KR101441818B1 - 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일례로, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 고속 주행 판단부; 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 슬립 상태 판단부; 차량속도과 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 선회 안전성 판단부; 및 상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정부를 포함하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치를 개시한다.
일례로, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 고속 주행 판단부; 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 슬립 상태 판단부; 차량속도과 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 선회 안전성 판단부; 및 상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정부를 포함하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
사륜 구동 차량은, 차량의 주행상태에 따라 엔진에서 구동되는 구동 토크를 사륜 제어기의 판단에 의거해 전륜에서 후륜으로 분배하여 전륜과 후륜을 동시에 구동시킬 수 있다. 또한, 사륜 구동 차량은 노면의 상태가 미끄러운 도로나 경사로 등의 주행 시 전륜과 후륜에 적절한 구동 분배를 통하여 탈출성, 등판성 및 선회 안전성 등 차량의 주행 성능을 향상시키는데 목적이 있다.
또한, 사륜 구동 차량은, 엔진에서 나오는 구동 토크를 변속기에 연결된 전륜 차동장치를 통하여 액슬 샤프트(axle shaft)로 전달하고, 전륜을 구동시킴과 동시에 프로펠러 샤프트(propeller shaft)로 동력을 전달한다. 프로펠러 샤프트에 연결되어 있는 커플링(coupling)은 후륜 차동장치로 연결되어 있고, 사륜 구동 제어기의 판단에 따라 커플링 안의 클러치를 제어하여 후륜 차동장치를 통해 구동력을 후륜으로 분배한다.
이러한 사륜 구동 차량의 구동 분배방식은, 구동 분배가 필요 없는 구간에서도 구동력을 후륜으로 불필요하게 전달하는 경우가 발생됨으로써 차량의 연비를 낮추게 되며, 사륜 구동 차량의 구동 전달 장치의 내구성에도 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은, 차량의 주행 조건에 따라 차량의 후륜으로 구동력을 분배할 필요가 없는 구간에 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하여 불필요한 구동력 손실을 방지함으로써, 연비를 개선하고 구동 전달 장치의 내구성을 향상시킨 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치는, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 고속 주행 판단부; 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 슬립 상태 판단부; 차량속도와 휠 조향각 에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 선회 안전성 판단부; 및 상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정부를 포함한다.
또한, 상기 제 1 범위는 40 내지 150Kph로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 2 범위는 40 내지 90%로 설정될 수 있다.
또한, 상기 슬립 상태 판단부는 하기의 수식에 기초하여 상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)을 계산하고,
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고, 상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미할 수 있다.
또한, 상기 선회 안전성 판단부는 하기의 수식에 기초하여 상기 요레이트 추정값을 계산하고,
상기 Vhicle_Velocity는 차량속도를 의미하고, 상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고, 상기 Vehicle_Velocity_char는 
을 의미하고, 상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고, 상기 g는 중력 가속도를 의미하며, 상기 K는 언더스티어계수를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기준치는 15%로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 2 기준치는 15%로 설정될 수 있다.
또한, 상기 고속 주행 판단부는, 가속페달의 가압치가 상기 제 2 범위 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 범위 내이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 슬립 상태 판단부는, 상기 슬립량 오차가 상기 제 1 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 1 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 선회 안전성 판단부는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 후륜 구동력 차단 결정부는, 상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력된 판단신호들이 모두 제 1 판단신호이면 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하고, 적어도 하나가 제 2 판단신호이면 차량의 후륜에 구동력을 전달할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법은, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 고속 주행 판단 단계; 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 슬립 상태 판단 단계; 차량속도와 휠 조향각 에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 선회 안전성 판단 단계; 및 상기 고속 주행 판단 단계, 상기 슬립 상태 판단 단계 및 상기 선회 안전성 판단 단계로부터 발생되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 범위는 40 내지 150Kph로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제 2 범위는 40 내지 90%로 설정할 수 있다.
또한, 상기 슬립 상태 판단 단계에서는 하기의 수식에 기초하여 상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)을 계산하고,
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고, 상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미할 수 있다.
또한, 상기 선회 안전성 판단 단계에서는 하기의 수식에 기초하여 상기 요레이트 추정값을 계산하고,
상기 Vhicle_Velocity는 차량속도를 의미하고, 상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고, 상기 Vehicle_Velocity_char는 
을 의미하고, 상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고, 상기 g는 중력 가속도를 의미하며, 상기 K는 언더스티어계수를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기준치는 15%로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제 2 기준치는 15%로 설정할 수 있다.
또한, 상기 고속 주행 판단 단계에는, 가속페달의 가압치가 상기 제 2 범위 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 범위 내이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 슬립 상태 판단 단계에는, 상기 슬립량 오차가 상기 제 1 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 1 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 선회 안전성 판단 단계에는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고, 상기 후륜 구동력 차단 결정 단계에서는, 상기 고속 주행 판단 단계, 상기 슬립 상태 판단 단계 및 상기 선회 안전성 판단 단계로부터 발생된 판단신호들이 모두 제 1 판단신호이면 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하고, 적어도 하나가 제 2 판단신호이면 차량의 후륜에 구동력을 전달할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량의 주행 조건에 따라 차량의 후륜으로 구동력을 분배할 필요가 없는 구간에 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하여 불필요한 구동력 손실을 방지함으로써, 연비를 개선하고 구동 전달 장치의 내구성을 향상시킨 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 차량의 가속 페달의 가압치와 차량 속도에 따른 차량의 제어구간을 나타낸 그래프이다.
도 3은 차량속도 센서와 조향각 센서로부터 획득한 차량속도와 조향각에 기초하여 미리 계산된 제 2 슬립량에 대한 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 2는 차량의 가속 페달의 가압치와 차량 속도에 따른 차량의 제어구간을 나타낸 그래프이다.
도 3은 차량속도 센서와 조향각 센서로부터 획득한 차량속도와 조향각에 기초하여 미리 계산된 제 2 슬립량에 대한 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 차량의 가속 페달의 가압치와 차량 속도에 따른 차량의 제어구간을 나타낸 그래프이다. 도 3은 차량속도 센서와 조향각 센서로부터 획득한 차량속도와 조향각에 기초하여 미리 계산된 제 2 슬립량에 대한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치(100)는, 고속 주행 판단부(110), 슬립 상태 판단부(120), 선회 안전성 판단부(130) 및 후륜 구동력 차단 결정부(140)를 포함한다.
본 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치(100)는 차량의 후륜에 구동력을 전달 받고 있는 상태에서 주행 조건에 따라 구동력 전달이 필요 없는 구간을 판별하여 구동력의 차단 여부를 결정한다.
고속 주행 판단부(110)는, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력할 수 있다.
상기 제 1 범위는 주행 중인 차량의 속도의 범위로서 약 40 내지 150Kph로 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 그래프를 참조하면, 주행 중인 차량의 속도가 상기 제 1 범위(40~150Kph) 내에서 있는 경우, 고속 주행 판단부(110)는, 차량의 고속 주행 구간으로 판단할 수 있다. 즉, 후륜에 구동력을 전달하고 있는 고속 주행 구간으로 판단하는 것이다.
또한, 고속 주행 판단부(110)는, 차량의 고속 주행 구간 중 현재 가속 페달의 가압치가 제 2 범위 미만이면 운전자의 가속 의지가 없는 구간으로 판단하여 제 1 판단 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 가속 페달을 끝까지 밟았을 경우를 ‘1’(또는 가속 페달을 밟지 않았을 경우를 ‘0’)이라고 가정했을 때, 제 2 범위는 0.4~0.9(또는 백분율로 40~90%)로 설정된 것일 수 있다. 즉, 고속 주행 판단부(110)는 차량의 속도에 근거하여 차량이 고속 주행 구간에 있다고 판단하더라도, 상기 고속 주행 구간 중 가속 페달 가압치가 제 2 범위 미만으로 검출되는 경우에는 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다. 또한, 가속 페달 가압치가 상기 제 2 범위 내에 있으면 운전자의 가속 의지가 있는 구간으로 후륜에 구동력 분배가 필요하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다.
슬립 상태 판단부(120)는, 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 상기 제 1 슬립량과 제 2 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하며, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력할 수 있다.
상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)은 하기의 수식에 기초하여 계산할 수 있다.
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고, 상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미할 수 있다.
상기 제 2 슬립량은, 차량속도와 휠 조향각에 기초하여 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정될 수 있다. 상기 데이터 테이블은 도 3에 도시된 바와 같이 그래프로 나타낼 수 있다.
슬립 상태 판단부(120)는 상기와 같은 방식으로 계산된 제 1 슬립량과 추정된 제 2 슬립량의 오차를 계산하고, 그 오차 값과 제 1 기준치의 대소를 비교한 후, 비교 결과에 따라 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 슬립량 오차 값이 제 1 기준치 미만이면 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다. 여기서 제 1 기준치는 15%로 설정될 수 있다. 또한, 슬립량 오차 값이 제 1 기준치 이상이면 후륜에 구동력 분배가 필요 하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다.
선회 안전성 판단부(130)는, 차량속도와 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 상기 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하며, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교한 후, 비교 결과에 따라 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다.
선회 안전성 판단부(130)는 하기의 수식에 기초하여 요레이트 추정값을 계산할 수 있다.
상기 Vhicle_Velocity는 차량속도를 의미하고, 상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고, 상기 Vehicle_Velocity_char는 
을 의미하고, 상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고, 상기 g는 중력 가속도를 의미하며, 상기 K는 언더스티어계수를 의미할 수 있다.
한편, 상기 요레이트 정상값은 별도의 요레이트 센서를 통해 입력 받을 수 있다.
선회 안전성 판단부(130)는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다. 또한, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 이상이면 후륜에 구동력 분배가 필요 하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 후륜 구동력 차단 결정부(140)로 출력할 수 있다. 여기서, 상기 제 2 기준치는 15%로 설정될 수 있다.
후륜 구동력 차단 결정부(140)는, 고속 주행 판단부(110), 슬립 상태 판단부(120) 및 선회 안전성 판단부(130)로부터 출력되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지 차단하지 않을지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 고속 주행 판단부(110), 슬립 상태 판단부(120) 및 선회 안전성 판단부(130)로부터 출력되는 판단신호들이 모두 ‘1’값을 가질 경우 즉, 모두 제 1 판단신호일 경우, 최종적으로 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할 수 있다. 또한, 고속 주행 판단부(110), 슬립 상태 판단부(120) 및 선회 안전성 판단부(130)로부터 출력되는 판단신호들 중 적어도 하나의 값이 ‘0’ 즉, 적어도 하나가 제 2 판단신호일 경우, 최종적으로 후륜에 구동력 분배가 필요하다고 판단하며, 구동력이 후륜에 그대로 전달되도록 할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 4a을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법(400)은, 고속 주행 판단 단계(S410), 슬립 상태 판단 단계(S420), 선회 안전성 판단 단계(S430) 및 후륜 구동력 차단 결정 단계(S440)를 포함한다.
고속 주행 판단 단계(S410)에서는, 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다.
상기 제 1 범위는 주행 중인 차량의 속도의 범위로서 약 40 내지 150Kph로 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 그래프를 참조하면, 주행 중인 차량의 속도가 상기 제 1 범위(40~150Kph) 내에서 있는 경우, 차량의 고속 주행 구간으로 판단할 수 있다. 즉, 후륜에 구동력을 전달하고 있는 고속 주행 구간으로 판단하는 것이다.
또한, 고속 주행 판단 단계(S410)에서는, 차량의 고속 주행 구간 중 현재 가속 페달의 가압치가 제 2 범위 미만이면 운전자의 가속 의지가 없는 구간으로 판단하여 제 1 판단 신호를 발생시킬 수 있다. 여기서, 가속 페달을 끝까지 밟았을 경우를 ‘1’(또는 가속 페달을 밟지 않았을 경우를 ‘0’)이라고 가정했을 때, 제 2 범위는 0.4~0.9(또는 백분율로 40~90%)로 설정된 것일 수 있다. 즉, 고속 주행 판단 단계(S410)에서는 차량의 속도에 근거하여 차량이 고속 주행 구간에 있다고 판단하더라도, 상기 고속 주행 구간 중 가속 페달 가압치가 제 2 범위 미만으로 검출되는 경우에는 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 가속 페달 가압치가 상기 제 2 범위 내에 있으면 운전자의 가속 의지가 있는 구간으로 후륜에 구동력 분배가 필요하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다.
슬립 상태 판단 단계(S420)에서는, 차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 상기 제 1 슬립량과 제 2 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하며, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다.
상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)은 하기의 수식에 기초하여 계산할 수 있다.
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고, 상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미할 수 있다.
상기 제 2 슬립량은, 차량속도와 휠 조향각에 기초하여 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정될 수 있다. 상기 데이터 테이블은 도 3에 도시된 바와 같이 그래프로 나타낼 수 있다.
슬립 상태 판단 단계(S420)에서는, 상기와 같은 방식으로 계산된 제 1 슬립량과 추정된 제 2 슬립량의 오차를 계산하고, 그 오차 값과 제 1 기준치의 대소를 비교한 후, 비교 결과에 따라 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 슬립량 오차 값이 제 1 기준치 미만이면 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로 ‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 발생시킬 수 있다. 여기서 제 1 기준치는 15%로 설정될 수 있다. 또한, 슬립량 오차 값이 제 1 기준치 이상이면 후륜에 구동력 분배가 필요 하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다.
선회 안전성 판단 단계(S430)에서는, 차량속도와 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 상기 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하며, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교한 후, 비교 결과에 따라 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다.
선회 안전성 판단 단계(S430)에서는 하기의 수식에 기초하여 요레이트 추정값을 계산할 수 있다.
상기 Vhicle_Velocity는 차량속도를 의미하고, 상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고, 상기 Vehicle_Velocity_char는 
을 의미하고, 상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고, 상기 g는 중력 가속도를 의미하며, 상기 K는 언더스티어계수를 의미할 수 있다.
한편, 상기 요레이트 정상값은 별도의 요레이트 센서를 통해 알 수 있다.
선회 안전성 판단 단계(S430)에서는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 논리적으로‘1’이라는 상태의 제 1 판단신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 이상이면 후륜에 구동력 분배가 필요 하다고 판단하여 논리적으로‘0’이라는 상태의 제 2 판단신호를 발생시킬 수 있다. 여기서, 상기 제 2 기준치는 15%로 설정될 수 있다.
후륜 구동력 차단 결정 단계(S440)에서는, 고속 주행 판단 단계(S410), 슬립 상태 판단 단계(S420) 및 선회 안전성 판단 단계(S430)를 통해 발생된 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지 차단하지 않을지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 고속 주행 판단 단계(S410), 슬립 상태 판단 단계(S420) 및 선회 안전성 판단 단계(S430)를 통해 발생된 판단신호들이 모두 ‘1’값을 가질 경우 즉, 모두 제 1 판단신호일 경우, 최종적으로 후륜에 구동력 분배가 필요 없다고 판단하여 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할 수 있다. 또한, 고속 주행 판단 단계(S410), 슬립 상태 판단 단계(S420) 및 선회 안전성 판단 단계(S430)를 통해 발생되는 판단신호들 중 적어도 하나의 값이 ‘0’ 즉, 적어도 하나가 제 2 판단신호일 경우, 최종적으로 후륜에 구동력 분배가 필요하다고 판단하며, 구동력이 후륜에 그대로 전달되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사륜 구동 차량에서 주행 조건에 따라 차량의 상태를 판단하여 후륜으로 구동력 분배가 필요 없다고 판단하는 경우, 후륜으로 전달되는 구동력을 차단함으로써, 차량의 연비 향상과 사륜 구동 전달 장치의 내구성 향상을 도모할 수 있다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
우선, 차량 속도를 검출하고(S411), 검출된 차량 속도가 40 내지 150Kph의 범위 내에 있는지를 판단한다(S412). 이때, 차량 속도가 40 내지 150Kph 내에 있는 경우 차량의 고속 주행 구간으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 후륜 구동력 분배(S441)를 그대로 이루어지게 된다.
상기와 같이 고속 주행 구간으로 판단하는 경우, 가속 페달의 가압치가 40~90% 범위 내에 있는지 검사하게 되며(S413), 40~90% 범위 미만이면 다음 단계로 이동하고, 그렇지 않은 경우 후륜 구동력 분배(S441)를 그대로 이루어지게 된다.
상기와 같이 가속 페달의 가압치가 40~90% 범위 미만인 경우, 제 1 슬립량을 추정하고(S421), 제 2 슬립량을 계산하며(S422), 제 1 및 제 2 슬립량 간의 오차를 계산한다. 이때, 슬립량 오차가 15% 미만이면 다음 단계로 이동하고, 그렇지 않은 경우 후륜 구동력 분배(S441)를 그대로 이루어지게 된다.
상기와 같이 슬립량 오차가 15% 미만인 경우, 요레이트 센서로부터 요레이트 정상값을 얻고(s431), 차량속도, 휠 조향각, Vehicle_Velocity_char 및 Wheel_Base에 기초하여 요레이트 추정값을 계산한다(S432). 이후, 요레이트 정상값과 추정값 간의 오차를 계산하고 계산된 요레이트 오차가 15% 미만이면, 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단(S442)할 수 있다. 또한, 요레이트 오차가 15% 이상이면 후륜으로 그대로 구동력 분배가 되도록 한다.
이와 같은 판단 사이클은 차량의 후륜에 구동력이 분배되도록 설정된 이후, 일정 시간 단위로 판단하여 제어하도록 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100: 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치
110: 고속 주행 판단부
120: 슬립 상태 판단부
130: 선회 안전성 판단부
140: 후륜 구동력 차단 결정부
110: 고속 주행 판단부
120: 슬립 상태 판단부
130: 선회 안전성 판단부
140: 후륜 구동력 차단 결정부
Claims (16)
- 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 고속 주행 판단부;
차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 슬립 상태 판단부;
차량속도와 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 출력하는 선회 안전성 판단부; 및
상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 범위는 40 내지 150Kph로 설정된 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 범위는 40 내지 90%로 설정된 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 슬립 상태 판단부는 하기의 수식에 기초하여 상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)을 계산하고,
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고,
상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 선회 안전성 판단부는 하기의 수식에 기초하여 상기 요레이트 추정값을 계산하고,
상기 Vhicle_Velocity는 차량속도를 의미하고,
상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고,
상기 Vehicle_Velocity_char는을 의미하고,
상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고,
상기 g는 중력 가속도를 의미하며,
상기 K는 언더스티어계수를 의미하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기준치는 15%로 설정된 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기준치는 15%로 설정된 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고속 주행 판단부는, 가속페달의 가압치가 상기 제 2 범위 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 범위 내이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 슬립 상태 판단부는, 상기 슬립량 오차가 상기 제 1 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 1 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 선회 안전성 판단부는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 후륜 구동력 차단 결정부는, 상기 고속 주행 판단부, 상기 슬립 상태 판단부 및 상기 선회 안전성 판단부로부터 출력된 판단신호들이 모두 제 1 판단신호이면 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하고, 적어도 하나가 제 2 판단신호이면 차량의 후륜에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치. - 차량속도가 기설정된 제 1 범위 내에 있는지 판단하고, 차량속도가 상기 제 1 범위 내에 있으면 가속페달의 가압치가 미리 설정된 제 2 범위 내에 있는지를 판단하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 고속 주행 판단 단계;
차량의 휠 속도신호에 기초하여 제 1 슬립량을 계산하고, 차량속도와 휠 조향각에 따라 미리 계산된 슬립량에 대한 데이터 테이블로부터 추정된 제 2 슬립량과 상기 제 1 슬립량 간의 슬립량 오차를 계산하고, 상기 슬립량 오차를 제 1 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 슬립 상태 판단 단계;
차량속도와 휠 조향각에 기초하여 요레이트 추정값을 계산하고, 요레이트 정상값과 상기 요레이트 추정값 간의 요레이트 오차를 계산하고, 상기 요레이트 오차를 제 2 기준치와 대소 비교하여 제 1 판단신호 또는 제 2 판단신호를 발생시키는 선회 안전성 판단 단계; 및
상기 고속 주행 판단 단계, 상기 슬립 상태 판단 단계 및 상기 선회 안전성 판단 단계로부터 발생되는 판단신호들에 따라 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단할지를 결정하는 후륜 구동력 차단 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 범위는 40 내지 150Kph로 설정하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 범위는 40 내지 90%로 설정하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 슬립 상태 판단 단계에서는 하기의 수식에 기초하여 상기 제 1 슬립량(vDiffmeas)을 계산하고,
상기 Wheel_FL과 상기 Wheel_FR은 두 개의 앞바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하고,
상기 Wheel_RL과 상기 Wheel_RR은 두 개의 뒷바퀴 휠에 대한 각각의 휠 속도신호를 의미하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 선회 안전성 판단 단계에서는 하기의 수식에 기초하여 상기 요레이트 추정값을 계산하고,
상기 Vehicle_Velocity는 차량속도를 의미하고,
상기 Wheel_Steering_Angle 휠 조향각을 의미하고,
상기 Vehicle_Velocity_char는을 의미하고,
상기 Wheel_Base는 상기 휠 베이스를 의미하고,
상기 g는 중력 가속도를 의미하며,
상기 K는 언더스티어계수를 의미하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 기준치는 15%로 설정하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 기준치는 15%로 설정하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 고속 주행 판단 단계에는, 가속페달의 가압치가 상기 제 2 범위 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 범위 내이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 슬립 상태 판단 단계에는, 상기 슬립량 오차가 상기 제 1 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 1 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 선회 안전성 판단 단계에는, 상기 요레이트 오차가 상기 제 2 기준치 미만이면 제 1 판단신호를 출력하고, 상기 제 2 기준치 이상이면 제 2 판단신호를 출력하고,
상기 후륜 구동력 차단 결정 단계에서는, 상기 고속 주행 판단 단계, 상기 슬립 상태 판단 단계 및 상기 선회 안전성 판단 단계로부터 발생된 판단신호들이 모두 제 1 판단신호이면 차량의 후륜으로 전달되는 구동력을 차단하고, 적어도 하나가 제 2 판단신호이면 차량의 후륜에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 방법.
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| KR1020130090503A KR101441818B1 (ko) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 사륜 구동 차량의 후륜 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법 |
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| KR (1) | KR101441818B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101666880B1 (ko) * | 2015-06-22 | 2016-10-24 | 현대위아 주식회사 | 전륜 사륜구동 차량의 후륜 구동력 분배방법 및 후륜 구동력 분배 프로그램 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05162555A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-06-29 | Mitsubishi Motors Corp | 四輪駆動制御装置 |
| JP2002293150A (ja) | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Mazda Motor Corp | ４輪駆動車の制御装置 |
| JP2007261566A (ja) | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の駆動力制御装置 |
| KR20120131051A (ko) * | 2011-05-24 | 2012-12-04 | 현대자동차주식회사 | 차량의 4륜 구동장치 및 방법 |
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2013
- 2013-07-30 KR KR1020130090503A patent/KR101441818B1/ko active IP Right Grant
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| KR101666880B1 (ko) * | 2015-06-22 | 2016-10-24 | 현대위아 주식회사 | 전륜 사륜구동 차량의 후륜 구동력 분배방법 및 후륜 구동력 분배 프로그램 |
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