KR20040018969A - 차량 구동력 제어 장치 - Google Patents

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KR20040018969A
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시미즈고오이찌
오오야히로유끼
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

부 구동원과 부 구동륜 사이에 배치된 클러치가 차량 주행 중 결합 해제 상태로 전이될 때 발생되는 충격을 방지하는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치가 제공된다. 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로 전이가 수행되며, 클러치가 차량 주행 중 해제될 때, 모터 토크는 클러치 상의 토크를 실질적으로 0이 되게 하는 출력으로서 전기 모터에 의해 필요로 하는 클러치 해제 토크의 레벨에서 일정하게 유지된다.

Description

차량 구동력 제어 장치{VEHICLE DRIVING FORCE CONTROL APPARATUS}
본 발명은 일반적으로 한 쌍의 구동륜(drive wheel)이 전기 모터로부터의 구동 토크에 의해 구동되는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치에 관한 것이다. 바람직하게는, 전기 모터는 내연 기관에 의해 구동되는 제너레이터에 의해 발생된 전력으로 구동된다. 본 발명은 한 쌍의 주 구동륜이 내연 기관 등의 주 구동원에 의해 구동되며 한 쌍의 부 구동륜이 전기 모터에 의해 구동되는 전륜(all wheel) 구동 차량에서 특히 유용하다. 이와 같이, 본 발명은 엔진이 제너레이터를 구동시키며 제너레이터로부터의 전력이 전기 모터로 공급되는 소위 무배터리(battery-less) 4륜 구동 차량에 특히 적절하다.
종래 기술에서, 전륜(front wheel)이 내연 기관에 의해 구동되며 후륜(rear wheel)이 전기 모터에 의해 구동될 수 있고 클러치 또는 감속 기어가 전기 모터로부터 후륜축으로의 토크 전달 경로 내에 배치되는 차량을 위한 구동력 제어 장치가 예컨대 일본 특허 공개 제11-243608호에 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제11-243608호에 기재된 구동력 제어 장치에서, 클러치 연결 중의 충격의 발생은 4륜 구동 상태로의 전이가 차량 주행 중 수행될 때 전기 모터의 회전 속도가 축 샤프트의 회전 속도에 대응하는 속도와 동일해지도록 전기 모터를 공회전시킨 후 클러치를 연결함으로써 방지된다.
전술된 것에 비추어, 개선된 구동력 제어 장치에 대한 필요성이 존재하는 것은 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 다른 필요성뿐만 아니라 이러한 필요성을 언급하고 있으며, 이는 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
전술된 종래 기술에서, 입력 샤프트측 및 출력 샤프트측 상의 클러치의 회전 속도들 사이의 차이가 클러치 작동 중 발생된 충격의 원인으로서 여겨지는 것을 알게 되었다. 기초 기술 사상의 관점에서, 클러치가 결합 해제 상태로 이동될 때 출력측 및 입력측 사이의 회전 속도의 어떠한 차이도 명백히 존재하지 않아, 회전 속도를 정합시키기 위해 어떠한 처리를 수행할 필요도 없으며, 어떠한 충격도 발생되지 않는 것으로 흔히 여겨진다.
그러나, 본 발명자는 클러치가 결합 해제될 때 충격이 종종 발생되는 것을 확인하였다. 구체적으로, 주 구동륜 및 부 구동륜을 구동시키는 구동원이 서로 별도로 구성되며 부 구동륜이 필요할 때에만 구동되는 시스템에서, 부 구동륜으로부터의 토크는 차량 주행 중 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로 전이가 수행됨에 따라 전기 모터의 출력이 0이 된 후 클러치가 결합 해제 상태로 변화될 때 차량이운동 상태에 있기 때문에 클러치에 작용한다. 이로 인한 결점은 클러치의 입력 및 출력 샤프트들 사이의 회전 속도의 어떠한 차이도 존재하지 않지만 클러치의 위치의 소정 레벨 이상인 토크의 존재 때문에 충격이 여전히 종종 발생되는 것이다.
이러한 이유로, 클러치 위치의 소정 레벨 이상인 토크가 클러치의 입력 및 출력 샤프트들 사이의 회전 속도의 어떠한 차이도 존재하지 않는다는 사실에도 불구하고 소정 작용을 나타내기 때문에, 이러한 토크의 작용에 의해 충격이 여전히 종종 발생된다.
본 발명은 이러한 종류의 문제점에 중점을 두고 부 구동원과 부 구동륜 사이에 배치된 클러치가 차량 주행 중 결합 해제 상태로 이동될 때 충격이 발생되는 것을 방지할 수 있는 차량을 위한 구동력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술된 것의 관점에서, 제1 구동륜, 제1 구동륜을 구동시키도록 구성된 제1 구동원 그리고 제1 구동원으로부터 제1 구동륜으로의 토크 전달 경로 내에 배치된 클러치를 갖는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치가 제공된다. 차량 구동력 제어 장치는 기본적으로 구동 모드 선택 섹션, 클러치 해제 섹션, 제동력 명령 결정 섹션 그리고 클러치 유지 섹션을 포함한다. 구동 모드 선택 섹션은 클러치가 결합되는 제1 구동 모드 그리고 클러치가 결합 해제되는 제2 구동 모드를 선택하도록 구성된다. 클러치 해제 섹션은 제1 구동 모드가 구동 모드 선택 섹션에 의해 선택될 때 클러치를 결합 해제시키기 위해 클러치 해제 명령을 출력하도록 구성된다. 제동력 명령 결정 섹션은 제동 상태를 결정하도록 구성된다. 클러치 유지 섹션은 제동력 명령 결정 섹션이 제동 상태를 결정할 때 클러치의 현재의 상태를 유지하도록구성된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 태양 및 장점은 본 발명의 양호한 실시예를 개시하는 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
이제, 이러한 독창적인 개시 내용의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조하기로 한다.
도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 차량 구동력 제어 장치가 갖춰져 있는 차량의 개략 블록도.
도2는 본 발명의 도시된 실시예에 따른 도1에 도시된 차량 구동력 제어 장치를 위한 제어 시스템 구성을 도시하는 블록도.
도3은 본 발명의 도시된 양호한 실시예에 따른 도1에 도시된 차량 구동력 제어 장치를 위한 4WD 제어기를 도시하는 블록도.
도4는 본 발명의 도시된 실시예에 따른 도1에 도시된 차량 구동력 제어 장치를 위한 4WD 제어기의 과잉 토크 계산 섹션에 의해 수행되는 처리 순서를 도시하는 흐름도.
도5는 본 발명의 도시된 실시예에 따른 도1에 도시된 차량 구동력 제어 장치를 위한 4WD 제어기의 타겟 토크 제한(제어) 섹션에 의해 수행되는 처리 순서를 도시하는 흐름도.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과잉 토크 변환 섹션에 의해 수행되는 처리를 도시하는 다이어그램.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치 해제 처리 섹션에 의해 수행되는 처리를 도시하는 다이어그램.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 제어기에 의해 수행되는 처리를 도시하는 다이어그램.
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치 해제를 위한 예시 시간 차트를 도시하는 다이어그램.
도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치 해제를 위한 예시 시간 차트를 도시하는 다이어그램.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1L, 1R: 전륜
2: 내연 기관 또는 주 구동원
3L, 3R: 후륜
4: 전기 모터 또는 부 구동원
7: 제너레이터
8: 4WD 제어기
9: 전기 선로
10: 정션 박스
11: 감속 기어
12: 클러치
13: 차동 기어
14: 흡입 통로
15: 주 드로틀 밸브
16: 부 드로틀 밸브
17: 가속기 페달
18: 엔진 제어기
19: 스테퍼 모터
20: 모터 제어기
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 선택된 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예의 다음의 설명은 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물에 의해 한정된 바와 같은 본 발명을 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐이고 이를 제한하려고 제공되는 것이 아닌 것을 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
우선, 도1 및 도2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량 구동력 제어 장치를 설명하기로 한다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 구동력 제어 장치가 갖춰져 있는 4륜 구동 차량이 개략적으로 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량은 내연 기관 또는 주 구동원(2)에 의해 구동되는 좌전륜 및 우전륜(1L, 1R) 그리고 바람직하게는 직류(DC: direct current) 전기 모터인 전기 모터 또는 부 구동원(4)에 의해 구동되는 좌후륜 및 우후륜(3L, 3R)을 갖는다. 이와 같이, 전륜(1L, 1R)은 주 구동륜으로서 역할을 하며, 후륜(3L, 3R)은 부 구동륜으로서 역할을 한다. 순환 구동 벨트(endless drive belt)(6)는 내연 기관(2)으로부터 제너레이터(7)로 동력을 전달하는데, 제너레이터는 전기 모터(4)로 전기 에너지를 공급한다.
제너레이터(7)는 내연 기관(2)의 회전 속도(Ne)와 순환 구동 벨트(6)의 풀리비(pulley ratio)의 승산과 동일한 회전 속도(Nh)로 회전된다. 제너레이터(7)의 필드 전류(Ifh)로 인해 제너레이터(7)에 의해 내연 기관(2)에 걸리는 부하는 부하 토크에 대응하는 전압을 발생시키도록 4WD 제어기(8)에 의해 조절된다. 제너레이터(7)에 의해 발생된 전압은 전기 선로(9)를 통해 전기 모터(4)로 공급될 수 있다. 정션 박스(10)는 전기 모터(4)와 제너레이터(7) 사이의 전기 선로(9) 내의 중간 지점에 제공된다. 전기 모터(4)의 구동 샤프트는 종래 기술의 방식으로 감속 기어(11), 클러치(12) 및 차동 기어(13)를 통해 후륜(3L, 3R)에 연결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 클러치(12)가 결합 해제 상태로 될 때 발생되는 충격은 클러치(12) 상의 토크가 후술된 바와 같이 0 레벨에 또는 낮은 상태에 있을 때 클러치(12)를 결합 해제시킴으로써 회피될 수 있다. 추가로, 클러치(12)는 모터(4) 토크가 클러치 해제 토크에서 일정하게 남아 있는 제어 상태에서 해제될 수 있어, 클러치(12)는 모터 토크가 안정된 방식으로 클러치 해제 토크의 레벨에서 남아 있을 때 해제될 수 있다. 제동은 제너레이터(7)의 전기가 공급되는 모터 토크에 교란을 유발시키므로, 클러치(12)를 해제시키는 조건이 충족될 때 클러치(12)를 해제시키는 것을 어려워지게 한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 클러치(12)는 어떠한 제동도 없을 때 또는 제동량이 작을 때 해제된다. 그러므로, 본 발명에서, 클러치(12)는 타겟 클러치 해제 조건이 제동에 의해 영향을 받지 않고 충족될 때 해제될 수 있다.
클러치(12)는 바람직하게는 감속 기어(11)를 통해 전기 모터(4)에 결합된 입력 샤프트(12a) 그리고 차동 기어(13)를 통해 후륜(3L, 3R)에 결합된 출력 샤프트(12b)를 갖는 전자기 클러치이다. 바람직하게는, 클러치(12)는 전기 모터(4)로부터의 구동 토크가 후륜(3L, 3R)으로 전달되도록 입력 및 출력 샤프트(12a, 12b)가 연결되는 결합 작동을 수행하도록 온된다. 클러치(12)가 오프될 때, 전기 모터(4)로부터의 구동 토크가 후륜(3L, 3R)으로 더 이상 전달되지 않도록 입력 및 출력 샤프트(12a, 12b)가 결합 해제되는 결합 해제 또는 해제 작동이 일어난다. 이와 같이, 클러치(12)가 결합될 때, 차량은 모든 차륜(1L, 1R, 3L, 3R)이 구동되는 4륜(다륜) 구동 상태에 있다. 클러치(12)가 해제될 때, 차량은 전륜(1L, 1R)만 내연 기관(2)에 의해 구동되는 2륜(비전륜) 구동 상태에 있다. 본 발명에 따르면, 실질적으로 어떠한 충격도 차량에서 일어나지 않거나, 적어도 차량으로의 충격이 소정 한계 미만이도록 차량 주행 중 클러치(12)를 해제시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 클러치(12)는 전기 모터(4)의 구동 토크가 소정 한계를 초과하는 차량 충격을 회피할 정도로 충분하도록 차량이 주행 중일 때 본 발명에 따라 해제된다.
주 드로틀 밸브(15) 및 부 드로틀 밸브(16)는 내연 기관(2)의 흡입 통로(14)(예컨대, 흡입 매니폴드)의 내측에 배치된다. 주 드로틀 밸브(15)의 드로틀 개방은 가속기 위치 검출 장치 또는 센서나, 드로틀 개방 지시 장치 또는 센서로서 구성되거나 기능하는 가속기 페달(17)의 답지량에 따라 조절/제어된다. 주 드로틀 밸브(15)의 드로틀 개방을 조절하기 위해, 주 드로틀 밸브(15)는 가속기 페달(17)의 답지량에 기계적으로 링크되거나, 가속기 페달(17)의 답지량을 검출하는 가속기 센서(29)로부터의 답지량 검출 수치 또는 주 드로틀 밸브(15)의 개방도에 따라 엔진 제어기(18)에 의해 전기적으로 조절/제어된다. 가속기 센서(29)로부터의 답지량 검출 수치는 4WD 제어기(8)로 제어 신호로서 출력된다. 가속기 센서(29)는 가속 또는 드로틀 지시 센서를 구성한다. 이와 같이, 여기에서 사용된 바와 같은 문구 "가속기 위치 개방도"는 주 드로틀 밸브(15)의 드로틀 개방량 또는 가속기 페달(17) 또는 유사한 가속기 장치의 답지량을 의미한다.
부 드로틀 밸브(16)는 드로틀 개방을 조절하는 작동기로서 스테퍼 모터(19)를 사용한다. 구체적으로, 부 드로틀 밸브(16)의 드로틀 개방은 스텝 카운트에 대응하는 스테퍼 모터(19)의 회전 각도에 의해 조절/제어된다. 스테퍼 모터(19)의 회전 각도는 모터 제어기(20)로부터의 구동 신호에 의해 조절/제어된다. 부 드로틀 밸브(16)에는 도2에 도시된 드로틀 센서(19a)가 제공된다. 스테퍼 모터(19)의 스텝 카운트는 이러한 드로틀 센서(19a)에 의해 검출되는 드로틀 개방 검출 수치에 따라 피드백 제어된다. 내연 기관(2)의 출력 토크는 주 드로틀 밸브(15)의 드로틀 개방보다 작도록 부 드로틀 밸브(16)의 드로틀 개방을 조절함으로써 가속기 페달(17)의 운전자의 조작과 독립적으로 제어(감소)될 수 있다.
이 장치에는 내연 기관(2)의 회전 속도(Ne)를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(21)가 갖춰져 있다. 엔진 회전 속도 센서(21)는 엔진 제어기(18) 및 4WD 제어기(8) 모두로 엔진 회전 속도(Ne)를 나타내는 제어 신호를 출력한다.
도1에 도시된 바와 같이, 내연 기관(2)의 엔진 출력 토크(Te)는 종래 기술의방식으로 토크 변환기 및 차동 기어(31)를 사용하여 자동 변속기(30)를 통해 좌전륜 및 우전륜(1L, 1R)으로 전달된다. 내연 기관(2)의 엔진 출력 토크(Te)의 일부는 전기 모터(4)로 전기 에너지를 공급하도록 순환 구동 벨트(6)를 사용하여 제너레이터(7)로 전달된다. 바꿔 말하면, 제너레이터(7)는 순환 구동 벨트(6)의 풀리비에 의해 내연 기관(2)의 회전 속도(Ne)를 승산함으로써 얻어지는 회전 속도(Nh)로 회전된다.
변속기(30)에는 자동 변속기(30)의 현재의 기어단을 검출하도록 구성되고 배열되는 시프트 위치 검출 장치 또는 센서(32)(기어비 검출 장치)가 제공된다. 시프트 위치 검출 센서(32)는 4WD 제어기(8)로 변속기(30)의 현재의 기어단을 나타내는 검출된 시프트 위치 신호를 출력하거나 보내도록 구성되고 배열된다.
제동 지시/조작 섹션을 구성하는 제동 페달(34)이 제공된다. 제동 페달(34)의 스트로크량은 제동 조작량 센서를 구성하는 제동 스트로크 센서(35)에 의해 검출된다. 제동 스트로크 센서(35)는 제동 페달(34)의 실제의 스트로크량을 측정하는 센서 또는 제동 페달(34)의 스트로크량을 나타내는 마스터 실린더 압력을 감지하는 마스터 실린더 압력 센서일 수 있다. 어느 경우에도, 제동 스트로크 센서(35)는 제동 제어기(36) 및 4WD 제어기(8)로 검출된 제동 스트로크량을 출력한다. 제동 스트로크 센서(35)는 제동 페달(34)이 소정량으로 답지되었는 지를 나타내는 제동 스위치를 포함하도록 구성되고 배열될 수 있다. 이와 같이, 소정량으로 답지된 제동 페달(34)을 나타내는 제동 신호가 4WD 제어기(8)로 보내진다.
제동 제어기(36)는 제동 페달(34)에 의한 입력된 제동 스트로크량에 따라 차륜(1L, 1R, 3L, 3R)에 설치된 제동 장치(예컨대, 디스크 제동기)(37FL, 37FR, 37RL, 37RR)를 제어함으로써 차량에 작용하는 제동력을 제어한다. 각각의 제동 장치(37FL, 37FR, 37RL, 37RR)는 4WD 제어기(8)에 작동하도록 연결되는 차륜 실린더 압력 센서(WP)를 포함한다. 차륜 실린더 압력 센서(WP)는 제동 제어기(36)를 통해 4WD 제어기(8)로 제동 장치(37FL, 37FR, 37RL, 37RR)의 차륜 실린더 압력을 나타내는 신호를 출력하도록 구성되고 배열된다.
도2에 도시된 바와 같이, 제너레이터(7)에는 출력 전압(V)을 조절하는 전압 조절기(22)(조정기)가 갖춰져 있다. 4WD 제어기(8)는 제너레이터 제어 명령 수치(C1)(듀티비 또는 필드 전류 수치)를 제어하는 것 등의 필드 전류(Ifh)를 조절함으로써 내연 기관(2) 및 발생된 전압(V)에 대해 제너레이터 부하 토크(Th)를 제어한다. 전압 조절기(22)는 4WD 제어기(8)로부터 제너레이터 제어 명령 수치(C1)(듀티비 또는 필드 전류 수치)를 수용하여 제너레이터 제어 명령 수치(C1)에 대응하는 수치로 제너레이터(7)의 필드 전류(Ifh)를 조절한다. 전압 조절기(22)는 제너레이터(7)의 출력 전압(V)을 검출한 다음에 4WD 제어기(8)로 검출된 전압 수치를 출력하도록 구성되고 배열될 수 있다. 추가로, 제너레이터(7)의 회전 속도(Nh)는 내연 기관(2)의 회전 속도(Ne) 그리고 순환 구동 벨트(6)의 풀리비에 따라 계산될 수 있다.
전류 센서(23)는 정션 박스(10)의 내측에 제공된다. 전류 센서(23)는 제너레이터(7)로부터 전기 모터(4)로 공급되는 전력의 전류 수치(Ia)를 검출하여 4WD 제어기(8)로 검출된 전기자 전류 신호를 출력한다. 전기 선로(9)를 통해 유동되는전압 수치는 전기 모터(4)를 가로지르는 전압을 나타내는 제어 신호를 생성시키도록 4WD 제어기(8)에 의해 검출된다. 계전기(24)는 4WD 제어기(8)로부터의 제어 명령에 따라 전기 모터(4)로 공급되는 전압(전류)을 차단하거나 연결한다.
4WD 제어기(8)로부터의 제어 명령은 전기 모터(4)의 필드 전류(Ifm)를 제어한다. 이와 같이, 4WD 제어기(8)에 의한 필드 전류(Ifm)의 조절은 전기 모터(4)의 구동 토크(Tm)를 조절한다. 서미스터(25)는 전기 모터(4)의 온도를 측정하여 4WD 제어기(8)로 출력되는 전기 모터(4)의 온도를 나타내는 제어 신호를 생성시킨다.
차량 구동력 제어 장치에는 전기 모터(4)의 구동 샤프트의 회전 속도(Nm)를 검출하는 모터 회전 속도 센서(26)가 갖춰져 있다. 모터 회전 속도 센서(26)는 4WD 제어기(8)로 전기 모터(4)의 검출된 회전 속도를 나타내는 제어 신호를 출력한다. 모터 회전 속도 센서(26)는 클러치(12)의 입력 샤프트 회전 속도 검출기 또는 센서를 구성한다.
클러치(12)는 바람직하게는 4WD 제어기(8)로부터 내려지는 클러치 제어 명령에 따라 연결하고 단절하는 전자기 클러치이다. 물론, 본 발명을 실시하는 특정 상황에서 클러치(12) 대신에, 유압 클러치가 사용될 수 있다. 이와 같이, 클러치(12)는 4WD 제어기(8)로부터의 클러치 제어 명령에 대응하는 토크 전달 속도로 전기 모터(4)로부터 후륜(3L, 3R)으로 토크를 전달한다.
클러치 연결을 위한 경고 램프(41)는 승객석의 내측에 배열된다. 경고 램프(41)는 클러치 연결과 관련된 문제점이 존재하는 지를 나타내는 4WD 제어기(8)로부터의 신호에 따라 반짝거리거나 꺼진다(켜지지 않는다).
구동 모드 스위치(42)는 차량이 소정 차량 속도 미만일 때 운전자가 4륜 구동 모드 또는 2륜 구동 모드를 수동으로 선택하게 하는 클러치 제어 명령을 수동으로 내리도록 제공된다.
12V 배터리(43)는 4WD 제어기(8)로 작동 전력을 공급하며 12V 계전기(44)는 바람직하게는 전자기 클러치인 클러치(12)로 전력을 연결하고 단절하기 위해 12V 전력 공급 선로 내에 설치된다.
차륜(1L, 1R, 3L, 3R)에는 각각 차륜 속도 센서(27FL, 27FR, 27RL, 27RR)가 제공된다. 각각의 차륜 속도 센서(27FL, 27FR, 27RL, 27RR)는 4WD 제어기(8)로 각각의 차륜(1L, 1R, 3L, 3R)의 회전 속도에 대응하는 펄스 신호를 출력한다. 각각의 펄스 신호는 각각 각각의 차륜(1L, 1R, 3L, 3R)의 회전 속도를 나타내는 차륜 속도 검출 수치로서 역할을 한다. 차륜 속도 센서(27RL, 27RR)는 클러치(12)의 출력 샤프트 회전 속도 검출기 또는 센서를 구성한다.
도3에 도시된 바와 같이, 4WD 제어기(8)에는 제너레이터 제어 섹션(8A), 계전기 제어 섹션(8B), 모터 제어 섹션(8C), 클러치 제어 섹션(8D), 과잉 토크 계산 섹션(8E), 타겟 토크 제한 섹션(8F), 과잉 토크 변환 섹션(8G), 클러치 해제 처리 섹션(8H) 그리고 구동 모드 선택 섹션(8K)이 갖춰져 있다. 클러치 해제 처리 섹션(8H)은 출력 샤프트 정지 평가 섹션, 입력 샤프트 정지 평가 섹션 그리고 클러치 연결 명령 출력 섹션을 구성하거나 포함한다.
4WD 제어기(8)는 바람직하게는 내연 기관(2)에 의해 좌전륜 및 우전륜(1L, 1R)에 가해지는 토크 그리고 후술된 바와 같이 전기 모터(4)에 의해 좌후륜 및 우후륜(3L, 3R)으로 가해지는 토크를 제어하도록 내연 기관(2) 및 전기 모터(4)에 작동하도록 결합되는 4WD 제어 프로그램을 구비한 마이크로 컴퓨터를 포함하는 제어 유닛이다. 4WD 제어기(8)는 입력 인터페이스 회로, 출력 인터페이스 회로 그리고 ROM(Read Only Memory) 소자 및 RAM(Random Access Memory) 소자와 같은 저장 소자 등의 다른 종래 기술의 구성 요소를 포함할 수 있다. 메모리 회로는 처리 결과 및 제어 프로그램을 저장한다. 4WD 제어기(8)의 RAM은 제어 프로그램을 위한 연산 플래그 및 다양한 제어 데이터를 저장한다. 4WD 제어기(8)의 ROM은 제어 프로그램을 위한 다양한 연산을 저장한다. 4WD 제어기(8)는 제어 프로그램에 따라 구동력 제어 장치의 구성 요소 중 임의의 것을 선택적으로 제어할 수 있다. 4WD 제어기(8)를 위한 정확한 구조 및 알고리즘은 본 발명의 기능을 수행할 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합일 수 있다는 것은 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백하다. 바꿔 말하면, 특허청구범위에서 이용된 바와 같은 "수단+기능" 항목은 "수단+기능" 항목의 기능을 수행하는 데 이용될 수 있는 하드웨어 및/또는 알고리즘 또는 소프트웨어를 포함하는 임의의 구조를 포함하여야 하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱이, 특허청구범위에서 이용된 바와 같은 용어 "장치" 및 "섹션"은 임의의 구조 즉 하드웨어만, 소프트웨어만 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 포함하여야 한다.
전압 조절기(22)를 통해, 제너레이터 제어 섹션(8A)은 제너레이터(7)의 발생된 전압(V)을 감시하여 필드 전류(Ifh)를 조절하도록 제너레이터(7)의 제너레이터 제어 명령 수치를 출력한다.
계전기 제어 섹션(8B)은 제너레이터(7)로부터 전기 모터(4)로 전력 공급의 차단 및 연결을 제어한다.
모터 제어 섹션(8C)은 전기 모터(4)의 필드 전류(Ifm)를 조절함으로써 필요한 수치로 전기 모터(4)의 토크를 조절한다.
클러치 제어 섹션(8D)은 클러치(12)로 클러치 제어 명령을 출력함으로써 클러치(12)의 상태를 제어한다.
구동 모드 선택 섹션(8K)은 차량이 소정 차량 속도 미만일 때 운전자가 4륜 구동 모드 또는 2륜 구동 모드를 수동으로 선택하게 하는 구동 모드 스위치(42)를 포함한다.
도4에 도시된 바와 같이, 소정 샘플링 시간 사이클로, 4WD 제어기(8)는 입력 신호에 따라 순서대로 구동 모드 선택 섹션(8K), 과잉 토크 계산 섹션(8E), 타겟 토크 제한 섹션(8F) 그리고 과잉 토크 변환 섹션(8G)의 처리를 수행한다. 이와 함께, 구동 모드 선택 섹션(8K), 과잉 토크 계산 섹션(8E), 타겟 토크 제한 섹션(8F) 그리고 과잉 토크 변환 섹션(8G)은 4WD 제어기(8)의 출력 토크 제어 섹션을 구성한다. 바꿔 말하면, 구동 모드 선택 섹션(8K), 과잉 토크 계산 섹션(8E), 타겟 토크 제한 섹션(8F) 그리고 과잉 토크 변환 섹션(8G)은 부 구동원 제어 섹션으로서 불릴 수 있다.
다음에, 도4에 도시된 처리를 수행하는 과잉 토크 계산 섹션(8E)을 논의하기로 한다. 우선, 단계 S10에서, 차륜 속도 센서(27FL, 27FR, 27RL, 27RR)로부터의 신호에 따라 계산된 차륜 속도는 전륜(1L, 1R)(주 구동륜)의 차륜 속도로부터후륜(3L, 3R)(부 구동륜)의 차륜 속도를 감산하여 전륜(1L, 1R)의 가속 슬리피지의 크기인 슬리피지 속도(ΔVF)를 구하는 데 사용된다. 다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S20으로 진행된다.
슬리피지 속도(ΔVF)는 다음과 같이 계산될 수 있다. 평균 전륜 속도(VWf)[이는 전륜(1L, 1R)에 대한 좌륜 및 우륜 속도의 평균] 및 평균 후륜 속도(VWr)[이는 후륜(3L, 3R)에 대한 좌륜 및 우륜 속도의 평균]는 다음의 2개의 수학식 (1) 및 수학식 (2)를 사용하여 계산된다:
VWf=(VWfl+VWfr)/2(1)
VWr=(VWrl+VWrr)/2(2)
이제, 전방 또는 주 구동륜(1L, 1R)의 슬리피지 속도(가속 슬리피지 크기)(ΔVF)는 다음의 수학식 (3)에 기재된 바와 같이 평균 전륜 속도(VWf) 및 평균 후륜 속도(VWr) 사이의 차이에 의해 계산된다:
ΔVF=VWf-VWr(3)
단계 S20에서, 4WD 제어기(8)는 계산된 슬리피지 속도(ΔVF)가 0 등의 소정 수치를 초과하는 지를 결정한다. 이와 같이, 단계 S10 및 단계 S20은 내연 기관(2)에 의해 구동되는 전륜(1L, 1R)에서 가속 슬리피지가 일어나는 지를 평가하는 가속 슬리피지 검출 섹션을 구성한다. 슬리피지 속도(ΔVF)가 0 이하인 것으로결정되면, 전륜(1L, 1R)은 어떠한 가속 슬리피지도 경험하지 않는 것으로 평가되며 4WD 제어기(8)는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 0으로 설정되고 4WD 제어기(8)가 제어 루프의 처음으로 복귀되는 단계 S30으로 진행된다.
반대로, 슬리피지 속도(ΔVF)가 0을 초과하는 것으로 결정되면, 전륜(1L, 1R)은 가속 슬리피지를 경험하는 것으로 평가되므로, 제어는 단계 S40으로 진행된다. 단계 S40에서, 전륜(1L, 1R)의 가속 슬리피지를 억제하는 데 필요한 흡수 토크(TΔVF)는 아래의 수학식 (4)를 사용하여 계산되며 4WD 제어기(8)는 단계 S50으로 진행된다. 흡수 토크(TΔVF)는 다음의 수학식 (4)에 기재된 바와 같이 가속 슬리피지 크기에 비례하는 양이다:
TΔVF=K1×ΔVF(4)
여기에서: K1은 실험 등을 통해 구해진 이득이다.
단계 S50에서, 제너레이터(7)의 전류 부하 토크(TG)는 아래의 수학식 (5)에 따라 계산되고, 4WD 제어기(8)는 단계 S60으로 진행된다.
(5)
여기에서: V: 제너레이터(7)의 전압
Ia: 제너레이터(7)의 전기자 전류
Nh: 제너레이터(7)의 회전 속도
K3: 효율
K2: 계수
단계 S60에서, 과잉 토크 즉 제너레이터(7)가 부과하여야 하는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)는 후술된 수학식 (6)에 따라 구해지며, 4WD 제어기(8)는 제어 루프의 처음으로 복귀된다.
Th=TG+TΔVF(6)
다음에, 도5에 따라 타겟 토크(제어) 제한 섹션(8F)에 의해 수행되는 처리를 설명하기로 한다. 도5의 흐름도의 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)의 처리는 가속 슬리피지 검출 섹션이 구동륜에서 일어나는 가속 슬리피지를 평가할 때 구동륜의 가속 슬리피지 크기에 실질적으로 대응하기 위해 제너레이터(7)의 제너레이터 부하 토크를 제어하도록 구성된 제너레이터 제어 섹션을 구성한다.
우선, 단계 S110에서, 4WD 제어기(8)의 타겟 토크 제한 섹션(8F)은 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 제너레이터(7)의 최대 부하 용량(HQ)보다 큰 지를 결정한다. 4WD 제어기(8)는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 제너레이터(7)의 최대 부하 용량(HQ) 이하인 것으로 결정하면 처리를 반복하도록 제어 프로그램의 처음으로 진행된다. 반대로, 4WD 제어기(8)는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 제너레이터(7)의 최대 부하 용량(HQ)을 초과하는 것으로 결정하면 단계 S120으로 진행된다.
단계 S120에서, 최대 부하 용량(HQ)을 초과하는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)의 일부인 초과 토크(ΔTb)는 다음의 수학식 (7)에 따라 구해진다:
ΔTb=Th-HQ(7)
다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S130으로 진행된다.
단계 S130에서, 현재의 엔진 토크(Te)는 엔진 토크 계산 맵을 사용하여 드로틀 센서(19a) 및 엔진 회전 속도 센서(21)로부터의 신호에 따라 계산된다. 다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S140으로 진행된다.
단계 S140에서, 엔진 토크 상한 수치(TeM)는 다음의 수학식 (8)에 기재된 바와 같이 엔진 토크(Te)로부터 초과 토크(ΔTb)를 감산함으로써 계산된다:
TeM=Te-ΔTb(8)
엔진 토크 상한 수치(TeM)가 엔진 제어기(18)로 출력된 후, 4WD 제어기(8)는 단계 S150으로 진행된다.
단계 S150에서, 최대 부하 용량(HQ)은 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)로서 할당되고, 4WD 제어기(8)는 제어 루프의 처음으로 복귀된다.
다음에, 도6에 따라 과잉 토크 변환 섹션(8G)에 의해 수행되는 처리를 설명하기로 한다.
우선, 단계 S200에서, 4WD 제어기(8)는 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 0보다 큰 지를 결정한다. 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 0보다 큰 것으로 결정되면, 4WD 제어기(8)의 프로그램은 전륜(1L, 1R)이 가속 슬리피지를 경험하기 때문에 단계 S210으로 진행된다. 타겟 제너레이터 부하 토크(Th)가 0 이하인 것으로 4WD 제어기(8)가 결정하면, 4WD 제어기(8)는 전륜(1L, 1R)이 가속 슬리피지를 경험하지 않기 때문에 제어 루프의 처음으로 복귀된다.
단계 S210에서, 4WD 제어기(8)는 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로의 전이가 수행되는 지를 결정한다. 4WD 제어기(8)는 2륜으로의 전이가 수행되면 단계 S230으로 진행되며 2륜으로의 어떠한 전이도 수행되지 않으면 일반적인 처리를 위해 단계 S220으로 진행된다.
본 실시예에서, 4WD 제어기(8)는 타겟 모터 토크(Tm)가 감소되고 타겟 모터 토크(Tm)가 소정 임계 토크(T-TM1) 이하라면 클러치(12)가 해제되어야 하는 2륜 구동 상태로의 전이가 수행되는 지를 결정한다.
전기 모터(4)를 위한 토크 명령 수치인 타겟 모터 토크(Tm)가 감소되는 지는 단순히 이전 수치와 타겟 모터 토크를 비교함으로써 결정될 수 있다. 바꿔 말하면, 아래의 수학식 (9)를 사용하여 이전의 처리 사이클로부터 타겟 모터 토크와 현재의 타겟 모터 토크를 간단히 비교함으로써 타겟 모터 토크가 감소되는 지를 결정하는 것이 수용 가능하다:
Tm(n-1)-Tm(n-2)<0(9)
수학식 (9)에서, (n-1)은 타겟 모터 토크가 이전의 하나의 처리 사이클로부터 온 것이며 (n-2)는 타겟 모터 토크가 이전의 2개의 처리 사이클로부터 온 것을 나타낸다. 그러나, 노이즈 등의 효과를 억제하기 위해, 타겟 모터 토크가 2개 이상의 이전의 사이클로부터의 타겟 모터 토크 수치에 따라 감소되는 지를 결정하는 것이 수용 가능하다[예컨대, 아래에 나타낸 수학식 (10)은 6개의 처리 사이클로부터의 수치를 사용함]. 타겟 모터 토크가 아래의 수학식 (10)을 사용하여 복수개의 처리 사이클에 걸쳐 연속적으로 감소될 때 타겟 모터 토크가 감소되는 지를 결정하는 것이 수용 가능하다.
[Tm(n-1)+Tm(n-2)+Tm(n-3)]-[Tm(n-4)+Tm(n-5)+Tm(n-6)]<0(10)
단계 S220에서, 모터 회전 속도 센서(26)에 의해 검출된 전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)는 입력으로서 수용된다. 전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)에 대응하는 타겟 모터 필드 전류(Ifmt)는 계산되며 타겟 모터 필드 전류(Ifmt)는 모터 제어 섹션(8C)으로 출력된다. 다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S280으로 진행된다.
전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)에 대응하는 타겟 모터 필드 전류(Ifmt)는 회전 속도(Nm)가 소정 회전 속도 미만일 때 고정된 소정 전류 수치로 유지되며 전기 모터(4)의 필드 전류(Ifm)는 전기 모터(4)가 소정 회전 속도를 초과하여 회전될 때 공지된 약한 자기장 제어법에 의해 감소된다. 요컨대, 전기 모터(4)가 고속으로 회전될 때 모터 토크는 모터 유도 전압(E)의 상승으로 인해 감소된다. 그러므로, 전술된 바와 같이, 전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)가 소정 수치에 도달되거나 이를 초과할 때, 전기 모터(4)로 유동되는 전류는 증가되며 필요한 모터 토크[Tm(n)]는 전기 모터(4)의 필드 전류(Ifm)를 감소시키고 필요한 모터 유도 전압(E)을 하강시킴으로써 얻어진다. 결과적으로, 전기 모터(4)가 고속으로 회전되더라도, 필요한 모터 토크[Tm(n)]는 모터 유도 전압(E)의 상승이 방지되며 모터 토크의 감소가 방지되기 때문에 얻어질 수 있다. 또한, 전기 제어 회로의 가격은 모터 필드 전류(Ifm)가 2개의 단계 즉 회전 속도가 소정 수치 미만일 때에 대한 단계 그리고 회전 속도가 소정 수치 이상일 때를 위한 또 다른 단계로 제어되기 때문에 연속적인 필드 전류 제어에 비해 감소될 수 있다.
전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)에 따라 필드 전류(Ifm)를 조절함으로써 필요한 모터 토크[Tm(n)]를 연속적으로 보정하는 모터 토크 보정 섹션을 제공하는 것이 수용 가능하다. 즉, 2개의 단계들 사이에서 스위칭하는 대신에, 전기 모터(4)의 필드 전류(Ifm)는 모터 회전 속도(Nm)에 따라 조절될 수 있다. 결과적으로, 전기 모터(4)가 고속으로 회전되더라도, 필요한 모터 토크[Tm(n)]는 전기 모터(4)의 모터 유도 전압(E)의 상승이 방지되고 모터 토크의 감소가 방지되기 때문에 얻어질 수 있다. 나아가, 매끄러운 모터 토크 특성이 얻어질 수 있으므로, 차량은 2개의 단계 제어의 경우에서보다 양호한 안정성으로 주행될 수 있으며 차량은 모터 구동 효율이 양호한 상태에서 항상 유지될 수 있다.
한편, 4WD 제어기(8)는 클러치 해제 2륜 구동으로의 전이가 수행되는 지를 결정하고, 프로그램은 단계 S230으로 진행된다. 단계 S230에서, 4WD 제어기(8)는 타겟 모터 필드 전류(Ifm)가 필드 전류 수치를 제한하는 것으로 규정되는 소정(종료 시간) 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)보다 큰 지를 결정한다. 그렇다면, 4WD 제어기(8)는 단계 S240으로 진행된다. 필드 전류(Ifm)가 소정 필드 전류 한계 수치(D-Ifm) 이하라면, 4WD 제어기(8)는 소정 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)로 필드 전류(Ifm)를 유지하는 단계 S235로 진행된다. 다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S270으로 진행된다.
여기에서, 소정(종료 시간) 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)는 전기 모터(4)가 매우 작은 토크를 발생시킬 수 있는 최소 필드 전류 수치이다. 이러한 작은 수치로 한계 수치를 설정하는 것은 2륜 구동 작동 중 동력 소비를 억제하는 역할을 한다. 물론, 전기 모터(4)가 매우 작은 토크를 발생시킬 수 있는 최소 필드 전류 수치보다 소정 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)가 큰 것이 수용 가능하다. 바꿔 말하면, 종료 시간 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)는 전기 모터(4)가 미세한 토크를 발생시킬 수 있는 최소 필드 전류 수치보다 클 수 있다는 것은 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백하다.
단계 S240에서, 4WD 제어기(8)는 가속 위치(ACC) 또는 대응하는 드로틀 개방이 가속기 센서(29) 또는 대응하는 드로틀 개방 센서로부터의 신호에 따라 4% 미만인 지를 결정한다. 가속기 위치 또는 대응하는 드로틀 개방이 4% 미만이면, 4WD 제어기(8)는 단계 S250으로 진행된다. 그렇지 않다면, 4WD 제어기(8)는 단계 S260으로 진행된다.
가속기 위치 또는 4% 미만의 대응하는 드로틀 개방(검출된 가속기 위치 개방도)은 가속기 페달(17)이 전혀 답지되지 않거나 차량의 가속에 영향을 줄 수 있을 정도로 충분히 답지되지 않은 것(즉, 가속 지시량이 충분히 크지 않음)을 나타낸다. 바꿔 말하면, 문구 "가속기 위치 개방도는 4% 미만"은 가속기 페달(17)이 답지되거나 답지되지 않은 상태에 있는 지에 무관하게 가속에 대한 차량의 영향을 배제시킬 정도로 충분한 양을 나타내는 가속을 의미한다.
단계 S250에서, 4WD 제어기(8)는 제1 감소 수치(Dif1)의 양으로 필드 전류를 감소시키며 단계 S270으로 진행되기 전 모터 제어 섹션(8C)으로 새로운 필드 전류(Ifm)를 출력한다.
한편, 단계 S260에서, 4WD 제어기(8)는 제2 감소 수치(Dif2)의 양으로 필드전류를 감소시키며 단계 S270으로 진행되기 전 모터 제어 섹션(8C)으로 새로운 필드 전류(Ifm)를 출력한다.
제2 감소 수치(Dif2)는 제1 감소 수치(Dif1)보다 작은 수치로 설정된다. 결과적으로, 필드 전류 수치가 소정 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)를 향해 감소되는 감소 또는 변화 속도는 소정 필드 전류 한계 수치(D-Ifm)에 조만간 도달될 수 있도록 가속기 위치가 4% 미만일 때보다 크다.
이전의 설명에서, 필드 전류(Ifm)가 감소되는 감소 수치는 가속기 페달이 유효한 방식으로 답지되는 지(유효한 가속 지시가 존재하는 지)에 따라 2개의 상이한 수치 중 하나로 설정되지만, 3개 이상의 상이한 수치 중 하나로 필드 전류(Ifm)의 감소 수치를 설정하거나 가속 지시량에 따라 연속적인 방식으로 감소 수치를 변화시키는 것이 수용 가능하다.
추가로, 가속기 위치 개방도가 4% 미만인 지를 결정하는 것은 발생 용량의 감소를 평가하는 것을 가능하게 한다. 이와 같이, 프로그램은 발생 용량이 감소되거나 이러한 감소의 위험성이 존재하는 것을 4WD 제어기(8)가 내연 기관(2)의 회전 속도, 제너레이터(7)의 회전 속도 등에 따라 단계 S240에서 결정하면 단계 S250으로 진행되며, 프로그램은 어떠한 결정도 수행되지 않으면 단계 S260으로 진행된다.
단계 S270에서, 전기 모터(4)의 유도 전압(E)은 타겟 모터 필드 전류(Ifmt) 그리고 전기 모터(4)의 회전 속도(Nm)에 따라 계산된다. 다음에, 4WD 제어기(8)는 단계 S280으로 진행된다.
단계 S280에서, 4WD 제어기(8)는 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로의 전이가 수행되는 지를 결정한다. 2륜 구동 상태로의 전이가 수행되면, 4WD 제어기(8)는 단계 S300으로 진행된다. 그렇지 않으면, 4WD 제어기(8)는 단계 S290으로 진행된다.
단계 S300에서, 4WD 제어기(8)는 클러치 해제 처리 섹션(8H)을 수행하고 단계 S310으로 진행된다.
4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로의 전이가 수행되는 지를 결정하는 것은 위의 단계 S210에서와 동일한 방식으로 수행되어야 한다. 2륜 구동 상태로의 전이가 단계 S210에서 수행되는 지를 나타내는 플래그를 설정하고 이러한 배열에 따라 결정을 수행하는 것이 가능하다.
단계 S290에서, 4WD 제어기(8)는 과잉 토크 계산 섹션(8E)에 의해 계산된 제너레이터 부하 토크(Th)에 기초하여 대응하는 타겟 모터 토크[Tm(n)]를 계산하기 위해 맵 등을 사용하고, 그후 프로그램은 단계 S310으로 진행된다.
한편, 프로그램은 클러치 해제 처리 섹션(8H)이 단계 S300에서 수행된 후 단계 S310으로 진행된다.
단계 S310에서, 타겟 전기자 전류(Ia)는 변수로서 현재의 타겟 모터 토크[Tm(n)] 및 타겟 모터 필드 전류(Ifm)를 사용하여 계산되며, 프로그램은 단계 S320으로 진행된다.
단계 S310에서, 4WD 제어기(8)는 대응하는 타겟 전기자 전류(Ia)를 계산하도록 변수로서 현재의 사이클의 타겟 모터 토크[Tm(n)] 그리고 타겟 모터 필드 전류(Ifmt)를 사용한다.
단계 S320에서, 4WD 제어기(8)는 타겟 전기자 전류(Ia)에 따라 제너레이터 제어 명령 수치로서 역할을 하는 듀티비(C1)를 계산하여 제어 루프의 처음으로 복귀되기 전 출력한다.
이제, 도7을 참조하여 클러치 해제 처리 섹션(8H)을 설명하기로 한다. 클러치 해제 처리 섹션(8H)은 차량이 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로 전이되어야 할 때 시작된다. 단계 S401에서, 4WD 제어기(8)는 우선 타겟 모터 토크[Tm(n-1)]가 클러치 해제 명령이 출력되어야 하는 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)보다 큰 지를 결정한다. 4WD 제어기(8)는 토크가 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)보다 큰 것으로 결정되면 단계 S420으로 진행되며, 4WD 제어기(8)는 토크가 클러치 명령 출력 토크(T-TM2) 이하인 것으로 결정되면 단계 S445로 진행된다.
여기에서, 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)는 클러치(12)가 해제되는 모터 토크인 클러치 해제 토크(Tf)보다 큰 토크 수치이지만, 여전히 클러치 해제 토크(Tf) 부근에 있다. 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)와 클러치 해제 토크(Tf) 사이의 최대 차이는 다음의 조건으로부터 결정된다. 구체적으로, 후술된 바와 같이 모터 토크가 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)가 되는 순간으로부터 모터 토크가 클러치 해제 토크(Tf)가 될 때까지의 시간은 모터 토크가 클러치 해제 토크(Tf)가 되도록 제어가 수행될 때 클러치 해제 명령이 출력되는 순간으로부터 클러치(12)가 실제로 해제되는 순간까지의 클러치 응답 지연 시간보다 작다는 조건을 충족시키도록 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)의 수치는 결정된다.
추가로, 클러치 해제 토크(Tf)는 실험에 의해 결정되거나 차량 가속, 전기모터의 측에서의 토크 전달 경로 내의 마찰 등에 따른 계산 또는 매핑에 의해 계산되는 수치이다. 클러치 해제 토크(Tf)는 차량 주행 중 클러치(12) 상의 토크가 0이 되게 하는 데 필요한 모터 토크 수치이다. 클러치 해제 토크(Tf)는 "전기 모터 및 감속 기어의 마찰에 대한 토크(Tf1)" 그리고 "후륜의 가속과 동일하게 전기 모터 및 감속 기어를 가속시키는 토크(Tf2)"의 합(Tf=Tf1+Tf2)인 것으로 평가된다.
본 실시예에서, "전기 모터 및 감속 기어의 마찰에 대한 토크(Tf1)"로부터의 기여는 "후륜의 가속과 동일하게 전기 모터 및 감속 기어를 가속시키는 토크(Tf2)"로부터의 기여보다 크며, 클러치 해제 토크(Tf)는 실험 등에 의해 결정되는 "전기 모터 및 감속 기어의 마찰에 대한 토크(Tf1)"에 대응하는 고정 수치로 설정되는 것으로 가정된다.
단계 S420에서, 4WD 제어기(8)는 제너레이터(7)의 발생 용량이 타겟 토크 명령 수치인 타겟 모터 토크(Tm)에 대응하는 동력 발생이 제공될 수 없거나 제공되지 않을 위험한 상태로 감소되는 지를 결정한다. 4WD 제어기(8)는 발생 용량의 감소가 존재하는 것으로 결정되면 단계 S440으로 진행되며, 그러한 경우가 아니면 단계 S430으로 진행된다.
전술된 결정에 따르면, 예컨대 변속기(30)의 기어 위치가 시프트 위치 검출 장치(32)로부터의 신호에 따라 제2 또는 높은 기어로 이동되면 타겟 토크 명령 수치에 대응하는 동력 발생이 제공될 수 없거나 제공되지 않을 위험한 상태가 성립된다.
단계 S430에서, 모터 토크가 아래에 나타낸 수학식 (12)에 따라 정상 토크 감소 속도(DTm)로 감소되며, 프로그램은 처음으로 복귀된다.
Tm(n)=Tm(n-1)-DTm(12)
단계 S440에서, 정상 토크 감소 속도(DTm)는 토크가 급속하게 감소될 때 아래에 나타낸 수학식 (13)에 따라 감소 속도를 낮게 유지하도록 1(예컨대, 2)보다 큰 이득(K)에 의해 승산되며, 4WD 제어기(8)는 처음으로 복귀된다.
Tm(n)=Tm(n-1)-DTm×K(13)
감소 속도가 타겟 토크 명령 수치를 제한하도록 1보다 큰 이득(K)에 의해 승산되지만, 특정의 미리 설정된 감소 속도를 감산하는 것도 가능하다.
타겟 모터 토크가 클러치 명령 출력 토크(T-TM2) 이하인 것으로 단계 S410의 결정에서 결론이 내려지면, 4WD 제어기(8)는 제동 상태가 존재하는 지가 결정되는 단계 S445로 진행된다. 이러한 제동 상태 결정은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 바람직하게는, 단계 S445에서 결정된 바와 같은 제동 상태는 제동력 명령 크기가 바람직하게는 0보다 큰 소정 크기보다 클 때 존재한다. 제동력 명령 크기는 제동 스트로크 센서(35) 또는 차륜 압력 센서(WP)로부터 제동력 명령 크기가 소정 크기보다 큰 지를 결정하는 4WD 제어기(8)로 출력된다. 물론, 제동 스트로크 센서(35) 또는 차륜 압력 센서(WP)는 임의의 검출된 제동력이 제동 상태가 존재한다는 결정을 초래하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 제동 스트로크 센서(35)는 제동 상태(예컨대, 제동기의 작동 여부)를 검출하도록 구성되고 배열되는 전술된 제동페달 스위치를 포함한다. 전술된 바와 같이, 제동 스트로크 센서(35)는 실제의 페달 스트로크에 따라 또는 마스터 실린더 압력에 따라 제동력 명령 크기를 결정하도록 구성된다. 이와 같이, 단계 S445와 함께 제동 스트로크 센서(35) 또는 차륜 압력 센서(WP)는 제동력 명령 결정 섹션인 것으로 여겨질 수 있다.
제동 상태가 존재하는 것으로 결정될 때, 프로그램은 클러치 해제 명령을 출력하지 않고 단계 S460으로 진행된다. 제동 상태가 존재하지 않는 것(예컨대, 제동기가 작동되지 않음)으로 결정될 때, 프로그램은 단계 S450으로 진행된다. 이러한 단계 S445는 4WD 제어기(8)의 해제 방지 섹션을 구성한다. 대신에, 단계 S455는 제동 스트로크 센서(35) 또는 차륜 압력 센서(WP)가 제동 상태를 결정할 때 클러치(12)의 현재의 상태를 효과적으로 유지하므로 4WD 제어기(8)의 클러치 유지 섹션을 구성한다.
단계 S450에서, 클러치 해제 명령은 클러치 제어 섹션(8D)을 통해 출력되며, 프로그램은 단계 S460으로 진행된다. 여기에서, 클러치(12)는 클러치 해제 명령이 출력되고 클러치(12)의 작동 지연이 경과되면 실제로 해제된다. 바꿔 말하면, 클러치 해제 명령이 내려지는 시간과 클러치(12)가 실제로 해제되는 시간 사이에서 경과되는 클러치 응답 지연 시간이 존재한다. 이러한 클러치 응답 지연 시간은 미리 확인된다.
단계 S460에서, 4WD 제어기(8)는 타겟 모터 토크[Tm(n-1)]가 클러치 출력측 상의 가속이 클러치(12)가 해제되는 순간에 클러치 입력측 상의 가속과 실질적으로 동일한 즉 클러치(12) 상의 토크가 실질적으로 0인 클러치 해제 토크(Tf) 이하인지를 결정한다. 4WD 제어기(8)는 단계 S475로 진행되며 타겟 모터 토크[Tm(n)]는 토크가 타겟 모터 토크[Tm(n)] 이하인 것으로 결정하면 클러치 해제 토크(Tf)에서 유지된다. 반대로, 타겟 모터 토크[Tm(n-1)]가 클러치 해제 토크(Tf)보다 크면, 현재의 타겟 모터 토크[Tm(n)]은 아래에 나타낸 수학식 (14)에 따라 이전의 수치와 관련하여 감소 속도(DTm')로 감소되고, 4WD 제어기(8)는 처음으로 진행된다.
Tm(n)=Tm(n-1)-DTm'(14)
이와 같이, 현재의 타겟 모터 토크[Tm(n)]는 클러치 해제 토크(Tf)에 도달될 때까지 점차 감소된다.
위의 수학식 (14)에서, 감소 속도(DTm')의 수치는 바람직하게는 예컨대 모터 토크의 실제의 변동 범위를 억제하도록 감소 시간(DTm) 미만으로 성립된다.
단계 S475에서, 4WD 제어기(8)는 단계 S445에 대해 전술된 바와 동일한 방식으로 제동 스트로크 센서(35) 또는 차륜 압력 센서(WP)로부터 보내진 검출된 신호에 따라 제동 상태가 존재하는 지를 결정한다. 제동 상태가 존재하는 것(예컨대, 제동기가 작동됨)으로 결정될 때, 프로그램은 타겟 모터 토크[Tm(n)]가 일정하게 유지되는 단계 S500으로 진행된다. 제동기가 작동되지 않은 것으로 결정될 때, 프로그램은 단계 S480으로 진행된다. 이와 같이, 단계 S475는 제동력 명령 결정 섹션인 것으로 여겨질 수 있다.
단계 S480에서, 4WD 제어기(8)는 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)가 0인 지를 결정한다. 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)가 0인 것으로 결정되면, 0은 모터 토크를 더 이상 일정하게 유지하지 않도록 단계 S510에서 타겟 모터 토크[Tm(n)]에대해 대체되며 프로그램은 처음으로 진행된다.
반면에, 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)가 0보다 큰 것으로 결정되면, 프로그램은 단계 S490으로 진행된다. 단계 S490에서, 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)의 카운트다운이 수행되며, 프로그램은 단계 S500으로 진행된다.
여기에서, 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)는 4륜 구동 상태에서 재설정된다. 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)에 대해 초기 수치로서 설정되는 수치는 클러치 응답 지연의 변동 성분이 흡수되고 모터 토크 수치가 일정한 레벨로 오게 될 때 용이하게 해제되는 수치이다.
단계 S500에서, 이전의 수치는 아래에 나타낸 수학식에서와 같이 일정한 클러치 해제 토크(Tf)로 타겟 모터 토크[Tm(n)]를 유지하기 위해 현재의 수치에 대해 대체되며, 프로그램은 완료되고 처음으로 복귀된다.
이와 같이, 토크 유지 시간 카운터(CLH-CNT)가 0보다 클 때, 이전의 수치는 아래에 나타낸 수학식에서와 같이 일정한 클러치 해제 토크(Tf)로 타겟 모터 토크[Tm(n)]를 유지하기 위해 현재의 수치에 대해 대체된다.
Tm(n)=Tm(n-1)(15)
클러치 해제 처리 섹션(8H)에서, 단계 S410 및 단계 S450은 클러치 해제 섹션 또는 장치를 구성한다. 또한, 클러치 해제 처리 섹션(8H)의 단계 S460 내지 단계 S510은 클러치 해제 토크 제어 섹션 또는 장치를 구성한다.
다음에, 도8을 참조하여 엔진 제어기(18)에 의해 수행되는 처리를 설명하기로 한다. 소정 샘플링 시간 사이클에 따라, 엔진 제어기(18)는 입력 신호에 따라도8에 도시된 처리를 수행한다.
구체적으로, 단계 S610에서, 엔진 제어기(18)는 가속기 센서(29)로부터의 검출 신호에 따라 운전자에 의해 요청된 타겟 출력 토크(TeN)를 계산하고 단계 S620으로 진행된다.
단계 S620에서, 엔진 제어기(18)는 출력 토크 상한(TeM)이 4WD 제어기(8)로부터 수용되었는 지를 결정한다. 출력 토크 한계가 수용된 것으로 결정되면, 엔진 제어기(18)는 단계 S630으로 진행된다. 그렇지 않다면, 엔진 제어기(18)는 단계 S670으로 진행된다.
단계 S630에서, 엔진 제어기(18)는 출력 토크 상한(TeM)이 타겟 출력 토크(TeN)보다 큰 지를 결정한다. 출력 토크 상한(TeM)이 크면, 엔진 제어기(18)는 단계 S640으로 진행된다. 한편, 출력 토크 상한(TeM)이 타겟 출력 토크(TeN) 이하라면, 엔진 제어기(18)는 단계 S670으로 진행된다.
단계 S640에서, 엔진 제어기(18)는 타겟 출력 토크(TeN)에 출력 토크 상한(TeM)의 수치를 할당하여, 타겟 출력 토크(TeN)를 증가시키고, 프로그램은 단계 S670으로 진행된다.
단계 S670에서, 엔진 제어기(18)는 드로틀 개방도, 엔진 회전 속도 등에 따라 현재의 출력 토크(Te)를 계산하고, 프로그램은 단계 S680으로 진행된다.
단계 S680에서, 엔진 제어기(18)는 아래에 나타낸 수학식 (16)을 사용하여 현재의 출력 토크(Te)로부터 타겟 출력 토크(TeN)의 편차(ΔTe')를 계산하고, 단계 S690으로 진행된다.
ΔTe'=TeN-Te(16)
단계 S690에서, 엔진 제어기(18)는 편차(ΔTe')에 따라 드로틀 개방도(θ)의 변화(Δθ)를 계산하며 스테퍼 모터(19)로 드로틀 개방도 변화량(Δθ)에 대응하는 드로틀 개방도 신호를 출력한다. 다음에, 엔진 제어기(18)의 프로그램은 제어 루프의 처음으로 복귀된다.
이제, 전술된 바와 같이 구성된 장치의 작동을 설명하기로 한다. 다음의 설명은 지정된 구동 모드가 4륜 구동 모드로 설정되어 있는 것으로 가정한다. 클러치(12)는 지정된 구동 모드가 2륜 구동 모드로 설정될 때 연결되지 않는다.
내연 기관(2)으로부터 전륜(1L, 1R)으로 전달된 토크가 노면 반응력 한계 토크보다 클 때, 즉 가속 슬리피지가 작은 노면 마찰 계수(μ)로 인해 주 구동륜(1L, 1R)인 전륜(1L, 1R) 내에 일어나거나, 운전자가 지나치게 깊게 가속기 페달(17)을 답지할 때, 클러치(12)는 연결되며, 제너레이터(7)가 가속 슬리피지의 크기에 대응하는 제너레이터 부하 토크(Th)에서 발생시키게 함으로써 4륜 구동 상태로의 전이가 수행되고, 전륜(1L, 1R)의 노면 반응력 한계 토크에 접근하도록 전륜(1L, 1R)으로 전달된 구동 토크를 조절함으로써 2륜 구동 상태로의 전이가 수행된다. 이는 주 구동륜인 전륜(1L, 1R)의 가속 슬리피지의 억제를 가져온다.
나아가, 차량의 가속 성능은 제너레이터(7)에 의해 발생된 과잉 동력이 부 구동륜인 후륜(3L, 3R)뿐만 아니라 전기 모터(4)를 구동시키는 데 사용되는 접근법을 채용함으로써 개선된다.
이 때, 에너지 효율은 증가되며 연료 소비는 전기 모터(4)가 주 구동륜(1L,1R)의 노면 반응력 한계 토크를 초과한 과잉 토크에 의해 구동되기 때문에 개선된다.
여기에서, 후륜(3L, 3R)이 항상 구동되면, 여러 단계의 에너지 변환(기계 에너지→전기 에너지→기계 에너지)이 일어나, 변환 효율에 비례하는 에너지 손실을 발생시킨다. 그러므로, 차량의 가속 성능은 전륜(1L, 1R)만 구동되는 경우에 비해 저하된다. 결국, 후륜(3L, 3R)의 구동은 억제되는 것이 대체로 바람직하다. 대조적으로, 본 실시예는 미끄러운 노면 등 상에서 주행될 때, 내연 기관(2)의 모든 출력 토크(Te)가 전륜(1L, 1R)으로 전달되더라도, 모든 토크가 구동력으로 사용되는 것은 아니다는 사실을 고려하고 있다. 전륜(1L, 1R)에 의해 효율적으로 이용될 수 없는 구동력은 후륜(3L, 3R)으로 출력되며, 가속 성능은 개선된다.
추가로, 클러치(12)는 4륜 구동 상태를 성립시키도록 연결되며, 가속 슬리피지의 억제로, 모터 토크는 연속적으로 감소되고 2륜 구동 상태로의 전이가 수행된다.
이 때, 타겟 모터 토크[Tm(n)]가 소정 임계 수치(T-TM1) 이하라면, 모터 토크의 감소 속도는 2륜 구동 상태로의 전이 중 토크가 소정 구배로 감소되게 하도록 DTm에서 일정하게 유지되며, 타겟 모터 토크[Tm(n)]가 클러치 해제 토크(Tf)보다 약간 큰 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)에 도달되면, 클러치 해제 명령이 출력되고 클러치(12)는 도9에 도시된 바와 같이 클러치(12)의 응답 지연 성분이 경과하고 실제의 모터 토크가 대략 클러치 해제 토크(Tf)에서 일정하게 유지되는 상태에서 해제된다. 구체적으로, 클러치(12) 상의 토크가 차량 주행 중 실질적으로 0인 상태에서 클러치(12)가 해제되기 때문에 클러치 해제 중 충격이 발생되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
추가로, 클러치(12)가 실제로 해제되는 전후의 실제의 모터 토크 수치가 클러치 해제 토크(Tf)와 실질적으로 일정한 토크에서 유지되는 접근법을 채택함으로써 클러치(12)의 응답 지연 시간이 온도 및 다른 요인으로 인해 어느 정도 변동되더라도 실제의 클러치 해제 중 모터 토크 수치가 실질적으로 클러치 해제 토크(Tf)에서 유지될 수 있다는 사실의 결과로서 클러치 해제 중 충격의 발생이 신뢰성 있게 방지될 수 있다.
타겟 모터 토크가 클러치 해제 토크(Tf)에 접근할 때, 타겟 모터 토크는 점차 감소된다. 예컨대, 모터 토크의 감소 소도(DTm')는 모터 구동 제어의 제어 성능의 관점에서 따를 수 있는 낮은 수치로 제한되어, 실제의 모터 토크는 어떠한 헌팅도 없이 초기 단계에서 원하는 클러치 해제 토크(Tf)로 수렴하여, 클러치 해제 토크(Tf)와 실질적으로 동일한 수치로 안정된 방식으로 클러치 해제 중 모터 토크를 유지하는 것이 가능해진다.
제너레이터(7)의 발생 용량이 감소될 때, 타겟 모터 토크 및 실제의 모터 토크가 서로 상이하며 모터 토크가 급속하게 감소되는 상황은 토크가 소정 임계 토크(T-TM1)로부터 클러치 명령 출력 토크(T-TM2)로 감소되는 감소 속도를 증가시킴으로써 타겟 모터 토크가 발생 부족에서 기인한 모터 토크의 최대 수치 이하의 레벨로 제어되는 과정에 의해 방지된다.
전술된 실시예에서, 클러치 해제 토크(Tf)는 정상 주행(0 가속) 중 유지되는수치이지만 이러한 옵션은 비제한적인 "전기 모터 및 감속 기어의 마찰에 대한 토크(Tf1)"에서 일정하게 유지된다. 후륜 또는 차체의 가속(감속의 경우에 -가속)에 따라 보정을 수행하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 클러치 명령 출력 토크(T-TM2) 클러치 해제 토크(Tf)의 보정에 따라 변화될 수 있거나, 이러한 보정에 따라 변동 성분으로 고려되는 수치로서 사용될 수 있다.
더욱이, 제동기가 클러치(12)의 해제시 작동될 때 그리고 차량이 제동될 때, 모터(4)로 전기를 공급하는 제너레이터의 전기 발생 부족 또는 전기 발생 과다가 일어날 수 있는 위험성이 존재한다. 전기 발생 부족 또는 전기 발생 과다가 일어날 때, 실제의 모터 토크는 크게 변동되며, 클러치 해제 토크(Tf)로 클러치 해제 중 모터 토크를 유지하는 것이 어려워진다. 따라서, 클러치(12)가 해제될 때 충격을 발생시킬 위험성이 존재한다. 그러나, 본 실시예에서, 클러치는 제동 중 해제되는 것이 방지되며, 클러치(12)는 제동이 끝난 후 해제된다. 그러므로, 클러치 해제 중 모터 토크는 제동에 의한 혼란이 회피될 수 있기 때문에 클러치 해제 토크(Tf)와 실질적으로 동일한 수치에서 유지된다.
이러한 과정에서, 클러치 해제의 시기는 지연된다. 그러나, 모터 토크가 일정하게 유지되는 기간은 지연된 시간보다 길게 설정된다. 그러므로, 제동이 끝난 후 클러치 해제 중 모터 토크는 클러치 해제 토크(Tf)로 설정될 수 있다. 이와 같이, 클러치 해제 중 충격 발생은 방지된다.
도10은 클러치 해제 조건이 충족될 때 제동기가 답지되는 상황에서 시간 차트의 일 예를 도시하고 있다. 도10에 도시된 시간 차트는 전기 발생 부족이 일어나는 상황을 도시하고 있다.
여기에서, 전기 발생 부족 또는 전기 발생 과다가 제동 때문에 일어나는 이유를 설명하기로 한다. 제동 지시가 내려지고 엔진 회전이 허용된 것보다 더욱 감소될 때, 제너레이터의 회전은 감소되므로, 전기 발생 부족이 일어난다. 전기 발생 부족이 일어날 때, 모터 토크는 타겟 모터 토크보다 작아지며, 모터 토크가 타겟 수치로 제어될 수 없을 위험성이 존재한다.
반면에, 엔진 회전이 감소되고 차량 속도를 감소시키는 속도가 엔진 회전보다 클 때, 전기 발생 과다가 일어난다. 이러한 경우에, 모터 토크는 일시적으로 타겟 모터 토크보다 커지므로, 모터 토크는 적절한 범위의 수치(충격이 클러치 해제 중 일어나지 않는 토크의 수치의 범위) 내에서 유지될 수 있다.
여기에서, 클러치 해제가 방지되는 지는 제동이 전술된 실시예에 존재하는 지에 따라 결정되지만, 본 발명은 이러한 종류의 제어에 제한되지 않는다. 예컨대, 제동에 의한 모터 토크에 대한 혼란이 허용된 것을 넘는 것으로 예측되는 수치를 초과할 때 클러치 해제를 방지하는 것이 수용 가능하다. 더욱이, 엔진 회전 속도가 차량 속도 및 엔진 회전 속도 사이의 관계의 관점에서 소정 치수로 차량 속도보다 클 때 클러치 해제를 방지하는 것이 수용 가능하다. 중요한 것은 제동 토크에 대한 혼란이 허용된 것을 넘을 때 클러치 해제를 방지하는 것이다.
더욱이, 전술된 실시예에서, 4륜 구동은 모터(4)가 제너레이터(7)에 의해 발생된 전압에 의해 구동되도록 구성되었지만, 본 발명은 이러한 종류의 구조에 제한되지 않는다. 본 발명은 모터(4)로 전압을 공급하는 배터리가 갖춰져 있는 시스템에 순응될 수 있다. 이러한 경우에, 배터리는 미세한 전기를 공급하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 전기가 제너레이터(7)뿐만 아니라 배터리로부터 공급되는 것이 수용 가능하다.
나아가, 내연 기관이 전술된 실시예에서 주 구동원으로서 사용되었지만, 모터로 주 구동원을 구성하는 것이 수용 가능하다.
더욱이, 전술된 시스템은 4륜 구동 상태로의 전이가 전륜의 가속 슬리피지에 따라 수행되는 상황에서 설명되었지만, 본 발명은 4륜 구동 상태로의 전이가 가속기 밸브 개방 등에 따라 수행되는 시스템에 적용될 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같이, 임의의 다른 유사한 방향 용어뿐만 아니라 다음의 방향 용어 "전방, 후방, 위, 하향, 수직, 수평, 아래 및 가로지르는"은 본 발명이 갖춰져 있는 차량의 방향을 의미한다. 따라서, 본 발명을 설명하는 데 이용된 바와 같은 이들 용어는 본 발명이 갖춰져 있는 차량에 대해 해석되어야 한다.
장치의 구성 요소, 섹션 또는 부분을 설명하기 위해 여기에서 사용된 바와 같은 용어 "구성된"은 원하는 기능을 수행하도록 구성 및/또는 프로그래밍된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함한다.
더욱이, 특허청구범위의 "수단+기능"으로서 표현된 용어는 본 발명의 일부의 기능을 수행하는 데 이용될 수 있는 임의의 구조를 포함하여야 한다.
여기에서 사용된 바와 같은 "실질적으로", "약" 그리고 "대략" 등의 정도의 용어는 종료 결과가 상당하게 변화되지 않도록 수정된 용어의 합리적인 크기의 편차를 의미한다. 예컨대, 이들 용어는 이러한 편차가 변형시킨 단어의 의미를 부정하지 않으면 변형된 용어의 적어도 ±5%의 편차를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본원은 일본 특허 출원 제2002-247552호에 대한 우선권을 향유한다. 일본 특허 출원 제2002-247552호의 전체 개시 내용은 참조로 여기에 수록되어 있다.
선택된 실시예만 본 발명을 설명하도록 선택되었지만, 다양한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 한정된 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 수행될 수 있다는 것은 본 개시 내용으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 나아가, 본 발명에 따른 실시예의 전술된 설명은 설명을 위해서 제공된 것일 뿐으로 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물에 의해 한정된 바와 같은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명의 범주는 개시된 실시예에 제한되지 말아야 한다.
본 발명에 따르면, 부 구동원과 부 구동륜 사이에 배치된 클러치가 차량 주행 중 결합 해제 상태로 이동될 때 충격이 발생되는 것을 방지할 수 있는 차량을 위한 구동력 제어 장치가 제공된다.

Claims (18)

  1. 제1 구동륜, 제1 구동륜을 구동시키도록 구성된 제1 구동원 그리고 제1 구동원으로부터 제1 구동륜으로의 토크 전달 경로 내에 배치된 클러치를 갖는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치이며,
    클러치가 결합되는 제1 구동 모드와 클러치가 결합 해제되는 제2 구동 모드를 선택하도록 구성된 구동 모드 선택 섹션과,
    제1 구동 모드가 구동 모드 선택 섹션에 의해 선택될 때 클러치를 결합 해제시키기 위해 클러치 해제 명령을 출력하도록 구성된 클러치 해제 섹션과,
    제동 상태를 결정하도록 구성된 제동력 명령 결정 섹션과,
    제동력 명령 결정 섹션이 제동 상태를 결정할 때 클러치의 현재의 상태를 유지하도록 구성된 클러치 유지 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 클러치 유지 섹션은 제동력 명령 결정 섹션이 제동 상태를 결정할 때 클러치 해제 섹션이 클러치 해제 명령을 출력하는 것을 방지하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 제동 페달 스위치에 따라 제동 상태를 결정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 제동력 명령 크기를 결정하도록 추가로 구성되며, 클러치 유지 섹션은 제동력 명령 결정 섹션에 의해 결정된 제동력 명령 크기가 소정 크기보다 클 때 클러치 해제 섹션이 클러치 해제 명령을 출력하는 것을 방지하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 마스터 실린더 압력에 따라 제동력 명령 크기를 결정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 차륜 실린더 압력에 따라 제동력 명령 크기를 결정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  7. 제4항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 제동 페달 스트로크에 따라 제동력 명령 크기를 결정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  8. 제4항에 있어서, 제동력 명령 결정 섹션은 제동 페달 스위치에 따라 제동력 명령 크기를 결정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 클러치 해제 섹션은 제2 구동원의 출력 토크가 클러치 상의 토크를 실질적으로 0이 되게 하는 데 필요한 클러치 해제 토크와 실질적으로 동일한 것으로 결정될 때 클러치를 결합 해제시키도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 제2 구동원의 출력 토크가 클러치의 해제 직전의 클러치 해제 가능 토크와 실질적으로 동일하도록 클러치 해제 섹션에 의한 클러치의 해제 작동 중 제2 구동원의 출력 토크를 제어하도록 구성된 토크 제어 섹션을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서, 토크 제어 섹션은 클러치가 클러치 해제 섹션에 의해 클러치의 해제 작동 중에 해제될 때까지, 제2 구동원의 출력 토크를 클러치 해제 가능 토크와 실질적으로 동일하게 유지하기 위해 제2 구동원의 출력 토크를 제어하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  12. 제1항에 있어서, 가속 슬리피지가 제1 구동원에 의해 구동되는 제1 구동륜 내에서 일어나는 지를 검출하도록 구성된 가속 슬리피지 검출 섹션을 추가로 포함하며,
    구동 모드 선택 섹션은 가속 슬리피지 검출 섹션에 의한 가속 슬리피지의 검출에 따라 제1 구동 모드와 제2 구동 모드 사이에서 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서, 구동원의 일부를 형성하는 전기 모터와,
    클러치의 결합과 독립적으로 제2 구동륜을 구동시키도록 구성되고 배열되는 내연 기관에 의해 구동되는 제너레이터와,
    가속 슬리피지 검출 섹션이 제1 구동륜 내에서 일어나는 가속 슬리피지를 평가할 때 제1 구동륜의 가속 슬리피지량에 실질적으로 대응하기 위해 제너레이터의 제너레이터 부하 토크를 제어하도록 구성된 제너레이터 제어 섹션을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  14. 제12항에 있어서, 구동 모드 선택 섹션은 제1 및 제2 구동 모드 중 하나를 수동으로 선택하도록 구동 모드 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  15. 제1항에 있어서, 전기 모터가 구동원의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  16. 제14항에 있어서, 전기 모터는 내연 기관에 의해 구동되는 제너레이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  17. 제1 구동륜, 제1 구동륜을 구동시키도록 구성된 제1 구동원 그리고 제1 구동원으로부터 제1 구동륜으로의 토크 전달 경로 내에 배치된 클러치가 제공되는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치이며,
    클러치가 결합되는 제1 구동 모드와 클러치가 결합 해제되는 제2 구동 모드를 선택하는 구동 모드 선택 수단과,
    제1 구동 모드가 구동 모드 선택 수단에 의해 선택될 때 클러치를 결합 해제시키기 위해 클러치 해제 명령을 출력하는 클러치 해제 수단과,
    제동 상태를 결정하는 제동력 명령 결정 수단과,
    제동력 명령 결정 수단이 제동 상태를 결정할 때 클러치의 현재의 상태를 유지하는 클러치 유지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
  18. 제1 구동륜, 제1 구동륜을 구동시키도록 구성된 제1 구동원 그리고 제1 구동원으로부터 제1 구동륜으로의 토크 전달 경로 내에 배치된 클러치가 제공되는 차량을 위한 차량 구동력 제어 장치이며,
    클러치가 결합되는 제1 구동 모드와 클러치가 결합 해제되는 제2 구동 모드 중 하나를 선택하는 단계와,
    제1 구동 모드가 선택될 때 클러치를 결합 해제시키기 위해 클러치 해제 명령을 출력하는 단계와,
    제동 상태가 존재하는 지를 결정하는 단계와,
    제동 상태가 존재한다는 결정이 이루어질 때 클러치의 현재의 상태를 유지하는 단계을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
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