driver's requested power.

P2 모터(31)와 P3 모터(32)는 차량이 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환 시 적어도 하나를 선택적으로 구동하여 엔진(10)의 동력(이하, "엔진 파워"라고 칭함)을 보조할 수 있다.The P2 motor 31 and the P3 motor 32 may selectively drive at least one of the P2 motor 31 and the P3 motor 32 when the vehicle is switched to HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode to assist the power of the engine 10 (hereinafter, referred to as “engine power”). can

클러치(40)는 인가되는 제어신호에 따라 동작되어 엔진(10)과 P3 모터(32) 간의 동력 전달을 단속한다. 클러치(40)는 차량의 EV 모드와 HEV 모드의 전환에 따라 엔진(10)과 P2 모터(31) 간의 동력을 연결하거나 차단한다.The clutch 40 is operated according to the applied control signal to regulate power transmission between the engine 10 and the P3 motor 32 . The clutch 40 connects or disconnects power between the engine 10 and the P2 motor 31 according to the switching between the EV mode and the HEV mode of the vehicle.

배터리(50)는 다수의 배터리 셀로 구성된 고전압 에너지 저장장치(Energy Storage System, ESS)이며, 각 모터에 연결된 전원 라인을 통해 구동 전원을 공급하거나 그로부터 발전된 전기 에너지를 충전한다.The battery 50 is a high-voltage energy storage system (ESS) composed of a plurality of battery cells, and supplies driving power through a power line connected to each motor or charges electric energy generated therefrom.

변속기(60)는 엔진(10)과 P2 모터(31) 중 하나 이상에서 발생한 동력을 기어비를 통해 확대하여 휠로 전달한다. 변속기(60)는 DCT(Dual Clutch Transmission) 또는 자동 변속기(AT)로 구성될 수 있다.The transmission 60 expands the power generated by at least one of the engine 10 and the P2 motor 31 through a gear ratio and transmits the power to the wheels. The transmission 60 may be configured as a dual clutch transmission (DCT) or an automatic transmission (AT).

상태 검출기(70)는 차량의 운행에 따른 각종 센서류 및 제어기들로부터 하이브리드 차량의 변속 손실을 최소화를 위한 최적 협조제어 로직에 필요한 상태정보를 검출하여 제어기(80)로 제공한다.The state detector 70 detects state information necessary for optimal cooperative control logic for minimizing shift loss of the hybrid vehicle from various sensors and controllers according to vehicle operation and provides the detected state information to the controller 80.

예컨대, 상태 검출기(70)는 가속 페달의 작동 변위를 검출하는 APS(Accelerator Pedal Sensor)(71), 배터리(50)의 충/방전 상태를 관리하는 BMS(Battery Management System)(72), P2 모터(31)와 P3 모터(32)의 모터 파워를 제어하는 MCU(Motor Control Unit)(73), 엔진(10)의 구동을 제어하는 ECU(Engine Control Unit)(74), 변속기(60)의 변속동작을 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)(75) 등으로부터 각 특성에 따른 상태정보를 수집하여 제어기(80)로 전달한다.For example, the state detector 70 includes an accelerator pedal sensor (APS) 71 that detects an operating displacement of an accelerator pedal, a battery management system (BMS) 72 that manages the charge/discharge state of the battery 50, and a P2 motor. 31 and a motor control unit (MCU) 73 that controls motor power of the P3 motor 32, an engine control unit (ECU) 74 that controls driving of the engine 10, and gear shifting of the transmission 60 State information according to each characteristic is collected from a TCU (Transmission Control Unit) 75 that controls the operation and transmitted to the controller 80.

BMS(72)는 복수의 센서를 통해 배터리(50)의 작동 영역 내에서의 전류, 전압, 온도 등을 검출하여 배터리(50)의 충전상태(State Of Charge, SOC)가 적정 기준을 유지하도록 관리한다. 또한, BMS(72)는 배터리(50)의 온도의 유지와 각 모터로의 충전 및 방전 파워 상태를 관리한다.The BMS 72 detects current, voltage, temperature, etc. within the operating area of the battery 50 through a plurality of sensors and manages the state of charge (SOC) of the battery 50 to maintain an appropriate standard. do. In addition, the BMS 72 manages the maintenance of the temperature of the battery 50 and the state of charging and discharging power to each motor.

제어기(80)는 P2 모터(31)와 P3 모터(32)가 장착된 하이브리드 차량의 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어 로직을 통해 최적의 차량 구동 제어를 수행하도록 함으로써 연비를 개선하는 전반적인 동작을 제어한다.The controller 80 controls the overall operation to improve fuel efficiency by performing optimal vehicle driving control through cooperative control logic to minimize shift loss of the hybrid vehicle equipped with the P2 motor 31 and the P3 motor 32. do.

제어기(80)는 하이브리드 차량의 최상위 제어수단인 HCU(Hybrid Control Unit)로 구성되며, 차량 내 네트워크로 연결된 APS(71), BMS(72), MCU(73), EUC(74), TCU(75) 등의 하위 제어 유닛들의 상태정보를 토대로 P2 모터(31), P3 모터(32) 및 엔진(10)을 선택적으로 제어할 수 있다.The controller 80 is composed of an HCU (Hybrid Control Unit), which is the top control unit of the hybrid vehicle, and is connected to an APS (71), a BMS (72), an MCU (73), an EUC (74), and a TCU (75) connected through an in-vehicle network. ), etc., the P2 motor 31, the P3 motor 32, and the engine 10 may be selectively controlled based on state information of the lower control units.

제어기(80)는 차량의 운행 중 상태 검출기(70)로부터 상태정보를 수집하여 APS 값에 기초한 운전자의 요구파워와 배터리(50)의 SOC를 파악한다.The controller 80 collects state information from the state detector 70 while the vehicle is running, and determines the driver's required power and the SOC of the battery 50 based on the APS value.

제어기(80)는 운전자의 요구파워가 P2 모터(31) 최대 파워와 P3 모터(32) 최대 파워를 합한 총 모터 파워 이하이면 차량을 EV 모드로 제어하고, 상기 요구파워가 상기 총 모터 파워를 초과하면 HEV 모드로 전환하여 엔진(10)을 구동할 수 있다.The controller 80 controls the vehicle in the EV mode when the driver's required power is less than the total motor power of the sum of the maximum power of the P2 motor 31 and the maximum power of the P3 motor 32, and the required power exceeds the total motor power. If so, the engine 10 can be driven by switching to the HEV mode.

이러한 제어기(80)는 하이브리드 차량의 변속 시 연비 개선을 위하여 P3 모터(32)를 적극적으로 활용한 P2 모터(31) 및 엔진(10)과의 협조제어 로직을 통해 변속 손실을 최소화 하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the controller 80 is to minimize shift loss through cooperative control logic with the P2 motor 31 actively utilizing the P3 motor 32 and the engine 10 in order to improve fuel efficiency during shifting of the hybrid vehicle. do.

이러한 제어기(80)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다. The controller 80 may be implemented as one or more processors that operate according to a set program, and the set program is programmed to perform each step of the method for controlling a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention. it could be

이하, 이러한 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 하되, 제어기(80)가 운전자의 요구파워에 기초하여 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어 로직을 하이브리드 차량의 P2 모터 구동 중 변속 협조제어 방법과 엔진 온(ON) 제어 중 변속 협조제어 방법의 두가지 실시예로 나누어 설명하도록 한다.Hereinafter, the control method of a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors will be described in more detail with reference to the drawings below, but the controller 80 has a cooperative control logic for minimizing shift loss based on the driver's required power will be divided into two embodiments: a cooperative shift control method during driving of the P2 motor of a hybrid vehicle and a cooperative shift control method during engine ON control.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량 제어 방법을 나타낸다. 2 and 3 show a hybrid vehicle control method equipped with a plurality of motors according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 P2 모터 구동 중 변속 협조제어 상태를 나타낸다.4 illustrates a shift cooperative control state during driving of a P2 motor of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 온(ON) 제어 중 변속 협조제어 상태를 나타낸다.5 illustrates shift cooperative control during engine on control of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2와 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(80)가 하이브리드 차량의 P2 모터 구동 중 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어 방법을 설명한다.First, with reference to FIGS. 2 and 4 , a cooperative control method for minimizing shift loss during driving of the P2 motor of the hybrid vehicle by the controller 80 according to an embodiment of the present invention will be described.

제어기(80)는 하이브리드 차량이 시동 온(ON)되면 상태 검출기(70)로부터 차량의 운행에 따른 실시간 상태정보를 수집한다.When the hybrid vehicle is started, the controller 80 collects real-time state information according to vehicle operation from the state detector 70 .

제어기(80)는 수집된 상태정보에 기초한 운전자의 요구파워가 P2 모터(31)의 최대 파워와 P3 모터(32)의 최대 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면(S10; 예), EV 모드로 진입한다(S20).The controller 80 enters the EV mode if the driver's required power based on the collected state information is less than the total motor power of the sum of the maximum power of the P2 motor 31 and the maximum power of the P3 motor 32 (S10; Yes). Do (S20).

제어기(80)는 EV 모드 진입 시 파워 전달 경로의 효율에 따라 P2 모터와 P3 모터 중 어느 하나를 선택적으로 구동할 수 있다.Upon entering the EV mode, the controller 80 may selectively drive either the P2 motor or the P3 motor according to the efficiency of the power transmission path.

제어기(80)는 P3 모터 파워에 감속기 효율을 곱한 값이 P2 모터 파워에 변속기 효율을 곱한 값보다 작으면(S30; 예), P2 모터(31)를 구동한다(S40). 다만, 제어기(80)는 P3 모터 파워에 감속기 효율을 곱한 값이 P2 모터 파워에 변속기 효율을 곱한 값보다 작지 않으면(S30; 아니오), 변속기를 거치지 않아 경로 효율이 좋은 P3 모터(32)를 우선 구동할 수 있다(S50).The controller 80 drives the P2 motor 31 when the value obtained by multiplying the P3 motor power by the reduction gear efficiency is smaller than the value obtained by multiplying the P2 motor power by the transmission efficiency (S30; Yes). However, if the value obtained by multiplying the P3 motor power by the reduction gear efficiency is not smaller than the value obtained by multiplying the P2 motor power by the transmission efficiency (S30; No), the controller 80 prioritizes the P3 motor 32, which does not go through the transmission and has good path efficiency, It can be driven (S50).

이하, EV 모드에서 P2 모터(31)를 주 모터로 구동 시 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a cooperative control method for minimizing shift loss when driving the P2 motor 31 as the main motor in the EV mode will be described.

제어기(80)는 P2 모터(31)를 구동하여 EV 모드로 주행 중 상태정보로 수집된 변속기(60)의 변속 페이즈(Phase)에 따라 변속 시작 여부를 파악한다(S60). 이 때, 제어기(80)는 변속 페이즈(Phase)가 설정된 기준치(α)를 초과하면 변속 시작으로 판단하고(S60; 예), 상기 기준치(α)를 초과하지 않으면 변속하지 않은 것으로 판단할 수 있다(S60; 아니오). 여기서, 상기 제1 기준치(α)는 일반적으로 1로 사용할 수 있으나 P2 모터(31)의 신속한(빠른) 토크 저감이 가능하면 토크 페이즈(Torque Phase) 직전까지 적용할 수 있다.The controller 80 drives the P2 motor 31 to determine whether to start shifting according to the shift phase of the transmission 60 collected as state information while driving in the EV mode (S60). At this time, the controller 80 may determine that the shift has started if the shift phase exceeds the set reference value α (S60; Yes), and may determine that the shift does not occur if it does not exceed the reference value α. (S60; No). Here, the first reference value (α) can be generally used as 1, but can be applied until just before the torque phase if rapid (quick) torque reduction of the P2 motor 31 is possible.

제어기(80)는 EV 모드에서 변속 시 P3 모터 최대파워가 운전자의 요구파워보다 크면(S70; 예), P3 모터(32)가 요구파워를 감당할 수 있으므로 P3 모터(32)의 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어한다(S80). If the maximum power of the P3 motor is greater than the driver's required power when shifting in the EV mode (S70; Yes), the controller 80 uses the power of the P3 motor 32 to handle the required power. Control is performed to satisfy the required power (S80).

반면, 제어기(80)는 상기 P3 모터 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면(S70; 아니오), P3 모터(32)를 P3 모터 최대파워로 동작 시키고 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 P2 모터(31)로 만족시키는 협조제어를 한다(S90). 즉, 상기 EV 모드에서의 변속 상황에서는 주 모터를 P3 모터(32)로 전환하여 구동하고 P2 모터(31)는 P3 모터 최대파워를 초과하는 나머지 요구파워를 보상하는 보조 모터로써 동작 시킬 수 있다. 이처럼 EV 모드의 변속상황에서는 P3 모터(32)를 적극적으로 활용하는 제어로 운전자의 요구파워를 감당하도록 한다.On the other hand, if the P3 motor maximum power is less than the required power (S70; No), the controller 80 operates the P3 motor 32 at the P3 motor maximum power and subtracts the P3 motor maximum power from the required power. Cooperative control is performed to satisfy the remaining power with the P2 motor 31 (S90). That is, in the shift situation in the EV mode, the main motor can be switched to the P3 motor 32 and driven, and the P2 motor 31 can be operated as an auxiliary motor that compensates for the remaining required power exceeding the maximum power of the P3 motor. In this way, in the shift situation of the EV mode, the P3 motor 32 is actively utilized to handle the driver's requested power.

제어기(80)는 변속 종료 시 까지 상기 S80 혹은 S90 단계의 제어를 유지하고(S100; 아니오), 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면(S100; 예), P3 모터(32)에서 P2 모터(31)로 구동을 전환한다(S110).The controller 80 maintains the control of the step S80 or S90 until the end of the shift (S100; No), and if the end of the shift according to the status information is determined (S100; Yes), the P3 motor 32 to the P2 motor ( 31) to switch the drive (S110).

제어기(80)는 운전자의 요구파워가 P2 모터(31)의 P2 모터 최대파워보다 크지않으면(S120; 아니오), P2 모터(31)의 파워를 이용한 상기 요구파워를 만족시킨다.The controller 80 satisfies the required power using the power of the P2 motor 31 if the driver's requested power is not greater than the maximum P2 motor power of the P2 motor 31 (S120; No).

반면, 제어기(80)는 운전자의 요구파워가 P2 모터(31)의 P2 모터 최대파워보다 크면(S120; 예), 상대적으로 파워 전달 경로 효율이 좋은 P3 모터(32)의 구동을 개시하여 P3 모터 파워로 부족한 파워를 보상하는 협조제어를 수행한다(S130). On the other hand, if the required power of the driver is greater than the maximum P2 motor power of the P2 motor 31 (S120; Yes), the controller 80 starts driving the P3 motor 32, which has a relatively high efficiency of the power transmission path, and starts driving the P3 motor 32. Cooperative control for compensating for insufficient power is performed (S130).

이 때, P3 모터(32)는 운전자의 요구파워에서 P2 모터(31)의 파워를 차감한 나머지를 보상하는 보조 모터로써 동작할 수 있다.At this time, the P3 motor 32 may operate as an auxiliary motor that compensates for the remainder obtained by subtracting the power of the P2 motor 31 from the driver's required power.

제어기(80)는 운전자의 요구파워가 P2 모터(31)의 최대 파워와 P3 모터(32)의 최대 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면(S10; 예), EV 모드를 유지한다.The controller 80 maintains the EV mode when the driver's required power is less than the total motor power obtained by adding the maximum power of the P2 motor 31 and the maximum power of the P3 motor 32 (S10; Yes).

반면, 제어기(80)는 운전자의 요구파워가 P2 모터(31)의 최대 파워와 P3 모터(32)의 최대 파워를 합한 총 모터 파워를 초과하면(S10; 예), HEV 모드로 전환하여 엔진(10)을 구동(ON) 한다(S150). On the other hand, the controller 80 switches to the HEV mode when the driver's required power exceeds the total motor power of the sum of the maximum power of the P2 motor 31 and the maximum power of the P3 motor 32 (S10; Yes), and the engine ( 10) is driven (ON) (S150).

이하, 도 3과 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(80)가 하이브리드 차량의 엔진 온(ON) 제어 중 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어 방법을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 5 , a cooperative control method for minimizing shift loss during engine-ON control of a hybrid vehicle by the controller 80 according to an embodiment of the present invention will be described.

제어기(80)는 엔진(10)을 구동(ON)하면 운전자의 요구파워에 따라 엔진(10)을 최적 운전점으로 제어한다(S160). 이 때, 제어기(80)는 운전자의 요구파워에서 엔진 최적 파워를 뺀 나머지 값에 따라 P2 모터(31)를 이용한 방전 혹은 충전을 제어할 수 있다. 즉, 제어기(80)는 상기 운전자의 요구파워에서 엔진 최적 파워를 뺀 나머지 값이 플러스(+) 값이면 P2 모터(31)를 통해 엔진의 부족파워를 보상하기 위한 방전을 수행하고, 반대로 상기 나머지 값이 마이너스(-) 값이면 상기 요구파워를 만족시키고 남은 엔진 최적 파워를 P2 모터(31)를 통해 배터리(50)에 충전시킬 수 있다.. When the engine 10 is driven (ON), the controller 80 controls the engine 10 to an optimal operating point according to the driver's required power (S160). At this time, the controller 80 may control discharging or charging using the P2 motor 31 according to the remaining value obtained by subtracting the optimum engine power from the driver's required power. That is, the controller 80 performs a discharge to compensate for the insufficient power of the engine through the P2 motor 31 when the remaining value obtained by subtracting the engine optimum power from the driver's required power is a positive value, and conversely, the remaining If the value is negative (-), the required power is satisfied and the remaining engine optimum power can be charged in the battery 50 through the P2 motor 31.

제어기(80)는 HEV 모드로 주행 중 상태정보로 수집된 변속기(60)의 변속 페이즈(Phase)에 따라 변속 시작을 파악하면(S170; 예), 변속 중 P2 모터(31)를 이용하여 배터리(50)를 충전하고(S180), P3 모터(32)를 구동하여 현재 P2 모터(31)에서 감당하고 있는 요구파워를 P3 모터(32)로 전환한다(S190).When the controller 80 determines the shift start according to the shift phase of the transmission 60 collected as state information while driving in the HEV mode (S170; Yes), the battery ( 50) is charged (S180), and the P3 motor 32 is driven to convert the required power currently handled by the P2 motor 31 to the P3 motor 32 (S190).

이 때, 제어기(80)는 P3 모터(32)를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하고, P2 모터(31)를 이용하여 상기 엔진 최적 파워분을 배터리(50)에 충전하도록 제어한다. 여기서, 제어기(80)는 P3 모터(32)의 P3 모터 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면, 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 엔진 최적 파워로 보상한 후 남은 엔진 파워를 P2 모터(31)를 통해 배터리(50)에 충전시킨다.At this time, the controller 80 controls to satisfy the required power using the P3 motor 32, and controls to charge the battery 50 with the optimum engine power using the P2 motor 31. Here, if the P3 motor maximum power of the P3 motor 32 is less than the required power, the controller 80 compensates for the remaining power obtained by subtracting the P3 motor maximum power from the required power with the optimal engine power, and then the remaining engine power. Power is charged to the battery 50 through the P2 motor 31.

제어기(80)는 변속 종료 시 까지 상기 S180 및 S190 단계를 유지하고(S200; 아니오), 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면(S100; 예), 현재 P3 모터(32)에서 감당하고 있는 요구파워를 P2 모터(31)로 전환하고 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어를 종료한다.The controller 80 maintains the steps S180 and S190 until the end of the shift (S200; No), and when determining the end of shift according to the status information (S100; Yes), the request currently handled by the P3 motor 32 Power is switched to the P2 motor 31, and cooperative control for minimizing shift loss is ended.

한편, 상기 S170 단계에서, 제어기(80)는 HEV 모드로 주행 중 상기 변속 시작이 없고(S170; 아니오), 운전자의 요구파워가 엔진 최적 파워를 초과하지 않으면(S210; 아니오), 상기 요구파워를 만족시킨 후 남은 엔진 최적 파워분을 P2 모터(31)를 통해 배터리(50)에 충전시킨다(S220).Meanwhile, in the step S170, the controller 80 determines the requested power when there is no shift start while driving in the HEV mode (S170; No) and the driver's requested power does not exceed the engine's optimum power (S210; No). After the satisfaction is satisfied, the remaining optimum power of the engine is charged in the battery 50 through the P2 motor 31 (S220).

반면, 제어기(80)는 운전자의 요구파워가 엔진 최적 파워 미만이면(S210; 아니오), 변속 손실을 최소화하기 위한 협조제어를 종료한다.On the other hand, the controller 80 terminates cooperative control for minimizing shift loss when the driver's requested power is less than the optimal engine power (S210; No).

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 변속 시 변속기를 거치지 않는 P3 모터를 활용하는 협조제어 로직을 통해 요구파워를 최대한 만족시킴으로써 변속손실 없이 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, fuel efficiency can be improved without shift loss by maximally satisfying the required power through cooperative control logic using the P3 motor that does not go through a transmission when shifting a hybrid vehicle.

또한, 하이브리드 차량의 변속 중 토크 인터벤션으로 인한 변속 쇼크를 최대한 감소시킬 수 있어 운전자의 운전성 및 상품성을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, shift shock due to torque intervention during gear shifting of the hybrid vehicle can be reduced as much as possible, thereby improving driver's drivability and marketability.

또한, HEV 모드에서의 변속 시 요구파워를 P3 모터 파워로 감당하고 남는 엔진 파워를 P2 모터를 통해 충전함으로써 회생충전 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of improving regenerative charging performance by handling the required power with the P3 motor power and charging the remaining engine power through the P2 motor when shifting in the HEV mode.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.Embodiments of the present invention are not implemented only through the devices and/or methods described above, and may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention, a recording medium on which the program is recorded, and the like. Also, such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the above-described embodiment.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also of the present invention. that fall within the scope of the right.

10: 엔진 20: HSG
30: 구동 모터 31: P2 모터
32: P3 모터 40: 클러치
50: 배터리 60: 변속기
70: 상태 검출기 71: APS
72: BMS 73: MCU
74: ECU 75: TCU
80: 제어기10: engine 20: HSG
30: drive motor 31: P2 motor
32: P3 motor 40: clutch
50: battery 60: transmission
70: state detector 71: APS
72: BMS 73: MCU
74: ECU 75: TCU
80: controller

Claims (18)

연료를 연소하여 주행에 필요한 동력을 발생시키는 엔진;
차량의 구동원으로서 변속기 입력축에 장착되는 P2 모터와 변속기 출력축에 장착되는 P3 모터;
각 모터에 연결된 전원 라인을 통해 구동 전원을 공급하거나 그로부터 발전된 전기 에너지를 충전하는 배터리;
차량의 운행에 따른 각종 센서와 제어기로부터 차량의 구동 제어에 필요한 상태정보를 수집하는 상태 검출기; 및
상기 상태정보에 기초한 운전자의 요구파워가 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면 EV(Electric Vehicle) 모드로 진입하며, 상기 P2 모터로 주행 중 변속을 시작하면 상기 P3 모터로 전환하고 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 크면 상기 P3 모터 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하는 제어기;
를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.An engine that burns fuel to generate power required for driving;
A P2 motor mounted on a transmission input shaft and a P3 motor mounted on a transmission output shaft as driving sources of a vehicle;
A battery that supplies driving power through a power line connected to each motor or charges electrical energy generated therefrom;
a state detector that collects state information necessary for driving control of the vehicle from various sensors and controllers according to vehicle operation; and
If the driver's required power based on the status information is less than the total motor power of the P2 motor power and the P3 motor power, the EV (Electric Vehicle) mode is entered, and when the P2 motor starts to shift while driving, the P3 motor is switched. a controller controlling the required power to be satisfied using the P3 motor power when the P3 motor power is greater than the required power;
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors including a. 제1항에 있어서,
상기 상태 검출기는
가속 페달의 작동 변위를 검출하는 APS(Accelerator Pedal Sensor), 상기 배터리의 충방전 상태를 관리하는 BMS(Battery Management System), 상기 P2 모터와 P3 모터의 모터 파워를 제어하는 MCU(Motor Control Unit), 상기 엔진의 구동을 제어하는 ECU(Engine Control Unit) 및 상기 변속기의 변속동작을 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)로부터 각 특성의 상태정보를 수집하여 상기 제어기로 전달하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 1,
The state detector
APS (Accelerator Pedal Sensor) for detecting the operating displacement of the accelerator pedal, BMS (Battery Management System) for managing the charging and discharging state of the battery, MCU (Motor Control Unit) for controlling the motor power of the P2 motor and P3 motor, A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors that collects state information of each characteristic from an ECU (Engine Control Unit) that controls the driving of the engine and a TCU (Transmission Control Unit) that controls the shift operation of the transmission and transfers it to the controller. . 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어기는
상기 변속기의 변속 페이즈(Phase)가 설정된 기준치(α)를 초과하면 변속 시작으로 판단하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 1 or 2,
The controller
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors that determines that a shift is started when a shift phase of the transmission exceeds a set reference value (α). 제3항에 있어서,
상기 제어기는
상기 P2 모터의 신속한 토크 저감이 가능하면 상기 기준치(α)를 토크 페이즈(Torque Phase) 직전까지 적용하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 3,
The controller
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors in which the reference value (α) is applied up to immediately before a torque phase when rapid torque reduction of the P2 motor is possible. 제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 변속 시 상기 P3 모터의 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면 P3 모터 최대파워로 동작 시키고 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 P2 모터로 만족시키는 협조제어를 수행하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 1,
The controller
When the maximum power of the P3 motor is less than the required power during the speed change, the P3 motor operates at the maximum power and performs cooperative control to satisfy the remaining power obtained by subtracting the P3 motor maximum power from the requested power with the P2 motor. A hybrid vehicle equipped with a motor of 제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 상기 P2 모터로 구동을 전환하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 1,
The controller
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors that switches driving from the P3 motor to the P2 motor when the shift end is determined according to the state information. 제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 요구파워가 상기 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워를 초과하면 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하여 상기 엔진을 구동(ON)하고 상기 요구파워에 따라 상기 엔진을 최적 운전점으로 제어하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 1,
The controller
When the required power exceeds the total motor power obtained by adding the P2 motor power and the P3 motor power, the engine is driven (ON) by switching to a hybrid electric vehicle (HEV) mode, and the engine is operated at an optimum operating point according to the required power. A hybrid vehicle equipped with multiple motors to control. 제7항에 있어서,
상기 제어기는
상기 HEV 모드 시 상기 요구파워에서 엔진 최적 파워를 뺀 나머지 값이 플러스(+) 값이면 상기 P2 모터를 통해 상기 엔진의 부족파워를 보상하고, 상기 나머지 값이 마이너스(-) 값이면 상기 P2 모터를 통해 배터리를 충전시키는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 7,
The controller
In the HEV mode, if the remaining value obtained by subtracting the optimal engine power from the required power is a positive value, the insufficient power of the engine is compensated through the P2 motor, and if the remaining value is a negative (-) value, the P2 motor A hybrid vehicle equipped with multiple motors that charge the battery through 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제어기는
상기 HEV 모드로 주행 중 변속을 시작하면, 상기 P2 모터를 이용하여 배터리를 충전하고, 상기 P3 모터를 구동하여 상기 요구파워를 만족시키는 협조제어를 수행하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 7 or 8,
The controller
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors that performs cooperative control to satisfy the required power by charging the battery using the P2 motor and driving the P3 motor when shifting is started while driving in the HEV mode. 제9항에 있어서,
상기 제어기는
상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P2 모터로 전환하여 상기 협조제어를 종료하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량.According to claim 9,
The controller
A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors that terminates the cooperative control by converting the requested power handled by the P3 motor to the P2 motor when it is determined that the shift end is determined according to the state information. 구동원으로 엔진, 변속기 입력축에 장착된 P2 모터와 변속기 출력축에 장착된 P3 모터를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서,
a) 차량의 상태정보에 기초한 요구파워가 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워 미만이면 EV(Electric Vehicle) 모드로 진입하는 단계;
b) 상기 EV 모드에서 상기 P2 모터로 주행 중 변속을 시작하면 상기 P3 모터로 전환하는 단계;
c) 상기 변속 시 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 크면 상기 P3 모터 파워를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하는 단계; 및
d) 상기 변속 시 상기 P3 모터 파워가 상기 요구파워보다 작으면 상기 P3 모터를 P3 모터 최대파워로 동작 시키고 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 P2 모터로 만족시키는 협조제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.A method for controlling a hybrid vehicle including a P2 motor mounted on an engine and a transmission input shaft and a P3 motor mounted on a transmission output shaft as a driving source,
a) entering EV (Electric Vehicle) mode if the required power based on the vehicle state information is less than the total motor power obtained by adding the P2 motor power and the P3 motor power;
b) switching to the P3 motor when shifting starts while driving with the P2 motor in the EV mode;
c) if the P3 motor power is greater than the required power during the speed change, controlling the P3 motor power to satisfy the required power; and
d) When the P3 motor power is smaller than the required power during the speed change, the P3 motor is operated at the P3 motor maximum power and the P2 motor satisfies the remaining power obtained by subtracting the P3 motor maximum power from the requested power. performing;
Control method of a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors comprising a. 제11항에 있어서,
상기 c) 단계 혹은 d) 단계는,
상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면 상기 P3 모터에서 상기 P2 모터로 구동을 전환하는 단계를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 11,
In step c) or step d),
and switching driving from the P3 motor to the P2 motor when the end of shifting according to the state information is determined. 제12항에 있어서,
상기 P2 모터로 구동을 전환하는 단계는,
상기 요구파워가 상기 P2 모터의 P2 모터 최대파워보다 크면 상기 P3 모터의 구동을 개시하여 P3 모터 파워로 부족한 파워를 보상하는 협조제어를 수행하는 단계를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 12,
The step of switching the driving to the P2 motor,
controlling a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors, comprising starting driving of the P3 motor when the required power is greater than the maximum P2 motor power of the P2 motor and performing cooperative control to compensate for insufficient power with the P3 motor power; method. 제11항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
e) 상기 요구파워가 상기 P2 모터 파워와 P3 모터 파워를 합한 총 모터 파워를 초과하면 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하여 상기 엔진을 구동(ON)하고 상기 요구파워에 따라 상기 엔진을 최적 운전점으로 제어하는 단계를 더 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 11,
After step d),
e) When the required power exceeds the total motor power obtained by adding the P2 motor power and the P3 motor power, the engine is driven (ON) by switching to a Hybrid Electric Vehicle (HEV) mode, and the engine is optimally operated according to the required power. A method of controlling a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors, further comprising controlling by points. 제14항에 있어서,
상기 e) 단계는,
e-1) 상기 HEV 모드로 주행 중 상태정보로 수집된 변속기의 변속 페이즈(Phase)에 따라 변속 시작을 파악하는 단계; 및
e-2) 변속 중 상기 P2 모터를 이용하여 배터리를 충전하고, 상기 P3 모터를 구동하여 현재 P2 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P3 모터로 전환하는 단계;
를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 14,
In step e),
e-1) identifying a shift start according to a shift phase of the transmission collected as state information while driving in the HEV mode; and
e-2) charging a battery using the P2 motor and driving the P3 motor to convert the required power currently being handled by the P2 motor to the P3 motor during gear shifting;
Control method of a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors comprising a. 제15항에 있어서,
상기 e-2) 단계는,
상기 P3 모터를 이용하여 상기 요구파워를 만족시키도록 제어하고, 엔진의 최적 운전점에 따라 출력되는 엔진 최적 파워를 상기 P2 모터를 통해 배터리에 충전하도록 제어하는 단계를 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 15,
In step e-2),
Controlling to satisfy the required power using the P3 motor and controlling the battery to be charged with the engine optimum power output according to the optimum operating point of the engine through the P2 motor Hybrid vehicle control method. 제15항에 있어서,
상기 e-2) 단계는,
상기 P3 모터의 P3 모터 최대파워가 상기 요구파워보다 작으면, 상기 요구파워에서 상기 P3 모터 최대파워를 차감한 나머지 파워를 상기 엔진 최적 파워로 보상한 후 남은 엔진 파워를 상기 P2 모터를 통해 배터리에 충전시키는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to claim 15,
In step e-2),
If the P3 motor maximum power of the P3 motor is less than the requested power, the engine power remaining after subtracting the P3 motor maximum power from the requested power is compensated with the optimal engine power, and the engine power remaining is supplied to the battery through the P2 motor. A control method for a hybrid vehicle equipped with a plurality of motors for charging. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상기 e-2) 단계 이후에,
e-3) 상기 상태정보에 따른 변속 종료를 파악하면, 상기 P3 모터에서 감당하고 있는 요구파워를 상기 P2 모터로 전환하여 상기 협조제어를 종료하는 단계를 더 포함하는 복수의 모터를 장착한 하이브리드 차량의 제어 방법.According to any one of claims 15 to 17,
After the step e-2),
e-3) A hybrid vehicle equipped with a plurality of motors, further comprising the step of switching the requested power handled by the P3 motor to the P2 motor and terminating the cooperative control when the end of shifting according to the state information is determined. control method.
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