KR101459947B1

KR101459947B1 - 4wd 차량의 제어방법

Info

Publication number: KR101459947B1
Application number: KR1020130112762A
Authority: KR
Inventors: 임성근; 박재일; 강헌
Original assignee: 현대자동차주식회사; 현대위아 주식회사
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2014-11-07

Abstract

차량의 제어부에 입력된 정보와 기저장된 기준맵을 바탕으로 차속별 기준 차속을 연산하는 연산단계; 상기 연산단계에서 가속페달 개도량의 기준값이 도출되면 현재 가속페달 개도량과 비교하여 현재 가속페달 개도량이 기준값보다 작으면 차량으로부터 현재 차량의 상태에 대한 정보를 입력받아 기준값에 해당하는지 확인하는 차량상태 확인단계; 및 상기 차량상태 확인단계에서 확인한 모든 값이 기준값에 해당하면 제어부는 변속기 제어부에 2WD 모드로 변경을 요청하는 신호를 전송하되, 2WD 모드 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 송신되면 2WD 모드로 전환하는 2WD 모드 전환단계;를 포함하는 4WD 차량의 제어방법이 소개된다.

Description

4WD 차량의 제어방법 {CONTROL METHOD OF 4WD VEHICLE}

본 발명은 전자식 4WD(4 Wheel Drive)에 있어서 보다 상세하게는 차량의 으의 구동력의 필요여부를 판단하여 필요에 따라 제어하는 4WD 차량의 제어방법에 관한 것이다.

4WD 차량은 운전자가 직접 수작업으로 선택하는 기계식 4WD 방식(특히, Full-time Four Wheel Drive)과 제어부에 의해 전자식으로 제어되는 4WD 구동방식으로 나뉘며, 전자식 4WD의 경우에는 사륜이 모두 구동되는 AWD(All Wheel Drive) 모드와 이륜만으로도 구동을 하는 FWD(Front Wheel Drive) 모드로 나눌 수 있다.

이륜 구동보다 사륜으로 구동이 될 때에는 성능은 이륜 구동 대비 사륜 구동이 월등하게 우수하나 이륜 구동 대비 중량이 증가되고, 회전 부품의 증가로 인해 회전저항이 발생하고, 연비 측면 성능이 떨어지는 단점이 있으나, 중량 측면에서의 개선이나 4WD 시스템의 회전 저항의 경우 하드웨어 적으로 불리한 부분이므로 하드웨어를 변경하지 않는 한 개선이 불가능하다.

따라서, 대한민국 특허 공개번호 10-0794450 A의 "전기식 부변속기의 2ＷＤ/4ＷＤ 자동전환 제어방법"에서는 자동 변속기 및 전기식 부변속기가 장착되고, 부변속기 컨트롤 유닛에 의해 2WD 모드 및 4WD 모드를 선택할 수 있는 4륜구동 차량의 전기식 부변속기 제어 방법에 있어서, 상기 부변속기 컨트롤 유닛은, ABS 컨트롤 유닛으로부터 출력되는 차량의 주행 속도를 나타내는 차속출력신호와, 변속기 컨트롤 유닛으로부터 출력되는 자동 변속기의 변속 모드를 나타내는 변속모드신호와, 엔진 컨트롤 유닛으로부터 엔진의 RPM 및 스로틀 밸브의 개도 정도를 나타내는 RPM 신호를 지속적으로 입력받는 단계; 상기 차속출력신호와 변속모드신호 및 RPM 신호를 바탕으로 차량의 주행 상태를 파악하는 단계; 차량의 주행 상태가 4WD 모드 전환 조건인지 판단하는 단계; 차량의 주행 상태가 4WD 모드 전환 조건이면 상기 부변속기를 4WD 모드로 자동 전환하는 단계; 차량의 주행 상태가 4WD 모드 해제 조건인지 판단하는 단계; 및 차량의 주행 상태가 4WD 모드 해제 조건이면 상기 부변속기를 2WD 모드로 자동 전환하는 단계에 따라 상기 부변속기를 제어한다.

그러나, 4WD의 구동력 손실의 경우에는 소프트웨어를 변경하는 것만으로도 충분히 개선 가능하기 때문에 4WD 구동력이 필요하지 않는 주행 상태에서 4WD 구동력이 필요하지 않는 주행상태를 판단하여 4WD 제어를 해제하여 연비를 개선하는 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-0794450

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 4WD의 구동력 손실의 경우에는 소프트웨어를 변경하는 것만으로도 충분히 개선 가능하기 때문에 4WD 구동력이 필요하지 않는 주행 상태에서 4WD 구동력이 필요하지 않는 주행상태를 판단하여 4WD 제어를 해제하여 연비를 개선할 수 있는 4WD 차량의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4WD 차량의 제어방법은 차량의 제어부에 입력된 정보와 기저장된 기준맵을 바탕으로 차속별 기준 차속을 연산하는 연산단계; 상기 연산단계에서 가속페달 개도량의 기준값이 도출되면 현재 가속페달 개도량과 비교하여 현재 가속페달 개도량이 기준값보다 작으면 차량으로부터 현재 차량의 상태에 대한 정보를 입력받아 기준값에 해당하는지 확인하는 차량상태 확인단계; 및 상기 차량상태 확인단계에서 확인한 모든 값이 기준값에 해당하면 제어부는 변속기 제어부에 2WD 모드로 변경을 요청하는 신호를 전송하되, 2WD 모드 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 송신되면 2WD 모드로 전환하는 2WD 모드 전환단계;를 포함한다.

상기 연산단계에서는 현재 주행 중인 상태의 차속과 변속단 및 가속페달 개도량의 정보가 제어부에 입력될 수 있다.

상기 연산단계에서는 현재 주행 중인 상태의 차속과 가속페달 개도량에 따라 제어부에 기입력된 기준맵에 의해 4WD 모드 또는 2WD 모드 중 해당하는 하나의 모드를 선택하여 기준 차속을 연산할 수 있다.

상기 연산단계에서 기준이 되는 기준맵에서는 변속단이 저단일 때와 고단일 때로 나누고 변속단에 따라 해당하는 변속단을 기준으로 기준 차속을 연산할 수 있다.

상기 차량상태 확인단계에서는 현재 가속 페달 개도량이 기준값 보다 크거나 같으면 4WD 모드를 유지할 수 있다.

상기 차량상태 확인단계에서는 휠에 슬립 발생여부를 확인할 수 있다.

상기 차량상태 확인단계에서는 조향핸들의 조작여부를 확인할 수 있다.

상기 차량상태 확인단계에서는 현재 주행 중인 도로가 오프로드인지 온로드인지를 확인할 수 있다.

상기 차량상태 확인단계에서는 현재 주행 중인 도로의 경사 여부를 확인할 수 있다.

따라서, 상기 차량상태 확인단계에서는 휠에 슬립 발생여부를 확인하고, 조향핸들의 조작여부를 확인하며 현재 주행 중인 도로가 오프로드인지 온로드인지를 확인하고, 도로의 경사 여부를 확인하여 휠에 슬립이 발생하지 않고, 조향핸들 조작이 되지 않으며 현재 주행 중인 도로가 오프로드가 아니고 경사지지 않았다고 확인되면 2WD 모드 변경 요청 신호를 송신할 수 있다.

상기 2WD 모드 전환단계에서는 2WD 변경 요청 신호를 송신하는 시간이 소정의 시간 미만이면 4WD 모드 상태를 유지할 수 있다.

상기 2WD 모드 전환단계에서는 4WD 모드와 2WD 모드 간 변경이 일어날 때 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 지속된 이후에 변경되도록 하는 히스테리시스 구간을 두어 2WD 모드와 4WD 모드 간의 잦은 변경을 억제할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 4WD 차량의 제어방법에 따르면 4WD 모드의 구동력이 필요하지 않는 주행상태를 판단하여 4WD 모드를 적극적으로 해제하여 연비를 개선을 도모하여 효과가 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 2WD 모드 전환단계에서는 4WD 모드와 2WD 모드 간 변경이 일어날 때 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 지속된 이후에 변경되도록 하는 히스테리시스 구간을 두어 2WD 모드와 4WD 모드 간의 잦은 변경을 억제하여 차량의 부품을 보호하고 잦은 주행 모드의 변경으로 인해 발생하는 진동이나 충격으로 인해 운전자가 불쾌감을 느끼는 것을 방지하여 고객 만족도를 높이고 브랜드 이미지와 가치를 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4WD 차량의 제어방법을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 기준맵을 도시한 도면.
도 3은 변속단을 저속/고속으로 세분화한 기준맵을 도시한 도면.
도 4는 고속도로 모드 주행 시 4WD 토크 선도.
도 5는 시내 모드 주행 시 4WD 토크 선도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 4WD 차량의 제어방법에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4WD 차량의 제어방법을 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 기준맵을 도시한 도면이며 도 3은 도 2의 변속단을 저속/고속으로 세분화한 기준맵을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 적용 후 고속도로 모드 주행 시 4WD 토크 선도이고, 도 5는 시내 모드 주행 시 4WD 토크 선도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 4WD 차량의 제어방법에서는 차량의 제어부에 입력된 정보와 기저장된 기준맵을 바탕으로 차속별 기준 차속을 연산하는 연산단계(S100); 상기 연산단계(S100)에서 가속페달 개도량의 기준값이 도출되면 현재 가속페달 개도량과 비교하여 현재 가속페달 개도량이 기준값보다 작으면 차량으로부터 현재 차량의 상태에 대한 정보를 입력받아 기준값에 해당하는지 확인하는 차량상태 확인단계(S300); 및 상기 차량상태 확인단계(S300)에서 확인한 모든 값이 기준값에 해당하면 제어부는 변속기 제어부에 2WD 모드로 변경을 요청하는 신호를 전송하되, 2WD 모드 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 송신되면 2WD 모드로 전환하는 2WD 모드 전환단계(S500);를 포함한다.

본 발명은 차량이 4WD 모드로 주행 시 굳이 4WD 모드로의 주행이 필요하지 않은 경우에 4WD 모드를 해제하여 연비를 개선하기 위한 것으로써, 먼저 차량으로부터 입력된 정보와 제어부에 기입력된 기준맵을 바탕으로 차속별 기준 차속을 연산하는 연산단계(S100);를 수행한다.

상기 연산단계(S100)에서 차량으로부터 입력되는 정보는 현재 주행 중인 상태의 차속과 변속단 및 가속페달 개도량 등의 정보이며, 이러한 정보가 차량의 각 부의 센서들로부터 센싱되어 그 값이 제어부에 입력된다.

상기 제어부에는 차량의 기준 차속을 연산하기 위한 기준맵이 차량의 생산 시에 저장되어 있는데, 차량의 설계나 환경에 따라 각각의 상황에 맞는 서로 다른 기준맵이 저장되며 기준맵은 도 2에서처럼 차속과 가속페달 개도량의 상관관계를 나타내며 차속과 가속페달 개도량에 따라 AWD(All Wheel Drive, 4WD) 영역과 FWD(Front Wheel Drive, 2WD) 영역으로 나뉘게 된다.

본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시한 것처럼, 도 2의 기준맵 보다 세분화하여 변속단이 저속단인 경우와 고속단인 경우로 나누어 현재 변속단에 해당하는 기준에 따라 차량의 기준 속도를 도출한다.

특히, 실시예에서는 6단 변속기인 경우를 예를 들어 현재 변속단이 1,2,3단인 경우는 저속단에 해당하고, 4,5,6단인 경우에는 고속단에 해당하게 되어 차속과 가속페달 개도량과 현재 변속단에 따라 해당하는 변속단을 기준으로 기준 차속을 연산하게 되어 차량의 기준 속도가 현재의 변속단이 저속단이나 고속단이냐에 따라 약간 다르게 도출되게 된다.

따라서, 상기 연산단계(S100)에서는 현재 주행 중인 상태의 차속과 가속페달 개도량에 따라 제어부에 기입력된 기준맵에 의해 기준 차속을 연산하고 현재 차량의 구동방식을 4WD 모드 또는 2WD 모드 중 해당하는 하나의 모드를 선택하게 된다.

상기 연산단계(S100)를 수행한 후에는 연산단계(S100)에서 가속페달의 개도량의 기준값이 도출되면 상기 연산단계(S100)에서 입력된 현재 가속페달의 개도량과 비교하여 현재 가속페달의 개도량이 기준값보다 작으면 차량으로부터 현재 입력된 차량의 상태에 대한 정보를 확인하는 차량상태 확인단계(S300);를 수행하되 만약, 상기 차량상태 확인단계(S300)에서 현재 가속 페달 개도량이 기준값 보다 크거나 같으면 4WD 모드를 유지하도록 제어한다.

그러나, 상기 차량상태 확인단계(S300)에서 확인된 현재 가속 페달 개도량이 기준값 보다 작으면 현재 차량의 상태에 대한 정보를 제어부가 수집한다. 수집되는 정보는 휠에 슬립 발생여부와 조향핸들의 조작여부, 현재 주행 중인 도로가 오프로드인지 온로드인지 및 현재 주행 중인 도로의 경사 여부 등이다.

상기 차량상태 확인단계(S300)에서 수집된 정보에 의해 휠에 슬립이 발생하지 않고, 조향핸들 조작이 되지 않으며 현재 주행 중인 도로가 오프로드가 아니고 경사지지 않았다고 확인되면 확인한 모든 값이 기준값에 해당하므로 제어부는 변속기 제어부에 2WD 모드로 변경을 요청하는 신호를 전송하게 된다.

이 때, 2WD 모드 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 송신되면 2WD 모드로 전환하는 2WD 모드 전환단계(S500);를 수행하고, 2WD 변경 요청 신호를 송신하는 시간이 소정의 시간 미만이면 4WD 모드 상태를 유지한다. 본 발명의 실시예에서는 10초로 설정하였으나, 이러한 내용은 차량의 설계나 환경에 따라 얼마든지 변경 가능한 내용으로써, 특별하게 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 2WD 모드 전환단계(S500)에서는 4WD 모드와 2WD 모드 간 변경이 일어날 때 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 지속된 이후에 변경되도록 하는 히스테리시스 구간을 두어 2WD 모드와 4WD 모드 간의 잦은 변경을 억제하여 차량의 부품을 보호하고 잦은 주행 모드의 변경으로 인해 발생하는 진동이나 충격으로 인해 운전자가 불쾌감을 느끼는 것을 방지하여 고객 만족도를 높이고 브랜드 이미지와 가치를 제고하는 효과가 있다.

도 4와 도 5를 보면 본 발명의 4WD 차량의 제어방법을 이용하여 고속도로 모드 주행과 시내 모드 주행을 시험하였을 때 고속인 도로와 저속인 도로 모두에서 4WD 모드와 2WD 모드 간의 변동을 통해 연비 개선의 효과가 있는 것을 확인할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S100 : 연산단계
S300 : 차량상태 확인단계
S500 : 2WD 모드 전환단계

Claims

차량의 제어부에 입력된 정보와 기저장된 기준맵을 바탕으로 차속별 기준 차속을 연산하는 연산단계;
상기 연산단계에서 가속페달 개도량의 기준값이 도출되면 현재 가속페달 개도량과 비교하여 현재 가속페달 개도량이 기준값보다 작으면 차량으로부터 현재 차량의 상태에 대한 정보를 입력받아 기준값에 해당하는지 확인하는 차량상태 확인단계; 및
상기 차량상태 확인단계에서 확인한 모든 값이 기준값에 해당하면 제어부는 변속기 제어부에 2WD 모드로 변경을 요청하는 신호를 전송하되, 2WD 모드 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 송신되면 2WD 모드로 전환하는 2WD 모드 전환단계;를 포함하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 연산단계에서는 현재 주행 중인 상태의 차속과 변속단 및 가속페달 개도량의 정보가 제어부에 입력되는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 연산단계에서는 현재 주행 중인 상태의 차속과 가속페달 개도량에 따라 제어부에 기입력된 기준맵에 의해 4WD 모드 또는 2WD 모드 중 해당하는 하나의 모드를 선택하여 기준 차속을 연산하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 연산단계에서 기준이 되는 기준맵에서는 변속단이 저단일 때와 고단일 때로 나누고 변속단에 따라 해당하는 변속단을 기준으로 기준 차속을 연산하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 현재 가속 페달 개도량이 기준값 보다 크거나 같으면 4WD 모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 휠에 슬립 발생여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 조향핸들의 조작여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 현재 주행 중인 도로가 오프로드인지 온로드인지를 확인하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 현재 주행 중인 도로의 경사 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량상태 확인단계에서는 휠에 슬립 발생여부를 확인하고, 조향핸들의 조작여부를 확인하며 현재 주행 중인 도로가 오프로드인지 온로드인지를 확인하고, 도로의 경사 여부를 확인하여 휠에 슬립이 발생하지 않고, 조향핸들 조작이 되지 않으며 현재 주행 중인 도로가 오프로드가 아니고 경사지지 않았다고 확인되면 2WD 모드 변경 요청 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 2WD 모드 전환단계에서는 2WD 변경 요청 신호를 송신하는 시간이 소정의 시간 미만이면 4WD 모드 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 2WD 모드 전환단계에서는 4WD 모드와 2WD 모드 간 변경이 일어날 때 변경 요청 신호가 일정 시간 이상 지속된 이후에 변경되도록 하는 히스테리시스 구간을 두어 2WD 모드와 4WD 모드 간의 잦은 변경을 억제하는 것을 특징으로 하는 4WD 차량의 제어방법.