KR20130025120A - 상시 4륜 친환경 차량의 크리프 제어장치 및 방법 - Google Patents

상시 4륜 친환경 차량의 크리프 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운행조건 및 전후륜의 조건에 따라 최적의 구동력 배분으로 크리프 제어가 제공되도록 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 제어방법이 개시된다.
본 발명은 변속단의 위치와 차속을 검출하여 크리프 토크 발생조건인지 판단하는 과정; 크리프 토크 발생조건이면 경사도를 검출하여 평지운행 인지 혹은 경사로 운행인지를 판단하는 과정; 평지운행이면 기준 크리프 토크량으로 크리프 토크를 결정한 다음 제1모터와 제2모터의 구동력을 균등 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정; 경사로 운행이면 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하는 과정; 경사로 등판 운행이면 경사도에 따라 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량을 감안하여 크리프 토크량을 계산하고, 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정을 포함한다.

Description

상시 4륜 친환경 차량의 크리프 제어장치 및 방법{SYSTEM FOR CONTROL CREEP OF FULLTIME 4 WHEEL DRIVE GREEN CAR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 상시 4WD(4 Wheel Drive) 친환경 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운행조건 및 전후륜의 조건에 따라 최적의 구동력 배분으로 크리프 제어가 제공되도록 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
4WD 친환경 차량은 예를 들어 전륜에 엔진과 모터의 조합으로 구성되고, 후륜에 별도의 모터가 장착되어 구성된다.
4WD 친환경 차량은 운행상황에 따라 토크를 전후륜에 적절하게 분배하여 전후륜을 동시에 구동시키는 것으로, 눈길이나 빙판길 등의 미끄러운 도로, 모래땅이나 가파른 언덕, 진흙길 등 큰 구동력이 필요로 하는 도로에서 타이어의 슬립을 최소화하여 운행 안전성과 탈출성을 제공한다.
4WD 친환경 차량은 경사로의 출발시에 크리프 토크(Creep Torque)의 응답지연으로 출발성이 악화되고, 심한 경우 뒤로 밀리는 현상을 발생시키므로, 크리프 토크 제어를 위한 다양한 기술이 개발되어 제공되고 있다.
일반적으로 4WD 친환경 차량(전기 차량, 연료전지 차량, 하이브리드 차량)의 크리프 토크 제어는 전륜축 혹은 후륜축 중 어느 한쪽의 축(Axle)만 구동하는 2WD 제어를 실행함에 따라 경사로에서 차량이 필요한 구동력을 전륜축(Front Axle) 또는 후륜축(Rear Axle) 중 어느 하나의 축에 전체 구동력을 내야 하므로 전륜축 혹은 후륜축 중 어느 한쪽은 토크 부족이 다른 한쪽은 토크 과대가 되는 근본적인 문제점이 있다.
이러한 현상을 해결하기 위하여 대한민국공개특허 제2005-0039357호에는 일정 경사도 이상인 조건에서 아이들 정지가 실행되지 않도록 하여 엔진토크와 전륜모터 토크의 합으로 크리프 토크가 제어되도록 함으로써 뒤로 밀리는 현상이 발생되지 않도록 하고, 일정 경사도 이하의 조건에서는 경사도에 따라 전륜모터 혹은 후륜모터만의 토크로 크리프 토크가 제어될 수 있도록 하며, 평지 정차에서는 크리크 토크 제어를 실행되지 않도록 하는 기술이 제시되어 있다.
또한, 대한민국공개특허 제2005-0061126호에는 차속과 브레이크 압력, 가속페달의 입력, 모터의 회전방향에 따라 기본적으로 전륜모터의 토크로 크리프 토크 제어를 실행하고, 전륜모터의 토크만으로 크리프 토크 제어가 부족하게 되면 후륜모터의 토크를 생성시켜 전륜모터 및 후륜모터의 토크로 크리프 토크 제어를 실행하며, 전륜모터 및 후륜모터의 토크로 크리프 토크 제어가 부족하면 엔진의 아이들 정지를 해제하여 엔진의 토크로 크리프 토크 제어가 실행될 수 있도록 하는 기술이 제시되어 있다.
그러나, 상기한 기술 역시 기본적인 크리프 토크 제어는 전륜축 또는 후륜축 중 어느 한축만의 모터를 구동하여 크리프 토크 제어를 실행하다가 한쪽 축만의 토크로 크리프 토크가 부족할 경우 다른 한축의 모터를 구동하여 크리프 토크를 보조하는 부분 4WD(Parttime 4WD)의 구동이다.
따라서, 어느 한축의 모터 구동으로 크리프 토크가 충분할 경우 경사로에서 전진 등판시 전륜축 보다 후륜축의 중량이 경사각도에 비례하여 커지게 되며 이에 따라 후륜축의 필요 구동력이 전륜축의 필요 구동력보다 휠씬 커지게 되나 전륜축에서 차량의 총 필요 구동력을 발생하여 전륜축의 필요 구동력보다 훨씬 큰 구동력을 내게 되므로 과대 구동력에 따른 휠 슬립이 발생 할 수 있다.
또한, 같은 이유로 후륜축의 구동인 경우 후진 등판 시 같은 현상을 발생 시킬 수 있다.
그러므로 전진등판, 후진등판, 전진강판, 후진강판 등 다양한 조건에서 차량 운행시 각각의 불리한 점을 갖고 있으며, 이러한 여러 제약 조건에 따라 상시 4륜 구동 차량에서 크리프 토크 제어가 정밀하게 제어되지 못하는 문제점이 발생된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상시 4WD 친환경 차량에서 경사도에 따라 전륜축과 후륜축의 축중량을 계산하고, 경사도의 방향과 시프트 레버의 위치에 따라 등판운행 혹은 하강운행을 판단하여 크리프 토크 제어를 위한 전후륜의 구동력 배분을 제공함으로써 지형이나 운행조건에 관계없이 최적의 크리프 토크 제어를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 특징은 HEV모드와 배터리의 충전상태에 따라 시동 온/오프가 제어되고, 아이들 정지 제어가 실행되는 엔진; 전륜축에 연결되어 구동력을 발생시키는 제1모터; 후륜축에 연결되어 구동력을 발생시키는 제2모터; 배터리의 고전압을 3상 전압으로 변환시켜 제1모터 및 제2모터에 구동전압으로 공급하는 인버터를 포함하는 상시 4WD 친환경 차량에 있어서,
운행되는 도로의 경사도 및 경사도의 방향을 검출하는 경사도검출부; 운행 차속을 검출하는 차속검출부; 시프트 레버로 선택되는 변속단을 검출하는 변속단 검출부; 차속검출부에서 제공되는 차속과 변속단검출부에서 제공되는 변속단의 정보가 크리프 토크의 발생으로 판단되면 경사도검출부에서 제공되는 경사도의 정보에 따라 평지 운행인지 혹은 경사로 운행인지를 판정하여 전륜축과 후륜축의 크리프 토크 제어값을 각각 결정하는 하이브리드 제어기; 하이브리드 제어기에서 제공되는 크리프 토크 제어값에 따라 인버터의 스위칭을 통해 제1모터 및 제2모터 각각에 구동력을 발생시켜 크리프 토크 제어를 실행하는 모터제어기를 포함하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치가 제공된다.
상기 경사도검출부는 G센서로 적용될 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 변속단이 P단 혹은 N단에 위치되거나 차속이 설정된 크리프 토크 제한속도 이상이면 크리프 토크를 제한하고, 변속단이 D단 혹은 R단에 위치하고 차속이 설정된 크리프 토크 제한속도 이하인 경우에 크리프 토크 제어를 실행할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 경사로의 운행에서 변속단의 위치에 따라 전진 등판 인지 혹은 후진 등판 인지를 판단하여 전륜축의 토크를 크게 하기 위해 제1모터의 구동력를 증대시키거나 후륜축의 토크를 크게 하기 위해 제2모터의 구동력을 증대시킬 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 경사로의 강판 운행에서 크리프 발생이면 제1모터와 제2모터 각각의 크리프 토크를 평지 운행의 크리프 토크 보다 감소시켜 제어할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 경사도에 따라 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량에 따라 크리프 토크량을 계산하여 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 다르게 분배하여 크리프 토크를 제어할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 경사도의 방향에 따라 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하고, 변속단의 위치에 따라 전진등판, 전진강판, 후진등판, 후진강판을 판단하여 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 다르게 분배하여 크리프 토크를 제어할 수 있다.
상기 하이브리드 제어기는 전진등판에서 제2모터의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 하고, 후진등판에서 제1모터의 구동력을 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 변속단의 위치와 차속을 검출하여 크리프 토크 발생조건인지 판단하는 과정; 크리프 토크 발생조건이면 경사도를 검출하여 평지운행 인지 혹은 경사로 운행인지를 판단하는 과정; 평지운행이면 기준 크리프 토크량으로 크리프 토크를 결정한 다음 제1모터와 제2모터의 구동력을 균등 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정; 경사로 운행이면 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하는 과정; 경사로 등판 운행이면 경사도에 따라 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량을 감안하여 크리프 토크량을 계산하고, 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정을 포함하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어방법이 제공된다.
상기 경사로의 강판 운행이면 경사도에 따라 제1모터와 제2모터 각각의 크리프 토크를 평지 운행의 크리프 토크 보다 감소시켜 제어할 수 있다.
상기 경사로 등판 운행이면 변속단 위치로부터 전진등판인지 혹은 후진등판인지 판단하여 전진등판이면 제2모터의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 하고, 후진등판이면 제1모터의 구동력을 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 상시 4WD 차량에 대하여 평지에서는 부드러운 출발을 제공하고, 경사로 등판운행에서 정지 후 재 출발시 뒤로 밀리지 않고 안정된 등판을 제공하며, 경사로 강판운행에는 경사에 따라 차량이 급격하게 내려가는 것을 방지 할 수 있어 차량의 운행조건에 따른 최적의 크리프 토크 제어를 제공할 수 있다.
본 발명은 2WD 차량, 부분 4WD 차량의 단점을 보완하여 경사로의 전진 등판운행, 후진 등판 운행, 전진 강판 운행, 후진 강판 운행 등의 운행 조건에서 전륜축과 후륜축의 크리프 토크를 최적으로 분배함으로써, 안정된 크리프 토크 제어를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어절차를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 경사도검출부(10)와 차속검출부(20), 변속단검출부(30), HCU(Hybrid Control Unit ; 40), 배터리(50), BMS(Battery Management System ; 60), MCU(Motor Control Unit ; 70), 엔진(80), 인버터(100), 제1모터(110), 제2모터(120) 및 변속기(130)를 포함한다.
경사도검출부(10)는 운행되는 도로의 경사도 및 경사도의 방향을 검출하여 그에 대한 정보를 HCU(40)에 제공한다.
상기 경사도검출부(10)는 G센서로 적용될 수 있다.
차속검출부(20)는 차량의 현재 운행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 HCU(40)에 제공한다.
변속단검출부(30)는 운전자가 시프트 레버로 선택하는 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 HCU(40)에 제공한다.
상기 변속단검출부(30)는 인히비터 스위치로 적용될 수 있다.
HCU(40)는 하이브리드 제어기로, 차속검출부(20)에서 제공되는 현재의 차속과 변속단검출부(30)에서 제공되는 변속단의 위치로부터 크리프 토크의 발생유무를 판단하고, 크리프 토크의 발생으로 판단되면 경사도검출부(10)에서 제공되는 경사도 및 경사도의 방향으로 평지운행 또는 경사로의 운행인지를 판단하여 전륜축과 후륜축의 크리프 토크 제어값을 결정한 다음 MCU(70)를 통해 제1모터(110) 및 제2모터(120)의 크리프 토크를 제어한다.
상기 HCU(40)는 경사로의 운행에서 변속단의 위치에 따라 전진 등판 인지 혹은 후진 등판 인지를 판단하여 제1모터(110)의 구동력를 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 하거나 제2모터(120)의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 한다.
또한, 상기 HCU(40)는 경사로의 하강 운행인 경우 평지 운행의 크리프 토크보다 감소시켜 크리프 토크를 제어하여 차량이 급격하게 내려가는 것을 방지하여 준다.
상기 HCU(40)는 변속단이 P단과 N단에 위치되어 있는 경우에는 크리프 토크가 발생되지 않도록 하고, 변속단이 D단과 R단에 위치되어 있으며 차속이 크리프 토크 제한 속도 이하인 경우에는 크리프 토크를 발생시키고, 차속이 크리프 토크 제한속도 이상이 될때에는 크리프 토크를 제한한다.
또한, 상기 HCU(40)는 경사도를 판단하여 경사도에 따른 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량을 계산 후 크리프 토크량을 계산하여 MCU(70)를 통해 제1모터(110)와 제2모터(120)의 구동력을 분배하여 크리프 토크를 제어한다.
이때 경사도의 방향을 판단하여 차량이 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하고, 변속단의 위치에 따라 전진등판, 전진하강, 후진등판, 후진하강으로 구분하여 각각의 운행조건에 따라 제1모터(110)와 제2모터(120)의 구동력을 분배하여 크리프 토크를 제어한다.
상기 HCU(40)는 전진 등판 운행인 경우 제2모터(120)의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 하고, 후진 등판 운행인 경우 제1모터(110)의 구동력을 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 한다.
따라서, 2WD 차량 및 부분 4WD 차량과는 달리 전륜축 및 후륜축 각각을 최적의 토크로 제어하여 휠 슬립을 방지할 수 있으며, 평지보다 크리프 토크량을 증대 시켜 브레이크 페달을 떼더라도 전진 등판운행에서 뒤로 밀리거나 후진 등판 운행에서 앞으로 밀리지 않게 되며 반대로 전진 강판 운행에서 크리프 토크를 감소시켜 자중에 의해 급작스럽게 내려가는 것을 방지하여 안전성을 증대시킬 수 있다.
배터리(50)는 다수개의 단위 셀로 구성되며, 대략 350V 내지 400V의 직류 고전압이 저장되어 제1모터(110) 및 제2모터(120)에 구동 전압을 공급한다.
BMS(60)는 배터리 제어기로, 배터리(50)의 작동 영역내에서 각 셀들의 전류, 전압, 온도 등을 검출하여 충전상태(State Of Charge ; SOC)를 관리하며, 배터리(50)의 충방전 전압을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충되어 수명이 단축되는 것을 방지한다.
MCU(70)는 모터 제어기로, HCU(40)의 제어에 따라 제1모터(110) 및 제2모터(120)의 구동력을 배분하여 크리프 토크 제어를 실행시킨다.
엔진(80)은 HEV모드와 배터리의 충전상태에 따라 엔진의 시동 온/오프가 제어되고, 정지상태에서 아이들 스톱된다.
엔진(80)의 출력은 제1모터(110)를 통해 변속기(130)에 직결된다.
인버터(100)는 MCU(70)의 제어에 따라 배터리(50)에서 인가되는 직류 전압을 교류 3상 전압으로 변환한 다음 제1모터(110)와 제2모터(120)에 공급하여 제1모터(110)와 제2모터(120)를 구동시켜 크리프 토크를 발생시킨다.
상기 인버터는 복수개의 전력 스위칭 소자로 구성되며, 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
제1모터(110)는 전륜축에 연결되어 인버터(100)에서 공급되는 3상 전압에 의해 구동되고, 제2모터(120)는 후륜축에 연결되어 인버터(100)에서 공급되는 3상 전압에 의해 구동된다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 상기 4WD 친환경 차량에서 크리프 토크 제어를 실행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명이 적용되는 상시 4WD 친환경 차량이 이그니션 온을 유지하는 상태에서(S101) HCU(40)는 경사도검출부(10)에서 제공되는 운행 도로의 경사도를 검출하고, 차속검출부(20)에서 제공되는 운행 차속을 검출하며, 변속단검출부(30)에서 제공되는 변속단의 위치를 검출한다(S102).
상기 HCU(40)는 변속단검출부(30)에서 제공되는 변속단의 위치가 "D단" 혹은 "R단"에 위치되어 있는지를 판단한다(S103).
상기 S103에서 HCU(40)는 변속단의 위치가 "D단" 혹은 "R단"이 아니면 "P단" 혹은 "N단"인 것으로 판단하여 크리프 토크 제어를 제한한다(S106).
즉, 크리프 토크 제어를 실행하지 않는다.
그러나, 상기 S103에서 HCU(40)는 변속단의 위치가 "D단" 혹은 "R단"에 위치되어 있는 것으로 판단되면 경사도검출부(10)에서 제공되는 운행도로의 경사도가 평지 운행인지를 판단한다(S104).
상기 S104에서 HCU(40)는 평지 운행으로 판단되면 차속검출부(20)에서 제공되는 운행 차속이 설정된 크리프 속도 미만인지를 판단한다(S105).
상기 S105에서 HCU(40)는 운행 차속이 설정된 크리프 속도를 초과하는 것으로 판단되면 가속페달을 팁 인(Tip in)하여 운행하는 것으로 판단하여 크리프 토크 제어를 제한한다(S106).
즉, 크리프 토크 제어를 실행하지 않는다.
상기 S105에서 HCU(40)는 운행 차속이 설정된 크리프 속도 미만이면 평지 운행의 크리프 토크량을 결정하고, 결정된 크리프 토크량에 따라 전륜축과 후륜축의 구동력을 분배하여(S107) MCU(70)에 크리프 토크 제어 명령을 출력한다(S115).
MCU(70)는 HCU(40)에서 제공되는 크리프 토크 제어 명령에 따라 크리프 토크량이 급격하게 변화되는 것을 방지하기 위해 저역 패스 필터를 적용하여 크리프 토크 제어 명령을 완충한 다음 인터버(100)의 스위칭을 제어한다(S116).
인버터(100)의 스위칭에 의해 배터리(50)의 직류 전압이 3상 교류전압으로 변환된 다음 전륜모터인 제1모터(110)와 후륜모터인 제2모터(120)에 각각 공급하여 제1모터(110)와 제1모터(12) 각각을 분배된 구동력으로 구동시킨다(S117).
따라서, 상시 4WD 친환경 차량은 평지운행에서 제1모터(110)와 제2모터(120)의 구동에 의해 크리프 토크 제어가 실행된다(S118).
그러나, 상기 S104에서 HCU(40)는 경사도검출부(10)에서 제공되는 경사도의 정보가 평지 운행이 아니면 경사로의 운행인 것으로 판단하고, 차속검출부(20)에서 제공되는 운행 차속이 설정된 크리프 속도 미만인지를 판단한다(S108).
상기 S108에서 HCU(40)는 운행 차속이 설정된 크리프 속도를 초과하는 것으로 판단되면 가속페달을 팁 인(Tip in)하여 운행하는 것으로 판단하여 크리프 토크 제어를 제한한다(S109).
즉, 크리프 토크 제어를 실행하지 않는다.
상기 108에서 HCU(40)는 운행 차속이 설정된 크리프 속도 미만이면 경사도검출부(10)에서 제공되는 경사도의 방향을 분석하여 경사로의 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단한다(S110).
상기 S110에서 HCU(40)는 경사로의 강판 운행인 것으로 판단되면 차량의 자중에 의해 갑작스럽게 내려가는 것을 방지하기 위해 크리프 토크량을 평지 혹은 등판 운행의 크리프 토크량 보다 감소시켜 결정하고, 감소시킨 크리프 토크량에 따라 전륜축과 후륜축의 구동력을 분배하여(S111) MCU(70)에 크리프 토크 제어 명령을 출력한다(S115).
MCU(70)는 HCU(40)에서 제공되는 크리프 토크 제어 명령에 따라 크리프 토크량이 급격하게 변화되는 것을 방지하기 위해 저역 패스 필터를 적용하여 크리프 토크 제어 명령을 완충한 다음 인터버(100)의 스위칭을 제어한다(S116).
인버터(100)의 스위칭에 의해 배터리(50)의 직류 전압이 3상 교류전압으로 변환된 다음 전륜모터인 제1모터(110)와 후륜모터인 제2모터(120)에 각각 공급하여 제1모터(110)와 제1모터(12) 각각을 분배된 구동력으로 구동시킨다(S117).
따라서, 상시 4WD 친환경 차량은 경사로의 강판운행에서 크리프 토크의 감소 제어에 의해 안전성이 증대되는 최적의 크리프 토크 제어가 실행된다(S118).
상기 S110에서 HCU(40)는 경사로의 등판 운행인 것으로 판단되면 변속단이 "D단"에 위치되어 있는지를 판단한다(S112).
상기 S112에서 HCU(40)는 변속단이 "D단"에 위치되어 있지 않으면 "R단"에 위치되어 후진 등판 운행을 실행하는 것으로 판단하여 전륜축의 크리프 토크량을 증대시켜 결정한 다음 결정된 크리프 토크량에 따라 전륜축과 후륜축의 구동력을 분배하여(S113) MCU(70)에 크리프 토크 제어 명령을 출력한다(S115).
MCU(70)는 HCU(40)에서 제공되는 크리프 토크 제어 명령에 따라 크리프 토크량이 급격하게 변화되는 것을 방지하기 위해 저역 패스 필터를 적용하여 크리프 토크 제어 명령을 완충한 다음 인터버(100)의 스위칭을 제어한다(S116).
인버터(100)의 스위칭에 의해 배터리(50)의 직류 전압이 3상 교류전압으로 변환된 다음 전륜모터인 제1모터(110)와 후륜모터인 제2모터(120)에 각각 공급하여 제1모터(110)와 제1모터(12) 각각을 분배된 구동력으로 구동시킨다(S117).
따라서, 상시 4WD 친환경 차량은 경사로의 후진 등판운행에서 제1모터(110)와 제2모터(120)의 구동력 분배에 의해 최적의 크리프 토크 제어가 실행되어 휠 슬립이 방지된다(S118).
상기 S112에서 HCU(40)는 변속단이 "D단"에 위치되어 있으면 전진 등판 운행을 실행하는 것으로 판단하여 후륜축의 크리프 토크량을 증대시켜 결정한 다음 결정된 크리프 토크량에 따라 전륜축과 후륜축의 구동력을 분배하여(S114) MCU(70)에 크리프 토크 제어 명령을 출력한다(S115).
MCU(70)는 HCU(40)에서 제공되는 크리프 토크 제어 명령에 따라 크리프 토크량이 급격하게 변화되는 것을 방지하기 위해 저역 패스 필터를 적용하여 크리프 토크 제어 명령을 완충한 다음 인터버(100)의 스위칭을 제어한다(S116).
인버터(100)의 스위칭에 의해 배터리(50)의 직류 전압이 3상 교류전압으로 변환된 다음 전륜모터인 제1모터(110)와 후륜모터인 제2모터(120)에 각각 공급하여 제1모터(110)와 제1모터(12) 각각을 분배된 구동력으로 구동시킨다(S117).
따라서, 상시 4WD 친환경 차량은 경사로의 전진 등판운행에서 제1모터(110)와 제2모터(120)의 구동력 분배에 의해 최적의 크리프 토크 제어가 실행되어 휠 슬립이 방지된다(S118).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 경사도검출부 20 : 차속검출부
30 : 변속단검출부 40 : HCU
50 : 배터리 60 : BMS
70 : MCU 100 : 인버터
110 : 제1모터 120 : 제2모터

Claims (11)

  1. HEV모드와 배터리의 충전상태에 따라 시동 온/오프가 제어되고, 아이들 정지 제어가 실행되는 엔진; 전륜축에 연결되어 구동력을 발생시키는 제1모터; 후륜축에 연결되어 구동력을 발생시키는 제2모터; 배터리의 고전압을 3상 전압으로 변환시켜 제1모터 및 제2모터에 구동전압으로 공급하는 인버터를 포함하는 상시 4WD 친환경 차량에 있어서,
    운행되는 도로의 경사도 및 경사도의 방향을 검출하는 경사도검출부;
    운행 차속을 검출하는 차속검출부;
    시프트 레버로 선택되는 변속단을 검출하는 변속단 검출부;
    차속검출부에서 제공되는 차속과 변속단검출부에서 제공되는 변속단의 정보가 크리프 토크의 발생으로 판단되면 경사도검출부에서 제공되는 경사도의 정보에 따라 평지 운행인지 혹은 경사로 운행인지를 판정하여 전륜축과 후륜축의 크리프 토크 제어값을 각각 결정하는 하이브리드 제어기;
    하이브리드 제어기에서 제공되는 크리프 토크 제어값에 따라 인버터의 스위칭을 통해 제1모터 및 제2모터 각각에 구동력을 발생시켜 크리프 토크 제어를 실행하는 모터제어기;
    를 포함하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사도검출부는 G센서로 적용되는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 변속단이 P단 혹은 N단에 위치되거나 차속이 설정된 크리프 토크 제한속도 이상이면 크리프 토크를 제한하고, 변속단이 D단 혹은 R단에 위치하고 차속이 설정된 크리프 토크 제한속도 이하인 경우에 크리프 토크 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 경사로의 운행에서 변속단의 위치에 따라 전진 등판 인지 혹은 후진 등판 인지를 판단하여 전륜축의 토크를 크게 하기 위해 제1모터의 구동력를 증대시키거나 후륜축의 토크를 크게 하기 위해 제2모터의 구동력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 경사로의 강판 운행에서 크리프 발생이면 제1모터와 제2모터 각각의 크리프 토크를 평지 운행의 크리프 토크 보다 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 경사도에 따라 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량에 따라 크리프 토크량을 계산하여 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 다르게 분배하여 크리프 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 경사도의 방향에 따라 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하고, 변속단의 위치에 따라 전진등판, 전진강판, 후진등판, 후진강판을 판단하여 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 다르게 분배하여 크리프 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 전진등판에서 제2모터의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 하고, 후진등판에서 제1모터의 구동력을 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어장치.
  9. 변속단의 위치와 차속을 검출하여 크리프 토크 발생조건인지 판단하는 과정;
    크리프 토크 발생조건이면 경사도를 검출하여 평지운행 인지 혹은 경사로 운행인지를 판단하는 과정;
    평지운행이면 기준 크리프 토크량으로 크리프 토크를 결정한 다음 제1모터와 제2모터의 구동력을 균등 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정;
    경사로 운행이면 등판 운행인지 혹은 강판 운행인지를 판단하는 과정;
    경사로 등판 운행이면 경사도에 따라 전륜축과 후륜축에 걸리는 중량을 감안하여 크리프 토크량을 계산하고, 제1모터와 제2모터의 구동력을 각각 분배하여 크리프 토크를 제어하는 과정;
    을 포함하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경사로의 강판 운행이면 경사도에 따라 제1모터와 제2모터 각각의 크리프 토크를 평지 운행의 크리프 토크 보다 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 경사로 등판 운행이면 변속단 위치로부터 전진등판인지 혹은 후진등판인지 판단하여 전진등판이면 제2모터의 구동력을 증대시켜 후륜축의 토크를 크게 하고, 후진등판이면 제1모터의 구동력을 증대시켜 전륜축의 토크를 크게 하는 것을 특징으로 하는 상시 4WD 친환경 차량의 크리프 토크 제어방법.
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