KR20220046207A

KR20220046207A - 차량의 휠 슬립 제어 방법

Info

Publication number: KR20220046207A
Application number: KR1020200129356A
Authority: KR
Inventors: 오지원; 어정수; 손기모; 조이형
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-04-14
Also published as: US20220105943A1; US11919520B2; CN114291053A; DE102021201233A1

Abstract

본 발명은 차량의 휠 슬립 제어 방법에 관한 것으로서, 오픈 디퍼렌셜이 장착된 차량에서 불필요한 구동력 저감 없이 휠 슬립 억제가 가능해지는 차량의 휠 슬립 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량의 주행 중 제어부에서 구동계의 작동 정보에 기초하여 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 단계; 제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보로부터 구동륜의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계; 구동륜의 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우, 제어부가 센서에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 상기 구동륜의 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나의 차륜에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태인지를 판단하는 단계: 및 편휠슬립 상태인 것으로 판단한 경우, 제어부가 슬립이 발생한 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 포함하는 차량의 휠 슬립 제어 방법이 개시된다.

Description

차량의 휠 슬립 제어 방법{WHEEL SLIP CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 휠 슬립 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오픈 디퍼렌셜이 장착된 차량에서 불필요한 구동력 저감 없이 휠 슬립 억제가 가능해지는 차량의 휠 슬립 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 주행 중 안전성을 향상시키기 위한 전자 제어 시스템으로는, 차량 제동시 미끄러운 노면에서 휠 슬립(wheel slip)으로 인한 브레이크 잠김을 방지하는 ABS(Anti-lock Brake System), 차량 급발진이나 급가속시 구동력 또는 제동력을 제어하여 휠 슬립을 방지하는 TCS(Traction Control System), 차량의 자세를 안정적으로 제어하기 위한 ESP(Electronic Stability Program) 등이 알려져 있다.

이 중에서 TCS는 저 마찰 노면이나 비대칭 노면에서의 차량 발진이나 가속시, 또는 선회 주행시 구동륜의 과도한 슬립을 방지하여 차량 스핀(spin)을 방지하고 차량의 발진 및 가속 성능, 조종 안정성과 주행 안정성을 향상시키는 능동 안전 장치이다.

이러한 TCS는 차량이 미끄러운 노면에서 출발하거나 가속할 때 과잉의 구동력이 발생하여 구동륜의 휠 슬립이 발생하면, 차량의 구동력(구동토크)을 감소시켜 구동륜의 속도를 제어하고, 이를 통해 휠 슬립을 억제한다.

여기서, 차량의 구동력은 차량을 구동하는 힘, 즉 차량의 구동장치가 출력하는 토크에 의한 힘으로서, 구동장치로부터 구동축을 통해 차륜(구동륜)으로 전달되는 힘이다.

TCS 작동시 휠 슬립 억제를 위해 구동력을 저감하는 상기 차량의 구동장치는, 차량에 따라 모터(순수 전기 자동차, 연료전지 자동차)이거나, 엔진(내연기관 자동차)이거나, 모터와 엔진(하이브리드 자동차)이 될 수 있다.

예를 들어, 순수 전기 자동차(배터리 전기 자동차), 연료전지 자동차, 하이브리드 자동차와 같은 모터 구동 차량에서는 구동륜과 노면 사이에 발생하는 슬립의 양과 노면 마찰계수 등에 따라 구동륜에서 최적 구동력을 얻을 수 있는 목표 구동륜 속도를 결정하고, 이를 추종하도록 모터 토크를 제어한다.

또한, 코너 길에서 차량이 선회할 때 차량의 불안정성을 막기 위해 모터 토크를 줄여줌으로써 차량이 안전하게 선회할 수 있도록 해준다.

TCS 작동시에는 주행 중인 실제 차량속도를 기준으로 차륜의 슬립을 계산하여 슬립을 억제하는 방향으로 토크를 조절하는데, 슬립을 억제하기 위해 구동장치의 토크 지령을 축소 보정하여 구동력(구동토크)를 감소시키는 제어가 실시된다.

한편, 차량에 다양한 전자 제어 시스템을 도입하였음에도 불구하고 차량의 거동은 최종적으로 노면 마찰력의 한계로 인해 제한된다.

이는 차량의 거동이 타이어를 통한 노면과의 마찰력을 통해 얻어지는 것이기 때문이며, 따라서 마찰력을 얼마나 효과적으로 이용하는지의 여부가 차량의 거동을 결정하는 중요한 인자가 된다.

최대 노면 마찰력은 노면의 특성, 종/횡방향 타이어 슬립, 타이어 수직 하중 등에 의해 복합적인 영향을 받게 되는데, 통상적으로 슬립의 크기가 커질수록 이용 가능한 마찰력은 감소하게 된다.

그러므로 차륜의 타이어 슬립(휠 슬립)을 억제하여 효과적인 종/횡 마찰력 유지를 하는 것이 중요하고, 이 역할을 차량에서 ABS나 TCS와 같은 전자 제어 시스템이 담당하고 있다.

그러나, 종래의 휠 슬립 억제 제어 방법에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

주지된 바와 같이, 타이어와 노면 간의 슬립은 해당 차륜의 가용 접지력을 감소시키는데, 차륜의 가용 접지력이 감소하면 차량의 발진 능력이 저하되고, 이는 특히 저 마찰 노면에서 치명적이다.

이에 종래 기술에서는 슬립이 발생한 차륜에서 가용 접지력이 감소하는 것을 고려하여 슬립을 억제하기 위해 차량의 구동장치에서 차륜으로 전달하는 구동력을 감소시키는 구동력 저감 제어(토크 저감 제어)를 실시한다.

이하의 설명에서 특별히 구분하여 설명하지 않는 한 구동장치가 내는 구동력은 구동장치가 내는 토크, 즉 구동토크와 같은 의미로 해석될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도면부호 1은 구동장치를 나타내고, 도면부호 2는 감속기를 나타낸다.

도 1은 고가의 전자식 LSD(Limited Slip Differential)가 아닌, 저가의 오픈 디퍼렌셜(open differential)(3)이 장착된 차량에서 슬립 발생시 구동력 저감 제어가 실시되는 예를 보여주고 있다.

일반 오픈 디퍼렌셜(3)을 장착한 차량에서는 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 대한 구동력의 분배비율이 50:50으로 고정되고 이는 좌측륜과 우측륜에 같은 크기의 구동력이 인가되는 것을 의미한다.

도 1은 좌측륜(4)과 우측륜(5) 중 하나에서만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태를 보여주고 있다.

도 1의 상측 도면과 하측 도면에서 좌측륜과 우측륜에 표시된 원의 크기(반경)는 해당 차륜의 가용 접지력 크기를 나타낸다.

또한, 도 1의 상측 도면과 하측 도면에서 도면상 위를 향하고 있는 각 차륜의 화살표(차량 전진 방향의 화살표)는 해당 차륜에 구동력이 인가되고 있음을 나타내고, 이때 화살표의 길이는 구동력의 크기를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 우측륜에 비해 좌측륜의 가용 접지력이 작은 상태에서 오픈 디퍼렌셜(3)을 통해 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 같은 크기의 구동력이 분배되고 있다.

도 1의 예에서 좌측륜(4)의 경우 가용 접지력에 비해 구동력이 크기 때문에 휠 슬립이 발생하고 있으며, 우측륜(5)에서는 구동력에 비해 가용 접지력이 크기 때문에 휠 슬립이 발생하지 않는다.

이와 같이 좌측륜(4)에서만 슬립이 발생하는 편휠슬립 상태는, 우측륜(5)이 접지하고 있는 노면에 비해 좌측륜이 접지하고 있는 노면이 저 마찰 노면인 비대칭 노면에서 편노면마찰력으로 인해 좌측륜(4)에만 슬립이 발생한 상태이거나, 차량이 좌측으로 선회할 때 편하중으로 인해 좌측륜에만 슬립이 발생한 상태일 수 있다.

차량이 좌측으로 선회할 경우, 차량 쏠림 및 편하중으로 인하여 외측륜인 우측륜(5)에서는 휠 슬립이 발생하지 않고 내측륜인 좌측륜(4)에서만 휠 슬립이 발생하는 편휠슬립 상태가 나타날 수 있다.

슬립이 발생한 차륜에서 슬립이 발생하지 않은 차속에 비해 회전속도가 커지는 것은 당해 기술분야에서 알려진 기술 상식이다.

도 1의 좌측 도면과 같이 좌측륜(4)에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태에서, 종래의 휠 슬립 제어 방법에 따르면, 휠 슬립 억제를 위해 구동력(구동토크)을 저감할 때, 오픈 디퍼렌셜(3)이 장착된 차량인 경우 좌측륜(4)과 우측륜(5)에서 동일한 양만큼 구동력이 저감된다.

결국, 도 1의 예에서 슬립이 발생하지 않은 우측륜(5)의 경우 구동력에 비해 가용 접지력이 커서 가용 접지력에 여유가 있음에도(도 1의 상측 도면 참조), 휠 슬립 억제를 위해 슬립이 발생하지 않은 우측륜에서도 슬립이 발생한 좌측륜(4)과 동일한 양만큼 구동력이 불필요하게 저감된다(도 1의 하측 도면 참조).

이는 오픈 디퍼렌셜(3)의 경우 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 50:50의 비율로만 토크를 분배할 수 있고 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나에 대해서만 구동력을 저감하는 것이 불가하기 때문이다.

이에 편휠슬립 상태에서 슬립 억제를 위한 구동력 저감 제어시 추가 접지력 확보가 가능한 슬립 미발생 차륜에 대해서도 슬립 발생 차륜과 동일하게 불필요한 구동력 저감이 이루어지는 문제점을 해결할 수 있는 방안이 절실하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 구동력 저감 제어시 추가 접지력 확보가 가능한 슬립 미발생 차륜에 대해서도 불필요하게 구동력 저감이 이루어지는 문제점을 해결할 수 있는 차량의 휠 슬립 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 고가의 LSD 없이 일반 오픈 디퍼렌셜이 장착된 차량에서 불필요한 구동력 저감 없이 휠 슬립 억제가 가능해지는 차량의 휠 슬립 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 편휠슬립이 발생한 상태일 때 구동장치가 출력하는 구동력을 저감하지 않더라도 슬립 발생 차륜에 가용 접지력 범위 이내의 구동력이 작용할 수 있게 제어함으로써 차륜의 슬립을 신속히 억제할 수 있는 차량의 휠 슬립 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 차량에서 알려진 기준속도의 이용 없이 차륜의 휠 슬립을 제어할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량의 주행 중 제어부에서 구동계의 작동 정보에 기초하여 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 단계; 제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보로부터 구동륜의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계; 구동륜의 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우, 제어부가 센서에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 상기 구동륜의 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나의 차륜에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태인지를 판단하는 단계: 및 편휠슬립 상태인 것으로 판단한 경우, 제어부가 슬립이 발생한 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 포함하는 차량의 휠 슬립 제어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 차량은 차량을 구동하는 구동장치의 구동력을 상기 좌측륜과 우측륜으로 50:50의 비율로 분배하는 오픈 디퍼렌셜(open differential)을 장착한 차량일 수 있다.

또한, 상기 등가관성 정보의 값이 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성과 미리 정해진 값의 기본 등가관성의 차이인 등가관성 변화량일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 휠 슬립 제어 방법은, 제어부가 차량에서 수집되는 현재의 차량 주행 정보로부터 차량의 횡하중 이동량을 계산하는 단계; 제어부가 상기 계산된 차량의 횡하중 이동량을 제1 이동량 임계값과 비교하는 단계; 및 상기 계산된 차량의 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 차량의 선회 주행 중 일정 수준 이상의 편하중이 차량에 발생한 것으로 판단하여, 선회시의 내측륜에 해당하는 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 휠 슬립 제어 방법은, 상기 제동장치의 작동을 제어하여 슬립이 발생한 차륜에 제동력이 인가되는 동안, 제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보와 현재의 차량 주행 정보로부터 얻어지는 차량의 횡하중 이동량을 기초로 하여 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단하는 단계; 및 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달한 경우, 상기 슬립이 발생한 차륜에 인가되는 제동력이 정해진 양만큼 감소하도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 휠 슬립 제어 방법은, 상기 센서에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 상기 구동륜의 좌측륜과 우측륜 모두에 슬립이 발생한 상태인 것으로 판단한 경우, 제어부가 구동륜으로 전달되는 구동장치의 구동력을 저감하는 구동력 저감 제어를 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 차량의 휠 슬립 제어 방법에 의하면, 편휠슬립이 발생한 상태에서 슬립이 발생한 차륜에만 선택적으로 제동력을 인가하는 것에 의해, 하나의 구동축에 디퍼렌셜을 통해 연결된 좌측륜과 우측륜에 대해 개별적으로 노면 접지력을 각각 최대화하는 것이 가능해진다.

따라서, 추가 접지력 확보가 가능한 슬립 미발생 차륜에 대해서도 불필요하게 구동력을 저감시키는 종래의 구동력 저감 제어가 가지는 문제점이 해결될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 고가의 LSD 없이 오픈 디퍼렌셜이 장착된 차량에서 원가 상승이나 추가 비용의 발생 없이 제어 로직의 개선만으로 간단히 차륜별 노면 접지력을 최대화하는 것이 가능해진다.

그밖에, 본 발명에서는 등가관성 정보를 기반으로 휠 슬립 발생을 판단하고, 등가관성 정보에 기초하여 제동력 인가량이나 구동력 저감량 등을 결정하므로, 기존 TCS 제어시와 달리 기준속도를 이용할 필요가 없다.

또한, 기존 TCS 제어 방식에서는 제어 주기 딜레이나 오작동 방지를 위한 휠속 신호 처리 등의 이유로 인해 이상적인 제어 성능을 유지하는 것이 어려워 최대 노면 마찰력을 내는 슬립 조건을 유지하지 못하고 큰 슬립이 발생할 수 있었으나, 본 발명에서는 등가관성 정보를 이용하여 기존 TCS 제어나 휠 슬립 제어가 작동하기 전인 과도(transient) 구간에서도 휠 슬립을 선제적으로 제한할 수 있으므로 기존 TCS 제어 방식에 비해 차량의 주행 안정성이 향상될 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량의 휠 슬립 제어 방법의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 휠 슬립 제어 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서 좌측륜과 우측륜에 동시에 슬립이 발생한 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 좌측륜과 우측륜에 동시에 슬립이 발생한 경우 양쪽 차륜에 제동력을 인가하는 비교예의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 휠 슬립 제어 과정이 수행되는 차량의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휠 슬립 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 선회 주행시 차량의 운동학적 특성을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차량에서 각 차륜에 설치되어 개별 제어가 가능한 제동장치를 이용하여 구동장치에 단일 구동축을 통해 연결된 좌우 양쪽의 차륜 중 슬립이 발생한 차륜에만 제동력을 인가하는 차륜별 개별 슬립 제어를 실시하는 점, 그리고 등가관성 기반의 휠 슬립 제어 기술을 적용하는 점 등에 주된 특징이 있다.

여기서, 제동장치는 마찰제동장치로서 공지의 유압제동장치일 수 있고, 좌우 양쪽의 각 차륜에 설치되어 해당 차륜에 대해 개별 제어된 제동력을 생성 및 인가할 수 있는 공지의 휠 브레이크일 수 있다.

본 발명에서 등가관성 기반 휠 슬립 제어 기술의 도입 배경을 설명하면, 공지의 ABS나 TCS 제어 방식에서는 제어 주기 지연이나 오작동을 방지하기 위한 휠속 신호 처리 등의 이유로 인하여 이상적인 제어 성능을 유지하는 것이 어려워, 최대 노면 마찰력을 내는 슬립 조건을 유지하지 못하고 슬립이 크게 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 슬립 속도를 기반으로 구동력을 감소시키는 기존의 TCS 제어 외에, 등가관성 기반의 휠 슬립 억제 제어 기술이 이용될 수 있고, 등가관성 기반의 휠 슬립 억제 제어 기술은 단일 구동축에 연결된 차륜들의 슬립량 자체를 억제하는 것에 효과적이다.

그러나, 등가관성 기반의 휠 슬립 억제 제어 기술에서도 단일 구동축에 연결된 복수의 차륜에 대해 각 차륜의 슬립을 개별적으로, 즉 구동륜에서 좌측륜과 우측륜의 슬립을 개별적으로 제어할 수 없다는 한계가 존재한다.

또한, 등가관성 기반의 휠 슬립 억제 제어 기술에 따르면, 전륜 구동축이나 후륜 구동축 등 개별 구동축에 연결된 차륜(전륜 또는 후륜)들의 슬립 억제를 통한 노면 접지력 최대화 효과는 얻을 수 있으나, 단일 구동축에 디퍼렌셜을 통해 연결된 2개 차륜(구동륜의 좌측륜과 우측륜)에 대해서 개별적으로 차륜의 노면 접지력을 각각 최대화하는 것에는 한계가 있다.

또한, 등가관성 기반의 휠 슬립 억제 제어 기술에 따르면, 각각 독립된 구동장치에 연결된 전륜 구동축과 후륜 구동축의 개별적인 슬립 억제 제어를 통해 전륜과 후륜에 대해 개별적으로 각각 노면 접지력을 최대화하는 효과를 얻을 수 있으나, 단일 구동축에 연결된 좌측륜과 우측륜의 노면 접지력을 각각 최대화하는 것에는 한계가 있다.

이에 본 발명에서는 등가관성 기반의 휠 슬립 제어와 함께 차륜별 제동 제어 기술을 적용하여 단일 구동축에 연결된 차륜들에 대해서도 개별적으로 노면 접지력을 최대화할 수 있는 개선된 휠 슬립 억제 제어 방법을 제시한다.

본 발명에 따른 휠 슬립 제어 방법은 좌측륜과 우측륜에 대한 구동력 분배비의 변경이 불가하고 좌측륜과 우측륜에 50:50의 비율로 동일한 구동력을 분배하는 일반 오픈 디퍼렌셜이 장착된 차량에서 유용하다.

도 2는 본 발명에 따른 휠 슬립 제어 상태를 나타내는 도면으로서, 도면부호 1은 구동장치를 나타내고, 도면부호 2는 감속기를 나타내는 것일 수 있다.

도 2에는 편휠슬립이 발생할 수 있는 조건에서 슬립이 발생할 수 있는 좌측륜(4)에 제동력을 인가함으로써 슬립 발생을 억제하는 예가 나타나 있다.

좌측륜(4)에만 휠 슬립이 발생하는 상태는, 그 예로서, 우측륜(5)이 접지하고 있는 노면에 비해 좌측륜이 접지하고 있는 노면이 저 마찰 노면인 비대칭 노면에서 편노면마찰력으로 인해 좌측륜에만 슬립이 발생하는 상태이거나, 차량이 좌측으로 선회할 때 편하중으로 인해 좌측륜에만 슬립이 발생하는 상태일 수 있다.

차량이 좌측으로 선회할 때 외측륜인 우측륜(5)에서 슬립이 발생하지 않고 내측륜인 좌측륜(4)에서만 슬립이 발생할 수 있고, 반대로 차량이 우측으로 선회할 때에는 외측륜인 좌측륜(4)에서 슬립이 발생하지 않고 내측륜인 우측륜(5)에서만 슬립이 발생할 수 있다.

또한, 오픈 디퍼렌셜(3)이 장착된 차량에서 구동륜의 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 50:50의 비율로 구동력이 분배될 때, 좌측륜과 우측륜 중 어느 한쪽 차륜의 가용 접지력이 구동력에 비해 작아지면 그 한쪽 차륜에서만 슬립이 발생할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 구동륜의 좌측륜(4)과 우측륜(5) 중 가용 접지력이 작아진 한쪽 차륜에서만 슬립이 발생하는 편휠슬립 상태를 제어부가 감지하여 슬립이 발생한 차륜에 제동력을 인가하고, 이를 통해 슬립이 발생한 차륜이 구동장치(1)로부터 전달되는 구동력에서 제동력을 뺀 크기의 힘으로 구동될 수 있도록 한다.

결국, 슬립이 발생한 차륜에만 제동력을 인가함으로써 구동장치로부터 전달되는 구동력에서 제동력을 뺀 힘의 크기가 가용 접지력에 비해 작은 상태가 되도록 할 수 있고, 이를 통해 해당 차륜에서의 슬립을 억제될 수 있게 된다.

도 2의 상측 도면은 편휠슬립이 발생한 상태를 나타낸 것으로, 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 구동력이 50:50의 비율로 분배되는 것을 볼 수 있고, 구동장치(1)에서 감속기(2)를 거쳐 오픈 디퍼렌셜(3)을 통해 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 동일한 크기의 구동력이 인가되고 있다.

도 2의 예는 우측륜(5)에 비해 좌측륜(4)의 가용 접지력이 작아진 상태이고, 좌측륜(4)에서는 가용 접지력에 비해 구동력이 커서 슬립이 발생하고 있는 반면, 우측륜(5)에서는 가용 접지력에 비해 구동력이 작아서 슬립이 발생하지 않는다.

본 발명에서는 편휠슬립이 발생한 경우, 예를 들어 좌측륜(4)에만 슬립이 발생한 경우, 좌측륜(4)에서의 슬립을 억제하기 위해, 전체 차륜에 전달되는 구동력을 저감하는 것을 대신하여, 슬립이 발생한 차륜, 즉 구동력에 비해 가용 접지력이 작아진 좌측륜(4)에 슬립 억제를 위한 제동력을 추가로 인가한다.

즉, 슬립이 발생한 차륜인 좌측륜(4)에는 구동력과 제동력이 동시에 인가되는 것이며, 이를 통해 좌측륜(4)에서 슬립이 발생하는 것을 억제할 수 있게 된다.

이때, 좌측륜(4)에 제동력을 인가하였을 때 구동력에서 제동력을 뺀 값이 좌측륜에서의 가용 접지력에 비해 작아지도록 하여야만 좌측륜에서의 슬립이 억제될 수 있다.

이를 위해 구동장치(1)로부터 좌측륜(4)과 우측륜(5)으로 분배되는 구동력은 저감시키지 않고 그대로 유지하고, 구동력에서 제동력을 뺀 값이 좌측륜(4)에서의 가용 접지력에 비해 작아질 수 있는 수준이 되도록 하는 제동력을 좌측륜에만 인가하는 것이 가능하다.

또는 좌측륜(4)에 제동력을 인가하기 전 우측륜의 구동력 대비 가용 접지력의 여유량(가용 접지력에서 구동력을 뺀 값일 수 있음)(도 2의 상측 도면 참조) 내에서 좌측륜(4)과 우측륜(5)의 구동력을 증가시키는 것이 가능하다(도 2의 하측 도면 참조).

이때, 좌측륜(4)에서 증가된 구동력으로부터 추가로 인가되는 제동력을 뺀 값이, 좌측륜에서의 가용 접지력보다 커지지 않도록 상기 좌측륜의 제동력 인가량이 정해짐이 바람직하다.

이와 같이 구동력을 저감시키지 않고 유지한 상태로 슬립이 발생한 차륜에 적정 크기의 제동력을 추가로 인가하는 것만으로도, 슬립이 발생한 차륜을 포함한 전체 차륜에서의 슬립을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 오히려 구동력을 증가시키더라도 슬립이 발생한 차륜에서 인가되는 구동력과 제동력의 차이가 가용 접지력보다 크지 않도록 제동력의 인가량이 제어될 수 있다면 차륜의 슬립을 억제하는 것이 가능해진다.

도 2를 참조로 좌측륜(4)에 슬립이 발생한 편휠슬립 상태에서 슬립이 억제되는 방법을 설명하였으나, 본 발명이 좌측륜에 슬립이 발생한 경우로 한정되는 것은 아니며, 우측륜(5)에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태일 경우에도, 마찬가지로 우측륜에 동일한 방법으로 제동력을 인가한다면, 우측륜을 포함한 전체 차륜에서의 슬립 발생이 억제될 수 있게 된다.

한편, 도 3은 본 발명에서 좌측륜과 우측륜에 동시에 슬립이 발생한 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

또한, 도 4는 좌측륜과 우측륜에 동시에 슬립이 발생한 경우 양쪽 차륜에 제동력을 인가하는 비교예의 제어 방법을 나타낸 도면이다.

도 3의 상측 도면은 오픈 디퍼렌셜(3)을 장착한 차량에서 구동장치(1)가 생성하여 제공하는 구동력이 감속기(2)를 거쳐 오픈 디퍼렌셜(3)을 통해 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 인가될 때, 좌측륜(4)과 우측륜(5)에서의 가용 접지력이 모두 구동력에 비해 작아져서 좌측륜과 우측륜에 모두 슬립이 발생하는 것을 보여주고 있다.

이와 같이 좌측륜(4)과 우측륜(5)에서 모두 슬립이 발생한 경우, 예를 들어 좌측륜과 우측륜에서 발생한 슬립량이 서로 동일하거나 일정 수준 이하의 차이로 유사한 경우, 본 발명에서, 양쪽 차륜의 슬립을 억제하기 위해 어느 한 차륜에 제동력을 인가하는 것 대신에, 도 3의 하측 도면에 나타낸 바와 같이 각 차륜(4.5)에 인가되는 구동장치(1)의 구동력을 저감시키는 구동력 저감 제어를 실시하여 전체 차륜에서의 접지력을 확보한다.

본 발명에서 구동력(구동토크)을 저감시키는 것은 엔진, 또는 모터, 또는 엔진과 모터 등의 구동장치(1)가 출력하는 토크인 구동토크를 저감시키는 것을 의미하고, 구동력(구동토크)을 저감시키는 제어는 제어부가 생성하여 출력하는 구동장치의 토크 지령을 줄이는 제어를 의미한다.

이와 같이 본 발명에서 좌측륜(4)과 우측륜(5)의 양쪽에 모두 슬립이 발생한 경우에는 슬립을 억제하기 위해 상기한 구동력 저감 제어, 즉 토크 저감 제어를 실시한다.

본 발명에서 좌측륜과 우측륜에 동시에 슬립이 발생한 경우 구동력을 저감시키는 제어, 즉 구동토크를 저감시키는 토크 저감 제어는, 슬립 억제를 위해 구동력을 저감시킨다는 점에서 기존의 TCS 제어와 유사한 점이 있다.

하지만, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 등가관성 기반의 토크(구동력) 저감 제어를 실시한다는 점에서 기존의 TCS 제어와 비교하여 차이가 있고, 여기서 등가관성 기반의 토크 저감 제어는 등가관성 변화량을 기반으로 하여 구동토크를 저감시키는 제어를 의미한다.

본 발명에서는 등가관성 기반의 토크 저감 제어 동안 제어부가 등가관성 변화량에 상응하는 값으로 토크(구동력) 저감량을 결정하고, 상기 결정된 토크 저감량에 따라 구동장치(1)의 토크 지령을 감소시키는 보정을 실시한다.

도 4는 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 모두 슬립이 발생하였을 때 슬립이 발생한 두 차륜에 모두 제동력을 인가하여 충분한 접지력을 확보하는 예를 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 차량의 휠 슬립 억제를 위해 슬립이 발생한 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 각각 제동력을 인가하는 것을 고려해볼 수 있다.

여기서, 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 인가되는 제동력은, 도 2의 예와 같이 구동력에서 제동력을 뺀 값이 각 차륜의 가용 접지력보다 크지 않게 정해질 수 있다.

하지만, 좌측륜(4)과 우측륜(5)에서 가용 접지력이 구동력에 비해 작아져 양측 차륜 모두에 슬립이 발생하였을 때, 차륜의 충분한 접지력 확보를 위해 좌측륜과 우측륜에 모두 제동력을 인가하는 것은, 구동력을 감소시키는 것에 비해 에너지 소모가 커서 비효율적일 뿐 아니라 경제적이지 못하며, 또한 브레이크 패드의 과다 사용으로 인한 내구 저하 등의 문제가 있으므로 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명에서는 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 모두 슬립이 발생한 경우, 양쪽 차륜에 제동력을 모두 인가하는 방법 대신, 양쪽 차륜에 인가되는 구동력을 저감시키는 제어를 실시한다.

즉, 양쪽 차륜에 제동력을 인가하지 않고 구동장치(1)의 토크 지령을 감소시켜 양쪽 차륜에 인가되는 토크(구동력)를 줄이는 것이며, 단 본 발명에서는 등가관성 변화량에 상응하는 값의 저감량만큼 구동장치의 토크를 줄이게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 차량의 휠 슬립 제어 과정이 수행되는 차량의 구성을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 차량에는 본 발명에 따른 휠 슬립 제어를 수행하는 제어부(20), 차량을 구동하는 구동장치(1), 상기 구동장치(1)의 구동력을 차륜(4,5)에 전달하는 오픈 디퍼렌셜(3), 각 차륜(4,5)에 제동력을 인가하는 제동장치(31,32), 및 각 차륜(4,5)의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출부(15,16)가 구비된다.

여기서, 구동장치(1)는 차량에 따라 엔진(내연기관 자동차의 경우)이거나, 모터(배터리 전기자동차, 연료전지 자동차)이거나, 엔진과 모터(하이브리드 자동차의 경우)일 수 있다.

상기 제어부(20)는 차량의 구동력을 제어하는 구동력 제어기(21), 및 차량의 제동력을 제어하는 제동력 제어기(22)를 포함하고, 여기서 구동력 제어기(21)는 토크 지령을 생성 및 출력하여 구동장치(1)의 작동을 제어한다.

또한, 제동력 제어기(22)는 각 차륜(4,5)에 설치된 제동장치(31,32)의 작동을 제어하며, 여기서 제동장치(31,32)는 마찰제동장치일 수 있고, 구체적으로는 유압제동장치로서 공지의 휠 브레이크일 수 있다.

본 발명에서 구동력 제어기(21)는 차량의 최상위 제어기로서 구동장치(1)인 엔진, 또는 모터, 또는 엔진과 모터의 토크 지령을 생성 및 출력하여 구동장치(1)의 작동을 제어하는 차량 내 제어기일 수 있다.

예를 들면, 구동력 제어기(21)는 전기자동차나 하이브리드 자동차에서 상위 제어기인 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU) 또는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)일 수 있다.

제동력 제어기(22)는 각 차륜(4,5)에 설치된 제동장치(31,32)의 작동을 개별 제어하는 공지의 브레이크 제어기일 수 있다.

본 발명에 따른 휠 슬립 제어는 구동력 제어기(21)와 제동력 제어기(22)의 협조 제어에 의해 수행되는데, 구동력 제어기(21)는 각 차륜(4,5)의 슬립을 감지하는 것은 물론, 휠 슬립 제어를 위한 구동력 제어와 보정을 수행하고, 편휠슬립 감지시에는 제동력 제어기(22)에 제동력 제어 요청을 수행한다.

여기서, 구동력 보정은 후술하는 바와 같이 구동력 저감을 위해 구동장치(1)의 토크 지령을 보정하는 것을 말한다.

본 발명에서 차량이 주행 중 좌측륜(4)과 우측륜(5) 중 어느 한쪽에만 슬립이 발생하는 편휠슬립 상태가 되면, 제동력 제어기(22)가 상위 제어기인 구동력 제어기(21)의 요청에 따라 슬립이 발생한 차륜에만 제동력이 인가될 수 있도록 제동장치(31,32)의 작동을 제어하게 된다.

이때, 제동력 제어기(22)는 슬립이 발생한 차륜에 설치된 제동장치(31,32)의 작동을 제어하여 해당 차륜에만 제동력이 인가될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서 구동력 제어기(21)가 제동력 제어기(22)와의 협조 제어 과정에서 제동장치(31,32)의 토크 지령(제동토크 지령)을 생성하여 제동력 제어기(22)에 전달할 수 있고, 또는 제동력 제어기(22)가 구동력 제어기(21)로부터 필요한 정보를 입력받아 제동력 제어를 위한 제동장치(31,32)의 토크 지령을 생성 및 출력할 수 있다.

도 5의 장치 구성에서 구동장치(1)는 구동력 제어기(21)가 출력하는 토크 지령에 따라 구동력(구동토크)을 생성 및 출력하며, 이때 구동력(구동토크)은 감속기(미도시)를 거쳐 오픈 디퍼렌셜(3)을 통해 좌측륜(4)과 우측륜(5)으로 전달된다.

이때, 구동력은 오픈 디퍼렌셜(3)에 의해 50:50의 비율로 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 분배되는데, 오픈 디퍼렌셜(3)이 장착된 차량에서는 구동장치(1)가 출력하는 구동력을 저감시키는 것만으로 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 인가되는 구동력을 동일하게 저감할 수 있다.

본 발명에서는 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 모두 슬립이 발생한 경우, 특히 좌측륜과 우측륜에 동일하거나 유사한 양의 슬립이 발생한 경우 구동장치(1)의 구동력을 저감시켜 양측 차륜의 슬립을 동시에 억제한다.

상기 속도검출부는 좌측륜(4)의 회전속도(휠속)를 검출하는 좌측륜 속도검출부(15)와, 우측륜(5)의 회전속도를 검출하는 우측륜 속도검출부(16)를 포함하고, 상기 각 속도검출부(15,16)는 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 각각 설치된 공지의 휠속 센서일 수 있다.

본 발명에서 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 좌측륜 속도검출부(15)와 우측륜 속도검출부(16)의 신호로부터 차륜의 슬립 발생 여부를 판단하고, 특히 좌측륜(4)과 우측륜(5) 중 어느 한쪽에만 슬립이 발생하였는지, 또는 양쪽 모두에 슬립이 발생하였는지를 판단한다.

또한, 도 5를 참조하면, 차량에는 운전자의 스티어링 휠 조작에 따른 조향각을 검출하는 조향각 센서(12), 차량의 횡가속도를 검출하는 횡각속도 센서(13), 그리고 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 센서(14)가 더 설치될 수 있고, 이러한 센서들이 모두 본 발명에 따른 휠 슬립 제어 과정에서 필요한 차량 상태 정보를 검출하는데 이용된다.

또한, 차량에는 후술하는 바와 같이 운전자가 본 발명에 따른 휠 슬립 제어 기능의 온(on) 또는 오프(off)를 선택 및 입력하기 위해 이용하는 인터페이스부(11)가 더 구비될 수 있다.

상기 인터페이스부(11)는 운전자가 제어 기능의 온, 오프를 조작할 수 있는 수단이라면 적용 가능하다.

상기 인터페이스부(11)는 제어부(20)의 구동력 제어기(21)에 연결될 수 있고, 이에 운전자의 온, 오프 조작이 있게 되면, 인터페이스부(11)에서 운전자에 의한 온, 오프 조작 신호가 제어부(20)의 구동력 제어기(21)에 입력될 수 있게 된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휠 슬립 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 도 6은 본 발명의 일 실시예로서 휠 슬립 기본 대응 모드를 나타내는 순서도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 휠 슬립 사후 대응 모드를 나타내는 순서도이다.

본 발명에 따른 휠 슬립 제어 방법으로서, 두 실시예, 즉 휠 슬립 기본 대응 모드의 방법과 휠 슬립 사후 대응 모드의 방법 중 하나의 실시예가 채택될 수 있다.

상기 두 대응 모드 중 휠 슬립 기본 대응 모드는 등가관성 변화량에 의해 휠 슬립이 검출되지 않았을 때에도 기준치 이상의 횡하중 이동이 발생한 경우 제동력을 인가하는 제어 과정(도 6에서 S12 및 S13의 단계에 해당함)을 포함하는 모드이다.

이와 달리 휠 슬립 사후 대응 모드는 등가관성 변화량에 의해 편휠슬립이 검출되었을 때 슬립이 발생한 차륜에 구동력과 함께 제동력을 추가로 인가하는 제어를 수행하는 모드이다.

휠 슬립 사후 대응 모드가 휠 슬립 기본 대응 모드에 비해 브레이크 패드의 내구성 측면에서 유리하지만, 차량 거동의 반응성 및 안정성 측면에 있어서는 휠 슬립 기본 대응 모드가 휠 슬립 사후 대응 모드에 비해 유리하다.

먼저, 휠 슬립 기본 대응 모드에 대해 설명하면, 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 휠 슬립 제어 과정은 제어 기능이 온(On) 된 상태인지를 판단하여(S11), 제어 온 상태인 경우 실시된다.

즉, 운전자가 차량에서 인터페이스부(11)를 통해 제어 기능을 온 시킨 경우 후속의 휠 슬립 제어 과정이 진행되는 것이며, 도 6의 S11 단계에서 제어부(20)가 제어 온(On) 상태인 것으로 판단한 뒤 후속의 휠 슬립 제어 과정을 진행하게 된다.

만약, S11 단계에서 제어 온(On) 상태가 아닌 경우, 즉 제어 오프(Off) 상태인 경우인 경우 제어 로직을 종료한다.

또한, 상기와 같이 제어 온 상태이면, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)가 차량에서 수집되는 현재의 차량 주행 정보로부터 차량의 횡하중 이동량을 계산한다.

여기서, 차량 주행 정보는 운전자 스티어링 휠 조작에 따른 조향각 정보, 차량의 횡각속도 정보와 요레이트 정보, 휠속(차륜 속도) 정보를 포함할 수 있다.

이들 정보는 센서를 통해 검출되는 정보일 수 있는데, 조향각은 조향각 센서(12)에 의해, 차량의 횡가속도는 횡가속도 센서(13)에 의해, 그리고 차량의 요레이트와 휠속은 각각 요레이트 센서(14)와 속도검출부(휠속 센서)(15,16)에 의해 검출될 수 있다.

이와 같이 제어부(20)의 구동력 제어기(21)가 센서에 의해 검출되는 조향각, 차량의 횡가속도와 요레이트, 휠속 정보를 입력받아 차량의 횡하중 이동량을 계산할 수 있는데, 이러한 횡하중 이동량이 당해 기술분야에서 차량 제어에 널리 이용되고 있는 제어 변수이므로 그 계산 방법에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

일례로, 하기 참고 문헌에 횡하중 이동량을 추정할 수 있는 방법이 기재되어 있다.

(참고 문헌) Cho, Wanki, et al. "Estimation of tire forces for application to vehicle stability control." IEEE Transactions on Vehicular Technology 59.2 (2009): 638-649.

이어 구동력 제어기(21)는 상기와 같이 계산된 횡하중 이동량을 미리 정해진 제1 이동량 임계값(δ0)과 비교하고(S12), 이어 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값(δ0)보다 큰 경우 차량이 선회 주행 중 일정 수준 이상의 편하중이 차량에 발생한 것으로 판단하여, 제동력 제어기(22)에 제동력 인가를 요청한다.

이에 제동력 제어기(22)는 구동력 제어기(21)의 요청에 따라 차량 선회시 내측륜에 해당하는 차륜에만 제동력을 인가한다(S13).

즉, 주행 중 차량의 횡하중 이동량이 일정 수준을 초과하게 되면, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)와 제동력 제어기(22)가 협조 제어하여 내측륜에만 소정의 제동력을 인가하는 피드포워드(Feedforward, FF) 편제동 제어를 실시하는 것이다.

본 발명의 실시예에서, 도 5에 나타낸 S14 단계 이후의 후속 단계는 등가관성 정보를 통해 차량에서의 휠 슬립이 감지한 뒤 휠 슬립을 억제하기 위해 수행하는 제어 과정이고, S12 단계 및 S13 단계는 등가관성 정보를 통해 휠 슬립이 감지되지 않더라도 편하중이 발생하였을 때 피드포워드(FF) 제동력을 내측륜에 인가하여 휠 슬립 발생을 억제하는 편제동 제어 과정이다.

이와 같이 본 발명에서는 후술하는 등가관성 정보를 통해 휠 슬립이 감지되지 않더라도 기준치 이상의 편하중이 발생하였을 때 편제동력을 인가하며, 상기한 S12 단계 및 S13 단계를 더 포함하는 모드가 휠 슬립 기본 대응 모드이고, S12 단계 및 S13 단계를 배제한 모드가 휠 슬립 사후 대응 모드이다.

본 발명의 실시예에서, 피드포워드 편제동 제어시 내측륜에 인가되는 피드포워드(FF) 제동력의 크기는 제어부(20)의 구동력 제어기(21) 또는 제동력 제어기(22)에서 상기 계산된 횡하중 이동량에 상응하는 값으로 결정될 수 있다.

이때, 제어부(20)에서 내측륜에 인가되는 피드포워드 제동력의 크기는 횡하중 이동량이 클수록 더 큰 값으로 설정된다.

이후 편제동 제어가 수행되는 상태일 때 제어부(20)는 도 5에 나타낸 바와 같이 S14 단계를 실시하고, 반면 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값(δ0) 이하인 경우 상기한 편제동 제어 수행 없이 바로 S14 단계를 실시한다.

S14 단계에서, 구동력 제어기(21)는 구동계의 실시간 작동 정보를 기초로 구동계의 실시간 등가관성 정보를 추정하고, 추정된 구동계의 등가관성 정보를 기초로 현재 차륜에서 슬립이 발생하였는지를 판단한다.

여기서, 구동계의 등가관성 정보는 구동계의 실시간 등가관성 값 및 그 등가관성으로부터 구해지는 등가관성 변화량을 포함하는 것일 수 있고, 이때 상기 등가관성 변화량은 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성 값과 미리 정해진 기본 등가관성 값의 차이로 정의될 수 있다.

상기 등가관성 정보를 추정하기 위해 필요한 구동계의 작동 정보는, 차량을 구동하는 구동장치(1)의 이전 제어 주기의 토크(구동력) 지령과, 구동계의 속도 정보를 포함하는 것일 수 있다.

일례로, 구동장치(1)로서 모터가 장착된 모터 구동 차량에서, 토크 지령은 모터에 대한 구동토크(구동력) 지령, 즉 모터 토크 지령일 수 있다.

상기 구동계의 속도는 차량을 구동하는 구동장치(1)로부터 구동륜까지의 구동력이 전달되는 경로에 존재하는 구동요소의 회전속도일 수 있는데, 이는 측정값으로서 속도검출부에 의해 검출되는 구동계의 실시간 회전속도 정보일 수 있다.

구체적으로는 구동계의 속도는 엔진 속도, 모터 속도, 변속기 입력축 회전속도, 변속기 출력축 회전속도, 구동륜 회전속도, 그리고 엔진에 연결된 시동 발전기인 ISG(Integrated Starter and Generator)의 회전속도 중 미리 정해진 하나의 속도일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 구동계의 속도가 구동륜의 회전속도라면, 상기 속도검출부는 구동륜에 설치된 속도검출부(휠속 센서)(15,16)가 된다.

이때, 구동계의 속도는 좌측륜 속도검출부(15)에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도검출부(16)에 의해 검출되는 우측륜 속도 중 속도가 빠른 값이거나 둘의 평균값이 될 수 있다.

또한, 본 발명에서 구동계의 속도가 구동장치(1)의 회전속도라면, 상기 속도검출부는 엔진 속도를 검출하는 공지의 엔진회전수 센서이거나 모터 속도 검출을 위한 공지의 레졸버가 될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 구동륜의 속도와 관련 있는 구동요소의 회전속도라면 등가관성 정보 추정을 위한 구동계의 속도로 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 이전 제어 주기의 토크 지령을 구동계의 각가속도로 나눈 값으로 구동계의 등가관성을 계산할 수 있다.

구동력 제어기(21)에서는 기본적으로 하기 수학식 1의 관계를 이용하여 등가관성 값을 계산할 수 있고, 여기서 'Tq'는 토크를, 'I'는 등가관성을, 'α'는 속도(각속도) 미분값인 각가속도를 나타낸다.

[수학식 1]

Tq = I×α

본 발명의 실시예에서, 구동력 제어기(21)에서는 간단한 예로 구동계의 속도로부터 얻어지는 각가속도(α)와 구동계를 통해 전달되는 구동토크(Tq)로부터 필요로 하는 등가관성(I)을 산출할 수 있다.

여기서, 구동계의 속도는 속도검출부, 즉 레졸버나 휠속 센서와 같은 센서에 의해 검출되는 구동계의 회전속도이고, 구동토크는 구동장치의 토크 지령일 수 있다.

보다 상세하게는, 수학식 1에서 토크(Tq)는 구동장치(1)의 최종 토크 지령으로서 이전 제어 주기의 토크 지령일 수 있고, 만약 후술하는 구동력 저감 제어가 실시되어 이전 제어 주기에서 이전 등가관성 정보에 기초하여 토크 보정이 이루어졌다면, 상기 이전 제어 주기의 토크 지령은 그 보정된 토크 지령이 될 수 있다.

물론, 보정되지 않은 토크 지령은 구동력 제어기(21)가 운전자의 운전 입력 또는 크루즈 모드 입력 등에 따라 차량의 주행을 위해 생성하는 통상의 토크 지령이다.

본 발명에서 등가관성이란, 정확히는 차량 등가회전관성을 의미하고, 이는 차량 무게와 연관된 값으로서, 현재 회전상태를 유지하려고 하는 관성 값을 말하며, 실제 차량은 회전하는 물체가 아닌 선 운동을 하는 물체이므로, 관성, 즉 질량을 논하는 것이 일반적이다.

그러나, 구동력 제공원의 관점에서 봤을 때, 차량의 질량 자체는 각속도를 가감속시키는데 있어 저항(load)으로 작용하는데, 이에 상응하는 질량 값을 회전계 관점에서 환산한 값이 차량 등가회전관성인 것이다.

구동력(구동토크)과 각가속도 간의 관계에서 등가관성(등가회전관성)의 도출에 관해 예시적으로 살펴보면, 먼저 'F = m×a'를 차량의 가속상태에 대입할 경우, F가 구동력이 될 것이고, m이 차량의 질량 또는 관성, 그리고 a가 차량의 종가속도에 해당된다.

이를 회전계 관점으로 환산하면, 'Tq = I×α' 가 되는데, Tq가 구동토크이고, I는 등가관성, α는 차량 회전계의 각가속도이다.

단순하게 'I = Tq/α'를 이용하여 등가관성을 산출할 수 있는데, 예를 들어 등가관성은 '구동토크/각가속도'로 구해질 수 있고, 여기서 각가속도로는 휠 각가속도, 모터 각가속도, 엔진 각가속도 등이 이용될 수 있다.

휠 슬립 발생시에는 산출된 등가관성 값이 급작스럽게 변하게 되며, 등가관성이 'I = Tq/α'라는 식을 통해 계산된다면, 휠 슬립이 발생하지 않은 상황에서도 동일 식으로 등가관성이 얻어질 수 있고, 만약 휠 슬립이 발생하였다면 휠 슬립 속도가 크게 벌어지지 않았을 때라도 휠 각가속도는 크게 증가한다.

그러므로 같은 토크(Tq) 값을, 크게 증가한 휠 각가속도(α)로 나누게 되면, 순간적으로 감소한 등가관성(I)이 산출되고, 이때 등가관성(I)의 변화가 휠 슬립 속도의 변화보다 빠르게 된다.

이로써, 본 발명에서 구동력 제어기(21)는 수학식 1에 따라 구동계의 작동 정보, 즉 최종 토크 지령인 이전 제어 주기의 토크 지령과 구동계 속도 정보를 이용하여 등가관성 정보를 산출하면, 산출된 등가관성 정보를 이용하여 차륜의 슬립 발생 여부를 판단할 수 있다.

휠 슬립이 발생하지 않을 때의 차량 전체 등가관성을 수학식 1과 같이 최종 토크 지령과 휠 각가속도를 통해 구할 수 있고, 이렇게 구한 차량의 등가관성 값은 휠 슬립이 발생할 때의 등가관성 값보다 상대적으로 크다.

그 이유는 휠 슬립 발생시에는 구동토크가 차량을 가속시키기보다 구동륜만 가속시키는 상황이기 때문이며, 결국 이러한 관계를 고려해볼 때 산출된 차량 등가관성이 일정값 이하로 저하될 때 휠 슬립 상태인 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 구동력 제어기(21)가 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성 값과 미리 정해진 기본 등가관성 값의 차이인 등가관성 변화량을 계산하고, 이 등가관성 변화량을 미리 정해진 제1 변화량 임계값(δ1)과 비교한다(S14).

여기서, 제1 변화량 임계값(δ1)은 실시간 등가관성 변화량과 비교하여 차륜의 슬립 발생 여부를 판단할 수 있도록 미리 설정되는 기준값으로서, 구동력 제어기(21)는 상기 계산된 등가관성 변화량이 제1 변화량 임계값(δ1)보다 크게 되면 차륜(구동륜)의 슬립이 발생한 것으로 판단하게 된다.

이어 구동력 제어기(21)는 좌측륜 속도검출부(15)에 의해 검출되는 좌측륜의 회전속도(이하 '좌측륜 속도'라 함)와, 우측륜 속도검출부(16)에 의해 검출되는 우측륜의 회전속도(이하 '우측륜 속도'라 함)의 차이를 미리 정해진 임계속도차(δ2)와 비교한다(S15).

만약, 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이가 임계속도차(δ2)보다 큰 경우, 구동력 제어기(21)는 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나의 차륜에서 슬립이 발생한 편휠슬립 상태인 것으로 판단한다.

이때, 구동력 제어기(21)는 좌측륜과 우측륜 중 속도가 빠른 차륜에서 슬립이 발생하였음을 알 수 있게 된다.

상기 편휠슬립 상태는, 예로서, 우측륜이 접지하고 있는 노면과 좌측륜이 접지하고 있는 노면의 마찰계수가 상이한 비대칭 노면에서 편노면마찰력으로 인해 한쪽 차륜에서만 슬립이 발생하는 상태이거나, 차량이 좌측으로 선회할 때 편하중으로 인해 좌측륜에만 슬립이 발생하는 상태일 수 있다.

이어 편휠슬립 상태인 것으로 판단한 경우, 좌측륜(4)과 우측륜(5)에 구동력이 인가되고 있는 상태에서, 구동력 제어기(21)가 제동력 제어기(22)와의 협조 제어를 통해 슬립이 발생한 차륜에만 슬립 억제를 위한 피드백(Feedback, FB) 제동력을 추가로 인가하는 피드백 편제동 제어를 실시한다.

이때, 상기 검출된 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 슬립이 발생한 차륜을 판단할 수 있으며, 좌측륜과 우측륜 중 더 빠른 속도로 회전하는 차륜, 즉 좌측륜과 우측륜 중 속도가 큰 차륜이 슬립이 발생한 차륜이 된다.

좌측륜(4)과 우측륜(5) 중 어느 하나에 슬립이 발생하면 슬립이 발생한 차륜의 속도가 순간적으로 증가하게 되고, 이때 등가관성 변화량 또한 순간적으로 증가하게 된다.

이와 같은 편휠슬립 상태에서 슬립이 발생한 차륜에 피드백(FB) 제동력을 인가하면, 해당 차륜에서 발생한 슬립을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 S13 단계에서부터 피드포워드(FF) 제동력이 인가되고 있다면, 제어부는 S16 단계에서 피드백(FB) 제동력을 피드포워드 제동력에 더하여 추가로 더 인가하게 되며, 만약 피드포워드(FF) 제동력이 인가되지 않고 있는 상태이면 S16 단계에서 피드백(FB) 제동력만 인가하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 슬립이 발생한 차륜(이하 '슬립 발생 차륜'이라 함)에 인가하는 피드백(FB) 제동력의 크기는, 제어부(20)의 구동력 제어기(21) 또는 제동력 제어기(22)에서 현재 등가관성 변화량에 상응하는 값으로 결정될 수 있다.

또는 피드백(FB) 제동력은 슬립이 발생하지 않은 차륜(이하 '슬립 미발생 차륜'이라 함)의 속도를 목표 속도로 하여 슬립 발생 차륜과 슬립 미발생 차륜 간 속도 차이(속도 오차)에 상응하는 값으로 정해질 수 있다.

즉, 피드백 제동력이 슬립 발생 차륜의 속도가 슬립 미발생 차륜의 속도를 트래킹(tracking) 하는 제어 입력 값으로 결정되도록 할 수 있는 것이며, 이러한 피드백 제동력이 슬립 발생 차륜에 인가되면 두 차륜의 속도 차이가 점차 줄어들게 된다.

이와 같이 제어부(20)는 편휠슬립 상태인 것으로 판단하게 되면, 슬립 발생 차륜에 피드백 제동력을 인가하여 슬립 발생 차륜과 슬립 미발생 차륜 간 속도 차이를 줄이는 피드백 편제동 제어를 실시할 수 있다.

또한, 상기와 같이 슬립 미발생 차륜의 속도를 목표 속도로 하여 슬립 발생 차륜의 속도가 슬립 미발생 차륜의 속도를 트래킹 하도록 하는 제동력을 슬립 발생 차륜에 인가하는 피드백 편제동 제어를 실시하는 것 대신, 차량의 운동학적(kinematics) 특성이 반영된 슬립 미발생 차륜의 속도를 목표 속도로 하여 슬립 발생 차륜의 속도가 상기 운동학적 특성이 반영된 슬립 미발생 차륜의 속도를 트래킹하도록 하는 제동력을 슬립 발생 차륜에 인가하는 피드백 편제동 제어를 실시하는 것이 가능하다.

도 8은 선회 주행시 차량의 운동학적 특성(Vehicle Ackerman geometry kinematics of a turning vehicle)을 설명하기 위한 도면으로서, 도면에서 R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각 차륜의 선회반경(turning radius)을 나타내며, 이는 조향각에 관계되고, 여기서 조향각은 애커만 조향각일 수 있다.

이때, 타이어의 반경을 r, 각 차륜의 선형속도(linear speed)를 V_i, 각 차륜의 회전속도를 ω_i, 차량의 요레이트를 Ψ라 한다면, 요레이트는 하기 수학식 2와 같다.

[수학식 2]

이때, V_i = ω_i×r의 관계에 의해 각 차륜 속도 간 관계 및 차량 요레이트와의 관계는 하기 수학식 3과 같다.

[수학식 3]

수학식 3을 참조하면, 차량 선회시 내측륜과 외측륜의 회전속도 관계를 알 수 있으며, 차량 선회시 편휠슬립이 발생하였다면, 도면에서 슬립 발생 차륜의 속도는 내측륜 속도인 ω_i이고, 슬립 미발생 차륜의 속도는 외측륜 속도인 ω₂이며, 피드백 편제동 제어시 목표 속도인 외측륜 속도와 이를 트래킹하는 내측륜 속도의 관계를 알 수 있다.

한편, 이후 구동력 제어기(21)는 현재 구동계의 등가관성 정보인 등가관성 변화량과 차량 주행 정보로부터 얻어진 차량 횡하중 이동량을 기초로 하여 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단한다.

이 과정에서 구동력 제어기(21)는 현재의 등가관성 변화량을 슬립 억제 완화 판단 기준으로서 미리 정해진 제2 변화량 임계값(δ3)과 비교하는데(S17), 이때 구동력 제어기(21)는 등가관성 변화량이 제2 변화량 임계값(δ3) 미만의 값으로 작아지면, 이어 차량 횡하중 이동량을 미리 정해진 제2 이동량 임계값(δ4)과 비교한다(S18).

이때, 등가관성 변화량이 제2 변화량 임계값(δ3) 미만이고, 동시에 차량 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값(δ4) 미만이면, 구동력 제어기(21)는 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건을 만족하는 것으로 판단하여 제동력 인가량 완화 제어를 시작한다(S19).

본 발명의 실시예에서, 슬립 억제 완화 조건을 판단하기 위한 상기 제2 이동량 임계값(δ4)은 S11 단계의 피드포워드 편제동력 인가 조건을 판단하기 위한 제1 이동량 임계값(δ0)보다 작은 값으로 미리 정해질 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 구동력 제어기(21)는 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우, 제동력 제어기(22)와의 협조 제어를 통해, 슬립 발생 차륜에 인가되고 있는 제동력(피드백 편제동력)을 미리 정해진 양만큼 감소시키고, 이어 S11 단계로 리턴되어 S11 ~ S19의 과정을 다시 반복할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 구동력 제어기(21)와 제동력 제어기(22)는 S11 ~ S19의 단계를 다시 반복하게 될 때, S11 ~ S19 단계의 한 제어 주기마다 슬립 발생 차륜에 인가되고 있는 제동력을 상기 정해진 설정량만큼 다시 감소시킨다.

한편, S17 단계에서 등가관성 변화량이 제2 변화량 임계값(δ3) 이상이거나, S18 단계에서 횡하중 이동량이 제2 이동량 임계값(δ4) 이상일 때는 S15 단계로 이동한다.

이때, S15 단계에서 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이가 임계속도차(δ2)보다 큰 경우라면, S16 단계에서 슬립 발생 차륜에만 피드백 제동력을 추가로 인가하는 편제동 제어를 계속해서 실시한다.

또한, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 S14 단계에서 등가관성 변화량이 제1 변화량 임계값(δ1)을 초과하지만, S15 단계에서 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이가 임계속도차(δ2) 이하이면, 슬립이 좌측륜(4)과 우측륜(5)에서 모두 발생하고 있는 것으로 판단하고, 이 경우 구동장치(1)의 토크 지령을 감소시켜 구동력을 저감한다.

즉, S14 단계에서 등가관성을 기반으로 차륜의 슬립이 발생하는 것을 판단하였으나, S15 단계에서 좌측륜과 우측륜의 속도 차이가 임계속도차 이하이면, 편휠슬립 상태가 아닌, 양쪽 차륜 모두에서 휠 슬립이 발생하는 것으로 판단하는 것이다.

이와 같이 편휠슬립이 아닌 좌우 양쪽 차륜에서 모두 슬립이 발생한 경우에는, 제어부(20)가 차륜에 제동력을 인가하지 않고 S20 단계에서 구동장치(1)의 구동력을 저감하는 구동력 저감 제어를 실시한다(S20).

또한, S17 단계 및 S18 단계는 이전 단계인 S16 단계의 FB 제동력이 슬립 발생 차륜에 인가되고 있는 상태인데, 이후 전술한 바와 같이 S17 단계 및 S18 단계에서 'No'인 경우 S15 단계로 이동하고, S15 단계에서 좌측륜과 우측륜의 속도 차이가 임계속도차 이하이면, S20 단계의 구동력 저감 제어가 실시될 수 있다.

즉, S16 단계의 FB 제동력 인가 상태에서 S20 단계의 구동력 저감 제어가 추가로 실시될 수도 있는 것이며, 반대로 S20 단계의 구동력 저감 제어 실시 동안 S21 및 S22 단계 후 리턴된 뒤 S11 ~ S15를 거쳐 S16 단계의 FB 편제동 인가가 실시될 수도 있다.

S20 단계에서 구동장치의 구동력을 저감하는 것은 구동장치가 출력하는 토크를 저감하는 것을 의미하고, 또한 구동장치가 출력하는 토크를 저감하는 것은 구동장치의 토크 지령을 감소시키는 보정을 하는 것을 의미한다.

즉, 본 발명에서 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 구동력을 저감시키기 위해 구동장치(1)의 토크 지령을 감소시키는 보정을 하며, 이때 구동력 저감량을 의미하는 토크 지령 보정량은 등가관성 변화량의 함수로 설정될 수 있다.

결국, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 등가관성 변화량에 상응하는 값으로 토크 지령 보정량을 결정한 뒤, 상기 결정된 토크 지령 보정량만큼 토크 지령을 감소시키는 보정을 하고, 이어 보정된 토크 지령을 출력하여 구동장치(1)의 구동이 보정된 토크 지령에 의해 제어되도록 한다.

이로써, 양쪽 차륜에 모두 슬립이 발생한 경우라면, 등가관성 정보를 기초로 토크 지령을 보정함으로써 구동장치(1)가 출력하는 토크 및 구동력 저감이 이루어지도록 한다.

본 발명자 및 본 출원인은 차량에서 구동계의 등가관성 정보를 기반으로 차량의 휠 슬립이 발생할 수 있거나 발생한 상태임을 판단하여 휠 슬립을 억제하는 제어를 수행하는 휠 슬립 제어 방법에 대해 특허를 출원한 바 있다.

관련된 특허 출원으로서, 특허 출원번호 제10-2019-0092527호(2019.7.30)(이하 '특허출원 1')을 들 수 있고, 여기서 차량의 휠 슬립 제어 방법은, 제어기(본 발명의 구동력 제어기에 해당함)가 구동계의 작동 정보에 기초하여 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 과정을 포함한다.

여기서, 상기 제어기는 추정되는 구동계의 등가관성 정보로부터 차량을 구동하는 구동장치의 토크 지령을 보정하기 위한 보정량을 산출하고, 이어 상기 산출된 보정량을 이용하여 구동장치의 토크 지령을 보정하며, 상기 보정된 토크 지령에 따라 구동륜에 인가되는 토크의 제어가 이루어지도록 한다.

이후 S20 단계의 구동력 저감 제어가 실시되는 동안, 구동력 제어기(22)는 현재의 구동계 등가관성 변화량을 기초로 하여 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단한다.

이 과정에서 구동력 제어기(21)는 현재의 등가관성 변화량을 슬립 억제 완화 판단 기준인 제2 변화량 임계값(δ3)과 비교하고, 등가관성 변화량이 제2 변화량 임계값(δ3) 미만의 값으로 작아지면 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건을 만족하는 것으로 판단하여 구동력 저감량 완화 제어를 시작한다(S21).

본 발명의 실시예에서, 구동력 제어기는 S21 단계의 구동력 저감량 완화 제어를 수행하기 위해 S20 단계의 토크 지령 보정량보다 S21 단계의 토크 지령 보정량을 감소시키고, 감소된 토크 지령 보정량에 따라 토크 지령을 보정한 후 보정된 토크 지령으로 구동장치(1)의 구동을 제어한다.

이때, S21 단계에서 구동력 저감량을 완화시키는 제어의 결과는 S20 단계의 저감된 구동력에 비해 구동력을 일정량만큼 증가시키는 것의 결과와 차이가 없으며, S21 단계에서 토크 지령 보정량을 감소시키는 것은 S20 단계에서 보정된 토크 지령을 완화량만큼 다시 증가시키는 것을 의미한다.

이와 같이 구동력 저감 제어 동안 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우, 구동력 저감량(토크 지령 보정량)을 미리 정해진 양만큼 줄이고, 이어 S11 ~ S21의 과정을 다시 반복할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어부(20)의 구동력 제어기(21)는 S11 ~ S21의 과정을 다시 반복하게 될 때, S11 ~ S21 단계의 한 제어 주기마다 구동력 저감량을 설정된 완화량만큼 축소시킨다.

한편, 도 6은 휠 슬립 사후 대응 모드를 나타내는 도면으로, 이에 나타낸 바와 같이 휠 슬립 사후 대응 모드는 휠 슬립 기본 대응 모드와 비교하여 기준치 이상의 차량 횡하중 이동을 판단하는 과정(S12), 및 피드포워드 편제동 제어를 수행하는 과정(S13)이 없으며, 다만 등가관성 변화량에 의해 휠 슬립이 검출된 상태에서만 피드백 편제동 제어와 구동력 저감 제어 중 하나가 실시되거나 둘이 동시에 실시된다.

휠 슬립 사후 대응 모드에서 휠 슬립 기본 대응 모드에 비해 기준치 이상의 차량 횡하중 이동이 발생한 경우 피드포워드 편제동 제어를 수행하는 과정이 삭제된 것을 빼고는, 나머지 과정이 모두 휠 슬립 기본 대응 모드와 동일하며, 따라서 휠 슬립 사후 대응 모드의 전 과정에 대한 설명이 앞서 휠 슬립 기본 대응 모드의 설명과 차이가 없으므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 구동장치
2 : 감속기
3 : 오픈 디퍼렌셜
4 : 좌측륜
5 : 우측륜
11 : 인터페이스부
12 : 조향각 센서
13 : 횡가속도 센서
14 : 요레이트 센서
15 : 좌측륜 속도검출부
16 : 우측륜 속도검출부
20 : 제어부
21 : 구동력 제어기
22 : 제동력 제어기
31 : 좌측륜 제동장치
32 : 우측륜 제동장치

Claims

차량의 주행 중 제어부에서 구동계의 작동 정보에 기초하여 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 단계;
제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보로부터 구동륜의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계;
구동륜의 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우, 제어부가 센서에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 상기 구동륜의 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나의 차륜에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태인지를 판단하는 단계: 및
편휠슬립 상태인 것으로 판단한 경우, 제어부가 슬립이 발생한 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 포함하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량은 차량을 구동하는 구동장치의 구동력을 상기 좌측륜과 우측륜으로 50:50의 비율로 분배하는 오픈 디퍼렌셜(open differential)을 장착한 차량인 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 등가관성 정보의 값이 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성과 미리 정해진 값의 기본 등가관성의 차이인 등가관성 변화량인 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 등가관성 변화량을 미리 정해진 제1 변화량 임계값과 비교하여 등가관성 변화량이 제1 변화량 임계값보다 큰 경우 구동륜의 슬립이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 구동계의 작동 정보는 차량을 구동하는 구동장치에 대한 이전 제어 주기의 토크 지령과 속도검출부에 의해 검출되는 구동계의 회전속도이고,
상기 구동계의 등가관성 정보는, 상기 이전 제어 주기의 토크 지령을 상기 구동계의 회전속도로부터 얻어지는 구동계의 각가속도로 나눈 값으로 계산되는 구동계의 등가관성 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
제어부가 차량에서 수집되는 현재의 차량 주행 정보로부터 차량의 횡하중 이동량을 계산하는 단계;
제어부가 상기 계산된 차량의 횡하중 이동량을 제1 이동량 임계값과 비교하는 단계; 및
상기 계산된 차량의 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 차량의 선회 주행 중 일정 수준 이상의 편하중이 차량에 발생한 것으로 판단하여, 선회시의 내측륜에 해당하는 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 계산된 차량의 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값 이하인 경우, 상기 제어부는 상기 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 단계, 및 상기 등가관성 정보를 추정하는 단계 이후의 단계들을 실시하고,
상기 계산된 차량의 횡하중 이동량이 제1 이동량 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부는 선회시의 내측륜에 해당하는 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어한 후, 상기 구동계의 등가관성 정보를 추정하는 단계, 및 상기 등가관성 정보를 추정하는 단계 이후의 단계들을 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 선회시의 내측륜에 해당하는 차륜에 제동력이 인가되도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계에서, 상기 제동력은 제어부에서 상기 계산된 차량의 횡하중 이동량에 상응하는 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제동장치의 작동을 제어하는 단계에서, 상기 제동력은 제어부에서 상기 등가관성 변화량에 상응하는 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제동장치의 작동을 제어하는 단계에서, 상기 제동력은, 제어부에서,
상기 구동륜 중 슬립이 발생하지 않은 차륜의 속도를 목표 속도로 하여, 상기 슬립이 발생한 차륜의 속도가 상기 슬립이 발생하지 않은 차륜의 속도를 트래킹하는 제어 입력 값이 될 수 있도록, 상기 구동륜 중 슬립이 발생한 차륜과 슬립이 발생하지 않은 차륜 간 속도 차이에 상응하는 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 구동륜 중 슬립이 발생하지 않은 차륜의 속도로서 차량의 운동학적(kinematics) 특성이 반영된 슬립 미발생 차륜의 속도를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제동장치의 작동을 제어하여 슬립이 발생한 차륜에 제동력이 인가되는 동안, 제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보와 현재의 차량 주행 정보로부터 얻어지는 차량의 횡하중 이동량을 기초로 하여 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단하는 단계; 및
현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달한 경우, 상기 슬립이 발생한 차륜에 인가되는 제동력이 정해진 양만큼 감소하도록 제동장치의 작동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단하는 단계에서, 상기 등가관성 정보의 값이 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성과 미리 정해진 값의 기본 등가관성의 차이인 등가관성 변화량이고,
상기 제어부는 등가관성 변화량이 미리 정해진 제2 변화량 임계값 미만이고 상기 차량의 횡하중 이동량이 미리 정해진 제2 이동량 임계값 미만인 경우 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 센서에 의해 검출되는 좌측륜 속도와 우측륜 속도로부터 상기 구동륜의 좌측륜과 우측륜 모두에 슬립이 발생한 상태인 것으로 판단한 경우, 제어부가 구동륜으로 전달되는 구동장치의 구동력을 저감하는 구동력 저감 제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 구동력 저감 제어를 실시하는 단계에서, 상기 구동력의 저감량은 상기 등가관성 정보에 상응하는 값으로 결정되고,
상기 등가관성 정보는 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성과 미리 정해진 값의 기본 등가관성의 차이인 등가관성 변화량인 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 구동력 저감 제어를 실시하는 동안, 제어부가 상기 추정된 구동계의 등가관성 정보를 기초로 하여 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단하는 단계; 및
상기 구동력 저감 제어 시 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달한 경우, 제어부가 정해진 양만큼 감소한 구동력 저감량을 적용하는 구동력 저감량 완화 제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 슬립 억제 완화 조건에 도달했는지를 판단하는 단계에서, 상기 등가관성 정보의 값이 실시간으로 구해지는 구동계의 등가관성과 미리 정해진 값의 기본 등가관성의 차이인 등가관성 변화량이고,
상기 제어부는 등가관성 변화량이 미리 정해진 제2 변화량 임계값 미만인 경우 현재 차량 상태가 슬립 억제 완화 조건에 도달한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 제어부는,
상기 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이를 미리 정해진 임계속도차와 비교하여, 상기 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이가 상기 임계속도차보다 큰 경우, 좌측륜과 우측륜 중 어느 하나의 차륜에만 슬립이 발생한 편휠슬립 상태인 것으로 판단하고,
상기 좌측륜 속도와 우측륜 속도의 차이가 상기 임계속도차 이하인 경우, 좌측륜과 우측륜 모두에 슬립이 발생한 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 슬립 제어 방법.