KR101866070B1

KR101866070B1 - 통합샤시 시스템 능동 제어 방법 및 차량

Info

Publication number: KR101866070B1
Application number: KR1020160134415A
Authority: KR
Inventors: 조완기; 신영호; 배형준; 손기모; 조재성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20180041971A

Abstract

본 발명의 통합샤시 시스템 능동 제어가 적용된 차량은 선회에 따른 언더스티어 시 능동 통합샤시 제어기(10)에 의한 VDC OFF와 스포츠모드 인식으로 AWD 후륜화와 ESC의 후륜 제동 제어에 따른 안정성 위주의 선회안정성모드 대신 AWD 사륜화 제어와 ESC의 전/후륜 제동 제어에 따른 다이나믹한 성능의 선회가속탈출모드로 모드 스위칭되는 능동 통합샤시제어가 구현됨으로써 선회력과 가속력의 극대화를 통한 선회가속탈출이 가능한 특징을 갖는다.

Description

통합샤시 시스템 능동 제어 방법 및 차량{Method for Active Control of Chassis Integration System and Vehicle thereof}

본 발명은 통합샤시제어에 관한 것으로, 특히 선회력과 가속력을 극대화하여 선회가속탈출이 가능한 통합샤시 시스템 능동 제어 방법 및 차량에 관한 것이다.

차량의 샤시제어 기술이 ESC(Electronic Stability Control)에 의한 통합샤시제어로 발전됨으로써 차량 선회성능을 향상하고 있다.

특히, 상기 통합샤시제어는 4륜 구동차량의 ECS(Electronic Control Suspension)와 AWD(All Wheel Drive), VDC(Vehicle Dynamic Control)(운전자가 별도로 제동을 가하지 않더라도 차량의 스핀이나 언더스티어를 스스로 감지하여 각 바퀴(또는 휠)의 브레이크 유압과 엔진 출력을 자동으로 제어하는 시스템)를 ESC로 통합함으로써 선회력 극대화를 높여준다.

일례로, 4륜 구동차량의 선회 시 ESC가 기준 요 레이트(Yaw rate)에 대한 요 모멘트 마진을 언더스티어(Understeer)에 맞춰 산출한 후 요 모멘트 마진을 제어량((Mz)으로 각 시스템에 출력하는 토크 벡터링 제어(Torque Vectoring Control)를 구현함으로써 선회력 극대화 구현과 함께 선회 안정성을 향상한다.

국내 공개특허공보 10-2012-0136492(2012년12월20일)

하지만 현재의 통합샤시제어는 선회력 만 고려됨으로써 다음과 같은 제한적 기능에 머물고 있는 방식이다.

첫째, 선회 제어가 AWD의 후륜화와 ESC의 후륜 내륜쪽 바퀴 제동으로 국한된다. 둘째, 4륜 구동차량이더라도 AWD의 사륜화를 통한 구동력 최대화가 불가능하다. 셋째, 선회 가속 탈출을 위한 AWD의 최대화 제어로 인해 발생되는 차량의 언더스티어 심화를 ESC의 토크 벡터링으로 보상하는 제어 구현이 불가능하다. 넷째, 선회제어의 안정성에 중점을 둠으로써 주행모드(드라이브(또는 노말) 모드/스포츠모드)나 VDC(Vehicle Dynamic Control)의 ON/OFF 같은 운전자 의지가 반영될 수 없다. 다섯째, 전/후륜 구동비에 따른 전/후륜 제동을 동시에 잡는 것이 불가능함으로써 4륜 구동 장점 구현의 지속이 어려워진다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 ESC의 토크 벡터링 제어 시 AWD의 사륜화로 통합샤시제어를 구현하여 선회력과 가속력이 동시에 극대화되고, 특히 AWD 토크 클러치 일량의 상승을 주행 모드 제어로 해소함으로써 통합샤시제어의 지속적으로 개입에 따른 내구성 저하도 해소할 수 있는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법 및 차량의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통합샤시 시스템 능동 제어 방법은 (A) 차량의 선회 시 능동 통합샤시제어기에 의해 언더스티어 플래그가 발생되고 검출된 요레이트에 따른 목표 요레이트로로 요 레이트 제어량이 산출되는 단계, (B) VDC ON 또는 OFF와 함께 주행모드의 드라이브 모드 또는 스포츠 모드가 인식되는 단계, (C) 상기 VDC OFF와 상기 스포츠 모드에서 AWD의 AWD 사륜화 제어와 ESC TV의 전/후륜 제동력 제어로 선회력과 가속력이 함께 제어되는 선회가속탈출모드로 전환되는 단계, (D) VDC ON과 상기 드라이브 모드에서 상기 AWD의 AWD 후륜화 제어와 상기 ESC TV의 후륜 제동력 제어로 선회력 만 제어되는 선회안정성모드로 전환되는 단계로 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 선회가속탈출모드는, (c-1) 상기 VDC OFF에서 상기 요 레이트 제어량(Mz)에 따른 전/후륜 최대 구동비를 연산하여 상기 AWD 사륜화 제어가 이루어지는 단계, (c-2) 상기 전/후륜 최대 구동비와 상기 요 레이트 제어량(Mz)을 함께 만족시키는 전/후륜 제동력을 연산하여 상기 ESC TV의 전/후륜 제동력을 제어하는 단계, (c-3) 상기 전/후륜 제동력에 의한 상기 차량의 감속을 엔진 토크 상향제어로 보상하는 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 선회안정성모드는, (d-1) 상기 VDC ON에서 상기 요 레이트 제어량을 상기 AWD의 AWD 제어량과 상기 ESC의 ESC 제어량으로 할당하는 단계, (d-2) 상기 AWD 제어량으로 전/후륜 구동비를 연산하여 상기 AWD 후륜화를 제어하는 단계, (d-3) 상기 ESC 제어량을 만족시키는 후륜 제동력을 연산하여 상기 후륜 제동력을 제어하는 단계, (d-4) 상기 후륜 제동력에 의한 상기 차량의 감속을 엔진 토크 상향제어로 보상하는 단계로 수행된다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 AWD와 TV기능을 갖춘 ESC 및 VDC로 구성된 통합샤시제어 시스템; 선회 시 언더스티어 플래그를 발생하고 검출된 요레이트에 따른 목표 요레이트로로 요 레이트 제어량(Mz)을 산출하는 선회판단유닛, 상기 언더스티어 플래그와 상기 요 레이트 제어량(Mz)을 수신함과 더불어 VDC OFF와 스포츠 모드에서 AWD의 AWD 사륜화와 ESC TV의 전/후륜 제동력으로 선회력과 가속력을 함께 제어하거나 또는 VDC ON과 드라이브 모드에서 상기 AWD의 AWD 후륜화 제어와 상기 ESC TV의 후륜 제동력 제어로 선회력 만 제어하는 선회모드제어유닛으로 구성된 능동 통합샤시 제어기;를 포함하되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 선회판단유닛은 상기 요 레이트로부터 상기 목표 요레이트를 산출하는 요 레이트 연산부, 상기 요 레이트로부터 언더스티어 플래그를 생성하는 언더스티어 신호출력부, 상기 목표 요레이트로부터 요레이트 제어량을 생성하는 제어량 연산부로 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 선회모드제어유닛은 상기 언더스티어 플래그와 상기 VDC OFF 및 상기 스포츠 모드의 조건에서 전/후륜 바퀴에 대해 산출된 전/후륜 최대 구동비로 상기 AWD 사륜화 제어를 수행하는 최대구동력 제어부, 상기 전/후륜 최대 구동비와 상기 요레이트 제어량을 충족하는 전/후륜 제동력과 함께 엔진 토크 상승량을 산출하여 상기 전/후륜 바퀴의 각 내측 바퀴를 동시에 제어하는 사륜 제동력 제어부로 구성된 선회가속탈출제어부; 상기 언더스티어 플래그와 상기 VDC ON 및 상기 드라이브 모드의 조건에서 상기 요레이트 제어량을 상기 AWD의 AWD 제어량과 상기 ESC의 ESC 제어량으로 할당하는 제어량 마진 연산부, 상기 AWD 제어량으로 전/후륜 바퀴에 대해 산출된 전/후륜 구동비로 상기 AWD 후륜화를 제어하는 구동력 제어부, 상기 ESC 제어량으로 후륜 제동력과 엔진 토크 상승량을 산출하여 후륜 바퀴의 내측 바퀴를 제어하는 후륜제동력 제어부로 구성된 선회안정성제어부를 포함한다.

이러한 본 발명의 차량은 선회력과 가속력을 동시에 극대화하는 능동 통합샤시제어가 적용됨으로써 다음과 같은 장점과 효과를 구현한다.

첫째, 선회력 제어에 머물던 통합샤시제어의 전략이 선회력과 구동력의 동시제어전략으로 확장된다. 둘째, 선회력과 구동력을 이용한 선회제어로 4륜 구동차량의 장점 지속이 가능하다. 셋째, 선회 제어 시 AWD의 사륜화를 통한 구동력 최대화와 ESC의 토크 백터링을 통한 선회력 최대화가 동시에 가능하다. 넷째, 전/후륜 구동비에 따른 전/후륜 제동을 동시에 잡는 것이 가능함으로써 AWD의 사륜화에 따른 AWD 토크 클러치 일량의 상승 하에서도 내구성 저하가 방지된다. 다섯째, 운전자 의지로 선회력 제어와 구동력 제어가 선택됨으로써 선회제어에 운전자 의지를 반영할 수 있다. 여섯째, 운전자 의지에 주행모드와 VDC ON/OFF를 반영함으로써 스포츠모드를 통해 선회/가속적인 측면에서 다이내믹한 성능으로 선회제어가 구현될 수 있다. 일곱째, 기존 양산 시스템을 활용한 방식으로 선회력과 구동력 제어가 가능한 통합샤시제어를 양산함으로써 원가 상승 없이 차량 성능을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 통합샤시 시스템 능동 제어 방법의 순서도이며, 도 2는 본 발명에 따른 능동 통합샤시제어가 구현되는 능동 통합샤시제어 시스템을 적용한 차량의 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량의 선회 시 오버스티어 발생 상태이며, 도 4는 본 발명에 따른 선회가속탈출모드 시 능동 통합샤시제어 시스템의 동작 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 선회안정성모드 시 능동 통합샤시제어 시스템의 동작 상태이며, 도 6은 본 발명에 따른 선회가속탈출모드 시 최대 구동비 산출의 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 선회가속탈출모드 시 차량의 선회 제어 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 통합샤시 시스템 능동 제어 방법은 차량 선회 시 VDC ON/OFF와 드라이브/스포츠 모드로 운전자의 차량 조작 의지가 반영된 모드 스위칭을 적용함으로써 AWD 사륜화 제어와 ESC의 전/후륜 제동 제어에 따른 다이나믹한 성능의 선회가속탈출모드(S70)와 AWD 후륜화와 ESC의 후륜 제동 제어에 따른 안정적인 거동의 선회안정성모드(S70-1)가 선택됨에 특징이 있다. 즉 선회가속탈출모드(S70)와 선회안정성모드(S70-1)에 대한 모드 스위칭이 구현된다.

그 결과 후륜 기반 AWD와 TV기능을 갖춘 ESC 및 VDC를 통합샤시제어 시스템으로 적용한 차량이 선회 안정성 위주로 선회 가속 탈출을 제어되던 한계를 벗어나 선회력과 가속력을 최대화하는 능동 통합샤시제어로 확장될 수 있다.

도 2를 참조하면, 차량(1)은 통합샤시제어 시스템(3)과 능동 통합샤시 제어기(10)를 포함한다.

구체적으로, 상기 통합샤시제어 시스템(3)은 AWD와 TV기능을 갖춘 ESC 및 VDC로 구성되고, 상기 ESC는 TV기능을 구현한다. 그러므로 상기 AWD와 상기 ESC 및 상기 VDC는 통상적인 통합샤시제어 시스템의 구성요소이다.

구체적으로, 상기 능동 통합샤시 제어기(10)는 차량(1)을 선회 가속탈출 시키도록 통합샤시제어 시스템(3)을 제어하고, 선회판단유닛(50)과 선회모드제어유닛(50-1)으로 구성된다.

일례로, 상기 선회판단유닛(50)은 요 레이트 연산부(20)와 언더스티어 신호출력부(30) 및 제어량 연산부(40)로 구성되고. 차량(1)의 선회에 따른 목표 요 레이트와 언더스티어에 따른 제어량을 산출한다. 상기 요 레이트 연산부(20)는 차량(1)이 선회에 따라 센서에서 검출한 요 레이트로부터 목표 요레이트를 산출하여 출력한다. 상기 언더스티어 신호출력부(30)는 요 레이트 연산부(20)의 출력을 받아 차량(1)의 언더스티어를 판단하고, US Flag로 정의된 언더스티어 신호를 출력한다. 상기 제어량 연산부(40)는 요 레이트 연산부(20)의 출력과 언더스티어 신호출력부(30)의 US Flag 출력을 받아 언더스티어 극복을 위한 목표 요레이트의 제어량(Mz)을 출력한다.

그러므로 상기 선회판단유닛(50)은 언더스티어 신호출력부(30)의 US Flag와 제어량 연산부(40)의 제어량(Mz)을 선회모드제어유닛(50-1)으로 제공한다.

일례로, 상기 선회모드제어유닛(50-1)은 선회가속탈출제어부(60)와 선회안정성제어부(70)로 구성되고. 차량(1)의 선회에 따른 운전자 의지가 반영되도록 VDC ON/OFF 신호와 주행모드의 드라이브 모드와 스포츠 모드의 신호를 검출한다. 이때, 드라이브 모드와 스포츠 모드의 신호는 변속레버의 변속단 위치로부터 제공된다.

상기 선회가속탈출제어부(60)는 최대구동력 제어부(63)와 사륜 제동력 제어부(65)로 구성되고, 언더스티어 신호출력부(30)의 US Flag와 제어량 연산부(40)의 제어량(Mz)을 입력받아 VDC OFF와 스포츠 모드 ON 시 동작한다. 상기 최대구동력 제어부(63)는 전/후륜 최대 구동비(Dmax-ratio_F/R)를 산출하여 AWD 사륜화를 제어하고, 상기 사륜 제동력 제어부(65)는 전/후륜 최대 구동비(Dmax-ratio_F/R)와 제어량(Mz)으로 전/후륜 제동력(Bforce_F/R)과 함께 엔진 토크 상승을 제어한다.

상기 선회안정성제어부(70)는 제어량 마진 연산부(71)와 구동력 제어부(73) 및 후륜제동력 제어부(75)로 구성되고, 언더스티어 신호출력부(30)의 US Flag와 제어량 연산부(40)의 제어량(Mz)을 입력받아 VDC ON과 드라이브 모드 ON 시 동작한다. 상기 제어량 마진 연산부(71)는 제어량 연산부(40)의 제어량(Mz)을 구동력 제어부(73)의 AWD 제어량(AWD Mz)과 후륜제동력 제어부(75)의 ESC 제어량(ESC Mz)으로 나누어준다. 상기 구동력 제어부(73)는 AWD 제어량(AWD Mz)으로 전/후륜 구동비(Dratio_F/R)를 산출하여 AWD 후륜화를 제어하고, 상기 후륜제동력 제어부(75)는 ESC 제어량(ESC Mz)으로 후륜 제동력(Bforce_R)과 함께 엔진 토크 상승을 제어한다.

그러므로 상기 선회가속탈출제어부(60)는 언더스티어 시 운전자의 차량 조작에 의한 다이나믹한 성능으로 선회가속탈출모드를 수행하고, 상기 선회안정성제어부(70)는 운전자의 차량 조작 없이 안정적인 거동으로 선회안정성모드(S70-1)를 수행한다.

이하 통합샤시 시스템 능동 제어 방법을 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어 주체는 능동 통합샤시 제어기(10)이고, 제어 대상은 통합샤시제어 시스템(3)이다, 상기 능동 통합샤시 제어기(10)는 능동 제어기(10)로 칭한다.

S10은 능동 제어기(10)에 의해 휠속도와 요레이트가 검출되는 단계이고, S20은 능동 제어기(10)에 의해 차량(1)의 선회가 판단되는 단계이다. 도 3을 참조하면, 차량(1)의 선회 시 전,후륜 바퀴(5-1,5-2)의 실제궤적이 목표궤적을 따라가지 못하는 언더스티어의 발생 상태를 알 수 있다.

S30은 능동 제어기(10)에 의해 언더스티어 발생이 판단되는 단계이고, S40은 능동 제어기(10)에 의해 목표 요레이트 산출이 이루어지는 단계이며, S50은 능동 제어기(10)에 의해 요레이트 제어량(Mz)의 산출이 이루어지는 단계이다. 도 4를 참조하면, 능동 제어기(10)의 선회판단유닛(50)이 활성화됨으로써 요 레이트 연산부(20)가 목표 요 레이트를 언더스티어 신호출력부(30)가 언더스티어의 US Flag =1을 제어량 연산부(40)가 제어량(Mz)을 각각 산출하여 준다. 그 결과 능동 제어기(10)의 선회모드제어유닛(50-1)에 US Flag = 1(언더스티어 플래그)의 신호와 제어량(Mz)이 제공된다.

S60은 능동 제어기(10)에 의해 운전자 개입여부가 판단되는 단계이다. 도 4를 참조하면, 능동 제어기(10)의 선회모드제어유닛(50-1) 중 선회가속탈출제어부(60)가 VDC OFF 신호와 스포츠 모드 신호에 의해 활성화되는 반면 선회안정성제어부(70)가 VDC ON 신호와 드라이브 모드 신호 중지로 비활성화된다. 그러므로 능동 제어기(10)는 VDC OFF와 스포츠 모드 시 선회가속탈출제어부(60)로 S70의 선회가속탈출모드를 수행한다. 도 5를 참조하면, 능동 제어기(10)의 선회모드제어유닛(50-1) 중 선회안정성제어부(70)가 VDC ON 신호와 드라이브 모드 신호에 의해 활성화되는 반면 선회가속탈출제어부(60)가 VDC OFF 신호와 스포츠 모드 신호 중지로 비활성화된다. 그러므로 능동 제어기(10)는 VDC ON과 드라이브 모드 시 선회안정성제어부(70)로 S70-1의 선회안정성모드를 수행한다.

S70의 선회가속탈출모드는 하기와 구현된다. 이 경우 선회가속탈출제어부(60)의 최대구동력 제어부(63)와 사륜 제동력 제어부(65)가 능동 제어기(10)로 작동된다.

능동 제어기(10)의 최대구동력 제어부(63)는 S80과 같이 전/후륜 휠속 차이가 최소화되는 전/후륜 최대 구동비(D_{max-ratio_F/R})를 연산한 후 S80과 같이 전/후륜 최대 구동비(D_{max-ratio_F/R})를 출력하고, 상기 전/후륜 최대 구동비(D_{max-ratio_F/R})로 AWD의 사륜화 제어를 수행한다, 동시에 능동 제어기(10)의 사륜 제동력 제어부(65)는 S90과 같이 Mz와 D_{max-ratio_F/R}를 함께 만족시키는 전/후륜 제동력(B_{force_F/R})을 연산한 후 S91과 같이 전/후륜 제동력(B_{force_F/R})을 출력하고, 상기 전/후륜 제동력(B_{force_F/R})으로 전/후륜의 내측바퀴에 대한 동시적인 ESC TV 제어를 수행한다. 그러므로 선회가속탈출모드에서 AWD의 사륜화에 따른 구동력 최대화로 심화되는 언더스티어가 ESC TV 제어로 보상된다.

이어 능동 제어기(10)는 AWD의 사륜화 제어와 ESC TV의 전/후륜 제동 제어동안 S100과 같이 엔진 토크 상향제어를 동반하여 차량 선회 탈출을 완료한다. 이때, 상기 엔진 토크 상향제어는 ESC TV의 전/후륜제동에 따른 전/후측 내륜의 제동이 가져오는 감속을 보상하기위한 엔진 출력 상승을 의미한다.

그러므로 상기 선회가속탈출모드는 S100에서 차량 선회 탈출이 완료된 후 종료된다.

도 6을 참조하면, 최대구동력 제어부(63)와 사륜 제동력 제어부(65)에서 각각 산출되는 전/후륜 최대 구동비(D_{max-ratio_F/R})와 전/후륜 제동력(B_{force_F/R}) 및 엔진 토크량의 산출 개념을 알 수 있다.

차량 선회 시 파워트레인에서 인가되는 구동토크는 하기 식1로 표현된다.

T_in = T_F + T_R - 식1

여기서 T_in은 파워트레인(P/T)에서 인가되는 구동토크, T_F은 전륜 바퀴(5-1)로 인가되는 구동토크, T_R는 후륜 바퀴(5-2)로 인가되는 구동토크이다.

또한 구동력 최대화를 위한 전/후륜 바퀴(5-1,5-2)/의 휠속차 최소화 제어량은 하기 식2로 결정된다.

--- 식 2

ω는 휠 각속도, ω_F는 전륜 바퀴(50-1)의 각속도, ω_R은 후륜 바퀴(50-2)의 각속도이다.

그리고 전/후 구동비 λ는 하식 식 3으로 표현된다.

λ = T_F /(T_F + T_R) ---- 식 3

최종적으로 전륜 바퀴(50-1)의 내륜 제동력 P_bF와 후륜 바퀴(50-2)의 내륜 제동력 P_bR 및 엔진 상승 토크량 T_{q_up}은 하기 식 4로 구해진다.

--- 식 4

도 7을 참조하면, 선회가속탈출모드 시 차량(1)에 가해지는 T_in, T_F, T_R, P_bF, P_bR, T_{q_up}을 알 수 있다.

반면 S70-1의 선회안정성모드는 하기와 구현된다. 이 경우 선회안정성제어부(70)의 제어량 마진 연산부(71)와 구동력 제어부(73) 및 후륜제동력 제어부(75)가 능동 제어기(10)로 작동된다.

능동 제어기(10)의 제어량 마진 연산부(71)는 제어량(Mz)으로부터 S80-1과 같이 구동력 제어부(73)에 분담되는 AWD 제어량(AWD Mz)을 할당하고 동시에 S90-1과 같이 후륜제동력 제어부(75)에 분담되는 ESC 제어량(ESC Mz)을 할당한다. 그러면 구동력 제어부(73)는 S81-2와 같이 AWD 제어량(AWD Mz)에 기반 하여 전/후륜 휠속 차이가 줄어드는 전/후륜 구동비(D_{ratio_F/R})를 연산한 후 S81-3과 같이 전/후륜 구동비(D_{ratio_F/R})를 출력하고, 상기 전/후륜 구동비(D_{ratio_F/R})로 AWD의 후륜화 제어를 수행한다, 동시에 후륜제동력 제어부(75)는 ESC 제어량(ESC Mz)에 기반 하여 S91-2와 같이 ESC 제어량(ESC Mz)을 만족시키는 후륜 제동력(B_{force_R})을 연산한 후 S91-2와 같이 후륜 제동력(B_{force_R})을 출력하고, 상기 후륜 제동력(B_{force_R})으로 후륜의 내측바퀴에 대한 ESC TV 제어를 수행한다.

이어 능동 제어기(10)는 AWD의 후륜화 제어와 ESC TV의 후륜제동 제어동안 S100과 같이 엔진 토크 상향제어를 동반하여 차량 선회 탈출을 완료한다. 이때, 상기 엔진 토크 상향제어는 ESC TV의 후륜제동에 따른 내륜의 제동이 가져오는 감속을 보상하기위한 엔진 출력 상승을 의미한다.

그러므로 상기 선회안정성모드는 S100에서 차량 선회 탈출이 완료된 후 종료된다.

한편 능동 제어기(10)는 하기 표1과 같이 선회가속탈출제어부(60)와 선회안정성제어부(70)의 동작을 제어할 수 있다.

VDC 동작	VDC ON		VDC 1^st OFF 또는 VDC 2^nd OFF	VDC 1^st OFF 또는 VDC 2^nd OFF
주행 모드	DRIVE	SPORT	DRIVE	SPORT
선회제어모드	선회안정성모드			선회가속탈출모드
AWD 제어	하중분배비 전/후 구동력 + 피드백 제어			가속 성능을 위한 전/후 구동력 제어
ESC TV 제어	주구동륜(후륜)내측 제동			전/후륜 제동을 통한 요운동성능보상
VDC 개입	VDC제어개입 또는 VDC제어개입 조건 시 해제			VDC제어개입 최소화

그 결과 선회가속탈출모드와 선회안정성모드는 VDC의 2단계 OFF 모드(VDC 1^st OFF/VDC 2^nd OFF)로 보다 세분될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 통합샤시 시스템 능동 제어가 적용된 차량은 선회에 따른 언더스티어 시 능동 통합샤시 제어기(10)에 의한 VDC OFF와 스포츠모드 인식으로 AWD 후륜화와 ESC의 후륜 제동 제어에 따른 안정성 위주의 선회안정성모드 대신 AWD 사륜화 제어와 ESC의 전/후륜 제동 제어에 따른 다이나믹한 성능의 선회가속탈출모드로 모드 스위칭되는 능동 통합샤시제어가 구현됨으로써 선회력과 가속력의 극대화를 통한 선회가속탈출이 가능하다.

1 : 차량 3 : 통합샤시제어 시스템
5-1,5-2 : 전,후륜 바퀴 10 : 능동 통합샤시제어기
20 : 요 레이트 연산부 30 : 언더스티어 신호출력부
40 : 제어량 연산부 50 : 선회판단유닛
50-1 : 선회모드제어유닛
60 : 선회가속탈출제어부 63 : 최대구동력 제어부
65 : 사륜 제동력 제어부 70 : 선회안정성제어부
71 : 제어량 마진 연산부 73 : 구동력 제어부
75 : 후륜제동력 제어부

Claims

차량의 선회에 따른 언더스티어 시 능동 통합샤시 제어기에 의한 VDC(Vehicle Dynamic Control) ON 또는 OFF의 인식이 이루어지면, AWD(All Wheel Drive)와 ESC TV(Electronic Stability Control Torque Vectoring)로 선회력과 가속력이 함께 제어되거나 또는 선회력 만 제어되는 모드 스위칭이 포함되고,
상기 모드 스위칭은, (A) 목표 요레이트로 상기 언더스티어에 대한 요 레이트 제어량이 산출되는 단계, (B) 상기 VDC ON 또는 OFF가 인식되는 단계, (C) 상기 VDC OFF에서 상기 AWD의 AWD 사륜화 제어와 상기 ESC TV의 전/후륜 제동력 제어로 상기 선회력과 상기 가속력이 함께 제어되는 선회가속탈출모드로 전환되는 단계, (D) 상기 VDC ON에서 상기 AWD의 AWD 후륜화 제어와 상기 ESC TV의 후륜 제동력 제어로 상기 선회력 만 제어되는 선회안정성모드로 전환되는 단계로 수행되는
된 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 VDC OFF는 상기 차량의 주행모드를 스포츠 모드로 할 때 발생되고, 상기 VDC ON은 상기 차량의 주행모드를 드라이브 모드로 할 때 발생되는 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 선회가속탈출모드는, (c-1) 상기 VDC OFF에서 상기 요 레이트 제어량에 따른 전/후륜 최대 구동비를 연산하여 상기 AWD 사륜화 제어가 이루어지는 단계, (c-2) 상기 전/후륜 최대 구동비와 상기 요 레이트 제어량을 함께 만족시키는 전/후륜 제동력을 연산하여 상기 ESC TV의 전/후륜 제동력을 제어하는 단계, (c-3) 상기 전/후륜 제동력에 의한 상기 차량의 감속을 엔진 토크 상향제어로 보상하는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 전/후륜 최대 구동비는 전/후륜 휠속 차이가 최소화되는 전/후륜구동비인 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 엔진 토크 상향제어는 상기 선회가속탈출모드에 의한 상기 차량의 선회 탈출이 완료될 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 선회안정성모드는, (d-1) 상기 VDC ON에서 상기 요 레이트 제어량을 상기 AWD의 AWD 제어량과 상기 ESC의 ESC 제어량으로 할당하는 단계, (d-2) 상기 AWD 제어량으로 전/후륜 구동비를 연산하여 상기 AWD 후륜화를 제어하는 단계, (d-3) 상기 ESC 제어량을 만족시키는 후륜 제동력을 연산하여 상기 후륜 제동력을 제어하는 단계, (d-4) 상기 후륜 제동력에 의한 상기 차량의 감속을 엔진 토크 상향제어로 보상하는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 엔진 토크 상향제어는 상기 선회안정성모드에 의한 상기 차량의 선회 탈출이 완료될 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 통합샤시 시스템 능동 제어 방법.
청구항 1과 청구항 2 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 의한 통합샤시 시스템 능동 제어방법으로 동작하는 통합샤시제어 시스템;
이 포함된 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 9에 있어서, 상기 통합샤시제어 시스템은 능동 통합샤시 제어기를 포함하고;
상기 능동 통합샤시 제어기는 선회 시 언더스티어 플래그를 발생하고 검출된 요레이트에 따른 목표 요레이트로로 요 레이트 제어량을 산출하는 선회판단유닛, 상기 언더스티어 플래그와 상기 요 레이트 제어량을 수신함과 더불어 VDC OFF와 스포츠 모드에서 AWD의 AWD 사륜화와 ESC TV의 전/후륜 제동력으로 선회력과 가속력을 함께 제어하거나 또는 VDC ON과 드라이브 모드에서 상기 AWD의 AWD 후륜화 제어와 상기 ESC TV의 후륜 제동력 제어로 선회력 만 제어하는 선회모드제어유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 10에 있어서, 상기 언더스티어 플래그는 1로 정의되는 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 10에 있어서, 상기 선회판단유닛은 상기 요 레이트로부터 상기 목표 요레이트를 산출하는 요 레이트 연산부, 상기 요 레이트로부터 언더스티어 플래그를 생성하는 언더스티어 신호출력부, 상기 목표 요레이트로부터 요레이트 제어량을 생성하는 제어량 연산부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 10에 있어서, 상기 선회모드제어유닛은 상기 언더스티어 플래그와 상기 요 레이트 제어량을 수신함과 더불어 상기 VDC OFF와 상기 스포츠 모드에서 상기 AWD 사륜화와 상기 전/후륜 제동력으로 상기 선회력과 상기 가속력을 함께 제어하는 선회가속탈출제어부, 상기 언더스티어 플래그와 상기 요 레이트 제어량을 수신함과 더불어 상기 VDC ON과 상기 드라이브 모드에서 상기 AWD 후륜화 제어와 상기 후륜 제동력 제어로 상기 선회력 만 제어하는 선회안정성제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 13에 있어서, 상기 선회가속탈출제어부는 상기 언더스티어 플래그와 상기 VDC OFF 및 상기 스포츠 모드의 조건에서 전/후륜 바퀴에 대해 산출된 전/후륜 최대 구동비로 상기 AWD 사륜화 제어를 수행하는 최대구동력 제어부, 상기 전/후륜 최대 구동비와 상기 요레이트 제어량을 충족하는 전/후륜 제동력과 함께 엔진 토크 상승량을 산출하여 상기 전/후륜 바퀴의 각 내측 바퀴를 동시에 제어하는 사륜 제동력 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량.
청구항 13에 있어서, 상기 선회안정성제어부는 상기 언더스티어 플래그와 상기 VDC ON 및 상기 드라이브 모드의 조건에서 상기 요레이트 제어량을 상기 AWD의 AWD 제어량과 상기 ESC의 ESC 제어량으로 할당하는 제어량 마진 연산부, 상기 AWD 제어량으로 전/후륜 바퀴에 대해 산출된 전/후륜 구동비로 상기 AWD 후륜화를 제어하는 구동력 제어부, 상기 ESC 제어량으로 후륜 제동력과 엔진 토크 상승량을 산출하여 후륜 바퀴의 내측 바퀴를 제어하는 후륜제동력 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량.