KR101856364B1

KR101856364B1 - 변속 이질감 제어 방법을 적용한 사륜구동차량

Info

Publication number: KR101856364B1
Application number: KR1020160128924A
Authority: KR
Inventors: 방재성; 이찬호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: KR20180038177A; US10227074B2; CN107917188A; CN107917188B; US20180099671A1

Abstract

본 발명의 사륜구동차량은 가속도 변속제어모드로 변속 이질감을 해소하고, 상기 가속도 변속제어모드는 변속기의 변속전후 사이를 잇는 실변속구간의 차량 가속도가 변속전후의 차량 가속도와 동일하게 유지되도록 변속기와 연결된 구동축에 전달되는 변속기 입력토크(TQ_input-1)에 독립적인 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 변속기와 연결되지 않은 구동축에 전달함으로써 기존의 슬립제어방식과 속도제어변속방식 및 시간제어변속방식에서 극복하지 못하던 실변속 구간에서의 구동 휠로 토크 전달 시 전달 토크의 변화를 극복하고, 그 결과 변속 이질감 없는 변속감(Shift Quality)으로 변속이 수행되는 특징을 구현한다.

Description

변속 이질감 제어 방법을 적용한 사륜구동차량{Method for Controlling Shift Differences and 4 Wheel Drive Vehicle thereof}

본 발명은 사륜구동(4 Wheel Drive)차량의 변속 제어에 관한 것으로, 특히 변속 전후와 실변속 구간 사이에서 모터 토크가 부가됨으로써 운전자에게 변속 이질감을 느끼게 하지 않고 변속이 이루어지도록 하는 변속제어방법과 이를 구현하는 사륜구동차량에 관한 것이다.

일반적으로 E_4WD시스템(Electric 4 Wheel Drive System)은 변속기(자동변속기 또는 더블클러치 변속기)와 엔진(토크 소스1)을 전륜 휠에 직결하고 모터(토크 소스2)를 후륜 휠에 직결하여 구성된다.

그러므로 상기 E_4WD시스템은 변속 전후 변속기의 클러치 혹은 브레이크가 직결되어 있을 경우와 비교하여 실변속 구간에서 슬립(Slip)에 의해 전륜에서 전달되는 휠 토크가 달라짐으로써 토크 소스1,2의 합으로 구현되는 운전자 요구 토크 변화나 차속 변화에 의한 변속 시 변속 이질감 제거를 위한 변속제어가 적용된다.

일례로, 상기 변속제어는 속도제어변속방식 또는 시간제어변속방식을 예로 들 수 있다. 상기 속도제어변속방식은 속도 제어로 빠른 변속을 구현함으로써 변속감(Shift Quality)을 증대시켜준다. 상기 시간제어변속방식은 변속 시간의 가변적제어로 최대한 실변속 전후 구간의 가속도를 유지함으로써 변속감(Shift Quality)을 향상시켜준다.

그 결과, E_4WD시스템 적용 4WD 차량은 단순한 슬립제어변속방식을 벗어난 속도제어변속방식 또는 시간제어변속방식으로 보다 향상된 변속감(Shift Quality)을 구현할 수 있고, 4WD(4 Wheel Drive)기능과 HEV(hybrid electric vehicle)기능을 동시 구현할 수 있는 장점을 함께 제공할 수 있다.

일본 특개 2004-347128(2004.12.09)

하지만, 상기 속도제어변속방식과 상기 시간제어변속방식은 변속감(Shift Quality)을 슬립제어변속방식 대비 보다 향상시킬 뿐 변속 이질감을 충분히 해소하는데 한계가 있을 수밖에 없다. 이러한 이유는 E_4WD시스템 적용 4WD 차량은 실변속 구간에서 구동 휠로 토크 전달 시 전달 토크의 변화를 피할 수 없음에 기인된다.

따라서 슬립제어방식과 마찬가지로 속도제어변속방식 또는 시간제어변속방식은 E_4WD시스템 적용 4WD 차량의 변속 이질감에 대한 근본적인 문제 해결방안이 될 수 없다는 한계가 있을 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 변속기와 연결되지 않은 구동축에 직결된 토크 소스를 통해 실변속 시 변속기와 연결된 구동 축과 독립적인 토크가 전달됨으로써 거의 동일하게 유지되는 변속 전후와 실변속 구간의 가속도로 변속 이질감을 제거한 가속도변속제어모드가 구현되는 사륜구동차량의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변속 이질감 제어 방법은 변속이 필요함을 판단하는 단계, 변속을 준비함과 더불어 차량 평균 가속도 값을 연산하는 단계, 실변속을 판단하는 단계, 실변속 시 변속기가 없는 구동축에 연결된 토크 소스를 통해서 앞서 연산한 차량 평균 가속도를 유지하기 위한 토크를 연산한 후 지령 토크로 생성하는 단계, 상기 지령 토크를 상기 토크 소스를 통해 상기 구동축으로 인가하는 단계로 구현되는 것을 특징으로 한다.

다른 한편으로 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변속 이질감 제어 방법은 차량의 주행 중 변속 시 제어기에 의해 가속도 변속제어모드로 구현되고, 상기 가속도 변속제어모드는, (A) 상기 실변속구간의 전후를 각각 변속준비구간과 변속완료구간으로 구분된 변속기의 SP(Shift Phase)에 매칭되도록 상기 변속 전 구간을 A로 구분하고, 차량 가속도 평균값을 산출하는 단계, (B) 상기 A가 상기 변속준비구간을 벗어나면 상기 실변속 구간 진입으로 인식되는 단계, (C) 상기 실변속 구간 진입 후 변속기 전달토크 또는 변속기 개입토크가 산출되는 단계, (D) 상기 변속기 전달토크를 이용하는 토크예측모드로 상기 변속기 입력토크와 상기 타 구동축 입력토크가 출력되는 단계, (E) 상기 변속기 개입토크를 이용하는 토크개입모드로 상기 변속기 입력토크와 상기 타 구동축 입력토크가 출력되는 단계로 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 가속도 변속제어모드는 상기 차량의 운전자 요구 토크또는 상기 차량의 차속(V)을 변속조건으로 하여 수행되고, 상기 변속조건은 상기 운전자 요구 토크의 변화 또는 상기 차속의 변화가 상기 변속을 수행할 때 충족되며, 상기 운전자 요구 토크와 상기 차속은 상기 제어기에서 모니터링된다.

바람직한 실시예로서, 상기 차량 가속도 평균값은 상기 변속준비구간에서 G 센서의 차량 가속도 측정값의 평균이다.상기 A는 0보다 크면서 상기 실변속 구간보다 작은 숫자를 갖는 교정인자(Calibration Factor)이다. 상기 변속기 전달토크는 상기 변속기의 내부에서 발생되는 슬립(Slip)을 이용하여 산출된다.

바람직한 실시예로서, 상기 토크예측모드는, (d-1) 상기 차량의 운전자 요구 토크와 상기 변속기 전달토크의 차를 산출하고, 산출 값을 제1 가속도유지제어토크로 정의하는 단계, (d-2) 상기 실변속 구간 진입상태에서 상기 변속기 개입토크를 상기 변속기 입력토크로 출력함과 동시에 차량 평균 가속도를 현재 차량 가속도로 보정한 오차 보상값이 상기 제1 가속도유지제어토크와 합산된 후 상기 타 구동축 입력토크로 출력되는 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 토크개입모드는, (e-1) 상기 차량의 운전자 요구 토크와 상기 변속기 개입토크의 차를 산출하고, 산출 값을 제2 가속도유지제어토크로 정의하는 단계, (e-2) 상기 실변속 구간 진입상태에서 상기 변속기 개입토크를 상기 변속기 입력토크로 출력함과 동시에 차량 평균 가속도를 현재 차량 가속도로 보정한 오차 보상값이 상기 제2 가속도유지제어토크와 합산된 후 상기 타 구동축 입력토크로 출력하는 단계로 수행된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사륜구동차량은 차량의 주행 중 변속이 이루어지면 변속전후 구간의 사이를 잇는 실변속구간의 차량 가속도가 변속전후구간의 차량 가속도와 동일하게 유지되도록 변속기와 연결된 구동축으로 전달되는 변속기 입력토크에 독립적인 타 구동축 입력토크를 변속기와 연결되지 않은 타 구동축에 전달하는 가속도 변속제어모드가 수행되는 제어기; 상기 변속기를 제어하는 변속기 제어기; 상기 차량 가속도를 측정하는 G 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 제어기는 상기 변속기 입력토크가 발생되는 토크소스 1과 상기 타 구동축 입력토크가 발생되는 토크소스 2를 제어하는 토크소스 제어기, 상기 토크소스 제어기와 연계되어 피드백(Feedback)제어기로 차량 가속도의 오차를 보정하는 토크 맵 제어기로 구성된다.

이러한 본 발명의 E_4WD시스템은 가속도제어변속방식의 변속제어로 변속 이질감을 제거함으로써 다음과 같은 장점 및 효과를 구현한다.

첫째, 변속 전후와 실 변속 구간의 가속도가 거의 동일하게 유지됨으로써 운전자가 변속 여부를 판단하지 못할 정도로 변속감의 향상이 이루어진다. 둘째, 변속감의 향상이 변속기와 연결되지 않은 토크 소스로 구현됨으로써 2개의 토크 소스중 1개의 토크 소스만 사용될 수 있다. 셋째, 실변속 중 변속 전의 가속도가 유지됨으로써 실변속 구간에서도 동력 단절을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 E_4WD시스템 적용 사륜구동차량은 전 변속 구간(class)으로 가속도제어변속방식의 변속 제어를 적용함으로써 다음과 같은 장점 및 효과를 구현한다.

첫째, 파워 온 업/다운 변속(Power On Up/down-shift) 시 변속기와 연결되지 않은 토크 소스를 통한 포지티브 토크(+토크)를 구동 휠로 전달함으로써 변속감을 향상할 수 있다. 둘째, 파워 오프 업/다운 변속(Power Off Up/down-shift) 시 변속기와 연결되지 않은 토크 소스를 통한 네거티브 토크(??토크)를 구동휠로 전달함으로써 변속감을 향상할 수 있다. 셋째, 변속기와 연결되지 않은 토크 소스를 이용함으로써 정지 전 변속과 같이 변속에 의해서 제동 토크의 부족분을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가속도변속제어모드를 이용한 변속 이질감 제어 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가속도변속제어모드가 구현된 사륜구동차량의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 사륜구동차량이 가속도변속제어모드로 변속 이질감을 해소하기 전 변속 프로세스(Shift Process)의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 가속도유지제어토크 생성을 위한 슬립(Slip) 피드백제어기의 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 가속도유지제어토크 생성을 위한 논 슬립(Nonslip) 피드백제어기의 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 사륜구동차량이 가속도변속제어모드로 변속 이질감을 해소한 변속 프로세스(Shift Process)의 예이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 변속 이질감 제어 방법은 변속이 필요한 조건판단(S10)과 변속완료(S70)의 사이에 가속도변속제어모드를 수행하며, 상기 가속도변속제어모드는 S20과 같이 가속도 변속제어를 위한 변수값 산출이 이루어지고, S30 및 S40과 같이 변속준비구간(SP(Shift Phase)=A)에서 실변속구간으로 넘어갈 때 변속기 내부의 슬립(Slip)에 의한 전달 토크(TQ_transfer)의 예측가능성 판단이 이루어진 다음, S50 또는 S60과 같이 구동축(변속기 연결, 예 전륜)의 변속기 입력토크(TQ_input-1)가 일정한 상태에서 타 구동축(변속기 미 연결, 예 후륜)의 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 달리함에 특징이 있습니다. 그 결과, 가속도변속제어모드는 변속 전후와 실변속 구간의 가속도를 동일하게 유지함으로써 슬립제어방식과 속도제어변속방식 및 시간제어변속방식과 달리 실변속 구간에서의 구동 휠로 토크 전달 시 전달 토크의 변화를 피할 수 없는 구조적 한계가 극복될 수 있습니다.

도 2를 참조하면, 사륜구동차량(1)은 E_4WD 시스템(Electric 4 Wheel Drive System)(10), 자동변속기(Automatic Transmission) 또는 더블클러치변속기(Dual Clutch Transmission) 타입 변속기(40), 차량 가속도 검출을 위한 G 센서(70)를 포함하고, 상기 E_4WD 시스템(10)은 전륜(1-1)으로 동력을 전달하는 토크소스 1(20-1)(예, 엔진), 후륜(1-2)으로 동력을 전달하는 토크소스 2(20-2)(예, 모터), 토크소스 1(20-1)과 토크소스 2(20-2)를 개별적으로 또는 통합적으로 제어하는 토크소스 제어기(30), 토크소스 1(20-1)과 연계된 변속기(40)를 제어하는 변속기 제어기(50), 가속도변속제어모드를 수행하도록 토크소스 제어기(30)와 연계된 토크 맵 제어기(60)로 구성된다.

특히, 상기 토크 맵 제어기(60)는 차량 평균 가속도를 실변속 구간에서 만족하기 위해서 차량 평균 가속도와 현재 차량의 가속도의 오차를 보정하는 피드백(Feedback)제어기로 구성됨으로써 가속도유지제어토크(TQ_feedback)(예, TQ_feedback-1, TQ_feedback-2)를 연산하고, 이를 위해 PID 제어 혹은 다양한 종류의 제어 알고리즘을 적용한다. 상기 피드백(Feedback)제어기의 예는 이후 도 4 및 도 5를 통해 상세히 설명된다.

상기 E_4WD 시스템(10)은 전륜(1-1)과 변속기(40), 변속기(40)와 토크소스 1(20-1), 후륜(1-2)과 토크소스 2(20-2), 토크소스 제어기(30)와 토크 맵 제어기(60)를 하드웨어로 연결하고, 토크소스 제어기(30)와 토크소스 1(20-1) 및 토크소스 2(20-2), 토크소스 제어기(30)와 토크 맵 제어기(60), 상기 변속기 제어기(50)와 변속기(40), 토크 맵 제어기(60)와 G 센서(70)를 통신 네트워크로 연결한다.

이하 가속도변속제어모드를 이용한 변속 이질감 제어 방법의 실시예를 도 3 내지 도 6을 참조로 상세히 설명한다. 상기 가속도변속제어모드의 제어주체는 토크 맵 제어기(60)와 연계된 토크소스 제어기(30)이고, 통상 제어기로 설명된다. 상기 가속도변속제어모드의 제어대상은 토크소스 2(20-2)이나 필요 시 토크소스 1(20-1)도 포함될 수 있다.

S10은 E_4WD 시스템(10) 적용 사륜구동차량(1)의 주행 상태에서 변속조건충족의 여부가 제어기에서 판단되는 단계이다. 이를 위해 제어기는 S10-1과 같이 운전자 요구 토크(TQ_driver)의 변화 또는 차속(V)의 변화를 모니터링하면서 그 변화 정도로 변속조건충족을 판단한다. 여기서 상기 운전자 요구 토크(TQ_driver)는 토크소스 1(20-1)과 토크소스 2(20-2)의 합을 의미하고, 상기 차속(V)은 사륜구동차량(1)의 주행속도를 의미하며, 변속조건충족은 변속기 제어기(50)가 변속기(40)의 변속단을 변경함을 의미한다.

그 결과 제어기는 S10-1과 같이 모니터링을 지속하다가 변속조건충족 상태에서 S20으로 진입한다.

S20은 가속도변속제어에 적용되는 변수값 산출이 제어기에서 이루어지는 단계이고, S30은 변속 페이즈(SP, Shift Phase)의 변속준비구간 진입여부가 제어기에서 검출되는 단계이다.

도 3의 변속 프로세스(Shift Process)를 참조하면, SP 선도로부터 SP는 변속선도의 변속기입력속도에 대해 변속준비구간, 실변속구간, 변속완료로 구분되고, 가속도 선도로부터 차량 가속도 측정값은 실변속구간에서 크게 낮아짐을 알 수 있다. 특히, 상기 SP는 변속준비구간, 실변속구간, 변속완료를 0보다 큰 숫자로 구분되고, 숫자 크기는 변속준비구간 < 실변속구간 < 변속완료의 관계를 갖는다. 여기서, "<"는 두 값의 크기를 나타내는 부등호이다.

그러므로 제어기는 현재의 차속, 현재의 기어단수, 그리고 엑셀 페달 궤도량 등에 의해서 운전자 요구 토크(TQ_driver)를 검출하고, G 센서(70)에서 측정되는 차량 가속도 측정값의 평균값인 차량 가속도 평균값(G_avg)을 산출한다. 그 결과 토크소스 1(20-1)과 토크소스 2(20-2)이 결정된 운전자 요구 토크(TQ_driver)에 기반 되어 분배된다. 또한 제어기는 SP > A의 관계식으로 변속조건충족상태가 변속준비상태로 전환되었음을 판단한다. 여기서, 상기 SP는 변속 페이즈이고, 상기 A는 0보다 큰 숫자를 갖는 교정인자(Calibration Factor)로서 SP의 변속준비구간, 실변속구간, 변속완료 중 변속준비구간중 변속준비구간에 매칭되는 변속 전 구간(Before Shift Phase)을 나타내고, ">"은 두 값의 관계를 나타내는 부등호이다.

그러므로 SP > A의 불 충족은 SP가 변속준비구간을 벗어나지 않았음을 의미하고, 변속준비구간에서 G 센서(70)에서 측정되는 차량 가속도 측정값이 차량 가속도 평균값(G_avg)으로 산출됨을 의미한다.

그 결과 SP > A의 충족은 SP가 변속준비구간을 벗어나 실변속 구간으로 진입하였음을 의미하므로 제어기는 S40으로 진입함으로써 변속준비상태를 변속개시상태로 전환한다.

S40은 변속기 슬립(Slip)에 의한 변속기 전달 토크(TQ_trannsfer)가 예측될 수 있는지 제어기에서 판단하는 단계이다. 이러한 이유는 변속준비구간에서 실변속 구간으로 넘어갈 때 변속기(40)의 내부에서 발생되는 슬립(Slip)은 변속기(40)가 구동축(전륜(1-1)에 전달하는 변속기 전달 토크(TQ_trannsfer)를 예측할 수 있음에 기인한다. 이를 위해 제어기는 변속기(40)에 대한 모니터링 데이터를 이용하거나 또는 변속기 제어기(50)와 협조 제어한다.

그 결과 제어기는 슬립(Slip)에 의한 변속기 전달 토크 예측 시 S50과 S52의 토크예측모드로 전환하는 반면 슬립(Slip)에 의한 변속기 전달 토크 예측 불가 시 S60과 S62의 토크개입모드로 전환한다. 따라서 제어기는 토크소스 2(20-2)에서 후륜(1-2)의 구동축으로 전달되는 타 구동축 입력토크(TQ_input--2)를 변속기(40)의 슬립(Slip)에 의한 변속기 전달 토크 예측 여부로 달리하여 준다.

상기 토크예측모드의 수행은 하기와 같이 구현된다.

S50은 후륜(1-2)의 구동축에 전달되는 제1 가속도유지제어토크(TQ_feedforward-1)가 제어기에서 산출되는 단계이다. 이를 위해 제어기는 TQ_feedforward-1 = TQ_driver - TQ_transfer의 관계식을 적용한다. 여기서, 상기 TQ_feedforward-1은 제1 가속도유지제어토크이고, 상기 TQ_driver는 운전자 요구 토크이며, 상기 TQ_transfer는 제어기 또는 변속기 제어기(50)에서 변속기(40)의 슬립(Slip)으로 예측된 변속기 전달토크이고, "="은 두 값이 같음을 의미하는 부등호이며, "-"는 두 값의 차이를 계산하는 연산기호이다. 이 경우 슬립에 의한 TQ_transfer의 예측은 변속기 제어분야의 통상적인 방법으로 구현된다.

그러므로 TQ_feedforward-1은 TQ_driver에서 TQ_transfer를 뺀 값으로 산출된다.

S52는 실변속 구간 진입에 맞춰 제어기에서 전,후륜에 동력 분배가 이루어지는 단계이다. 이를 위해 제어기는 토크소스 1(20-1)을 제어하여 변속기(40)가 연결된 전륜(1-1)의 구동축에 변속기 입력토크(TQ_input-1)를 전달하고, 토크소스 2(20-1)를 제어하여 변속기가 연결 되지 않은 후륜(1-2)의 구동축에 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 전달한다.

도 4를 참조하면, 토크 맵 제어기(60)는 슬립(Slip) 피드백제어기(60-1)로 구성되고, 제어기는 슬립(Slip) 피드백제어기(60-1)와 연계하여 변속기 입력토크(TQ_input-1)와 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 생성한다.

구체적으로, 상기 변속기 입력토크(TQ_input-1)는 TQ_input-1 = TQ_intervention의 관계식을 적용함으로써 제어기는 변속기(40)에 대한 모니터링 데이터로 산출하거나 또는 변속기 제어기(50)로부터 제공받은 변속기 개입토크(TQ_intervention)의 생성을 위한 출력을 발생시킨다. 상기 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)는 TQ_input-2 = TQ_feedforward-1 + G_avg 오차 보상값(G_{avg_compensation})의 관계식을 적용함으로써 제어기는 차량 평균 가속도와 현재 차량 가속도의 오차보정을 통해 차량 평균 가속도(G_avg)를 실변속 구간에서 만족시켜 준 후 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)의 생성을 위한 출력을 발생시킨다.

상기 토크개입모드의 수행은 하기와 같이 구현된다.

S60은 후륜(1-2)의 구동축에 전달되는 제2 가속도유지제어토크(TQ_feedforward-2)가 제어기에서 산출되는 단계이다. 이를 위해 제어기는 TQ_feedforward-2 = TQ_driver - TQ_{interventionr}의 관계식을 적용한다. 여기서, 상기 TQ_feedforward-1은 제1 가속도유지제어토크이고, 상기 TQ_driver는 운전자 요구 토크이며, 상기 TQ_intervention는 변속기(40)의 슬립(Slip)에 의한 예측 불가로 변속기 모니터링 데이터 또는 설정 맵을 통해 제어기 또는 변속기 제어기(50)에서 직접 산출된 변속기 전달토크이다. 이 경우 상기 TQ_intervention의 계산은 변속기 제어분야의 통상적인 방법으로 구현된다.

그러므로 TQ_feedforward-2는 TQ_driver에서 TQ_intervention를 뺀 값으로 산출된다.

S62는 실변속 구간 진입에 맞춰 제어기에서 전후륜의 각각에 동력 분배가 이루어지는 단계이다. 이를 위해 제어기는 토크소스 1(20-1)을 제어하여 변속기(40)가 연결된 전륜(1-1)의 구동축에 변속기 입력토크(TQ_input-1)를 전달하고, 토크소스 2(20-1)를 제어하여 변속기가 연결 되지 않은 후륜(1-2)의 구동축에 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 전달한다.

도 5를 참조하면, 토크 맵 제어기(60)는 논 슬립(Nonslip) 피드백제어기(60-2)로 구성되고, 제어기는 논 슬립(Nonslip) 피드백제어기(60-2)와 연계하여 변속기 입력토크(TQ_input-1)와 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 생성한다.

구체적으로, 상기 변속기 입력토크(TQ_input-1)는 TQ_input-1 = TQ_intervention의 관계식을 적용함으로써 제어기는 변속기(40)에 대한 모니터링 데이터로 산출하거나 또는 변속기 제어기(50)로부터 제공받은 변속기 개입토크(TQ_intervention)의 생성을 위한 출력을 발생시킨다. 상기 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)는 TQ_input-2 = TQ_feedforward-2 + G_avg 오차 보상값(G_{avg_compensation})의 관계식을 적용함으로써 제어기는 차량 평균 가속도와 현재 차량 가속도의 오차보정을 통해 차량 평균 가속도(G_avg)를 실변속 구간에서 만족시켜 준 후 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)의 생성을 위한 출력을 발생시킨다.

S70은 변속기 제어기(50)와 연계하여 제어기에서 변속완료를 판단하는 단계이다. 이 단계는, SP가 실변속 구간에서 변속완료 구간으로 진입했음을 의미함으로써 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)의 출력이 중지된다.

도 6을 참조하면, 토크 선도로부터 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)와 변속기 입력토크(TQ_input-1)는 실변속 구간에서 상호 보완됨을 알 수 있고, 가속도 선도로부터 차량 평균 가속도(G_avg)는 실변속 구간에서 변속준비구간과 변속완료구간으로 구분된 변속 전후와 거의 동일하게 유지됨을 알 수 있다. 그 결과, 가속도변속제어모드는 기존의 슬립제어방식과 속도제어변속방식 및 시간제어변속방식에서 극복하지 못하던 실변속 구간에서의 구동 휠로 토크 전달 시 전달 토크의 변화를 극복함으로써 변속 이질감 없는 변속감(Shift Quality)을 구현할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 사륜구동차량은 가속도 변속제어모드로 변속 이질감을 해소하고, 상기 가속도 변속제어모드는 변속기의 변속전후 사이를 잇는 실변속구간의 차량 가속도가 변속전후의 차량 가속도와 동일하게 유지되도록 변속기와 연결된 구동축에 전달되는 변속기 입력토크(TQ_input-1)에 독립적인 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)를 변속기와 연결되지 않은 구동축에 전달함으로써 기존의 슬립제어방식과 속도제어변속방식 및 시간제어변속방식에서 극복하지 못하던 실변속 구간에서의 구동 휠로 토크 전달 시 전달 토크의 변화를 극복하고, 그 결과 변속 이질감 없는 변속감(Shift Quality)으로 변속이 수행된다.

1 : 사륜구동차량 1-1 : 전륜
1-2 : 후륜
10 : E_4WD시스템(Electric 4 Wheel Drive System)
20-1 : 토크소스 1 20-2 : 토크소스 2
30 : 토크소스 제어기 40 : 변속기
50 : 변속기 제어기 60 : 토크 맵 제어기
60-1 : 슬립(Slip) 피드백제어기
60-2 : 논 슬립(Nonslip) 피드백제어기
70 : G 센서

Claims

차량의 주행 중 변속 시 제어기에 의해 가속도 변속제어모드가 수행되고,
상기 가속도 변속제어모드는 변속전후 구간의 사이를 잇는 실변속구간의 차량 가속도가 변속전후구간의 차량 가속도와 동일하게 유지되도록 변속기와 연결된 구동축으로 전달되는 변속기 입력토크에 독립적인 타 구동축 입력토크를 변속기와 연결되지 않은 타 구동축에 전달하며,
상기 가속도 변속제어모드는, (A) 상기 차량의 주행에 따른 차량 가속도 평균값이 산출되고, 변속 전 구간(Before Shift Phase)을 A로 하여 상기 실변속구간의 전후를 각각 변속준비구간과 변속완료구간으로 구분한 상기 변속기의 SP(Shift Phase)에 매칭되는 단계, (B) 상기 실변속 구간 진입이 상기 A가 상기 변속준비구간을 벗어날 때 인식되는 단계, (C) 상기 실변속 구간 진입 후 변속기 전달토크(TQ_transfer)가 산출되면, 상기 변속기 전달토크(TQ_transfer)를 이용하는 토크예측모드로 상기 변속기 입력토크(TQ_input-1)와 상기 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)가 출력되는 단계, (D) 상기 실변속 구간 진입 후 변속기 개입토크(TQ_intervention)가 산출되면, 상기 변속기 개입토크(TQ_intervention)를 이용하는 토크개입모드로 상기 변속기 입력토크(TQ_input-1)와 상기 타 구동축 입력토크(TQ_input-2)가 출력되는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 차량 가속도 평균값은 상기 변속준비구간에서 G 센서의 차량 가속도 측정값의 평균인 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 A는 0보다 크면서 상기 실변속 구간보다 작은 숫자를 갖는 교정인자(Calibration Factor)인 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 변속기 전달토크는 상기 변속기의 내부에서 발생되는 슬립(Slip)을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 토크예측모드는, (c-1) 상기 차량의 운전자 요구 토크와 상기 변속기 전달토크의 차가 산출되고, 산출된 차이 값이 제1 가속도유지제어토크로 정의되는 단계, (c-2) 상기 실변속 구간 진입상태에서 상기 변속기 개입토크를 상기 변속기 입력토크로 출력함과 동시에 상기 차량 평균 가속도를 현재 차량 가속도로 보정하여 오차 보상값으로 산출되는 단계, (c-3) 상기 오차 보상값에 의해 상기 제1 가속도유지제어토크가 정정되어 상기 타 구동축 입력토크로 출력되는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 제1 가속도유지제어토크와 상기 오차 보상값은 합산되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 토크개입모드는, (d-1) 상기 차량의 운전자 요구 토크와 상기 변속기 개입토크의 차가 산출되고, 산출된 차이 값이 제2 가속도유지제어토크로 정의되는 단계, (d-2) 상기 실변속 구간 진입상태에서 상기 변속기 개입토크를 상기 변속기 입력토크로 출력함과 동시에 상기 차량 평균 가속도를 현재 차량 가속도로 보정하여 오차 보상값으로 산출되는 단계, (d-3) 상기 오차 보상값에 의해 상기 제2 가속도유지제어토크가 정정되어 상기 타 구동축 입력토크로 출력되는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 제2 가속도유지제어토크와 상기 오차 보상값은 합산되는 것을 특징으로 하는 변속 이질감 제어 방법.
청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 의한 변속 이질감 제어 방법을 수행하는 제어기;
상기 변속기를 제어하는 변속기 제어기;
상기 차량 가속도를 측정하는 G 센서;
가 포함된 것을 특징으로 하는 사륜구동차량.
청구항 10에 있어서, 상기 제어기는 상기 변속기 입력토크가 발생되는 토크소스 1과 상기 타 구동축 입력토크가 발생되는 토크소스 2를 제어하는 토크소스 제어기, 상기 토크소스 제어기와 연계된 토크 맵 제어기로 구분되는 것을 특징으로 하는 사륜구동차량.
청구항 11에 있어서, 상기 토크 맵 제어기는 차량 가속도의 오차를 보정하는 피드백(Feedback)제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 사륜구동차량.