KR101214304B1 - Device and method for controlling torque distribution for 4 wheel driving vehicle - Google Patents
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Abstract
이 발명은, 종방향 가속도와 후륜 중량 지지비를 이용하여 후륜토크 분배비를 결정함으로써 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되도록 하여 구동력의 손실을 유발하지 않도록 하는, 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치 및 방법에 관한 것으로서,
엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서와, 엔진속도를 감지하기 위한 엔진속도 센서와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 바퀴속도 센서와, 변속기 기어비, 정지상태 차량 총중량, 정지상태 차량 후륜 중량, 차량 무게중심 높이, 휠베이스 전장의 데이터가 저장되어 있는 메모리와, 상기한 바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하고, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하고, 상기한 엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하고, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산하고, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 4륜구동 컨트롤러와, 상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 동력전달장치를 포함하여 이루어진다.The present invention is to determine the rear torque distribution ratio by using the longitudinal acceleration and the rear wheel weight support ratio, so that the weight transfer effect amount from the front wheel side to the rear wheel side according to the vehicle acceleration during acceleration is reflected so as not to cause a loss of driving force. A torque distribution control device and method for a four-wheel drive vehicle,
Engine torque sensor for detecting engine torque, engine speed sensor for detecting engine speed, wheel speed sensor for detecting wheel speed of front and rear wheels, transmission gear ratio, gross vehicle weight in stationary vehicle, rear wheel weight in stationary vehicle, The average vehicle speed is calculated from the memory of the vehicle center of gravity height and the wheelbase full length data, and the signals of the wheel speed sensor, and are stored in the signals and memory of the vehicle average speed and engine speed sensor. From the transmission gear ratio information, the transmission gear ratio is calculated, the maximum torque which can be driven from the signal of the engine torque sensor is calculated, the longitudinal acceleration (VEH_ACC) is calculated from the average speed of the vehicle, and from the longitudinal acceleration (VEH_ACC) described above. A 4WD controller for controlling 4WD torque by calculating the rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R), and the 4WD controller described above It includes a power transmission device for distributing and transmitting the driving force of the front wheel and the rear wheel according to the control signal input from.
Description
이 발명은 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 종방향 가속도와 후륜 중량 지지비를 이용하여 후륜토크 분배비를 결정함으로써 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되도록 하여 구동력의 손실을 유발하지 않도록 하는, 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a torque distribution control device and method for a four-wheel drive vehicle, and more specifically, to determine the rear torque distribution ratio by using the longitudinal acceleration and the rear wheel weight support ratio, the rear wheel at the front wheel according to the vehicle acceleration during acceleration The present invention relates to a torque distribution control apparatus and method for a four-wheel drive vehicle so that the weight transfer effect amount to the side is reflected so as not to cause a loss of driving force.
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. In general, a four-wheel drive vehicle (WWD) distributes the driving torque of the engine to the front and rear wheels according to the driving situation to drive the front and rear wheels at the same time. In such a road that requires a large driving force, driving slippage and road surface are minimized to provide driving safety and escape.
운전자는 운전석에 장착되어 있는 4륜구동모드전환 스위치를 조작함으로써 주행조건에 따라 전후륜의 구동력 분배를 제어할 수가 있다. 상기한 4륜구동모드전환 스위치가 온되면, 4륜 구동차량의 4륜구동 컨트롤러는 엔진토크센서, 스로틀 포지션 센서, 엔진 속도센서, 바퀴별 속도센서로부터 신호를 입력받아서 토그 분배량을 계산하고 그에 따라 전자식 커플링을 제어하여 액츄에이터를 작동시킴으로써 구동토크의 분배를 가감하여 전후륜의 구동을 제어한다. The driver can control the driving force distribution of the front and rear wheels according to the driving conditions by operating the four-wheel drive mode changeover switch mounted on the driver's seat. When the four-wheel drive mode switch is turned on, the four-wheel drive controller of the four-wheel drive vehicle receives signals from an engine torque sensor, a throttle position sensor, an engine speed sensor, and a speed sensor for each wheel, and calculates a torque distribution amount accordingly. By controlling the coupling to actuate the actuator, the drive torque is controlled by controlling the distribution of the drive torque.
종래의 4륜 구동차량의 4륜구동 컨트롤러는 전후륜의 토크 분배비를 각각 Wf/W : Wr/W로 설정하거나, 50:50의 고정된 값으로 설정하여 제어하고 있다. 전후륜의 토크 분배 제어값은 일반적으로 다음과 같다.The conventional four-wheel drive controller of a four-wheel drive vehicle controls the torque distribution ratio of the front and rear wheels to Wf / W: Wr / W or to a fixed value of 50:50, respectively. The torque distribution control value of the front and rear wheels is generally as follows.
후륜 토크 분배 제어값 = 차량 전체 토크 × 후륜 토크 분배비Rear torque distribution control value = total vehicle torque × rear torque distribution ratio
전륜 토크 분배 제어값 = 차량 전체 토크 × (1- 후륜 토크 분배비)Front wheel torque distribution control value = vehicle total torque × (1- rear wheel torque distribution ratio)
후륜 토크 분배비 = 정지시 후륜 차축 중량(Wr) / 정지시 차량 전체 중량(W)Rear torque distribution ratio = Rear wheel axle weight (Wr) at standstill / Total vehicle weight (W) at standstill
전륜 토크 분배비 = 정지시 전륜 차축 중량(Wf) / 정지시 차량 전체 중량(W)Front wheel torque distribution ratio = Front wheel axle weight at stop (Wf) / Total vehicle weight at stop (W)
그리고, 각 바퀴에서 전달 가능한 최대 토크는 다음과 같다.The maximum torque that can be transmitted from each wheel is as follows.
최대 토크 = (타이어와 지면의 마찰계수) × (각 바퀴의 지지중량)Torque = (coefficient of friction between tire and ground) × (support weight of each wheel)
위의 수식으로부터 전후륜의 슬립을 억제하면서 구동력을 극대화하는 이상적인 전후륜의 토크 분배비는 전후륜의 중량 지지비와 일치함을 알 수가 있다.From the above equation, it can be seen that the torque distribution ratio of the ideal front and rear wheels that maximizes the driving force while suppressing the slip of the front and rear wheels coincides with the weight support ratio of the front and rear wheels.
그러나, 상기한 종래의 4륜 구동차량은, 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되지를 않아서 전후륜 토크 분배비가 이상적인 값인 전후륜 중량 지지비와 차이가 나게 되며, 이는 구동력의 손실을 유발하는 문제점이 있다.However, the conventional four-wheel drive vehicle does not reflect the weight transfer effect amount from the front wheel to the rear wheel according to the vehicle acceleration during acceleration, and thus the front wheel torque distribution ratio is different from the front wheel weight support ratio, which is an ideal value. This has a problem of causing a loss of driving force.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종방향 가속도와 후륜 중량 지지비를 이용하여 후륜토크 분배비를 결정함으로써 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되도록 하여 구동력의 손실을 유발하지 않도록 하는, 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다. DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and to determine the rear torque distribution ratio by using the longitudinal acceleration and the rear wheel weight support ratio to move the weight from the front wheel side to the rear wheel side according to the vehicle acceleration during acceleration. It is to provide a torque distribution control apparatus and method for a four-wheel drive vehicle so that the effective amount is reflected so as not to cause a loss of driving force.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제1 구성은, 엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서와, 엔진속도를 감지하기 위한 엔진속도 센서와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 바퀴속도 센서와, 변속기 기어비, 정지상태 차량 총중량, 정지상태 차량 후륜 중량, 차량 무게중심 높이, 휠베이스 전장의 데이터가 저장되어 있는 메모리와, 상기한 바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하고, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하고, 상기한 엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하고, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산하고, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 4륜구동 컨트롤러와, 상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 동력전달장치를 포함하여 이루어지면 바람직하다.As a means for achieving the above object, the first configuration of the present invention, the engine torque sensor for detecting the engine torque, the engine speed sensor for detecting the engine speed, the wheel speed for detecting the wheel speed of the front and rear wheels Calculate vehicle average speed from sensor, transmission gear ratio, stationary vehicle gross weight, stationary vehicle rear wheel weight, vehicle center of gravity height, memory with data of wheelbase full length, and signals of wheel speed sensor The transmission gear ratio is calculated from the signal of the vehicle average speed and the engine speed sensor and the transmission gear ratio information stored in the memory, the maximum torque that can be driven from the signal of the engine torque sensor is calculated, and the longitudinal direction is obtained from the average speed of the vehicle. The acceleration (VEH_ACC) is calculated, and the rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) is calculated from the longitudinal acceleration (VEH_ACC). It is preferable to include a four-wheel drive controller for controlling the D torque, and a power transmission device for distributing and transmitting the driving force of the front and rear wheels in accordance with the control signal input from the four-wheel drive controller.
이 발명의 제1 구성은, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)는 다음의 수식에 의해 계산되면 바람직하다.As for the 1st structure of this invention, it is preferable that said longitudinal acceleration (VEH_ACC) is calculated by following Formula.
종방향 가속도(VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_TLongitudinal acceleration (VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
여기에서, 상기한 DELTA_VEH_SPEED는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간에 따른 차량 종방향 속도의 변화량이고, 상기한 DELTA_T는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간이다.Here, the DELTA_VEH_SPEED is a change amount of the vehicle longitudinal speed according to the sampling time of the wheel speed sensor, and the DELTA_T is a sampling time of the wheel speed sensor.
이 발명의 제1 구성은, 상기한 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)는 다음의 수식에 의해 계산되면 바람직하다.In the first configuration of the present invention, the rear wheel torque distribution ratio TQCtrl_DIST_R is preferably calculated by the following equation.
후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVWRear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREADWEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
여기에서, 상기한 WEIGHT_R는 가속효과를 고려한 후륜 지지중량이고, WEIGHT_STA_R는 정지상태 차량 후륜 중량이고, GVW는 정지상태 차량 총중량이고, VEH_ACC는 종방향 가속도이고, GRAVITY_ACC는 중력가속도(9.81 ㎨)이고, HEIGHT_MassCenter는 차량 무게중심 높이이고, WHEEL_TREAD는 휠베이스 전장이다.Here, the WEIGHT_R is the rear wheel support weight in consideration of the acceleration effect, WEIGHT_STA_R is the rear vehicle weight of the stationary vehicle, GVW is the gross vehicle weight of the stationary vehicle, VEH_ACC is the longitudinal acceleration, GRAVITY_ACC is the gravity acceleration (9.81 kPa), HEIGHT_MassCenter is the vehicle's center of gravity height and WHEEL_TREAD is the wheelbase overall length.
이 발명의 제1 구성은, 상기한 동력전달장치는 전자식 커플링으로 이루어지면 바람직하다.The first configuration of the present invention is preferably such that the power transmission device is made of an electronic coupling.
이 발명의 제2 구성은, 동작이 시작되면 엔진토크 센서와 엔진속도 센서와 바퀴속도 센서로부터 입력되는 센서신호를 읽어들이는 단계와, 바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하는 단계와, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하는 단계와, 엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하는 단계와, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산하는 단계와, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하는 단계와, 4WD 후륜분배 토크를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.According to a second aspect of the present invention, when the operation is started, reading sensor signals input from the engine torque sensor, the engine speed sensor, and the wheel speed sensor, calculating a vehicle average speed from the signal of the wheel speed sensor, and Calculating the gear ratio based on the transmission gear ratio information stored in the memory and the signal of the vehicle average speed and engine speed sensor, calculating the maximum torque that can be driven from the signal of the engine torque sensor, and the average speed of the vehicle. Calculating the longitudinal acceleration (VEH_ACC) from the; and calculating the rear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) from the longitudinal acceleration (VEH_ACC); and calculating the 4WD rear wheel distribution torque to control the 4WD torque. Is preferred.
이 발명의 제2 구성은, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)는 다음의 수식에 의해 계산되면 바람직하다.As for the 2nd structure of this invention, it is preferable if said longitudinal acceleration (VEH_ACC) is calculated by following Formula.
종방향 가속도(VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_TLongitudinal acceleration (VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
여기에서, 상기한 DELTA_VEH_SPEED는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간에 따른 차량 종방향 속도의 변화량이고, 상기한 DELTA_T는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간이다.Here, the DELTA_VEH_SPEED is a change amount of the vehicle longitudinal speed according to the sampling time of the wheel speed sensor, and the DELTA_T is a sampling time of the wheel speed sensor.
이 발명의 제2 구성은, 상기한 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)는 다음의 수식에 의해 계산되면 바람직하다.As for the 2nd structure of this invention, it is preferable that said rear-wheel torque distribution ratio TQCtrl_DIST_R is calculated by following Formula.
후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVWRear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREADWEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
여기에서, 상기한 WEIGHT_R는 가속효과를 고려한 후륜 지지중량이고, WEIGHT_STA_R는 정지상태 차량 후륜 중량이고, GVW는 정지상태 차량 총중량이고, VEH_ACC는 종방향 가속도이고, GRAVITY_ACC는 중력가속도(9.81 ㎨)이고, HEIGHT_MassCenter는 차량 무게중심 높이이고, WHEEL_TREAD는 휠베이스 전장이다.Here, the WEIGHT_R is the rear wheel support weight in consideration of the acceleration effect, WEIGHT_STA_R is the rear vehicle weight of the stationary vehicle, GVW is the gross vehicle weight of the stationary vehicle, VEH_ACC is the longitudinal acceleration, GRAVITY_ACC is the gravity acceleration (9.81 kPa), HEIGHT_MassCenter is the vehicle's center of gravity height and WHEEL_TREAD is the wheelbase overall length.
이 발명은, 종방향 가속도와 후륜 중량 지지비를 이용하여 후륜토크 분배비를 결정함으로써 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되도록 하여 구동력의 손실을 유발하지 않도록 하는, 효과를 갖는다.The present invention is to determine the rear torque distribution ratio by using the longitudinal acceleration and the rear wheel weight support ratio, so that the weight transfer effect amount from the front wheel side to the rear wheel side according to the vehicle acceleration during acceleration is reflected so as not to cause a loss of driving force. Has an effect.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어방법의 동작 순서도이다.1 is a block diagram of a torque distribution control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is an operation flowchart of a torque distribution control method for a four-wheel drive vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the purpose, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiments.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치의 블럭 구성도이다.1 is a block diagram of a torque distribution control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치의 구성은, 엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서(10)와, 엔진속도를 감지하기 위한 엔진속도 센서(20)와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 바퀴속도 센서(30)와, 변속기 기어비, 정지상태 차량 총중량(GVW), 정지상태 차량 후륜 중량(WEIGHT_STA_R), 차량 무게중심 높이(HEIGHT_MassCenter), 휠베이스 전장(WHEEL_TREAD)의 데이터가 저장되어 있는 메모리(40)와, 상기한 바퀴속도 센서(30)의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하고, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서(20)의 신호와 메모리(40)에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하고, 상기한 엔진토크 센서(10)의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하고, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도를 계산하고, 상기한 종방향 가속도로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 4륜구동 컨트롤러(50)와, 상기한 4륜구동 컨트롤러(50)로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 동력전달장치(60)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1, the configuration of the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention, the engine torque sensor 10 for detecting the engine torque, and for detecting the engine speed
상기한 동력전달장치(60)는 전자식 커플링으로 이루어진다.The
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어방법의 동작 순사도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of a torque distribution control method of a four-wheel drive vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 엔진토크 센서와 엔진속도 센서와 바퀴속도 센서로부터 입력되는 센서신호를 읽어들이는 단계(S20)와, 바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하는 단계(S30)와, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하는 단계(S40)와, 엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하는 단계(S50)와, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도를 계산하는 단계(S60)와, 종방향 가속도로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하는 단계(S70)와, 4WD 후륜분배 토크를 계산하는 단계(S80)와, 4WD 토크를 제어하는 단계(S90)와, 동작을 종료하는 단계(S100)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 2, the configuration of the torque distribution control method for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention, the step of starting the operation, the engine torque sensor, the engine speed sensor and the wheel speed Reading the sensor signal input from the sensor (S20), calculating the average vehicle speed from the signal of the wheel speed sensor (S30), and storing the average vehicle speed and the engine speed sensor in the signal and memory Calculating the gear ratio from the transmission gear ratio information (S40), calculating the maximum torque that can be driven from the signal of the engine torque sensor (S50), and calculating the longitudinal acceleration from the average speed of the vehicle (S60). ), Calculating the rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) from the longitudinal acceleration (S70), calculating the 4WD rear wheel distribution torque (S80), controlling the 4WD torque (S90), and terminating the operation.A step S100 is made.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.The operation of the torque distribution control device and method of the four-wheel drive vehicle according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
동작이 시작되면(S10), 4륜구동 컨트롤러(50)는 엔진토크 센서(10)와 엔진속도 센서(20)와 바퀴속도 센서(30)로부터 입력되는 센서신호를 읽어들인다(S20).When the operation is started (S10), the four-
4륜구동 컨트롤러(50)는 바퀴속도 센서(30)의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산한다(S30).The
다음에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서(20)의 신호와 메모리(40)에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 현재 차량의 변속 기어비를 추정 계산한다(S40).Next, the
이어서, 4륜구동 컨트롤러(50)는 엔진토크 센서(10)의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산한다(S50).Subsequently, the
이와 동시에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 상기한 차량 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산한다(S60). 차량의 종방향 가속도(VEH_ACC)는 다음의 수식을 이용하여 계산한다.At the same time, the
종방향 가속도(VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_TLongitudinal acceleration (VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
여기에서, 상기한 DELTA_VEH_SPEED는 바퀴속도 센서(30)의 샘플링 시간에 따른 차량 종방향 속도의 변화량이고, 상기한 DELTA_T는 바퀴속도 센서(30)의 샘플링 시간이다.Here, the DELTA_VEH_SPEED is a change amount of the vehicle longitudinal speed according to the sampling time of the
다음에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 메모리(4)로부터 정지상태 차량 총중량(GVW), 정지상태 차량 후륜 중량(WEIGHT_STA_R), 차량 무게중심 높이(HEIGHT_MassCenter), 휠베이스 전장(WHEEL_TREAD)의 데이터를 입력받아서 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산한다(S70). 상기한 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)는 다음의 수식을 이용하여 계산한다.Next, the
후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVWRear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
여기에서, 상기한 WEIGHT_R는 가속효과를 고려한 후륜 지지중량이고, GVW는 정지상태 차량 총중량이다.Here, the WEIGHT_R is the rear wheel support weight in consideration of the acceleration effect, and the GVW is the gross vehicle weight of the stationary vehicle.
상기한 가속효과를 고려한 후륜 지지중량(WEIGHT_R)은 다음의 수식을 이용하여 계산한다.The rear wheel support weight WEIGHT_R considering the acceleration effect is calculated using the following equation.
가속효과를 고려한 후륜 지지중량(WEIGHT_R) = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREADRear wheel support weight considering acceleration effect (WEIGHT_R) = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
여기에서, 상기한 WEIGHT_STA_R는 정지상태 차량 후륜 중량이고, 상기한 GVW는 정지상태 차량 총중량이고, 상기한 VEH_ACC는 종방향 가속도이고, 상기한 GRAVITY_ACC는 중력가속도(9.81 ㎨)이고, 상기한 HEIGHT_MassCenter는 차량 무게중심 높이이고, 상기한 WHEEL_TREAD는 휠베이스 전장이다.Here, the WEIGHT_STA_R is a stationary vehicle rear wheel weight, the GVW is a stationary vehicle gross weight, the VEH_ACC is a longitudinal acceleration, the GRAVITY_ACC is a gravity acceleration (9.81 kPa), the HEIGHT_MassCenter is a vehicle It is the height of the center of gravity, and the above WHEEL_TREAD is the wheelbase full length.
이와 같이 종방향 가속도와 후륜 중량 지지비를 이용하여 후륜토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 결정함으로써 가속시에 차량 가속에 따른 전륜측에서 후륜측으로의 중량 이동 효과량이 반영되도록 하여 구동력의 손실을 유발하지 않도록 할 수가 있다.In this way, the rear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) is determined by using the longitudinal acceleration and the rear wheel weight support ratio so that the weight transfer effect amount from the front wheel to the rear wheel according to the vehicle acceleration during acceleration is reflected so as not to cause a loss of driving force. There is a number.
다음에, 4륜구동 컨트롤러(50)의 4WD 토크분배 계산부는 후륜토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)에 따라 4WD 후륜분배 토크를 계산한다(S80). Next, the 4WD torque distribution calculating unit of the
이어서 다음에, 4륜구동 컨트롤러(50)의 동력전달장치 제어신호부는 동력전달장치(60)로 제어신호를 출력하여 4WD 토크를 제어한 뒤에(S90), 동작을 종료한다(S100).Subsequently, the power transmission device control signal unit of the
10 : 엔진토크 센서 20 : 엔진속도 센서
30 : 바퀴속도 센서 40 : 메모리
50 : 4륜구동 컨트롤러 60 : 동력전달장치10: engine torque sensor 20: engine speed sensor
30: wheel speed sensor 40: memory
50: four-wheel drive controller 60: power train
Claims (7)
엔진속도를 감지하기 위한 엔진속도 센서와,
전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 바퀴속도 센서와,
변속기 기어비, 정지상태 차량 총중량, 정지상태 차량 후륜 중량, 차량 무게중심 높이, 휠베이스 전장의 데이터가 저장되어 있는 메모리와,
상기한 바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하고, 상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하고, 상기한 엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하고, 차량의 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산하고, 상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 4륜구동 컨트롤러와,
상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 동력전달장치를 포함하여 이루어지며,
상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)와, 상기한 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)는 다음의 수식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치.
종방향 가속도(VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
여기에서, 상기한 DELTA_VEH_SPEED는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간에 따른 차량 종방향 속도의 변화량이고, 상기한 DELTA_T는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간이며, 상기한 WEIGHT_R는 가속효과를 고려한 후륜 지지중량이고, WEIGHT_STA_R는 정지상태 차량 후륜 중량이고, GVW는 정지상태 차량 총중량이고, VEH_ACC는 종방향 가속도이고, GRAVITY_ACC는 중력가속도(9.81 ㎨)이고, HEIGHT_MassCenter는 차량 무게중심 높이이고, WHEEL_TREAD는 휠베이스 전장이다.An engine torque sensor for detecting engine torque,
An engine speed sensor for detecting engine speed,
Wheel speed sensor for detecting the front wheels and rear wheels,
A memory that stores the transmission gear ratio, the gross vehicle weight of the stationary vehicle, the weight of the rear vehicle of the stationary vehicle, the center of gravity of the vehicle, the wheelbase length,
The average vehicle speed is calculated from the signal of the wheel speed sensor, the transmission gear ratio is calculated from the transmission gear ratio information stored in the memory and the signal of the vehicle average speed and engine speed sensor, and the signal of the engine torque sensor is calculated. A four-wheel drive controller that calculates the maximum torque that can be driven from the vehicle, calculates the longitudinal acceleration (VEH_ACC) from the average speed of the vehicle, and calculates the rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) from the longitudinal acceleration (VEH_ACC). Wow,
It includes a power transmission device for distributing and transmitting the driving force of the front wheel and the rear wheel according to the control signal input from the four-wheel drive controller,
And said longitudinal acceleration (VEH_ACC) and said rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) are calculated by the following equation.
Longitudinal acceleration (VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
Rear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
Here, the DELTA_VEH_SPEED is the amount of change in the longitudinal velocity of the vehicle according to the sampling time of the wheel speed sensor, the DELTA_T is the sampling time of the wheel speed sensor, the WEIGHT_R is the rear wheel support weight considering the acceleration effect, WEIGHT_STA_R is The stationary vehicle rear wheel weight, GVW is the stationary vehicle gross weight, VEH_ACC is longitudinal acceleration, GRAVITY_ACC is gravity acceleration (9.81 kW), HEIGHT_MassCenter is vehicle center of gravity height, and WHEEL_TREAD is the wheelbase full length.
상기한 동력전달장치는 전자식 커플링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차량의 토크분배 제어장치.The method of claim 1,
The power transmission device is a torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that consisting of an electronic coupling.
바퀴속도 센서의 신호로 부터 차량 평균속도를 계산하는 단계와,
상기한 차량 평균속도와 엔진속도 센서의 신호와 메모리에 저장되어 있는 변속기 기어비 정보로부터 변속 기어비를 계산하는 단계와,
엔진토크 센서의 신호로부터 구동가능한 최대 토크를 계산하는 단계와,
차량의 평균속도로부터 종방향 가속도(VEH_ACC)를 계산하는 단계와,
상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)로부터 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)를 계산하는 단계와,
4WD 후륜분배 토크를 계산하여 4WD 토크를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지며,
상기한 종방향 가속도(VEH_ACC)와, 상기한 후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R)는 다음의 수식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차량의 토크분배 제어방법.
종방향 가속도(VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
후륜 토크 분배비(TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
여기에서, 상기한 DELTA_VEH_SPEED는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간에 따른 차량 종방향 속도의 변화량이고, 상기한 DELTA_T는 바퀴속도 센서의 샘플링 시간이며, 상기한 WEIGHT_R는 가속효과를 고려한 후륜 지지중량이고, WEIGHT_STA_R는 정지상태 차량 후륜 중량이고, GVW는 정지상태 차량 총중량이고, VEH_ACC는 종방향 가속도이고, GRAVITY_ACC는 중력가속도(9.81 ㎨)이고, HEIGHT_MassCenter는 차량 무게중심 높이이고, WHEEL_TREAD는 휠베이스 전장이다.Reading the sensor signal input from the engine torque sensor, the engine speed sensor, and the wheel speed sensor when the operation is started;
Calculating the average vehicle speed from the signal of the wheel speed sensor;
Calculating a transmission gear ratio from the transmission gear ratio information stored in the signal and the memory of the vehicle average speed and engine speed sensor;
Calculating a maximum torque that can be driven from the signal of the engine torque sensor;
Calculating a longitudinal acceleration (VEH_ACC) from the average speed of the vehicle,
Calculating a rear wheel torque distribution ratio TQCtrl_DIST_R from the longitudinal acceleration VEH_ACC;
Comprising a step of controlling the 4WD torque by calculating the 4WD rear wheel distribution torque,
The longitudinal acceleration (VEH_ACC) and the rear wheel torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) are calculated by the following equation.
Longitudinal acceleration (VEH_ACC) = DELTA_VEH_SPEED / DELTA_T
Rear torque distribution ratio (TQCtrl_DIST_R) = WEIGHT_R / GVW
WEIGHT_R = WEIGHT_STA_R + GVW × VEH_ACC / GRAVITY_ACC × HEIGHT_MassCenter / WHEEL_TREAD
Here, the DELTA_VEH_SPEED is the amount of change in the longitudinal velocity of the vehicle according to the sampling time of the wheel speed sensor, the DELTA_T is the sampling time of the wheel speed sensor, the WEIGHT_R is the rear wheel support weight considering the acceleration effect, WEIGHT_STA_R is The stationary vehicle rear wheel weight, GVW is the stationary vehicle gross weight, VEH_ACC is longitudinal acceleration, GRAVITY_ACC is gravity acceleration (9.81 kW), HEIGHT_MassCenter is vehicle center of gravity height, and WHEEL_TREAD is the wheelbase full length.
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