KR101803191B1 - Method and system for controlling an oil pressure in a four-wheel-drive vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for controlling four-wheel drive in a hydraulic type. The disclosed four-wheel drive hydraulic control system and a method thereof can control a four-wheel drive hydraulic pressure by calculating an error between a pressure set as a target and a pressure measured by a sensor, calculating a voltage compensating the calculated error value with proportion, differentiation, and integral calculus, and determining a motor control voltage by reflecting a feed forward voltage to the compensated voltage. The disclosed four-wheel drive hydraulic control system comprises: a hydraulic piston which is to control power; a hydraulic pump which is connected to the hydraulic piston; a motor which is to actuate the hydraulic pump; a hydraulic chamber which is to supply a fluid to the hydraulic pump; a pressure sensor which outputs a measurement pressure by detecting the pressure of the fluid; and a control unit which calculates an error value between the detected measurement pressure and a target pressure, calculates a voltage value compensating the calculated error value with proportion, differentiation, and integral calculus, and determines a motor control voltage by adding a feed forward duty voltage value to the compensated voltage value, and controls the motor by the determined motor control voltage.

Description

4륜 구동 유압 제어 시스템 및 방법{Method and system for controlling an oil pressure in a four-wheel-drive vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a four-wheel drive hydraulic control system and a four-

본 발명은 4륜 구동 유압 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 유압식으로 4륜 구동을 제어하는 시스템에서 목표 압력이 낮은 상태에서도 액추에이터에 의해 최대 성능을 갖도록 하여 유압 시스템의 응답성과 제어 추종성을 향상시키고, 차량의 휠슬립(Wheel Slip) 억제 능력을 향상시키며, 오버슈트(Overshoot)에 의한 구동계 충격을 방지하며, 4륜 차량의 최적 토크량과 목표 토크량의 연산 자유도를 향상시킬 수 있도록 하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a four-wheel drive hydraulic control system and method, and more particularly, to a hydraulic control system for four-wheel drive, The present invention can improve the ability of the vehicle to suppress the wheel slip and prevent the shock of the driving system caused by the overshoot and improve the degree of freedom of calculation of the optimum torque amount and the target torque amount of the four- , 4-wheel drive hydraulic control system and method.

일반적으로 4륜 구동 차량에서 압력 피드백 제어는 목표로 설정된 압력과 센서로부터 계측된 압력의 오차에 따라 비례, 적분, 미분(PID) 제어를 통해 제어량을 결정하여, 목표 압력으로의 상승을 수행한다.Generally, the pressure feedback control in a four-wheel drive vehicle determines the control amount through proportional, integral, differential (PID) control according to the error between the target set pressure and the measured pressure from the sensor, and performs the rise to the target pressure.

종래 기술에서 피드백 제어 방법으로는 목표 압력이 낮은 경우 압력의 오차가 상대적으로 작게 계산되기 때문에, PID 제어에 의해 보상되는 전압이 낮아 액추에이터가 갖고 있는 최대 응답 성능을 발휘할 수 없는 문제점이 있다.In the conventional feedback control method, since the pressure error is relatively small when the target pressure is low, the voltage compensated by the PID control is low, so that the maximum response performance of the actuator can not be exhibited.

또한, 적분 제어를 사용하는 경우 지연된 응답에 의해, 오차의 누적량이 커지게 되고, 이렇게 큰 오차 누적량은 시스템의 과도 응답(overshoot)을 일으키는 문제점이 있다. In addition, when the integral control is used, the accumulated amount of error increases due to the delayed response, and such a large error accumulation amount causes a problem of overshoot of the system.

따라서, 4륜 구동 시스템에서 전술한 바와 같은 응답 지연은 차량 관점에서 과도한 초기 휠슬립(wheel slip)을 발생시킬수 있고, 휠슬립이 발생한 상태에서 예측 되지 않은 과도한 오버슈트는 차량의 구동계 충격을 유발하는 문제점이 있다.Hence, the response delay as described above in the four-wheel drive system can cause excessive initial wheel slip from the vehicle's perspective, and excessive undershoot, which is not predicted in the presence of wheel slip, There is a problem.

한국 등록특허공보 제0138681호(등록일: 1998년02월20일)Korean Patent Registration No. 0138681 (registered on Feb. 20, 1998)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유압식으로 4륜 구동을 제어하는 시스템에서 목표로 설정된 압력과 센서를 통해 계측된 압력 간의 오차를 산출하고, 산출된 오차값을 비례, 미분, 적분을 통해 보상된 전압을 산출하며, 보상된 전압에 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 반영해 모터 제어 전압을 결정하여 4륜 구동 유압을 제어할 수 있도록 하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention to solve the above problems is to provide a system for controlling four-wheel drive hydraulically, which calculates an error between a target set pressure and a pressure measured through a sensor and calculates the calculated error value by proportional, differential, integral Wheel drive hydraulic pressure control system and method for controlling a 4WD hydraulic pressure by calculating a compensated voltage through a compensated voltage and by determining a motor control voltage by reflecting a feed forward voltage on a compensated voltage .

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전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4륜 구동 유압 제어 시스템은, 모터(21); 상기 모터(21)의 구동에 의해 압력을 발생시키는 펌프(23); 상기 펌프(23)에 의해 발생된 압력을 감지하여 실측 압력을 출력하는 압력센서(22); 및 상기 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 오차 값을 산출하고, 산출된 오차 값을 비례 제어기와 미분 제어기 및 적분 제어기를 통해 보상된 전압 값을 산출하며, 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하며, 결정된 모터 제어 전압으로 상기 모터(21)를 제어하는 제어부(13)를 포함하고,
상기 제어부(13)는, 상기 목표 압력에 따라 사전 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력하는 피드포워드 제어부(132); 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 오차 증폭부(Error Booster)(134); 및 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 상기 가상 오차를 입력받아 미분(D) 제어기와 적분(I) 제어기 및 비례(P) 제어기를 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력하는 피드백 제어부(136)를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a four-wheel drive hydraulic control system including: a motor; A pump 23 for generating pressure by driving the motor 21; A pressure sensor (22) for sensing a pressure generated by the pump (23) and outputting an actual pressure; And calculating an error value between the sensed actual pressure and the target pressure, calculating a compensated voltage value through the proportional controller, the differential controller, and the integral controller, and calculating a compensated voltage value based on a feed forward duty And a control unit (13) for controlling the motor (21) with a determined motor control voltage,
The control unit 13 includes a feed forward control unit 132 for outputting a pre-defined feed forward voltage according to the target pressure; An error booster (134) for receiving and measuring the sensed actual pressure and the target pressure and outputting a virtual error; And a feedback duty (P) controller that receives the pressure error between the sensed actual pressure and the target pressure and the virtual error, and adds the compensated feedback duty (D) controller and the integrated (I) controller and the proportional And a feedback control unit 136 for outputting a feedback duty voltage.

또한, 상기 오차 증폭부는, 상기 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정하고, 상기 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차를 출력하게 된다.Also, the error amplifier may set the upper limit pressure and the lower limit pressure with the target pressure as a reference voltage, select an amplification gain according to the sensed actual pressure, .

또한, 상기 피드백 제어부는, 상기 오차 증폭부로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차와 상기 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 상기 비례 제어기를 통해 상기 증폭 이득에 상기 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하게 된다.In addition, the feedback control unit receives a value obtained by multiplying the virtual error reflected by the amplification gain output from the error amplification unit by the pressure error, into a proportional controller (P-controller) The proportional compensation voltage is calculated by multiplying the pressure error and the proportional control gain.

또한, 상기 피드백 제어부는, 상기 오차 증폭부가 오차 증폭 비활성화 상태인 경우에, 별도의 이득이 반영되지 않은 압력 오차만을 상기 비례 제어기에 입력받고, 상기 비례제어 이득은 상기 압력 오차에 따라 가변되게 된다.In addition, when the error amplification unit is in the error amplification inactivation state, the feedback control unit only receives a pressure error that does not reflect a separate gain into the proportional controller, and the proportional control gain is varied according to the pressure error.

또한, 상기 피드백 제어부는, 상기 압력 오차를 적분 제어기에 입력받고, 상기 적분 제어기를 통해 상기 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하게 된다.The feedback control unit receives the pressure error from the integral controller, and multiplies the pressure error by the attenuation coefficient through the integral controller to multiply the integral control gain to calculate the integral compensation voltage.

또한, 상기 피드백 제어부는, 상기 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 상기 미분 제어기를 통해 상기 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하게 된다.In addition, the feedback controller receives the pressure error into a D-controller, and calculates a differential compensation pressure by multiplying a rate of change of the pressure error by a differential control gain through the differential controller.

또한, 상기 제어부는, 상기 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 상기 모터 제어 전압을 결정하게 된다.Also, the controller determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.

그리고, 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리를 포함하고, 상기 제어부는 상기 모터 제어 전압이 상기 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 상기 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 상기 배터리의 공급 전압으로 제한하게 된다.When the motor control voltage is higher than the supply voltage of the battery, the controller limits the upper and lower limits of the motor control voltage to the supply voltage of the battery do.

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한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4륜 구동 유압 제어 방법은, 모터(21); 상기 모터(21)의 구동에 의해 압력을 발생시키는 펌프(23); 상기 펌프(23)에 의해 발생된 압력을 감지하여 실측 압력을 출력하는 압력센서(22); 및 상기 압력에 대해 목표 압력값을 저장하여 상기 모터(21)를 제어하는 제어부(13)를 포함하는 시스템의 4륜 구동 압력 제어 방법으로서, (a) 상기 압력센서(22)가 압력을 감지하여 실측 압력값을 출력하는 단계; (b) 상기 제어부(13)가 상기 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 압력 오차 값을 산출하는 단계; (c) 상기 제어부(13)가 상기 산출된 압력 오차 값을 비례 제어기와 미분 제어기 및 적분 제어기를 통해 보상된 전압 값을 산출하는 단계; (d) 상기 제어부(13)가 상기 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하는 단계; 및 (e) 상기 제어부(13)가 상기 결정된 모터 제어 전압으로 상기 모터(21)를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계에서 상기 제어부(13)는, 피드포워드 제어부(132)와 오차 증폭부(Error Booster)(134) 및 피드백 제어부(136)를 포함하고, (c-1) 상기 피드포워드 제어부(132)가 상기 목표 압력에 따라 사전 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력하는 단계; (c-2) 상기 오차 증폭부(134)가 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 단계; 및 (c-2) 상기 오차 증폭부(134)가 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 단계; 및 (c-3) 상기 피드백 제어부(136)가 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 상기 가상 오차를 입력받아 상기 미분 제어기와 상기 적분 제어기 및 상기 비례 제어기를 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a four-wheel drive hydraulic pressure control method including: a motor; A pump 23 for generating pressure by driving the motor 21; A pressure sensor (22) for sensing a pressure generated by the pump (23) and outputting an actual pressure; And a control unit (13) for controlling the motor (21) by storing a target pressure value with respect to the pressure. The method includes: (a) sensing the pressure of the pressure sensor Outputting a measured pressure value; (b) calculating the pressure error value between the sensed actual pressure and the target pressure by the control unit (13); (c) the controller (13) calculates the compensated voltage value through the proportional controller, the differential controller, and the integral controller based on the calculated pressure error value; (d) determining the motor control voltage by adding the feed forward duty voltage value to the compensated voltage value by the controller 13; And (e) the controller (13) controlling the motor (21) with the determined motor control voltage,
In the step (c), the controller 13 includes a feed forward controller 132, an error amplifier 134, and a feedback controller 136. The feed forward controller (c-1) 132) outputting a pre-defined feed forward voltage according to the target pressure; (c-2) receiving the actual pressure and the target pressure by the error amplifier 134, amplifying the received actual pressure and outputting a virtual error; And (c-2) receiving the actual pressure and the target pressure from the error amplification unit 134, amplifying the amplified pressure, and outputting a virtual error; And (c-3) the feedback controller 136 receives the pressure error between the sensed actual pressure and the target pressure and the virtual error, and outputs the sum of the pressure error and the virtual error through the differential controller, the integral controller, And outputting a compensated feedback duty voltage.

또한, 상기 (c-2) 단계에서 상기 오차 증폭부(134)는, 상기 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정하고, 상기 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차를 출력하게 된다.In step (c-2), the error amplifier 134 sets the upper limit pressure and the lower limit pressure with the target pressure as a reference voltage, and selects the amplification gain Gain according to the sensed actual pressure And outputs the virtual error reflecting the selected amplification gain.

또한, 상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 오차 증폭부(134)로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차와 상기 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 상기 비례 제어기를 통해 상기 증폭 이득에 상기 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하게 된다.In step (c-3), the feedback controller 136 calculates a value obtained by multiplying the virtual error, which is reflected from the amplification gain outputted from the error amplifier 134, by the pressure error, to a proportional controller (P-controller) And the proportional compensation voltage is calculated by multiplying the amplification gain by the pressure error and the proportional control gain through the proportional controller.

또한, 상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 적분 제어기에 입력받고, 상기 적분 제어기를 통해 상기 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하게 된다.In step (c-3), the feedback control unit 136 receives the pressure error in the integral controller, multiplies the pressure error by the attenuation coefficient through the integral controller, multiplies the integrated control gain by the integral value, The voltage is calculated.

또한, 상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 상기 미분 제어기를 통해 상기 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하게 된다.In step (c-3), the feedback controller 136 receives the pressure error into the D-controller, multiplies the rate of change of the pressure error by the differential control gain through the differential controller, The compensation pressure is calculated.

또한, 상기 (d) 단계에서 상기 제어부(13)는, 상기 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 상기 모터 제어 전압을 결정하게 된다.In step (d), the controller 13 determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.

그리고, 상기 (d) 단계에서 상기 제어부(13)는, 상기 모터 제어 전압이 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 상기 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 상기 배터리의 공급 전압으로 제한하게 된다.In step (d), the controller 13 limits the upper and lower limits of the motor control voltage to the supply voltage of the battery when the motor control voltage is greater than the supply voltage of the battery.

본 발명에 의하면, 유압식 4륜 구동 차량에서 목표 압력이 낮은 상태에서도 액추에이터에 의해 최대 성능을 갖도록 하여 유압 시스템의 응답성과 제어 추종성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the performance of the hydraulic type 4WD vehicle by the actuator even in a state where the target pressure is low, thereby improving the response and control follow-up of the hydraulic system.

또한, 차량의 휠슬립(Wheel Slip) 억제 능력을 향상시키며, 오버슈트(Overshoot)에 의한 구동계 충격을 방지하며, 4륜 차량의 최적 토크량과 목표 토크량의 연산 자유도를 향상시킬 수 있다.Further, it is possible to improve the ability of the vehicle to suppress the wheel slip, to prevent the driveline impact due to overshoot, and to improve the optimum torque amount of the four-wheel vehicle and the calculation freedom of the target torque amount.

그리고, 유압식 4륜 구동 차량 시스템에서 저압 영역의 응답성을 개선할 수 있으며, 유답성 개선에 따른 차량 슬립 억제 및 충격을 완화시킬 수 있다.In the hydraulic four-wheel drive vehicle system, the responsiveness of the low-pressure region can be improved, and the vehicle slip suppression and shock can be mitigated by the improvement of the response.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 유압 제어 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(ECU)의 내부 기능을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 유압 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 전압을 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 및 하한 압력을 설정하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오차 증폭부에서 실측 압력과 목표 압력에 대한 증폭 필요 여부를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측 압력에 따른 증폭 이득을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 압력 오차가 비례제어 이득에 따라 가변되는 예를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 오차 증폭부를 적용하여 피드백 제어 전압을 상승시키는 예를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a four-wheel drive hydraulic pressure control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating an internal function of a control unit (ECU) according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a four-wheel drive hydraulic pressure according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of determining a motor control voltage according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of setting an upper limit and a lower limit pressure with a target pressure as a reference voltage according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of determining whether actual pressure and target pressure are required to be amplified in the error amplifier according to the embodiment of the present invention.
7 is a graph showing amplification gain according to actual pressure according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an example in which the pressure error is varied according to the proportional control gain according to the embodiment of the present invention.
9 is a view illustrating an example of increasing the feedback control voltage by applying the error amplifier according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.If any part is referred to as being "on" another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when a section is referred to as being "directly above" another section, no other section is involved.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space such as "below "," above ", and the like may be used to more easily describe the relationship to other portions of a portion shown in the figures. These terms are intended to include other meanings or acts of the apparatus in use, as well as intended meanings in the drawings. For example, when inverting a device in the figures, certain portions that are described as being "below" other portions are described as being "above " other portions. Thus, an exemplary term "below" includes both up and down directions. The device can be rotated by 90 degrees or rotated at different angles, and terms indicating relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 유압 제어 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a four-wheel drive hydraulic pressure control system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 4륜 구동 유압 제어 시스템(100)은, 차동 제한 또는 동력 단속을 위한 유압 피스톤(24, 25); 유압 피스톤(24, 25)에 솔레노이드 밸브(26)가 연결되어 있고, 솔레노이드 밸브(26)에 연결되어 있는 유압 펌프(23); 유압 펌프(23)의 구동을 위한 모터(21); 유압 펌프(23)에 유체를 공급하기 위한 유압 챔버(28); 유체의 압력을 감지하여 실측 압력을 출력하는 압력 센서(22); 및 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 오차 값을 산출하고, 산출된 오차 값을 비례, 미분, 적분을 통해 보상된 전압 값을 산출하며, 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하며, 결정된 모터 제어 전압으로 모터(21)를 제어하는 제어부(ECU:Electronic Control Unit)(13)를 포함한다.Referring to Fig. 1, a four-wheel drive hydraulic control system 100 according to the present invention includes hydraulic pistons 24, 25 for differential limiting or power interrupting; A hydraulic pump 23 to which a solenoid valve 26 is connected to the hydraulic pistons 24 and 25 and which is connected to the solenoid valve 26; A motor 21 for driving the hydraulic pump 23; A hydraulic chamber (28) for supplying fluid to the hydraulic pump (23); A pressure sensor (22) for sensing the pressure of the fluid and outputting the actual pressure; And calculates an error value between the sensed actual pressure and the target pressure, calculates a compensated voltage value through proportional, differential, and integral calculations of the calculated error value, adds a feed forward duty voltage value And an electronic control unit (ECU) 13 that determines the motor control voltage and controls the motor 21 with the determined motor control voltage.

여기서, 유압 피스톤(24, 25)은, 차동 제한용 클러치 세트(미도시)를 작동시키기 위한 차동 제한용 유압 피스톤(24) 및 동력 단속용 클러치 세트(미도시)를 작동시키기 위한 동력 단속용 유압 피스톤(25)으로 구성할 수 있다. Here, the hydraulic pistons 24 and 25 are provided with a differential limiting hydraulic piston 24 for actuating a differential limiting clutch set (not shown) and a hydraulic limiting hydraulic pressure for operating a power interrupting clutch set (not shown) And a piston (25).

또한, 차동 제한용 유압 피스톤(24)과 동력 단속용 유압 피스톤(25)에는 방향전환 솔레노이드 밸브(26)가 연결되어 있고, 방향전환 솔레노이드 밸브(26)에는 유압 펌프(23)가 연결되어 있다.A direction switching solenoid valve 26 is connected to the differential limiting hydraulic piston 24 and the power interrupting hydraulic piston 25 and a hydraulic pump 23 is connected to the direction switching solenoid valve 26.

또한, 유체의 유로 상에는 유체의 이물질을 걸러내기 위한 유압 필터(27)가 설치되어 있고, 유로 내에 과도한 압력이 발생할 경우에 설정된 압력 이하로 압력을 줄어들게 하기 위한 릴리프 밸브(29)가 유체의 유로 상에 설치되어 있다.In addition, a hydraulic filter 27 for filtering foreign matters of fluid is provided on the fluid flow path, and a relief valve 29 for reducing the pressure to a pressure lower than a set pressure when an excessive pressure is generated in the flow path, Respectively.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(ECU)의 내부 기능을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram schematically illustrating an internal function of a control unit (ECU) according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(13)는 목표 압력에 따라 사전 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력하는 피드포워드 제어부(132); 감지된 실측 압력과 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 오차 증폭부(Error Booster)(134); 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 가상 오차를 입력받아 미분(D), 적분(I), 비례(P) 과정을 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력하는 피드백 제어부(136) 및 피드 포워드 듀티 전압과 피드백 듀티 전압을 합산하여 최종 듀티(Final Duty) 전압을 출력하는 듀티 출력부(138)를 포함한다. 2, the control unit 13 includes a feed forward control unit 132 for outputting a pre-defined feed forward voltage according to a target pressure; An error booster 134 for receiving and measuring the actual pressure and the target pressure sensed and outputting a virtual error; (D), integral (I), and proportional (P) processes based on the pressure error and the virtual error between the sensed actual pressure and the target pressure to output the compensated feedback duty voltage And a duty output unit 138 for outputting a final duty voltage by summing the feed-forward duty voltage and the feedback duty voltage.

도 2에서, 오차 증폭부(134)는, 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정하고, 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 가상 오차를 출력하게 된다.2, the error amplifier 134 sets the upper limit pressure and the lower limit pressure with the target pressure as the reference voltage, selects the amplification gain Gain in accordance with the sensed actual pressure, And outputs an error.

또한, 피드백 제어부(136)는, 오차 증폭부(134)로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 가상 오차와 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 비례 제어기를 통해 증폭 이득에 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하게 된다.The feedback control section 136 receives the value obtained by multiplying the virtual error reflecting the amplification gain outputted from the error amplification section 134 by the pressure error into the proportional controller P-controller, And the proportional compensation voltage is calculated by multiplying the error and the proportional control gain.

또한, 피드백 제어부(136)는, 오차 증폭부(134)가 오차 증폭 비활성화 상태인 경우에, 별도의 이득이 반영되지 않은 압력 오차만을 비례 제어기에 입력받고, 비례제어 이득은 압력 오차에 따라 가변되게 된다.When the error amplification unit 134 is in the error amplification inactive state, the feedback control unit 136 receives only the pressure error that does not reflect a separate gain into the proportional controller, and the proportional control gain varies in accordance with the pressure error do.

또한, 피드백 제어부(136)는, 압력 오차를 적분 제어기(I-Controller)에 입력받고, 적분 제어기를 통해 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하게 된다.The feedback control unit 136 calculates the integral compensation voltage by multiplying the pressure error by the integral control gain by multiplying the pressure error by the damping coefficient through the integral controller and inputting the pressure error to the I-controller.

또한, 피드백 제어부(136)는, 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 미분 제어기를 통해 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하게 된다.Also, the feedback control unit 136 receives the pressure error into the D-controller, and calculates the differential compensation pressure by multiplying the rate of change of the pressure error by the differential control gain through the differential controller.

또한, 제어부(13)는, 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하게 된다.In addition, the control unit 13 determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.

그리고, 모터(21)에 전원을 공급하는 배터리를 포함하고, 제어부(13)는 모터 제어 전압이 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 배터리의 공급 전압으로 제한하게 된다.The control unit 13 limits the upper and lower limits of the motor control voltage to the supply voltage of the battery when the motor control voltage is higher than the supply voltage of the battery do.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 유압 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a method of controlling a four-wheel drive hydraulic pressure according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 4륜 구동 유압 제어 시스템(100)은, 먼저 압력 센서(22)가 유체의 압력을 감지하여 실측 압력값을 출력한다(S310).Referring to FIG. 3, in the four-wheel drive hydraulic control system 100 according to the present invention, first, the pressure sensor 22 senses the pressure of the fluid and outputs the actual pressure value (S310).

이어, 제어부(13)는 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 압력 오차 값을 산출한다(S320).Next, the control unit 13 calculates a pressure error value between the sensed actual pressure and the target pressure (S320).

이때, 목표 압력 값에 대해, 상위 제어모듈로부터 차량 상황에 따라 요구되는 목표 압력값을 입력받는다. At this time, the target pressure value required for the vehicle condition is input from the upper control module to the target pressure value.

이어, 제어부(13)는 산출된 압력 오차 값에 대해 비례, 미분, 적분을 통해 보상된 전압 값을 산출한다(S330).Next, the control unit 13 calculates a compensated voltage value through proportional, differential, and integration with respect to the calculated pressure error value (S330).

이어, 제어부(13)는 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정한다(S340).Next, the controller 13 determines the motor control voltage by summing the feed forward duty voltage value with the compensated voltage value (S340).

이때, 제어부(13)는, 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하게 된다.At this time, the controller 13 determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.

또한, 제어부(13)는, 모터 제어 전압이 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 배터리의 공급 전압으로 제한하게 된다.In addition, when the motor control voltage is higher than the supply voltage of the battery, the control unit 13 limits the upper and lower limit values of the motor control voltage to the supply voltage of the battery.

이어, 제어부(13)는 결정된 모터 제어 전압으로 모터를 제어한다(S350).Next, the control unit 13 controls the motor with the determined motor control voltage (S350).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 전압을 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of determining a motor control voltage according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제어부(130)는, 먼저 피드포워드 제어부(132)가 목표 압력에 따라 사전에 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력한다(S410).Referring to FIG. 4, the controller 130 according to the present invention first outputs the feed forward voltage defined in advance according to the target pressure (S410).

이어, 오차 증폭부(134)는 감지된 실측 압력(Measured Pressure)과 목표 압력(Required Pressure)을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력한다(S420).The error amplifier 134 receives the measured pressure and the required pressure and outputs a virtual error signal in operation S420.

이때, 오차 증폭부(134)는, 도 5에 도시된 바와 같이 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 및 하한 압력을 설정하는 예를 나타낸 도면이다. 이렇게, 목표 압력에 대해 상한 및 하한 압력을 설정한 후 오차 증폭부(134)는 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 가상 오차를 출력하게 된다.At this time, the error amplifier 134 sets the upper limit pressure and the lower limit pressure with the target pressure as a reference voltage, as shown in Fig. 5 is a diagram illustrating an example of setting an upper limit and a lower limit pressure with a target pressure as a reference voltage according to an embodiment of the present invention. After setting the upper limit and the lower limit pressure for the target pressure, the error amplifying unit 134 selects the amplification gain Gain according to the sensed actual pressure and outputs the virtual error reflecting the selected amplification gain.

또한, 오차 증폭부(134)는 목표 압력과 실측 압력에 대한 증폭 필요 여부를 도 6에 도시된 바와 같은 과정을 통해 판단한다. 이에 대해 도 6에서 설명한다. The error amplifier 134 determines whether the target pressure and the actual pressure need to be amplified through the process shown in FIG. This will be described with reference to FIG.

이어, 피드백 제어부(136)는 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 가상 오차를 입력받아 미분(D), 적분(I), 비례(P) 과정을 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력한다(S430).Then, the feedback control unit 136 receives the pressure error and the virtual error between the sensed actual pressure and the target pressure and outputs the sum of the pressure error and the virtual error through the differential D, integral (I), and proportional (P) And outputs a duty (duty) voltage (S430).

이때, 피드백 제어부(136)는, 오차 증폭부(134)로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 가상 오차와 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 비례 제어기를 통해 증폭 이득에 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하게 된다.At this time, the feedback control unit 136 receives the value obtained by multiplying the virtual error reflecting the amplification gain outputted from the error amplification unit 134 by the pressure error, into the proportional controller (P-controller) And the proportional compensation voltage is calculated by multiplying the error and the proportional control gain.

또한, 피드백 제어부(136)는, 압력 오차를 적분 제어기(I-Controller)에 입력받고, 적분 제어기를 통해 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하게 된다.The feedback control unit 136 calculates the integral compensation voltage by multiplying the pressure error by the integral control gain by multiplying the pressure error by the damping coefficient through the integral controller and inputting the pressure error to the I-controller.

또한, 피드백 제어부(136)는, 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 미분 제어기를 통해 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하게 된다.Also, the feedback control unit 136 receives the pressure error into the D-controller, and calculates the differential compensation pressure by multiplying the rate of change of the pressure error by the differential control gain through the differential controller.

이어, 듀티 출력부(130)에서는 피드백 제어부(136)로부터 출력된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압과, 피드포워드 제어부(132)로부터 출력된 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압을 합산하여 최종 듀티(Final Duty) 전압을 출력한다(S440).The duty output unit 130 adds the feedback duty voltage output from the feedback control unit 136 and the feed forward duty voltage output from the feed forward control unit 132 to calculate the final duty Final Duty) voltage is output (S440).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오차 증폭부에서 실측 압력과 목표 압력에 대한 증폭 필요 여부를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating a process of determining whether actual pressure and target pressure are required to be amplified in the error amplifier according to the embodiment of the present invention.

도 6에서, 오차 증폭부(134)는 오차 증폭 비활성화 상태(S610)에서 압력 센서(22)로부터 입력된 실측 압력이 하한 압력보다 작은 경우에(S620-예), 오차 증폭 활성화 상태로 전환한다(S630). 6, when the actual pressure inputted from the pressure sensor 22 in the error amplification inactivation state (S610) is smaller than the lower limit pressure (S620-YES), the error amplification unit 134 switches to the error amplification active state S630).

그리고, 오차 증폭부(134)는 오차 증폭 활성화 상태에서는 압력 센서(22)로부터 입력된 실측 압력에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 추가 증폭 이득(Gain)을 선정한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측 압력에 따른 증폭 이득을 나타낸 도면이다. The error amplification unit 134 selects the additional amplification gain Gain as shown in FIG. 7 according to the actual pressure inputted from the pressure sensor 22 in the error amplification activation state. 7 is a graph showing amplification gain according to actual pressure according to an embodiment of the present invention.

따라서, 오차 증폭부(134)는 선정된 추가 증폭 이득을 반영하여 가상 오차(Virtual Pressure)를 출력한다.Therefore, the error amplifier 134 outputs a virtual error reflecting the selected additional amplification gain.

이렇게 출력된 가상 오차는 실제 압력 오차와 곱해져 비례 제어기(P-Controller)에 입력된다. 만일, 오차 증폭 비활성화 상태인 경우에는 별도의 증폭 이득이 반영되지 않은 압력 오차만이 비례 제어기에 입력된다.The virtual error thus output is multiplied by the actual pressure error and input to the proportional controller (P-Controller). If the error amplification is deactivated, only the pressure error that does not reflect the amplification gain is input to the proportional controller.

비례 제어기(P-Controller)는 다음 수학식 1에 따라 비례보상 전압을 산출한다.The proportional controller (P-Controller) calculates the proportional compensation voltage according to the following equation (1).

Figure 112016052287386-pat00001
Figure 112016052287386-pat00001

오차 증폭 활성화 상태일 때 증폭이득은 실측 압력에 따라 선정할 수 있고, 오차 증폭 비활성화 상태인 경우에 증폭 이득은 1이다.When the error amplification is active, the amplification gain can be selected according to the actual pressure, and when the error amplification is inactive, the amplification gain is 1.

수학식 1에 따른 비례제어 이득은 도 8에 도시된 바와 같이 압력 오차에 따라 가변될 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 압력 오차가 비례제어 이득에 따라 가변되는 예를 나타낸 도면이다.The proportional control gain according to Equation (1) can be varied according to the pressure error as shown in FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the pressure error is varied according to the proportional control gain according to the embodiment of the present invention.

한편, 적분 제어기(I-Controller)는 다음 수학식 2에 따라 적분보상 전압을 산출한다.Meanwhile, the integral controller (I-Controller) calculates the integral compensation voltage according to the following equation (2).

Figure 112016052287386-pat00002
Figure 112016052287386-pat00002

수학식 2에서, 감쇠 계수는 0~1 사이의 값으로 매 수행 시간마다 압력 오차를 누적함에 있어서 오래된 압력 오차의 누적량이 보상 전압에 기여하는 것을 방지한다. In Equation (2), the damping coefficient is a value between 0 and 1, and accumulation of the pressure error at each execution time prevents the accumulation amount of the old pressure error from contributing to the compensation voltage.

감쇠 계수가 없을 경우 응답 특성에 따른 누적 오차가 제어에 반영되어, 누적 오차가 사라질 수 있도록 오버슈트(Overshoot), 언더슈트(Undershoot)를 발생시키게 된다.In the absence of the damping coefficient, the cumulative error due to the response characteristic is reflected in the control, causing overshoot and undershoot so that the cumulative error disappears.

그리고, 미분 제어기(D-Controller)는 다음 수학식 3에 따라 미분보상 전압을 산출한다.The differential controller (D-Controller) calculates the differential compensation voltage according to the following equation (3).

Figure 112016052287386-pat00003
Figure 112016052287386-pat00003

수학식 3에서, 압력오차 변화율은 직전 수행 조건에서의 압력 오차와 현재의 압력 오차 간의 차이로 산출할 수 있다.In Equation (3), the rate of pressure error change can be calculated as the difference between the pressure error in the immediately preceding performance condition and the present pressure error.

따라서, 최종 모터 제어 전압은 다음 수학식 4와 같이 산출할 수 있다.Therefore, the final motor control voltage can be calculated by the following equation (4).

Figure 112016052287386-pat00004
Figure 112016052287386-pat00004

이때, 제어부(13)는 모터 제어 전압의 절대값이 배터리의 전압보다 클 경우에는 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 배터리의 전압 값으로 제한한다.At this time, when the absolute value of the motor control voltage is greater than the voltage of the battery, the controller 13 limits the upper and lower limits of the motor control voltage to the voltage value of the battery.

한편, 압력 센서(22)로부터 실측 압력이 상한 압력보다 더 큰 경우에(S640-예), 오차 증폭부(134)는 오차 증폭 비활성화 상태로 진행한다.On the other hand, when the actual pressure from the pressure sensor 22 is higher than the upper limit pressure (S640- YES), the error amplifier 134 proceeds to the error amplification inactivation state.

따라서, 본 발명에 따른 오차 증폭부(134)를 적용하여 응답 지연, 저압 영역에서의 응답 지연 등에 대해 도 9에 도시된 바와 같이 개선이 가능하게 되는 것이다. 도 9은 본 발명의 실시예에 따른 오차 증폭부를 적용하여 피드백 제어 전압을 상승시키는 예를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 측정된 실측 압력이 일정 수준 이하로 측정된 경우에, 가상의 압력 오차를 반영하여 피드백 제어 전압을 상승시키는 것을 알 수 있다.Therefore, by applying the error amplifier 134 according to the present invention, it is possible to improve the response delay and the response delay in the low-voltage range as shown in FIG. 9 is a view illustrating an example of increasing the feedback control voltage by applying the error amplifier according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, when the measured actual pressure is measured to be equal to or lower than a certain level, it can be seen that the feedback control voltage is raised by reflecting the virtual pressure error.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유압식으로 4륜 구동을 제어하는 시스템에서 목표로 설정된 압력과 센서를 통해 계측된 압력 간의 오차를 산출하고, 산출된 오차값을 비례, 미분, 적분을 통해 보상된 전압을 산출하며, 보상된 전압에 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 반영해 모터 제어 전압을 결정하여 4륜 구동 유압을 제어할 수 있도록 하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, an error between a pressure set as a target and a pressure measured through a sensor in a system for controlling four-wheel drive by a hydraulic system is calculated, and the calculated error value is compensated through proportional, differential, Wheel drive hydraulic control system and method that can calculate the voltage and determine the motor control voltage by reflecting the feed forward voltage on the compensated voltage so as to be able to control the 4WD hydraulic pressure.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. It is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. .

100 : 4륜 구동 유압 제어 시스템 13 : 제어부
21 : 모터 22 : 압력센서
23 : 유압펌프 24 : 차동제한용 유압 피스톤
25 : 동력단속용 유압 피스톤 26 : 방향전환 솔레노이드 밸브
27 : 유압필터 28 : 유압 챔버
29 : 릴리프 밸브 132 : 피드포워드 제어부
134 : 오차 증폭부 136 : 피드백 제어부
138 : 듀티 출력부100: 4-wheel drive hydraulic control system 13:
21: motor 22: pressure sensor
23: Hydraulic Pump 24: Hydraulic Piston for Differential Restriction
25: Hydraulic piston for power interrupting 26: Direction switching solenoid valve
27: Hydraulic filter 28: Hydraulic chamber
29: Relief valve 132: Feed forward control part
134: error amplification unit 136: feedback control unit
138: duty output section

Claims (17)

삭제delete 모터(21);
상기 모터(21)의 구동에 의해 압력을 발생시키는 펌프(23);
상기 펌프(23)에 의해 발생된 압력을 감지하여 실측 압력을 출력하는 압력센서(22); 및
상기 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 오차 값을 산출하고, 산출된 오차 값을 비례 제어기와 미분 제어기 및 적분 제어기를 통해 보상된 전압 값을 산출하며, 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하며, 결정된 모터 제어 전압으로 상기 모터(21)를 제어하는 제어부(13);
를 포함하고,
상기 제어부(13)는,
상기 목표 압력에 따라 사전 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력하는 피드포워드 제어부(132);
상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 오차 증폭부(Error Booster)(134); 및
상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 상기 가상 오차를 입력받아 미분(D) 제어기와 적분(I) 제어기 및 비례(P) 제어기를 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력하는 피드백 제어부(136);
를 포함하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
A motor 21;
A pump 23 for generating pressure by driving the motor 21;
A pressure sensor (22) for sensing a pressure generated by the pump (23) and outputting an actual pressure; And
Calculating an error value between the sensed actual pressure and the target pressure, calculating a compensated voltage value through the proportional controller, the differential controller, and the integral controller based on the calculated error value, and applying a Feed Forward Duty ) Voltage value to determine the motor control voltage, and to control the motor (21) with the determined motor control voltage;
Lt; / RTI >
The control unit (13)
A feedforward control unit 132 for outputting a predefined feedforward voltage according to the target pressure;
An error booster (134) for receiving and measuring the sensed actual pressure and the target pressure and outputting a virtual error; And
(D) controller, an integral (I) controller, and a proportional (P) controller, receiving the pressure error between the sensed actual pressure and the target pressure and the virtual error, A feedback control unit 136 for outputting a duty voltage;
The hydraulic pressure control system comprising:
제 2 항에 있어서,
상기 오차 증폭부(134)는, 상기 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정하고, 상기 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차를 출력하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The error amplification unit 134 sets the upper limit pressure and the lower limit pressure with the target pressure as a reference voltage, selects an amplification gain according to the sensed actual pressure, 4-wheel drive hydraulic control system that outputs error.
제 3 항에 있어서,
상기 피드백 제어부(136)는, 상기 오차 증폭부(134)로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차와 상기 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 상기 비례 제어기를 통해 상기 증폭 이득에 상기 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
The method of claim 3,
The feedback controller 136 receives a value obtained by multiplying the virtual error reflected in the amplification gain outputted from the error amplifier 134 by the pressure error, into a proportional controller (P-controller) And the proportional compensation voltage is calculated by multiplying the amplification gain by the pressure error and the proportional control gain.
제 4 항에 있어서,
상기 피드백 제어부(136)는, 상기 오차 증폭부(134)가 오차 증폭 비활성화 상태인 경우에, 별도의 이득이 반영되지 않은 압력 오차만을 상기 비례 제어기에 입력받고, 상기 비례제어 이득은 상기 압력 오차에 따라 가변되는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
When the error amplifier 134 is in the error amplification inactivation state, the feedback controller 136 receives only the pressure error that does not reflect a separate gain into the proportional controller, and the proportional control gain is equal to the pressure error A 4-wheel drive hydraulic control system that is variable.
제 2 항에 있어서,
상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 적분 제어기(I-Controller)에 입력받고, 상기 적분 제어기를 통해 상기 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The feedback control unit 136 calculates the integral compensation voltage by multiplying the pressure error by the integral control gain by multiplying the pressure error by the damping coefficient through the integral controller and inputting the pressure error to the I- 4 wheel drive hydraulic control system.
제 2 항에 있어서,
상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 상기 미분 제어기를 통해 상기 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The feedback control unit 136 receives the pressure error in a D-controller and calculates a differential compensation pressure by multiplying a rate of change in the pressure error by a differential control gain through the differential controller. Control system.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부(13)는, 상기 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 상기 모터 제어 전압을 결정하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the controller (13) determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.
제 8 항에 있어서,
상기 모터(21)에 전원을 공급하는 배터리를 포함하고,
상기 제어부(13)는 상기 모터 제어 전압이 상기 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 상기 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 상기 배터리의 공급 전압으로 제한하는, 4륜 구동 유압 제어 시스템.
9. The method of claim 8,
And a battery for supplying power to the motor (21)
The controller (13) limits the upper and lower limit values of the motor control voltage to the supply voltage of the battery when the motor control voltage is greater than the supply voltage of the battery.
삭제delete 모터(21); 상기 모터(21)의 구동에 의해 압력을 발생시키는 펌프(23); 상기 펌프(23)에 의해 발생된 압력을 감지하여 실측 압력을 출력하는 압력센서(22); 및 상기 압력에 대해 목표 압력값을 저장하여 상기 모터(21)를 제어하는 제어부(13)를 포함하는 시스템의 4륜 구동 유압 제어 방법으로서,
(a) 상기 압력센서(22)가 압력을 감지하여 실측 압력값을 출력하는 단계;
(b) 상기 제어부(13)가 상기 감지된 실측 압력과 목표 압력 간의 압력 오차 값을 산출하는 단계;
(c) 상기 제어부(13)가 상기 산출된 압력 오차 값을 비례 제어기와 미분 제어기 및 적분 제어기를 통해 보상된 전압 값을 산출하는 단계;
(d) 상기 제어부(13)가 상기 보상된 전압 값에 피드 포워드 듀티(Feed Forward Duty) 전압 값을 합산하여 모터 제어 전압을 결정하는 단계; 및
(e) 상기 제어부(13)가 상기 결정된 모터 제어 전압으로 상기 모터(21)를 제어하는 단계;
를 포함하고,
상기 (c) 단계에서 상기 제어부(13)는, 피드포워드 제어부(132)와 오차 증폭부(Error Booster)(134) 및 피드백 제어부(136)를 포함하고,
상기 (c) 단계는,
(c-1) 상기 피드포워드 제어부(132)가 상기 목표 압력에 따라 사전 정의된 피드 포워드(Feed Forward) 전압을 출력하는 단계;
(c-2) 상기 오차 증폭부(134)가 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력을 입력받아 증폭하여 가상 오차(Virtual Error)를 출력하는 단계; 및
(c-3) 상기 피드백 제어부(136)가 상기 감지된 실측 압력과 상기 목표 압력 간의 압력 오차(Pressure Error)와 상기 가상 오차를 입력받아 미분(D) 제어기와 적분(I) 제어기 및 비례(P) 제어기를 통해 합산하여 보상된 피드백 듀티(Feedback Duty) 전압을 출력하는 단계;
를 포함하는 4륜 구동 유압 제어 방법.
A motor 21; A pump 23 for generating pressure by driving the motor 21; A pressure sensor (22) for sensing a pressure generated by the pump (23) and outputting an actual pressure; And a controller (13) for controlling the motor (21) by storing a target pressure value with respect to the pressure, the method comprising the steps of:
(a) the pressure sensor (22) senses a pressure and outputs a measured pressure value;
(b) calculating the pressure error value between the sensed actual pressure and the target pressure by the control unit (13);
(c) the controller (13) calculates the compensated voltage value through the proportional controller, the differential controller, and the integral controller based on the calculated pressure error value;
(d) determining the motor control voltage by adding the feed forward duty voltage value to the compensated voltage value by the controller 13; And
(e) the controller (13) controlling the motor (21) with the determined motor control voltage;
Lt; / RTI >
In step (c), the control unit 13 includes a feedforward control unit 132, an error booster 134, and a feedback control unit 136,
The step (c)
(c-1) the feed forward controller (132) outputting a pre-defined feed forward voltage in accordance with the target pressure;
(c-2) receiving the actual pressure and the target pressure by the error amplifier 134, amplifying the received actual pressure and outputting a virtual error; And
(D) controller, an integral (I) controller, and a proportional (P) controller that receives the pressure error between the sensed actual pressure and the target pressure and the virtual error, ) Outputting a compensated feedback duty voltage by summing through a controller;
Wherein the four-wheel drive hydraulic pressure control method comprises:
제 11 항에 있어서,
상기 (c-2) 단계에서 상기 오차 증폭부(134)는, 상기 목표 압력을 기준 전압으로 하여 상한 압력과 하한 압력을 설정하고, 상기 감지된 실측 압력에 따라 증폭 이득(Gain)을 선정하며, 선정된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차를 출력하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
12. The method of claim 11,
In step (c-2), the error amplifier 134 sets an upper limit pressure and a lower limit pressure using the target pressure as a reference voltage, selects an amplification gain according to the sensed measured pressure, And outputs the virtual error in which the selected amplification gain is reflected.
제 11 항에 있어서,
상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 오차 증폭부(134)로부터 출력된 증폭 이득이 반영된 상기 가상 오차와 상기 압력 오차를 곱한 값을 비례 제어기(P-controller)에 입력받고, 상기 비례 제어기를 통해 상기 증폭 이득에 상기 압력 오차 및 비례제어 이득을 곱하여 비례보상 전압을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
12. The method of claim 11,
In step (c-3), the feedback controller 136 inputs a value obtained by multiplying the virtual error reflected from the amplification gain outputted from the error amplifier 134 by the pressure error, to a proportional controller (P-controller) And a proportional compensation voltage is calculated by multiplying the amplification gain by the pressure error and the proportional control gain through the proportional controller.
제 11 항에 있어서,
상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 적분 제어기에 입력받고, 상기 적분 제어기를 통해 상기 압력 오차에 감쇠 계수를 곱한 값에 적분제어 이득을 곱하여 적분보상 전압을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
12. The method of claim 11,
In step (c-3), the feedback control unit 136 receives the pressure error in the integral controller, multiplies the pressure error by the attenuation coefficient through the integral controller, multiplies the integrated control gain by the integral control gain, Wherein the four-wheel drive hydraulic pressure control method calculates the four-wheel drive hydraulic pressure control method.
제 11 항에 있어서,
상기 (c-3) 단계에서 상기 피드백 제어부(136)는, 상기 압력 오차를 미분 제어기(D-controller)에 입력받고, 상기 미분 제어기를 통해 상기 압력 오차의 변화율에 미분제어 이득을 곱하여 미분보상 압력을 산출하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
12. The method of claim 11,
In step (c-3), the feedback controller 136 inputs the pressure error to the D-controller, multiplies the rate of change of the pressure error by the differential control gain through the differential controller, Of the four-wheel drive hydraulic pressure control method.
제 11 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 제어부(13)는, 상기 피드포워드 듀티 전압에 비례보상 전압과 적분보상 전압 및 미분보상 전압을 합산하여 상기 모터 제어 전압을 결정하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
12. The method of claim 11,
In the step (d), the controller 13 determines the motor control voltage by adding the proportional compensation voltage, the integral compensation voltage, and the differential compensation voltage to the feed forward duty voltage.
제 16 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 제어부(13)는, 상기 모터 제어 전압이 배터리의 공급 전압보다 더 큰 경우에 상기 모터 제어 전압의 상한 및 하한 값을 상기 배터리의 공급 전압으로 제한하는, 4륜 구동 유압 제어 방법.
17. The method of claim 16,
In the step (d), the controller 13 limits the upper and lower limit values of the motor control voltage to the supply voltage of the battery when the motor control voltage is greater than the supply voltage of the battery. Control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007050742A (en) 2005-08-17 2007-03-01 Hitachi Ltd Brake control device of vehicle
JP2009090898A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Nissan Motor Co Ltd Driving force controller

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