KR20140060872A - Four-wheel drive system of vehicle and method for synchronizing speed of the same - Google Patents

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KR20140060872A
KR20140060872A KR1020120127758A KR20120127758A KR20140060872A KR 20140060872 A KR20140060872 A KR 20140060872A KR 1020120127758 A KR1020120127758 A KR 1020120127758A KR 20120127758 A KR20120127758 A KR 20120127758A KR 20140060872 A KR20140060872 A KR 20140060872A
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a four-wheel drive system and a method for synchronizing speed thereof. Technical problems to solve is to reduce rotational resistance by the driving motor of a motor-driven four-wheel drive vehicle in a region of the driving motor not being used, to minimize a shock to the vehicle that can be generated when a power separating device is operated, and to improve the combination performance of the power separating device. For the purpose, the four-wheel drive system of a vehicle according to an embodiment of the present invention comprises: a front-wheel drive module and a rear-wheel drive module. The rear-wheel drive module includes: an upper control part for determining the torque of the driving motor after judging whether or not rear wheels are driving on the basis of driving information of the vehicle when the front-wheel drive module is operated; a driving motor controlling part for controlling the drive of the driving motor after receiving the torque of the driving motor determined by the upper control part, and detecting and transmitting the speed and position data of the rotor of the driving motor to the upper control part; and a power separating part for transmitting the torque of the driving motor, which has been transmitted from the driving motor controlling part, to a wheel by connecting the output side of a decelerator, which is arranged between the driving motor and the wheel to decelerate the rotational speed of the wheel, to the wheel.

Description

차량용 사륜 구동 장치 및 이의 속도 동기화 방법{FOUR-WHEEL DRIVE SYSTEM OF VEHICLE AND METHOD FOR SYNCHRONIZING SPEED OF THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a four-

본 발명의 일 실시예는 차량용 사륜 구동 장치 및 이의 속도 동기화 방법에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a vehicle four-wheel drive apparatus and a speed synchronization method thereof.

사륜 구동 장치는 일반적으로 보통의 이륜구동(2WD) 방식의 차량과는 달리 상시, 또는 필요시 차량의 전후륜 모두를 구동륜으로 사용할 수 있는 장치로서, 네 바퀴에 모두에 동력이 전달되어, 일반적인 자동차 구동방식인 이륜구동에 비하여, 추진력이 월등하므로 비포장도로와 같은 험로, 경사가 아주 급한 도로 및 노면이 미끄러운 도로를 주행하는 경우 주행 안정성 및 안전도를 향상시킨다.Unlike a usual two-wheel drive (2WD) type vehicle, a four-wheel drive device is a device that can use all the front and rear wheels of a vehicle at all times or, if necessary, as a drive wheel. Power is transmitted to all four wheels, Compared to the two-wheel drive system, the propulsion system is superior to the two-wheel drive system, which improves stability and safety when traveling on slippery roads and rough roads.

그러나, 종래의 사륜 구동장치의 엔진으로부터 출력되는 동력은 기계적인 연결에 의해 트랜스퍼 케이스(transfer case)를 거쳐 앞뒤 바퀴에 배분 전달되기 때문에, 동력 손실이 발생하고, 추가적으로 기계적인 동력 전달장치를 갖추어야 함으로써 차량의 무게가 증가하는 등의 문제점이 있었으며, 특히, 기계적인 방법에 의한 동력 전달은 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있었다.
However, since the power output from the engine of the conventional four-wheel drive apparatus is distributed to the front and rear wheels through a transfer case by mechanical connection, power loss occurs and an additional mechanical power transmission device is required There is a problem that the weight of the vehicle is increased. In particular, there is a problem that the power transmission by the mechanical method is difficult to precisely control.

본 발명의 일 실시예는 모터 구동식 사륜 구동 차량에서 구동 모터의 미사용 영역에서의 구동 모터에 의한 회전 저항을 줄이고, 동력 분리 장치가 동작할 때 발생할 수 있는 차량의 충격을 최소화하고, 동력 분리 장치의 결합 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 사륜 구동 장치 및 이의 속도 동기화 방법을 제공한다.
In one embodiment of the present invention, in the motor-driven four-wheel drive vehicle, the rotational resistance by the drive motor in the unused area of the drive motor is reduced, the impact of the vehicle that may occur when the power separation device is operated is minimized, The present invention provides a vehicle four-wheel drive apparatus and a speed synchronization method therefor.

본 발명의 일 실시예에 의한 사륜 구동 장치는 전륜 구동 모듈과 후륜 구동 모듈을 구비하는 차량용 사륜 구동 장치에 있어서, 상기 후륜 구동 모듈은 상기 전륜 구동 모듈 구동 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단하여 구동 모터의 토크량을 결정하는 상위 제어부; 상기 상위 제어부에 의하여 결정된 구동 모터의 토크량을 전송받아 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 구동 모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 감지하여 상기 상위 제어부로 전송하는 구동 모터 제어부; 및 상기 구동 모터와 휠 사이에 구비되어 상기 휠의 회전 속도를 감속시키는 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 연결시켜, 상기 구동 모터 제어부로부터 전송된 구동 모터의 토크량을 상기 휠로 전달하는 동력 분리부를 포함할 수 있다.The four-wheel drive apparatus according to an embodiment of the present invention is a vehicle four-wheel drive apparatus having a front wheel drive module and a rear wheel drive module, wherein the rear wheel drive module determines whether the rear wheel drive And determines a torque amount of the driving motor; A drive motor control unit that receives the torque amount of the drive motor determined by the upper control unit and controls the drive of the drive motor, and senses the speed and position data of the rotor of the drive motor and transmits it to the upper control unit; And a power split unit that is provided between the drive motor and the wheel and connects the output side of the speed reducer that reduces the rotation speed of the wheel to the wheel and transmits the torque amount of the drive motor transmitted from the drive motor control unit to the wheel can do.

상기 구동 모터 제어부와 구동모터 사이에는 레졸버가 구비되어 상기 구동모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 감지할 수 있다.A resolver is provided between the driving motor control unit and the driving motor to sense speed and position data of the rotor of the driving motor.

상기 동력 분리부의 일측에는 위치 센서가 구비되고, 상기 위치 센서는 상기 동력 분리부의 위치를 감지하여 상기 상위 제어부로 전송하고, 상기 상위 제어부는 상기 감지된 동력 분리부의 위치에 의하여 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 여부를 판단할 수 있다.The power split unit includes a position sensor, and the position sensor senses the position of the power split unit and transmits the sensed position to the upper control unit. The upper control unit controls the position of the power split unit, Whether or not the wheels are engaged can be determined.

상기 상위 제어부는 상기 차량의 주행 상태에 따라 적어도 하나의 제어 모드를 생성하고, 상기 구동 모터 제어부는 상기 제어 모드에 대응되는 토크량에 따른 전류를 상기 구동 모터에 인가할 수 있다.The high-level control unit generates at least one control mode according to the driving state of the vehicle, and the driving-motor control unit may apply a current according to the torque amount corresponding to the control mode to the driving motor.

상기 상위 제어부는 상기 레졸버로부터 상기 구동모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 전송받아, 상기 구동 모터의 토크량을 제어할 수 있다.The upper control unit receives the speed and position data of the rotor of the drive motor from the resolver and can control the torque amount of the drive motor.

상기 상위 제어부는 후륜 구동이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 상기 구동 모터 제어부를 통하여 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 연결을 해제시킬 수 있다.The upper control unit may release the connection between the output side of the speed reducer and the wheel through the drive motor control unit when it is determined that the rear wheel drive is not necessary.

상기 차량의 주행 정보는 상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도를 포함할 수 있다.The running information of the vehicle may include the speed of the wheel and the rotational speed of the driving motor.

상기 상위 제어부는 상기 차량의 주행 정보를 기초로 상기 후륜 구동 여부를 판단하는 후륜 구동 판단부; 상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 토크량을 연산하는 토크 연산부; 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 연결 상태를 판단하는 연결상태 판단부; 상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도로부터 상기 감속기의 출력측 회전속도와, 상기 휠의 속도에 대한 상기 감속기의 출력측의 상대 회전속도를 연산하는 속도 연산부; 상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단하는 결합 가능 여부 판단부; 및 상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합하고, 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이외인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 해제시키는 동력 분리 제어부;를 포함할 수 있다.A rear wheel drive determination unit for determining whether the rear wheels are driven based on the travel information of the vehicle; A torque calculating unit for calculating a torque amount of the driving motor required for the rear wheel drive; A connection state determiner for determining a connection state between the output side of the speed reducer and the wheel; A speed calculating unit for calculating an output side rotational speed of the speed reducer and a relative rotational speed of the output side of the speed reducer to the speed of the wheel from the speed of the wheel and the rotational speed of the driving motor; A determining unit for determining whether the relative rotational speed is within a permissible speed between the output side of the speed reducer and the wheel; And when the relative rotation speed is within a permissible coupling speed between the output side of the speed reducer and the wheel, engages the output side of the speed reducer and the wheel, and when the relative speed is other than the engageable speed between the output side of the speed reducer and the wheel, And a power separation control unit for releasing the output side of the wheel and the wheel.

상기 상위 제어부는 상기 동력 분리 제어부의 출력에 의하여 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 모터 구동부를 더 포함할 수 있다.The high-level control unit may further include a motor driving unit for controlling an operation of the driving motor based on the output of the power separation control unit.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법은, 상기 전륜 구동 모듈 구동 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단하는 제1 단계; 상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 제1 토크량을 연산하는 제2 단계; 상기 구동 모터의 제1 토크량에 기초하여 상기 구동 모터를 동작시키는 제3 단계; 상기 구동 모터의 속도로부터 상기 감속기의 출력측 회전속도, 상기 휠 속도에 대한 감속기 출력측의 상대 회전속도를 연산하는 제4 단계; 상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단하는 제5 단계; 상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합시키는 제6 단계; 상기 휠 속도와 구동 모터의 회전 속도를 기초로 상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 제2 토크량을 연산하는 제7 단계; 및 상기 구동 모터의 제2 토크량에 기초하여 상기 구동 모터를 동작시키는 제8 단계를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided a speed synchronization method for a vehicle four-wheel drive apparatus, the method including: a first step of determining whether the rear wheels are driven based on driving information of the vehicle when the front wheel drive module is driven; A second step of calculating a first torque amount of the driving motor required for the rear wheel drive; A third step of operating the drive motor based on a first torque amount of the drive motor; A fourth step of calculating an output side rotational speed of the speed reducer based on the speed of the drive motor and a relative rotational speed of the speed reducer output side with respect to the wheel speed; A fifth step of determining whether the relative rotational speed is within a permissible speed between the output side of the speed reducer and the wheel; A sixth step of coupling the output side of the speed reducer and the wheel when the relative rotation speed is within an engageable speed between the output side of the speed reducer and the wheel; A seventh step of calculating a second torque amount of the driving motor required for driving the rear wheels based on the wheel speed and the rotational speed of the driving motor; And an eighth step of operating the drive motor based on the second torque amount of the drive motor.

상기 차량의 주행 정보는 상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도를 포함할 수 있다.The running information of the vehicle may include the speed of the wheel and the rotational speed of the driving motor.

상기 제2 단계에서의 제1 토크량은 상기 휠 속도와 감속기의 기어비를 기초로 하여 산출될 수 있다.The first torque amount in the second step may be calculated based on the wheel speed and the gear ratio of the speed reducer.

상기 제6 단계와 제7 단계 사이에는, 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합 완료 신호를 검출하는 제6-1 단계; 및 상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제6-2 단계를 더 포함할 수 있다.Between the sixth step and the seventh step, a coupling completion signal is detected between the output side of the speed reducer and the wheel; And a sixth step of controlling the driving motor so that the torque amount becomes zero for a predetermined time.

상기 제8 단계 이후에는, 상기 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동의 해제 여부를 판단하는 제9 단계를 더 포함할 수 있다.After the eighth step, it may further include a ninth step of determining whether to release the rear wheel drive based on the running information of the vehicle.

상기 제9 단계 이후에는, 상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제10 단계를 더 포함할 수 있다.After the ninth step, the controller may further include a tenth step of controlling the driving motor so that the torque amount becomes zero for a predetermined time.

상기 제10 단계 이후에는, 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합을 해제하는 제11 단계를 더 포함할 수 있다.After the tenth step, an eleventh step of releasing the coupling between the output side of the speed reducer and the wheel may be further included.

상기 제11 단계 이후에는, 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 해제 완료 신호를 검출하는 제12 단계; 및 상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제13 단계를 더 포함할 수 있다.A twelfth step of detecting a release completion signal between the output side of the speed reducer and the wheel after the eleventh step; And a thirteenth step of controlling the driving motor so that the amount of torque is zero for a predetermined time.

상기 제13 단계 이후에는 상기 구동 모터를 정지시키기 위하여 구동 모터의 토크량을 0으로 제어하는 제14 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a seventh step of controlling the torque of the driving motor to be zero to stop the driving motor.

상기 제14 단계는 상기 구동 모터의 회전 속도가 정지할 때까지 지속될 수 있다.The step 14 may be continued until the rotational speed of the driving motor is stopped.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체에도 적용될 수 있다.
Further, another embodiment of the present invention is also applicable to a computer-readable recording medium on which a program for executing a velocity synchronization method of a vehicle four-wheel drive apparatus is recorded.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치 및 이의 속도 동기화 방법은 모터 구동식 사륜 구동 차량에서 구동 모터의 미사용 영역에서의 구동 모터에 의한 회전 저항을 줄이고, 동력 분리 장치가 동작할 때 발생할 수 있는 차량의 충격을 최소화하고, 동력 분리 장치의 결합 성능을 향상시킬 수 있다.
The vehicle four-wheel drive apparatus and the speed synchronization method thereof according to the embodiment of the present invention can reduce the rotational resistance caused by the drive motor in the unused region of the drive motor in the motor-driven four-wheel drive vehicle and can occur when the power- It is possible to minimize the impact of the vehicle and improve the coupling performance of the power splitting device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 포함하는 모터 구동식 사륜 구동 차량을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 상위 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 이용한 속도 동기화 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 속도 동기화 방법에 있어서 각 구성별 제어 순서를 간략하게 나타내는 순서도이다.
1 is a view schematically showing a motor-driven four-wheel drive vehicle including a four-wheel drive vehicle for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram briefly showing a vehicle four-wheel drive apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the upper control unit of Fig.
4 is a flowchart showing a speed synchronization method using a four-wheel drive apparatus for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart briefly showing a control procedure for each configuration in the speed synchronization method of FIG.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 포함하는 모터 구동식 사륜 구동 차량을 간략하게 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 간략하게 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 2의 상위 제어부를 나타내는 블록도이다.Fig. 1 is a schematic view of a motor-driven four-wheel drive vehicle including a four-wheel drive vehicle for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a block diagram schematically showing a four- FIG. 3 is a block diagram showing the upper control unit of FIG. 2. FIG.

도 1을 참조하면, 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)은 전륜 구동 모듈(110)과 후륜 구동 모듈(120)을 포함한다. 즉, 이러한 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)은 전륜이 내연기관 엔진(111)과 변속기(113)가 탑재된 전륜 구동 차량(10)에서 후륜 측에 별도의 구동력을 독립적으로 발생할 수 있는 3상 구동 모터 (이하, 구동 모터(125)라 함.) 및 동력 전달부(이하, 동력 분리부(123)라 함.)가 장착된 사륜 구동 차량(10)이다. 다시 말해, 상기 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)은 e4WD 시스템이라고도 하고, 전륜 구동 모듈(110)의 엔진(111)의 출력측에 장착된 발전기(112)에 의하여 생성된 전류를 이용하여 후륜 구동 모듈(120)에 장착된 구동 모터(125)를 구동시키는 장치이다. 이하에서는, 상기 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)을 차량용 사륜 구동 장치라 명명하기로 하나, 상기 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)은 차량용 사륜 구동 장치와 함께 다양한 차량 주변 장치를 포함하는 광의의 개념이다.Referring to FIG. 1, a motor-driven four-wheel-drive vehicle 10 includes a front wheel drive module 110 and a rear wheel drive module 120. That is, the motor-driven four-wheel drive vehicle 10 is a three-phase (three-phase) vehicle in which front wheels can independently generate separate driving forces on the rear wheel side in the front wheel drive vehicle 10 on which the internal combustion engine 111 and the transmission 113 are mounted. Driven vehicle 10 to which a drive motor (hereinafter referred to as a drive motor 125) and a power transmission portion (hereinafter referred to as a power separation portion 123) are mounted. In other words, the motor-driven four-wheel-drive vehicle 10 is also referred to as an e4WD system, and is configured by using the current generated by the generator 112 mounted on the output side of the engine 111 of the front wheel drive module 110, And drives the driving motor 125 mounted on the main body 120. Hereinafter, the motor-driven four-wheel drive vehicle 10 will be referred to as a four-wheel drive vehicle for a vehicle. However, the motor-driven four-wheel drive vehicle 10 is not limited to the four- Concept.

상기 전륜 구동 모듈은 엔진(111), 발전기(112), 변속기(113), 고전압 배터리(114) 및 전력변환기(115)를 포함한다.The front wheel drive module includes an engine 111, a generator 112, a transmission 113, a high voltage battery 114, and a power converter 115.

상기 엔진(111)은 변속기(113)와 연결되어 차량의 전륜축을 구동하는 동시에 발전기(112)에 연결되어 전류를 생성한다. The engine 111 is connected to the transmission 113 to drive the front axle of the vehicle and is connected to the generator 112 to generate current.

상기 발전기(112)는 엔진(111)의 출력 측과 벨트, 체인, 기어 등의 동력 전달수단에 의하여 연결되어 전류를 생성한다.The generator 112 is connected to the output side of the engine 111 by a power transmission means such as a belt, a chain, or a gear to generate a current.

상기 고전압 배터리(114)는 발전기(112)에 연결되어 생성되는 전류를 공급받아 충전된다.The high-voltage battery 114 is connected to the generator 112 and is charged with a generated current.

상기 전력변환기(115)는 고전압 배터리에 연결되어 충전된 전류를 공급받아 구동 모터(125)에 공급되는 전류를 제어한다.The power converter 115 is connected to a high voltage battery and receives a charged current to control a current supplied to the driving motor 125.

도 2를 참조하면, 상기 후륜 구동 모듈(120)은 상위 제어부(121), 구동 모터 제어부(122), 동력 분리부(123), 감속기(124) 및 구동 모터(125)를 포함한다.2, the rear wheel drive module 120 includes an upper control unit 121, a driving motor control unit 122, a power separation unit 123, a speed reducer 124, and a driving motor 125.

상기 차량(10)의 전륜 구동 모듈(110)과 후륜 구동 모듈(120)에는 각각의 속도를 검출하는 속도 검출부(미도시)가 구비되고, 상기 구동 모터(125)의 출력 측에는 구동 모터(125)의 회전수를 검출하는 회전수 검출부(미도시)가 구비된다.The front wheel drive module 110 and the rear wheel drive module 120 of the vehicle 10 are provided with speed detectors (not shown) for detecting respective speeds. A drive motor 125 is mounted on the output side of the drive motor 125, (Not shown) for detecting the number of revolutions of the motor.

상기 상위 제어부(121)는 차량의 주행 상태를 판단하여 최적의 후륜 구동 토크량을 결정하여 구동 모터 제어부(122) 측으로 명령을 인가함과 동시에 동력 분리부(123)의 동작을 제어한다. 이러한 상위 제어부(121)는 전륜 구동 모듈(110) 구동 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 모듈(120)의 구동 필요 여부를 판단하여 구동 모터(125)의 토크량을 결정한다. 여기서, 상기 차량의 주행 정보는 전/후륜의 속도, 구동 모터(125)의 구동속도 등을 포함한다. 상기 상위 제어부(121)는 차량의 주행 상태에 따라 적어도 하나의 제어 모드를 생성할 수 있고, 구동 모터 제어부(122)로 하여금 제어 모드에 대응되는 토크량에 따른 전류를 구동 모터(125)에 인가하도록 할 수 있다. 또한, 상기 상위 제어부(121)는 레졸버(126)로부터 구동 모터(125)의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 전송받아, 구동 모터(125)의 토크량을 제어할 수 있다. 또한, 상기 상위 제어부(121)는 후륜 구동이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 구동 모터 제어부(122)를 통하여 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 연결을 해제시키도록 할 수 있다. The upper control unit 121 determines the optimal running torque of the rear wheel by determining the driving state of the vehicle, and applies the command to the driving motor control unit 122 and controls the operation of the power splitting unit 123. The upper controller 121 determines whether or not the rear wheel drive module 120 needs to be driven based on the running information of the vehicle when the front wheel drive module 110 is driven and determines the torque amount of the driving motor 125. Here, the traveling information of the vehicle includes the speed of the front / rear wheels, the driving speed of the driving motor 125, and the like. The upper control unit 121 can generate at least one control mode according to the driving state of the vehicle and allows the driving motor control unit 122 to apply a current corresponding to the torque amount corresponding to the control mode to the driving motor 125 . The upper control unit 121 receives the speed and position data of the rotor of the drive motor 125 from the resolver 126 and can control the torque amount of the drive motor 125. [ If it is determined that rear wheel drive is not required, the upper controller 121 may disconnect the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 via the drive motor controller 122. [

도 3을 참조하면, 상기 상위 제어부(121)는 후륜 구동 판단부(121a), 토크 연산부(121b), 연결상태 판단부(121c), 속도 연산부(121d), 결합 가능 여부 판단부(121e) 및 동력 분리 제어부(121f)를 포함한다.3, the upper control unit 121 includes a rear wheel drive determination unit 121a, a torque calculation unit 121b, a connection state determination unit 121c, a speed calculation unit 121d, a coupling possibility determination unit 121e, And a power separation control unit 121f.

상기 후륜 구동 판단부(121a)는 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단한다.The rear wheel drive determination unit 121a determines whether the rear wheels are driven based on the running information of the vehicle.

상기 토크 연산부(121b)는 후륜 구동에 필요한 구동 모터(125)의 토크량을 연산한다.The torque calculating section 121b calculates a torque amount of the driving motor 125 necessary for rear wheel drive.

상기 연결상태 판단부(121c)는 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 연결 상태를 판단한다.The connection state determination unit 121c determines the connection state between the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128. [

상기 속도 연산부(121d)는 휠(128)의 속도와 구동 모터(125)의 회전속도로부터 감속기(124)의 출력측 회전속도와, 휠(128)의 속도에 대한 감속기(124)의 출력측의 상대 회전속도를 연산한다.The speed calculator 121d calculates the relative speed of the output side rotation speed of the speed reducer 124 from the speed of the wheel 128 and the rotation speed of the driving motor 125 and the relative rotation speed of the output side of the speed reducer 124 to the speed of the wheel 128 Calculate the speed.

상기 결합 가능 여부 판단부(121e)는 휠(128)의 속도에 대한 감속기(124)의 출력측의 상대 회전속도가 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단한다.Whether or not the relative rotation speed of the output side of the speed reducer 124 with respect to the speed of the wheel 128 is within a permissible speed between the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 do.

상기 동력 분리 제어부(121f)는 휠(128)의 속도에 대한 감속기(124)의 출력측의 상대 회전속도가 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이를 결합하고, 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 결합 가능한 속도 이외인 경우 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 결합을 해제시킨다.When the relative rotation speed of the output side of the speed reducer 124 with respect to the speed of the wheel 128 is within a permissible speed between the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128, the power separation control unit 121f controls the speed reducer 124, And releases the engagement between the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 when the speed of the output of the speed reducer 124 and the wheel 128 are other than the permissible speed between the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128.

상기 구동 모터 제어부(122)는 상위 제어부(121)에 연결되어 상위 제어부(121)에 의하여 결정된 구동 모터(125)의 토크량을 전송받음과 동시에 전력 변환기(115)에 연결되어 전력변환기(115)에 의하여 공급된 전류를 이용하여 구동 모터(125)의 구동을 제어한다. 또한, 상기 구동 모터 제어부(122)는 구동 모터(125)의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 레졸버(126)를 통하여 감지하여 상위 제어부(121)로 전송한다.The driving motor control unit 122 is connected to the upper control unit 121 and receives the torque amount of the driving motor 125 determined by the upper control unit 121. The driving motor control unit 122 is connected to the power converter 115, And controls the driving of the driving motor 125 using the current supplied by the driving motor 125. The driving motor control unit 122 senses the speed and position data of the rotor of the driving motor 125 through the resolver 126 and transmits it to the upper control unit 121.

또한, 상기 구동 모터 제어부(122)는 상위 제어부(121)로부터 받은 제어 모드(속도 제어, 0 토크 제어, 미제어, 발전 모드)를 입력받고, 각 제어모드 별로 제어량(목표 속도, 목표 토크 등)을 입력받아 구동 모터(125)에 적절한 전류를 인가하고, 레졸버(126)로부터 회전자의 속도 및 위치를 피드백받아 토크 제어, 속도 제어 등을 실시하며, 그 결과값은 상위 제어부(121)로 재송신할 수 있다.The drive motor control unit 122 receives a control mode (speed control, zero torque control, uncontrolled power generation mode) received from the upper level control unit 121 and receives a control amount (target speed, target torque, And applies a proper current to the driving motor 125. The speed and position of the rotor are fed back from the resolver 126 to perform torque control and speed control and the resultant value is supplied to the upper controller 121 Retransmission.

도시되어 있지는 않지만, 상기 상위 제어부(121)는 동력 분리 제어부(121f)의 출력에 의하여 구동 모터(125)의 동작을 제어하는 모터 구동부를 더 포함할 수 있다.Although not shown, the upper controller 121 may further include a motor driver for controlling the operation of the drive motor 125 by the output of the power split controller 121f.

상기 동력 분리부(123)는 구동 모터(125)와 휠(128) 사이에 구비되어 휠(128)의 회전 속도를 감속시키는 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이를 연결시켜, 구동 모터 제어부(122)로부터 전송된 구동 모터(125)의 토크량을 휠(128)로 전달하여 후륜 구동 모듈(120)을 동작시킨다. The power separation unit 123 is provided between the driving motor 125 and the wheel 128 to connect the output side of the speed reducer 124 that decelerates the rotation speed of the wheel 128 and the wheel 128, The control unit 122 transmits the torque of the driving motor 125 to the wheel 128 to operate the rear wheel drive module 120.

또한, 상기 동력 분리부(123)의 일측에는 위치 센서(127)가 구비되고, 상기 위치 센서(127)는 동력 분리부(123)의 위치를 감지하여 상위 제어부(121)로 전송하고, 상위 제어부(121)로 하여금 감지된 동력 분리부(123)의 위치에 의하여 감속기(124)의 출력측과 휠(128) 사이의 결합 여부를 판단할 수 있도록 한다.A position sensor 127 is provided on one side of the power splitter 123. The position sensor 127 senses the position of the power splitter 123 and transmits the sensed power to the upper controller 121, The control unit 121 can determine whether or not the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 are coupled by the detected power split unit 123. [

한편, 상기 구동 모터(125)의 토크량을 휠(128)로 전달하기 위해서는 동력 분리부(123)에 의해 감속기(124)의 출력측과 휠(128)이 연결되어 있어야 하고, 이와 마찬가지로 구동 모터(125)의 구동력이 필요하지 않을 경우에는 동력 분리부(123)에 의해 감속기(124)의 출력측과 휠(128)이 분리되어 구동 모터(125)의 회전 부하에 의한 차량의 주행 저항을 최소화할 수 있으며, 구동 모터(125)의 한계 속도까지 구동 모터(125)가 피동적으로 회전함으로 인해 구동 모터(125) 및 구동 모터 제어부(122)의 소손을 방지할 수 있다. 즉, 경우에 따라 동력 분리부(123)는 결합과 해제를 차량의 주행 중에 반복하여야 하나, 휠의 속도와 감속기(124)의 출력측의 속도차이가 많이 나는 상태에서는 결합을 수행할 수 없고, 수행할 경우 동력 분리 장치가 파손되거나 큰 소음과 충격이 발생할 수 있다. In order to transmit the torque amount of the drive motor 125 to the wheel 128, the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 must be connected by the power separation unit 123, When the driving force of the driving motor 125 is not required, the output side of the speed reducer 124 and the wheel 128 are separated by the power separating unit 123 so that the running resistance of the vehicle due to the rotational load of the driving motor 125 can be minimized And the drive motor 125 is driven to rotate to the limit speed of the drive motor 125 to prevent the drive motor 125 and the drive motor control unit 122 from being burned. In other words, depending on the case, the power splitting unit 123 may repeatedly perform engagement and disengagement during traveling of the vehicle, but can not perform engagement in a state where the speed difference between the wheel speed and the output side of the speed reducer 124 is large, The power splitter may be damaged or a large noise and impact may occur.

본 발명에서는 이러한 현상을 방지하기 위하여 상위 제어부(121)와 구동 모터 제어부(122)는 도 4와 같은 순서에 맞추어 결합 및 해제를 안전하고 빠르게 수행할 수 있으며, 도 4와 같은 제어를 수행하기 위하여 상위 제어부(121)가 도 5와 같이 제어될 수 있다.
In order to prevent such a phenomenon in the present invention, the upper controller 121 and the driving motor controller 122 can perform coupling and disengagement safely and quickly according to the procedure shown in FIG. 4. In order to perform the control as shown in FIG. 4 The upper control unit 121 may be controlled as shown in FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사륜 구동 장치를 이용한 속도 동기화 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5는 도 4의 속도 동기화 방법에 있어서 각 구성별 제어 순서를 간략하게 나타내는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart showing a speed synchronization method using a four-wheel drive apparatus for a vehicle according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart briefly showing a control procedure for each configuration in the speed synchronization method of FIG.

도 4에서는 동력 분리부의 초기 위치가 해제에 있을 경우의 제어 방법을 나타내고 있다. Fig. 4 shows a control method when the initial position of the power splitting section is in the release state.

사륜 구동 이벤트 검출단계(제1 단계)Four-wheel drive event detection step (first step)

제1 단계는 전륜 구동 모듈 구동(S1) 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단(S2)한다. 즉, 상기 제1 단계에서는 후륜 구동력의 필요 이벤트 발생 여부를 판단(S2)한다.The first step determines whether the rear wheels are driven based on the running information of the vehicle when the front wheel drive module is driven (S1) (S2). That is, in the first step, it is determined whether a necessary event of the rear wheel drive force is generated (S2).

속도 동기화 단계(제2 단계~제4단계)Speed synchronization step (second to fourth steps)

상기 제1 단계에서 후륜 구동력의 필요 이벤트가 발생되는 경우, 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 속도 제어(S3)를 위하여 제1 토크량을 연산하는 제2 단계를 거치게 된다. 그런 다음, 상기 구동 모터의 제1 토크량에 기초하여 구동 모터를 동작시키는 제3 단계를 거치게 된다. 즉, 상기 제3 단계는 상위 제어부가 구동 모터의 제1 토크량에 기초하여 구동 모터 제어부 측으로 속도 제어 명령을 전송하게 된다. 이때, 상기 구동 모터의 속도 제어 요구량(rpm)은 휠속(rpm)으로부터 감속기의 기어비를 반영하여 산출된다. 그런 다음, 상기 구동 모터의 속도로부터 감속기의 출력측 회전속도, 휠 속도에 대한 감속기 출력측의 상대 회전속도를 연산(S5)하는 제4 단계를 거치게 된다. 상기 제4 단계는 상위 제어부가 구동 모터의 레졸버로부터 출력되는 구동 모터의 실제 회전속도를 상위 제어부에서 수신하여, 수신된 구동 모터 속도로부터 감속기 출력측 회전 속도 및 휠의 속도와 감속기 출력 측의 상대 속도 연산하게 된다.In the first step, when the necessary event of the rear wheel drive force is generated, a second step of calculating the first torque amount is performed for the speed control (S3) of the drive motor necessary for the rear wheel drive. Then, a third step of operating the drive motor based on the first torque amount of the drive motor is performed. That is, in the third step, the upper control unit transmits the speed control command to the driving motor control unit based on the first torque amount of the driving motor. At this time, the speed control demand amount (rpm) of the drive motor is calculated from the wheel speed (rpm) by reflecting the gear ratio of the speed reducer. Then, a fourth step of calculating the relative rotation speed of the reduction gear output side with respect to the wheel rotation speed and the output rotation speed of the reduction gear from the speed of the drive motor is performed (S5). Wherein the upper control section receives the actual rotation speed of the drive motor output from the resolver of the drive motor by the upper control section and determines the rotation speed of the reduction gear output side from the received drive motor speed and the relative speed between the wheel speed and the reduction gear output side .

동력 power 분리부Separating portion 작동 단계(제5 단계~제6 단계) Operation steps (fifth to sixth steps)

상기 제4 단계에서 연산된 휠 속도에 대한 감속기 출력측의 상대 회전속도가 감속기의 출력측과 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단(S5)하는 제5 단계를 거치게 된다. 그런 다음, 상기 휠 속도에 대한 감속기 출력측의 상대 회전속도가 감속기의 출력측과 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 감속기의 출력측과 휠 사이를 결합(S6)시키는 제6 단계를 거치게 된다. 즉, 상기 제5 단계에서 상대속도가 결합 가능한 속도 이내로 진입하였는지 여부를 판단하고, 제6 단계에서 상대속도가 결합 가능 속도 이내 진입시 동력 분리부의 모터(M)를 작동하여 감속기의 출력측과 휠 사이를 결합 방향으로 결합시키게 된다. 그런 다음, 상기 상위 제어부는 동력 분리부의 위치 센서로부터 결합 완료 신호 검출(S7)하게 된다.A fifth step of determining whether the relative rotation speed of the reduction gear output side with respect to the wheel speed calculated in the fourth step is within a permissible speed between the output side of the reduction gear and the wheel (S5). Then, if the relative rotation speed of the reduction gear output side with respect to the wheel speed is within a permissible coupling speed between the output side of the reduction gear and the wheel, a sixth step of coupling the output side of the reduction gear and the wheel is performed (S6). That is, it is determined whether the relative speed is within a permissible speed in the fifth step. In the sixth step, when the relative speed is within the permissible speed, the motor M of the power separating part is operated to connect between the output side of the speed reducer and the wheel In the coupling direction. Then, the upper control unit detects the engagement completion signal from the position sensor of the power split unit (S7).

토크 제어 단계Torque control step

그런 다음, 상기 상위 제어부는 갑작스런 제어 모드 변경으로 인한 충격 감소를 위해 구동 모터 제어부 측으로 0토크 제어 요구 명령을 송출하게 되고, 구동 모터 제어부는 구동 모터에 인가되는 토크가 0이 되도록 토크 제어(S8)를 실시하게 된다. 이때, 상기 토크 제어는 미리 정의된 일정 시간동안 0 토크를 유지시키는 방식으로 수행된다.Then, the high-level control unit sends a zero-torque control request command to the drive motor control unit side to reduce the impact due to the sudden change of the control mode. The drive motor control unit controls the torque control S8 so that the torque applied to the drive motor becomes zero. . At this time, the torque control is performed in such a manner as to maintain a zero torque for a predetermined period of time.

44 WDWD 토크 제어단계 Torque control step

그런 다음, 상기 휠 속도와 구동 모터의 회전 속도를 기초로 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 4WD 토크를 제어(S9)하기 위하여 제2 토크량을 연산하는 제7 단계와, 구동 모터의 제2 토크량에 기초하여 구동 모터를 동작시키는 제8 단계를 거치게 된다. 즉, 상기 제7 단계와 제8 단계에서는 차량의 상태에 따른 후륜 구동력을 계산하여 구동 모터 제어부 측으로 요구 토크량을 송출하여 요구 토크량에 따라 구동 모터를 동작시키게 된다.A fourth step of calculating a second torque amount to control the 4WD torque of the drive motor required for rear wheel drive based on the wheel speed and the rotation speed of the drive motor; The operation of the drive motor is performed in an eighth step. That is, in the seventh and eighth steps, the rear wheel driving force is calculated according to the state of the vehicle, and the required torque is transmitted to the driving motor control unit to operate the driving motor according to the required torque.

사륜구동 이벤트 해제단계(제9 단계)Fourth-wheel drive event releasing step (ninth step)

또한, 상기 차량이 주행 중에 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동의 해제 여부를 판단(S10)하는 제9 단계를 거칠 수 있다. 즉, 상기 제9 단계는 후륜 구동력의 불필요 이벤트 발생여부, 즉 후륜 구동 조건 해제 여부를 판단하게 된다.Further, it is possible to go through a ninth step of determining whether the rear wheel drive is released based on the running information of the vehicle while the vehicle is running (S10). That is, the ninth step determines whether or not an unnecessary event of the rear wheel drive force occurs, that is, whether the rear wheel drive condition is released.

토크 제어단계(제10 단계)Torque control step (tenth step)

그런 다음, 후륜 구동 조건이 해제된 것으로 판단되면, 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제10 단계를 거치게 된다. 상기 제10 단계는 토크 제어 상태에서 동력 분리부가 바로 분리될 경우 구동 모터가 요구 토크량을 유지하기 위하여 해제 완료 시점에서 무부하 상태로 빠르게 속도 증가할 수 있기 때문에, 상위 제어부가 토크 제어량을 0으로 유지하도록 토크 제어(S11)를 수행한다. 이때, 상기 토크 제어는 미리 정의된 일정시간 동안 0토크를 유지하는 방식으로 수행된다.Then, when it is determined that the rear wheel drive condition is released, a tenth step of controlling the drive motor so that the torque amount becomes zero for a predetermined time is performed. In the tenth step, when the power separating unit is disconnected immediately in the torque control state, since the drive motor can rapidly increase from the release completion time to the no-load state to maintain the required torque amount, the upper control unit keeps the torque control amount at 0 (S11). At this time, the torque control is performed in such a manner as to maintain a zero torque for a predetermined period of time.

동력 분리 장치 작동단계(제11 단계~제12 단계)Operation steps of the power splitter (steps 11 to 12)

그런 다음, 상기 감속기의 출력측과 휠 사이의 결합을 해제하는 제11 단계를 거치게 된다. 즉, 상기 제11 단계는 동력 분리부를 해제 방향으로 작동(S12)하여 감속기의 출력측과 휠 사이의 결합을 해제한다. 그런 다음, 상기 상위 제어부가 동력 분리부의 위치 센서로부터 해제 완료 신호를 검출(S13)하는 제12 단계를 거치게 된다.Then, the eleventh step of releasing the coupling between the output side of the speed reducer and the wheel is performed. That is, in the eleventh step, the power separation unit is operated in the release direction (S12) to release the coupling between the output side of the speed reducer and the wheel. Then, the high-level control unit performs a twelfth step of detecting a release completion signal from the position sensor of the power split unit (S13).

속도 제어 단계(제13 단계~제14단계)The speed control step (steps 13 to 14)

그런 다음, 상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어(S14)하는 제13 단계를 거치게 된다. 즉, 상기 제13 단계는 상위 제어부로 하여금 구동 모터를 정지시키기 위하여 속도 제어 요구 명령을 구동 모터 제어부로 전송하게끔 제어한다. 또한, 상기 구동 모터를 정지시키기 위하여 구동 모터의 토크량을 0으로 제어하는 제14 단계를 거치게 된다. 상기 제14 단계는 갑작스러운 모터의 정지로 인한 소손을 방지하기 위하여 일정 시간에 거쳐 구동 모터 제어부 측으로 요구 속도를 0까지 송출한다. 이때, 상기 제14 단계는 구동 모터의 레졸버로부터 입력된 구동 모터의 회전 속도가 완전히 정지할 때까지 유지된다.Thereafter, a control is performed in the thirteenth step of controlling the drive motor so that the amount of torque is zero for a predetermined time (S14). That is, the thirteenth step controls the upper control unit to transmit a speed control request command to the driving motor control unit to stop the driving motor. In order to stop the drive motor, the torque of the drive motor is controlled to be zero. In order to prevent burn-out due to the sudden stop of the motor, the 14th step sends the required speed to the driving motor control unit side to 0 through a predetermined time. In this case, the step 14 is maintained until the rotational speed of the driving motor inputted from the resolver of the driving motor is completely stopped.

구동 모터 미구동 상태Drive motor is not driven

그런 다음, 상기 상위 제어부는 다시 후륜 구동 이벤트가 검출될 때까지 구동 모터 제어부의 제어모드를 해제(S15)하여 준비상태로 유지하게 된다.
Then, the high-level control unit releases the control mode of the driving motor control unit until the rear wheel drive event is detected again (S15) and maintains the ready state.

상기와 같이 구성된 본 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법에 의하면, 모터 구동식 사륜 구동 차량(10)에서 후륜 구동력 미사용 조건에서 구동 모터의 강제 회전으로 인한 주행 저항을 최소화할 수 있고, 고속에서 구동 모터의 회전속도가 한계 속도까지 이르는 것을 원천적으로 차단 가능하다. 또한, 본 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법에 의하면, 속도 동기화 제어 및 0토크 제어를 수순에 맞게 제어함으로써, 동력 분리부의 결합 및 해제, 구동 모터의 토크 제어 및 속도 제어에 따른 차량에 전해지는 충격과 소음을 최소화할 수 있으며, 동력 분리부 및 감속기의 소손 가능성을 최소화할 수 있다.
According to the speed synchronization method of the four-wheel drive as described above, it is possible to minimize the running resistance due to the forced rotation of the drive motor in the motor-driven four-wheel drive vehicle 10 under the conditions of the rear- It is possible to originally block the rotation speed from reaching the limit speed. Further, according to the speed synchronization method of the present four-wheel drive apparatus, by controlling the speed synchronization control and the zero torque control in accordance with procedures, it is possible to prevent the shock transmitted to the vehicle due to engagement and disengagement of the power split portion, Noise can be minimized, and the possibility of burn-out of the power splitter and the reducer can be minimized.

한편, 상술한 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예를 들면, 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
Meanwhile, the speed synchronization method of the above-described four-wheel drive apparatus may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable recording medium. The recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on a recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium may be a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical medium such as a CDROM or a DVD, a magneto-optical medium such as a floptical disk, magneto-optical media, and hardware devices configured to store and perform program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. Such a hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 사륜 구동 장치 및 이의 속도 동기화 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a four-wheel drive apparatus and a speed synchronization method according to the present invention, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

10: 사륜 구동 차량 110: 전륜 구동 모듈
111: 엔진 112: 발전기
113: 변속기 114: 고전압 배터리
115: 전력변환기 120: 후륜 구동 모듈
121: 상위 제어부 121a: 후륜 구동 판단부
121b: 토크 연산부 121c: 연결 상태 판단부
121d: 속도 연산부 121e: 결합 가능 여부 판단부
121f: 동력 분리 제어부 122: 구동 모터 제어부
123: 동력 분리부 124: 감속기
125: 구동 모터 126: 레졸버
127: 위치 센서 128: 휠
10: four-wheel drive vehicle 110: front wheel drive module
111: engine 112: generator
113: Transmission 114: High-voltage battery
115: power converter 120: rear wheel drive module
121: upper control unit 121a: rear wheel drive determination unit
121b: torque calculating unit 121c: connection state judging unit
121d: Speed calculation unit 121e:
121f: power separation control section 122: drive motor control section
123: Power separation unit 124: Reduction gear
125: drive motor 126: resolver
127: Position sensor 128: Wheel

Claims (22)

전륜 구동 모듈과 후륜 구동 모듈을 구비하는 차량용 사륜 구동 장치에 있어서,
상기 후륜 구동 모듈은
상기 전륜 구동 모듈 구동 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단하여 구동 모터의 토크량을 결정하는 상위 제어부;
상기 상위 제어부에 의하여 결정된 구동 모터의 토크량을 전송받아 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 구동 모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 감지하여 상기 상위 제어부로 전송하는 구동 모터 제어부; 및
상기 구동 모터와 휠 사이에 구비되어 상기 휠의 회전 속도를 감속시키는 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 연결시켜, 상기 구동 모터 제어부로부터 전송된 구동 모터의 토크량을 상기 휠로 전달하는 동력 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
A four-wheel drive apparatus for a vehicle comprising a front wheel drive module and a rear wheel drive module,
The rear wheel drive module
An upper control unit for determining whether a rear wheel is driven based on driving information of the vehicle when the front wheel drive module is driven to determine a torque amount of the driving motor;
A drive motor control unit that receives the torque amount of the drive motor determined by the upper control unit and controls the drive of the drive motor, and senses the speed and position data of the rotor of the drive motor and transmits it to the upper control unit; And
And a power split unit that is provided between the drive motor and the wheel and connects the output side of the speed reducer that reduces the rotation speed of the wheel to the wheel and transmits the torque amount of the drive motor transmitted from the drive motor control unit to the wheel And the vehicle is driven by the vehicle.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터 제어부와 구동모터 사이에는 레졸버가 구비되어 상기 구동모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
And a resolver is provided between the driving motor control unit and the driving motor to sense speed and position data of the rotor of the driving motor.
제1항에 있어서,
상기 동력 분리부의 일측에는 위치 센서가 구비되고,
상기 위치 센서는 상기 동력 분리부의 위치를 감지하여 상기 상위 제어부로 전송하고,
상기 상위 제어부는 상기 감지된 동력 분리부의 위치에 의하여 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
A position sensor is provided on one side of the power split unit,
The position sensor senses the position of the power split unit and transmits the sensed position to the upper control unit,
And the upper control unit determines whether or not the output side of the speed reducer and the wheel are engaged by the detected position of the power split unit.
제1항에 있어서,
상기 상위 제어부는 상기 차량의 주행 상태에 따라 적어도 하나의 제어 모드를 생성하고,
상기 구동 모터 제어부는 상기 제어 모드에 대응되는 토크량에 따른 전류를 상기 구동 모터에 인가하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper control unit generates at least one control mode according to the running state of the vehicle,
And the drive motor control unit applies a current corresponding to the amount of torque corresponding to the control mode to the drive motor.
제2항에 있어서,
상기 상위 제어부는 상기 레졸버로부터 상기 구동모터의 회전자의 속도 및 위치 데이터를 전송받아, 상기 구동 모터의 토크량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the upper control unit receives the speed and position data of the rotor of the drive motor from the resolver and controls the torque amount of the drive motor.
제1항에 있어서,
상기 상위 제어부는 후륜 구동이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 상기 구동 모터 제어부를 통하여 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 연결을 해제시키는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper control unit releases the connection between the output side of the speed reducer and the wheel via the drive motor control unit when it is determined that rear wheel drive is not necessary.
제1항에 있어서,
상기 차량의 주행 정보는 상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the running information of the vehicle includes the speed of the wheel and the rotational speed of the driving motor.
제1항에 있어서,
상기 상위 제어부는
상기 차량의 주행 정보를 기초로 상기 후륜 구동 여부를 판단하는 후륜 구동 판단부;
상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 토크량을 연산하는 토크 연산부;
상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 연결 상태를 판단하는 연결상태 판단부;
상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도로부터 상기 감속기의 출력측 회전속도와, 상기 휠의 속도에 대한 상기 감속기의 출력측의 상대 회전속도를 연산하는 속도 연산부;
상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단하는 결합 가능 여부 판단부; 및
상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합하고, 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이외인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 해제시키는 동력 분리 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
The method according to claim 1,
The high-
A rear wheel drive determination unit for determining whether the rear wheels are driven based on travel information of the vehicle;
A torque calculating unit for calculating a torque amount of the driving motor required for the rear wheel drive;
A connection state determiner for determining a connection state between the output side of the speed reducer and the wheel;
A speed calculating unit for calculating an output side rotational speed of the speed reducer and a relative rotational speed of the output side of the speed reducer to the speed of the wheel from the speed of the wheel and the rotational speed of the driving motor;
A determining unit for determining whether the relative rotational speed is within a permissible speed between the output side of the speed reducer and the wheel; And
When the relative rotation speed is within a permissible coupling speed between the output side of the speed reducer and the wheel, engages the output side of the speed reducer with the wheel, and when the relative rotation speed is other than the engageable speed between the output side of the speed reducer and the wheel, And a power separation control unit for releasing between the output side and the wheel.
제8항에 있어서,
상기 상위 제어부는 상기 동력 분리 제어부의 출력에 의하여 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 모터 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the upper control unit further comprises a motor driving unit for controlling an operation of the driving motor by an output of the power split control unit.
제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 기재된 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법에 있어서,
상기 전륜 구동 모듈 구동 시 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동 여부를 판단하는 제1 단계;
상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 제1 토크량을 연산하는 제2 단계;
상기 구동 모터의 제1 토크량에 기초하여 상기 구동 모터를 동작시키는 제3 단계;
상기 구동 모터의 속도로부터 상기 감속기의 출력측 회전속도, 상기 휠 속도에 대한 감속기 출력측의 상대 회전속도를 연산하는 제4 단계;
상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인지 여부를 판단하는 제5 단계;
상기 상대 회전속도가 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합 가능한 속도 이내인 경우 상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합시키는 제6 단계;
상기 휠 속도와 구동 모터의 회전 속도를 기초로 상기 후륜 구동에 필요한 구동 모터의 제2 토크량을 연산하는 제7 단계; 및
상기 구동 모터의 제2 토크량에 기초하여 상기 구동 모터를 동작시키는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
10. A speed synchronization method for a vehicle four-wheel drive apparatus according to any one of claims 1 to 9,
A first step of determining whether the rear wheels are driven based on driving information of the vehicle when the front wheel drive module is driven;
A second step of calculating a first torque amount of the driving motor required for the rear wheel drive;
A third step of operating the drive motor based on a first torque amount of the drive motor;
A fourth step of calculating an output side rotational speed of the speed reducer based on the speed of the drive motor and a relative rotational speed of the speed reducer output side with respect to the wheel speed;
A fifth step of determining whether the relative rotational speed is within a permissible speed between the output side of the speed reducer and the wheel;
A sixth step of coupling the output side of the speed reducer and the wheel when the relative rotation speed is within an engageable speed between the output side of the speed reducer and the wheel;
A seventh step of calculating a second torque amount of the driving motor required for driving the rear wheels based on the wheel speed and the rotational speed of the driving motor; And
And an eighth step of operating the drive motor based on a second torque amount of the drive motor.
제10항에 있어서,
상기 차량의 주행 정보는 상기 휠의 속도와 상기 구동 모터의 회전속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the running information of the vehicle includes the speed of the wheel and the rotational speed of the drive motor.
제10항에 있어서,
상기 제2 단계에서의 제1 토크량은 상기 휠 속도와 감속기의 기어비를 기초로 하여 산출되는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the first torque amount in the second step is calculated on the basis of the wheel speed and the gear ratio of the speed reducer.
제12항에 있어서,
상기 제6 단계와 제7 단계 사이에는,
상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 결합 완료 신호를 검출하는 제6-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
13. The method of claim 12,
Between the sixth step and the seventh step,
Further comprising a sixth step of detecting an engagement completion signal between the output side of the speed reducer and the wheel.
제13항에 있어서,
상기 제6-1 단계와 제7 단계 사이에는,
상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제6-2 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
14. The method of claim 13,
Between steps 6-1 and 7,
Further comprising a sixth step (6-2) of controlling the drive motor so that the torque amount becomes 0 for a predetermined time.
제10항에 있어서,
상기 제8 단계 이후에는,
상기 차량의 주행 정보를 기초로 후륜 구동의 해제 여부를 판단하는 제9 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
11. The method of claim 10,
After the eighth step,
Further comprising a ninth step of determining whether to release the rear wheel drive based on the running information of the vehicle.
제15항에 있어서,
상기 제9 단계 이후에는,
상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제10 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
16. The method of claim 15,
After the ninth step,
Further comprising a tenth step of controlling the driving motor so that the torque amount becomes 0 for a predetermined time period.
제16항에 있어서,
상기 제10 단계 이후에는,
상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이의 결합을 해제하는 제11 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
17. The method of claim 16,
After the tenth step,
And canceling the coupling between the output side of the speed reducer and the wheel.
제17항에 있어서,
상기 제11 단계 이후에는,
상기 감속기의 출력측과 상기 휠 사이를 해제 완료 신호를 검출하는 제12 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
18. The method of claim 17,
After the eleventh step,
And a twelfth step of detecting a release completion signal between the output side of the speed reducer and the wheel.
제18항에 있어서,
상기 제12 단계 이후에는,
상기 구동 모터에 일정 시간동안 토크량이 0이 되도록 제어하는 제13 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
19. The method of claim 18,
After the step 12,
Further comprising a thirteenth step of controlling the drive motor so that the torque amount becomes 0 for a predetermined time.
제19항에 있어서,
상기 제13 단계 이후에는
상기 구동 모터를 정지시키기 위하여 구동 모터의 토크량을 0으로 제어하는 제14 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
20. The method of claim 19,
After step 13,
Further comprising a 14th step of controlling the torque amount of the drive motor to 0 in order to stop the drive motor.
제20항에 있어서,
상기 제14 단계는 상기 구동 모터의 회전 속도가 정지할 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법.
21. The method of claim 20,
And the step (14) is continued until the rotational speed of the drive motor is stopped.
제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 차량용 사륜 구동 장치의 속도 동기화 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a velocity synchronization method for a vehicle's four-wheel drive apparatus according to any one of claims 10 to 21.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220063420A1 (en) * 2020-08-25 2022-03-03 Hyundai Mobis Co., Ltd. Method and apparatus for controlling driving force for dual-motor-equipped vehicle
KR102377889B1 (en) * 2021-09-01 2022-03-24 주식회사 누모 Electric vehicle with central control module device of electric motor controller
CN115107533A (en) * 2022-06-24 2022-09-27 北京长征天民高科技有限公司 Long-stroke height precision positioning system, method and device

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