KR102346830B1 - Vehicle driving mode control system - Google Patents

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KR102346830B1
KR102346830B1 KR1020200134448A KR20200134448A KR102346830B1 KR 102346830 B1 KR102346830 B1 KR 102346830B1 KR 1020200134448 A KR1020200134448 A KR 1020200134448A KR 20200134448 A KR20200134448 A KR 20200134448A KR 102346830 B1 KR102346830 B1 KR 102346830B1
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고동환
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Abstract

The present invention relates to a vehicle driving mode control system comprising: a high-frequency process unit which extracts and processes a high-frequency component of a vehicle wheel speed; a level determination unit which determines an off-road level of a road surface on which a vehicle drives by comparing an output signal of the high-frequency process unit with a predetermined off-road reference value; a slip ratio calculation unit which calculates a slip ratio of a vehicle wheel; a slip determination unit which determines a slip state of the road surface by comparing an output signal of the slip ratio calculation unit with a slip reference value; a road surface determination unit which determines whether the road is in an abnormal state by integrating results of the level determination unit and the slip determination unit; and a control unit which controls whether to operate 4WD according to a vehicle speed by integrating an input state of a driving mode switch of a driver and a road surface state determination result of the road surface determination unit. The vehicle driving mode control system allows the vehicle to determine the road surface state without adding an expensive sensor and to automatically select an appropriate driving mode, and therefore, fuel efficiency is improved, driving stability is reinforced, and durability of the vehicle is improved.

Description

차량의 주행모드 제어 시스템{VEHICLE DRIVING MODE CONTROL SYSTEM}Vehicle driving mode control system {VEHICLE DRIVING MODE CONTROL SYSTEM}

본 발명은 차량이 주행 중인 노면의 상태에 따라 차량의 주행모드를 제어하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a technology for controlling a driving mode of a vehicle according to a state of a road surface on which the vehicle is traveling.

동일 모델의 차량을 기준으로 2WD(2 Wheel Drive) 차량은 4WD(4 Wheel Drive) 차량에 비해 연비가 우수하다.Based on the vehicle of the same model, 2WD (2 Wheel Drive) vehicles have better fuel efficiency than 4WD (4 Wheel Drive) vehicles.

도로의 주행 상황에 따라 차량이 자체적으로 또는 운전자의 요구에 따라 2WD와 4WD 사이를 전환할 수 있도록 하면, 차량의 주행 성능을 도로 조건에 최적화시키면서도 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.By allowing the vehicle to switch between 2WD and 4WD on its own or according to the driver's needs according to the driving conditions on the road, the vehicle's driving performance can be optimized to the road conditions while improving the vehicle's fuel economy.

상기와 같이 도로의 주행 상황에 따라 자동적으로 운전모드를 전환할 수 있도록 하기 위해서는 도로의 노면 상태를 파악하기 위한 고가의 센서 등이 요구된다.As described above, in order to automatically switch the driving mode according to the driving condition of the road, an expensive sensor for detecting the road surface condition of the road is required.

또한, 운전자의 잘못된 운전모드 선택은 차량의 연비를 저하시키고, 차량의 파워트레인에 과부하를 유발하여, 차량의 내구성이 저하될 수 있다. In addition, the wrong driving mode selection by the driver may lower the fuel efficiency of the vehicle and cause an overload in the powertrain of the vehicle, thereby reducing the durability of the vehicle.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background technology of the present invention are only for enhancing the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art. will be

KR 1020150057742 AKR 1020150057742 A

본 발명은 고가의 센서를 차량에 추가하지 않고도 차량이 주행 중인 도로의 노면 상태를 판단할 수 있도록 하여, 차량의 주행 상황에 적합한 주행모드를 자동적으로 선택할 수 있도록 함으로써, 노면 환경에 따른 적절한 주행모드 수행으로 차량의 연비를 향상시키고, 주행 안정성을 강화하며, 운전자의 운전모드 오설정에 따른 파워트레인의 과부하를 방지하여, 차량의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 주행모드 제어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention makes it possible to determine the road surface condition of the road on which the vehicle is traveling without adding an expensive sensor to the vehicle, thereby automatically selecting a driving mode suitable for the driving situation of the vehicle, thereby providing an appropriate driving mode according to the road surface environment. By providing a vehicle driving mode control system that improves the fuel efficiency of the vehicle, strengthens driving stability, and prevents powertrain overload due to the driver's misconfiguration of the driving mode, thereby improving the durability of the vehicle. There is a purpose.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 주행모드 제어 시스템은, A driving mode control system for a vehicle of the present invention for achieving the above object,

차륜 휠속도의 고주파 성분을 추출하여 가공하는 고주파처리부;a high-frequency processing unit that extracts and processes high-frequency components of wheel speed;

상기 고주파처리부의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부;a level determination unit that compares the output signal of the high frequency processing unit with a predetermined off-road reference value to determine an off-road level of the road on which the vehicle is traveling;

차륜의 슬립비를 산출하는 슬립비연산부;a slip ratio calculating unit for calculating a slip ratio of the wheel;

상기 슬립비연산부의 출력 신호를 슬립 기준값과 비교하여, 상기 노면의 미끄럼 상태를 판단하는 슬립판단부;a slip determination unit which compares the output signal of the slip ratio calculation unit with a slip reference value to determine the slip state of the road surface;

상기 레벨판단부와 슬립판단부의 결과를 종합하여 도로가 비정상 상태인지의 여부를 판단하는 노면판단부;a road surface determination unit synthesizing the results of the level determination unit and the slip determination unit to determine whether the road is in an abnormal state;

운전자의 운전모드 스위치 입력상태와 상기 노면판단부의 노면 상태 판단 결과를 종합하여, 차속에 따라 4WD 작동 여부를 제어하는 제어부;a controller for controlling whether 4WD is operated according to vehicle speed by synthesizing the driver's driving mode switch input state and the road surface state determination result of the road surface determination unit;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a.

상기 고주파처리부는The high frequency processing unit

휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고;After taking the absolute value of the signal obtained by passing the wheel speed through the high-pass filter, the amount of change over time is calculated;

상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며;processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals;

상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고;processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function;

상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성될 수 있다.It may be configured to output the number of times of inversion per unit time of the signal passing through the Signum function as an output signal.

상기 레벨판단부에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며;the off-road reference value used by the level determining unit includes a first reference value that is a frequency according to vehicle speed and a second reference value added to the first reference value;

상기 레벨판단부는 상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고;when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit determines the off-road level of the road surface as a first level;

상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성될 수 있다.When the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, the off-road level of the road surface may be determined as the second level.

상기 슬립비연산부는 차륜의 휠속도와 차속의 차이를 차속으로 나누어 상기 슬립비를 산출하며, 상기 차속이 소정의 기준저속 미만인 경우에는 상기 기준저속을 차속으로 하여 해당 차륜의 슬립비를 산출하도록 구성될 수 있다.The slip ratio calculator calculates the slip ratio by dividing the difference between the wheel speed and the vehicle speed of the wheel by the vehicle speed. can be

상기 노면판단부는 상기 레벨판단부에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상이거나, 상기 슬립판단부에서 상기 슬립비연산부의 출력 신호가 상기 슬립 기준값보다 커서 노면이 미끄러운 상태로 판단되면, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.When the road surface determination unit determines that the off-road level of the road surface determined by the level determination unit is equal to or higher than the first level, or the slip ratio calculation unit has an output signal of the slip ratio calculation unit greater than the slip reference value, and the road surface is in a slippery state, and may be configured to determine an abnormal state.

상기 노면판단부는 상기 레벨판단부에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상인 경우, 소정 시간으로 정해진 제1타임윈도우 동안 상기 오프로드 레벨의 평균값이 소정의 레벨평균기준값 이상이고;when the off-road level of the road determined by the level determination unit is equal to or greater than the first level, the average value of the off-road level during a first time window determined for a predetermined time is equal to or greater than a predetermined level average reference value;

소정 시간으로 정해진 제2타임윈도우 동안, 상기 슬립판단부에서 노면이 미끄러운 상태로 판단된 비율이 소정의 미끄럼평균기준값 이상인 경우, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.During the second time window set for a predetermined time, when the ratio at which the slip determining unit determines that the road surface is in a slippery state is equal to or greater than a predetermined slip average reference value, it may be configured to determine that the road is in an abnormal state.

상기 제어부는 the control unit

상기 노면판단부에서 노면이 정상 상태인 것으로 판단되는 경우,When it is determined by the road surface determination unit that the road surface is in a normal state,

운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제1기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하고;When the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD, when the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined first reference vehicle speed, the 4WD operation is stopped and the vehicle is controlled to drive in 2WD;

운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제1기준차속보다 높은 소정의 제2기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하며;when the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined second reference vehicle speed higher than the first reference vehicle speed, the 4WD operation is stopped and the vehicle is driven in 2WD;

상기 노면판단부에서 노면이 비정상 상태인 것으로 판단되는 경우,When the road surface determination unit determines that the road surface is in an abnormal state,

운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제3기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하고;when the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD, when the vehicle speed is less than or equal to a predetermined third reference vehicle speed, control to drive in 4WD;

운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제3기준차속보다 높은 소정의 제4기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하도록 구성될 수 있다.When the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed is less than or equal to a predetermined fourth reference vehicle speed higher than the third reference vehicle speed, it may be configured to control the vehicle to drive in 4WD.

한편, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 오프로드 레벨 판단 장치는, On the other hand, the off-road level determination device of the present invention vehicle for achieving the above object,

휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고; 상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며; 상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고; 상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성된 고주파처리부와;After taking the absolute value of the signal obtained by passing the wheel speed through the high-pass filter, the amount of change over time is calculated; processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals; processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function; a high frequency processing unit configured to output as an output signal the number of inversions per unit time of the signal passing through the Signum function;

상기 고주파처리부의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부;a level determination unit that compares the output signal of the high frequency processing unit with a predetermined off-road reference value to determine an off-road level of the road on which the vehicle is traveling;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a.

상기 레벨판단부에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며;the off-road reference value used by the level determining unit includes a first reference value that is a frequency according to vehicle speed and a second reference value added to the first reference value;

상기 레벨판단부는 상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고;when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit determines the off-road level of the road surface as a first level;

상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성될 수 있다.When the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, the off-road level of the road surface may be determined as the second level.

본 발명은 고가의 센서를 차량에 추가하지 않고도 차량이 주행 중인 도로의 노면 상태를 판단할 수 있도록 하여, 차량의 주행 상황에 적합한 주행모드를 자동적으로 선택할 수 있도록 함으로써, 노면 환경에 따른 적절한 주행모드 수행으로 차량의 연비를 향상시키고, 주행 안정성을 강화하며, 운전자의 운전모드 오설정에 따른 파워트레인의 과부하를 방지하여, 차량의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.The present invention makes it possible to determine the road surface condition of the road on which the vehicle is traveling without adding an expensive sensor to the vehicle, thereby automatically selecting a driving mode suitable for the driving situation of the vehicle, thereby providing an appropriate driving mode according to the road surface environment. It improves the fuel efficiency of the vehicle, enhances driving stability, and prevents the powertrain from overloading due to the driver's misconfiguration of the driving mode, thereby improving the durability of the vehicle.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 주행모드 제어 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 도로 상태 판단 예를 설명한 도면,
도 3은 도 1의 제어부 작동을 구체적으로 예시한 다이어그램이다.
1 is a configuration diagram of a vehicle driving mode control system according to the present invention;
2 is a view for explaining an example of determining a road condition according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram specifically illustrating the operation of the control unit of FIG. 1 .

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in the present specification or application are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as being limited to the embodiments described in the present specification or application.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiment according to the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention with respect to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another element, for example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be called a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers. , it should be understood that it does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present specification, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1을 참조하면, 본 발명 차량의 주행모드 제어 시스템의 실시예는, 차륜 휠속도의 고주파 성분을 추출하여 가공하는 고주파처리부(1); 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부(3); 차륜의 슬립비를 산출하는 슬립비연산부(5); 상기 슬립비연산부(5)의 출력 신호를 슬립 기준값과 비교하여, 상기 노면의 미끄럼 상태를 판단하는 슬립판단부(7); 상기 레벨판단부(3)와 슬립판단부(7)의 결과를 종합하여 도로가 비정상 상태인지의 여부를 판단하는 노면판단부(9); 운전자의 운전모드 스위치 입력상태와 상기 노면판단부(9)의 노면 상태 판단 결과를 종합하여, 차속에 따라 4WD 작동 여부를 제어하는 제어부(11)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , an embodiment of a driving mode control system for a vehicle according to the present invention includes: a high frequency processing unit 1 for extracting and processing high frequency components of wheel speed; a level determination unit (3) which compares the output signal of the high frequency processing unit (1) with a predetermined off-road reference value to determine an off-road level of the road on which the vehicle is traveling; a slip ratio calculating unit 5 for calculating the slip ratio of the wheel; a slip determination unit 7 which compares the output signal of the slip ratio calculation unit 5 with a slip reference value to determine the slip state of the road surface; a road surface determination unit 9 for synthesizing the results of the level determination unit 3 and the slip determination unit 7 to determine whether the road is in an abnormal state; The control unit 11 is configured to control whether 4WD is operated according to the vehicle speed by synthesizing the driver's driving mode switch input state and the road surface condition determination result of the road surface determination unit 9 .

즉, 본 발명은 차량의 휠속도센서에서 제공하는 휠속도를 처리하여 노면의 울퉁불퉁한 정도를 나타내는 오프로드 레벨을 판단하고, 차륜의 슬립비로부터 노면의 미끄럼 상태를 판단하여, 상기 노면판단부(9)에서 노면의 오프로드 레벨과 미끄럼 상태를 종합적으로 고려하여 도로가 정상적인 고속주행이 가능한 포장도로 상태(On-Road 상태)로 볼 수 있는지, 그렇지 않은 비정상적인 상태인지를 판단하고, 그에 따라 상기 제어부(11)로 4WD 작동 여부를 제어함으로써, 차량이 주행 중인 노면 상태를 추가적인 고가의 센서 없이 정확하게 판단하고, 그에 따라 차량을 제어하도록 함으로써, 차량의 연비와 주행 안정성을 향상시키고, 운전자의 운전모드 오설정에 따른 파워트레인의 과부하를 방지하여, 차량의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.That is, the present invention processes the wheel speed provided by the wheel speed sensor of the vehicle to determine the off-road level indicating the roughness of the road surface, and determines the slip state of the road surface from the slip ratio of the wheel, and the road surface determination unit ( In 9), it is determined whether the road can be viewed as a paved road state (on-road state) capable of normal high-speed driving by comprehensively considering the off-road level and the slip state of the road surface in 9) or whether it is not an abnormal state, and accordingly, the control unit By controlling whether 4WD is operated with (11), the road surface condition on which the vehicle is traveling is accurately determined without an additional expensive sensor, and the vehicle is controlled accordingly, thereby improving fuel efficiency and driving stability of the vehicle, and the driver's driving mode error This is to improve the durability of the vehicle by preventing the overload of the powertrain according to the setting.

참고로, 여기서 상기 오프로드(Off-Road)는 비포장 도로 등과 같이 차량의 구동력을 적절히 확보하기 위해서는 4개의 구동륜에서 모두 구동력을 발생시키는 4WD 작동이 2WD 작동 보다 더 바람직한 도로를 의미하는 것으로서, 그 레벨이 높아질수록 도로의 울퉁불퉁한 정도가 더 심해지는 것을 의미하고, 온로드(On-Road)는 상기 오프로드의 상대적인 개념으로서, 상술한 바와 같이 정상적인 포장 도로로서, 차량의 고속 주행이 가능하여 2WD 작동으로 차량의 연비 향상에 주력할 수 있는 도로를 의미한다.For reference, here, the off-road refers to a road in which 4WD operation in which driving force is generated from all four driving wheels is more preferable than 2WD operation in order to properly secure the driving force of the vehicle, such as on an unpaved road, and the level The higher the value, the more severe the bumpiness of the road. On-road is a relative concept of off-road. As described above, it is a normal paved road, and 2WD operation is possible because high-speed driving of the vehicle is possible. This means a road that can focus on improving the fuel efficiency of vehicles.

상기 고주파처리부(1)는 휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고; 상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며; 상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고; 상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성된다.The high-frequency processing unit 1 takes the absolute value of the signal obtained by passing the wheel speed through the high-pass filter, and then calculates the amount of change over time; processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals; processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function; It is configured to output the number of times of inversion per unit time of the signal passing through the Signum function as an output signal.

예컨대, 휠속도센서에서 측정된 휠속도 신호를 하이패스필터로 통과시켜 얻어진 시간의 흐름에 따른 일련의 신호를 ws(n-2), ws(n-1), ws(n)?? 와 같다고 하면, 위 신호의 시간의 흐름에 따른 변화량들 ws_d1=[|ws(n-2)|-|ws(n-1)|], ws_d2=[|ws(n)|-|ws(n-1)|]?? 을 산출하고, 이들을 상기 데드존필터로 처리하여, 소정 수준 이하의 신호를 제거하도록 한다.For example, a series of signals according to the passage of time obtained by passing the wheel speed signal measured by the wheel speed sensor through the high-pass filter are combined with ws(n-2), ws(n-1), ws(n)?? If equal to, the changes over time of the above signal ws_d1=[|ws(n-2)|-|ws(n-1)|], ws_d2=[|ws(n)|-|ws(n) -1)|]?? , and processing them with the dead zone filter to remove a signal below a predetermined level.

즉, 상기 데드존필터는 상기 신호의 변화량 크기가 정해진 어떤 값 이하인 경우에는 제거하고, 그 보다 큰 경우에만 통과시켜서, 각종 노이즈에 의한 영향을 배제할 수 있도록 하는 것이다.That is, the dead zone filter removes the signal when the amount of change is less than or equal to a predetermined value, and passes it only when it is larger than that, so that the influence of various noises can be excluded.

따라서, 상기 데드존필터는 상기와 같은 취지에 따라 노이즈 제거에 적절하면서도, 노면의 오프로드 레벨을 판단하기 위해 필요한 신호는 충분히 잔존시킬 수 있는 수준으로 다수의 실험 및 해석에 의해 설계되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the dead zone filter be designed by a number of experiments and analysis to a level that is suitable for noise removal according to the above purpose, while sufficiently remaining a signal necessary to determine the off-road level of the road surface. .

상기 데드존필터를 통과한 신호는 상기 Signum 함수로 처리되는데, 상기 Signum 함수는 x에 대해,The signal passing through the dead zone filter is processed by the Signum function, wherein the Signum function is for x,

Figure 112020109736316-pat00001
Figure 112020109736316-pat00001

와 같이 정의되므로, 상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하면, 1, 0, -1 중 하나의 값을 가지게 되며, 이들 값들의 시간에 따른 일련의 배열에서, 단위 시간인 1초 동안 1→-1 또는 -1→1과 같이 반전되는 회수를 카운트하여 얻어지는 값을 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호로 하는 것이며, 이 신호는 결국 주파수로 볼 수 있는 것이다. Therefore, when the signal passing through the dead zone filter is processed with the Signum function, it has one of 1, 0, -1, and in a series of time-dependent arrays of these values, the unit time is 1 second A value obtained by counting the number of times of inversion such as 1→-1 or -1→1 during the period is used as the output signal of the high frequency processing unit 1, and this signal can be viewed as a frequency.

상기와 같은 고주파처리부(1)의 신호 처리는 메모리 사용량 및 연산 데이터를 줄여서, 비교적 낮은 사양의 하드웨어를 이용하면서도 실시간으로 주파수 분석이 가능하도록 하는 장점을 얻을 수 있도록 한다.The signal processing of the high frequency processing unit 1 as described above reduces memory usage and calculation data, so that it is possible to obtain the advantage of enabling frequency analysis in real time while using hardware of a relatively low specification.

한편, 상기 레벨판단부(3)에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며; 상기 레벨판단부(3)는 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고; 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성된다.On the other hand, the off-road reference value used by the level determining unit 3 is composed of a first reference value that is a frequency according to vehicle speed, and a second reference value added to the first reference value; When the output signal of the high frequency processing unit 1 is greater than or equal to the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit 3 determines the off-road level of the road surface as the first level do; If the output signal of the high frequency processing unit 1 is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, the off-road level of the road surface is determined as the second level.

즉, 상기 제1기준값은 차속에 따라 맵의 형태로 다수의 값이 정해져서, 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호가 현재의 차속에 따라 결정된 상기 제1기준값 이상이면 기본적으로 노면이 오프로드 상태인 것으로 판단하도록 된 것이다.That is, the first reference value has a plurality of values determined in the form of a map according to the vehicle speed, and when the output signal of the high frequency processing unit 1 is greater than or equal to the first reference value determined according to the current vehicle speed, the road surface is basically in an off-road state. to be judged as

상기 제2기준값은 일정한 상수값 또는 차속에 연동하는 값 등으로 정해져서, 상기 제1기준값에 더해짐에 의해, 더 심한 오프로드 상태를 판정할 수 있도록 하기 위한 것이다.The second reference value is determined as a constant constant value or a value linked to vehicle speed, and is added to the first reference value to determine a more severe off-road condition.

따라서, 상기 제1기준값과 제2기준값은 상기한 바와 같은 취지에 따라, 다양한 차속에서 해당 차량에 대한 다수의 주행 시험 및 해석에 의해 통계적으로 결정될 수 있을 것이다.Accordingly, the first reference value and the second reference value may be statistically determined by a plurality of driving tests and analysis for the corresponding vehicle at various vehicle speeds in accordance with the purpose as described above.

상기 슬립비연산부(5)는 차륜의 휠속도와 차속의 차이를 차속으로 나누어 상기 슬립비를 산출하며, 상기 차속이 소정의 기준저속 미만인 경우에는 상기 기준저속을 차속으로 하여 해당 차륜의 슬립비를 산출하도록 구성된다.The slip ratio calculating unit 5 calculates the slip ratio by dividing the difference between the wheel speed and the vehicle speed of the wheel by the vehicle speed. is configured to yield.

참고로, 상기 고주파처리부(1)와 레벨판단부(3)에서는 구동륜 및 비구동륜의 휠속도를 모두 처리하거나, 상기 구동륜의 휠속도만을 처리하도록 할 수 있을 것이며, 상기 슬립비연산부(5) 및 슬립판단부(7)에서는 주로 구동륜의 슬립비를 산출하여 처리하도록 하는 것이 바람직할 것이다.For reference, the high frequency processing unit 1 and the level determining unit 3 may process both the wheel speeds of the driving wheels and the non-driven wheels, or process only the wheel speeds of the driving wheels, and the slip ratio calculation unit 5 and In the slip determination unit 7, it may be preferable to mainly calculate and process the slip ratio of the driving wheels.

상기 슬립비는 다음 수식,The slip ratio is represented by the following formula,

Figure 112020109736316-pat00002
Figure 112020109736316-pat00002

을 이용하여 산출할 수 있으며, 여기서, 상기 차속은 구동륜들의 휠속도로 산출된 차속의 평균값을 사용하거나, 변속기 출력축의 차속센서 신호로부터 산출된 차속 등과 같이 가급적 실제 차속에 더 근접한 것을 사용하도록 하는 것이 바람직할 것이다.In this case, the vehicle speed may be calculated using the average value of the vehicle speed calculated from the wheel speed of the driving wheels, or a vehicle speed calculated from the vehicle speed sensor signal of the output shaft of the transmission. It would be desirable

여기서, 상기 차속이 너무 낮아서, 0km/h를 사용하게 되는 경우에는, 상기 슬립비의 계산이 불가능해지므로, 상기한 바와 같이 상기 기준저속(예컨대, 3km/h) 미만인 경우에는, 차속을 상기 기준저속으로 정해진 3km/h로 사용하도록 함으로써, 상기 슬립비의 산출이 언제나 가능하도록 한다.Here, when the vehicle speed is too low and 0 km/h is used, the calculation of the slip ratio becomes impossible. By setting the vehicle to be used at a low speed of 3 km/h, it is possible to always calculate the slip ratio.

상기 슬립판단부(7)에서는 상기 슬립비연산부(5)의 출력 신호를 소정의 슬립 기준값과 비교함에 의해 노면의 미끄럼 상태를 판단하는 바, 상기 슬립 기준값은 구동륜이 적절히 구동력을 노면에 작용할 수 없는 빙판길, 눈길, 모래길 등과 같은 노면을 정상적인 구동력 전달이 가능한 포장도로와 구분할 수 있는 수준으로 설정될 수 있을 것이다.The slip determination unit 7 determines the slip state of the road surface by comparing the output signal of the slip ratio calculation unit 5 with a predetermined slip reference value. It may be set at a level that can distinguish road surfaces such as icy roads, snowy roads, and sandy roads from paved roads that can transmit normal driving force.

상기 노면판단부(9)는 상기 레벨판단부(3)에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상이거나, 상기 슬립판단부(7)에서 상기 슬립비연산부(5)의 출력 신호가 상기 슬립 기준값보다 커서 노면이 미끄러운 상태로 판단되면, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성된다.The road surface determination unit 9 determines that the off-road level of the road surface determined by the level determination unit 3 is equal to or greater than the first level, or the slip ratio calculation unit 5 outputs the slip signal from the slip determination unit 7 . When it is determined that the road surface is in a slippery state because it is larger than the reference value, it is configured to determine that the road is in an abnormal state.

예컨대, 다음 표 1와 같은 판단이 가능할 것이다.For example, the determination as shown in Table 1 below will be possible.

오프로드 레벨 ≥ 1Off-road level ≥ 1 TT TT TT TT FF FF FF FF 좌측 구동륜 슬립비 ≥ 슬립 기준값Left drive wheel slip ratio ≥ slip reference value FF TT FF TT FF TT FF TT 우측 구동륜 슬립비 ≥ 슬립 기준값Right drive wheel slip ratio ≥ slip reference value FF FF TT TT FF FF TT TT 도로 비정상 상태road abnormal condition TT TT TT TT FF TT TT TT

참고로, 상기 표 1에서 T(True)는 해당 항목의 조건이 만족한다 또는 그 상태에 해당한다는 의미이고, F(False)는 그 반대 의미로서, 위 표에서 오프로드 레벨이 1 이상이 아니고, 좌측 및 우측 구동륜의 슬립비가 모두 슬립 기준값 미만인 경우에만, 도로 비정상 상태가 F로서, 도로가 정상적인 온로드 상태임을 나타내는 것이다.상기 노면판단부(9)는 상기 레벨판단부(3)에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상인 경우, 소정 시간으로 정해진 제1타임윈도우 동안 상기 오프로드 레벨의 평균값이 소정의 레벨평균기준값 이상이고, 소정 시간으로 정해진 제2타임윈도우 동안, 상기 슬립판단부(7)에서 노면이 미끄러운 상태로 판단된 비율이 소정의 미끄럼평균기준값 이상인 경우, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.For reference, in Table 1, T (True) means that the condition of the corresponding item is satisfied or corresponds to that state, and F (False) has the opposite meaning. In the table above, the offload level is not 1 or more, Only when the slip ratios of the left and right driving wheels are both less than the slip reference value, the abnormal road condition is F, indicating that the road is in a normal on-road condition. When the offload level is equal to or greater than the first level, the average value of the offload level during the first time window determined by the predetermined time is equal to or greater than the predetermined level average reference value, and during the second time window determined by the predetermined time, the slip determination unit 7 ), when the ratio determined that the road surface is in a slippery state is equal to or greater than a predetermined sliding average reference value, it may be configured to determine that the road is in an abnormal state.

이는 노이즈에 의한 오판정 가능성을 저감하기 위한 것으로서, 예컨대 상기 제1타임윈도우가 2초로 설정된 경우, 상기 노면판단부(9)는 계속적으로 현재 시점으로부터 2초 전 시점까지 동안에 판단된 오프로드 레벨의 평균값을 산출하고, 이를 상기 레벨평균기준값에 비교하는 것이다.This is to reduce the possibility of erroneous determination due to noise. For example, when the first time window is set to 2 seconds, the road surface determination unit 9 continuously adjusts the off-road level determined from the current time to 2 seconds before. The average value is calculated and compared to the level average reference value.

예컨대, 상기 제1타임윈도우 동안 차량이 실제 오프로드를 주행하고 있다면, 상기 제1타임윈도우 동안 다수 회 판단되는 상기 오프로드 레벨은 대체로 1 이상으로 판단되어, 그 평균값은 적어도 0.8 이상이 될 것이므로, 상기 레벨평균기준값을 예컨대 0.8로 설정하여, 이와 비교함에 의해 노이즈에 의한 오판정의 가능성을 배제하면서, 비교적 정확하게 노면의 오프로드 상태를 판단할 수 있는 것이다.For example, if the vehicle is actually driving off-road during the first time window, the off-road level determined a plurality of times during the first time window is generally determined to be 1 or more, and the average value thereof will be at least 0.8 or more, The level average reference value is set to, for example, 0.8 and compared thereto, thereby excluding the possibility of erroneous determination due to noise, and determining the off-road state of the road surface relatively accurately.

따라서, 상기 제1타임윈도우와 레벨평균기준값은 상기한 바와 같은 취지에 따라 노이즈를 제거하고 정확하고 안정된 노면의 오프로드 상태 파악에 적절한 수준으로, 다수의 실험 및 해석에 의해 결정될 수 있을 것이다.Accordingly, the first time window and the level average reference value are appropriate for removing noise and accurately and stably grasping the off-road condition of the road surface in accordance with the purpose as described above, and may be determined by a number of experiments and analysis.

상기 제2타임윈도우와 미끄럼평균기준값도 상기한 바와 같은 동일한 원리에 의한 것으로서, 마찬가지로, 노면의 미끄럼 상태에 대하여 노이즈를 배제하면서, 정확하고 안정된 판단이 가능하도록 하는 수준으로 다수의 실험 및 해석에 의해 적절히 결정될 수 있는 것이다.The second time window and the sliding average reference value are also based on the same principle as described above, and similarly, it is a level that enables accurate and stable judgment while excluding noise on the slip condition of the road surface. can be appropriately determined.

또한, 상기 노면판단부(9)는 상기 오프로드 상태 및 미끄럼 상태를 종합하여 판단한, 도로 비정상 상태에 대하여, 소정의 제3타임윈도우를 설정하고, 그 동안의 평균적인 값을 소정의 종합평균기준값에 비교하여, 도로의 비정상 상태에 대한 판단의 정확성과 안정성을 확보하도록 할 수도 있을 것이다.In addition, the road surface determination unit 9 sets a predetermined third time window for the abnormal road condition, which is determined by combining the off-road condition and the slip condition, and sets the average value during that time as a predetermined comprehensive average reference value. In comparison, it may be possible to secure the accuracy and stability of judgment on the abnormal condition of the road.

예컨대, 상기 표에서, 도로가 비정상 상태인 경우를 나타내는 T의 상태를 1로 대체하고, 도로가 정상인 상태를 나타내는 F를 0로 대체하여, 상기 제3타임윈도우(예컨대 3초) 동안, 상기 도로의 비정상 상태에 대한 평균을 구하면, 도로가 실제로 비정상 상태인 경우, 그 평균값은 대체로 0.8~1의 범위에 속할 것이고, 도로가 실제로는 정상 상태인 경우, 그 평균값은 대체로 0~0.3의 범위에 속할 것이므로, 상기 종합평균기준값을 예컨대 0.7로 설정하여, 상기 제3타임윈도우 동안 판단된 상기 도로 비정상 상태에 대한 평균값을 비교하면, 전체적으로 노이즈에 의한 오판단을 배제하고, 비교적 안정되고 정확한 판단이 가능할 것이다.For example, in the table, the state of T indicating the case where the road is in an abnormal state is replaced by 1, and F indicating the state in which the road is normal is replaced by 0, and during the third time window (eg, 3 seconds), the road If the average of the abnormal state of Therefore, if the overall average reference value is set to, for example, 0.7 and the average value for the road abnormal state determined during the third time window is compared, erroneous judgment due to noise is excluded as a whole, and a relatively stable and accurate judgment will be possible. .

참고로, 도 2는 상기한 바와 같은 본 발명에 따라, 전륜 좌우 휠이 구동륜인 경우에 대해, 도로의 비정상 상태를 판단하는 예를 간단히 설명한 것이다.For reference, FIG. 2 is a simplified description of an example of determining an abnormal state of a road when the left and right front wheels are the driving wheels according to the present invention as described above.

도 3을 참조하면, 상기 제어부(11)는 상기 노면판단부(9)에서 노면이 정상 상태인 것으로 판단되는 경우, 운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제1기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하고; 운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제1기준차속보다 높은 소정의 제2기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하도록 구성된다.Referring to FIG. 3 , when the road surface determination unit 9 determines that the road surface is in a normal state, the controller 11 determines that the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD, and the vehicle speed is higher than or equal to a predetermined first reference vehicle speed. When this occurs, it stops 4WD operation and controls to drive in 2WD; When the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined second reference vehicle speed higher than the first reference vehicle speed, the 4WD operation is stopped and the vehicle is controlled to drive in 2WD.

여기서, 상기 운전자가 선택하는 상기 운전모드 스위치는 포장 도로의 정상 고속 주행을 의도하는 ON_ROAD와, 오프로드 또는 미끄러운 비정상적인 도로의 주행을 의도하는 OFF_ROAD를 선택할 수 있도록 된 경우를 상정하고 있다.Here, it is assumed that the driving mode switch selected by the driver can select ON_ROAD intended for normal high-speed driving on a paved road and OFF_ROAD intended for driving on an off-road or slippery abnormal road.

상기 노면판단부(9)가 노면이 정상 상태인 것으로 판단하고 있는 상태에서, 운전자가 상기 운전모드 스위치를 ON_ROAD로 선택한 경우, 차속이 상기 제1기준차속(예컨대 30km/h) 이상이 되면, 이전에 4WD 작동 중이었다면, 4WD 작동을 중지하고, 2WD 작동으로 전환하여, 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.When the driver selects the driving mode switch to ON_ROAD in a state in which the road surface determination unit 9 determines that the road surface is in a normal state, when the vehicle speed is greater than or equal to the first reference vehicle speed (eg 30 km/h), the previous If 4WD was in operation, the 4WD operation is stopped and switched to 2WD operation, so that the vehicle's fuel economy can be improved.

또한, 상기 노면판단부(9)가 노면이 정상 상태인 것으로 판단하고 있는 상태에서, 운전자가 상기 운전모드 스위치를 OFF_ROAD로 선택한 경우라도, 차속이 상기 제2기준차속(예컨대 50km/h) 이상이 되면, 운전자가 차량을 차속 50km/h 이상으로 주행시킨다는 것은 도로의 상태가 차량의 고속 주행이 안전하게 이루어질 수 있는 On-Road 상태로 판단할 수 있으므로, 운전자의 운전모드 스위치 선택이 잘못된 상태라고 간주하여, 4WD 작동을 중지하고, 2WD 상태로 주행하도록 전환하여, 차량의 연비 향상에 기여할 수 있도록 하는 것이다.Also, in a state in which the road surface determination unit 9 determines that the road surface is in a normal state, even when the driver selects the driving mode switch to OFF_ROAD, the vehicle speed is greater than or equal to the second reference vehicle speed (eg, 50 km/h) If the driver drives the vehicle at a vehicle speed of 50 km/h or higher, it can be determined that the road condition is an On-Road condition in which the vehicle can safely travel at high speed. , to stop the 4WD operation and switch to driving in the 2WD state, thereby contributing to the improvement of fuel efficiency of the vehicle.

또한, 상기 제어부(11)는 상기 노면판단부(9)에서 노면이 비정상 상태인 것으로 판단되는 경우, 운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제3기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하고; 운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제3기준차속보다 높은 소정의 제4기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하도록 구성된다.In addition, when the road surface determination unit 9 determines that the road surface is in an abnormal state, the controller 11 determines that the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD. control to drive; When the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed becomes less than or equal to a predetermined fourth reference vehicle speed higher than the third reference vehicle speed, it is configured to control the vehicle to drive in 4WD.

즉, 노면이 비정상 상태인 것으로 판단된 상황인데, 운전모드 스위치가 ON_ROAD로 선택되어 있다면, 운전자의 실수로 판단하고, 차속이 상기 제3기준차속(예컨대, 30km/h) 이하가 되면, 상기 제어부(11)는 4WD 작동 상태로 전환하여, 차량의 안정된 주행이 가능하도록 하는 것이다.That is, if it is determined that the road surface is in an abnormal state and the driving mode switch is set to ON_ROAD, it is determined by the driver's mistake, and when the vehicle speed is less than or equal to the third reference vehicle speed (eg, 30 km/h), the control unit (11) is to switch to the 4WD operating state to enable stable driving of the vehicle.

또한, 노면이 비정상 상태인 것으로 판단된 상황에서 운전모드 스위치가 OFF_ROAD로 설정되어 있다면, 차속이 상기 제4기준차속(예컨대, 50km/h) 이하인 영역에서는 4WD를 작동시키도록 하고, 반대로 차속이 상기 제4기준차속을 초과하는 영역에서는 2WD로 작동되도록 하는 것이다.In addition, if the driving mode switch is set to OFF_ROAD in a situation where it is determined that the road surface is abnormal, 4WD is operated in an area where the vehicle speed is less than or equal to the fourth reference vehicle speed (eg, 50 km/h). In an area exceeding the fourth reference vehicle speed, it is operated in 2WD.

이는 운전자가 차량을 차속 50km/h 이상으로 주행시킨다는 것은 도로의 상태가 차량의 고속 주행이 안전하게 이루어질 수 있는 On-Road 상태로 판단할 수 있기 때문이다.This is because, when the driver drives the vehicle at a vehicle speed of 50 km/h or higher, the road condition can be determined as an on-road condition in which high-speed driving of the vehicle can be performed safely.

한편, 본 발명에 따른 차량의 오프로드 레벨 판단 장치는, 휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고; 상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며; 상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고; 상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성된 고주파처리부(1)와; 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부(3)를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the apparatus for determining an off-road level of a vehicle according to the present invention calculates an amount of change over time after taking an absolute value of a signal obtained by passing a wheel speed through a high-pass filter; processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals; processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function; a high-frequency processing unit (1) configured to output as an output signal the number of times of inversion per unit time of the signal passing through the Signum function; The high frequency processing unit 1 may be configured to include a level determination unit 3 that compares the output signal with a predetermined off-road reference value to determine the off-road level of the road on which the vehicle is traveling.

또한, 상기 레벨판단부(3)에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며; 상기 레벨판단부(3)는 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고; 상기 고주파처리부(1)의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성될 수 있다.In addition, the off-road reference value used by the level determining unit 3 includes a first reference value that is a frequency according to vehicle speed and a second reference value added to the first reference value; When the output signal of the high frequency processing unit 1 is greater than or equal to the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit 3 determines the off-road level of the road surface as the first level do; When the output signal of the high frequency processing unit 1 is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, the off-road level of the road surface may be determined as the second level.

즉, 상기한 바와 같은 오프로드 레벨 판단 장치를 구비하여, 상기 본 발명의 차량의 주행모드 제어 시스템 이외에, 각종 제동시스템이나 차량 자세제어장치 등에서 도로의 상태를 판단하도록 하는 데에 활용하는 것이 가능한 것이다.That is, it is possible to provide the off-road level determination device as described above and utilize it to determine the road condition in various braking systems or vehicle attitude control devices other than the driving mode control system of the vehicle of the present invention. .

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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

1; 고주파처리부
3; 레벨판단부
5; 슬립비연산부
7; 슬립판단부
9; 노면판단부
11; 제어부
One; high frequency processing unit
3; level judging unit
5; slip ratio calculation unit
7; slip judgment part
9; road surface
11; control

Claims (9)

차륜 휠속도의 고주파 성분을 추출하여 가공하는 고주파처리부;
상기 고주파처리부의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부;
차륜의 슬립비를 산출하는 슬립비연산부;
상기 슬립비연산부의 출력 신호를 슬립 기준값과 비교하여, 상기 노면의 미끄럼 상태를 판단하는 슬립판단부;
상기 레벨판단부와 슬립판단부의 결과를 종합하여 도로가 비정상 상태인지의 여부를 판단하는 노면판단부;
운전자의 운전모드 스위치 입력상태와 상기 노면판단부의 노면 상태 판단 결과를 종합하여, 차속에 따라 4WD 작동 여부를 제어하는 제어부;
를 포함하여 구성되고,
상기 고주파처리부는
휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고;
상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며;
상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고;
상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
a high-frequency processing unit that extracts and processes high-frequency components of wheel speed;
a level determination unit that compares the output signal of the high frequency processing unit with a predetermined off-road reference value to determine an off-road level of the road on which the vehicle is traveling;
a slip ratio calculating unit for calculating a slip ratio of the wheel;
a slip determination unit which compares the output signal of the slip ratio calculation unit with a slip reference value to determine the slip state of the road surface;
a road surface determination unit synthesizing the results of the level determination unit and the slip determination unit to determine whether the road is in an abnormal state;
a controller for controlling whether 4WD is operated according to vehicle speed by synthesizing the driver's driving mode switch input state and the road surface state determination result of the road surface determination unit;
consists of,
The high frequency processing unit
After taking the absolute value of the signal obtained by passing the wheel speed through the high-pass filter, the amount of change over time is calculated;
processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals;
processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function;
configured to output the number of inversions per unit time of the signal passing through the Signum function as an output signal
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 레벨판단부에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며;
상기 레벨판단부는 상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고;
상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
The method according to claim 1,
the off-road reference value used by the level determining unit includes a first reference value that is a frequency according to vehicle speed and a second reference value added to the first reference value;
when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit determines the off-road level of the road surface as a first level;
and when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, determining the off-road level of the road surface as a second level
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
청구항 3에 있어서,
상기 슬립비연산부는 차륜의 휠속도와 차속의 차이를 차속으로 나누어 상기 슬립비를 산출하며, 상기 차속이 소정의 기준저속 미만인 경우에는 상기 기준저속을 차속으로 하여 해당 차륜의 슬립비를 산출하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
4. The method according to claim 3,
The slip ratio calculator calculates the slip ratio by dividing the difference between the wheel speed and the vehicle speed of the wheel by the vehicle speed. thing
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
청구항 4에 있어서,
상기 노면판단부는 상기 레벨판단부에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상이거나, 상기 슬립판단부에서 상기 슬립비연산부의 출력 신호가 상기 슬립 기준값보다 커서 노면이 미끄러운 상태로 판단되면, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
5. The method according to claim 4,
When the road surface determination unit determines that the off-road level of the road surface determined by the level determination unit is equal to or greater than the first level, or the slip determination unit determines that the road surface is slippery because the output signal of the slip ratio calculation unit is greater than the slip reference value, the road configured to be judged to be abnormal
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
청구항 4에 있어서,
상기 노면판단부는 상기 레벨판단부에서 판단한 노면의 오프로드 레벨이 제1레벨 이상인 경우, 소정 시간으로 정해진 제1타임윈도우 동안 상기 오프로드 레벨의 평균값이 소정의 레벨평균기준값 이상이고;
소정 시간으로 정해진 제2타임윈도우 동안, 상기 슬립판단부에서 노면이 미끄러운 상태로 판단된 비율이 소정의 미끄럼평균기준값 이상인 경우, 도로가 비정상 상태인 것으로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
5. The method according to claim 4,
when the off-road level of the road determined by the level determining unit is equal to or greater than the first level, the average value of the off-road level during a first time window determined for a predetermined time is equal to or greater than a predetermined level average reference value;
and to determine that the road is in an abnormal state when the ratio determined by the slip determination unit that the road surface is slippery during the second time window set for a predetermined time is equal to or greater than a predetermined slip average reference value.
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
청구항 5 또는 6에 있어서,
상기 제어부는
상기 노면판단부에서 노면이 정상 상태인 것으로 판단되는 경우,
운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제1기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하고;
운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제1기준차속보다 높은 소정의 제2기준차속 이상이 되면, 4WD 작동을 중지하고 2WD로 주행하도록 제어하며;
상기 노면판단부에서 노면이 비정상 상태인 것으로 판단되는 경우,
운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 ON_ROAD이면, 차속이 소정의 제3기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하고;
운전자의 운전모드 스위치 입력상태가 OFF_ROAD이면, 차속이 상기 제3기준차속보다 높은 소정의 제4기준차속 이하가 되면, 4WD로 주행하도록 제어하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행모드 제어 시스템.
7. The method of claim 5 or 6,
the control unit
When it is determined by the road surface determination unit that the road surface is in a normal state,
When the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD, when the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined first reference vehicle speed, the 4WD operation is stopped and the vehicle is controlled to drive in 2WD;
when the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined second reference vehicle speed higher than the first reference vehicle speed, the 4WD operation is stopped and the vehicle is driven in 2WD;
When the road surface determination unit determines that the road surface is in an abnormal state,
when the driver's driving mode switch input state is ON_ROAD, when the vehicle speed is less than or equal to a predetermined third reference vehicle speed, control to drive in 4WD;
When the driver's driving mode switch input state is OFF_ROAD, when the vehicle speed is less than or equal to a predetermined fourth reference vehicle speed higher than the third reference vehicle speed, control to drive in 4WD
A vehicle driving mode control system, characterized in that.
휠속도를 하이패스필터를 통과시켜 얻어진 신호를 절대값을 취한 후 시간의 흐름에 따른 변화량을 산출하고; 상기 변화량 신호 중, 소정 수준 이하의 신호를 제거할 수 있도록 구성된 데드존필터로 상기 변화량 신호를 처리하며; 상기 데드존필터를 통과한 신호를 Signum 함수로 처리하고; 상기 Signum 함수를 통과한 신호의 단위 시간당 반전회수를 출력 신호로 출력하도록 구성된 고주파처리부와;
상기 고주파처리부의 출력 신호를 소정의 오프로드 기준값과 비교하여 차량이 주행 중인 노면의 오프로드 레벨을 판단하는 레벨판단부;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 오프로드 레벨 판단 장치.
After taking the absolute value of the signal obtained by passing the wheel speed through the high-pass filter, the amount of change over time is calculated; processing the change amount signal with a dead zone filter configured to remove a signal of a predetermined level or less from among the change amount signals; processing the signal passing through the dead zone filter with a Signum function; a high frequency processing unit configured to output as an output signal the number of inversions per unit time of the signal passing through the Signum function;
a level determination unit that compares the output signal of the high frequency processing unit with a predetermined off-road reference value to determine an off-road level of the road on which the vehicle is traveling;
Off-road level determination device of the vehicle, characterized in that configured to include a.
청구항 8에 있어서,
상기 레벨판단부에서 사용하는 오프로드 기준값은, 차속에 따른 주파수인 제1기준값과, 상기 제1기준값에 더해지는 제2기준값으로 이루어지며;
상기 레벨판단부는 상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값 이상이고, 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 미만이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제1레벨로 판단하고;
상기 고주파처리부의 출력 신호가 상기 제1기준값과 제2기준값의 합 이상이면, 상기 노면의 오프로드 레벨을 제2레벨로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 오프로드 레벨 판단 장치.


9. The method of claim 8,
the off-road reference value used by the level determining unit includes a first reference value that is a frequency according to vehicle speed and a second reference value added to the first reference value;
when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the first reference value and less than the sum of the first reference value and the second reference value, the level determining unit determines the off-road level of the road surface as a first level;
and when the output signal of the high frequency processing unit is equal to or greater than the sum of the first reference value and the second reference value, determining the off-road level of the road surface as a second level
Off-road level determination device of the vehicle, characterized in that.


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