KR100262696B1

KR100262696B1 - 차량의 구동력 제어방법

Info

Publication number: KR100262696B1
Application number: KR1019970052894A
Authority: KR
Inventors: 소타 야스다
Original assignee: 하나와 요시카즈; 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2000-08-01
Also published as: US6115663A; JPH10119598A; JP3829374B2; KR19980032863A

Abstract

본 발명은 미끄러지기 쉬운 노면에서의 구동성능을 높인 차량의 구동력 제어장치에 관한 것으로, 후륜(RL, RR)의 공전시에 트랙션 컨트롤 시스템(traction control system)을 통해 후륜(RL, RR)의 구동력을 감소시킨후, 토크 스플릿 컨트롤 시스템(torque splittingcontrol system)을 통해 전륜(FL, FR)에 분배되는 구동력의 비율을 중가시키는 구성에 관한 것이다.

Description

차량의 구동력 제어방법{Drive Power Control Method for Vehicle}

본 발명은 4륜 구동차량에 트랙션 컨트롤(traction control) 및 토크스플릿 컨토롤(torque splitting control)을 실시하는 것에 관한 것이다. 차륜의 가속등의 경우에 차륜이 공전하여 가속성능의 저하를 방지하는 차량의 트랙션 컨트롤 시스템으로는, 일본 특허청이 1990년 공개한 일본국 특개평 2-63934호를 들수 있는바, 여기서는, 차륜의 공정이 탐지될 때에 크레이크의 작동에 따라서 엔진의 출력을 감소시키는 개념이 공지되었다.

한편, 예를 들면, 1993년 일본 특허청이 공개한 일본국 특개평 5-1552645호는 4륜 구동차의 전륜과 후륜 사이에서 구동력의 비율을 변화시키는 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 기술하고 있다.

이러한 종래 기술들은 차륜의 공전을 방지하기 위한 기술을 제안하고 있지만, 트래션 컨트롤 시스템과 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 장착한 4륜 구동차에는 다음의 문제가 발생한다.

예를 들면, 적설등으로 인해서 노면의 마찰계수 μ가 상당히 낮은 도로상에서 차륜의 스핀이 자유로울 때에, 만일, 차륜의 공전시에 트랙션 컨트롤 시스템보다 먼저 토크 스플릿 컨트롤 시스템이 작동하면, 트랙션 컨트롤 시스템이 작동할 때까지 차륜이 어느 정도 공전하는 것을 피할 수 없으며, 이 공전에 의해 노면의 마찰계수 μ가 더욱 낮아지므로, 발진성(starting off capability)이나 가속성이 악화된다.

본 발명은 마찰계수 μ가 낮은 도로에서 차륜의 미끄러짐을 방지하기 위한 차량의 구동력 제어에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 구동력 제어장치의 개략적인 다이아그램,

제2도는 트랙션 컨트롤과 토크 스플릿 컨트롤을 수행하는 본 발명의 구동력 제어장치를 통한 구동력 제어방법의 순서를 설명하는 플로 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동력 컨트롤러 2 : 엔진 컨트롤러

3 : 변속 컨트롤러 4 : 엔진

6 : 변속기 7 : 액셀 페달

8 : 제1스로틀 밸브 9 : 액튜에이터

10 : 제2스로틀 밸브 11 : 스로틀밸브 개방 센서

12FR : 차륜속도 센서 12FL : 차륜속도 센서

12RR : 차륜속도 센서 12RL : 차륜속도 센서

청구항1에 기재한 차량의 구동력 제어방법은, 차륜의 공전시를 판정하는 슬립판정수단과, 차륜의 공전시 차륜의 구동력을 저감하는 트랙션 컨트롤 시스템과, 차륜의 공전시 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시키는 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 구비한 차량용 구동력 제어장치에 의해서, 차륜의 공전시 트랙션 컨트롤 시스템을 통해 차륜의 구동력을 저감한 후에 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 통해 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시키는 단계를 포함한다.

청구항2에 기재한 차량의 구동력 제어방법은, 청구항1 기재의 발명에 있어서, 상기 차륜의 공전시 트랙션 컨트롤 시스템을 작동시킨 후에 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 통해 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시킬지의 여부를 판정하는 단계를 포함한다.

청구항3에 기재한 차량의 구동력 제어방법은, 청구항1 또는 2기재의 발명에 있어서, 상기 차량의 목표가속도 Xgs를 연산하는 단계와, 차량에 발생하는 실제의 전후가속도 Xg를 검출하는 단계와, 현재의 가속도 Xg가 목표가속도 Xgs로부터 소정치α를 뺀 값 이하인 경우에 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시키는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면에 의거해서 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 엔진(4)의 구동력은 변속기(6)로부터 드라이브 샤프트(20), 후륜측 차동장치(디퍼렌셜 기어)(21), 드라이브 샤프트(22) 등을 통해 좌우의 후륜(RL, RR)에 입력된다.

엔진(4) 구동력의 일부는 변속기(6)로부터 드라이브 샤프트(20), 클러치(31), 트랜스퍼(32), 전륜측 차동장치(디퍼렌셜 기어)(33), 드라이브 샤프트(34)등을 통해 좌우의 전륜(FL, FR)에 입력된다. 클러치(31)는 전륜(FL, FR)과 후륜(RL, RR)에 전달되는 토크 배분을 0:100에서 50:50, 그리고 리지드(rigid) 상태까지 연속적으로 바꿀수 있다.

토크 스플릿 컨트롤 시스템은 마이크로 컴퓨터 등으로 구성된 구동력 컨트롤러(1)와, 구동력 컨트롤러(1)로부터의 출력에 따라 클러치(31)를 작동시키는 액튜에이터(14)등에 의해 구성된다.

구동력 컨트롤러(1)에는 각 차륜(FR, FL, RR, RL)의 회전속도를 검출하는 차륜속 센서(12FR, 12FL, 12RR, 12RL)의 검출신호가 각각 입력된다. 구동력 컨트롤러(1)는 이들 각 차륜속(VTFR, VTEL, VTRR, VTRL)에 의거해서 차륜(FR, FL, RR, RL)의 공전과 차량의 전후가속도 Xg를 검출하고, 후륜(RL, RR)이 공전한 경우에 전륜(FL, FR)과 후륜(RL, RR)에 전달되는 토크 배분을 0:100에서 50:50으로 연속적으로 바꾼다.

변속기(6)는 AT컨트롤러(3)에 의해 운전상태에 따른 기어위치에 설정되는 것이며, 이 AT컨트롤러(3)는 설정한 기어위치(GEAR)를 구동력 컨트롤러(1)에 송출한다.

엔젠 컨트롤러(2)는 엔진(4)의 연료분사량이나 점화시기 등을 운전상태에 따라 제어하는 것이며, 엔진(4)의 회전수(Ne)는 엔진 컨트롤러(2)로부터 구동력 컨트롤러(1)에 송출된다.

엔진(4)의 흡기통로에는 액셀페달(7)에 따라 움직이는 제1스로틀 밸브(8)와, 액튜에이터(9)를 통해 개폐하는 제2스로틀 밸브(10)가 배설된다.

트랙션 컨트롤 시스템은 구동력 컨트롤러(1)로부터의 출력을 토대로 액튜에이터(9)를 통해 제2스로틀 밸브(10)를 개폐하여 엔진(4)의 발생출력을 조절하는 구성으로 한다.

또, 트랙션 컨트롤 시스템은 엔진(4)에 대한 연료공급량을 조절하여 엔진(4)의 발생출력을 조절하거나, 각 차륜(FR, FL, RR, RL)의 제동력을 조절하는 구성으로 할 수 있다.

제1스로틀 밸브(8)의 개도(opening amount)를 검출하는 개도센서(11)가 구비된다. 검출된 제1스로틀 밸브(8)의 개도(TVO)는 구동력 컨트롤러(1)에 이송된다.

구동력 컨트롤러(1)는 각 차륜속(VTFR, VTEL, VTRR, VTRL)에 의거해서 차륜(FR, FL, RR, RL)의 공전을 검출하고, 이들이 공전한 경우에 액튜에이터(9)를 통해 제2스로틀 밸브(10)를 개폐하고, 엔진(4)의 발생토크(구동력)를 조정함으로써 차륜(FR, FL, RR, RL)의 공전을 억제한다.

그러나, 노면의 마찰계수 μ가 상당히 낮은 경우, 후륜(RL, RR)의 공전시 먼저 토크 스플릿 컨트롤 시스템이 작동하면 트랙션 컨트롤 시스템이 작동할 때 까지 후륜(RL, RR)이 어느 정도 공전하는 것을 피할 수 없으며, 이 공전에 의해 노면이 깍이거나 마모되어 노면의 마찰계수μ가 더욱 낮아지므로, 발진성이나 가속성이 악화될 가능성이 있다.

본 발명은 이것에 대처하여 후륜(RL, RR)의 공전시에 먼저 트랙션 컨트롤 시스템을 작동시킨 후에 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 작동시켜서 후륜(RL, RR)이 공전하는 것을 억제한다.

도2의 플로챠트는 구동력을 제어하는 루틴을 나타내고 있으며, 구동력 컨트롤러(1)에 있어서 일정 주기마다 실행된다.

먼저, 스텝Sl에서는 각 차륜속 센서(12FR, 12FL, 12RR, 12RL)의 출력을 판독하고, 각 차륜의 차속(VTFR, VTFL, VTRR, VTRL)을 연산한다.

계속해서 스텝S2로 진행하여 후륜(주구동륜)(RL, RR)의 슬립율(S)을 다음식으로 연산한다.

S =(VTFR + VTFS - VTRR - VTRS)/2 … (1)

계속해서 스텝S3으로 진행하여 현재의 가속도Xg를 다음 식으로 연산한다.

Xg = d(VFF)/dt … (2)

단, VFE = (VTFR + VTFL)/2 이다.

계속해서, 스텝S4로 진행하여 운전상태에 따른 차량 가속도의 최대치인 목표가속도 Xgs를 다음 식으로 연산한다.

Xgs = 1/Kㆍ T_E… (3)

단, K는 차량의 제원(dynamic characteristics)과 변속기(6)의 기어 위치에 따라 결정하는 정수, T_E는 엔젠(4)의 발생토크이다.

계속해서 스텝S5로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력이 제어중인지의 여부를 판정한다.

트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력의 제어중이라고 판정되었을 경우 스텝S6으로 진행하고, 산출된 슬립율(S)이 스레솔드치(threshold value, STH)보다 큰 지의 여부를 판정한다.

슬립율(S)이 스레솔드치(STH)보다 크다고 판정되었을 경우 스텝S7로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 행해진다.

계속해서 스텝S8로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 종료했는지의 여부를 판정한다.

스텝S6에서 스레솔드치(STH)이하라고 판정되었을 경우 혹은 스텝S8에서 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 종료되었다고 판정되었을 경우 스텝S12로 진행하고 플래그(flag, FTCS)를 클리어(clear)한다.

또, 스텝S5에 있어서, 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력의 제어중 이라고 판정되었을 경우 스텝S9로 진행하고, 산출된 슬립율(S)이 스레솔드치(STH)보다 큰지의 여부를 판정한다.

슬립율(S)이 스레솔드치(STH)보다 크다고 판정되었을 경우 스텝 S7로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 행해진다.

슬립율(S)이 스레솔드치(STH) 이하라고 판정되었을 경우 스텝 S10으로 진행하여 현재의 가속도 Xg가 목표가속도Xgs에서 소정치

를 뺀 값보다 큰지의 여부를 판정한다.

Xg＞Xgs -

라고 판정되었을 경우 스텝 S7로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 행해진다.

Xg

Xgs -

라고 판정되었을 경우 스텝 S11로 진행하여 토크 스플릿 컨트롤 시스템에 의해 전륜(FL, FR)과 후륜(RL, RR)에 전달되는 토크 배분을 0:100에서 50:50으로 연속적으로 바꾸는 구동력 제어가 행해진다.

스텝S11에서 토크 스플릿 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 행해진 후, 스텝S7로 진행하여 트랙션 컨트롤 시스템에 의한 구동력 제어가 행해진다.

후륜(RL, RR)이 공전한 경우, 먼저 트랙션 컨트롤 시스템을 작동시키고, 후륜(RL, RR)에 걸리는 구동력을 일시적으로 작게 하여 후륜(RL, RR)의 공전을 억제한 후, 토크 스플릿 컨트롤 시스템이 작동하므로, 적설등으로 노면의 마찰계수 μ가 상당히 낮은 경우, 후륜(RL, RR)이 공전하는 것을 억제할 수 있으며, 후륜(RL, RR)의 공전에 의해 노면이 깎이거나 마모되어, 노면의 마찰계수 μ가 더욱 낮아지는 것을 방지하므로, 발진성이나 가속성을 높일수 있다.

그리고, 현재의 가속도 Xg가 운전상태에 따른 목표가속도 Xgs에서 소정치

를 뺀 값 이하라고 판정되었을 경우, 토크 스플릿 컨트롤 시스템이 작동하므로, 헌팅을 방지하면서 발진성이나 가속성을 높일 수 있다.

청구항1에 기재한 차량의 구동력 제어방법에 있어서, 차륜의 공전시 트랙션 컨트롤 시스템을 통해 각 차륜의 구동력을 저감한 후 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 통해 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시킴으로써, 적설등으로 노면의 마찰계수 μ가 상당히 낮은 경우에 주구동륜이 공전하는 것을 억제할 수 있어서, 주구동륜의 공전에 의해 노면이 깎이거나 마모되어 노면의 마찰계수 μ가 더욱 더 낮아지는 것을 방지하므로, 발진성이나 가속성을 높일 수 있다.

청구항2에 기재한 차량의 구동력 제어방법에 있어서, 차륜의 공전시 트랙션 컨트롤 시스템을 통해 각 차륜의 구동력을 저감한 후 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 통해 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시킬지의 여부를 판정하기 때문에, 적설로 등 노면의 마찰계수 μ가 상당히 낮은 경우에 주구동륜의 공전을 억제하면서 차량의 가속을 원활하게 할 수 있다.

청구항3에 기재한 차량의 구동력 제어방법에 있어서, 현재의 가속도 Xg가 운전상태에 따른 목표가속도 Xgs에서 소정치

를 뺀 값 이하라고 판정되었을 경우 토크 스플릿 컨트롤 시스템이 작동하므로, 헌팅(hunting)을 방지하면서 발진성이나 가속성을 높일 수 있다.

Claims

차륜의 공전시를 판정하는 슬립판정수단과, 차륜의 공전시 차륜의 구동력을 감소시키는 트랙션 컨트롤 시스템과, 차륜의 공전시 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시키는 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 구비한 차량용 구동력 제어장치에 의한 차량용 구동력 제어방법에 있어서, 차륜의 공전시에 트랙션 컨트롤 시스템을 통해 차륜의 구동력을 감소시키고, 그 후에 토크 스플릿 컨트롤 시스템에 의한 부구동륜의 제어를 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 차륜의 공전시 트랙션 컨트롤 시스템을 작동시키고 그 후에 토크 스플릿 컨트롤 시스템을 통해 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시킬지의 여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 차량의 목표 가속도 Xgs를 연산하고, 차량에 발생하는 실제의 전후가 속도 Xg를 검출하고, 현재의 가속도 Xg가 목표가속도 Xgs에서 소정값
를 뺀 값 이하인 경우에, 부구동륜에 분배되는 구동력 비율을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.