KR101699927B1 - 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법 - Google Patents

공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사륜구동 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 정차시 사륜구동 발진 대기에 따른 에너지 소비를 최소화함으로써 배터리 방전 및 수명 단축을 방지할 수 있는 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법에 관한 것이다.

Description

공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법{Method of controlling 4WD vehicle having idle stop and go system}
본 발명은 사륜구동 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 정차시 사륜구동 발진 대기에 따른 에너지 소비를 최소화함으로써 배터리 방전 및 수명 단축을 방지할 수 있는 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법에 관한 것이다.
사륜구동이란 차량의 네 바퀴 모두에 동력을 전달하는 차량 구동방식으로 이륜구동과 비교하여 추진력이 월등하므로 비포장도로와 같은 험로, 경사가 급한 도로 및 노면이 미끄러운 도로를 주행할 때, 성능이 뛰어나다.
일반적으로 사륜구동 시스템은 엔진에서 나오는 동력을 트랜스퍼 케이스를 거쳐 앞 뒤 바퀴에 배분 전달하며 일시 사륜구동과 상시 사륜구동으로 구분된다.
일시 사륜구동 방식은 기본적인 사륜구동 방식으로 보통 때는 두 바퀴만으로 이륜구동하다가 험로를 만났을 때 사륜구동으로 전환하는 방식으로 사륜구동에 따른 에너지 손실과 소음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상시 사륜구동 방식은 항상 사륜구동으로 구동되는 방식으로 에너지 소비와 소음이 증가하는 문제가 있으나 구동력이 뛰어나 미끄러짐이 줄어들며 특히 굽은 길 등에서 차량의 주행성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근 도로 주행의 연비를 극대화하기 위해 공회전 제한장치(IGS:idle stop & go) 기능이 개발된 바 있는 데, 이 공회전 제한장치는 주행 중 브레이크를 밟아 차량이 정차되면 자동으로 엔진을 멈춰주는 기능으로 연비의 개선 이외에 공회전시 발생하는 떨림이나 소음까지 개선해주므로 신형 차량에 적용이 활발하다.
도 1은 종래의 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 제어 방법을 설명하기 위한 것으로 종래의 사륜구동 차량은 20[kph] 이하의 저속 주행을 할 경우(S100), 발진 기능이 우선적으로 적용되어 동작하며(S200), 공회전 제한장치에 의해 정차 상태(아이들 정지,Idle stop)로 판단될 경우 발진 대기 상태가 유지된다(S300).
또한, 차량의 출발 후에는 정상적인 사륜구동 상태로 제어된다.
여기서, 발진 대기 상태란 사륜 구동으로 발진하기 위해 대기하는 상태를 의미하며, 사륜구동 작동 액츄에이터가 동력 전달 클러치를 가압하는 상태를 유지한다.
이 때, 사륜구동 작동 액츄에이터의 동작에 의해 전력소모가 발생하며, 공회전 제한장치 기능으로 정차한 후에 정차시간이 길이질 경우 배터리 방전이 초래될 수 있으며 배터리의 수명이 단축될 우려가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 공회전 제한장치 기능을 갖는 사륜구동 차량의 아이들 정지시 정차 전 차량의 구동조건에 따라 사륜구동 발진 대기 상태를 선택적으로 수행함으로써 배터리 방전을 방지하고 수명을 향상시키기 위한 사륜구동 차량의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공회전 제한장치(ISG:idle stop & go) 기능이 적용된 사륜구동 차량의 제어 방법으로, 아이들 정지(idle stop)를 감지하는 단계; 정차전 구동 조건이 사륜구동 조건인지 이륜구동 조건인지 판단하는 단계; 및 상기 정차전 구동 조건이 사륜구동 조건으로 판단될 경우 사륜구동 발진 대기를 수행하고, 이륜구동 조건으로 판단될 경우 상기 사륜구동 발진 대기를 수행하지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정차전 구동 조건은 차량의 등판 상태, 휠 슬립 발생 여부 및 험로 통과 여부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 사륜구동 발진 대기를 수행할 때, 사륜구동의 요구 전달 토크(이하, '발진 대기 요구 전달 토크'라 함)는 정상 사륜구동의 요구 전달 토크(이하, '정상 요구 전달 토크'라 함)보다 작게 제어된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 사륜구동 발진 대기 상태에서 엔진 시동이 '온'될 경우, 상기 정상 요구 전달 토크보다 큰 요구 전달 토크(이하, '출발 요구 전달 토크'라 함)로 사륜구동을 제어한다.
또한, 본 발명은 상기 사륜구동 차량의 제어 방법으로 차량의 사륜구동 작동 액츄에이터를 제어하는 사륜구동 제어 시스템을 더 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 사륜구동 제어 시스템을 갖는 하나의 완성된 사륜구동 차량을 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 사륜구동 차량의 제어 방법에 의하면, 공회전 제한장치 기능을 갖는 사륜구동 차량의 아이들 정지시 정차 전 차량의 구동조건이 사륜구동 조건일 경우에만 사륜구동 발진 대기 상태를 유지함으로써 배터리 방전을 방지하고 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 사륜구동 차량의 제어 방법에 의하면, 발진 대기 상태에서는 요구 전달 토크를 일반적인 사륜구동의 요구 전달 토크보다 작게 하여 전력 소비를 줄이고, 차량 출발시에는 크게 하여 차량의 출발 안정성 및 주행성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 제어 방법을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 제한장치 기능이 적용된 사륜구동 차량의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사륜구동 차량의 제어 방법은, 공회전 제한장치가 적용된 사륜구동 차량의 사륜구동 제어 방법으로, 공회전 제한장치에 의해 차량이 아이들 정지(idle stop) 하였을 때, 사륜구동 제어를 수행하기 위한 방법이다.
또한, 본 발명의 사륜구동 차량의 제어 방법은 사륜구동 제어 시스템에 의해 수행되며, 상기 사륜구동 제어 시스템은 구동력을 분배하는 동력 전달 클러치를 가압하는 사륜구동 작동 액츄에이터를 제어한다.
또한, 상기 사륜구동 제어 시스템은 차량의 전자 제어 장치(ECU:electronic control unit)일 수 있고, 별도의 제어 시스템으로 차량에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 사륜구동 제어 시스템을 갖는 하나의 완성된 사륜구동 차량으로 제공될 수도 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 사륜구동 차량의 제어 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 사륜구동 차량의 제어 방법은 먼저, 공회전 제한장치에 의해 차량이 아이들 정지(Idle stop)하면 이를 감지한다(S1000).
다음, 차량의 정차 전 구동 조건을 확인한다(S2000).
또한, 상기 정차 전 구동 조건의 확인은 차량에 구비되는 속도 센서, 가속도 센서, 진동 센서, 가속 페달 감지 센서등 다양한 센서 장치들이 측정한 측정 값을 읽어 들이는 과정이다.
다음, 상기 정차 전 구동 조건이 사륜 구동 조건인지 판단한다(S3000).
또한, 상기 사륜 구동 조건의 판단은 상기 정차 전 구동 조건으로부터, 차량의 등판 상태(S3100), 휠 슬립 발생 여부(S3200) 또는 험로 통과 여부(S3300) 판단함으로써 이루어진다.
다음, 상기 정차 전 구동 조건이 사륜 구동 조건이 아닌 이륜 구동 조건일 경우, 사륜구동 발진 대기를 수행하지 않는다(S4000).
이 과정은 종래의 사륜구동 제어방법과 비교하여 핵심이 되는 과정으로 아이들 정지시 발진 기능이 우선적으로 적용되어 항상 사륜구동 발진 대기가 되는 것이 아니라, 정차 전 구동 조건이 사륜 구동이 필요없는 조건일 경우 발진 대기를 수행하지 않음으로써 전력의 사용을 방지하는 것이다.
따라서, 본 발명의 사륜구동 차량의 제어 방법에 의하면 쓸모없는 전력의 소비를 줄여 배터리의 방전을 방지할 수 있고, 배터리의 수명을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 정차 전 구동 조건이 사륜구동 조건일 경우, 사륜 구동 발진 대기가 수행되게 한다(S5000).
또한, 본 발명의 사륜 구동 발진 대기 상태의 요구 전달 토크(이하, '발진 대기 요구 전달 토크'라 함)는 정상 상태의 사륜 구동 발진 대기에서 요구되는 요구 전달 토크(이하, '정상 요구 전달 토크'라 함)보다 작게 계산되어 전력 사용을 최소화하는 것이 바람직하다.
또한, 아래의 수학식 1은 상기 정상 요구 전달 토크의 계산식으로 본 발명의 발진 대기 요구 전달 토크는 아래의 수학식 1의 값보다 작다.
[수학식 1]
Figure 112015082735005-pat00001
여기서, a,b,c,d 는 각 변수들에 가중치를 부여하기 위한 팩터이다.
예를 들면, 상기 발진 대기 요구 전달 토크는 상기 정상 요구 전달 토크의 프리토크 팩터(a)를 작게 하여 계산될 수 있다.
또한, 상기 프리토크는 아래의 수학식 2로 부터 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015082735005-pat00002
다음, 운전자가 브레이크를 떼거나, 가속패달을 밟을 경우 상기 아이들 정지 상태가 해제되고 사륜구동으로 제어되어 차량이 구동한다(S6000).
또한, 이 때, 차량의 요구 전달 토크(이하, '출발 요구 전달 토크'라 함)는 상기 수학식 1의 정상 요구 전달 토크보다 큰 것이 바람직하다.
이는 상기 발진 대기 요구 전달 토크가 감소된 것을 보상하여 출발시 구동의 안정성 및 주행성을 향상시키기 위함이다.
또한, 상기 출발 요구 전달 토크는 아래의 수학식 3과 같이 계산이 가능하다.
[수학식 3]
Figure 112015082735005-pat00003
여기서, a'은 상기 프리토크 팩터(a)에 정차 팩터 k를 곱한 값으로 정차 팩터 k는 '1'보다 큰 값으로 설정된다.
즉, 출발시 프리토크 량을 증가시켜 구동의 안정성 및 주행성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 공회전 제한장치(ISG:idle stop & go) 기능이 적용된 사륜구동 차량의 제어 방법으로,
    아이들 정지(idle stop)를 감지하는 단계;
    정차전 구동 조건이 사륜구동 조건인지 이륜구동 조건인지 판단하는 단계; 및
    상기 정차전 구동 조건이 사륜구동 조건으로 판단될 경우 사륜구동 작동 액츄에이터를 제어하여 사륜구동 발진 대기를 수행하고, 이륜구동 조건으로 판단될 경우 상기 사륜구동 발진 대기를 수행하지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정차전 구동 조건은 차량의 등판 상태, 휠 슬립 발생 여부 및 험로 통과 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 사륜구동 발진 대기를 수행할 때, 사륜구동의 요구 전달 토크(이하, '발진 대기 요구 전달 토크'라 함)는 정상 사륜구동의 요구 전달 토크(이하, '정상 요구 전달 토크'라 함)보다 작은 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사륜구동 발진 대기 상태에서 엔진 시동이 '온'될 경우, 상기 정상 요구 전달 토크보다 큰 요구 전달 토크(이하, '출발 요구 전달 토크'라 함)로 사륜구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 제어 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항의 사륜구동 차량의 제어 방법으로 차량의 사륜구동 작동 액츄에이터를 제어하는 사륜구동 제어 시스템.
  6. 제 5 항의 사륜구동 제어 시스템을 갖는 사륜구동 차량.
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