KR100413392B1 - 차량용 트랙션 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 트랙션 제어방법에 관한 것으로, 차체가속도, 구동륜의 슬립상태 및 실제 제어중인 엔진토오크를 이용하여 노면의 마찰계수를 추정하고, 추정된 마찰계수에 따라 엔진토오크를 보정함으로서 적절한 가속성능을 확보할 수 있도록 하는 차량용 트랙션 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 차체가속도에 따라 노면의 상태를 판단하여 엔진토오크를 제어하는 차량용 트랙션 제어방법에 있어서, 차륜속도 및 차체속도로부터 계산된 슬립율과 상기 차체가속도에 기초하여 노면의 마찰계수를 판단하는 단계와 상기 판단결과에 따라 엔진토오크를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명은 차량이 평지에서 오르막 또는 내리막길을 진입하는 경우에도 노면상태에 대응하는 정확한 목표 엔진토오크를 추정하여 가속성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

차량용 트랙션 제어방법{Method of traction control system for vehicle}

본 발명은 차량용 트랙션 시스템(Traction Control System 이하 TCS))에 관한 것으로, 노면상태에 따라 엔진토오크를 조절함으로서 노면의 상태에 따라 현재 차량의 적절한 가속성능을 확보할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 트랙션 시스템은 자동차를 가속하는 경우 차량의 구동륜을 운전자의 액셀레이터 제어에 의하지 않고 타이어-노면간의 슬립율(일반적으로 슬립율은 타이어와 노면간의 특성을 나타낸 것으로 (차체속도-차륜속도)/차체속도에 백분율을 곱한 값이다) 특성에 기초하여 트랙션 제어영역 내의 안정적인 슬립율로 제어함으로써 충분한 코너링 힘과 구동력을 확보하는 것이다.

종래의 차량용 트랙션 제어방법에서는 2륜 구동차량의 경우 비구동륜의 속도로부터 차체속도를 추정하고, 차체속도로부터 차체가속도를 연산한다. 구동륜이 스핀되어 TCS 제어 시작되는 경우 차체가속도로부터 노면의 마찰계수를 추정하고, 추정된 노면의 마찰계수를 이용하여 목표 엔진토오크를 연산함으로서 구동륜의 슬립이 최적의 슬립제어 범위내에 도달하도록 엔진토오크를 제어한다.

그러나, 이러한 차체가속도를 이용한 노면의 마찰계수 추정은 평탄한 노면에서는 노면마찰계수에 대응하는 차체가속도를 얻을 수 있으나, 오르막 및 내리막등에서는 같은 노면일지라도 중력 가속도의 영향으로 차체가속도와 노면의 마찰계수는 대응하지 않는다. 즉, 오르막길에서는 평판한 길에서보다 차체가속도가 작아지고, 내리막길에서는 오히려 차체가속도가 커지는데 이로 인해, 노면의 마찰계수를 오판할 수 있다.

따라서, 평탄로 주행시에는 TCS 제어시 2번째 사이클 이후부터 차체가속도 수준으로 주행노면의 마찰계수를 추정하여 목표 엔진토오크를 연산함으로써 구동륜의 슬립이 최적의 슬립제어범위 이상으로 스핀하는 경우에 엔진토오크를 목표 엔진토오크로 떨어지도록 엔진토오크를 제어하지만, 차량이 평지에서 가속하여 오르막 진입시에는 차량이 실제 주행하는 노면의 마찰계수보다 낮은 마찰계수의 노면을 주행하는 것으로 오판하여 목표 엔진토오크를 실제 노면에서 필요로 하는 토오크보다 더 많이 감소시켜 차량의 가속성능이 저하되고, 반대로 내리막길의 경우 목표 엔진토오크를 더 높게 설정하게 되어 구동륜의 과도한 스핀이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차체가속도, 구동륜의 슬립상태 및 실제 제어중인 엔진토오크를 이용하여 노면의 마찰계수를 추정하고, 추정된 마찰계수에 따라 엔진토오크를 보정함으로서 적절한 가속성능을 확보할 수 있도록 하는 차량용 트랙션 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 트랙션 시스템에 대한 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 트랙션 제어방법에 대한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 차륜속도센서 20 : 스로틀 밸브개도센서

30 : 엔진회전수센서 40 : 제어부

50 : 엔진출력제어부 60 : 브레이크 트랙션제어부

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체가속도에 따라 노면의 상태를 판단하여 엔진토오크를 제어하는 차량용 트랙션 제어방법에 있어서, 차륜속도 및 차체속도로부터 계산된 슬립율과 상기 차체가속도에 기초하여 노면의 마찰계수를 판단하는 단계와 상기 판단결과에 따라 엔진토오크를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 트랙션 제어시스템에 대한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 4개 차륜의 속도를 검출하기 위한 차륜속도센서(10), 엔진의 회전수를 검출하기 위한 엔진회전수 센서(20), 스로틀 밸브의 개도를 측정하기 위한 스로틀밸브 개도센서(30), 상기 센서들로부터 입력된 검출신호를 연산 처리하여 제어신호를 출력하는 제어부(40), 상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 엔진의 출력을 제어하는 엔진출력 제어부(50)와 브레이크 작동을 제어하는 브레이크 트랙션 제어부(60)로 이루어져 있다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 트랙션 제어방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 4개 차륜에 각각 설치된 차륜속도 센서(10)와 스로틀 밸브개도센서(20), 엔진회전수센서(30)로부터의 신호를 분석하여 각 차륜속도, 스로틀 밸브의 위치, 엔진회전수 등에 따른 차량의 상태를 파악한 후 검출된 차륜속도에 따라 차체속도, 차체가속도를 산출한다(S110).

이어, 제어부(40)는 현재 차량의 슬립율을 계산하도록 차륜속도와 차체속도를 이용하여 설정된 슬립율 계산식((차체속도-차륜속도)*100/차체속도 [%])에 대입하여 현재 주행중인 차량의 슬립율을 계산한다(S120).

그런 후에, 제어부(40)는 TCS 제어모드인가를 판단하기 위해 상기 계산된 현재 차량의 슬립율을 TCS 제어가 이루어지는 순간의 슬립율 즉 실험에 의해 미리 설정된 슬립율의 임계값과 비교하고, 상기 계산된 슬립율이 상기 임계값을 초과하면 TCS 제어모드라고 판단한다(S130).

상기 판단단계(S130)에서 TCS 제어모드라고 판단되면, 제어부(40)는 이전 사이클의 차체가속도와 상기 산출된 차체가속도를 비교한다(S140).

상기 비교결과 상기 산출된 차체가속도가 이전 사이클의 차체가속도보다 설정값 이상 감소되면, 이전 사이클의 구동륜의 슬립율과 상기 계산된 슬립율을 비교한다(S150). 상기 비교결과 상기 계산된 슬립율이 이전 사이클의 TCS 제어모드시의 구동륜의 슬립율을 유지하고 있는 경우는 노면의 마찰계수가 줄어든 것이 아니고, 차량이 오르막길로 진입한 것으로 판단하여 차체가속도가 감소되었어도 목표 엔진토오크를 상기 산출된 차체가속도에 대응하는 노면수준의 목표 엔진토오크로 낮추어 설정하지 않고, 구동력의 저하를 방지하도록 이전 사이클에서 구동륜의 슬립이 최적의 슬립범위 내에 제어되는 동안의 평균 엔진토오크 수준으로 유지시킨다(S160).

만약, 상기 비교단계(S150)의 비교결과 상기 계산된 슬립율이 이전 사이클의 구동륜의 슬립율보다 설정값 이상으로 과다하게 증가되면, 제어부(40)는 주행차량의 노면 마찰계수가 줄어든 것으로 판단하여 구동력의 저하를 방지하도록 목표 엔진토오크를 상기 산출된 차체가속도에 대응하는 마찰계수 노면의 수준으로 감소시킨다(S170).

한편, 상기 비교단계(S140)의 비교결과 상기 산출된 차체가속도가 이전 사이클의 차체가속도보다 설정값 이상 증가되면, 이전 사이클의 구동륜의 슬립율과 상기 계산된 슬립율을 비교한다(S180). 상기 비교결과 상기 계산된 슬립율이 이전 사이클의 구동륜의 슬립율을 유지하고 있는 경우는 노면의 마찰계수가 증가된 것이 아니고, 차량이 내리막길로 진입한 것으로 판단하여 차체가속도가 증가하였어도 목표 엔진토오크를 상기 산출된 차체가속도에 대응하는 노면 수준의 목표 엔진토오크로 높여 설정하지 않고, 구동륜의 스핀을 발생시키지 않고 최적의 구동력을 발생하도록 이전 사이클에서 구동륜의 슬립이 최적의 슬립범위 내에 제어되는 동안의 평균 엔진토오크 수준으로 유지시킨다(S190).

만약, 상기 비교단계(S180)의 비교결과 상기 계산된 슬립율이 이전 사이클의 구동륜의 슬립율보다 설정값 이상으로 과다하게 감소되면, 제어부(40)는 주행차량의 노면 마찰계수가 증가된 것으로 판단하여 최적의 구동력을 얻을 수 있도록 목표엔진토오크를 상기 산출된 차체가속도에 대응하는 마찰계수 노면의 수준으로 목표 엔진토오크를 증가시킨다(S200).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량이 평지에서 오르막 또는 내리막길을 진입하는 경우에도 노면상태에 대응하는 정확한 목표 엔진토오크를 추정하여 가속성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 차체가속도에 따라 노면의 상태를 판단하여 엔진토오크를 제어하는 차량용 트랙션 제어방법에 있어서,

   현재 사이클과 이전 사이클의 차체가속도 및 슬립율의 차이값에 기초하여 차량의 노면마찰계수가 변화한 것인지, 차량이 오르막길 또는 내리막길로 진입하는 것인지를 판단하는 단계,

   상기 판단결과에 따라 엔진토오크를 제어하는 단계를 차량용 트랙션 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 판단단계는 현재 사이클의 차체가속도가 이전 사이클의 차체가속도보다 미리 설정된 값 이상 감소하고, 현재 사이클의 슬립율이 이전 사이클의 슬립율을 유지하면 노면마찰계수가 감소된 것이 아니라, 차량이 오르막길로 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 트랙션 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어단계는 차량이 오르막길로 진입한 것으로 판단되면, 목표 엔진토오크를 이전 사이클에서 구동륜의 슬립이 최적의 슬립범위 내에 제어되는 동안의 평균 엔진토오크로 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 트랙션 제어방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 판단단계는 현재 사이클의 차체가속도가 이전 사이클의 차체가속도보다 미리 설정된 값 이상 증가하고, 현재 사이클의 슬립율이 이전 사이클의 슬립율을 유지하면 노면마찰계수가 증가된 것이 아니라, 차량이 내리막길로 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 트랙션 제어방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어단계는 차량이 내리막길로 진입한 것으로 판단되면, 목표 엔진토오크를 이전 사이클에서 구동륜의 슬립이 최적의 슬립범위 내에 제어되는 동안의 평균 엔진토오크 수준으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 트랙션 제어방법.