KR20080012649A - 사륜 구동 차량을 위한 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴슬립 제어장치 - Google Patents

사륜 구동 차량을 위한 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴슬립 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안티로크 브레이크 시스템과 협력 제어하는 사륜 구동 제어기에서 비구동륜에 전달하는 토크를 제어하는 제어장치를 제공한다. 상기 사륜 구동 제어기는 캔 통신하여 안티로크 브레이크 시스템의 작동여부를 전달받으며, 작동신호가 입력되면 엔진 드래그에 의한 슬립 발생을 방지하기 위하여 비구동륜에 전달하는 토크를 적절하게 제어한다.

Description

사륜 구동 차량을 위한 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치{Wheel Slip Control Apparatus Of ABS For A Four Wheel Drive Vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 사륜 구동 차량의 구동륜과 비구동륜의 토크를 제어하기 위한 사륜 구동 제어기가 안티로크 브레이크 시스템 제어기와 캔 통신하는 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 사륜 구동 차량에서 사륜 구동 자동 모드와 사륜 구동 로크 모드인 경우 비구동륜에 대한 토크를 나타낸 그래프이다.
도 3은 사륜 구동 차량이 사륜 구동 로크 모드에 설정되고 안티로크 브레이크 시스템에 의한 제동이 발생된 경우 차속과 비구동륜의 속도 차이에 의한 슬립을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따라 부구동륜에 의한 슬립을 방지하기 위해 부구동륜에 전달되는 토크를 제어하는 경우의 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1-4 : 바퀴 속도센서
10 : ABS 제어기
20 : 바퀴 제동부
30 : 4WD 제어기
40 : 토크 조절부
본 발명은 안티로크 브레이크시스템을 구비한 사륜 구동 차량에서의 바퀴 슬립 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안티로크 브레이크 시스템이 작동 시 비구동륜에 전달하는 토크를 감소시켜 과도한 슬립을 방지할 수 있도록 한 사륜 구동 차량을 위한 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치에 관한 것이다.
사륜 구동(4WD) 차량은 차량의 주행 안정성을 확보하기 위해 구동륜과 비구동륜에 분배하는 구동 토크를 제어하기 위한 사륜 구동 제어기(4WD controller)를 구비한다. 일반적으로 사륜 구동 제어기는 스로틀 개도, 전륜과 후륜의 속도 차 및 조향각 등의 정보를 토대로 하여 사륜 구동 자동 모드(이하 자동 모드;Auto Mode)와 사륜 구동 로크 모드(이하 로크 모드;Lock Mode) 중 어느 하나의 운전 모드를 설정한다. 자동 모드에서는 제어기에 의해 능동적으로 구동 토크를 배분하는 것으로, 스로틀 개도에 따라 부구동륜에 전달되는 토크를 가변하도록 한다. 로크 모드에서는 구동륜과 비구동륜이 직결되어 동력 전달되는 구조로서, 스로틀 개도에 관계없이 부구동륜에 전달되는 토크를 일정하게 한다.
한편 사륜 구동 차량에서 바퀴의 잠김을 방지하기 위한 안티로크 브레이크 시스템을 채용하고 있는 경우, 안티로크 브레이크 시스템과 사륜 구동 제어시스템은 캔(CAN; controller area network) 통신하여 협력 제어함으로써 안정적인 차량 의 자세 제어를 수행하도록 하고 있다.
그러나 상기와 같이 시스템 제어기 사이에 협력 제어를 함에도 불구하고, 로크 모드로 설정된 경우, 구동륜과 비구동륜이 직결된 상태에서, 안티로크 브레이크 시스템에 의한 제동이 수행되면, 엔진 드래그(engine drag)에 의하여 비구동륜의 속도와 차속의 속도 차이로 인한 슬립이 과도하게 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 고려하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 안티로크 브레이크 시스템과 협력 제어하는 사륜 구동 제어기에서 비구동륜에 전달하는 토크를 제어함으로서 로크 모드에서 안티로크 브레이크 시스템에 의한 제동이 발생하여도 비구동륜에서의 슬립 발생을 방지할 수 있도록 한 사륜 구동 차량의 바퀴 슬립 제어장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안티로크 브레이크 시스템을 구비한 사륜 구동 차량에 있어서 바퀴 슬립 제어장치에 있어서, 상기 차량의 바퀴 속도를 검출하기 위한 속도센서; 상기 속도센서에 의해 검출한 바퀴 속도에 기초하여 상기 안티로크 브레이크 시스템의 작동여부를 판단하고 상기 시스템의 작동이 필요한 경우 그에 따른 작동신호를 출력하는 안티로크 브레이크 시스템 제어기; 상기 차량의 구동륜과 비구동륜에 전달하는 토크의 비율을 조절하기 위한 토크 조절부; 및 상기 안티로크 브레이트 시스템 제어기로부터 전달받은 상기 작동신호에 응답하여 상기 토크 조절부를 제어하는 사륜 구동 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사륜 구동 제어기는 운전모드가 로크 모드인 경우 엔진 드래그에 의한 상기 부구동륜의 슬립을 방지하기 위해 상기 부구동륜에 전달하는 토크를 감소시킨다.
상기 사륜 구동 제어기는 상기 부구동륜에 전달하는 토크를 일정시간 동안 설정된 하한값에 도달할 때까지 선형적으로 감소하고, 상기 부구동륜에 전달하는 토크가 하한값에 이르면 유지한다.
상기 사륜 구동 제어기는 캔 통신하여 상기 작동신호를 전달받는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1을 참고하여, 본 발명에 따른 사륜 구동 차량을 위한 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치의 구성을 설명한다.
바퀴 속도센서(1~4)는 구동륜과 비구동륜에 각각 설치되고, 해당 바퀴의 속도를 검출하여 안티로크 브레이크 시스템(이하 ABS) 제어기(10)에 제공한다. ABS 제어기(10)는 속도 센서를 통하여 전달받은 바퀴 속도에 따라 ABS 작동 여부를 체크하고, 그러한 체크 결과 ABS 작동이 필요한 경우로 판단되면 바퀴의 슬립을 방지하기 위하여 바퀴 제동부(20)에 제어 명령을 출력한다. 이에 응답하여 바퀴 제동부(20)는 해당 바퀴의 유압을 적절하게 제어하여 슬립 발생을 방지하도록 한다.
이와 같이 ABS 작동하는 경우, ABS 제어기(10)는 이에 대한 ABS 작동신호를 캔 통신을 통하여 사륜 구동(이하 4WD) 제어기(30)에 전달한다.
스로틀 개도 센서(31)는 스로틀 개도를 측정하여 4WD 제어기(30)에 제공하 며, 조향각 센서(32)는 조향각을 측정하여 4WD 제어기(30)에 제공한다.
4WD 제어기(30)는 스로틀 개도, 조향각 및 전륜과 후륜의 속도차를 토대로 하여 사륜 구동 차량의 현재의 운전모드가 자동 모드 또는 로크 모드인지를 체크한다. 4WD 제어기(30)는 토크 조절부(40)를 제어하여 구동륜과 비구동륜의 구동 토크를 제어한다. 여기서 토크 조절부(40)는 엔진의 동력을 변환하는 트랜스미션(미도시)를 포함하고, 변환된 동력을 소정의 비율로 나누어 구동륜 및 비구동륜의 추진축으로 전달하는 동력전달장치(미도시)를 포함하며, 구동륜과 비구동륜으로 전달하는 동력의 비율을 제어하기 위해 전동식 모터(미도시)를 이용할 수 있다. 실시 예에서는 토크 조절부에 대한 구체적 구성을 설명하지 않았으나, 한국공개특허 10-2004-0098252호, 10-2006-0046508호에 개시되어 있는 구성과 같이 구동륜과 비구동륜에 전달하는 동력의 비율을 조절할 수 있는 구성을 적용할 수 있다.
도 2의 (a)에 도시한 스로틀 개도는 t1~t3에서 일정 레벨로 개방한 경우를 나타낸다.
이때 차량의 운전모드가 자동 모드라고 하면, 도 2의 (b)에서와 같이, 제1구간(t1~t2)에서 부구동륜으로 전달하는 구동 토크를 선형적으로 증가시키고, 제2구간(t2~t3)에서 증가된 구동 토크를 유지하고, 제3구간(t3~t4)에서 구동 토크를 선형적으로 감소시키도록 한다. 이와 같이 자동 모드에서는 스로틀 개도에 따라 부구동륜에 전달하는 토크를 능동적으로 제어한다.
차량의 운전모드가 로크 모드라고 하면 도 2의 (c)와 같이, 스로틀 개도에 관계없이 부구동륜으로 전달하는 토크를 일정 레벨로 유지한다.
4WD 제어기(30)는 캔 통신을 통하여 ABS 작동신호를 전달 받으면, 비구동륜에 전달하는 토크를 적절하게 제어해 주어야 할 필요가 있다. 이를 도 3에 따라 설명한다.
예를 들어, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 초기 일정 구간 동안 스로틀 개도를 일정 레벨로 개방하고 난 다음 소정 시점(B)에서 ABS 제동이 실행됨에 따라 ABS 작동신호가 발생하는 경우, 이때 로크 모드인 경우 구동륜과 비구동륜이 직결되는 동력전달구조를 적용하게 되고 비구동륜에 전달하는 토크를 일정 레벨로 유지하게 되기 때문에, 엔진 드래그에 의한 바퀴 슬립이 발생한다. 즉, 실선으로 표시한 차속(S1)과 점선으로 표시한 비구동륜의 속도(S2)의 차이가 과도하게 발생한다.
이와 같이 속도 차이가 과도하게 발생하는 문제를 해결하기 위해서, 4WD 제어기(30)는 토크 조절부(40)를 제어하여 도 4와 같이, ABS 작동신호에 응답하여 부구동륜으로 전달하는 토크를 제어한다. 즉, 4WD 제어기(30)는 ABS 작동신호가 일정 크기 레벨로 변화하면 부구동륜에 전달하는 토크를 일정 구간(t1~t3)에 걸쳐서 감소시킨다. 이때, 부구동륜에 전달하는 토크가 하한값(Q)에 도달할 때 까지 감소하고, 하한값에 도달하면 그대로 유지한다. 여기서 비구동륜에 전달하는 토크를 감소하는 구간의 길이 및 하한값은 차량의 조건에 따라 절절하게 설정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 사륜 구동 차량의 로크 모드에서 ABS 작동에 응답하는 경우 비구동륜에 전달하는 토크를 적절하게 제어함으로서 엔진 드래그에 의한 슬립을 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 안티로크 브레이크 시스템을 구비한 사륜 구동 차량에 있어서 바퀴 슬립 제어장치에 있어서,
    상기 차량의 바퀴 속도를 검출하기 위한 속도센서; 상기 속도센서에 의해 검출한 바퀴 속도에 기초하여 상기 안티로크 브레이크 시스템의 작동여부를 판단하고 상기 시스템의 작동이 필요한 경우 그에 따른 작동신호를 출력하는 안티로크 브레이크 시스템 제어기; 상기 차량의 구동륜과 비구동륜에 전달하는 토크의 비율을 조절하기 위한 토크 조절부; 및 상기 안티로크 브레이트 시스템 제어기로부터 전달받은 상기 작동신호에 응답하여 상기 토크 조절부를 제어하는 사륜 구동 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사륜 구동 제어기는 운전모드가 로크 모드인 경우 엔진 드래그에 의한 상기 부구동륜의 슬립을 방지하기 위해 상기 부구동륜에 전달하는 토크를 감소시키는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사륜 구동 제어기는 상기 부구동륜에 전달하는 토크를 일정시간 동안 설정된 하한값에 도달할 때까지 선형적으로 감소하고, 상기 부구동 륜에 전달하는 토크가 하한값에 이르면 유지하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 사륜 구동 제어기는 캔 통신하여 상기 작동신호를 전달받는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 안티로크 브레이크 시스템의 바퀴 슬립 제어장치.
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