KR20130057841A - Torque vectoring systen for vehicle and control method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 토크 벡터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 선회에 따라 발생되는 차고 변화에 대한 수직 항력이 적용되어 토크 벡터링 제어가 제공되도록 하는 차량의 선회 제어장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque vectoring system of a vehicle, and more particularly, to a turning control apparatus and method of a vehicle in which a vertical drag on a change in a garage generated by turning of a vehicle is applied to provide a torque vectoring control.
토크 벡터링 시스템(Torque Vectoring System)은 후륜구동(Front engine Rear drive)기반의 4륜구동(4WD)차량에 적용되며, 차량이 선회할 때 선회 요구의 정보를 검출하여 각각의 차륜에서 필요한 토크를 계산한 다음 각각의 차륜의 구동토크를 능동적으로 배분 제어함으로써, 차량의 발진 성능을 향상시키고 선회시 주행 안정성 및 조정의 안정성을 제공하는 시스템이다.Torque Vectoring System is applied to four-wheel drive (4WD) vehicles based on the front engine rear drive, and it detects the information of the turning request when the vehicle turns and calculates the required torque in each wheel. Next, by actively distributing and controlling the driving torque of each wheel, it is a system that improves the starting performance of the vehicle and provides the stability of running and adjusting during turning.
차량이 주행하는 상태에서는 각각 차륜에 걸리는 하중이 가속이나 지오메트리에 따라서 실시간으로 변하여 각 차륜에 목표 구동력을 주더라도 그것이 100% 발휘된다고 할 수 없다.When the vehicle is running, the load on the wheels changes in real time according to acceleration or geometry, and even if the target driving force is given to each wheel, it cannot be 100% exhibited.
차륜의 구동력 F = W × ax, Wt = F/μ 을 만족하므로, 식에서 알 수 있는 바와 같이 차고(W), 즉 수직 항력이 변하게 되면 해당 차륜의 구동력 한계도 변한다고 할 수 있다. Since the driving force F = W × ax, Wt = F / μ of the wheel is satisfied, it can be said that the limit of the driving force of the wheel changes as the height of the garage W, ie, the vertical drag, changes as shown in the equation.
또한, 차량이 고속으로 선회하거나 급속하게 발진하는 상태에서는 웨이트 트랜스 폼에 의하여 각 차륜에 걸리는 하중이 급격하게 변화하므로, 구동력을 배분하여 조종 안정성을 높이는 토크 벡터링 제어 크나큰 영향을 미칠 수 있다. In addition, since the load applied to each wheel is rapidly changed by the weight transformer in a state in which the vehicle is turning at a high speed or rapidly starting, the torque vectoring control for allocating driving force to increase steering stability can be greatly affected.
본 발명의 목적은 차량의 선회에 따라 발생되는 차고 변화에 대한 수직 항력을 적용하여 보다 정확하고 안정된 토크 벡터링 제어를 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to provide a more accurate and stable torque vectoring control by applying vertical drag to a change in height generated as the vehicle turns.
본 발명의 일 실시예에 따르는 특징은 차량의 선회정보를 검출하는 선회정보검출부; 선회정보에서 각 차륜별 배분토크를 결정하고, 차고변화에서 수직항력을 연산하여 구동 한계토크를 결정하며, 배분토크와 구동 한계토크의 크기에 따라 최종 토크를 결정하여 토크 벡터링의 구동력을 배분하여 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 각 차륜에 인가되는 토크를 배분 제어는 토크 벡터링 기구을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템이 제공된다.Features according to an embodiment of the present invention includes a turning information detector for detecting turning information of the vehicle; The distribution torque for each wheel is determined from the turning information, and the driving limit torque is determined by calculating the vertical force from the height change, and the final torque is determined according to the distribution torque and the magnitude of the driving limit torque, thereby allocating the driving force of torque vectoring. A control unit; According to the control of the controller, a torque vectoring system of a vehicle including a torque vectoring mechanism is provided to distribute torque applied to each wheel.
상기 선회정보검출부는 조향각과 조향 방향을 검출하는 조향각검출부; 각 차륜별 속도를 검출하는 차륜속도검출부; 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도검출부; 차량의 요모멘트를 검출하는 요레이트검출부; 차량의 차축에 장착되어 차량의 선회과.정에서 발생되는 각 차축의 차고 변화를 검출하는 차고검출부를 포함할 수 있다.The turning information detection unit includes a steering angle detection unit that detects a steering angle and a steering direction; A wheel speed detection unit detecting a speed for each wheel; A lateral acceleration detector for detecting lateral acceleration of the vehicle; Yaw rate detection unit for detecting the yaw moment of the vehicle; It may include a garage detection unit mounted to the axle of the vehicle for detecting a change in the height of each axle generated in the turning process.
상기 제어부는 조향각과 각 차륜의 속도, 횡가속도를 이용하여 목표 요레이트를 연산하고, 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도를 비교하여 슬립상태를 판정하고, 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정할 수 있다.The control unit calculates a target yaw rate using the steering angle, the speed of each wheel, and the lateral acceleration, and if the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is less than or equal to the set reference value, the controller compares the speeds of the front wheel and the rear wheel to the slip state. And the slip torque is calculated according to the slip degree of each wheel to determine the distribution torque for each wheel.
상기 제어부는 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 언더 스티어 발생이면 선회 내륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정할 수 있다.The controller may determine the distribution torque for each wheel by calculating the torque of the turning inner ring when the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is equal to or greater than a set reference value and understeer occurs.
상기 제어부는 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 오버 스티어 발생이면 선회 외륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정할 수 있다.The controller may determine the distribution torque for each wheel by calculating the torque of the turning outer ring when the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is equal to or greater than a set reference value and oversteer occurs.
상기 제어부는 차고검출부에서 제공되는 선회에 따른 내외 축의 차고 변화에서 수직항력을 계산하고, 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 계산할 수 있다.The control unit may calculate the vertical drag from the change in the height of the inner and outer shafts according to the turning provided by the garage detection unit, and calculate the driving limit torque using the vertical drag.
상기 제어부는 각 차륜별 배분토크와 수직항력으로 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 구동 한계토크로 적용하여 토크 벡터링을 제어할 수 있다.The controller compares the distribution torque for each wheel with the driving limit torque calculated by the vertical force, and when the distribution torque for each wheel is greater than the driving limit torque, the torque vectoring can be controlled by applying the torque allocated to each wheel as the driving limit torque. .
상기 제어부는 각 차륜별 배분토크와 수직항력을 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여 토크 벡터링을 제어할 수 있다.The controller may control torque vectoring by applying torque distributed to each wheel as it is if the distribution torque for each wheel is smaller than the driving limit torque by comparing the distribution torque for each wheel and the driving limit torque calculated for the vertical drag.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 차량의 선회정보를 검출하여 차륜의 슬립토크와 차륜별 배분토크를 결정하고는 과정; 차고변화에서 수직항력을 연산하여 구동 한계토크를 결정하는 과정; 배분토크와 구동 한계토크의 크기를 비교하여 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 구동 한계토크를 적용하여 토크 벡터링을 제어하고, 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 배분토크를 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템 제어방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for determining slip torque of a wheel and distribution torque for each wheel by detecting turning information of a vehicle; Determining the driving limit torque by calculating the vertical force in the garage change; When the distribution torque is greater than the drive limit torque by comparing the distribution torque and the magnitude of the drive limit torque, torque vectoring is controlled by applying the drive limit torque. When the distribution torque is less than the drive limit torque, torque vectoring is controlled by applying the distribution torque. Provided is a method of controlling a torque vectoring system for a vehicle comprising a process.
상기 차륜의 슬립토크는 전륜과 후륜의 속도차가 기준값 이상이면 속도차에 따라 결정하고, 차륜별 배분토크는 언터스티어 혹은 오버 스티어의 발생에 따라 선회 내륜토크와 선회 외륜토크로 결정될 수 있다.The slip torque of the wheel may be determined according to the speed difference when the speed difference between the front wheel and the rear wheel is more than the reference value, and the distribution torque for each wheel may be determined as the turning inner wheel torque and the turning outer wheel torque according to the occurrence of understeer or oversteer.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 조향각과 각 차륜의 속도, 횡가속도를 이용하여 목표 요레이트를 연산하고, 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상인지 판단하는 과정; 실제 요레이트와 목표 요레이트의 차이가 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도를 비교하여 슬립상태를 판정하고, 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정; 실제 요레이트와 목표 요레이트의 차이가 기준값 이상이고, 언더 스티어 발생이면 선회 내륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정; 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 오버 스티어 발생이면 선회 외륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정; 선회에 따른 내외 축의 차고 변화에서 수직항력을 계산하고, 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 계산하는 과정; 차륜별 배분토크와 수직항력으로 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 구동 한계토크로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정; 차륜별 배분토크와 수직항력을 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템 제어방법이 제공된다.A feature according to another embodiment of the present invention is a process of calculating a target yaw rate using the steering angle, the speed of each wheel, and the lateral acceleration, and determining whether a difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is greater than or equal to a set reference value. ; If the difference between the actual yaw rate and the target yaw rate is less than or equal to the reference value, determining the slip state by comparing the speeds of the front and rear wheels, and calculating the slip torque according to the slip degree of each wheel to determine the distribution torque for each wheel; If the difference between the actual yaw rate and the target yaw rate is greater than or equal to the reference value and understeer is generated, determining the torque distribution for each wheel by calculating the torque of the turning inner ring; If the difference between the actual yaw rate and the calculated target yaw rate is greater than or equal to the set reference value, and oversteer occurs, determining the torque distribution for each wheel by calculating the torque of the turning outer ring; Calculating the normal drag at the height change of the inner and outer shafts according to the turning, and calculating the driving limit torque using the vertical drag; Controlling torque vectoring by applying torque allocated to each wheel as a driving limit torque when the distribution torque for each wheel is compared with the driving limit torque calculated by the vertical force, and the driving torque is greater than the driving limit torque; Torque vectoring of a vehicle including the process of controlling torque vectoring by applying the torque allocated to each wheel as it is if the distribution torque for each wheel is smaller than the driving limit torque by comparing the distribution torque for each wheel with the driving limit torque calculated from the vertical drag. A system control method is provided.
이와 같이 본 발명은 토크 벡터링 제어에 차량의 선회에 따라 발생되는 차고 변화를 적용함으로써, 차량의 거동을 보다 정확하고 안정되게 조정할 수 있다.As described above, the present invention can more accurately and stably adjust the behavior of the vehicle by applying the height change generated by the turning of the vehicle to the torque vectoring control.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 토크 벡터링 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 토크 벡터링 시스템 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 차량의 선회에 따른 하중 이동을 도시한 도면이다.
도 4는 차량의 선회에 따른 구동력과 코너링 포스의 관계를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a torque vectoring system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart schematically illustrating a control procedure of a torque vectoring system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a view showing a load movement according to the turning of the vehicle.
4 is a diagram illustrating a relationship between a driving force and a cornering force according to the turning of the vehicle.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.The present invention can be embodied in various different forms, and thus the present invention is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 토크 벡터링 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a torque vectoring system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 선회정보검출부(100), 제어부(200) 및 토크 벡터링 기구(300)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention includes a turning
선회정보검출부(100)는 조향각과 조향방향, 각각의 차륜별 속도, 횡가속도, 요레이트, 선회에 따른 차고 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The turning
상기 선회정보검출부(100)는 조향각검출부(101)와 차륜속도검출부(102), 횡가속도검출부(103), 요레이트검출부(104) 및 차고검출부(105)를 포함한다.The turning
조향각검출부(101)는 스티어링 컬럼에 장착될 수 있으며, 운전자의 선회 요구에 따른 조향각과 스티어링 휠의 조향 방향을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The
상기 조향각검출부(101)는 MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템의 구성요소로 적용될 수 있다.The
차륜속도검출부(102)는 각각의 차륜에 설치되어, 각 차륜별 속도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The wheel
횡가속도검출부(103)는 차량의 선회에 따라 발생되는 횡가속도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The
요레이트검출부(104)는 차량 중심을 기준으로 회전하려고 하는 요모멘트를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The
차고검출부(105)는 차량의 차축에 장착되어 차량이 선회하는 과정에서 발생되는 각 차축의 차고 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.The
상기 차고검출부(105)는 ECS(Electrica Control Suspension ; 전자제어서스펜션)에서 사용되는 센서로 적용될 수 있다.The
제어부(200)는 주행상태에서 선회정보검출부(100)에서 제공되는 조향각과 각 차륜의 속도, 횡가속도를 이용하여 목표 요레이트를 연산하고, 요레이트검출부(104)에서 제공되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트를 비교하여 차이가 설정된 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도를 비교하여 슬립상태를 판정한 다음 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정한다.The
또한, 상기 제어부(200)는 요레이트검출부(104)에서 제공되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트를 비교하여 차이가 설정된 기준값 이상이면 언더 스티어(Under Steer) 발생인지 혹은 오버 스티어(Over Steer) 발생인지를 판단하여 언더 스티어 발생이면 선회 내륜의 토크를 연산하고, 오버 스티어 발생이면 선회 외륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정한다.In addition, the
그리고, 상기 제어부(200)는 차고검출부(105)에서 제공되는 선회에 따른 내외 축의 차고 변화에서 수직항력을 계산하고, 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 계산한다.In addition, the
이후, 상기 제어부(200)는 각 차륜별 배분토크와 수직항력을 이용하여 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 차고 변화로부터 연산한 한계토크로 적용하여 토크 벡터링 기구(300)에 토크 벡터링 제어값으로 제공한다.Subsequently, the
또한, 상기 제어부(200)는 각 차륜별 배분토크와 수직항력을 이용하여 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여 토크 벡터링 기구(300)에 토크 벡터링 제어값으로 제공한다.In addition, the
토크 벡터링 기구(300)는 전자식 또는 유압식으로 작동되는 유성기어와 다판 클러치로 구성되며, 상기 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 유성기어 및 다판 클러치를 작동시켜 전후좌우 각 차륜의 구동력을 배분시켜 인가한다.The
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행될 수 있다.The operation of the present invention including the function as described above can be executed as follows.
본 발명이 적용되는 차량이 운행되면 선회정보검출부(100)는 조향각과 조향방향, 각 차륜별 속도, 횡가속도, 요레이트, 선회에 따른 차고 변화를 검출하여 제어부(200)에 제공한다(S101).When the vehicle to which the present invention is applied operates, the turning
이때, 제어부(200)는 선회정보검출부(100)에서 제공되는 조향각과 각 차륜의 속도, 횡가속도를 이용하여 목표 요레이트를 연산하고(S102), 요레이트검출부(104)에서 제공되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트를 비교하여(S103) 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상인지를 판단한다(S104).At this time, the
상기 S104에서 제어부(200)는 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이면 언더 스티어 발생인지 혹은 오버 스티어 발생인지를 판단한다(S105).In step S104, the
상기 S105에서 제어부(200)는 언더 스티어 발생으로 판단되면 선회 내륜의 토크를 연산하여(S106) 각 차륜별 배분 토크를 결정한다(S111).When it is determined in S105 that the understeer is generated, the
상기 S105에서 제어부(200)는 오버 스티어 발생으로 판단되면 선회 외륜의 토크를 연산하여(S107) 각 차륜별 배분 토크를 결정한다(S111).If it is determined in S105 that the oversteer is generated, the
그리고, 상기 S104에서 제어부(200)는 요레이트의 차이가 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도 차이를 비교하여(S108) 전륜과 후륜의 속도 차이가 기준값 이상인지를 판단한다(S109).If the difference in yaw rate is less than or equal to the reference value, the
상기 S109에서 제어부(200)는 전륜과 후륜의 속도 차이가 설정된 기준값 이상이면 슬립 상태로 판정하고, 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여(S110) 각 차륜별 배분 토크를 결정한다(S111).In S109, the
그리고, 상기 제어부(200)는 차고검출부(105)에서 제공되는 선회에 따른 내외 축의 차고 변화를 검출하여(S112), 차고 변화에서 수직항력을 연산하고(S113), 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 결정한다(S114).In addition, the
상기 차고 변화에 따른 수직항력의 계산은 다음과 같이 실행할 수 있다.The calculation of the vertical force according to the height change can be performed as follows.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이 차량이 선회하게 되면 내륜으로부터 외륜으로 롤에 의한 하중이동이 발생하게 되므로, 각 차축의 차고는 차량 하중의 이동량 만큼 변화한다.As can be seen in FIG. 3, when the vehicle is turned, load movement by the roll occurs from the inner ring to the outer ring, so that the height of each axle varies by the amount of movement of the vehicle load.
이때, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 수직하중의 크기는 마찰원의 크기와 비례하고, 차량의 구동력과 코너링 포스(Cornering Force)의 벡터 합은 이보다 작아야 한다.At this time, as can be seen in Figure 4 the magnitude of the vertical load is proportional to the size of the friction source, the vector sum of the driving force and the cornering force (Cornering Force) of the vehicle should be smaller than this.
상기 도 3에서 타이어에 작용하는 힘은 구동력/제동력과 코너링 포스의 합으로 나타낼 수 있으며, 코너링 포스란 원심력과 균형을 이루는 타이어와 노면의 마찰력을 의미한다.In FIG. 3, the force acting on the tire may be expressed as a sum of driving force / braking force and cornering force, and cornering force means frictional force between the tire and the road surface in balance with the centrifugal force.
따라서, 각 타이어가 지면을 누르는 수직항력의 연산은 다음과 같다.Therefore, the calculation of the vertical force at which each tire presses the ground is as follows.
N = K × (L-현재차고)N = K × (L-present height)
여기서, K는 스프링상수(kgf/mm)로 차량별로 설정될 수 있는 고유상수이다.Here, K is an intrinsic constant that can be set for each vehicle by a spring constant (kgf / mm).
L은 풀 리바운드시의 차고(mm)로 차량별로 설정될 수 있는 고유상수이다.L is an intrinsic constant that can be set for each vehicle as the height (mm) at full rebound.
따라서, 각 차륜의 차고 변화를 검출하여 각 차륜의 수직항력을 연산한 후 마찰 한계점을 찾을 수 있다.Accordingly, the frictional limit point can be found after calculating the vertical drag of each wheel by detecting the change in the height of each wheel.
이후, 상기 제어부(200)는 각 차륜별 배분토크와 수직항력을 이용하여 연산한 구동 한계토크를 비교하여(S115) 구동 한계토크가 각 차륜별 배분토크 보다 큰 상태인지를 판단한다(S116).Thereafter, the
상기 S116에서 제어부(200)는 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 차고 변화로부터 연산한 한계토크로 적용하여(S118) 토크 벡터링 기구(300)에 토크 벡터링 제어값으로 제공한다(S119).In S116, when the distribution torque for each wheel is greater than the driving limit torque, the
또한, 상기 S116에서 제어부(200)는 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여(S117) 토크 벡터링 기구(300)에 토크 벡터링 제어값으로 제공한다(S119).In addition, in S116, when the distribution torque for each wheel is smaller than the driving limit torque, the
따라서, 토크 벡터링 기구(300)는 상기 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 유성기어 및 다판 클러치를 작동시켜 전후좌우 각 차륜의 구동력을 배분시켜 토크 벡터링 제어를 실행한다.Accordingly, the
예를 들어, 중량이 1400kg인 차량이 0.5G로 선회하고 있을 때 측정된 차고의 변화량이 +100mm이고 차량의 스프링 상수는 12(Kgf/mm)이며, 차량 하중배분은 60 : 40이라고 가정한다.For example, suppose that a vehicle with a weight of 1400 kg is turning at 0.5 G and the measured variation in the height of the garage is +100 mm, the spring constant of the vehicle is 12 (Kgf / mm), and the vehicle load distribution is 60:40.
수직항력의 변화(N)은 12 × 10 = 120Kg이 되고, 전륜 내륜은 1400 × 0.6/2 - 120 = 300kg(+100mm), 전륜 외륜은 1400 × 0.6/2 + 120 = 540kg(-100mm), 후륜 내륜은 1400 × 0.4/2 - 120 = 160kg(+100mm), 후륜 외륜은 1400 × 0.6/2 + 120 = 400kg(-100mm)이 되므로, 각 차축의 코너링 포스 = 1400(전체하중) × 0.5(횡G)/4(4개의 차축) =175kgf + α(하중이동 비례)가 된다.The change in normal drag (N) is 12 × 10 = 120 Kg, the front wheel inner ring is 1400 × 0.6 / 2-120 = 300 kg (+100 mm), and the front wheel outer ring is 1400 × 0.6 / 2 + 120 = 540 kg (-100 mm), The rear wheels have 1400 × 0.4 / 2-120 = 160 kg (+100 mm) and the rear wheels have 1400 × 0.6 / 2 + 120 = 400 kg (-100 mm), so the cornering force for each axle = 1400 (full load) × 0.5 ( Transverse G) / 4 (four axles) = 175 kgf + α (load movement proportional).
그리고, 구동력의 한계(슬립각 30ㅀ), 전륜내륜 300kg(+100mm) × cos30 = 259.8 kgf, 전륜외륜 540kg(-100mm) × cos30 = 467kgf, 후륜내륜 160kgf(+100mm), 후륜 외륜 400kgf (-100mm)가 된다.Limit of driving force (slip angle 30 ㅀ), front wheel inner ring 300kg (+ 100mm) × cos30 = 259.8 kgf, front wheel outer ring 540kg (-100mm) × cos30 = 467kgf, rear wheel inner 160kgf (+ 100mm), rear wheel outer 400kgf (- 100 mm).
따라서, 차고 센서를 포함한 토크벡터링 로직은 구동토크를 각각의 하중이동에 따른 양 만큼 제한하여 차량의 안정성을 높일 수 있다. Therefore, the torque vectoring logic including the height sensor can increase the stability of the vehicle by limiting the driving torque by the amount according to each load movement.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
100 : 선회정보검출부 200 : 제어부
105 : 토크 벡터링 기구100: turning information detection unit 200: control unit
105: torque vectoring mechanism
Claims (11)
선회정보에서 각 차륜별 배분토크를 결정하고, 차고변화에서 수직항력을 연산하여 구동 한계토크를 결정하며, 배분토크와 구동 한계토크의 크기에 따라 최종 토크를 결정하여 토크 벡터링의 구동력을 배분하여 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 각 차륜에 인가되는 토크를 배분 제어는 토크 벡터링 기구;
을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템.A turning information detection unit detecting turning information of the vehicle;
The distribution torque for each wheel is determined from the turning information, and the driving limit torque is determined by calculating the vertical force from the height change, and the final torque is determined according to the distribution torque and the magnitude of the driving limit torque, thereby allocating the driving force of torque vectoring. A control unit;
Torque vectoring mechanism for controlling the distribution of the torque applied to each wheel according to the control of the controller;
Torque vectoring system of a vehicle comprising a.
상기 선회정보검출부는 조향각과 조향 방향을 검출하는 조향각검출부;
각 차륜별 속도를 검출하는 차륜속도검출부;
차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도검출부;
차량의 요모멘트를 검출하는 요레이트검출부;
차량의 차축에 장착되어 차량의 선회과정에서 발생되는 각 차축의 차고 변화를 검출하는 차고검출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The turning information detection unit includes a steering angle detection unit that detects a steering angle and a steering direction;
A wheel speed detection unit detecting a speed for each wheel;
A lateral acceleration detector for detecting lateral acceleration of the vehicle;
Yaw rate detection unit for detecting the yaw moment of the vehicle;
A garage detection unit mounted on the axle of the vehicle and detecting a change in the height of each axle generated during the turning process of the vehicle;
Torque vectoring system of a vehicle comprising a.
상기 제어부는 조향각과 각 차륜의 속도, 횡가속도를 이용하여 목표 요레이트를 연산하고, 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도를 비교하여 슬립상태를 판정하고, 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The control unit calculates a target yaw rate using the steering angle, the speed of each wheel, and the lateral acceleration, and if the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is less than or equal to the set reference value, the controller compares the speeds of the front wheel and the rear wheel to the slip state. And determine the distribution torque for each wheel by calculating the slip torque according to the slip degree of each wheel.
상기 제어부는 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 언더 스티어 발생이면 선회 내륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The control unit is a torque vectoring system of a vehicle, characterized in that the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is equal to or greater than a set reference value, and if the understeer occurs, the torque of the turning inner wheel is calculated to determine the distribution torque for each wheel. .
상기 제어부는 검출되는 실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 오버 스티어 발생이면 선회 외륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The controller is a torque vectoring system of a vehicle, characterized in that the difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is more than the set reference value, and if the oversteering occurs, the torque of the turning outer ring is determined to determine the distribution torque for each wheel. .
상기 제어부는 차고검출부에서 제공되는 선회에 따른 내외 축의 차고 변화에서 수직항력을 계산하고, 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The control unit calculates the vertical drag from the height change of the inside and outside shaft according to the turning provided by the garage detection unit, and calculates the drive limit torque using the vertical force.
상기 제어부는 각 차륜별 배분토크와 수직항력으로 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 구동 한계토크로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The control unit compares the distribution torque for each wheel with the driving limit torque calculated by the vertical force, and when the distribution torque for each wheel is greater than the driving limit torque, the torque applied to each wheel is applied as the driving limit torque to control torque vectoring. Vehicle torque vectoring system.
상기 제어부는 각 차륜별 배분토크와 수직항력을 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템.The method of claim 1,
The control unit compares the distribution torque for each wheel and the driving limit torque for calculating the vertical drag, and when the distribution torque for each wheel is smaller than the driving limit torque, the torque vectoring is controlled by applying the torque allocated to each wheel as it is. Torque vectoring system of the vehicle.
차고변화에서 수직항력을 연산하여 구동 한계토크를 결정하는 과정;
배분토크와 구동 한계토크의 크기를 비교하여 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 구동 한계토크를 적용하여 토크 벡터링을 제어하고, 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 배분토크를 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정;
을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템 제어방법.Detecting slip information of the vehicle to determine slip torque of the wheel and distribution torque for each wheel;
Determining the driving limit torque by calculating the vertical force in the garage change;
When the distribution torque is greater than the drive limit torque by comparing the distribution torque and the magnitude of the drive limit torque, torque vectoring is controlled by applying the drive limit torque. When the distribution torque is less than the drive limit torque, torque vectoring is controlled by applying the distribution torque. process;
Torque vectoring system control method of a vehicle comprising a.
상기 차륜의 슬립토크는 전륜과 후륜의 속도차가 기준값 이상이면 속도차에 따라 결정하고, 차륜별 배분토크는 언터스티어 혹은 오버 스티어의 발생에 따라 선회 내륜토크와 선회 외륜토크로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 토크 벡터링 시스템 제어방법.10. The method of claim 9,
The slip torque of the wheel is determined according to the speed difference when the speed difference between the front wheel and the rear wheel is more than the reference value, and the distribution torque for each wheel is determined by the turning inner wheel torque and the turning outer wheel torque according to the occurrence of understeer or oversteer. Torque vectoring system control method of a vehicle.
실제 요레이트와 목표 요레이트의 차이가 기준값 이하이면 전륜과 후륜의 속도를 비교하여 슬립상태를 판정하고, 각 차륜의 슬립 정도에 따라 슬립 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정;
실제 요레이트와 목표 요레이트의 차이가 기준값 이상이고, 언더 스티어 발생이면 선회 내륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정;
실제 요레이트와 연산된 목표 요레이트의 차이가 설정된 기준값 이상이고, 오버 스티어 발생이면 선회 외륜의 토크를 연산하여 각 차륜별 배분 토크를 결정하는 과정;
선회에 따른 내외 축의 차고 변화에서 수직항력을 계산하고, 수직항력을 이용하여 구동 한계토크를 계산하는 과정;
차륜별 배분토크와 수직항력으로 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 크면 각 차륜에 배분되는 토크를 구동 한계토크로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정;
차륜별 배분토크와 수직항력을 연산한 구동 한계토크를 비교하여 차륜별 배분토크가 구동 한계토크 보다 작으면 각 차륜에 배분되는 토크를 그대로 적용하여 토크 벡터링을 제어하는 과정;
을 포함하는 차량의 토크 벡터링 시스템 제어방법.Calculating a target yaw rate using the steering angle, the speed of each wheel, and the lateral acceleration, and determining whether a difference between the detected actual yaw rate and the calculated target yaw rate is greater than or equal to a set reference value;
If the difference between the actual yaw rate and the target yaw rate is less than or equal to the reference value, determining the slip state by comparing the speeds of the front and rear wheels, and calculating the slip torque according to the slip degree of each wheel to determine the distribution torque for each wheel;
If the difference between the actual yaw rate and the target yaw rate is greater than or equal to the reference value and understeer is generated, determining the torque distribution for each wheel by calculating the torque of the turning inner ring;
If the difference between the actual yaw rate and the calculated target yaw rate is greater than or equal to the set reference value, and oversteer occurs, determining the torque distribution for each wheel by calculating the torque of the turning outer ring;
Calculating the normal drag at the height change of the inner and outer shafts according to the turning, and calculating the driving limit torque using the vertical drag;
Controlling torque vectoring by applying torque allocated to each wheel as a driving limit torque when the distribution torque for each wheel is compared with the driving limit torque calculated by the vertical force, and the driving torque is greater than the driving limit torque;
Controlling torque vectoring by applying torque allocated to each wheel as it is if the distribution torque for each wheel is smaller than the driving limit torque by comparing the distribution torque for each wheel with the driving limit torque calculated from the vertical drag;
Torque vectoring system control method of a vehicle comprising a.
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