KR20140021216A - Method for torque vectoring of vehicle mounting in-wheel motors - Google Patents

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KR20140021216A
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Abstract

The present invention relates to a method for torque vectoring for a vehicle with in-wheel motors. The method includes a step of determining whether torque vectoring for a vehicle is necessary or not and a step of individually torque vectoring each wheel by reflecting at least one of load movement of the vehicle or a road surface when torque vectoring for a vehicle is necessary. The present invention improves running responsiveness of the vehicle and prevents the skid of the vehicle by distributing torque required for each wheel by reflecting the load movement of the vehicle or the state of a road surface. [Reference numerals] (AA) Start; (BB, DD) No; (CC, EE) Yes; (FF) End; (S10) Required torque vectoring?; (S20) Calculate a vertical load estimating value; (S30) Determine a first torque adding ratio; (S40) Wheel slip occurs?(wheel slip ratio >= reference value); (S42) Torque vectoring each wheel by reflecting the first torque adding ratio; (S50) Determine a second torque adding ratio; (S60) Torque vectoring each wheel by reflecting the second torque adding ratio

Description

인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법{METHOD FOR TORQUE VECTORING OF VEHICLE MOUNTING IN-WHEEL MOTORS}TECHNICAL FOR TORQUE VECTORING OF VEHICLE MOUNTING IN-WHEEL MOTORS}

본 발명은 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 하중이동 및 차량이 위치한 노면상태를 고려하여 각 휠에 요구되는 적정 토크를 계산하여 분배하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor, and more particularly, includes an in-wheel motor that calculates and distributes an appropriate torque required for each wheel in consideration of the load movement of the vehicle and the road surface on which the vehicle is located. A method of torque vectoring a vehicle.

요즘은 전자장치의 발달로 차량의 성능이 눈이 부시게 발전하고 있다. 일례로 엔진의 성능향상을 위해 여러 가지의 센서가 사용되어 최적의 엔진 효율을 발생시키도록 하여 차량에 대한 신뢰 또한 높아지고 있다.These days, the performance of the vehicle is developing blindly with the development of electronic devices. For example, a variety of sensors are used to improve the performance of the engine so that the optimum engine efficiency is generated, thereby increasing the confidence in the vehicle.

차량의 성능을 발전시키기 위한 수단으로 운전자의 조향 의사를 감지하여 운전자의 의도대로 조향을 도와주는 차체자세제어장치, 차량 주차시 센서를 이용하여 공간 및 장애물을 인식하고 센서값을 통해 주차/출차 궤적 연산을 하여 주차가 미숙한 운전자의 주차를 돕는 SPAS(Smart Parking Assist System) 및 신호 대기 상태와 같이 차량을 일정시간동안 정지된 상태로 유지하기 위해 자동으로 제동력을 유지해 주는 AVH(Automatic Vehicle Hold) 등이 개발되었다.Body posture control device that detects the driver's steering intention as a means to develop the performance of the vehicle and assists the steering according to the driver's intention. Smart Parking Assist System (SPAS) to help drivers with inexperienced parking by calculating and automatic vehicle hold (AVH) that automatically maintains braking force to keep the vehicle stationary for a certain time such as signal waiting state This was developed.

더불어 차량의 각 휠을 개별적으로 제어함으로써, 운전자의 주행 의도에 대한 응답성을 향상시키기 위해서 차량의 각 휠 안에 장착되는 인휠모터가 개발되었으며, 인휠모터가 장착된 차량을 토크 벡터링하여 각 휠별로 제어한다.In addition, by controlling each wheel of the vehicle individually, an in-wheel motor that is mounted in each wheel of the vehicle has been developed to improve the responsiveness to the driver's driving intention, and controls each wheel by torque vectoring the vehicle equipped with the in-wheel motor. do.

토크 벡터링은 차량의 선회 및 기타 제어 상황에서 각 휠에 토크의 크기를 상이하게 주어 차량의 선회 응답성을 향상시키고, 위급상황 발생시 차량을 안전한 영역으로 진입하도록 도와주는 토크 제어방법이다.Torque vectoring is a torque control method that improves the turning responsiveness of the vehicle by varying the amount of torque in each wheel in turning and other control situations of the vehicle, and helps the vehicle enter a safe area in case of emergency.

그러나 종래에 인휠모터를 장착한 차량에서는 토크 벡터링할 때 좌측 휠과 우측 휠의 토크를 반대 방향으로 입력함으로써 차량의 선회시 안정감을 주는 정도에 그치고 각 휠의 토크량을 개별적으로 제어하지 못하였다.However, in the conventional vehicle equipped with an in-wheel motor, the torque of the left wheel and the right wheel is input in the opposite direction when torque vectoring, and thus the torque amount of each wheel cannot be individually controlled.

또한 종래의 토크 벡터링은 차량이 위치한 노면상태나 하중이동을 고려하지 않고 각 휠의 토크를 제어했기 때문에 과도한 토크로 인한 차량의 미끄러짐이 발생하거나, 토크 부족으로 인한 주행 응답성 저하가 발생한다는 문제가 있었다.
In addition, the conventional torque vectoring controls the torque of each wheel without considering the road surface or the load movement of the vehicle, so that the slippage of the vehicle occurs due to excessive torque, or the driving response decreases due to the lack of torque. there was.

본 발명과 관련된 선행기술로는 한국 공개특허공보 제2011-0137312 호(2011.12.22.공개, 발명의 명칭 : 토크 벡터링을 위한 장치)가 있다.
Prior art related to the present invention is Korea Patent Publication No. 2011-0137312 (published Dec. 22, 2011, the name of the invention: an apparatus for torque vectoring).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 차량의 하중이동 및 차량이 위치한 노면상태를 고려하여 각 휠에 요구되는 적정 토크를 계산하여 분배하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor that calculates and distributes an appropriate torque required for each wheel in consideration of the load movement of the vehicle and the road surface state where the vehicle is located. The purpose is to provide.

본 발명의 일 측면에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법은 차량에 토크 벡터링이 필요한지 판단하는 단계; 및 차량에 토크 벡터링이 필요하면, 차량의 하중이동 또는 노면상태 중 하나 이상을 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계를 포함한다.Torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an aspect of the present invention comprises the steps of determining whether the vehicle requires torque vectoring; And if the vehicle requires torque vectoring, torque vectoring each wheel of the vehicle individually by reflecting one or more of the load movement or the road surface state of the vehicle.

본 발명에서 상기 차량의 하중이동을 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계는, 차량의 상기 각 휠에 대한 수직하중 추정값을 연산하는 단계; 수직하중 기준값과 상기 수직하중 추정값을 반영하여 제1토크 가중 비율을 결정하는 단계; 및 차량의 상기 각 휠에 인가된 토크에 상기 제1토크 가중 비율을 반영하여 차량의 상기 각 휠을 토크 벡터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of torque vectoring each wheel of the vehicle individually by reflecting the load movement of the vehicle, comprising: calculating a vertical load estimate for each wheel of the vehicle; Determining a first torque weighting ratio by reflecting a vertical load reference value and the vertical load estimate value; And torque vectoring each wheel of the vehicle by reflecting the first torque weighting ratio to the torque applied to each wheel of the vehicle.

본 발명에서 상기 수직하중 기준값은 차량이 정지한 상태에서 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산하고, 상기 수직하중 추정값은 차량이 주행할 때 상기 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the vertical load reference value is calculated as the vertical load distributed to each wheel while the vehicle is stopped, and the vertical load estimate value is calculated as the vertical load distributed to each wheel when the vehicle travels. .

본 발명에서 상기 제1토크 가중 비율은 상기 수직하중 기준값에 대한 상기 수직하중 추정값의 비로 결정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first torque weighting ratio is determined as a ratio of the vertical load estimation value to the vertical load reference value.

본 발명에서 상기 노면상태를 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계는, 차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생하는지 판단하는 단계; 차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생하면 상기 노면상태를 반영한 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계; 및 차량의 상기 각 휠에 인가된 토크에 상기 제2토크 가중 비율을 반영하여 차량의 상기 각 휠을 토크 벡터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the step of torque vectoring each wheel of the vehicle individually by reflecting the road surface condition may include: determining whether wheel slip occurs on each wheel of the vehicle; Determining a second torque weighting ratio reflecting the road surface state when wheel slip occurs on each wheel of the vehicle; And torque vectoring each of the wheels of the vehicle by reflecting the second torque weighting ratio to the torque applied to each of the wheels of the vehicle.

본 발명에서 상기 휠슬립이 발생하는지 판단하는 단계에서 휠슬립률이 기준치 이상이면 차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, if the wheel slip ratio is equal to or greater than a reference value in the step of determining whether the wheel slip occurs, it is determined that the wheel slip occurs in each wheel of the vehicle.

본 발명에서 상기 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계는, 상기 제1토크 가중 비율이 1이상인지 판단하는 단계; 상기 제1토크 가중 비율이 1이상이면 수직하중 제한값과 수직하중 기준값을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the determining of the second torque weighting ratio may include determining whether the first torque weighting ratio is one or more; And when the first torque weighting ratio is 1 or more, determining a second torque weighting ratio by reflecting a vertical load limit value and a vertical load reference value.

본 발명에서 상기 제1토크 가중 비율이 1미만이면 상기 휠슬립률을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, when the first torque weighting ratio is less than 1, the second torque weighting ratio is determined by reflecting the wheel slip ratio.

본 발명에 따르면, 차량의 하중이동 및 차량이 위치한 노면상태를 고려하여 각 휠에 요구되는 적정 토크를 분배함으로써, 차량의 주행 응답성을 향상시키고 미끄러짐을 방지할 수 있다.According to the present invention, by distributing the appropriate torque required for each wheel in consideration of the load movement of the vehicle and the road surface on which the vehicle is located, it is possible to improve the driving responsiveness of the vehicle and to prevent slippage.

또한 본 발명은 각 휠에 인가되는 토크량을 제어하는 로직의 설정만으로 구현될 수 있어 별도의 하드웨어 추가없이 손쉽게 적용 가능하다.
In addition, the present invention can be implemented only by setting the logic to control the amount of torque applied to each wheel can be easily applied without additional hardware.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.1 is a functional block diagram of a torque vectoring device of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an execution process of a torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법 및 그 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, a torque vectoring method and apparatus thereof for a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 장치의 기능 블록도이다.1 is a functional block diagram of a torque vectoring device of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 장치는 수직하중 측정부(10), 제어부(20), 모터(30) 및 휠(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a torque vectoring device of a vehicle equipped with an in-wheel motor includes a vertical load measuring unit 10, a controller 20, a motor 30, and a wheel 40.

수직하중 측정부(10)는 차량의 각 휠(40)의 수직하중을 측정하는 장치로서, 본 실시예에서는 차량의 선회를 포함하는 각종 주행 상황에서 차량의 종가속도와 횡가속도 등에 의해서 발생하는 하중이동을 반영하기 위해서 각 휠(40)의 수직하중을 개별적으로 실시간 측정한다.The vertical load measuring unit 10 is a device for measuring the vertical load of each wheel 40 of the vehicle, and in this embodiment, the load generated by the longitudinal acceleration and the lateral acceleration of the vehicle in various driving situations including the turning of the vehicle. In order to reflect the movement, the vertical load of each wheel 40 is individually measured in real time.

수직하중 측정부(10)는 아래와 같은 식을 통해서 각 휠(40)의 수직하중을 연산한다.The vertical load measurement unit 10 calculates the vertical load of each wheel 40 through the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
는 좌측전륜의 수직하중을 연산하는 식이고,
Figure pat00003
는 우측전륜의 수직하중을 연산하는 식이고,
Figure pat00004
는 좌측후륜의 수직하중을 연산하는 식이고,
Figure pat00005
는 우측후륜의 수직하중을 연산하는 식이다.
Figure pat00002
Is the formula for calculating the vertical load of the left front wheel,
Figure pat00003
Is the formula for calculating the vertical load of the right front wheel,
Figure pat00004
Is the formula for calculating the vertical load of the left rear wheel,
Figure pat00005
Is the formula for calculating the vertical load of the right rear wheel.

각 휠의 수직하중 연산식에서 사용되는 계수들의 의미는 아래와 같다.The meanings of the coefficients used in the formula for calculating the vertical load of each wheel are as follows.

Figure pat00006
: 차량의 무게중심 높이
Figure pat00007
: 공기저항계수
Figure pat00006
: Center of gravity height of the vehicle
Figure pat00007
: Air resistance coefficient

Figure pat00008
: 차량의 전방 면적
Figure pat00009
: 차량의 속도
Figure pat00008
: Front area of vehicle
Figure pat00009
Vehicle speed

Figure pat00010
: 차량의 질량
Figure pat00011
: 중력가속도
Figure pat00010
: Vehicle mass
Figure pat00011
: Acceleration of gravity

Figure pat00012
: 횡가속도
Figure pat00013
: 종가속도
Figure pat00012
: Lateral acceleration
Figure pat00013
: Acceleration

Figure pat00014
: 차량의 횡방향 폭
Figure pat00015
: 전륜과 후륜간의 거리
Figure pat00014
= Width of vehicle
Figure pat00015
: Distance between front wheel and rear wheel

Figure pat00016
: 전륜과 무게중심간의 거리
Figure pat00017
: 후륜과 무게중심간의 거리
Figure pat00016
: Distance between front wheel and center of gravity
Figure pat00017
: Distance between rear wheel and center of gravity

따라서 수직하중 측정부(10)는 상기의 계수들을 측정할 수 있어야 하므로, 횡가속도(

Figure pat00018
) 및 종가속도(
Figure pat00019
) 등을 측정할 수 있는 요레이트 센서 및 기타 감지장치 등을 포함한다.Therefore, since the vertical load measuring unit 10 should be able to measure the above coefficients, the lateral acceleration (
Figure pat00018
) And closing acceleration (
Figure pat00019
And yaw rate sensors and other sensing devices capable of measuring

제어부(20)는 수직하중 측정부(10)를 통해서 측정한 각 휠(40)의 수직하중의 변화를 반영하여 각 휠(40)을 토크 벡터링한다. 차량의 주행에 따라 각 휠(40)의 수직하중 변화를 반영하기 위해서 제어부(20)는 각 휠(40)에 대한 수직하중 기준값과 수직하중 추정값을 연산한다.The controller 20 torque vectorizes each wheel 40 by reflecting the change in the vertical load of each wheel 40 measured by the vertical load measurement unit 10. In order to reflect the change in the vertical load of each wheel 40 as the vehicle travels, the controller 20 calculates the vertical load reference value and the vertical load estimation value for each wheel 40.

이 때 제어부(20)는 수직하중 기준값은 각 휠(40)의 수직하중에 대한 기준치가 되어야 하므로 차량이 정지한 상태에서 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산한다. 따라서, 차량의 횡가속도(

Figure pat00020
), 종가속도(
Figure pat00021
) 및 속도(
Figure pat00022
)가 0인 상태로 휠(40)의 수직하중이 연산된다. 그리고 수직하중 추정값은 차량이 주행할 때 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산한다.At this time, the control unit 20 calculates the vertical load reference value as a vertical load distributed to each wheel in a state where the vehicle is stopped because the reference value should be a reference value for the vertical load of each wheel 40. Therefore, the lateral acceleration of the vehicle (
Figure pat00020
), Closing acceleration (
Figure pat00021
) And speed (
Figure pat00022
The vertical load of the wheel 40 is calculated with 0). The vertical load estimate is calculated as the vertical load distributed to each wheel as the vehicle travels.

또한 제어부(20)는 수직하중 기준값에 대한 수직하중 추정값의 비를 통해서 제1토크 가중 비율을 결정하는데, 제1토크 가중 비율은 차량의 하중이동에 따른 수직하중의 변화에 따라 발생하는 각 휠(40)의 토크 가중치를 의미한다. In addition, the control unit 20 determines the first torque weighting ratio based on the ratio of the vertical load estimation value to the vertical load reference value, and the first torque weighting ratio is determined by the change of the vertical load according to the movement of the vehicle. Means a torque weight of 40).

즉, 차량의 주행에 따라 휠(40)의 수직하중이 증가하면 인가되는 토크를 증가시키고, 휠(40)의 수직하중이 감소하면 인가되는 토크를 감소시키도록 설정된 토크 가중치이다.That is, the torque weight is set to increase the torque applied when the vertical load of the wheel 40 increases as the vehicle travels, and decrease the applied torque when the vertical load of the wheel 40 decreases.

일례로 차량이 가속하여 전진하는 경우에 하중이동에 의해서 전륜은 수직하중 추정값이 감소하고, 후륜은 수직하중 추정값이 증가한다. 따라서 전륜은 제1토크 가중 비율이 감소하므로 기존에 인가된 토크보다 적은 토크로 제어하고, 후륜은 제1토크 가중 비율이 증가하므로 기존에 인가된 토크보다 큰 토크로 제어하는 토크 벡터링을 한다.For example, when the vehicle accelerates and moves forward, the load estimate decreases the vertical load estimate of the front wheel, and the vertical load estimate increases of the rear wheel. Therefore, since the first torque weighting ratio is reduced, the front wheel is controlled with less torque than the conventionally applied torque, and the rear wheel is torque vectoring to control with a torque greater than the conventionally applied torque because the first torque weighting ratio is increased.

그리고 제어부(20)는 각 휠(40)에 인가된 토크에 제1토크 가중 비율을 곱한 토크값으로 각 휠(40)을 토크 벡터링함으로써, 수직하중의 변화를 반영하여 각 휠(40)을 제어한다.The controller 20 controls the wheels 40 by reflecting the change in the vertical load by torque vectoring the wheels 40 by the torque value obtained by multiplying the torque applied to each wheel 40 by the first torque weighting ratio. do.

뿐만 아니라 본 실시예에서 제어부(20)는 토크 벡터링하기 위해서 노면상태를 반영하고, 노면상태 반영을 위해서 각 휠(40)에 휠슬립이 발생하는지 판단하고, 노면상태를 반영한 제2토크 가중 비율을 연산하여 이를 반영함으로써 각 휠(40)을 토크 벡터링한다.In addition, in the present embodiment, the control unit 20 reflects the road surface state for torque vectoring, determines whether wheel slip occurs on each wheel 40 to reflect the road surface state, and adjusts the second torque weighting ratio reflecting the road surface state. Torque vectoring each wheel 40 by calculating and reflecting it.

이 때 휠슬립이란 차량이 미끄러지는 현상을 의미하고, 각 휠(40)별로 휠슬립률을 측정하여 기준치 이상이면 해당 휠(40)에는 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다. 휠슬립률이란 휠(40) 속도와 차량의 속도의 차이를 차량의 속도로 나눈 값을 의미하고, 기준치는 차량에 미끄러짐이 발생했다고 판단되는 휠슬립률이 된다.In this case, the wheel slip refers to a phenomenon in which the vehicle slips, and when the wheel slip ratio is measured for each wheel 40 and the reference value is more than the reference value, it is determined that the wheel slip occurs in the corresponding wheel 40. The wheel slip ratio means a value obtained by dividing the difference between the speed of the wheel 40 and the speed of the vehicle by the speed of the vehicle, and the reference value is a wheel slip ratio that is determined that slippage has occurred in the vehicle.

즉, 휠(40)의 속도가 실제 차량의 속도로 반영되지 못하는 경우에 휠(40)의 속도만큼 차량에 속도가 발생하지 않으므로 휠슬립률이 기준치 이상이면 차량이 미끄러지는 것으로 판단한다. 본 실시예에서는 휠슬립률이 0.07이상이면 차량에 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다.That is, when the speed of the wheel 40 is not reflected to the actual speed of the vehicle, since the speed does not occur in the vehicle as much as the speed of the wheel 40, it is determined that the vehicle slips when the wheel slip ratio is higher than the reference value. In the present embodiment, if the wheel slip ratio is 0.07 or more, it is determined that wheel slip has occurred in the vehicle.

차량에 휠슬립이 발생하지 않으면 휠(40)의 속도 대부분이 차량의 속도에 반영되므로 노면상태를 반영할 필요없이 제1토크 가중 비율을 반영한 토크로 각 휠(40)을 토크 벡터링하고, 차량에 휠슬립이 발생하면 노면상태를 반영해야 하므로 제2토크 가중 비율을 반영한 토크로 각 휠(40)을 토크 벡터링한다.If the wheel slip does not occur in the vehicle, most of the speed of the wheel 40 is reflected in the speed of the vehicle, so that each wheel 40 is torque vectored with the torque reflecting the first torque weighting ratio without reflecting the road surface condition. When the wheel slip occurs, the road surface state should be reflected, so that each wheel 40 is torque vectored with the torque reflecting the second torque weighting ratio.

제어부(20)가 제1토크 가중 비율 또는 제2토크 가중 비율로 각 휠(40)을 토크 벡터링하는 자세한 과정은 후술하기로 한다.A detailed process of torque vectoring each wheel 40 by the controller 20 in the first torque weighting ratio or the second torque weighting ratio will be described later.

모터(30)는 차량의 각 휠(40)에 토크를 발생시키는 장치로서, 본 실시예에서는 각 휠(40)에 요구되는 토크를 개별적으로 발생시킬 수 있어야 하므로 인휠 모터가 되어야 하며, 제어부(20)의 제어로 각 휠(40)에 개별적으로 토크를 발생시킨다.
The motor 30 is a device for generating torque on each wheel 40 of the vehicle. In this embodiment, since the torque required for each wheel 40 must be individually generated, the motor 30 should be an in-wheel motor, and the controller 20 Torque is generated on each wheel 40 individually.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an execution process of a torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법을 살펴보면, 제어부(20)는 먼저 차량에 토크 벡터링이 필요한지 판단한다(S10). 토크 벡터링의 필요 여부는 차량에 장착된 차체자세제어장치(VDC, Vehicle Dynamic Control)와 같이 주행 중인 차량의 불안정한 상황을 판단하는 장치를 통해 판단하며, 자세한 설명은 생략한다.Looking at the torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 2, the controller 20 first determines whether torque vectoring is required for the vehicle (S10). Whether or not torque vectoring is required is determined through an apparatus for determining an unstable situation of a driving vehicle, such as a vehicle dynamic control (VDC) mounted on the vehicle, and a detailed description thereof will be omitted.

토크 벡터링이 필요하지 않다고 판단되면 제어부(20)는 별도의 토크 연산없이 모터(30)를 제어하여 운전자가 의도하는 토크를 각 휠(40)에 발생시킨다.If it is determined that torque vectoring is not necessary, the controller 20 controls the motor 30 to generate torque intended by the driver on each wheel 40 without a separate torque calculation.

반면 토크 벡터링이 필요하다고 판단되면 제어부(20)는 차량의 하중이동에 따른 수직하중의 변화를 반영하기 위해서 차량의 각 휠(40)에 대한 수직하중 기준값과 수직하중 추정값을 연산한다(S20).On the other hand, if it is determined that torque vectoring is necessary, the controller 20 calculates a vertical load reference value and a vertical load estimation value for each wheel 40 of the vehicle in order to reflect the change in the vertical load according to the load movement of the vehicle (S20).

이 때 제어부(20)는 수직하중 기준값은 각 휠(40)의 수직하중에 대한 기준치가 되어야 하므로 차량이 정지한 상태에서 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산한다. 따라서, 차량의 횡가속도(

Figure pat00023
), 종가속도(
Figure pat00024
) 및 속도(
Figure pat00025
)가 0인 상태로 휠(40)의 수직하중이 연산된다. 그리고 수직하중 추정값은 차량이 주행할 때 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산한다.At this time, the control unit 20 calculates the vertical load reference value as a vertical load distributed to each wheel in a state where the vehicle is stopped because the reference value should be a reference value for the vertical load of each wheel 40. Therefore, the lateral acceleration of the vehicle (
Figure pat00023
), Closing acceleration (
Figure pat00024
) And speed (
Figure pat00025
The vertical load of the wheel 40 is calculated with 0). The vertical load estimate is calculated as the vertical load distributed to each wheel as the vehicle travels.

그리고 제어부(20)는 수직하중 기준값에 대한 수직하중 추정값의 비로 제1토크 가중 비율을 결정한다(S30). 제1토크 가중 비율은 차량의 하중이동에 따른 수직하중의 변화에 따라 발생하는 각 휠(40)의 토크 가중치를 의미한다. The controller 20 determines the first torque weighting ratio based on the ratio of the estimated vertical load to the vertical load reference value (S30). The first torque weighting ratio refers to torque weights of the wheels 40 generated according to the change in the vertical load according to the load movement of the vehicle.

즉, 수직하중이 증가하는 방향으로 변화된 휠(40)에 대해서는 토크를 증가시키고, 수직하중이 감소하는 방향으로 변화된 휠(40)에 대해서는 토크를 감소시키기 위한 토크의 가감을 나타내는 비율이 된다.That is, the torque is increased for the wheel 40 changed in the direction in which the vertical load increases, and the ratio of the torque to decrease or decrease the torque for the wheel 40 changed in the direction in which the vertical load decreases.

본 실시예에서는 차량의 하중이동에 따른 각 휠(40)의 수직하중의 변화를 반영할 뿐만 아니라, 차량이 위치한 노면상태를 반영하여 토크 벡터링한다.In this embodiment, not only reflects the change in the vertical load of each wheel 40 according to the load movement of the vehicle, but also the torque vectoring to reflect the road surface state where the vehicle is located.

노면상태를 반영하기 위해서 제어부(20)는 차량에 휠슬립이 발생하는지 판단하는데(S40), 이 때 휠슬립이란 차량이 미끄러지는 현상을 의미하고, 각 휠(40)별로 휠슬립률을 측정하여 기준치 이상이면 해당 휠(40)에는 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다. In order to reflect the road surface state, the control unit 20 determines whether a wheel slip occurs in the vehicle (S40). In this case, the wheel slip refers to a phenomenon in which the vehicle slips, and the wheel slip rate is measured for each wheel 40. If the reference value or more, the wheel 40 is determined to have a wheel slip.

휠슬립률이란 휠(40) 속도와 차량의 속도의 차이를 차량의 속도로 나눈 값을 의미하고, 기준치는 차량에 미끄러짐이 발생했다고 판단되는 휠슬립률이 된다. 즉, 휠(40)의 속도가 실제 차량의 속도로 반영되지 못하는 경우에 휠(40)의 속도만큼 차량에 속도가 발생하지 않으므로 휠슬립률이 기준치 이상이면 차량이 미끄러지는 것으로 판단한다. 본 실시예에서는 휠슬립률이 0.07이상이면 차량에 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다.The wheel slip ratio means a value obtained by dividing the difference between the speed of the wheel 40 and the speed of the vehicle by the speed of the vehicle, and the reference value is a wheel slip ratio that is determined that slippage has occurred in the vehicle. That is, when the speed of the wheel 40 is not reflected to the actual speed of the vehicle, since the speed does not occur in the vehicle as much as the speed of the wheel 40, it is determined that the vehicle slips when the wheel slip ratio is higher than the reference value. In the present embodiment, if the wheel slip ratio is 0.07 or more, it is determined that wheel slip has occurred in the vehicle.

차량에 휠슬립이 발생하지 않으면 휠(40)의 속도 대부분이 차량의 속도에 반영되어 노면상태를 반영할 필요가 없으므로 제어부(20)는 전술한 제1토크 가중 비율을 반영하여 각 휠(40)을 토크 벡터링한다(S42).If wheel slip does not occur in the vehicle, most of the speed of the wheel 40 is reflected in the speed of the vehicle, and thus it is not necessary to reflect the road surface state. The controller 20 reflects each of the wheels 40 by reflecting the aforementioned first torque weighting ratio. Torque vectoring (S42).

그리고 차량에 휠슬립이 발생하면 제어부(20)는 노면상태에 따른 토크의 가중치를 나타내는 제2토크 가중 비율을 결정하여 각 휠(40)에 인가되는 토크에 반영하여 각 휠(40)을 토크 벡터링하는데(S60), 제2토크 가중 비율은 제1토크 가중 비율이 1이상인에 대한 판단(S52)을 통해 결정된다.When the wheel slip occurs in the vehicle, the controller 20 determines the second torque weighting ratio indicating the weight of the torque according to the road surface state and reflects the torque applied to each wheel 40 to torque vectoring each wheel 40. In step S60, the second torque weighting ratio is determined through the determination S52 that the first torque weighting ratio is one or more.

즉, 휠슬립이 발생하면 휠슬립을 억제하기 위해서 토크를 제어하기 위한 별도의 토크 가중치가 필요하므로 제2토크 가중 비율을 새로 결정한다.That is, when wheel slip occurs, a second torque weighting ratio is newly determined since a separate torque weight for controlling torque is required to suppress wheel slip.

자세히 설명하면, 제어부(20)는 제1토크 가중 비율이 1이상이라고 판단되면, 노면의 마찰계수를 반영한 수직하중 제한값을 연산하고(S54), 수직하중 제한값과 수직하중 기준값을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정한다(S56).In detail, if it is determined that the first torque weighting ratio is 1 or more, the controller 20 calculates a vertical load limit value reflecting the friction coefficient of the road surface (S54), and reflects the vertical load limit value and the vertical load reference value to determine the second torque. The weighting ratio is determined (S56).

이 때 마찰계수가 작은 노면에 차량이 위치한 경우에는 마찰계수가 큰 노면보다 마찰력이 작아서 마찰계수가 큰 노면에 차량이 위치한 경우보다 차량의 하중이동이 적기 때문에 수직하중 제한값 또한 작아지고 제2토크 가중 비율이 작게 결정된다. 즉, 마찰계수가 작은 노면에서의 토크 벡터링은 각 휠(40)에 더 작은 토크를 전달하도록 결정된다.In this case, when the vehicle is located on a road with a small friction coefficient, the frictional force is smaller than that on a road with a large coefficient of friction, so that the vehicle has less load movement than when the vehicle is located on a road with a large friction coefficient. The ratio is determined small. In other words, torque vectoring on the road surface with a small coefficient of friction is determined to transmit less torque to each wheel 40.

반면 제1토크 가중 비율이 1미만이면, 휠(40)에 인가되는 토크를 제한하여 휠슬립을 방지하기 위해서 휠슬립률을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정한다(S53).On the other hand, if the first torque weighting ratio is less than 1, the second torque weighting ratio is determined by reflecting the wheel slip ratio in order to limit the torque applied to the wheel 40 to prevent wheel slipping (S53).

그리고 제1토크 가중 비율이 1이상인지에 대한 판단 결과로 결정되는 제2토크 가중 비율을 반영하여 각 휠(40)을 토크 벡터링한다(S60).Then, each wheel 40 is torque vectored by reflecting the second torque weighting ratio determined as a result of determining whether the first torque weighting ratio is 1 or more (S60).

전술한 토크 벡터링 과정들은 실시간으로 이루어지는 것이므로, 제1토크 가중 비율이나 제2토크 가중 비율을 반영하여 각 휠(40)에 인가되는 토크에 대해서 또 다시 제1토크 가중 비율이나 제2토크 가중 비율이 결정되고, 새로 결정된 제1토크 가중 비율이나 제2토크 가중 비율을 반영하여 실시간으로 각 휠(40)을 토크 벡터링한다.Since the above-described torque vectoring processes are performed in real time, the first torque weighting ratio or the second torque weighting ratio is again applied to the torque applied to each wheel 40 by reflecting the first torque weighting ratio or the second torque weighting ratio. The torque vectoring of each wheel 40 is performed in real time by reflecting the determined first torque weighting ratio or the second torque weighting ratio.

본 실시예에 따르면, 차량의 하중이동 및 차량이 위치한 노면상태를 반영하여 각 휠(40)에 요구되는 적정 토크를 분배함으로써, 차량의 주행 응답성을 향상시키고 미끄러짐을 방지할 수 있다.According to the present embodiment, by distributing the appropriate torque required for each wheel 40 in consideration of the load movement of the vehicle and the road surface state where the vehicle is located, it is possible to improve the driving responsiveness of the vehicle and to prevent slippage.

또한 본 실시예는 각 휠에 인가되는 토크량을 제어하는 로직의 설정만으로 구현될 수 있어 별도의 하드웨어 추가없이 손쉽게 적용 가능하다.
In addition, the present embodiment can be implemented only by setting the logic to control the amount of torque applied to each wheel can be easily applied without additional hardware.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 수직하중 측정부 20: 제어부
30: 모터 40: 휠10: vertical load measurement unit 20: control unit
30: motor 40: wheel

Claims (8)

차량에 토크 벡터링이 필요한지 판단하는 단계; 및
차량에 토크 벡터링이 필요하면, 차량의 하중이동 또는 노면상태 중 하나 이상을 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계
를 포함하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
Determining whether torque vectoring is required for the vehicle; And
If the vehicle requires torque vectoring, torque vectoring each wheel of the vehicle individually to reflect one or more of the vehicle's load movement or road surface conditions.
Torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 차량의 하중이동을 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계는,
차량의 상기 각 휠에 대한 수직하중 추정값을 연산하는 단계;
수직하중 기준값과 상기 수직하중 추정값을 반영하여 제1토크 가중 비율을 결정하는 단계; 및
차량의 상기 각 휠에 인가된 토크에 상기 제1토크 가중 비율을 반영하여 차량의 상기 각 휠을 토크 벡터링하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
The method of claim 1,
Torque vectoring each wheel of the vehicle individually to reflect the load movement of the vehicle,
Calculating a vertical load estimate for each wheel of the vehicle;
Determining a first torque weighting ratio by reflecting a vertical load reference value and the vertical load estimate value; And
Torque vectoring each wheel of the vehicle by reflecting the first torque weighting ratio to the torque applied to each wheel of the vehicle
Torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor comprising a.
제 2항에 있어서,
상기 수직하중 기준값은 차량이 정지한 상태에서 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산하고,
상기 수직하중 추정값은 차량이 주행할 때 상기 각 휠에 분배되는 수직하중으로 연산하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
3. The method of claim 2,
The vertical load reference value is calculated as the vertical load distributed to each wheel while the vehicle is stopped,
And the vertical load estimation value is calculated as a vertical load distributed to each wheel when the vehicle travels.
제 2항에 있어서,
상기 제1토크 가중 비율은 상기 수직하중 기준값에 대한 상기 수직하중 추정값의 비로 결정되는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
3. The method of claim 2,
And the first torque weighting ratio is determined by a ratio of the vertical load estimation value to the vertical load reference value.
제 1항 내지 제 2항에 있어서,
상기 노면상태를 반영하여 차량의 각 휠을 개별적으로 토크 벡터링하는 단계는,
차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생하는지 판단하는 단계;
차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생하면 상기 노면상태를 반영한 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계; 및
차량의 상기 각 휠에 인가된 토크에 상기 제2토크 가중 비율을 반영하여 차량의 상기 각 휠을 토크 벡터링하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
3. The method according to any one of claims 1 to 2,
Torque vectoring each wheel of the vehicle individually to reflect the road surface state,
Determining whether wheel slip occurs in each wheel of the vehicle;
Determining a second torque weighting ratio reflecting the road surface state when wheel slip occurs on each wheel of the vehicle; And
Torque vectoring each wheel of the vehicle by reflecting the second torque weighting ratio to the torque applied to each wheel of the vehicle
Torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor comprising a.
제 5항에 있어서,
상기 휠슬립이 발생하는지 판단하는 단계에서 휠슬립률이 기준치 이상이면 차량의 상기 각 휠에 휠슬립이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
6. The method of claim 5,
If the wheel slip ratio is greater than the reference value in the step of determining whether the wheel slip occurs, the torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor, characterized in that it is determined that the wheel slip occurs in each wheel of the vehicle.
제 5항에 있어서,
상기 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계는,
상기 제1토크 가중 비율이 1이상인지 판단하는 단계;
상기 제1토크 가중 비율이 1이상이면 수직하중 제한값과 수직하중 기준값을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
6. The method of claim 5,
The determining of the second torque weighting ratio may include:
Determining whether the first torque weighting ratio is one or more;
Determining the second torque weighting ratio by reflecting a vertical load limit value and a vertical load reference value when the first torque weighting ratio is 1 or more;
Torque vectoring method of a vehicle equipped with an in-wheel motor comprising a.
제 7항에 있어서,
상기 제1토크 가중 비율이 1미만이면 상기 휠슬립률을 반영하여 제2토크 가중 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 인휠 모터를 장착한 차량의 토크 벡터링 방법.
8. The method of claim 7,
And a second torque weighting ratio is determined by reflecting the wheel slip ratio when the first torque weighting ratio is less than one.
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