KR100986084B1

KR100986084B1 - 4륜 구동차량의 토크 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100986084B1
Application number: KR1020080103304A
Authority: KR
Inventors: 원영덕
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2010-10-07
Also published as: KR20100044015A

Abstract

본 발명은 4륜 구동차량의 주행 중 토크 변동이 검출되면 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하고, 하드웨어(Hardware)가 허용하는 최대 혹은 최소 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 복귀시켜 최적의 응답성이 제공되도록 하는 것이다.

본 발명은 운전정보를 검출하여 토크 변동이 검출되는지 판단하는 과정, 토크 변동이 검출되면 전후륜 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하는 과정, 토크 변동에 따라 하드웨어의 허용 토크로 출력을 제어한 다음 목표 토크로 제어하는 과정을 포함한다.

4륜 구동차량, 동력 배분비, 목표 토크량, 최대 허용토크, 최소 허용토크

Description

4륜 구동차량의 토크 제어장치 및 방법{TORQUE CONTROL SYSTEM FOR 4 WHEEL DRIVE VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 4륜 구동차량의 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 주행 중 토크 변동이 검출되면 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하고, 하드웨어(Hardware)가 허용하는 최대 혹은 최소 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 복귀시켜 최적의 응답성이 제공되도록 하는 4륜 구동차량의 토크 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 4륜 구동차량(4WD)은 엔진의 구동토크를 주행상황에 따라 전후륜으로 적절하게 분배하여 전후륜을 동시에 구동시키는 것으로, 눈길이나 빙판길 등의 미끄러운 도로, 모래땅이나 가파른 언덕, 진흙길 등 큰 구동력이 필요로 하는 도로에서 구동 타이어와 도로면의 슬립을 최소화하여 주행 안전성과 탈출성을 제공한다.

4륜 구동차량은 전후륜의 회전수 차이에 따라 전후륜에 인가되는 구동토크의 분배를 가감하여 과대한 구동력이 발생되는 것을 제한한다.

4륜 구동차량의 성능 향상을 위해 슬립 발생시 응답성 향상을 위한 방안이 많이 강구 되어오고 있는데, 실제로 소프트웨어에서 주는 신호보다 하드웨어에서 작동되는 시간에 차이가 있기 때문에 소프트웨어에서 순간 많은 토크를 전달하려고 하여도 실제 작동하는데는 시간차가 나서 응답성을 향상시키기가 매우 어렵다.

현재 기울기의 향상을 통하여 응답성 향상이 많이 되었지만 한계가 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 토크 증가가 있는 경우 "A" 와 같은 동작이 가장 이상적인 응답이라 할 수 있으나, 현실적으로는 불가능하므로 실제 동작 라인에 대하여 "B"와 같이 기울기 향상을 통해서 응답성의 향상을 이루고자 하고 있다.

그러나, 상기 "B"와 같이 기울기의 향상을 통한 응답성의 향상은 "A"와 같은 동작으로의 수렴에 한계가 있으므로, 동력 분배에 따른 전후륜에서의 안정된 응답성이 제공되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 4륜 구동차량의 주행 중 토크 변동이 발생되면 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하고 하드웨어의 최대 혹은 최소 허용 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 복귀시켜 안정된 응답성이 제공되도록 하는 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 4륜 구동차량의 토크 제어장치는, 스로틀 밸브의 위치를 검출하는 스로틀 위치 검출부; 선회정보인 조향각의 변화를 검출하는 스티어링 검출부; 차륜별 속도와 전후륜의 속도차를 검출하 는 휠 속도 검출부; 브레이크 페달의 변위를 검출하는 브레이크 검출부; 토크 변동이 검출되면 전후륜에 대한 토크 배분비와 목표 토크량을 결정하고, 하드웨어가 허용하는 최대 혹은 최소 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 제어하는 제어부; 커플링에 적용되는 전자 클러치 기구로, 제어부의 제어신호에 따라 작동되어 전후륜의 토크 배분을 실행시키는 액추에이터를 포함한다.

또한, 본 발명의 특징에 따른 4륜 구동차량의 토크 제어방법은, 운전정보를 검출하여 토크 변동이 검출되는지 판단하는 과정; 토크 변동이 검출되면 전후륜 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하는 과정; 토크 변동에 따라 하드웨어의 허용 토크로 출력을 제어한 다음 목표 토크로 제어하는 과정을 포함한다.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 4륜 구동차량에서 토크 변동에 따른 동력 배분에서 휠 슬립이 최소화되어 안정된 응답성이 제공되는 효과를 기대할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크 제어장치를 개략적으 로 도시한 도면이다.

본 발명은 스로틀 위치 검출부(101)와 스티어링 검출부(102), 휠 속도 검출부(103), 브레이크 검출부(104), 제어부(105) 및 액추에이터(106)를 포함한다.

스로틀 위치 검출부(101)는 가속페달에 연동되는 스로틀 밸브의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

스티어링 검출부(102)는 스티어링 휠의 각도 변화, 즉 선회정보인 조향각의 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

휠 속도 검출부(103)는 각각의 차륜에 장착되어, 각 차륜별 속도와 전후륜의 속도차에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

브레이크 검출부(104)는 브레이크 페달의 변위, 즉 제동정보를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

제어부(105)는 토크 변동이 검출되면 전후륜에 대한 토크 배분비와 목표 토크량을 결정하고, 토크 증가 혹은 토크 감소에 따라 하드웨어가 허용하는 최대 토크 혹은 최소 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 제어하여 토크의 변동에 따라 신속하고 안정된 응답성이 제공되도록 한다.

액추에이터(106)는 예를 들어 커플링에 적용되는 전자 클러치 기구로, 제어부(105)의 제어신호에 따라 작동되어 전후륜간의 토크 배분을 실행시킨다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같다.

4WD 구동차량이 임의의 목적지로 운행되는 상태에서 제어부(101)는 스로틀 밸브의 위치, 선회조건인 스티어링 휠의 각도 변화, 각 차륜별 속도와 전후륜 속도 차, 브레이크 페달의 변위 등을 포함하는 운전정보를 검출하여(S101) 토크 변동이 발생되었는지 판단한다(S102).

상기 S102의 판단에서 토크 변동이 발생되었으면 상기 S101에서 검출되는 운전정보를 기반으로 전후륜의 동력 배분비를 결정하고(S103) 동력 배분비에 따른 목표 토크량을 결정한다(S104).

이후, 시간 카운터를 진행시켜(S105) 설정된 기준시간이 경과되었는지 판단한다(S106).

상기 S106의 판단에서 설정된 기준시간이 경과되었으면 토크 변동이 토크 증가인지 판단한다(S107).

상기 S107의 판단에서 토크 변동이 토크 증가이면 제어부(105)는 도 3에 도시된 바와 같이 하드웨어가 허용하는 최대 토크(Max)로 출력 토크를 제어한 다음(S108) 상기 S104에서 결정된 목표 토크량으로 제어하여 토크 변동에 대하여 신속한 응답성이 제공되도록 한다(S110).

상기 S107의 판단에서 토크 변동이 토크 감소이면 제어부(106)는 도 4에 도시된 바와 같이 하드웨어가 허용하는 최소 토크(Min)로 출력 토크를 제어한 다음(S109) 상기 S104에서 결정된 목표 토크량으로 제어하여 토크 변동에 대하여 신속한 응답성이 제동되도록 한다(S110).

이상에서 본 발명의 실시예에 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 포함된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크 제어 절차를 도시한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동차량에서 토크 증가 제어에 대한 그래프이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동차량에서 토크 감소 제어에 대한 그래프이다.

도 5는 종래의 4륜 구동차량에 적용된 토크 제어에 대한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 스로틀 위치 검출부 102 : 스티어링 검출부

103 : 휠 속도 검출부 104 : 브레이크 검출부

105 : 제어부 106 : 액추에이터

Claims

스로틀 밸브의 위치를 검출하는 스로틀 위치 검출부;

선회정보인 조향각의 변화를 검출하는 스티어링 검출부;

차륜별 속도와 전후륜의 속도차를 검출하는 휠 속도 검출부;

브레이크 페달의 변위를 검출하는 브레이크 검출부;

토크 변동이 검출되면 전후륜에 대한 토크 배분비와 목표 토크량을 결정하고, 하드웨어가 허용하는 최대 혹은 최소 토크로 제어한 다음 목표 토크량으로 제어하는 제어부;

커플링에 적용되는 전자 클러치 기구로, 제어부의 제어신호에 따라 작동되어 전후륜의 토크 배분을 실행시키는 액추에이터;

를 포함하는 4륜 구동차량의 토크 제어장치.
운전정보를 검출하여 토크 변동이 검출되는지 판단하는 과정;

토크 변동이 검출되면 전후륜 동력 배분비와 목표 토크량을 결정하는 과정;

토크 변동에 따라 하드웨어의 허용 토크로 출력을 제어한 다음 목표 토크로 제어하는 과정;

을 포함하는 4륜 구동차량의 토크 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 토크 변동이 토크의 증가이면 하드웨어가 허용하는 최대 토크를 출력시킨 다음 목표 토크량의 제어로 복귀시키는 4륜 구동차량의 토크 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 토크 변동이 토크의 감소이면 하드웨어가 허용하는 최소 토크를 출력시킨 다음 목표 토크량의 제어로 복귀시키는 4륜 구동차량의 토크 제어방법.