KR101214315B1 - 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 차량의 주행 위치 및 주행 상황에 따라서 오토(AUTO)와 록(LOCK) 모드가 자동으로 선택되어 주행될 수 있도록 함으로써 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는, 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서,
차량이 시내를 주행하고 있는지 아닌지에 대한 정보를 제공하는 네비게이션 차량위치 신호부와, 엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 휠속 센서와, 스로틀밸브의 개도량을 감지하기 위한 스로틀개도 센서와, 시내주행모드이고 스로틀개도가 50% 이하이며 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하고, 시내주행모드가 아니고 고속도로주행모드도 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하도록 제어하고, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하도록 제어하는 4륜구동 컨트롤러와, 상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 액츄에이터를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

Description

4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법{Device for contolling torque distribution for 4 Wheel Drive vehicle and method thereof}
이 발명은 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 차량의 주행 위치 및 주행 상황에 따라서 오토(AUTO)와 록(LOCK) 모드가 자동으로 선택되어 주행될 수 있도록 함으로써 운전자에게 편의성을 제공할 수 있으며 차량 부품의 내구성을 향상시킬 수 있고, 4WD 모드 스위치를 필요로 하지 않음으로써 차량의 원가 절감이 가능하고, 스위치나 와이어와 같은 부품의 설치 공간을 확보할 수 있는, 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법에 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.
운전자는 운전석에 장착되어 있는 4륜구동모드전환 스위치를 조작함으로써 주행조건에 따라 전후륜의 구동력 분배를 제어할 수가 있다. 상기한 4륜구동모드전환 스위치가 온되면, 4륜 구동차량의 4륜구동 컨트롤러는 차속과 스로틀밸브의 개도에 따라 전후륜에 인가되는 구동토크의 분배를 가감함으로써 전후륜의 구동을 분배한다.
그러나, 상기한 종래의 4륜 구동차량은 운전자가 주행 상황에 따라서 오토(AUTO)와 록(LOCK) 모드를 선택하기가 어려운 문제점이 있다. 만약 운전자가 실수로 일반 노면에서 록(LOCK) 모드를 선택하여 주행하게 되면, 불필요한 구동력 분배로 인하여 NVH에 악영향을 주게 되거나 전자식 커플링과 같은 구동력 전달장치의 내구성에도 악영향을 주게 되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 주행 위치 및 주행 상황에 따라서 오토(AUTO)와 록(LOCK) 모드가 자동으로 선택되어 주행될 수 있도록 함으로써 운전자에게 편의성을 제공할 수 있으며 차량 부품의 내구성을 향상시킬 수 있는, 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 4WD 모드 스위치를 필요로 하지 않음으로써 차량의 원가 절감이 가능하고, 스위치나 와이어와 같은 부품의 설치 공간을 확보할 수 있는, 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 차량이 시내를 주행하고 있는지 아닌지에 대한 정보를 제공하는 네비게이션 차량위치 신호부와, 엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 휠속 센서와, 스로틀밸브의 개도량을 감지하기 위한 스로틀개도 센서와, 시내주행모드이고 스로틀개도가 50% 이하이며 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하고, 시내주행모드가 아니고 고속도로주행모드도 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하도록 제어하고, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하도록 제어하는 4륜구동 컨트롤러와, 상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 액츄에이터를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 네비게이션 차량위치 신호부와 4륜구동 컨트롤러는 캔(CAN) 통신을 이용하여 연결되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 비가 오는 것을 감지하기 위한 우적감지센서를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 4륜구동 컨트롤러는 시내주행모드가 아닌 상태에서 비가 오는 경우에는 오토(AUTO) 모드로 구동력을 분배하도록 제어하면 바람직하다.
이 발명의 다른 구성은, 네비게이션 위치 데이터를 인식하여 시내주행모드인지를 판단하는 단계와, 시내주행모드인 경우에 스로틀개도가 50% 이하인지를 판단하여 스로틀개도가 50% 이하인 경우에 휠슬립이 허용치보다 작은지를 판단하는 단계와, 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하는 단계와, 시내주행모드가 아닌 경우에 고속도로주행 모드인지를 판단하여 고속도로주행모드가 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하는 단계와, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 다른 구성은, 시내주행모드가 아닌 상태에서 비가 오는 경우에는 오토(AUTO) 모드로 구동력을 분배하는 단계를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 차량의 주행 위치 및 주행 상황에 따라서 오토(AUTO)와 록(LOCK) 모드가 자동으로 선택되어 주행될 수 있도록 함으로써 운전자에게 편의성을 제공할 수 있으며 차량 부품의 내구성을 향상시킬 수 있고, 4WD 모드 스위치를 필요로 하지 않음으로써 차량의 원가 절감이 가능하고, 스위치나 와이어와 같은 부품의 설치 공간을 확보할 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어방법의 동작 순서도이다.
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.
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.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어장치의 구성은, 차량이 시내를 주행하고 있는지 아닌지에 대한 정보를 제공하는 네비게이션 차량위치 신호부(10)와, 엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서(20)와, 전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 휠속 센서(30)와, 스로틀밸브의 개도량을 감지하기 위한 스로틀개도 센서(40)와, 시내주행모드이고 스로틀개도가 50% 이하이며 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하고, 시내주행모드가 아니고 고속도로주행모드도 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하도록 제어하고, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하도록 제어하는 4륜구동 컨트롤러(50)와, 상기한 4륜구동 컨트롤러(50)로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 액츄에이터(60)를 포함하여 이루어진다.
상기한 네비게이션 차량위치 신호부(10)와 4륜구동 컨트롤러(50)는 캔(CAN) 통신을 이용하여 연결되는 구조로 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어방법의 동작 순서도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어방법의 구성은, 동작이 시작되는 단계(S10)와, 네비게이션 위치 데이터를 인식하는 단계(S20)와, 시내주행모드인지를 판단하는 단계(S30)와, 시내주행모드인 경우에 스로틀개도가 50% 이하인지를 판단하는 단계(S40)와, 스로틀개도가 50% 이하인 경우에 휠슬립이 허용치보다 작은지를 판단하는 단계(S50)와, 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하는 단계(S60)와, 시내주행모드가 아닌 경우에 고속도로주행 모드인지를 판단하는 단계(S70)와, 고속도로주행모드가 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하는 단계(S90)와, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하는 단계(S80)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법의 작용은 다음과 같다.
동작이 시작되면(S10), 4륜구동 컨트롤러(50)는 네비게이션 차량위치 신호부(10)로부터 입력되는 신호를 읽어들여서 네비게이션 위치 데이터를 인식한다(S20).
다음에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 차량위치 판단부(51)에서 네비게이션 위치 데이터를 이용하여 차량이 현재 시내주행모드인지를 판단한다(S30).
시내주행모드인 경우에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 스로틀개도 센서(40)로부터 입력되는 신호를 읽어들여서 스로틀개도가 50% 이하인지를 판단한다(S40).
시내주행모드이면서, 스로틀개도가 50% 이하인 경우에, 즉, 차량이 급발진이나 급가속이 아닌 경우에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 휠속 센서(30)로부터 입력되는 신호를 읽어들여서 휠슬립이 허용치보다 작은지를 판단한다(S50).
시내주행모드이고 스로틀개도가 50% 이하이면서, 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에, 즉, 앞바퀴와 뒷바퀴의 회전수차가 허용치보다 작은 경우에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 시내에서 급가속하지 않으면서 휠슬립도 크지 않게 운행되는 차량에 적합하도록 전후륜 구동력분배 결정부(52)에서 2륜구동(2WD) 모드로 제어를 한다(S60).
한편, 시내주행모드가 아닌 경우에는, 4륜구동 컨트롤러(50)는 고속도로주행 모드인지를 판단한다(S70).
시내주행모드도 아니고 고속도로 주행모드도 아닌 경우에, 즉 산길이나 기타 네비게이션에서 위치 표시정보가 되지 않는 도로를 주행하는 경우에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 전후륜 구동력분배 결정부(52)에서 액츄에이터부(60)를 제어하여 4륜구동모드중에서 전륜과 후륜의 토크를 동일하게 분배를 하는 록(LOCK) 모드로서 구동력을 분배한다(S90). 상기한 록(LOCK) 모드는 오토(AUTO) 모드 대비 구동력 분배를 증대시켜서 오프로드(offroad) 및 급경사 도로 주행시 보다 나은 주행성능을 가질 수 있도록 구동력을 분배하는 모드이다.
시내주행모드가 아니면서 고속도로주행모드인 경우에, 또는 시내주행모드이면서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우에 즉 시내에서 급가속을 하는 경우에, 또는 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 즉 시내에서 급가속을 하지 않지만 앞바퀴와 뒷바퀴의 회전수차가 허용치보다 큰 경우에, 4륜구동 컨트롤러(50)는 전후륜 구동력분배 결정부(52)에서 액츄에이터부(60)를 제어하여 4륜구동모드중에서 전륜과 후륜의 토크를 상황에 따라 자동으로 분배를 하는 오토(AUTO) 모드로서 구동력을 분배한다(S80). 상기한 오토(AUTO) 모드는 전륜과 후륜의 구동력을 최대 50:50까지 분배되도록 제어하되, 엔진토크센서(20)로부터 입력되는 엔진토크와 NVH(Noise, Vibration, and Harshness) 등을 고려하여 구동력을 분배하는 모드이다.
한편, 이 발명의 다른 실시예에 따른 4륜구동차량의 토크분배 제어장치 및 제어방법에서는, 우적감지센서(도시되지 않음)를 하드웨어적으로 추가하여, 4륜구동 컨트롤러가 상기한 우적감지센서로부터 입력되는 신호를 이용하여 시내주행모드가 아닌 상태에서 비가 오는 경우에는 오토(AUTO) 모드로 구동력을 분배하도록 제어할 수 있다.
10 : 네비게이션 차량위치 신호부 20 : 엔진 토크 센서
30 : 휠속 센서 40 : 스로틀 개도 센서
50 : 4륜구동 컨트롤러 60 : 액츄에이터부

Claims (6)

  1. 차량이 시내를 주행하고 있는지 아닌지에 대한 정보를 제공하는 네비게이션 차량위치 신호부와,
    엔진토크를 감지하기 위한 엔진토크 센서와,
    전륜과 후륜의 휠속을 감지하기 위한 휠속 센서와,
    스로틀밸브의 개도량을 감지하기 위한 스로틀개도 센서와,
    시내주행모드이고 스로틀개도가 50% 이하이며 휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하고, 시내주행모드가 아니고 고속도로주행모드도 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하도록 제어하고, 고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하도록 제어하는 4륜구동 컨트롤러와,
    상기한 4륜구동 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 액츄에이터와,
    비가 오는 것을 감지하기 위한 우적감지센서를 포함하여 이루어지며,
    상기한 4륜구동 컨트롤러는 시내주행모드가 아닌 상태에서 비가 오는 경우에는 오토(AUTO) 모드로 구동력을 분배하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 토크분배 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 네비게이션 차량위치 신호부와 4륜구동 컨트롤러는 캔(CAN) 통신을 이용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 토크분배 제어장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 네비게이션 위치 데이터를 인식하여 시내주행모드인지를 판단하는 단계와,
    시내주행모드인 경우에 스로틀개도가 50% 이하인지를 판단하여 스로틀개도가 50% 이하인 경우에 휠슬립이 허용치보다 작은지를 판단하는 단계와,
    휠슬립이 허용치보다 작은 경우에 2륜구동모드로 제어하는 단계와,
    시내주행모드가 아닌 경우에 고속도로주행 모드인지를 판단하여 고속도로주행모드가 아닌 경우에 록모드로 구동력을 분배하는 단계와,
    고속도로주행 모드인 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 보다 큰 경우나 시내주행모드에서 스로틀개도가 50% 이하이지만 휠슬립이 허용치 이상인 경우에 자동모드로 구동력을 분배하는 단계와,
    시내주행모드가 아닌 상태에서 비가 오는 경우에는 오토(AUTO) 모드로 구동력을 분배하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 토크분배 제어방법.
  6. 삭제
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