KR20210059832A - 사륜구동 제어방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저마찰로에서 모든 휠의 휠슬립이 발생하는 경우, 차량의 주행상황 별로 차별화된 사륜구동 제어를 실시하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량이 일정량 이하이면서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단하고; 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법 및 시스템이 소개된다.

Description

사륜구동 제어방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING FOUR-WHEEL DRIVE SYSTEM}
본 발명은 저마찰로에서 모든 휠의 휠슬립이 발생하는 경우, 차량의 주행상황 별로 차별화된 사륜구동 제어를 실시하여 차량의 트랙션 성능 및 험로 탈출 성능을 향상시키는 사륜구동 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
차량의 사륜구동(All Wheel Drive : AWD)시스템은 전/후 차축이 모두 구동되는 방식으로, 1개의 차축만 상시 구동시키고 나머지 차축은 필요한 경우에만 구동력을 전달하는 절환식 총륜구동과, 모든 차륜이 기관의 구동력에 의해 상시 구동되는 상시 총륜구동으로 구분이 된다.
절환식 사륜구동 시스템의 경우 차량의 주행상태를 반영하는 정보에 따라 제어명령값이 결정되고, 결정된 제어명령값에 의해 전륜 및 후륜으로 전달되는 구동력이 배분되어 결정이 된다.
이에, 전륜 구동(FF) 차량의 경우, 사륜구동모드를 구현하기 위한 장치로서 엔진 및 변속기의 구동력을 후륜으로 전달시키는 PTU(Power Transfer Unit)가 설치될 수 있고, PTU에 의해 전달되는 구동력을 자동 제어하여 후륜에 적절하게 분배하는 전자식 커플링이 설치됨으로써, 사륜구동 차량의 주행성능을 향상시키게 된다.
한편, 도 1을 참조하면, 사륜구동 차량에 있어, 차량이 저마찰로에서 주행 중 휠슬립이 발생하는 경우, 프리토크와 슬립토크의 합을 출력하여 차량을 주행하도록 제어하게 된다.
여기서, 프리토크는 엔진토크를 기반으로 차량의 전후하중 분배비에 따라 부구동륜에 배분되는 토크이고, 슬립토크는 주구동륜의 휠속 평균과 부구동륜의 휠속 평균의 차이값인 슬립량을 적분하여 계산된 토크이다. 상기 슬립량은 전자식 커플링에 설치된 클러치의 슬립량일 수 있다.
아울러, 도 2를 참조하면, 차량이 저마찰로에서 정차 중 휠슬립이 발생하는 경우, 프리토크만을 출력하여 차량을 주행하도록 제어하게 된다.
이는, 노면의 특성상 발생할 수 있는 초기 슬립을 막기 위해 사륜구동모드(스노우모드, 샌드모드 등) 별로 적절한 프리토크가 설정되어 있어, 해당 사륜구동모드에 대한 프리토크를 출력하게 된다.
하지만, 이 같은 사륜구동 제어방식은 일부 휠의 휠슬립이 발생하는 경우에 유용하지만, 모든 휠의 휠슬립이 발생하는 경우에는 기존에 출력되는 프리토크만으로 저마찰로를 쉽게 탈출하기에 어려움이 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, FF기반 사륜구동 차량이 저마찰로에서 주행 중 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생하는 경우, 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량에 따라 슬립토크가 출력되어 부구동륜에 슬립토크가 인가됨으로써, 주구동륜과 부구동륜의 휠속도가 동기화된다.
이처럼, 휠속도가 동기화됨에 따라 클러치 슬립량이 감소되면 슬립토크가 출력되지 않게 된다.
이에, 부구동륜에 프리토크만 출력됨으로써, 부구동륜의 토크가 부족하게 되어 차량의 주행 성능이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
더불어, 도 4를 참조하면, 차량이 저마찰로에서 정차 중 일정각 이상의 조향각을 인가한 상태에서 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생된 경우, TCB(Tight Corner Braking) 현상 방지를 위해 조향각에 따라 부구동륜에 전달되는 토크를 제한함으로써, 부구동륜에 전달되는 프리토크가 0Nm가 되어, 저마찰로 탈출 성능이 저하되는 문제가 있다.
이 외에도, 저마찰로에서 주행중이나 정차중에 휠슬립이 발생한 경우, 노면 마찰계수 또는 차속을 추정하고, 이를 기반으로 차량거동 불안정을 해소하기 위한 기술들이 제안된 바 있지만, 이들 대부분이 고마찰로에서 휠슬립이 발생했을 때에 이루어지는 제어와 크게 다르지 않다.
이에, 저마찰로에서 휠슬립 발생시, 고마찰로에서 실시하는 사륜구동 제어와 달리 차량의 주행상태 및 주행상황에 적합한 사륜구동 제어가 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1740517 B KR 10-1569223 B
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 저마찰로에서 모든 휠의 휠슬립이 발생하는 경우, 차량의 주행상황 별로 차별화된 사륜구동 제어를 실시하여 차량의 트랙션 성능 및 험로 탈출 성능을 향상시키는 사륜구동 제어방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가, 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량이 일정량 이하이면서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단하는 주행판단단계; 컨트롤러가, 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어하는 제1구동제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가속페달 개도율과 변속단에 의해 결정되는 토크는, 차량의 전후 하중 분배비에 따라 부구동륜에 전달되는 프리토크보다 클 수 있다.
가속페달 개도율이 작은 경우보다 큰 경우에 결정되는 토크가 크고; 현재 기어단이 상위단인 경우보다 하위단인 경우에 결정되는 토크가 클 수 있다.
모든 휠의 휠슬립 발생 여부는, 주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 휠속도차이값과 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 상태에서, 횡가속도 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 횡가속도 예측값 범위를 벗어나거나, 요레이트 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 요레이트 예측값 범위를 벗어나는지 여부에 따라 판단할 수 있다.
차량이 주행상태 또는 정차상태는, GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 이하인지, 현재 기어단이 특정단 이하인지, 요레이트 변화율이 설정값 이하인지 여부에 따라 판단할 수 있다.
상기 주행 여부 판단 결과에 따라 차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어하는 제2구동제어단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 구성은, 차량의 모든 휠의 휠슬립 발생여부를 판단하는 슬립판단부; 상기 슬립판단부에서 모든 휠의 휠슬립 상태로 판단시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단하는 주행판단부; 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어하는 구동제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 슬립판단부에서는, 주구동륜에서 부구동륜으로 토크를 전달하는 클러치의 슬립량과, 횡가속도 계측값 또는 요레이트 계측값을 이용하여 모든 휠의 휠슬립 발생 여부를 판단할 수 있다.
상기 주행판단부에서는, GPS에 의해 검출되는 차속과, 현재 기어단 정보와, 요레이트 변화량을 이용하여 차량의 주행상태 또는 정차상태를 판단할 수 있다.
상기 구동제어부에서는, 차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차량의 주행상황 및 주행상황에서 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생하는 경우, 부구동륜에 인가하는 프리토크량을 증대시키게 되고, 이에 따라 차량의 트랙션 및 주행성능을 향상시키는 것은 물론 저마찰로 탈출 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 기존의 사륜구동 차량이 저마찰로에서 주행 중 휠슬립이 발생하는 경우의 사륜구동 제어작용을 설명하기 위한 도면.
도 2는 기존의 사륜구동 차량이 저마찰로에서 정차 중 휠슬립이 발생하는 경우의 사륜구동 제어작용을 설명하기 위한 도면.
도 3은 저마찰로에서 주행 중 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생하는 경우, 사륜구동 제어작용을 설명하기 위한 도면.
도 4는 저마찰로에서 정차 중 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생하는 경우, 사륜구동 제어작용을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 사륜구동 제어시스템의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 사륜구동 제어방법의 제어 흐름을 도시한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 사륜구동 제어시스템은, 사륜구동 차량의 주구동륜에서 부구동륜으로 전달되는 구동력을 제어하는 시스템으로서, 엔진 및 변속기에 의해 전달되는 구동력을 자동 제어하여 부구동륜에 적절하게 분배하는 토크배분장치(200)를 이용하여 구현할 수 있고, 상기 토크배분장치(200)는 전자식 커플링 장치일 수 있다.
즉, FF타입의 사륜구동 차량에서 주구동륜인 전륜에서 전달되는 구동력을 전자식 커플링에 의해 적절하게 분배하여 부구동륜인 후륜에 전달하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 사륜구동 제어시스템의 구성을 나타낸 것으로, 슬립판단부(110)와, 주행판단부(120) 및 구동제어부(130)를 포함하여 구성이 되고, 이들 구성요소들이 하나의 컨트롤러(100) 내에 포함되어 구성이 되거나, 각 구성요소들이 개별적인 칩 형태의 컨트롤러(100)를 이루어 구현될 수도 있다.
즉, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 컨트롤러(100)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 사륜구동 제어시스템을 살펴보면, 먼저 슬립판단부(110)는 차량의 모든 휠의 휠슬립 발생여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 슬립판단부(110)에서는, 주구동륜에서 부구동륜으로 토크를 전달하는 클러치의 슬립량과, 횡가속도 계측값 또는 요레이트 계측값을 이용하여 모든 휠의 휠슬립 발생 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 클러치의 슬립량은 전자식 커플링에 설치된 클러치의 슬립량일 수 있다.
예컨대, 주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 휠속도차이값과 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 슬립조건을 만족하는 상태에서, 횡가속도 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 횡가속도 예측값 범위를 벗어나는 경우, 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다.
여기서, 상기 슬립조건은 아래와 같은 식으로 표현될 수 있다.
(주구동륜 휠속도 평균 - 부구동륜 휠속도 평균) - (조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도 차이) ≤ 설정값
그리고, 횡가속도 계측값은 차량에 설치된 횡가속도센서에 의해 계측될 수 있고, 횡가속도 예측값 범위는 차속센서에 의해 검출되는 차속과, 종가속도센서에 의해 검출되는 종가속도와, 조향각센서에 의해 검출되는 조향각에 따라 결정될 수 있다.
더불어, 4바퀴 모두의 휠슬립 발생 판단을 위한 다른 방안으로, 주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 휠속도차이값과 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 슬립조건을 만족하는 상태에서, 요레이트 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 요레이트 예측값 범위를 벗어나는 경우에도 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 것으로 판단한다.
여기서, 상기 슬립조건은 위에 기재된 수식과 동일하고, 요레이트 계측값은 차량에 설치된 요레이트센서에 의해 계측될 수 있으며, 요레이트 예측값 범위는 차속센서에 의해 검출되는 차속과, 조향각센서에 의해 검출되는 조향각에 따라 결정될 수 있다.
즉, 상기 슬립조건을 만족하는 상태에서 상기 횡가속도 조건을 만족하거나, 요레이트을 만족하는 경우, 4바퀴 모두가 휠슬립이 발생하는 상황으로 판단할 수 있다.
계속해서, 주행판단부(120)는 상기 슬립판단부(110)에서 모든 휠의 휠슬립 상태로 판단시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단한다.
이에 대해 부연하면, 4바퀴 모두가 휠슬립이 발생하는 상황은 아래의 두 가지 상황으로 구분될 수 있다.
1. 저마찰로 노면에서 주행 중 4바퀴 모두가 슬립이 발생하는 경우
이 경우는 운전자의 가속의지에 의해 차량에 과도한 출력을 인가하거나, 운전자의 급격한 조향 조작에 따라 차량이 미끄러지는 상황일 수 있는 것으로, 이 상황들은 차량의 주행 중에 4바퀴 모두가 휠슬립이 발생하는 상황일 수 있다.
2. 저마찰로 노면에 빠져서 4바퀴 모두가 슬립이 발생하는 경우
이 경우는 진흙이나 샌드노면과 같은 저마찰로에 차량의 바퀴가 모두 빠져서 탈출하지 못하는 상황일 수 있는 것으로, 이 상황은 차량의 정차 중에 4바퀴 모두가 휠슬립이 발생하는 상황일 수 있다.
이에, 주행판단부(120)에서는 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 상황이 주행상황에서 발생한 것인지, 정차상황에서 발생한 것인지 판단하기 위해, GPS에 의해 검출되는 차속과, 현재 기어단 정보와, 요레이트 변화량을 이용하여 판단하게 된다.
구체적으로, 상기 GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 이하인지, 현재 기어단이 특정단 이하인지, 요레이트 변화율이 설정값 이하인지 여부에 따라 판단할 수 있다.
예컨대, GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 이하이고, 현재 기어단이 특정단 이하이며, 요레이트 변화율이 설정값 이하인 경우, 차량의 정차상황에서 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이에, 위의 3가지 조건 중 어느 하나라도 만족하지 못하는 경우, 차량의 주행상황에서 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
즉, GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 초과이거나, 현재 기어단이 특정단 이상이거나, 요레이트 변화율이 설정값 초과인 경우, 차량의 주행상황으로 판단할 수 있다.
다음으로, 구동제어부(130)는 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어한다.
즉, 차량의 주행상황에서 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생한 경우, 최대한 많은 마찰력을 인가하는 것이 가속 위험 상황에서 탈출하는 데에 유리하므로, APS로부터 검출되는 가속페달 개도율과 TCU에서 제공되는 기어단 정보에 따라 토크를 산출하여 이를 부구동륜에 인가함으로써, 차량의 가속 위험상황에서 보다 신속하고 안전하게 탈출할 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 구동제어부(130)에서 가속페달 및 기어단에 따라 산출되는 토크는 기존의 차량의 전후 하중 분배비에 따라 부구동륜에 전달되는 프리토크보다 큰 값으로 산출될 수 있다.
즉, 4바퀴 모두 휠슬립이 발생하면, 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량의 차이가 거의 없어 슬립토크가 출력되지 못하게 됨으로써, 차량의 전후 하중 분배비에 따른 프리토크만이 부구동륜에 인가되어 차량을 주행하게 되는데, 이 프리토크의 크기는 하중 분배비에 의해서만 결정되므로 프리토크의 크기가 상대적으로 크지 않다.
따라서, 가속페달 및 기어단에 따라 산출되는 토크는 하중 분배비에 따라 결정되는 기존의 프리토크보다 큰 토크로 산출됨으로써, 부구동륜에 인가되는 프리토크량을 증대시킬 수 있고, 이에 차량의 트랙션 및 주행성능을 향상시키게 된다.
아울러, 아래의 표 1은 상기 가속페달 개도율과 변속단에 의해 결정되는 토크 출력값을 예시하여 나타낸 것으로, 가속페달 개도율이 작은 경우보다 큰 경우에 결정되는 토크가 크게 산출되고, 또한 현재 기어단이 상위단인 경우보다 하위단인 경우에 결정되는 토크가 크게 산출된다.
Figure pat00001
즉, 가속페달 개도율이 50%일 때보다 100%일 때에 상대적으로 토크 출력값이 더 크고, 8단일 때보다 1단일 때에 토크 출력값이 상대적으로 더 크게 산출된다.
더불어, 상기 구동제어부(130)에서는, 차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어한다.
예컨대, 사륜구동 미제어시 주구동륜과 부구동륜의 토크 분배 비율이 10 : 0 인 경우, 사륜구동 제어시 주구동륜과 부구동륜에 최대 토크 분배 비율이 5 : 5 로 설정될 수 있고, 이에 따라 시스템에 설정된 최대 토크 분배 비율에 따라 부구동륜에 분배 가능한 최대토크만큼 인가하게 된다.
이처럼, 저마찰 노면에 차량이 빠져 탈출하지 못하는 정차상황의 경우, 차량의 탈출을 위해 부구동륜에 토크를 인가한다.
다만, 기존의 사륜구동 시스템은 차량의 거동을 방해하는 TCB(Tight Corner Braking) 현상을 피하기 위해 조향각, 속도, 출력 등에 따른 부동륜에 인가되는 토크를 저감하도록 제어하지만, 4바퀴 모두가 휠슬립이 발생하는 정차상황에서는 TCB가 일어나지 않으므로, 부구동륜의 토크 저감 제어 대신에 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하여 차량을 신속하게 안전하게 탈출시키게 된다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 사륜구동 제어방법의 제어 흐름을 도시한 것으로, 주행판단단계와, 제1구동제어단계를 포함하여 구성이 된다.
먼저, 주행판단단계는, 컨트롤러(100)가 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량이 일정량 이하이면서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단한다.
구체적으로, 모든 휠의 휠슬립 발생 여부는, 주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 휠속도차이값과 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 조건을 만족하는 상태에서, 횡가속도 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 횡가속도 예측값 범위를 벗어나거나, 요레이트 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 요레이트 예측값 범위를 벗어나는지 여부에 따라 판단할 수 있다.
그리고, 차량이 주행상태 또는 정차상태 여부는, GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 이하인지, 현재 기어단이 특정단 이하인지, 요레이트 변화율이 설정값 이하인지 여부에 따라 판단할 수 있다.
이어서, 상기 제1구동제어단계는, 상기 주행판단단계에서의 판단에 따라 컨트롤러(100)가 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어한다.
이때에, 상기 가속페달 개도율과 변속단에 의해 결정되는 토크는, 차량의 전후 하중 분배비에 따라 부구동륜에 전달되는 프리토크보다 큰 값이 산출될 수 있다.
그리고, 상기 가속페달 개도율과 변속단에 의해 결정되는 토크는, 가속페달 개도율이 작은 경우보다 큰 경우에 결정되는 토크가 크고, 또한 현재 기어단이 상위단인 경우보다 하위단인 경우에 결정되는 토크가 크다.
아울러, 본 발명은 제2구동제어단계를 더 포함하여 구성이 되는바, 상기 제2구동제어단계는, 상기 주행판단단계에서의 판단에 따라 차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어하도록 구성이 된다.
이에, 도 5 및 도 6을 참조하여, 4바퀴 휠 모두의 휠슬립 발생시, 사륜구동 시스템을 제어하는 과정을 순차적으로 예시하여 설명하면, 주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 제1휠속도차이값과, 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 제2휠속도차이값을 각각 산출하고, 이들 제1휠속도차이값과 제2휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인지 판단한다(S10).
이에, 두 휠속도차이값의 차이가 설정값을 초과하는 경우, 주구동륜과 부동륜 간의 슬립량을 기반으로 산출된 슬립토크와 차량의 하중분배비에 따라 산출된 프리토크를 부구동륜에 배분하여 사륜구동 제어를 실시한다(S80).
다만, 두 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 경우에는, 횡가속도센서에 의해 계측된 횡가속도 계측값이 현재 차량의 차속과, 종가속도와, 조향각에 의해 결정되는 횡가속도 예측값 범위를 벗어나는지 판단한다.
그리고, 이와 동시에 요레이트센서에 의해 계측된 요레이트 계측값이 현재 차량의 차속과, 조향각에 의해 결정되는 요레이트 예측값 범위를 벗어나는지 판단한다(S20).
S20의 판단 결과, 횡가속도 계측값이 횡가속도 예측값 범위를 벗어나거나, 또는 요레이트 계측값이 요레이트 예측값 범위를 벗어나는 경우, GPS차속과, 현재 기어단과, 요레이트 변화율을 이용하여 차량이 주행상황인지 또는 정차상황인지 여부를 판단한다(S30).
반면, S20의 판단 결과, 위 조건을 만족하지 않는 경우, 휠슬립이 발생하지 않는 상황이므로, 사동구동 제어를 실시하지 않게 된다.
예컨대, S30에서는 GPS차속이 0.5KPH 이하이고, 현재 기어단이 2단 이하이며, 요레이트 변화율이 0.1deg/s 이하인지 판단하고, 판단 결과 이들 3가지 조건을 모두 만족하는 경우, 차량의 정차상황에서 4바퀴 휠슬립이 발생한 상황으로 판단을 한다(S40).
이에, S40 이 후에는, 차량의 조향각에 관계없이 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가함으로써, 부구동륜에 인가되는 프리토크량을 증대시키게 되고, 이에 차량의 주행성능 및 험로 탈출성능을 향상시키게 된다(S50).
반면, S30에서 판단 결과 위의 3가지 조건 중, 어느 하나라도 만족하지 못하는 경우, 차량의 주행상황에서 4바퀴 모두의 휠슬립이 발생한 상황으로 판단을 한다(S60).
이에, S60 이 후에는, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 따라 토크를 산출하고, 산출된 토크를 부구동륜에 인가함으로써, 부구동륜에 인가되는 프리토크량을 증가시키게 되고, 이에 따라 차량의 주행상황에서 보다 안전하고 신속하게 저마찰로를 탈출할 수 있게 된다(S70).
상술한 바와 같이, 본 발명은 차량의 주행상황 및 주행상황에서 4바퀴 모두에 휠슬립이 발생하는 경우, 부구동륜에 인가하는 프리토크량을 증대시키게 되고, 이에 따라 차량의 트랙션 및 주행성능을 향상시키는 것은 물론 저마찰로 탈출 성능을 향상시키게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 컨트롤러
110 : 슬립판단부
120 : 주행판단부
130 : 구동제어부
200 : 토크배분장치

Claims (10)

  1. 컨트롤러가, 주구동륜과 부구동륜 간의 슬립량이 일정량 이하이면서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단하는 주행판단단계;
    컨트롤러가, 차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어하는 제1구동제어단계;를 포함하는 사륜구동 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속페달 개도율과 변속단에 의해 결정되는 토크는, 차량의 전후 하중 분배비에 따라 부구동륜에 전달되는 프리토크보다 큰 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    가속페달 개도율이 작은 경우보다 큰 경우에 결정되는 토크가 크고;
    현재 기어단이 상위단인 경우보다 하위단인 경우에 결정되는 토크가 큰 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    모든 휠의 휠슬립 발생 여부는,
    주구동륜 휠속도 평균에서 부구동륜 휠속도 평균을 뺀 휠속도차이값과 조향각에 따라 기구적으로 발생하는 휠속도차이값의 차이가 설정값 이하인 상태에서, 횡가속도 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 횡가속도 예측값 범위를 벗어나거나, 요레이트 계측값이 차량 주행상태를 반영하는 인자들에 의해 산출된 요레이트 예측값 범위를 벗어나는지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    차량이 주행상태 또는 정차상태는,
    GPS에 의해 검출되는 차속이 설정값 이하인지, 현재 기어단이 특정단 이하인지, 요레이트 변화율이 설정값 이하인지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행 여부 판단 결과에 따라 차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어하는 제2구동제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어방법.
  7. 차량의 모든 휠의 휠슬립 발생여부를 판단하는 슬립판단부;
    상기 슬립판단부에서 모든 휠의 휠슬립 상태로 판단시, 차량이 주행상태인지 또는 정차상태인지 판단하는 주행판단부;
    차량의 주행상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 가속페달 개도율과 현재 기어단에 의해 결정되는 토크를 부구동륜에 인가하도록 제어하는 구동제어부;를 포함하는 사륜구동 제어시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 슬립판단부에서는,
    주구동륜에서 부구동륜으로 토크를 전달하는 클러치의 슬립량과, 횡가속도 계측값 또는 요레이트 계측값을 이용하여 모든 휠의 휠슬립 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 주행판단부에서는,
    GPS에 의해 검출되는 차속과, 현재 기어단 정보와, 요레이트 변화량을 이용하여 차량의 주행상태 또는 정차상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어시스템.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 구동제어부에서는,
    차량의 정차상태에서 모든 휠의 휠슬립 발생시, 부구동륜에 인가 가능한 최대토크를 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 제어시스템.
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