KR20210056809A

KR20210056809A - 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법

Info

Publication number: KR20210056809A
Application number: KR1020190143713A
Authority: KR
Inventors: 안국진; 임규철
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-20
Also published as: KR102279624B1

Abstract

본 발명은 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 관한 것으로, 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 있어서, 좌우측에 각각 구비된 구동휠 중 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 다른 구동휠의 회전 토크가 조절되며, 제자리 선회 중에, 좌우측 중륜의 회전속도 차이에 따라 다른 회전휠들의 회전 토크가 조절됨으로써 차량이 경사지거나, 불균일한 지면에서 제자리 선회하더라도, 경사진 방향으로 미끄러지지 않게 되는, 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법을 제공한다.

Description

6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법{control method of pivot steering for 6 wheel drive vechicle}

본 발명은 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 좌우측 중륜의 회전속도에 따라 다른 휠들의 회전토크를 제어하는, 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반 차량은 일정한 회전 반경을 따라 회전하게 된다. 회전 반경은, 차량의 축간 거리와 조향각에 따라 결정된다. 따라서, 회전반경을 감소시키는 데에는 물리적 한계가 있다. 회전 반경 만큼의 공간을 확보해야만 차량의 선회가 가능한 것이다.

한편, 제자리 선회를 구현할 경우, 회전 반경을 감소시킬 수 있다. 회전 반경이 감소된 만큼 좁은 공간에서 신속하게 선회할 수 있게 된다. 전장의 경우 포장 도로가 아닌 좁은 비포장 도로 또는 야지 도로가 주를 이루게 된다.

이러한 곳에서 제자리 선회를 구현하게 된다면, 기동성을 향상시킬 수 있을 것이다.

일반적인 제자리 선회는, 목표 회전 속도와 목표 회전각에 따라 각 구동휠에 서로 다른 구동 토크를 인가함으로써 구현된다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 노면이 경사지거나 뷸균일한 경우, 차량이 경사진 방향으로 미끄러지는 현상이 발생된다. 노면이 경사지지 않거나, 균일한 경우에는 선회 중심이 이동하지 않지만, 노면이 경사지거나, 불균일한 경우, 선회 중심이 이동하기 때문에 차량이 경사진 방향으로 미끄러진다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0005138호(2012.01.16.)

이에 상기와 k같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 노면이 경사지거나 불균일 하더라도, 제자리 선회중인 차량이 경사진 방향으로 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법은, 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 있어서, 좌우측에 각각 구비된 구동휠 중 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 다른 구동휠의 회전 토크가 조절된다.

또한, 제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 차량이 조작되는 단계와, 운전자의 조작에 따른, 차량의 목표 회전속도가 연산되는 단계와, 목표 회전속도와 현재 차량의 회전속도로부터 총 요구 토크량이 연산되는 단계와, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 좌우 토크 배분 비율이 연산된 뒤, 총 요구 토크량과 좌우 토크 배분 비율의 곱을 통해 목표 좌우 토크량이 연산되는 단계와, 목표 좌우 토크량에 따라 좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 제자리 선회모드가 실행되도록, 차량에 구비된 스위치, 핸들, 액셀레이터 페달, 레버 중 어느 하나 이상이 운전자에 의해 조작될 수 있다.

또한, 제자리 선회방향과 목표 회전속도는, 운전자가 스위치 또는 핸들을 조작한 방향, 액셀레이터 페달의 개도량에 따라 연산될 수 있다.

또한, 총 요구 토크량은, 목표 회전속도와 현재 차량의 회전속도의 차이에 따라 연산될 수 있다.

또한, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도와 차량의 회전속도로부터 연산될 수 있다.

또한, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도의 비와 차량의 회전속도로부터 연산될 수 있다.

또한, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도 차이가 0이되도록 하는 토크 배분 비율일 수 있다.

또한, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두휠의 회전속도 비가 1:1이되도록 하는 토크 배분 비율일 수 있다.

또한, 제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 차량이 조작되는 단계에서, 가운데에 위치된 두 휠에 인가되는 토크는 0이될 수 있다.

또한, 토크가 제어되는 단계에서, 가운데에 위치된 두 휠의 토크는 0이될 수 있다.

또한, 가운데에 위치된 두 휠을 제외한 나머지 휠의 토크가 제어되는 단계에서, 가운데에 위치된 두 휠을 제외한 나머지 휠들에 인가되는 구동토크는 좌우측에 따라 서로 반대 부호일 수 있다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 따르면, 제자리 선회 중에, 좌우측 중륜의 회전속도 차이에 따라 다른 회전휠들의 회전 토크가 조절됨으로써 차량이 경사지거나, 불균일한 지면에서 제자리 선회하더라도, 경사진 방향으로 미끄러지지 않게 된다.

또한, 노면이 경사지거나 불균일하더라도, 선회중 위치가 변동되지 않게 되므로, 차량에 무장된 포 등의 화력장비의 조준이 유지된다. 궁극적으로, 제자리 선회중 명중률이 향상된다.

도 1은 일반적인 차량의 선회반경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 일반적인 경사진 노면에서의 6륜 차량의 제자리 선회를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법을 보여주는 절차도이다.
도 4 내지 도 5는 도 3의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법을 구현하는 콘트롤 유닛을 예시하는 예시도이다.
도 6은 도 3의 도 3의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 따라 경사진 노면에서 선회중인 차량을 보여주는 상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법을 설명한다.

본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법은, 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 있어서, 좌우측에 각각 구비된 구동휠 중 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 다른 구동휠의 회전 토크가 조절되는 것을 주요 특징으로 한다.

6륜 구동 차량의 경우 중륜을 제외한 전륜, 후륜에 구동 토크가 인가되더라도, 제자리 선회가 가능하다. 이때, 중륜에는 구동토크가 인가되지 않기 때문에 종방향 휠슬립이 발생하지 않는다. 따라서, 중륜의 휠속을 측정하면, 제자리 선회 중 차량이 중심을 유지하는 지 판단할 수 있게 된다. 중륜의 좌우 휠속이 같도록 좌우측 전륜, 후륜의 토크 분배를 통해서 경사로나, 복합 노면에서도 차량 중심을 유지한 채 제자리 선회가 가능해진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법은, 제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 차량이 조작되는 단계(S100)와, 운전자의 조작에 따른, 차량의 목표 회전속도가 연산되는 단계(S200)와, 목표 회전속도와 현재 차량의 회전속도로부터 총 요구 토크량이 연산되는 단계(S300)와, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 좌우 토크 배분 비율이 연산된 뒤, 총 요구 토크량과 좌우 토크 배분 비율의 곱을 통해 목표 좌우 토크량이 연산되는 단계(S400)와, 목표 좌우 토크량에 따라 좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계(S500)를 포함한다.

본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같은 컨트롤 유닛(100)에 의해 구현된다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 컨트롤 유닛(100)은, 운전자의 조작을 신호로 입력받는 신호 입력부(110)와, 신호에 따른 목표 회전 속도를 연산하는 목표 회전 속도 연산부(120)와, 목표 회전속도에 따른 총 요구 토크량을 연산하는 총 요구 토크량 연산부(130)와, 총 요구 토크량에 따른 목표 좌우 토크량을 연산하는 토크 배분 연산부(140)와, 목표 좌우 토크량에 따라 좌우측 구동휠에 토크를 인가하는 모터 토크 제어부(150)를 포함한다.

제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 차량이 조작되는 단계(S100)에서, 운전자는, 제자리 선회모드가 실행되도록, 차량에 구비된 스위치, 핸들, 액셀레이터 페달, 레버 중 어느 하나 이상을 조작한다. 신호 입력부(110)는, 운전자가 조작한 스위치, 핸들, 액셀레이터 페달, 레버의 작동 신호, 개도량 등을 전자 신호로 입력 받는다.

차량의 목표 회전속도가 연산되는 단계(S200)에서, 목표 회전 속도 연산부(120)는, 운전자가 스위치 또는 핸들을 조작한 방향, 액셀레이터의 개도량에 따라 제자리 선회방향과 목표 회전속도를 연산한다.

총 요구 토크량이 연산되는 단계(S300)에서, 총 요구 토크량 연산부(130)는, 목표 회전속도와 현재 차량의 회전속도의 차이를 통해서, 총 요구 토크량을 연산한다.

목표 좌우 토크량이 연산되는 단계(S400)에서, 토크 배분 연산부(140)는, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도와 차량의 회전속도로부터 좌우 토크 배분 비율을 연산한다. 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도 차이가 0이되도록 하는 토크 배분 비율이다. 그리고, 토크 배분 연산부(140)는, 총 요구 토크량과, 좌우 토크 배분 비율을 곱해서, 목표 좌우 토크량을 연산한다.

한편, 다른 실시예에 따르면, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도의 비와 차량의 회전속도로부터 연산될 수 있다. 또한, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도 비가 1:1이되도록 하는 토크 배분 비율일 수도 있다. 특히, 좌우 토크 배분 비율은, 가운데 위치된 두 휠의 회전속도가 0이 되도록하는 토크 배분 비율일 수도 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 토크 배분 연산부(140)는, 좌우 토크 배분 비율을 연산하는 좌우 배분 비율 연산부(141)와, 목표 좌우 토크량을 연산하는 6륜 배분 연산부(142)를 포함할 수 있다.

좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계(S500)에서, 모터 토크 제어부(150)는, 목표 좌 토크량이 좌측에 위치된 1휠, 3휠에서 구현되도록, 모터를 작동시킨다. 그리고, 모터 토크 제어부(150)는, 목표 우 토크량이 우측에 위치된 1휠, 3휠에서 구현되도록, 모터를 작동시킨다. 좌우측 가운데 위치된 두 2휠들에는 토크가 인가되지 않는다.

모터는, 각 휠마다 개별적으로 장착될 수 있다. 이와 다르게, 좌측 또는 우측에 각 1개씩 위치되고, 토크 분배기를 통해서 각 휠에 분배될 수 있으며, 차량에 1개만 구비되고, 각 분배기를 통해서 각 휠에 동력을 분배할 수 있도 있을 것이다. 그리고, 차량 전후에 각각 1개씩 위치되고, 좌우측 1륜, 좌우측 2륜, 3륜에 동력이 택일 적으로 분배될 수도 있을 것이다.

좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계(S500)에서, 가운데에 위치된 두 휠을 제외한 나머지 휠들에 인가되는 구동토크는 좌우측에 따라 서로 반대 부호이다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제자리 선회 중에, 좌우측 중륜의 회전속도 차이에 따라 다른 회전휠들의 회전 토크가 조절됨으로써 차량이 경사지거나, 불균일한 지면에서 제자리 선회하더라도, 경사진 방향으로 미끄러지지 않게 된다.

한편, 앞서 기재한 본 발명의 일실시예에서는, 좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계(S500)에서 좌우측 가운데 위치된 두 휠에 인가되는 토크가 0이 되는 것으로 설명하였다.

그러나, 다른 실시예로써, 제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 차량이 조작되는 단계(S100)에서 제자리 선회모드가 실행되면 그 즉시, 좌우측에 구비된 두 휠에 인가되던 토크가 0이 될 수도 있을 것이다.

이러한 경우, 좌우측에 구비된 두 휠에 인가되는 토크는, 제자리 선회모드가 종료될 때까지 0을 유지하도록 제어된다.

100: 컨트롤 유닛 110: 신호 입력부
120: 목표 회전 속도 연산부 130: 총 요구 토크량 연산부
140: 토크 배분 연산부 141: 좌우 배분 비율 연산부
142: 6륜 배분 연산부 150: 모터 토크 제어부

Claims

6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법에 있어서,
좌우측에 각각 구비된 구동휠 중 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 다른 구동휠의 회전 토크가 조절되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제1항에 있어서,
제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 상기 차량이 조작되는 단계;
상기 운전자의 조작에 따른, 상기 차량의 목표 회전속도가 연산되는 단계;
상기 목표 회전속도와 현재 차량의 회전속도로부터 총 요구 토크량이 연산되는 단계;
상기 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도에 따라, 좌우 토크 배분 비율이 연산된 뒤, 상기 총 요구 토크량과 상기 좌우 토크 배분 비율의 곱을 통해 목표 좌우 토크량이 연산되는 단계;
상기 목표 좌우 토크량에 따라 상기 좌우측에 구비된 구동휠의 토크가 제어되는 단계를 포함하는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 제자리 선회모드가 실행되도록, 상기 차량에 구비된 스위치, 핸들, 액셀레이터, 레버 중 어느 하나 이상이 상기 운전자에 의해 조작되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제3항에 있어서,
제자리 선회방향과 상기 목표 회전속도는,
상기 운전자가 스위치 또는 핸들을 조작한 방향, 상기 액셀레이터의 개도량에 따라 연산되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 총 요구 토크량은,
상기 목표 회전속도와 상기 현재 차량의 회전속도의 차이에 따라 연산되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 좌우 토크 배분 비율은,
상기 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도와 상기 차량의 회전속도로부터 연산되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 좌우 토크 배분 비율은,
상기 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도의 비와 상기 차량의 회전속도로부터 연산되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 좌우 토크 배분 비율은,
상기 가운데에 위치된 두 휠의 회전속도 차이가 0이되도록 하는 토크 배분 비율인 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 좌우 토크 배분 비율은,
상기 가운데에 위치된 두휠의 회전속도 비가 1:1이되도록 하는 토크 배분 비율인 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 제자리 선회모드가 실행되도록 운전자에 의해 상기 차량이 조작되는 단계에서,
상기 가운데에 위치된 두 휠에 인가되는 토크는 0이되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 토크가 제어되는 단계에서,
상기 가운데에 위치된 두 휠의 토크는 0이되는 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 가운데에 위치된 두 휠을 제외한 나머지 휠의 토크가 제어되는 단계에서, 상기 가운데에 위치된 두 휠을 제외한 나머지 휠들에 인가되는 구동토크는 좌우측에 따라 서로 반대 부호인 6륜 독립구동 차량의 제자리 선회 제어 방법.