KR20210044917A - 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법 - Google Patents

4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20210044917A
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김귀철
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Abstract

본 발명은 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 구동륜의 스핀이 발생하는 경우 구동력을 제어하여서 구동륜의 스핀을 억제하는 동시에 차량의 가속성 및 발진성을 확보하는 트랙션 제어 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

Description

4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법 {Device and method for traction control of four-wheel drive electric vehicle}
본 발명은 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 구동륜의 스핀이 발생하는 경우 구동력을 제어하여서 구동륜의 스핀을 억제하는 동시에 차량의 가속성 및 발진성을 확보하는 트랙션 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행 중 안정성을 향상시키기 위한 시스템의 하나로 차량의 급발진시나 급가속시 구동력을 제어하여 휠 슬립 및 휠 스핀을 방지하는 트랙션 제어 시스템(Traction Control System; 이하 'TCS'라 칭함)이 있다.
상기 TCS는 차량이 출발하거나 가속할 때 구동륜의 슬립 및 스핀을 방지하여 차량의 스핀을 방지하고 차량의 발진 및 가속 성능을 향상시키는 시스템이다.
종래의 TCS는 차량이 출발하거나 가속할 때 과잉의 구동력이 발생하여 휠 슬립 및 휠 스핀이 발생하면 차량의 구동력(구동토크)을 감소시켜서 구동륜의 속도를 제어한다.
그러나 차량의 주행 중 TCS의 작동에 의해 구동력이 감소되면 발진 성능 및 가속 성능이 저하되는 문제가 있으며, 특히 오르막길에서 TCS의 작동에 따른 구동력 감소시 발진 성능 및 가속 성능의 부족 문제가 제기되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 구동륜의 스핀이 발생하는 경우 구동력을 제어하여서 구동륜의 스핀을 억제하는 동시에 차량의 가속성 및 발진성을 확보하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 4륜 구동 전기자동차의 주구동륜에 구동토크를 제공하는 제1 모터; 상기 전기자동차의 보조구동륜에 구동토크에 제공하는 제2 모터; 상기 보조구동륜의 차축에 구비되어 상기 보조구동륜과 제2 모터를 동력전달이 가능하게 연결하거나 동력전달이 불가하게 분리시키는 디스커넥터; 상기 디스커넥터에 의해 상기 보조구동륜과 제2 모터가 연결된 상태로 주행하는 중에, 상기 주구동륜만 스핀이 발생하면 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 주구동륜의 구동토크 감소량에 비례하여 상기 보조구동륜의 구동토크를 증가시키는 트랙션 제어부;를 포함하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 트랙션 제어부는, 상기 디스커넥터가 해제된 상태로 주행하는 중에 상기 주구동륜의 스핀이 발생하면, 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시킨 다음 상기 디스커넥터를 체결시켜서 상기 보조구동륜에 구동토크가 공급되도록 한다.
또한 상기 트랙션 제어부는, 상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 정해진 제1 임계값 이상이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 정해진 제2 임계값 이상이면, 상기 제1 모터를 제어하여서 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 제2 모터를 제어하여서 보조구동륜의 구동토크를 감소시킨다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 트랙션 제어부는, 제1 모터의 요구토크(제1 요구토크)와 제2 모터의 요구토크(제2 요구토크)를 결정하는 브레이크 제어기와; 상기 제1 요구토크를 추종하도록 상기 제1 모터의 토크를 제어하고 상기 제2 요구토크를 추종하도록 제2 모터의 토크를 제어하는 모터 제어기;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 브레이크 제어기는, 상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 제1 임계값 미만이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 제2 임계값 미만이면, 상기 제1 요구토크와 제2 요구토크의 정보를 포함하는 지령이 종료됨을 상기 모터 제어기에 알리게 된다.
한편 본 발명에서는, 4륜 구동 전기자동차의 주행 중에 제1 모터에 의해 구동되는 주구동륜의 스핀이 발생하는지를 판단하는 단계; 상기 주구동륜의 스핀이 발생하면 상기 제1 모터의 토크를 감소시킨 후, 차량이 2륜 구동에 의해 주행 중인지를 판단하는 단계; 2륜 구동에 의해 주행하는 중이면 보조구동륜의 차축에 구비된 디스커넥터를 체결시켜서 상기 보조구동륜에 제2 모터의 토크가 전달되도록 상기 제2 모터와 보조구동륜을 연결하는 단계; 상기 주구동륜과 보조구동륜 중 상기 주구동륜만 스핀이 발생하면 상기 제1 모터의 토크를 감소시키고 상기 제1 모터의 토크 감소량에 비례하여 상기 제2 모터의 토크를 증가시키는 단계;를 포함하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법도 제공한다.
상기 트랙션 제어 방법은, 상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 정해진 제1 임계값 이상이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 정해진 제2 임계값 이상이면, 상기 제1 모터를 제어하여 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 제2 모터를 제어하여 보조구동륜의 구동토크를 감소시키는 단계를 더 포함한다. 이때 상기 제1 모터는 브레이크 제어기에 의해 결정된 제1 요구토크를 추종하도록 모터 제어기에 의해 제어되고, 상기 제2 모터는 브레이크 제어기에 의해 결정된 제2 요구토크를 추종하도록 모터 제어기에 의해 제어된다.
본 발명에 따른 트랙션 제어 장치는 다음과 같은 이점이 있다.
1. 주행 중 휠 스핀이 발생하는 경우 프론트 모터와 리어 모터의 토크를 개별적으로 제어함에 의해 저마찰로 및 경사로에서 차량의 가속 성능 및 발진 성능을 향상시킬 수 있다.
2. 주구동륜에만 스핀이 발생하는 경우 주구동륜의 구동토크 감소량에 비례하여 보조구동륜의 구동토크를 증대시킴으로써 차량의 총 구동토크의 감소량이 축소되거나 또는 상기 총 구동토크의 감소가 방지되어 차량의 가속 성능 및 발진 성능을 향상시킬 수 있다.
3. 2륜 구동으로 주행하는 중에 주구동륜의 스핀이 발생하는 경우 디스커넥터를 체결시켜 주행 모드를 4륜 구동 모드로 전환시킴으로써 주구동륜의 스핀을 억제하는 동시에 주행 안정성을 향상할 수 있다.
도 1은 4륜 구동 전기자동차의 디스커넥터를 나타낸 도면
도 2는 후륜 구동 기반의 4륜 구동 전기자동차를 나타낸 도면
도 3은 프론트 디스커넥터가 체결된 상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 트랙션 제어 장치를 나타낸 도면
도 5는 리어 모터와 후륜 간에 연결구조를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 트랙션 제어 방법을 나타낸 순서도
일반적으로 4륜 구동 전기자동차는, 보조구동륜을 미구동하고 주구동륜에 의해 2륜 구동 모드로 주행하는 경우, 보조구동륜을 통해 감속기에 역구동력이 전달되어 드래그 손실이 발생한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 4륜 구동 전기자동차는 상기와 같은 드래그 손실의 발생을 방지하기 위해 차축(82)에 디스커넥터(7)를 적용하여서 전륜(2)을 통해 감속기(52)에 역구동력이 전달되는 것을 차단한다.
상기 디스커넥터(7)는 도그 클러치 방식의 디스커넥터가 사용될 수 있으며, 상기 감속기(52)는 디퍼렌셜 기어(62)를 통해 차축(82)에 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 4륜 구동 전기자동차의 경우 전륜(2)을 구동하기 위한 프론트 모터(4)와 후륜(1)을 구동하기 위한 리어 모터(3)가 구비될 수 있으며, 후륜 구동 기반의 4륜 구동 시스템이 적용되는 경우 프론트 차축(82)에 디스커넥터(7)가 설치될 수 있다.
상기 디스커넥터(7)가 체결되는 경우 차량은 4륜 구동 모드로 주행하게 되고, 상기 디스커넥터(7)가 해제되는 경우 차량은 2륜 구동 모드로 주행하게 된다. 상기 디스커넥터(7)는 체결시 동력전달이 가능한 접합 상태가 되고 해제시 동력전달이 불가한 분리 상태가 된다.
본 발명의 트랙션 제어 장치는, 후륜 구동을 기반으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 주행 중에 구동륜의 스핀이 발생하는 경우, 구동륜의 구동토크를 제어하여서 휠 스핀을 억제하는 동시에 차량의 가속성 및 발진성을 확보할 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 트랙션 제어 장치는, 휠 스핀을 억제하기 위한 TCS(Traction Control System)의 작동시, 전륜과 후륜의 구동토크를 합산한 총 구동토크의 감소 없이 트랙션 제어를 수행하거나 또는 상기 총 구동토크의 감소를 최소화하여 트랙션 제어를 수행한다.
상기 TCS의 작동시, 차량이 출발하거나 가속할 때 구동력(구동토크)을 제어하여 구동륜의 슬립이나 스핀을 방지하는 트랙션 제어가 실행될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 후륜 구동을 기반으로 주행하는 4륜 구동 전기자동차의 경우 후륜(1)이 주구동륜이고 전륜(2)이 보조구동륜이다.
상기 4륜 구동 전기자동차는 전륜(2)의 구동을 위한 프론트 모터(4)와 후륜(1)의 구동을 위한 리어 모터(3)가 구비된다. 여기서 상기 리어 모터(3)는 제1 모터라고 칭할 수 있고 상기 프론트 모터(4)는 제2 모터라고 칭할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)는 브레이크 제어기(91)의 지령에 따른 요구토크를 추종하도록 작동된다. 상기 브레이크 제어기(91)는, 주행 중 구동륜의 스핀이 발생하면 스핀을 억제하기 위한 최적의 요구토크를 산출하여 결정하고, 모터 제어기(92)에 상기 요구토크의 정보를 포함하는 지령을 송출한다.
상기 브레이크 제어기(91)는, 프론트 모터(4)의 요구토크와 리어 모터(3)의 요구토크를 각각 결정할 수 있으며, 상기 프론트 모터(4)의 요구토크 정보를 포함하는 지령과 리어 모터(3)의 요구토크 정보를 포함하는 지령을 각각 모터 제어기(92)에 전송할 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는 차량에 구비된 전기브레이크(IEB, Integrated Electric Brake)의 작동에 관련된 제어를 전반적으로 수행하는 제어기이며, 상기 전기브레이크는 구동륜을 제동하기 위한 제동력을 발생하도록 구성된 브레이크 장치이다.
상기 모터 제어기(92)는, 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)의 작동에 관련된 제어를 전반적으로 수행하는 제어기이며, 차량의 구동원을 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)라고 칭할 수 있다.
상기 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)는 모터 제어기(92)에 의해 각각의 요구토크를 추종하도록 제어된다.
상기 프론트 모터(4)는 전륜(2)에 공급되는 구동토크를 발생할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 프론트 모터(4)는 전륜(2)의 구동을 위한 토크를 발생하여 상기 전륜(2)에 공급하게 된다. 이를 위해 상기 프론트 모터(4)는, 프론트 감속기(52)와 프론트 디퍼렌셜 기어(62)를 통해 프론트 차축(82)에 연결되며, 상기 프론트 차축(82)을 통해 전륜(2)에 연결된다.
도 1 내지 3에 보듯이, 상기 프론트 차축(82)에는 프론트 모터(4)와 전륜(2) 간에 동력전달을 제어할 수 있는 디스커넥터(7)가 구비된다. 상기 디스커넥터(7)가 체결 상태일 때 상기 프론트 모터(4)의 토크는 전륜(2)에 전달가능하게 되고, 상기 디스커넥터(7)가 해제 상태일 때 프론트 모터(4)의 토크는 전륜(2)에 전달불가하게 된다. 다시 말해, 상기 디스커넥터(7)는 상기 전륜(2)과 프론트 모터(4)를 동력전달이 가능하게 연결하거나 또는 상기 전륜(2)과 프론트 모터(4)를 동력전달이 불가하게 단절시킬 수 있다.
도 3 및 도 5에 보듯이, 상기 리어 모터는 후륜(1)에 공급되는 구동토크를 발생할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 리어 모터(3)는 후륜(1)의 구동을 위한 토크를 발생하여 상기 후륜(1)에 공급하게 된다. 이를 위해 상기 리어 모터(3)는, 리어 감속기(51)와 리어 디퍼렌셜 기어(61)를 통해 리어 차축(81)에 연결되며, 상기 리어 차축(81)을 통해 후륜(1)에 연결된다. 상기 리어 차축(81)에는 디스커넥터가 구비되지 않는다.
휠 스핀이 발생하는 경우, 상기 후륜(1)의 구동토크 및 전륜(2)의 구동토크는 상기 브레이크 제어기(91)의 지령을 추종하도록 제어될 수 있다.
예를 들어, 상기 브레이크 제어기(91)는, 후륜(1)의 스핀량에 기초하여 리어 모터(3)로부터 후륜(1)에 공급되는 구동토크의 감소를 요청할 수 있으며, 상기 리어 모터(3)의 토크 감소량에 따라 프론트 모터(4)로부터 전륜(2)에 공급되는 구동토크의 증가를 요청할 수 있다. 또한 상기 브레이크 제어기(91)는 전륜(2)의 스핀량에 기초하여 프론트 모터(4)로부터 전륜(2)에 공급되는 구동토크의 감소를 요청할 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는 모터 제어기(92)에 요청하여서 프론트 모터(4) 및 리어 모터(3)의 토크를 제어할 수 있다. 즉, 상기 브레이크 제어기(91)는 프론트 모터(4)의 토크 제어 및 리어 모터(3)의 토크 제어를 모터 제어기(92)에 요청할 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는, 주행 중에 후륜(1)과 전륜(2) 중 상기 후륜(1)에만 임계값 이상의 휠 스핀이 발생하면, 모터 제어기(92)를 통해 상기 후륜(1)의 구동토크를 감소시키고 상기 후륜(1)의 구동토크 감소량에 비례하여 상기 전륜(2)의 구동토크를 증가시킨다. 상기 임계값은 사전 실험 등을 도출된 값으로 정해질 수 있다.
다시 말해, 상기 모터 제어기(92)는, 후륜(1)에만 임계값 이상의 스핀이 발생하는 경우 브레이크 제어기(91)의 요청에 따라 리어 모터(3)의 실시간 토크를 감소시키고 상기 리어 모터(3)의 토크 감소량에 비례하여 프론트 모터(4)의 실시간 토크를 증가시킨다. 이때 상기 리어 모터(3)의 토크 감소량은 후륜(1)의 스핀량에 기초하여 정해질 수 있다.
상기 후륜(1)의 구동토크 감소량에 비례하여 전륜(2)의 구동토크를 증가시킴으로써 후륜(1)과 전륜(2)의 구동토크를 합산한 총 구동토크의 감소를 방지하거나 또는 상기 총 구동토크의 감소를 저감할 수 있으며, 그에 따라 구동륜의 슬립 및 스핀에 대한 안정성을 확보할 수 있으며, 또한 발진 성능 및 가속 성능의 저하를 방지하거나 최소화할 수 있다.
상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜(1)의 구동토크 감소량과 동일하게 설정되거나 또는 후륜(1)의 구동토크 감소량 미만으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜(1)의 구동토크 감소량 이하일 수 있다.
또한 상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜(1)의 구동토크 감소량의 일정 비율로 정해질 수 있다. 이때, 상기 후륜(1)의 구동토크 감소량에 대한 전륜(2)의 구동토크 증가량의 비율은 사전 실험 등을 도출된 비율로 정해질 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는 후륜(1)의 스핀량에 기초하여 후륜(1)의 구동토크 감소량을 결정할 수 있다. 즉, 상기 브레이크 제어기(91)는 후륜(1)의 스핀량 및 차속 등에 기초하여 리어 모터(3)의 요구토크를 결정할 수 있다. 상기 브레이크 제어기(91)는 후륜(1)의 실시간 구동토크에서 상기 구동토크 감소량을 차감한 값으로서 리어 모터(3)의 요구토크를 결정할 수 있다. 즉, 후륜(1)의 스핀이 발생하는 경우, 리어 모터(3)의 요구토크는 후륜(1)의 실시간 구동토크에서 후륜(1)의 스핀량에 따른 구동토크 감소량을 차감한 값으로 결정될 수 있다. 상기 실시간 구동토크는 실시간 차속 등에 기초하여 결정될 수 있다.
모터 제어기(92)는 상기 요구토크를 추종하여 리어 모터(3)의 출력 토크를 제어한다. 상기 모터 제어기(92)는 피드백 제어 방식으로 리어 모터(3)의 출력 토크를 제어할 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는 2륜 구동으로 주행하는 중에 구동륜의 스핀을 검출하면 상기 모터 제어기(92)에 디스커넥터(7)의 체결을 요청한다.
상기 브레이크 제어기(91)는 전륜(2)과 후륜(1)의 휠속을 기반으로 산출되는 차속값 대비 구동륜의 휠속값이 일정치 이상 큰 경우 해당 구동륜에 스핀이 발생한 것으로 판단한다. 구동륜의 스핀량은 차속값과 휠속값 간에 차이에 비례하여 산출될 수 있다. 각 차륜의 휠속은 휠속센서(10)에 의해 검출될 수 있다.
상기 모터 제어기(92)는 브레이크 제어기(91)의 요청에 따라 디스커넥터(7)를 체결 상태로 전환시킨 뒤에 상기 디스커넥터(7)의 체결 상태 정보를 포함하는 신호를 브레이크 제어기(91)에 전송한다. 상기 디스커넥터(7)의 체결이 완료될 때, 차량은 2륜 구동 모드에서 4륜 구동 모드로 전환된다.
상기 디스커넥터(7)의 체결이 완료되면, 상기 브레이크 제어기(91)는 프론트 모터(4)의 요구토크와 리어 모터(3)의 요구토크를 개별적으로 산출하여 모터 제어기(92)에 지령한다. 여기서, 리어 모터(3)의 요구토크는 제1 요구토크라고 칭할 수 있고, 상기 프론트 모터(4)의 요구토크는 제2 요구토크라고 칭할 수 있다.
또한 상기 브레이크 제어기(91)는 전륜(2)과 후륜(1)에 모두 스핀이 발생한 것으로 판단되면 프론트 모터(4)의 토크 감소와 리어 모터(3)의 토크 감소를 모터 제어기(92)에 개별적으로 지령할 수 있다.
다시 말해, 상기 브레이크 제어기(91)는 전륜(2)의 스핀량이 전륜 임계값 이상이고 후륜(1)의 스핀량이 후륜 임계값 이상이면 프론트 모터(4)의 요구토크와 리어 모터(3)의 요구토크를 개별적으로 모터 제어기(92)에 지령할 수 있다. 상기 모터 제어기(92)는 브레이크 제어기(91)의 지령에 따른 요구토크를 추종하여 프론트 모터(4)의 출력 토크 및 리어 모터(3)의 출력 토크를 제어한다.
여기서, 상기 후륜 임계값과 전륜 임계값은 사전 실험 등을 통해 도출된 값으로 각각 정해질 수 있다. 상기 후륜 임계값과 전륜 임계값은 서로 다른 값으로 정해질 수 있다. 상기 후륜 임계값은 제1 임계값이라고 칭할 수 있고, 상기 전륜 임계값은 제2 임계값이라고 칭할 수 있다.
상기 프론트 모터(4)의 요구토크와 리어 모터(3)의 요구토크는 다른 토크값으로 결정될 수 있다. 따라서 상기 프론트 모터(4)의 출력 토크와 리어 모터(3)의 출력 토크를 독립적으로 제어함에 의해 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)의 토크 감소량을 각각 최적화할 수 있으며, 그에 따라 차량의 발진 성능 및 가속 성능의 저하를 저감할 수 있다.
상기 브레이크 제어기(91)는, 디스커넥터(7)가 체결된 이후, 후륜(1)의 스핀량이 후륜 임계값 미만이고 전륜(2)의 스핀량이 전륜 임계값 미만이면, 구동륜의 스핀을 억제하기 위한 트랙션 제어를 종료한다.
상기 모터 제어기(92)는, 트랙션 제어가 수행될 때에는 브레이크 제어기(91)의 요청에 따라 프론트 모터(4) 및 리어 모터(3)의 토크를 제어하게 되고, 상기 트랙션 제어가 종료되면 차속 정보를 포함하는 차량 운전 상태 정보에 기초하여 프론트 모터(4) 및 리어 모터(3)를 제어하게 된다. 즉, 상기 트랙션 제어가 종료되면 차량은 정상 주행 모드로 운행된다.
상기 브레이크 제어기(91)는 트랙션 제어를 종료할 때 트랙션 제어의 종료를 알리는 신호를 모터 제어기(92)에 전송한다. 즉, 상기 브레이크 제어기(91)는 트랙션 제어를 종료할 때 모터 요구토크 정보를 포함하는 지령이 종료되는 것을 모터 제어기(92)에 알린다. 상기 모터 제어기(92)는 브레이크 제어기(91)로부터 요구토크 정보를 포함하는 지령이 더이상 송출되지 않음을 인지하게 되면 차량 운전 상태 정보에 기초하여 프론트 모터(4) 및 리어 모터(3)를 제어하게 된다.
여기서, 상기 브레이크 제어기(91)와 모터 제어기(92)는 트랙션 제어를 수행하기 위한 차량의 트랙션 제어부(9)일 수 있다. 다시 말해, 상기 트랙션 제어부(9)는, 브레이크 제어기(91)와 모터 제어기(92)를 포함하여 구성될 수 있으며, 주행 중 구동륜에 스핀이 발생하는 경우 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)의 작동을 제어하여 휠 스핀을 억제하는 트랙션 제어를 수행하게 된다.
이하, 도 6을 참조하여 4륜 구동 전기자동차의 휠 스핀을 억제하기 위한 트랙션 제어 과정을 설명하도록 한다.
도 6을 보면, 정상 주행 중에 후륜(1)의 스핀이 발생하는지를 실시간으로 모니터링하여 판단한다. 브레이크 제어기(91)는, 후륜(1)의 스핀량이 설정된 후륜 임계값(X) 이상이면 후륜(1)의 스핀이 발생한 것으로 판단하고, 후륜(1)의 스핀량이 상기 후륜 임계값(X) 미만이면 후륜(1)의 스핀이 미발생한 것으로 판단한다. 정상 주행 중에는 트랙션 제어가 수행되지 않는다.
브레이크 제어기(91)는 후륜(1)의 스핀이 발생하면 모터 제어기(92)에 리어 모터(3)의 토크 감소를 요청한다. 즉, 후륜(1)의 스핀이 후륜 임계값(X) 이상 발생한 것으로 판단되면, 브레이크 제어기(91)는 리어 모터(3)의 요구토크 정보 및 트랙션 제어 시작 정보를 포함하는 지령을 모터 제어기(92)에 송출하여 후륜(1)의 구동토크를 1차적으로 감소시킨다.
다음, 브레이크 제어기(91)는 차량이 2륜 구동 모드로 주행 중인지를 판단한다. 브레이크 제어기(91)는 모터 제어기(92)로부터 전송받은 디스커넥터(7)의 상태 정보에 기초하여 차량의 주행 모드를 판단할 수 있다. 디스커넥터(7)가 해제 상태이면 차량의 주행 모드는 2륜 구동 모드라고 판단된다. 차량이 2륜 구동 모드로 주행 중이면, 브레이크 제어기(91)는 모터 제어기(92)에 디스커넥터(7)의 체결을 요청한다.
상기 모터 제어기(92)는 브레이크 제어기(91)의 요청에 따라 디스커넥터(7)를 체결 모드로 전환시키고, 디스커넥터(7)의 체결이 완료되면 디스커넥터(7)의 체결 상태 정보를 포함하는 신호를 브레이크 제어기(91)에 송출한다. 상기 디스커넥터(7)가 체결될 때 차량의 주행 모드는 4륜 구동 모드로 전환된다.
디스커넥터(7)의 체결이 완료되면, 브레이크 제어기(91)는 후륜(1)의 스핀량과 전륜(2)의 스핀량에 기초하여 프론트 모터(4)와 리어 모터(3)의 개별 제어를 모터 제어기(92)에 요청한다.
브레이크 제어기(91)는, 디스커넥터(7)의 체결 이후에도 후륜(1)의 스핀량이 여전히 후륜 임계값(X) 이상이면, 모터 제어기(92)를 통해 후륜(1)의 구동토크를 2차적으로 감소시킨다. 이때 전륜(2)의 스핀량이 전륜 임계값(Y) 미만이면, 상기 후륜(1)의 구동토크 감소량에 기초하여 전륜(2)의 구동토크를 증가시킨다.
다시 말해, 디스커넥터(7)의 체결 이후 후륜(1)의 스핀량이 후륜 임계값(X) 이상이고 전륜(2)의 스핀량은 전륜 임계값(Y) 미만이면, 브레이크 제어기(91)는 모터 제어기(92)에 후륜(1)의 구동토크 감소 및 전륜(2)의 구동토크 증가를 요청한다. 이를 위해 상기 브레이크 제어기(91)는 프론트 모터(4)의 요구토크 정보 및 리어 모터(3)의 요구토크 정보를 포함하는 지령을 모터 제어기(92)에 송출한다.
이때 상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜 구동토크 감소량에 비례하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜 구동토크 감소량의 일정 비율로 결정될 수 있다. 상기 전륜(2)의 구동토크 증가량은 후륜 구동토크 감소량의 이하 값으로 결정된다.
또한 상기 브레이크 제어기(91)는, 디스커넥터(7)의 체결 이후 후륜(1)의 스핀량이 후륜 임계값(X) 이상이고 전륜(2)의 스핀량이 전륜 임계값(Y) 이상이면, 모터 제어기(92)에 후륜(1)의 구동토크 감소 및 전륜(2)의 구동토크 감소를 요청한다.
이때 상기 후륜(1)의 구동토크 감소량과 전륜(2)의 구동토크 감소량은 후륜(1)의 스핀량 및 전륜(2)의 스핀량 등에 기초하여 개별적으로 결정될 수 있다.
또한 브레이크 제어기(91)는, 디스커넥터(7)의 체결 이후 후륜(1)의 스핀량이 후륜 임계값(X) 미만이고 전륜(2)의 스핀량이 전륜 임계값(Y) 미만이면, 트랙션 제어를 종료하고 트랙션 제어의 종료 정보를 포함하는 신호를 모터 제어기(92)에 송출한다.
상기 트랙션 제어가 종료되면 차량은 정상 주행 모드로 운행된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 후륜(주구동륜)
2 : 전륜(보조구동륜)
3 : 리어 모터(제1 모터)
4 : 프론트 모터(제2 모터)
51,52 : 감속기
61,62 : 디퍼렌셜 기어
7 : 디스커넥터
81,82 : 차축
9 : 트랙션 제어부
91 : 브레이크 제어기
92 : 모터 제어기

Claims (14)

  1. 4륜 구동 전기자동차의 주구동륜에 구동토크를 제공하는 제1 모터;
    상기 전기자동차의 보조구동륜에 구동토크에 제공하는 제2 모터;
    상기 보조구동륜의 차축에 구비되어 상기 보조구동륜과 제2 모터를 동력전달이 가능하게 연결하거나 동력전달이 불가하게 분리시키는 디스커넥터;
    상기 디스커넥터에 의해 상기 보조구동륜과 제2 모터가 연결된 상태로 주행하는 중에, 상기 주구동륜만 스핀이 발생하면 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 주구동륜의 구동토크 감소량에 비례하여 상기 보조구동륜의 구동토크를 증가시키는 트랙션 제어부;
    를 포함하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랙션 제어부는, 상기 디스커넥터가 해제된 상태로 주행하는 중에 상기 주구동륜의 스핀이 발생하면, 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시킨 다음 상기 디스커넥터를 체결시켜서 상기 보조구동륜에 구동토크가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 트랙션 제어부는, 상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 정해진 제1 임계값 이상이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 정해진 제2 임계값 이상이면, 상기 제1 모터를 제어하여서 상기 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 제2 모터를 제어하여서 보조구동륜의 구동토크를 감소시키는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 트랙션 제어부는,
    제1 모터의 요구토크(제1 요구토크)와 제2 모터의 요구토크(제2 요구토크)를 결정하는 브레이크 제어기와;
    상기 제1 요구토크를 추종하도록 상기 제1 모터의 토크를 제어하고 상기 제2 요구토크를 추종하도록 제2 모터의 토크를 제어하는 모터 제어기;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 브레이크 제어기는, 상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 제1 임계값 미만이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 제2 임계값 미만이면, 상기 제1 요구토크와 제2 요구토크의 정보를 포함하는 지령이 종료됨을 상기 모터 제어기에 알리는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 디스커넥터는 상기 브레이크 제어기에 의해 주구동륜의 스핀 발생이 검출되면 상기 모터 제어기에 의해 체결 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조구동륜의 구동토크 증가량은 상기 주구동륜의 구동토크 감소량 이하인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 주구동륜은 후륜이고 보조구동륜은 전륜인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 장치.
  9. 4륜 구동 전기자동차의 주행 중에 제1 모터에 의해 구동되는 주구동륜의 스핀이 발생하는지를 판단하는 단계;
    상기 주구동륜의 스핀이 발생하면 상기 제1 모터의 토크를 감소시킨 후, 차량이 2륜 구동에 의해 주행 중인지를 판단하는 단계;
    2륜 구동에 의해 주행하는 중이면 보조구동륜의 차축에 구비된 디스커넥터를 체결시켜서 상기 보조구동륜에 제2 모터의 토크가 전달되도록 상기 제2 모터와 보조구동륜을 연결하는 단계;
    상기 주구동륜과 보조구동륜 중 상기 주구동륜만 스핀이 발생하면 상기 제1 모터의 토크를 감소시키고 상기 제1 모터의 토크 감소량에 비례하여 상기 제2 모터의 토크를 증가시키는 단계;
    를 포함하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 정해진 제1 임계값 이상이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 정해진 제2 임계값 이상이면, 상기 제1 모터를 제어하여 주구동륜의 구동토크를 감소시키고 상기 제2 모터를 제어하여 보조구동륜의 구동토크를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 모터는 브레이크 제어기에 의해 결정된 제1 요구토크를 추종하도록 모터 제어기에 의해 제어되고, 상기 제2 모터는 브레이크 제어기에 의해 결정된 제2 요구토크를 추종하도록 모터 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 디스커넥터를 체결시킨 다음 상기 주구동륜의 스핀량이 제1 임계값 미만이고 상기 보조구동륜의 스핀량이 제2 임계값 미만이면, 상기 브레이크 제어기는 상기 제1 요구토크와 제2 요구토크의 정보를 포함하는 지령이 종료됨을 상기 모터 제어기에 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 모터의 토크 증가량은 상기 제1 모터의 토크 감소량 이하인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 주구동륜은 후륜이고 보조구동륜은 전륜인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 전기자동차의 트랙션 제어 방법.
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