KR101441816B1 - Four wheel drive system for protecting multiple plate clutch of vehicle and method using the same - Google Patents

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KR101441816B1 KR1020130088861A KR20130088861A KR101441816B1 KR 101441816 B1 KR101441816 B1 KR 101441816B1 KR 1020130088861 A KR1020130088861 A KR 1020130088861A KR 20130088861 A KR20130088861 A KR 20130088861A KR 101441816 B1 KR101441816 B1 KR 101441816B1
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a four-wheel driving system having a function of protecting a multi-plate clutch of a vehicle, and a method of four-wheel driving using the same. A control signal of a four-wheel driving vehicle is inputted to calculate a temperature and thermal energy of a multi-plate clutch which can be generated during a slip state to control the operation of the multi-plate clutch, thereby preventing overheat and burning of the multi-plate clutch. The embodiment of the present invention is a four-wheel driving system protecting a multi-plate clutch of a vehicle using a four-wheel driving apparatus distributing, and transferring driving force of the front and rear wheels in accordance to a control signal inputted from a four-wheel driving controller, wherein the four-wheel driving controller includes: a power loss calculation module using speed difference of a frictional plate of the multi-plate clutch and torque loss of the multi-plate clutch to calculate the power loss of the multi-plate clutch; an initial temperature calculation module calculating the initial temperature of the multi-plate clutch; a current temperature calculation module calculating the current temperature of the multi-plate clutch; a thermal energy loss calculation module using the initial temperature of the multi-plate clutch, the current temperature of the multi-plate clutch, a prestored first thermal energy loss of the multi-plate clutch, and the torque loss of the multi-plate clutch to calculate a second thermal energy loss of the multi-plate clutch; and an operation control module comparing the second thermal energy loss of the multi-plate clutch with a preset reference thermal energy loss to determine a state of the operation of the multi-plate clutch, and controlling the operation of the multi-plate clutch in accordance to the determined result.

Description

차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템 및 이를 이용한 4륜 구동방법{FOUR WHEEL DRIVE SYSTEM FOR PROTECTING MULTIPLE PLATE CLUTCH OF VEHICLE AND METHOD USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function for a vehicle, and a four-wheel drive system using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

본 발명의 일 실시예는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템 및 이를 이용한 4륜 구동방법에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle and a four-wheel drive method using the same.

일반적으로 4륜 구동시스템은 차량의 전륜 및 후륜 동력 전달 매체로서 다판 클러치 등이 사용된다. 또한, 구동 방식에 따라 유압식, 전동식, 볼램프식 등이 있다.Generally, a four-wheel drive system uses a multi-plate clutch or the like as a front and rear wheel drive transmission medium of a vehicle. In addition, there are hydraulic type, electric type, ball ramp type and the like depending on the driving method.

도 1은 종래의 자동차의 다판 클러치의 간략 구성도이다. 도 1은 종래의 다판 클러치의 종류 중 볼 램프식 다판 클러치를 일 예로 들어 도시하고 있다.Fig. 1 is a simplified configuration diagram of a conventional multi-plate clutch of an automobile. FIG. 1 shows a conventional ball-type multi-plate clutch as one example.

도 1 에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 자동차의 다판 클러치의 구성은, 램프홈이 형성되어 있는 리액션 플레이트(1)와, 상기한 리액션 플레이트(1)와 대칭적으로 설치되어 있으며 램프홈이 형성되어 있는 압력판(3)과, 상기한 리액션 플레이트(1)의 램프홈과 상기한 압력판(3)의 램프홈의 사이에 설치되어 있는 볼(2)과, 서로 교차 배열되어 있으며 압력판(3)에 의해서 축방향으로 압력이 인가되는 경우에 압착됨으로써 마찰력이 발생되는 마찰판(4) 및 스틸 플레이트(5)를 포함하여 이루어진다.As shown in Fig. 1, the multi-plate clutch of a conventional automobile has a reaction plate 1 in which a lamp groove is formed and a reaction groove formed symmetrically with the reaction plate 1, And a ball 2 provided between the lamp groove of the reaction plate 1 and the lamp groove of the pressure plate 3 so as to intersect with each other and to be pressed by the pressure plate 3 And a friction plate (4) and a steel plate (5), which are frictionally generated when the pressure is applied in the axial direction.

상기한 구성에 의한 종래의 자동차의 볼램프식 다판 클러치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the ball ramp type multiple disc clutch of the conventional automobile according to the above-described configuration is as follows.

리액션 플레이트(1)와 압력판(3)의 회전차가 발생되는 경우에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 리액션 플레이트(1)와 압력판(3)의 사이에 설치되어 있는 볼(2)이 램프를 따라 위치를 변경하게 되면서 압력판(3)을 축방향으로 밀어주게 된다.When a rotational difference between the reaction plate 1 and the pressure plate 3 is generated, as shown in Fig. 2, the ball 2 installed between the reaction plate 1 and the pressure plate 3 acts as a lamp The pressure plate 3 is pushed in the axial direction while changing its position.

상기한 압력판(3)은 서로 교차 배열되어 있는 마찰판(4) 및 스틸 플레이트(5)에 압력을 인가하여 압착되도록 함으로써 마찰판(4) 및 스틸 플레이트(5)가 서로 속력이 동기화되면서 마찰력이 발생되도록 하여 입력축(도시되지 않음)의 회전동력이 마찰판(4) 및 스틸 플레이트(5)를 통하여 출력축(도시되지 않음)으로 전달되도록 한다.The pressure plate 3 is pressed and attached to the friction plate 4 and the steel plate 5 which are arranged so as to be crossed with each other so that the frictional force is generated while the speeds of the friction plate 4 and the steel plate 5 are synchronized with each other So that the rotational power of the input shaft (not shown) is transmitted to the output shaft (not shown) through the friction plate 4 and the steel plate 5. [

그러나, 상기와 같이 구성된 다판 클러치는 마찰판(4)의 속도차가 큰 상태(즉, 슬립)에서 지속적으로 사용될 경우에, 그 마찰열로 인하여 다판 클러치가 과열되고, 소손될 수 있다는 문제점이 있었다.
However, when the multi-plate clutch configured as described above is continuously used in a state where the speed difference of the friction plate 4 is large (i.e., slip), there is a problem that the multi-plate clutch is overheated due to the friction heat and may be burned.

특허공개공보 제10-2012-0105775호 '4륜구동 자동차의 토크분배제어장치'Patent Publication No. 10-2012-0105775 'Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle' 특허공개공보 제10-2012-0105774호 '4륜구동 자동차의 토크분배제어장치 및 방법'Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0105774 'Apparatus and method for torque distribution control of four-

본 발명의 일 실시예는 차량의 4륜 구동 제어신호를 입력받아 슬립 상태에서 발생될 수 있는 다판 클러치의 온도 및 열에너지를 계산하여 다판 클러치의 작동을 조절하는 것에 의하여, 다판 클러치의 과열 및 소손을 방지할 수 있는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템 및 이를 이용한 4륜 구동방법을 제공한다.
An embodiment of the present invention is a method for controlling the operation of a multi-plate clutch by calculating the temperature and heat energy of a multi-plate clutch that can be generated in a slip state by receiving a four-wheel drive control signal of the vehicle, A four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle and a four-wheel drive method using the same.

본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템은 4륜 구동 제어기로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치를 이용하여 차량의 다판 클러치를 보호하는 4륜 구동시스템이고, 상기 4륜 구동 제어기는, 다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 클러치 손실 파워 계산모듈; 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 클러치 초기 온도 계산모듈; 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 클러치 현재 온도 계산모듈; 상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 상기 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 클러치 손실 열에너지 계산모듈; 및 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 상기 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 상기 다판 클러치의 동작을 제어하는 클러치 작동 제어모듈을 포함할 수 있다.A four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to an embodiment of the present invention uses a four-wheel drive apparatus that distributes a drive power of front and rear wheels according to a control signal input from a four- Wherein the 4WD controller calculates a loss power of the multi-plate clutch using a speed difference of the multi-plate clutch friction plate and a loss torque of the multi-plate clutch; A clutch initial temperature calculation module for calculating an initial temperature of the multi-plate clutch; A clutch current temperature calculation module for calculating a current temperature of the multi-plate clutch; A clutch loss heat energy calculation module for calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a first loss heat energy of a multi-plate clutch previously stored, and a loss torque of the multi- And a clutch operation control module for determining an operation state of the multi-plate clutch by comparing a second loss heat energy of the multi-plate clutch with a preset reference loss heat energy, and controlling an operation of the multi-plate clutch according to the determined result .

상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 상기 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 클러치 온도 저장모듈을 더 포함할 수 있다.A clutch temperature storage module for storing an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a change amount of the temperature, and a first loss heat energy and a second loss heat energy of the multi-plate clutch.

상기 4륜 구동 제어기는 상기 차량의 복수의 센서들로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 상기 차량의 외기 온도 및 마찰판 작용압력에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력부를 더 포함할 수 있다.Wherein the 4WD controller is configured to calculate the front wheel left and right wheel rotational speeds V_FL and V_RL from the plurality of sensors of the vehicle, the rear wheel left and right wheel rotational speeds V_FR and V_RR, And a data input unit for receiving data on the temperature and the friction plate working pressure.

상기 클러치 손실 파워 계산모듈은 수학식 1에 의하여 상기 다판 클러치의 마찰판 속도차를 계산하고, 수학식 2에 의하여 상기 다판 클러치의 손실 토크를 계산한 다음, 수학식 3에 의하여 상기 다판 클러치의 손실파워를 계산할 수 있다.The clutch loss power calculation module calculates the friction plate speed difference of the multi-plate clutch according to Equation (1), calculates the loss torque of the multi-plate clutch according to Equation (2) Can be calculated.

[수학식 1][Equation 1]

Slp (클러치 마찰판 속도차, rpm) = {(V_FL+V_RL)-(V_FR+V_RR)}/2Slp (clutch friction plate speed difference, rpm) = {(V_FL + V_RL) - (V_FR + V_RR)} / 2

[수학식 2]&Quot; (2) "

Tq_Loss (클러치 손실 토크, Nm) = μ*N*Ra*P*ATq_Loss (clutch loss torque, Nm) = mu * N * Ra * P * A

[수학식 3]&Quot; (3) "

Pwr_Loss (클러치 손실 파워, kW) = Tq_Loss * Slp* 2π/60/1000 Pwr_Loss (clutch loss power, kW) = Tq_Loss * Slp * 2? / 60/1000

여기서, μ는 마찰판의 마찰계수이고, N은 마찰판의 마찰면수이며, Ra는 마찰판의 유효반경(m)이고, A는 마찰판의 마찰면적(m2)이다.Here, μ is the friction coefficient of the friction plate, N is the friction surface of the friction plate, Ra is the effective radius of the friction plate in m, and A is the friction area of the friction plate in m 2 .

상기 클러치 초기 온도 계산모듈은 수학식 4에 의하여 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산할 수 있다.The clutch initial temperature calculation module may calculate an initial temperature of the multi-plate clutch according to Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Tmp_Ini (클러치 초기온도, ℃) = Tmp_mem * exp(a * Tm_Soak)Tmp_Ini (clutch initial temperature, 占 폚) = Tmp_mem * exp (a * Tm_Soak)

여기서, Tmp_mem은 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도(℃)이고, exp(a* Tm_Soak)은 엔진의 압력 유지 시간(Soak time)에 따른 상기 다판 클러치의 냉각 데이터이며, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값이다.Here, Tmp_mem is the clutch temperature (占 폚) stored in the memory of the 4WD controller, exp (a * Tm_Soak) is the cooling data of the multiplate clutch according to the engine pressure holding time (Soak time) Is the initial design value of the multi-plate clutch.

상기 클러치 현재 온도 계산모듈은 수학식 5에 의하여 상기 다판 클러치의 온도 변화량을 계산하고, 수학식 6에 의하여 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산할 수 있다.The clutch current temperature calculation module may calculate the temperature change amount of the multi-plate clutch according to Equation (5), and calculate the current temperature of the multi-plate clutch according to Equation (6).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112013067953064-pat00001
Figure 112013067953064-pat00001

Figure 112013067953064-pat00002
Figure 112013067953064-pat00003
Figure 112013067953064-pat00002
Figure 112013067953064-pat00003

여기서, Tmp_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도 변화량(℃)이고, dt는 상기 4륜 구동 제어기의 루프 타임(loop time(sec))이며, c는 상기 다판 클러치의 비열(kWh/kg℃)이고, m은 상기 다판 클러치의 질량(kg)이며, k는 상기 다판 클러치의 열손실량 계수(kWh/℃)이고, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값이다.Dt is a loop time (sec) of the 4WD controller, c is a specific heat (kWh / sec) of the multi-plate clutch, Tmp_Past is a clutch temperature change amount kg), m is the mass (kg) of the multi-plate clutch, k is the heat loss coefficient (kWh / DEG C) of the multi-plate clutch, and a is the initial design value of the multi-plate clutch as the reduction slope.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Tmp_Cur (클러치 현재 온도, ℃) = Tmp_Ini + Tmp_LossTmp_Cur (clutch current temperature, 占 폚) = Tmp_Ini + Tmp_Loss

여기서, Tmp_Ini는 상기 다판 클러치의 초기 온도이다.Here, Tmp_Ini is the initial temperature of the multiple disc clutch.

상기 클러치 손실 열에너지 계산모듈은 수학식 7에 의하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산할 수 있다.The clutch loss heat energy calculation module may calculate the second loss heat energy of the multi-plate clutch according to Equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Energy_Loss(클러치 손실 열에너지, kWh) Energy_Loss (Clutch loss heat energy, kWh)

= Pwr_Loss*dt+Energy_Loss_Past*exp(-DF_En_Loss*dt)= Pwr_Loss * dt + Energy_Loss_Past * exp (-DF_En_Loss * dt)

여기서, Energy_Loss_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열에너지(kWh)이고, DF_En_Loss는 열 에너지 감소 기울기이며, Pwr_Loss*dt 는 상기 다판 클러치의 손실파워이다.Here, Energy_Loss_Past is the first loss heat energy (kWh) of the multi-plate clutch stored in the memory of the 4WD controller, DF_En_Loss is the thermal energy reduction slope, and Pwr_Loss * dt is the loss power of the multiple plate clutch.

상기 클러치 작동 제어모듈은 수학식 8의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단하고, 수학식 9의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단하며, 수학식 10의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 상기 보호 제어모드에서 전상 제어모드로 복귀된 것으로 판단할 수 있다.The clutch operation control module determines that the multi-plate clutch is in the normal control mode when the condition of Equation (8) is satisfied, and determines that the multiple plate clutch is in the protection control mode when the condition of Equation (9) 10 is satisfied, it can be determined that the multi-plate clutch is returned to the full-phase control mode in the protection control mode.

[수학식 8] &Quot; (8) "

Energy_Loss < Energy_Loss_LmtEnergy_Loss <Energy_Loss_Lmt

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Energy_Loss = Energy_Loss_LmtEnergy_Loss = Energy_Loss_Lmt

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Energy_Loss < Energy_Loss_ReturnEnergy_Loss <Energy_Loss_Return

여기서, Energy_Loss_Lmt는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 한계값(kWh)이고, Energy_Loss_Return는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 복귀값( kWh)이다.Here, Energy_Loss_Lmt is the loss thermal energy limit value (kWh) of the multi-plate clutch, and Energy_Loss_Return is the loss heat energy return value (kWh) of the multiple plate clutch.

상기 클러치 작동 제어모듈은 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치를 정상 작동시켜 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.The clutch operation control module can normally operate the multi-plate clutch and transmit torque to the engine of the four-wheel drive apparatus when it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode.

상기 클러치 작동 제어모듈은 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치의 동작을 해제하여 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.The clutch operation control module may release the operation of the multi-plate clutch and transmit the torque to the engine of the four-wheel drive apparatus when it is determined that the multi-plate clutch is in the protection control mode.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법은 4륜 구동 제어기로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치를 이용하여 차량의 다판 클러치를 보호하는 4륜 구동방법이고, 다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 제1 단계; 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 제2 단계; 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 제3 단계; 상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 상기 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 제4 단계; 및 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 상기 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 상기 다판 클러치의 동작을 제어하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a four-wheel drive method having a multi-plate clutch protection function of a vehicle includes a four-wheel drive apparatus that distributes drive signals of front and rear wheels according to a control signal input from a four- A first step of calculating a loss power of the multi-plate clutch using a speed difference of the multi-plate clutch friction plate and a loss torque of the multi-plate clutch; A second step of calculating an initial temperature of the multi-plate clutch; A third step of calculating a current temperature of the multi-plate clutch; A fourth step of calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a first loss heat energy of a multi-plate clutch previously stored, and a loss torque of the multi-plate clutch; And a fifth step of determining an operating state of the multi-plate clutch by comparing the second loss heat energy of the multi-plate clutch with a preset reference loss heat energy, and controlling the operation of the multi-plate clutch according to the determined result have.

상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 상기 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.And a sixth step of storing the initial temperature and the current temperature of the multi-plate clutch, the amount of change in the temperature, and the first loss heat energy and the second loss heat energy of the multi-plate clutch.

상기 제1 단계 이전에 상기 차량의 복수의 센서들로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 상기 차량의 외기 온도 및 마찰판 작용압력에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력단계를 더 포함할 수 있다.The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising the steps of: determining a front wheel left and right wheel rotational speeds (V_FL, V_RL), rear wheel left and right wheel rotational speeds (V_FR, V_RR) And a data input step of receiving data regarding the temperature and the friction plate working pressure.

상기 제1 단계는 수학식 1에 의하여 상기 다판 클러치의 마찰판 속도차를 계산하고, 수학식 2에 의하여 상기 다판 클러치의 손실 토크를 계산한 다음, 수학식 3에 의하여 상기 다판 클러치의 손실파워를 계산할 수 있다. In the first step, the friction plate speed difference of the multi-plate clutch is calculated according to Equation 1, the loss torque of the multi-plate clutch is calculated according to Equation 2, and the loss power of the multi- .

상기 제2 단계는 수학식 4에 의하여 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산할 수 있다.In the second step, the initial temperature of the multi-plate clutch can be calculated by Equation (4).

상기 제3 단계는 수학식 5에 의하여 상기 다판 클러치의 온도 변화량을 계산하고, 수학식 6에 의하여 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산할 수 있다.In the third step, the temperature variation of the multi-plate clutch may be calculated according to Equation (5), and the current temperature of the multi-plate clutch may be calculated according to Equation (6).

상기 제4 단계는 수학식 7에 의하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산할 수 있다.In the fourth step, the second loss heat energy of the multi-plate clutch can be calculated by Equation (7).

상기 제5 단계는 수학식 8의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단하고, 수학식 9의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단하며, 수학식 10의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 상기 보호 제어모드에서 전상 제어모드로 복귀된 것으로 판단할 수 있다. When the condition of Equation (8) is satisfied, it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode, and when it satisfies the condition of Equation (9), it is determined that the multi- It can be determined that the multi-plate clutch is returned to the full-phase control mode in the protection control mode.

상기 제5 단계는 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치를 정상 작동시켜 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.In the fifth step, when it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode, torque can be transmitted to the engine of the four-wheel drive apparatus by normally operating the multi-plate clutch.

상기 제5 단계는 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치의 동작을 해제하여 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.
In the fifth step, when it is determined that the multi-plate clutch is in the protection control mode, the operation of the multi-plate clutch is released to transmit the torque to the engine of the four-wheel drive apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템 및 이를 이용한 4륜 구동방법은 차량의 4륜 구동 제어신호를 입력받아 슬립 상태에서 발생될 수 있는 다판 클러치의 온도 및 열에너지를 계산하여 다판 클러치의 작동을 조절하고 있기 때문에, 다판 클러치의 과열 및 소손을 방지할 수 있다.A four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function for a vehicle and a four-wheel drive method using the same according to an embodiment of the present invention includes a multi- Since the operation of the multi-plate clutch is controlled by calculating the thermal energy, it is possible to prevent the multi-plate clutch from overheating and burning.

또한, 본 발명의 일 실시예는 다판 클러치가 적용된 4륜구동시스템의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Further, an embodiment of the present invention can improve the durability and reliability of a four-wheel drive system to which a multi-plate clutch is applied.

또한, 본 발명의 일 실시예는 다판 클러치가 적용된 4륜구동시스템의 제품 품질(A/S) 비용을 절감할 수 있다.
Further, an embodiment of the present invention can reduce the product quality (A / S) cost of a four-wheel drive system to which a multi-plate clutch is applied.

도 1은 종래의 자동차의 다판 클러치의 간략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템을 나타내는 도면이다.
도 3a는 도 2의 구동시스템에서 엔진의 압력 유지 시간을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3b 및 도 3c는 도 2의 구동시스템에서 다판 클러치의 손실 파워와 열 에너지의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3d는 도 2의 구동 시스템에서 다판 클러치의 온도와 열 에너지 감소효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3e는 도 2의 구동 시스템에서 다판 클러치의 작동시 공급되는 제어 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법을 나타내는 블록도이다.Fig. 1 is a simplified configuration diagram of a conventional multi-plate clutch of an automobile.
2 is a view showing a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a graph for explaining the pressure holding time of the engine in the drive system of FIG. 2. FIG.
FIGS. 3B and 3C are graphs showing the relationship between the loss power and the thermal energy of the multi-plate clutch in the drive system of FIG. 2. FIG.
FIG. 3D is a graph for explaining the effect of reducing the temperature and thermal energy of the multi-plate clutch in the drive system of FIG. 2. FIG.
Fig. 3E is a graph for explaining control to be provided in operation of the multi-plate clutch in the drive system of Fig. 2;
4 is a block diagram showing a four-wheel drive method having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to another embodiment of the present invention.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템을 나타내는 도면이고, 도 3a는 도 2의 구동시스템에서 엔진의 압력 유지 시간을 설명하기 위한 그래프이며, 도 3b 및 도 3c는 도 2의 구동시스템에서 다판 클러치의 손실 파워와 열 에너지의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 3d는 도 2의 구동 시스템에서 다판 클러치의 온도와 열 에너지 감소효과를 설명하기 위한 그래프이며, 도 3e는 도 2의 구동 시스템에서 다판 클러치의 작동시 공급되는 제어 설명하기 위한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법을 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a diagram showing a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 3A is a graph for explaining a pressure holding time of the engine in the drive system of FIG. 2, 3B and 3C are graphs showing the relationship between the loss power and thermal energy of the multi-plate clutch in the drive system of FIG. 2, FIG. 3D is a graph for explaining the temperature and thermal energy reduction effect of the multi- And FIG. 3E is a graph for explaining control to be supplied in the operation of the multi-plate clutch in the drive system of FIG. 2, and FIG. 4 is a graph .

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템은 4륜 구동 제어기(10)로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치(20)를 이용하여 차량(1)의 다판 클러치를 보호하는 시스템이다.Referring to FIG. 2, a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protecting function of a vehicle according to an embodiment of the present invention distributes and distributes a driving force of a front wheel and a rear wheel according to a control signal input from a four- And the multi-plate clutch of the vehicle 1 is protected by using the four-wheel drive device 20. [

상기 4륜 구동 제어기(10)는 다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 클러치 손실 파워 계산모듈(110); 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 클러치 초기 온도 계산모듈(120); 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 클러치 현재 온도 계산모듈(130); 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 클러치 손실 열에너지 계산모듈(140); 및 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 다판 클러치의 동작을 제어하는 클러치 작동 제어모듈(150)을 포함할 수 있다.The four-wheel drive controller 10 includes a clutch loss power calculation module 110 for calculating a loss power of the multi-plate clutch using the speed difference of the multi-plate clutch friction plate and the loss torque of the multi-plate clutch; A clutch initial temperature calculation module 120 for calculating an initial temperature of the multi-plate clutch; A clutch current temperature calculation module 130 for calculating a current temperature of the multi-plate clutch; A clutch loss heat energy calculation module (140) for calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using the initial temperature and current temperature of the multi-plate clutch, the first loss heat energy of the multi-plate clutch previously stored, and the loss torque of the multi- And a clutch operation control module 150 for comparing the second loss heat energy of the multi-plate clutch with a preset reference loss heat energy to determine the operation state of the multi-plate clutch and controlling the operation of the multi-plate clutch according to the determined result .

또한, 상기 4균 구동 제어기(10)는 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 클러치 온도 저장모듈(160)을 더 포함할 수 있다.The quaternary drive controller 10 further includes a clutch temperature storage module 160 for storing an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a variation in the temperature, a first loss heat energy and a second loss heat energy of the multi- .

또한, 상기 4륜 구동 제어기(10)는 차량의 복수의 센서들(미도시)로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 차량(1)의 외기 온도 및 마찰판 작용압력에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Further, the 4WD controller 10 receives the front left and right wheel rotational speeds V_FL and V_RL, rear left and right wheel rotational speeds V_FR and V_RR from a plurality of sensors (not shown) of the vehicle, (Not shown) receiving data on the pressure holding time, the outside air temperature of the vehicle 1, and the friction plate working pressure.

상기 클러치 손실 파워 계산모듈(110)은 수학식 1에 의하여 다판 클러치의 마찰판 속도차를 계산하고, 수학식 2에 의하여 다판 클러치의 손실 토크를 계산한 다음, 수학식 3에 의하여 다판 클러치의 손실파워를 계산할 수 있다.The clutch loss power calculation module 110 calculates the friction plate speed difference of the multi-plate clutch according to Equation (1), calculates the loss torque of the multi-plate clutch according to Equation (2) Can be calculated.

[수학식 1][Equation 1]

Slp (클러치 마찰판 속도차, rpm) = {(V_FL+V_RL)-(V_FR+V_RR)}/2Slp (clutch friction plate speed difference, rpm) = {(V_FL + V_RL) - (V_FR + V_RR)} / 2

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Tq_Loss (클러치 손실 토크, Nm) = μ*N*Ra*P*ATq_Loss (clutch loss torque, Nm) = mu * N * Ra * P * A

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Pwr_Loss (클러치 손실 파워, kW) = Tq_Loss * Slp* 2π/60/1000 Pwr_Loss (clutch loss power, kW) = Tq_Loss * Slp * 2? / 60/1000

여기서, μ는 마찰판의 마찰계수이고, N은 마찰판의 마찰면수이며, Ra는 마찰판의 유효반경(m)이고, A는 마찰판의 마찰면적(m2)이다.Here, μ is the friction coefficient of the friction plate, N is the friction surface of the friction plate, Ra is the effective radius of the friction plate in m, and A is the friction area of the friction plate in m 2 .

상기 클러치 초기 온도 계산모듈(120)은 수학식 4에 의하여 다판 클러치의 초기 온도를 계산할 수 있다.The clutch initial temperature calculation module 120 may calculate an initial temperature of the multiple disc clutch by using Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Tmp_Ini (클러치 초기온도, ℃) = Tmp_mem * exp(a * Tm_Soak)Tmp_Ini (clutch initial temperature, 占 폚) = Tmp_mem * exp (a * Tm_Soak)

여기서, Tmp_mem은 상기 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 클러치 온도(℃)이고, exp(a* Tm_Soak)은 엔진의 압력 유지 시간(Soak time)에 따른 다판 클러치의 냉각 데이터이며, a는 감소 기울기로서 다판 클러치의 최초 설계값이다.Here, Tmp_mem is the clutch temperature (° C) stored in the memory of the 4WD controller 10, exp (a * Tm_Soak) is the cooling data of the multi-plate clutch according to the engine's pressure holding time (Soak time) Is the initial design value of the multi-plate clutch as the reduction slope.

상기 클러치 현재 온도 계산모듈(130)은 수학식 5에 의하여 다판 클러치의 온도 변화량을 계산하고, 수학식 6에 의하여 다판 클러치의 현재 온도를 계산할 수 있다.The clutch current temperature calculation module 130 may calculate the temperature change amount of the multi-plate clutch according to Equation (5) and calculate the current temperature of the multi-plate clutch according to Equation (6).

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure 112013067953064-pat00004
Figure 112013067953064-pat00004

Figure 112013067953064-pat00005
Figure 112013067953064-pat00006
Figure 112013067953064-pat00005
Figure 112013067953064-pat00006

여기서, Tmp_Past는 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 클러치 온도 변화량(℃)이고, dt는 4륜 구동 제어기(10)의 루프 타임(loop time(sec))이며, c는 다판 클러치의 비열(kWh/kg℃)이고, m은 다판 클러치의 질량(kg)이며, k는 다판 클러치의 열손실량 계수(kWh/℃)이고, a는 감소 기울기로서 다판 클러치의 최초 설계값이다.Dt is the loop time (sec) of the 4WD controller 10, c is the specific heat of the multi-plate clutch 10, (kWh / kg 占 폚), m is the mass of the multiple plate clutch (kg), k is the heat loss coefficient (kWh / 占 폚) of the multiplate clutch and a is the initial design value of the multiple disc clutch as the reduction slope.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Tmp_Cur (클러치 현재 온도, ℃) = Tmp_Ini + Tmp_LossTmp_Cur (clutch current temperature, 占 폚) = Tmp_Ini + Tmp_Loss

여기서, Tmp_Ini는 다판 클러치의 초기 온도이다.Here, Tmp_Ini is the initial temperature of the multi-plate clutch.

상기 클러치 손실 열에너지 계산모듈(140)은 수학식 7에 의하여 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산할 수 있다.The clutch loss heat energy calculation module 140 can calculate the second loss heat energy of the multiple disc clutches according to Equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Energy_Loss(클러치 손실 열에너지, kWh) Energy_Loss (Clutch loss heat energy, kWh)

= Pwr_Loss*dt+Energy_Loss_Past*exp(-DF_En_Loss*dt)= Pwr_Loss * dt + Energy_Loss_Past * exp (-DF_En_Loss * dt)

여기서, Energy_Loss_Past는 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열에너지(kWh)이고, DF_En_Loss는 열 에너지 감소 기울기이며, Pwr_Loss*dt 는 다판 클러치의 손실파워이다.Here, Energy_Loss_Past is the first loss heat energy (kWh) of the multi-plate clutch stored in the memory of the 4WD controller 10, DF_En_Loss is the thermal energy reduction slope, and Pwr_Loss * dt is the loss power of the multiple plate clutch.

상기 클러치 작동 제어모듈(150)은 수학식 8의 조건에 만족하는 경우 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단하고, 수학식 9의 조건에 만족하는 경우 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단하며, 수학식 10의 조건에 만족하는 경우 다판 클러치가 보호 제어모드에서 정상 제어모드로 복귀된 것으로 판단할 수 있다.When the condition of Equation (8) is satisfied, the clutch operation control module (150) determines that the multi-plate clutch is in the normal control mode, and when it satisfies the condition of Equation (9) It is possible to determine that the multi-plate clutch is returned from the protective control mode to the normal control mode when the condition of the equation (10) is satisfied.

[수학식 8] &Quot; (8) &quot;

Energy_Loss < Energy_Loss_LmtEnergy_Loss <Energy_Loss_Lmt

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Energy_Loss = Energy_Loss_LmtEnergy_Loss = Energy_Loss_Lmt

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Energy_Loss < Energy_Loss_ReturnEnergy_Loss <Energy_Loss_Return

여기서, Energy_Loss_Lmt는 다판 클러치의 손실 열에너지 한계값(kWh)이고, Energy_Loss_Return는 다판 클러치의 손실 열에너지 복귀값(kWh)이다.Here, Energy_Loss_Lmt is the loss heat energy limit value (kWh) of the multi-plate clutch, and Energy_Loss_Return is the loss heat energy return value (kWh) of the multiple plate clutch.

상기 클러치 작동 제어모듈(150)은 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 다판 클러치를 정상 작동시켜 4륜 구동 장치(20)의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.The clutch operation control module 150 can normally transmit the torque to the engine of the four-wheel drive 20 when the multi-plate clutch is determined to be in the normal control mode.

상기 클러치 작동 제어모듈(150)은 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 다판 클러치의 동작을 해제하여 4륜 구동 장치(20)의 엔진에 토크를 전달할 수 있다.
The clutch operation control module 150 can release the operation of the multi-plate clutch and transmit the torque to the engine of the four-wheel drive device 20 when it is determined that the multi-plate clutch is in the protection control mode.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법을 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing a four-wheel drive method having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법은 4륜 구동 제어기(10)로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치(20)를 이용하여 차량의 다판 클러치를 보호하는 4륜 구동방법이고, 다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 제1 단계(S10); 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 제2 단계(S20); 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 제3 단계(S30); 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 제4 단계(S40); 및 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 다판 클러치의 동작을 제어하는 제5 단계(S50)를 포함할 수 있다.4, a four-wheel drive method having a multi-plate clutch protection function of a vehicle according to another embodiment of the present invention distributes and distributes a driving force of a front wheel and a rear wheel according to a control signal input from the 4WD controller 10 A first step of calculating a loss power of the multi-plate clutch using the speed difference of the multi-plate clutch friction plate and the loss torque of the multi-plate clutch, in a four-wheel drive method for protecting the multi- (S10); A second step (S20) of calculating an initial temperature of the multi-plate clutch; A third step (S30) of calculating the current temperature of the multi-plate clutch; A fourth step (S40) of calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using the initial temperature and the current temperature of the multi-plate clutch, the first loss heat energy of the multi-plate clutch previously stored, and the loss torque of the multi-plate clutch; And a fifth step (S50) of comparing the second loss heat energy of the multi-plate clutch with a preset reference loss heat energy to determine the operation state of the multiple disc clutch and controlling the operation of the multiple disc clutch according to the determined result have.

상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.And a sixth step of storing an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a change amount of the temperature, a first loss heat energy and a second loss heat energy of the multi-plate clutch.

상기 제1 단계(S10) 이전에 차량의 복수의 센서들로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 차량의 외기 온도(Tmp_env) 및 마찰판 작용압력(P, N/m2)에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력단계를 더 포함할 수 있다. 상기 엔진의 압력 유지 시간(Tm_Soak)은 차량 엔진의 Soak time(sec)으로서, 원하는 차압이 시스템에서 얻어질 때의 시간과 시험방법이 누출을 검출하거나 누출율을 측정하기 위하여 실시할 때의 시간 사이의 경과 시간을 의미한다.The front left and right wheel rotational speeds V_FL and V_RL and the rear wheel left and right wheel rotational speeds V_FR and V_RR from the plurality of sensors of the vehicle before the first step S10, The outdoor air temperature Tmp_env, and the friction plate working pressure P, N / m 2 . The pressure holding time (Tm_Soak) of the engine is the Soak time (sec) of the vehicle engine, and the time when the desired differential pressure is obtained in the system and the time when the test method is performed to detect the leakage or to measure the leak rate .

상기 제1 단계(S10)는 클러치 손실 파워를 계산하는 단계로서, 아래와 같은 수학식 1 내지 수학식 3의 과정을 거치게 된다.The first step (S10) is a step of calculating the clutch loss power, which is performed by the following equations (1) to (3).

[수학식 1][Equation 1]

Slp (클러치 마찰판 속도차, rpm) = {(V_FL+V_RL)-(V_FR+V_RR)}/2Slp (clutch friction plate speed difference, rpm) = {(V_FL + V_RL) - (V_FR + V_RR)} / 2

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Tq_Loss (클러치 손실 토크, Nm) = μ*N*Ra*P*ATq_Loss (clutch loss torque, Nm) = mu * N * Ra * P * A

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Pwr_Loss (클러치 손실 파워, kW) = Tq_Loss * Slp* 2π/60/1000 (단위환산)Pwr_Loss (clutch loss power, kW) = Tq_Loss * Slp * 2? / 60/1000 (unit conversion)

여기서, μ는 마찰판의 마찰계수이고, N은 마찰판의 마찰면수이며, Ra는 마찰판의 유효반경(m)이고, A는 마찰판의 마찰면적(m2)이다.Here, μ is the friction coefficient of the friction plate, N is the friction surface of the friction plate, Ra is the effective radius of the friction plate in m, and A is the friction area of the friction plate in m 2 .

상기 제2 단계(S20)는 클러치의 초기 온도를 계산하는 단계로서, 수학식 4의 과정을 거치게 된다. 상기 제2 단계(S20)는 차량 시동 시 최초 1회만 계산을 수행하게 된다.The second step S20 is a step of calculating an initial temperature of the clutch, In the second step S20, the calculation is performed only once at the start of the vehicle.

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Tmp_Ini (클러치 초기온도, ℃) = Tmp_mem * exp(-coef_* Tm_Soak)Tmp_Ini (clutch initial temperature, 占 폚) = Tmp_mem * exp (-coef_ * Tm_Soak)

여기서, Tmp_mem은 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 클러치 온도 (?)이고, exp(a* Tm_Soak)은 엔진의 압력 유지 시간(Soak time)에 따른 상기 다판 클러치의 냉각 데이터이며, a는 감소 기울기로서 다판 클러치의 최초 설계값이다. exp(a* Tm_Soak)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 엔진 Soak time에 따른 클러치 냉각 효과 반영한 값이다. Here, Tmp_mem is the clutch temperature (?) Stored in the memory of the 4WD controller 10 and exp (a * Tm_Soak) is the cooling data of the multiplate clutch according to the engine's pressure holding time (Soak time) Is the initial design value of the multi-plate clutch as the reduction slope. exp (a * Tm_Soak) is a value reflecting the clutch cooling effect according to the engine soak time as shown in FIG. 3A.

상기 제3 단계(S30)는 클러치의 현재 온도를 계산하는 단계로서, 수학식 5와 수학식 6의 단계를 거치게 된다. 여기서, 클러치 온도 변화량은 클러치 마찰열에 의한 온도의 상승효과 또는 냉각효과로부터 기인한다.The third step (S30) is a step of calculating the current temperature of the clutch, which is performed by the steps of Equations (5) and (6). Here, the clutch temperature change amount is caused by the synergy effect or the cooling effect of the temperature due to the clutch frictional heat.

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure 112013067953064-pat00007
Figure 112013067953064-pat00007

Figure 112013067953064-pat00008
Figure 112013067953064-pat00009
Figure 112013067953064-pat00008
Figure 112013067953064-pat00009

여기서, Tmp_Past는 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 클러치 온도 변화량(℃)이고, dt는 상기 4륜 구동 제어기(10)의 루프 타임(loop time(sec))이며, c는 다판 클러치의 비열(kWh/kg℃)이고, m은 다판 클러치의 질량(kg)이며, k는 다판 클러치의 열손실량 계수(kWh/℃)이고, a는 감소 기울기로서 다판 클러치의 최초 설계값이다.Here, Tmp_Past is the clutch temperature change amount (占 폚) stored in the memory of the 4WD controller 10, dt is the loop time (sec) of the 4WD controller 10, K is the heat loss coefficient (kWh / DEG C) of the multi-plate clutch, and a is the initial design value of the multi-plate clutch as the reduction slope.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Tmp_Cur (클러치 현재 온도, ℃) = Tmp_Ini + Tmp_LossTmp_Cur (clutch current temperature, 占 폚) = Tmp_Ini + Tmp_Loss

여기서, Tmp_Ini는 상기 다판 클러치의 초기 온도이다.Here, Tmp_Ini is the initial temperature of the multiple disc clutch.

상기 제4 단계(S40)는 클러치 손실 열에너지를 계산하는 단계로서, 도 3b 및 3c에 도시된 바와 같이, 클러치 손실 파워와 열에너지 관계가 관련된다. 즉, 에너지는 파워와 시간의 곱에 의하여 결정되고, 또한 냉각효과에 의해 열에너지는 시간에 따라 감소하게 된다.The fourth step S40 is a step of calculating the clutch loss heat energy, and the heat loss relation with the clutch loss power is related as shown in Figs. 3B and 3C. That is, the energy is determined by the product of the power and the time, and the thermal energy is decreased with time by the cooling effect.

상기 제4 단계(S40)는 수학식 7의 단계를 거치게 된다.In the fourth step S40, the process of Equation (7) is performed.

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Energy_Loss(클러치 손실 열에너지, kWh) Energy_Loss (Clutch loss heat energy, kWh)

= Pwr_Loss*dt+Energy_Loss_Past*exp(-DF_En_Loss*dt)= Pwr_Loss * dt + Energy_Loss_Past * exp (-DF_En_Loss * dt)

여기서, Energy_Loss_Past는 4륜 구동 제어기(10)의 메모리에 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열에너지(kWh)이고, DF_En_Loss는 열 에너지 감소 기울기이며, Pwr_Loss*dt 는 다판 클러치의 손실파워이다. 또한, DF_En_Loss 는 도 3d에 도시된 바와 같이, 클러치 온도와 열에너지 감소효과가 서로 반비례 관계가 되고, 이때 감소 기울기는 클러치 설계값일 수 있다. Here, Energy_Loss_Past is the first loss heat energy (kWh) of the multi-plate clutch stored in the memory of the 4WD controller 10, DF_En_Loss is the thermal energy reduction slope, and Pwr_Loss * dt is the loss power of the multiple plate clutch. Also, as shown in Fig. 3D, the DF_En_Loss is inversely proportional to the clutch temperature and thermal energy reduction effects, and the reduction slope can be a clutch design value.

상기 제5 단계(S50)는 다판 클러치의 동작을 제어하는 단계로서, 수학식 8 내지 수학식 10의 단계를 거치게 된다. 수학식 8은 클러치 정상 제어모드를 나타내고, 수학식 9는 클러치 보호 제어모드를 나타내며, 수학식 10은 클러치 보호 제어모드에서 정상 제어모드로 복귀하기 위한 조건이다.The fifth step S50 is a step of controlling the operation of the multi-plate clutch, and is performed through the steps of Equations (8) to (10). Equation (8) represents the clutch normal control mode, (9) represents the clutch protection control mode, and (10) is the condition for returning to the normal control mode in the clutch protection control mode.

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Energy_Loss < Energy_Loss_LmtEnergy_Loss <Energy_Loss_Lmt

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Energy_Loss = Energy_Loss_LmtEnergy_Loss = Energy_Loss_Lmt

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Energy_Loss < Energy_Loss_ReturnEnergy_Loss <Energy_Loss_Return

여기서, Energy_Loss_Lmt는 다판 클러치의 손실 열에너지 한계값(kWh)이고, Energy_Loss_Return는 다판 클러치의 손실 열에너지 복귀값(kWh)이다.Here, Energy_Loss_Lmt is the loss heat energy limit value (kWh) of the multi-plate clutch, and Energy_Loss_Return is the loss heat energy return value (kWh) of the multiple plate clutch.

그런 다음, 상기 제5 단계(S50)는 도 3e에 도시된 바와 같이, 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 다판 클러치를 정상 작동시켜 4륜 구동 장치(20)의 엔진에 토크를 전달(S60)하고, 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 다판 클러치의 동작을 해제하여 4륜 구동 장치(20)의 엔진에 토크를 전달(S65)하게 된다.Then, in the fifth step S50, as shown in FIG. 3E, when it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode, the multi-plate clutch is normally operated to transmit torque to the engine of the four- (S60). When it is determined that the multi-plate clutch is in the protection control mode, the multi-plate clutch is released and torque is transmitted to the engine of the four-wheel drive unit 20 (S65).

마지막으로, 상기 제6 단계(S70)는 클러치 온도 변화량(Tmp_Past = Tmp_Loss)과, 클러치 손실 열에너지(Energy_Loss_Past = Energy_Loss), 클러치 현재 온도(Tmp_mem = Tmp_Cur)를 저장한다. 이때, 상기 제6 단계(S70)는 차량 시동이 오프(OFF)되는 때 수행되는 것이 바람직하다.Finally, the sixth step S70 stores the clutch temperature change amount Tmp_Past = Tmp_Loss, the clutch loss heat energy loss Energy_Loss_Past = Energy_Loss, and the clutch current temperature Tmp_mem = Tmp_Cur. At this time, the sixth step S70 is preferably performed when the vehicle is turned off.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템 및 이를 이용한 4륜 구동방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be applied to a four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function for a vehicle according to the present invention and a four- It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

1: 차량 10: 4륜 구동 제어기
20: 4륜 구동 장치 110: 클러치 손실 파워 계산모듈
120: 클러치 초기온도 계산모듈 130: 클러치 온도 계산모듈
140: 클러치 손실 열에너지 계산모듈 150: 클러치 작동 제어모듈
160: 클러치 온도 저장모듈1: vehicle 10: 4-wheel drive controller
20: 4WD 110: clutch loss power calculation module
120: clutch initial temperature calculation module 130: clutch temperature calculation module
140: clutch loss heat energy calculation module 150: clutch operation control module
160: clutch temperature storage module

Claims (20)

4륜 구동 제어기로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치를 이용하여 차량의 다판 클러치를 보호하는 4륜 구동시스템이고,
상기 4륜 구동 제어기는,
다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 클러치 손실 파워 계산모듈;
상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 클러치 초기 온도 계산모듈;
상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 클러치 현재 온도 계산모듈;
상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 상기 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 클러치 손실 열에너지 계산모듈; 및
상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 상기 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 상기 다판 클러치의 동작을 제어하는 클러치 작동 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.A four-wheel drive system that protects a multi-plate clutch of a vehicle by using a four-wheel drive apparatus that distributes and transmits driving forces of front and rear wheels in accordance with a control signal input from a four-wheel drive controller,
The four-wheel drive controller includes:
A clutch loss power calculation module for calculating a loss power of the multiple plate clutch using a speed difference of the multiple plate clutch friction plate and a loss torque of the multiple plate clutch;
A clutch initial temperature calculation module for calculating an initial temperature of the multi-plate clutch;
A clutch current temperature calculation module for calculating a current temperature of the multi-plate clutch;
A clutch loss heat energy calculation module for calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a first loss heat energy of a multi-plate clutch previously stored, and a loss torque of the multi- And
And a clutch operation control module for comparing the second loss heat energy of the multi-plate clutch with a preset reference loss heat energy to determine an operation state of the multi-plate clutch, and controlling the operation of the multi-plate clutch according to the determined result A four-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of a vehicle. 제1항에 있어서,
상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 상기 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 클러치 온도 저장모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a clutch temperature storage module for storing an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a change amount of the current temperature, a first loss heat energy and a second loss heat energy of the multi-plate clutch, 4-wheel drive system with function. 제1항에 있어서,
상기 4륜 구동 제어기는 상기 차량의 복수의 센서들로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 상기 차량의 외기 온도 및 마찰판 작용압력에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.The method according to claim 1,
Wherein the 4WD controller is configured to calculate the front wheel left and right wheel rotational speeds V_FL and V_RL from the plurality of sensors of the vehicle, the rear wheel left and right wheel rotational speeds V_FR and V_RR, And a data input section for receiving data relating to a temperature and a frictional plate working pressure of the four-wheel drive system. 제3항에 있어서,
상기 클러치 손실 파워 계산모듈은 수학식 1에 의하여 상기 다판 클러치의 마찰판 속도차를 계산하고, 수학식 2에 의하여 상기 다판 클러치의 손실 토크를 계산한 다음, 수학식 3에 의하여 상기 다판 클러치의 손실파워를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.
[수학식 1]
Slp (클러치 마찰판 속도차, rpm) = {(V_FL+V_RL)-(V_FR+V_RR)}/2
[수학식 2]
Tq_Loss (클러치 손실 토크, Nm) = μ*N*Ra*P*A
[수학식 3]
Pwr_Loss (클러치 손실 파워, kW) = Tq_Loss * Slp* 2π/60/1000
여기서, μ는 마찰판의 마찰계수이고, N은 마찰판의 마찰면수이며, Ra는 마찰판의 유효반경(m)이고, A는 마찰판의 마찰면적(m2)임.The method of claim 3,
The clutch loss power calculation module calculates the friction plate speed difference of the multi-plate clutch according to Equation (1), calculates the loss torque of the multi-plate clutch according to Equation (2) And a fourth-wheel drive system having a multi-plate clutch protection function of the vehicle.
[Equation 1]
Slp (clutch friction plate speed difference, rpm) = {(V_FL + V_RL) - (V_FR + V_RR)} / 2
&Quot; (2) &quot;
Tq_Loss (clutch loss torque, Nm) = mu * N * Ra * P * A
&Quot; (3) &quot;
Pwr_Loss (clutch loss power, kW) = Tq_Loss * Slp * 2? / 60/1000
Where N is the number of friction surfaces of the friction plate, Ra is the effective radius of the friction plate in m, and A is the friction surface area in m 2 of the friction plate. 제3항에 있어서,
상기 클러치 초기 온도 계산모듈은 수학식 4에 의하여 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.
[수학식 4]
Tmp_Ini (클러치 초기온도, ℃) = Tmp_mem * exp(a * Tm_Soak)
여기서, Tmp_mem은 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도(℃)이고, exp(a* Tm_Soak)은 엔진의 압력 유지 시간(Soak time)에 따른 상기 다판 클러치의 냉각 데이터이며, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값임.The method of claim 3,
Wherein the clutch initial temperature calculation module calculates an initial temperature of the multi-plate clutch according to Equation (4).
&Quot; (4) &quot;
Tmp_Ini (clutch initial temperature, 占 폚) = Tmp_mem * exp (a * Tm_Soak)
Here, Tmp_mem is the clutch temperature (占 폚) stored in the memory of the 4WD controller, exp (a * Tm_Soak) is the cooling data of the multiplate clutch according to the engine pressure holding time (Soak time) Is the initial design value of the multi-plate clutch. 제3항에 있어서,
상기 클러치 현재 온도 계산모듈은 수학식 5에 의하여 상기 다판 클러치의 온도 변화량을 계산하고, 수학식 6에 의하여 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.
[수학식 5]
Figure 112013067953064-pat00010

Figure 112013067953064-pat00011
Figure 112013067953064-pat00012

여기서, Tmp_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도 변화량(℃)이고, dt는 상기 4륜 구동 제어기의 루프 타임(loop time(sec))이며, c는 상기 다판 클러치의 비열(kWh/kg℃)이고, m은 상기 다판 클러치의 질량(kg)이며, k는 상기 다판 클러치의 열손실량 계수(kWh/℃)이고, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값임.
[수학식 6]
Tmp_Cur (클러치 현재 온도, ℃) = Tmp_Ini + Tmp_Loss
여기서, Tmp_Ini는 상기 다판 클러치의 초기 온도임.The method of claim 3,
Wherein the clutch current temperature calculation module calculates a temperature change amount of the multi-plate clutch according to Equation (5) and calculates a current temperature of the multi-plate clutch according to Equation (6) Drive system.
&Quot; (5) &quot;
Figure 112013067953064-pat00010

Figure 112013067953064-pat00011
Figure 112013067953064-pat00012

Dt is a loop time (sec) of the 4WD controller, c is a specific heat (kWh / sec) of the multi-plate clutch, Tmp_Past is a clutch temperature change amount kg), m is the mass (kg) of the multi-plate clutch, k is the heat loss coefficient (kWh / DEG C) of the multi-plate clutch, and a is the initial design value of the multi-plate clutch as a reduction slope.
&Quot; (6) &quot;
Tmp_Cur (clutch current temperature, 占 폚) = Tmp_Ini + Tmp_Loss
Here, Tmp_Ini is the initial temperature of the multi-plate clutch. 제3항에 있어서,
상기 클러치 손실 열에너지 계산모듈은 수학식 7에 의하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.
[수학식 7]
Energy_Loss(클러치 손실 열에너지, kWh)
= Pwr_Loss*dt+Energy_Loss_Past*exp(-DF_En_Loss*dt)
여기서, Energy_Loss_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열에너지(kWh)이고, DF_En_Loss는 열 에너지 감소 기울기이며, Pwr_Loss*dt 는 상기 다판 클러치의 손실파워임.The method of claim 3,
Wherein the clutch loss heat energy calculation module calculates a second loss heat energy of the multi-plate clutch according to Equation (7).
&Quot; (7) &quot;
Energy_Loss (Clutch loss heat energy, kWh)
= Pwr_Loss * dt + Energy_Loss_Past * exp (-DF_En_Loss * dt)
Here, Energy_Loss_Past is the first loss heat energy (kWh) of the multi-plate clutch stored in the memory of the 4WD controller, DF_En_Loss is the thermal energy reduction slope, and Pwr_Loss * dt is the loss power of the multiple plate clutch. 제3항에 있어서,
상기 클러치 작동 제어모듈은 수학식 8의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단하고, 수학식 9의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단하며, 수학식 10의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 상기 보호 제어모드에서 정상 제어모드로 복귀된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.
[수학식 8]
Energy_Loss < Energy_Loss_Lmt
[수학식 9]
Energy_Loss = Energy_Loss_Lmt
[수학식 10]
Energy_Loss < Energy_Loss_Return
여기서, Energy_Loss_Lmt는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 한계값(kWh)이고, Energy_Loss_Return는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 복귀값(kWh)임.The method of claim 3,
The clutch operation control module determines that the multi-plate clutch is in the normal control mode when the condition of Equation (8) is satisfied, and determines that the multiple plate clutch is in the protection control mode when the condition of Equation (9) When the condition of the multi-plate clutch is satisfied, it is determined that the multiple-plate clutch is returned from the protective control mode to the normal control mode.
&Quot; (8) &quot;
Energy_Loss <Energy_Loss_Lmt
&Quot; (9) &quot;
Energy_Loss = Energy_Loss_Lmt
&Quot; (10) &quot;
Energy_Loss <Energy_Loss_Return
Here, Energy_Loss_Lmt is the loss heat energy limit value (kWh) of the multi-plate clutch, and Energy_Loss_Return is the loss heat energy return value (kWh) of the multi-plate clutch. 제8항에 있어서,
상기 클러치 작동 제어모듈은 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치를 정상 작동시켜 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the clutch operation control module normally operates the multi-plate clutch and transmits torque to the engine of the four-wheel drive apparatus when it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode. Four wheel drive system. 제8항에 있어서,
상기 클러치 작동 제어모듈은 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치의 동작을 해제하여 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the clutch operation control module releases the operation of the multi-plate clutch and transmits the torque to the engine of the four-wheel drive apparatus when it is determined that the multi-plate clutch is in the protection control mode. Four wheel drive system. 4륜 구동 제어기로부터 입력되는 제어신호에 따라 전륜과 후륜의 구동력을 분배하여 전달하는 4륜 구동 장치를 이용하여 차량의 다판 클러치를 보호하는 4륜 구동방법이고,
다판 클러치 마찰판의 속도차와 다판 클러치의 손실 토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 손실 파워를 계산하는 제1 단계;
상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 제2 단계;
상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 제3 단계;
상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 미리 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지 및 상기 다판 클러치의 손실토크를 이용하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 제4 단계; 및
상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지와 미리 설정된 기준 손실 열에너지를 비교하여 상기 다판 클러치의 동작 상태를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 상기 다판 클러치의 동작을 제어하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.A four-wheel drive method for protecting a multi-plate clutch of a vehicle by using a four-wheel drive apparatus that distributes and transmits driving forces of front and rear wheels in accordance with a control signal input from a four-wheel drive controller,
A first step of calculating a loss power of the multi-plate clutch using a speed difference of the multi-plate clutch friction plate and a loss torque of the multi-plate clutch;
A second step of calculating an initial temperature of the multi-plate clutch;
A third step of calculating a current temperature of the multi-plate clutch;
A fourth step of calculating a second loss heat energy of the multi-plate clutch using an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a first loss heat energy of a multi-plate clutch previously stored, and a loss torque of the multi-plate clutch; And
And a fifth step of comparing the second loss heat energy of the multi-plate clutch with a predetermined reference loss heat energy to determine an operating state of the multi-plate clutch, and controlling the operation of the multi-plate clutch according to the determined result Wherein the vehicle has a multi-plate clutch protecting function of the vehicle. 제11항에 있어서,
상기 다판 클러치의 초기 온도 및 현재 온도와 그 온도의 변화량, 상기 다판 클러치의 제1 손실 열 에너지와 제2 손실 열 에너지를 저장하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.12. The method of claim 11,
And a sixth step of storing a first loss heat energy and a second loss heat energy of the multi-plate clutch, an initial temperature and a current temperature of the multi-plate clutch, a change amount of the temperature, And the four-wheel drive method. 제11항에 있어서,
상기 제1 단계 이전에 상기 차량의 복수의 센서들로부터 전륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FL, V_RL), 후륜 좌측 및 우측 바퀴 회전속도(V_FR, V_RR), 엔진의 압력 유지 시간, 상기 차량의 외기 온도 및 마찰판 작용압력에 관한 데이터를 입력받는 데이터 입력단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.12. The method of claim 11,
The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising the steps of: determining a front wheel left and right wheel rotational speeds (V_FL, V_RL), rear wheel left and right wheel rotational speeds (V_FR, V_RR) And a data input step of receiving data relating to a temperature and a frictional plate working pressure of the vehicle. 제13항에 있어서,
상기 제1 단계는 수학식 1에 의하여 상기 다판 클러치의 마찰판 속도차를 계산하고, 수학식 2에 의하여 상기 다판 클러치의 손실 토크를 계산한 다음, 수학식 3에 의하여 상기 다판 클러치의 손실파워를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.
[수학식 1]
Figure 112013067953064-pat00013

[수학식 2]
Figure 112013067953064-pat00014

[수학식 3]
Figure 112013067953064-pat00015

여기서, u는 마찰판의 마찰계수이고, N은 마찰판의 마찰면수이며, Ra는 마찰판의 유효반경(m)이고, A는 마찰판의 마찰면적(m2)임.14. The method of claim 13,
In the first step, the friction plate speed difference of the multi-plate clutch is calculated according to Equation 1, the loss torque of the multi-plate clutch is calculated according to Equation 2, and the loss power of the multi- Wherein the multi-plate clutch protecting function of the four-wheel drive vehicle has a function of protecting the multi-plate clutch of the vehicle.
[Equation 1]
Figure 112013067953064-pat00013

&Quot; (2) &quot;
Figure 112013067953064-pat00014

&Quot; (3) &quot;
Figure 112013067953064-pat00015

Here, u is the friction coefficient of the friction plate, N is the friction surface of the friction plate, Ra is the effective radius (m) of the friction plate, and A is the friction area (m 2 ) of the friction plate. 제13항에 있어서,
상기 제2 단계는 수학식 4에 의하여 상기 다판 클러치의 초기 온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.
[수학식 4]
Tmp_Ini (클러치 초기온도, ℃) = Tmp_mem * exp(a * Tm_Soak)
여기서, Tmp_mem은 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도 (℃)이고, exp(a* Tm_Soak)은 엔진의 압력 유지 시간(Soak time)에 따른 상기 다판 클러치의 냉각 데이터이며, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값임.14. The method of claim 13,
Wherein the second step calculates an initial temperature of the multi-plate clutch according to equation (4).
&Quot; (4) &quot;
Tmp_Ini (clutch initial temperature, 占 폚) = Tmp_mem * exp (a * Tm_Soak)
Here, Tmp_mem is the clutch temperature (占 폚) stored in the memory of the 4WD controller, exp (a * Tm_Soak) is the cooling data of the multiplate clutch according to the engine pressure holding time (Soak time) Is the initial design value of the multi-plate clutch. 제13항에 있어서,
상기 제3 단계는 수학식 5에 의하여 상기 다판 클러치의 온도 변화량을 계산하고, 수학식 6에 의하여 상기 다판 클러치의 현재 온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.
[수학식 5]
Figure 112013067953064-pat00016

Figure 112013067953064-pat00017
Figure 112013067953064-pat00018

여기서, Tmp_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 클러치 온도 변화량(℃)이고, dt는 상기 4륜 구동 제어기의 루프 타임(loop time(sec))이며, c는 상기 다판 클러치의 비열(kWh/kg℃)이고, m은 상기 다판 클러치의 질량(kg)이며, k는 상기 다판 클러치의 열손실량 계수(kWh/℃)이고, a는 감소 기울기로서 상기 다판 클러치의 최초 설계값임.
[수학식 6]
Tmp_Cur (클러치 현재 온도, ℃) = Tmp_Ini + Tmp_Loss
여기서, Tmp_Ini는 상기 다판 클러치의 초기 온도임.14. The method of claim 13,
Wherein the third step calculates the temperature change amount of the multi-plate clutch according to Equation (5), and calculates the current temperature of the multi-plate clutch according to Equation (6) .
&Quot; (5) &quot;
Figure 112013067953064-pat00016

Figure 112013067953064-pat00017
Figure 112013067953064-pat00018

Dt is a loop time (sec) of the 4WD controller, c is a specific heat (kWh / sec) of the multi-plate clutch, Tmp_Past is a clutch temperature change amount kg), m is the mass (kg) of the multi-plate clutch, k is the heat loss coefficient (kWh / DEG C) of the multi-plate clutch, and a is the initial design value of the multi-plate clutch as a reduction slope.
&Quot; (6) &quot;
Tmp_Cur (clutch current temperature, 占 폚) = Tmp_Ini + Tmp_Loss
Here, Tmp_Ini is the initial temperature of the multi-plate clutch. 제13항에 있어서,
상기 제4 단계는 수학식 7에 의하여 상기 다판 클러치의 제2 손실 열 에너지를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.
[수학식 7]
Energy_Loss(클러치 손실 열에너지, kWh)
= Pwr_Loss*dt+Energy_Loss_Past*exp(-DF_En_Loss*dt)
여기서, Energy_Loss_Past는 상기 4륜 구동 제어기의 메모리에 저장된 다판 클러치의 제1 손실 열에너지(kWh)이고, DF_En_Loss는 열 에너지 감소 기울기이며, Pwr_Loss*dt 는 상기 다판 클러치의 손실파워임.14. The method of claim 13,
Wherein the fourth step calculates the second loss heat energy of the multi-plate clutch according to Equation (7).
&Quot; (7) &quot;
Energy_Loss (Clutch loss heat energy, kWh)
= Pwr_Loss * dt + Energy_Loss_Past * exp (-DF_En_Loss * dt)
Here, Energy_Loss_Past is the first loss heat energy (kWh) of the multi-plate clutch stored in the memory of the 4WD controller, DF_En_Loss is the thermal energy reduction slope, and Pwr_Loss * dt is the loss power of the multiple plate clutch. 제13항에 있어서,
상기 제5 단계는 수학식 8의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단하고, 수학식 9의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단하며, 수학식 10의 조건에 만족하는 경우 상기 다판 클러치가 상기 보호 제어모드에서 정상 제어모드로 복귀된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.
[수학식 8]
Energy_Loss < Energy_Loss_Lmt
[수학식 9]
Energy_Loss = Energy_Loss_Lmt
[수학식 10]
Energy_Loss < Energy_Loss_Return
여기서, Energy_Loss_Lmt는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 한계값(kWh)이고, Energy_Loss_Return는 상기 다판 클러치의 손실 열에너지 복귀값(kWh)임.14. The method of claim 13,
When the condition of Equation (8) is satisfied, it is determined that the multi-plate clutch is in the normal control mode, and when it satisfies the condition of Equation (9), it is determined that the multi- Wherein the multi-plate clutch is determined to be returned to the normal control mode in the protection control mode when the condition of the multi-plate clutch is satisfied.
&Quot; (8) &quot;
Energy_Loss <Energy_Loss_Lmt
&Quot; (9) &quot;
Energy_Loss = Energy_Loss_Lmt
&Quot; (10) &quot;
Energy_Loss <Energy_Loss_Return
Here, Energy_Loss_Lmt is the loss heat energy limit value (kWh) of the multi-plate clutch, and Energy_Loss_Return is the loss heat energy return value (kWh) of the multi-plate clutch. 제18항에 있어서,
상기 제5 단계는 상기 다판 클러치가 정상 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치를 정상 작동시켜 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.19. The method of claim 18,
Wherein when the multi-plate clutch is judged to be in the normal control mode, the fifth step transmits the torque to the engine of the four-wheel drive apparatus by normally operating the multi-plate clutch. Wheel drive method. 제18항에 있어서,
상기 제5 단계는 상기 다판 클러치가 보호 제어모드인 것으로 판단된 경우, 상기 다판 클러치의 동작을 해제하여 상기 4륜 구동 장치의 엔진에 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 차량의 다판 클러치 보호기능을 가지는 4륜 구동방법.19. The method of claim 18,
Wherein when the multi-plate clutch is judged to be in the protection control mode, the fifth step releases the operation of the multi-plate clutch and transmits the torque to the engine of the four-wheel drive apparatus Four-wheel drive method.
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