KR102202442B1

KR102202442B1 - 4wd 차량의 토크 제어 방법

Info

Publication number: KR102202442B1
Application number: KR1020190152590A
Authority: KR
Inventors: 박재용
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-01-13

Abstract

4WD 차량의 토크 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 4WD 차량의 토크 제어 방법은 4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 차량의 상태에 따라 발생된 신호를 입력 받는 제1 단계(ST100)와, 상기 4WD 차량에 구비된 커플링 클러치에서 슬립이 발생될 경우 방향성을 판단하는 제2 단계(ST200)와, 상기 4WD 차량에서 발생된 슬립에 따른 충격량에 따라 토크 제어를 실시하는 제3 단계(ST300)을 포함한다.

Description

4WD 차량의 토크 제어 방법{Torque control Method of 4WD Vehicle}

본 발명은 4WD 차량이 저 마찰 구간에서 발생하는 충격을 최소화 하기 위한 4WD 차량의 토크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 구비된 차동 장치는 선회시 좌/우 휠의 선회 반경차이에 의한 속도차를 만들면서 운전자가 의도한 방향으로 가이드 하거나 경로에서 이탈되지 않고 주행이 이루어지도록 유지시킨다.

차량은 주행 중 선회할 때 또는 특정 상황에서 요 운동(yaw motion)이 발생될 수 있으며 이 경우 안정적인 주행을 위해 적절히 제어되어야 하며, 차량이 상대적으로 높은 속도로 주행 될 경우 요 안정성 제어 시스템은 제어 손실로부터 차량을 보호하기 작동되어야 한다.

대부분의 차량 안정성 제어 시스템은 브레이크 기반 제어 시스템으로 정지 또는 제동이 이루어지고 있으며, 이와 같은 브레이크 기반 제어 시스템은 차량에서 발생되는 요 운동을 제어하기 위해 개별적인 휠 정지력을 적용하기 위한 ABS 장치를 사용한다.

이와 함께 4륜구동 차량은 2륜구동 차량과는 달리, 풀 타임, 또는 파트 타임으로 차량의 전후륜 모두를 구동륜으로 사용할 수 있는 기능을 가진 자동차로서, 험로 주행을 목적으로 하는 지프형 차량이나 레저용 차량, 그리고 특수한 목적을 위해 사용되는 특장차량에 적용되는 구동 메커니즘이다.

상기 4륜구동 차량은 주행 가능한 노면 여건에서는 안정감 있는 주행성을 발휘하며 지형이나 기후로 인해 노면이 취약하여 주행성이 좋지 않은 상황에서도 네 개의 바퀴에 동력을 고르게 분배하여 타이어의 접지성을 높여 원활한 주행이 가능하도록 한다.

그러나, 상기 4륜 구동 차량은, 고속 주행이나 정속 주행과 같이 4륜의 구동력이 불필요한 조건에서도 프로펠러 샤프트 및 리어엑슬과 같은 4륜구동 부품의 회전으로 인해 2륜구동 차량 대비 연비저하가 발생되는 문제점이 있다.

특히 4WD 차량의 경우 2WD 차량에 비해 추가적인 구동계 부품이 차량에 장착되어, 차량 주행, 가속, 감속, 정치 상황에서 구동계(Drivetrain)에 발생하는 충격과 소음에 취약한 특징을 가지고 있다. 일 예로 4WD 시스템 장치(트랜스퍼, 커플 링, 액슬 등)는 차체에 고정되어 있지 않고, 다른 부품과 고무 부싱(bushing)으로 연결되어 있어, 일정 수준의 변경 위치 및 각도가 허용된다. 이경우 구동계의 뒤틀림, 자체의 흔들림 등에 의해 NVH 문제에 지속적으로 노출되는 문제점이 유발된다.

종래에는 4WD 차량의 전체적인 관점에서 충격을 저감하기 위한 제어 방법 있으나 상기 기술들은 미끄러운 노면에서 4바퀴가 슬립(Slip)이 발생하면서 발생하는 충격에 대해서는 언급하지 않았고, 충분한 기술 개발 및 검증이 되어 있지 않은 상태에 머물러 있었다..

대한민국등록특허 제10-1676660호

본 발명의 실시 예들은 4WD 차량에서 역방향 슬립이 발생될 경우에 충격량에 따라 토크 제어를 실시하여 발진 성능을 향상시킨 4WD 차량의 토크 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 장치는 4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 4WD 차량의 거동 상태에 따라 발생된 센서 신호를 입력 받아 현재 4WD 차량의 상태를 판단하는 차량 상태 판단부(100); 및 상기 4WD 차량에서 슬립(Slip)이 발생될 경우 커플 링 클러치(10) 슬립량을 기준으로 출력 토크 제어를 실시하기 위해 구비된 토크 제어부(200)를 포함한다.

상기 토크 제어부(200)는 상기 4WD 차량에서 발생된 커플링 클러치(10)의 슬립량을 충격에 따라 단계별로 분류하고 이에 대한 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 커플링 클러치 슬립량은 상기 4WD차량에 구비된 전륜 휠 속도 평균값과, 후륜 휠 속도 평균 값의 차이에 해당되고, 상기 토크 제어부(200)는 상기 클러치 슬립량이 플러스 또는 마이너스일 경우 역 토크의 발생 유무를 판단하여 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량 상태 판단부(100)는 상기 4WD차량의 엔진 토크 신호를 판단하는 제1 판단부(110); 상기 4WD 차량의 변속단 상태를 판단하는 제2 판단부(120); 상기 4WD 차량에 탑승한 운전자의 엑셀페달 개도율을 판단하는 제3 판단부(130); 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에 대한 휠 속도를 판단하는 제4 판단부(140); 상기 4WD 차량의 브레이크 조작 상태를 판단하는 제5 판단부(150); 상기 4WD 차량의 조향각을 판단하는 제6 판단부((160); 상기 4WD 차량의 요레이트(yaw rate)를 판단하는 제7 판단부(170)를 포함한다.

상기 차량 상태 판단부(100)는 상기 4WD 차량의 전후 방향 가속도를 측정하는 종가속도 센서(longitudinal acceleration sensor)(180)를 더 포함한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법은 4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 차량의 상태에 따라 발생된 신호를 입력 받는 제1 단계(ST100); 상기 4WD 차량에 구비된 커플링 클러치에서 슬립이 발생될 경우 방향성을 판단하는 제2 단계(ST200); 및 상기 4WD 차량에서 발생된 슬립에 따른 충격량에 따라 토크 제어를 실시하는 제3 단계(ST300)을 포함한다.

상기 제1 단계(ST100)는 상기 4WD 차량이 저마찰 상태의 도로를 따라 주행하는 경우에 발생되는 차량의 상태 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 단계(ST200)는 상기 4WD 차량에 구비된 전륜에서 후륜 방향으로 슬립이 발생되는 정방향 슬립 또는 후륜에서 전륜 방향을 향해 역방향으로 슬립이 발생되는 경우 중 어느 하나에 해당되는 것을 특징으로 한다.

상기 역방향 슬립은 상기 4WD 차량에 구비된 전륜 휠 속도 평균값 보다 상기 후륜 휠 속도 평균 값이 큰 경우에 해당되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 단계(ST300)는 상기 4WD 차량의 전후 방향에서의 가속도를 측정하는 종가속도 측정 단계(ST302)를 더 포함한다.

상기 제3 단계(ST300)는 현재 발생된 슬립량을 강도에 따라 분류하는 슬립량 분류 단계(ST310)를 더 포함한다.

상기 슬립량 분류 단계(ST310)는 상기 커플링 클러치에서 제1 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제1 슬립량 분류 단계(ST312); 상기 커플링 클러치에서 제2 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제2 슬립량 분류 단계(ST314); 상기 커플링 클러치에서 제3 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제3 슬립량 분류 단계(ST316)를 더 포함한다.

상기 제3 단계(ST300)는 상기 제1 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에서 슬립이 발생되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제1 토크 제어 단계(ST322); 상기 제2 슬립량 분류 단계(ST314)에 해당될 경우 상기 전륜과 후륜에서의 슬립량이 점차 증가함과 동시에 전륜에서 후륜 방향으로의 정방향 슬립과, 후륜에서 전륜 방향으로의 역방향 슬립이 점차 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제2 토크 제어 단계(ST324); 상기 제3 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 역방향 슬립이 증가하여 충격량이 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제3 토크 제어 단계(ST326)를 포함한다.

상기 제1 토크 제어 단계에서 상기 제3 토크 제어 단계로 갈수록 종가속도도 함께 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬립량 분류 단계(ST310)는 4WD 차량에서 슬립에 따른 충격이 지속적으로 발생되는 제4 슬립량 분류 단계(ST318)을 더 포함하고, 이 경우 역방향 슬립에 따른 충격을 감쇠시키기 위한 토크 제어가 이루어지는 제4 토크 제어 단계(ST328)를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 4WD 차량이 저마찰 구간에서 역방향 슬립이 발생되는 경우에도 안정적으로 토크 제어를 실시할 수 있어 주행 안전성과 충격 발생량을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 미끄러운 노면에서 차량이 그립력을 손실하지 않고 안정적으로 탈출할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 커플링 클러치에서 발생된 충격이 신속하게 감쇠될 수 있어 부품의 내구성 향상과 충격 감소 및 운전자의 만족도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 장치를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 슬립량 분류 단계의 구성을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법의 작동 상태도.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의해 커플링 클러치에서 발생된 슬립에 의한 충격이 감쇄 되는 상태를 도시한 그래프.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

첨부된 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 4WD 차량의 토크 제어 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 장치의 구성을 도시한 도면 이다.

본 실시 예는 4WD 차량이 저마찰 상태의 도로를 따라 주행하는 경우에 발생되는 경우에 해당되고, 상기 저마찰 상태의 도로는 눈길 또는 얼음이 형성된 빙판길에 해당되나 저마찰 상태가 유지되는 다른 도로도 이에 포함됨을 밝혀 둔다.

첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 장치는 4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 4WD 차량의 거동 상태에 따라 발생된 센서 신호를 입력 받아 현재 4WD 차량의 상태를 판단하는 차량 상태 판단부(100) 및 상기 4WD 차량에서 슬립(Slip)이 발생될 경우 커플링 클러치(10) 슬립량을 기준으로 출력 토크 제어를 실시하기 위해 구비된 토크 제어부(200)를 포함한다.

상기 토크 제어부(200)는 상기 4WD 차량에서 발생된 커플링 클러치(10)의 슬립량을 충격에 따라 단계별로 분류하고 이에 대한 제어를 실시한다.

일 예로 상기 토크 제어부(200)는 4WD 차량에 구비된 AWD(All wheel drive)제어기 일 수 있다.

상기 커플링 클러치(10) 슬립량은 상기 4WD차량에 구비된 전륜(3) 휠 속도 평균값과, 후륜(4) 휠 속도 평균 값의 차이에 해당되고, 상기 토크 제어부(200)는 상기 커플링 클러치(10) 슬립량이 플러스 또는 마이너스일 경우 역토크의 발생 유무를 판단하여 제어를 실시한다.

상기 4WD 차량은 전술한 저마찰 상태의 도로가 형성된 구간에서 주행이 이루어질 경우 전륜(3)과 후륜(4) 모두 슬립이 발생될 확률이 높아지게 된다.

본 실시 예는 4WD 차량이 저마찰 도로에서 슬립으로 인해 충격이 발생될 때 발진 성능을 향상시켜 충격 발생을 최소화 하고, 상기 저마찰 도로에서 신속히 탈출 가능하도록 상기 4WD 차량에 대한 제어를 실시한다.

상기 4WD차량은 엔진(2)에서 발생된 엔진 토크가 변속기를 통해 변속된 후에 PTU를 경유하여 전륜(3)으로 일부 공급되어 상기 전륜(3)이 소정의 속도로 회전되고, 프로펠러 샤프트(5)를 통해 화살표 방향으로 이동하여 커플링 클러치(10)를 통해 후륜(4)으로 이동하여 상기 후륜(4)이 소정의 속도로 회전한다.

상기 차량 상태 판단부(100)는 상기 4WD차량의 엔진 토크 신호를 판단하는 제1 판단부(110)와, 상기 4WD 차량의 변속단 상태를 판단하는 제2 판단부(120)와, 상기 4WD 차량에 탑승한 운전자의 엑셀페달 개도율을 판단하는 제3 판단부(130)와, 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에 대한 휠속도를 판단하는 제4 판단부(140)와, 상기 4WD 차량의 브레이크 조작 상태를 판단하는 제5 판단부(150)와, 상기 4WD 차량의 조향각을 판단하는 제6 판단부((160)와, 상기 4WD 차량의 요레이트(yaw rate)를 판단하는 제7 판단부(170)를 포함한다.

상기 차량 상태 판단부(100)는 상기 4WD 차량의 전후 방향 가속도를 측정하는 종가속도 센서(180)(longitudinal acceleration sensor)를 더 포함하며, 저마찰 도로일 경우 상기 종가속도 센서(180)에 의해 입력되는 입력값이 증가하게 된다.

일 예로 종가속도 센서(180)는 커플링 클러치(10)로 전달되는 충격에 비례하여 증가 또는 감소될 수 있으며, 상기 종가속도 센서(180)를 통해 입력되는 데이터 값을 비교 판단하여 4WD 차량에서의 충격 발생 정도를 판단할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법은 4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 차량의 상태에 따라 발생된 신호를 입력 받는 제1 단계(ST100)와, 상기 4WD 차량에 구비된 커플링 클러치에서 슬립이 발생될 경우 방향성을 판단하는 제2 단계(ST200) 및 상기 4WD 차량에서 발생된 슬립에 따른 충격량에 따라 토크 제어를 실시하는 제3 단계(ST300)를 포함한다.

본 실시 예는 4WD 차량이 저 마찰 도로에서 슬립이 발생될 경우 방향성을 판단하여 역방향 슬립에 해당되는지 판단한 후에 충격량에 따라 토크 제어를 실시하여 신속히 저마찰로에서 발진하도록 하여 탈출을 통해 안정적인 4WD차량의 주행을 도모하고자 한다.

이를 위해 상기 제1 단계(ST100)는 상기 4WD 차량이 저 마찰 상태의 도로를 따라 주행하는 경우에 발생되는 차량의 상태 신호가 입력되고, 상기 상태 신호는 상기 4WD차량의 엔진 토크 신호와, 상기 4WD 차량의 변속단 상태 신호와, 상기 4WD 차량에 탑승한 운전자의 엑셀페달 개도율 신호와, 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에 대한 휠 속도 신호와, 상기 4WD 차량의 브레이크 조작 상태 신호와, 상기 4WD 차량의 조향각 신호와, 상기 4WD 차량의 요레이트(yaw rate) 신호 및 상기 4WD 차량의 전후 방향 가속도를 측정하는 종가속도 센서(180)(longitudinal acceleration sensor) 신호를 포함한다.

일 예로 4WD 차량에서 휠 슬립이 발생(ST2)될 경우 슬립에 따른 토크 제어가 실시(ST4)되는데, 만약 휠 슬립이 발생되지 않을 경우에는 프리토크 상태로 차량 주행이 이루어진다. 여기서 프리 토크는 전후 하중 분배비에 의한 엔진 토크 기반으로 4WD차량이 주행 되는 경우에 해당된다.

만약 휠 슬립이 발생될 경우에는 정방향 슬립인지 역방향 슬립인지 판단(ST5)하는데, 역방향 슬립이 아닐 경우 전술한 프리 토크 상태로 주행이 이루어WL지지고(ST6), 일부분 슬립량에 따른 토크 제어가 함께 이루어질 수 있다.

상기 제2 단계(ST200)는 상기 4WD 차량에 구비된 전륜에서 후륜 방향으로 슬립이 발생되는 정방향 슬립 또는 후륜에서 전륜 방향을 향해 역방향으로 슬립이 발생되는 경우 중 어느 하나에 해당되는지 판단한다.

본 실시 예는 역방향 슬립에 해당되고, 상기 역방향 슬립일 경우 발생되는 충격을 감소시키기 위한 것이므로 이에 대해 설명한다.

상기 역방향 슬립은 상기 4WD 차량에 구비된 전륜 휠 속도 평균값 보다 상기 후륜 휠 속도 평균 값이 큰 경우에 해당되는데, 상기 후륜 휠 속도 평균값이 전륜 휠 속도 평균값 보다 클 경우 커플링 클러치에서 가도와 위치가 변경되면서 충격이 발생된다.

본 실시 예는 역방향 슬립에 따른 충격 발생이 최소화 되도록 상기 역방향 슬립에 따른 토크 제어를 실시(ST300)하되, 슬립량을 강도에 따라 분류하고(ST310), 분류된 단계에 따라 토크 제어를 실시함으로써 충격을 완화시킨다.

본 실시 예에 의한 토크 제어(ST300)는 현재 발생된 슬립량을 상기 커플링 클러치에서 제1 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제1 슬립량 분류 단계(ST312)와, 상기 커플링 클러치에서 제2 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제2 슬립량 분류 단계(ST314)와, 상기 커플링 클러치에서 제3 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제3 슬립량 분류 단계(ST316)를 더 포함한다.

상기 제1 슬립량 분류 단계(ST312)는 일 예로 역방향 슬립량이 소정의 분당 알피엠으로 프로펠러 샤프트로 전달될 수 있으며 본 실시 예에서는 일 예로 -60RPM으로 정의한다. 여기서 마이너스의 의미는 방향성을 의미하며 역방향일 경우 마이너스를 분당 회전수 앞에 표기한다.

상기 제2 슬립량 분류 단계(ST314)는 상기 후륜에서 상기 커플링 클러치를 향해 -80RPM으로 충격이 전달되는 정도를 의미한다. 또한 상기 제3 슬립량 분류 단계(ST316)는 상기 후륜에서 상기 커플링 클러치를 향해 -120RPM으로 충격이 전달되는 정도를 의미하며 제1 슬립량 분류 단계에서 제3 슬립량 분류 단계로 갈수록 커플링 클러치를 향해 전달되는 충격이 증가하게 된다.

본 실시 예는 이와 같이 커플링 클러치에 전달되는 충격량을 특정 알피엠으로 정의하여 분류하고, 각각 분류된 슬립량에 따라 최적의 토크로 제어되도록 함으로써 상기 커플링 클러치에서 발생되는 충격을 최소화 할 수 있다.

이 경우 차량에 탑승한 운전자가 느끼는 감성 품질이 향상되고, 저 마찰 도로에서 발진 성능이 향상되어 차량이 운전자가 의도하지 않은 위치로 이동하거나 추가 슬립이 발생되지 않아 안전성도 함께 향상된다.

본 실시 예에 의한 제3 단계(ST300)는 상기 4WD 차량의 전후 방향에서의 가속도를 측정하는 종가속도 측정 단계(ST302)를 더 포함한다. 상기 종가속도는 차량에서 역방향 슬립이 발생될 경우 감지되고, 전술한 슬립량을 분류하는데 중요한 데이터로 활용된다.

특히 4WD 차량에서 역방향 슬립이 발생될 경우 종가속도 데이터도 세기에 따라 분류될 수 있으며 상기 프로펠러 샤프트로 전달되는 알피엠 정보와 함께 단계별 토크 제어를 위한 데이터로 활용 가능하여 충격을 신속히 감쇠 시켜 4WD차량에 대한 토크 제어를 실시할 수 있다.

본 실시 예는 전술한 제1 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에서 슬립이 발생되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제1 토크 제어 단계(ST322)와, 상기 제2 슬립량 분류 단계(ST314)에 해당될 경우 상기 전륜과 후륜에서의 슬립 량이 점차 증가함과 동시에 전륜에서 후륜 방향으로의 정방향 슬립과, 후륜에서 전륜 방향으로의 역방향 슬립이 점차 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제2 토크 제어 단계(ST324)와, 상기 제3 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 역방향 슬립이 증가하여 충격량이 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제3 토크 제어 단계(ST326)를 포함한다.

상기 제1 토크 제어 단계(ST322)는 4WD 차량이 저 마찰 도로로 진입한 초기에 해당되거나, 상기 전륜과 후륜에서 슬립이 발생된 상태에 해당된다. 상기 제1 토크 제어는 슬립이 발생되기 이전에 토크 제어부에서 출력되는 실제 토크량의 70% 수준으로 감소시켜 토크 제어를 실시하여 발생된 충격을 신속히 감쇠 시켜 제어한다. 이 경우 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격이 시간에 따라 감쇄되어 안정화 된다.

상기 제2 토크 제어 단계(ST324)는 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격량이 제2 슬립량으로 분류될 경우 토크 제어부에서 출력되는 실제 토크량의 60% 수준으로 감소시켜 토크 제어를 실시하여 발생된 충격을 신속히 감쇠 시켜 제어한다. 이 경우 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격이 시간에 따라 감쇄되어 안정화 된다.

상기 제3 토크 제어 단계(ST326)는 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격량이 제3 슬립량으로 분류될 경우 토크 제어부에서 출력되는 토크량의 실제 50% 수준으로 감소시켜 토크 제어를 실시하여 발생된 충격을 신속히 감쇄 시켜 제어한다. 이 경우 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격이 시간에 따라 감쇄 되어 안정화 된다.

상기 제1 토크 제어 단계에서 상기 제3 토크 제어 단계로 갈수록 종가속도도 함께 증가하므로 상기 종가속도에 대한 데이터도 토크 제어를 실시하기 위해 활용되며, 상기 종가속도 데이터가 감소되는지 확인하여 현재 토크 제어가 정상적으로 이루어지는지 유무를 판단하는 정보로 활용된다.

상기 슬립량 분류 단계(ST310)는 4WD 차량에서 슬립에 따른 충격이 지속적으로 발생되는 제4 슬립량 분류 단계(ST318)을 더 포함하고, 이 경우 역방향 슬립에 따른 충격을 감쇄 시키기 위한 토크 제어가 이루어지는 제4 토크 제어 단계(ST328)를 더 포함한다.

상기 제4 토크 제어 단계(ST328)는 상기 토크 제어부에서 출력되는 실제 토크량의 30% 수준으로 감소시켜 토크 제어를 실시하여 발생된 충격을 신속히 감쇄시켜 제어한다. 이 경우 상기 커플링 클러치로 전달되는 충격이 시간에 따라 감쇄 되어 안정화 된다.

또한 전술한 바와 같이 토크 제어가 이루어지는 과정에서 운전자가 엑셀 페달 개도량을 변화시키는 데이터 정보에 해당되는 제3 판단부로부터 해당 신호가 전술한 토크 제어부(200)로 입력되고, 제2 판단부로 입력된 변속단 정보와, 차속 정보가 입력되며 입력된 정보에 따라 캘리브레이션 되어 커플링 클러치로 인가되는 실제 토크가 변화된다.

본 실시 예에 의한 4WD 차량의 토크 제어 방법에 대해 실험 그래프를 참고하여 설명한다.

첨부된 도 6은 전륜과 후륜의 휠 속도의 평균값을 시간에 따라 도시한 그래프이고, 도 7은 커플링 클러치의 슬립량이 시간에 따라 감쇄 되는 상태를 도시한 그래프이며, 도 8은 커플링 클러치의 슬립량에 따라 출력 토크량이 제어되는 상태를 도시한 그래프이고, 도 9는 토크 제어가 실시된 이후에 종가속도의 변화 상태를 도시한 그래프이다.

첨부된 도 6 내지 도 7을 참조하면, 4WD 차량이 저 마찰 도로로 진입할 경우 전륜 휠 속도 평균값 보다 후륜 휠 속도 평균값이 빨라지면서 역방향 슬립이 발생된다.

본 발명은 전술한 바와 같이 토크 제어가 실시될 경우 시간에 따라 슬립량이 감쇄하게 된다.

첨부된 도 8 내지 도 9를 참조하면, 4WD 차량에서 역방향 토크에 따른 실제 토크량 보다 감소된 상태로 토크 제어를 제한적으로 실시한다. 이 경우 전술한 바와 같이 역방향 슬립으로 인한 슬립량이 감쇠될 수 있다.

또한 종가속도는 토크 제어가 실시될 경우 증가하거나 변동폭이 차이가 감소되면서 완화되는 것을 알 수 있어 4WD차량에서 역방향 슬립으로 인한 충격을 최소화 할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10 : 커플링 클러치
100 : 차량 상태 판단부
200 : 토크 제어부
110 : 제1 판단부
120 : 제2 판단부
130 : 제3 판단부
140 : 제4 판단부
150 : 제5 판단부
160 : 제6 판단부
170 : 제7 판단부
180 : 제8 판단부

Claims

4WD 차량에 탑승한 운전자의 조작 및 이에 따른 차량의 상태에 따라 발생된 신호를 입력 받는 제1 단계(ST100);
상기 4WD 차량에 구비된 커플링 클러치에서 슬립이 발생될 경우 방향성을 판단하는 제2 단계(ST200); 및
상기 4WD 차량에서 발생된 슬립에 따른 충격량과 종가속도에 따라 토크 제어를 실시하는 제3 단계(ST300)을 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 단계(ST100)는 상기 4WD 차량이 저 마찰 상태의 도로를 따라 주행하는 경우에 발생되는 차량의 상태 신호가 입력되는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 단계(ST200)는 상기 4WD 차량에 구비된 전륜에서 후륜 방향으로 슬립이 발생되는 정방향 슬립 또는 후륜에서 전륜 방향을 향해 역방향으로 슬립이 발생되는 경우 중 어느 하나에 해당되는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 역방향 슬립은 상기 4WD 차량에 구비된 전륜 휠 속도 평균값 보다 상기 후륜 휠 속도 평균 값이 큰 경우에 해당되는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제3 단계(ST300)는 상기 4WD 차량의 전후 방향에서의 가속도를 측정하는 종가속도 측정 단계(ST302)를 더 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제3 단계(ST300)는 현재 발생된 슬립량을 강도에 따라 분류하는 슬립량 분류 단계(ST310)를 더 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제6 항에 있어서,
상기 슬립량 분류 단계(ST310)는 상기 커플링 클러치에서 제1 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제1 슬립량 분류 단계(ST312);
상기 커플링 클러치에서 제2 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제2 슬립량 분류 단계(ST314);
상기 커플링 클러치에서 제3 회전수로 슬립이 이루어질 때 발생되는 충격량을 기준으로 분류하는 제3 슬립량 분류 단계(ST316)를 더 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제7 항에 있어서,
상기 제3 단계(ST300)는 상기 제1 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 상기 4WD 차량의 전륜과 후륜에서 슬립이 발생되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제1 토크 제어 단계(ST322);
상기 제2 슬립량 분류 단계(ST314)에 해당될 경우 상기 전륜과 후륜에서의 슬립량이 점차 증가함과 동시에 전륜에서 후륜 방향으로의 정방향 슬립과, 후륜에서 전륜 방향으로의 역방향 슬립이 점차 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제2 토크 제어 단계(ST324);
상기 제3 슬립량 분류 단계(ST312)에 해당될 경우 역방향 슬립이 증가하여 충격량이 증가되는 시점으로 판단하여 토크 제어가 이루어지는 제3 토크 제어 단계(ST326)를 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제1 토크 제어 단계에서 상기 제3 토크 제어 단계로 갈수록 종가속도도 함께 증가하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제8 항에 있어서,
상기 슬립량 분류 단계(ST310)는 4WD 차량에서 슬립에 따른 충격이 지속적으로 발생되는 제4 슬립량 분류 단계(ST318)를 더 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제4 슬립량 분류 단계(ST318)는 역방향 슬립에 따른 충격을 감쇠 시키기 위한 토크 제어가 이루어지는 제4 토크 제어 단계(ST328)를 더 포함하는 4WD 차량의 토크 제어 방법.