KR100222343B1 - 구동력 분배 제어 장치 - Google Patents

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KR100222343B1 KR1019970025476A KR19970025476A KR100222343B1 KR 100222343 B1 KR100222343 B1 KR 100222343B1 KR 1019970025476 A KR1019970025476 A KR 1019970025476A KR 19970025476 A KR19970025476 A KR 19970025476A KR 100222343 B1 KR100222343 B1 KR 100222343B1
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Abstract

엔진의 구동력을 소정의 분배율로 종구동륜에 분배한다. 종구동륜으로의 토크 분배율이 높은 저속시의 선회에서는 주구동륜과 종구동륜의 회전 반경차이에 의거하여 차체, 서스펜션, 타이어 등에 비틀림이 발생한다. 차량이 정지한 후, 엔진을 정지하면 종구동륜으로의 토크 분배가 정지하고 비틀림이 단번에 해방되기 때문에 차량이 진동한다. 본 발명은 이 진동을 방지하기 위해서 차량의 정지 상태에선 토크의 분배율을 내리는 것으로 비틀림의 해방을 서서히 행한다.

Description

구동력 분배 제어 장치
본 발명은 엔진의 구동력을 운전 조건에 따라서 주 구동륜과 종구동륜으로 분배하는 토크 분배기구의 분배율의 제어에 관한 것이다.
4 륜 구동차의 주구동륜과 종구동륜으로서 구동력의 분배율을 운전조건에 따라서 변화시키는 장치로서 예를들면 일본국 특허청이 1990년에 발행한 공개특허평 2-27064 호에 토크 스플릿식의 구동력 분배 제어 장치가 개시되어 있다.
이 장치는 주구동륜을 엔진이 직접적으로 구동하는 한편, 종구동륜과 엔진의 구동축이 습식 다판 마찰 클러치를 거쳐서 연결되어 있다. 그리고 제어 신호에 따라서 클러치의 체결력을 변화시키므로서 종구동륜으로의 토크 분배율을 변화시키고 있다.
클러치의 체결력은 전후륜의 회전속도차가 클수록, 즉, 주구동륜인 후륜의 슬립이 클수록 강화된다. 이 결과 종구동륜인 전륜으로의 구동력의 분배율을 증대시키고 후륜의 슬립을 신속하게 종료케 하는 것이다.
그런데, 4 륜 구동중에 선회를 행하면 전후륜의 회전 반경의 차이가 서스펜션, 타이어나 차체의 비틀림을 가져온다. 그 때문에, 선회증에 정차해서 그대로 엔진을 끄면 클러치의 체결력이 어느 값에서 급격히 영으로 되고 전륜이 자유롭게 되기 때문에 서스펜션, 타이어나 차체의 비틀림이 단번에 해방된다. 이 비틀림의 해방에 따라서 차체에 상하 및 전후 방향의 진동이나 요동이 생기며 운전자나 동승 자에게 위화감을 부여한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 따라서, 선회중에 정차해서 엔진을 정지시켰을 경우의 차체의 진동이나 요동을 방지하는 것이다.
제1도는 본 발명에 의한 구동 토크 분배 제어 장치의 개략 구성도.
제2도는 본 발명에 의한 컨트롤 유닛과 각종 센서와의 접속 상태를 설명하는 블록 다이어그램.
제3도는 컨트롤 유닛이 실행하는 토크 제어 프로세스를 설명하는 플로챠트.
제4(a)도 내지 제4(d)도는 본 발명에 의한 토크 제어하에서의 클러치 체결 토크, 차량 속도, 점화 스위치 및 억제 스위치의 상태 변화를 설명하는 타이밍 챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 트랜스미션
11 : 트랜스퍼 20 : 제어 유압 발생 장치
24 : 유압 펌프 26 : 어큐뮬레이터
40 : 컨트롤 유닛
제1도를 참조하면 4륜 구동차의 엔진(1)의 구동력은 트랜스미션(2)을 거쳐서 트랜스퍼(11)로 입력된다.
주구동륜인 후륜(6)에는 트랜스퍼(11)에 연결된 리어 프로펠러 샤프트(4)와 리어 디퍼렌셜(5)을 거쳐서 엔진(1)의 구동력이 직접 전달된다.
종구동륜인 전륜(10)에는 트랜스퍼(11)의 출력축(7)에 분배된 구동력이 프론트 프로펠러 샤프트(8)와 프론트 디퍼렌셜(9)을 거쳐서 전달된다.
트랜스퍼(11)에는 토크 분배 기구인 습식 다판 마찰 클러치(11A)가 장착된다. 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 클러치 체결력은 제어 유압 발생장치(20)로부터 공급되는 제어 유압 Pc 에 의해 초래된다. 제어 유압Pc 의 값은 컨트롤 유닛(40)으로부터 제어 유압 발생 장치(20)의 솔레노이드 밸브(28)로 출력되는 솔레노이드 구동 전류(i)에 따라서 제어된다.
제어 유압 발생 장치(20)는 릴리프 스위치(21)의 전환에 따라서 기동하고 정지하는 모터(22)와, 이 모터(22)의 운전에 의해 리저버 탱크(23)의 작동유를 가압하는 유압 펌프(24)를 구비한다.
유압 펌프(24)의 토출구에는 체크 밸브(25)를 거쳐서 어큐뮬레이터(26)가 접속된다. 유압 펌프(24)의 토출압은 1 차 압력으로서 어큐뮬레이터(26)에 축적되며, 어큐뮬레이터(26)의 축압이 2 차 압력 또는 라인압력으로서 솔레노이드 밸브(28)에 공급된다.
제어 유압 Pc 는 파이프(29)를 거쳐서 트랜스퍼(11)의 습식 다판 마찰 클러치(11A)에 공급된다. 습식 다판 마찰 클러치(11A)는 제어 유압 Pc 에 따라서 클러치판의 체결력을 변경한다. 이 체결력에 따라서 트랜스퍼 입력축(3)으로부터 트랜스퍼 출력축(7)으로의 엔진(1)의 구동력의 분배율이 변화한다.
컨트롤 유닛(40) 마이크로컴퓨터 등으로 구성되며 각종 센서(30), 억제 스위치(50) 및 점화 스위치(51)로 부터 입력되는 신호에 의거하여 솔레노이드 구동전류(i)를 출력한다.
각종 센서(30)는 제2도에 도시하듯이 좌전륜 회전센서(30A), 우전륜 회전 센서(30B), 좌후륜 회전 센서(30C), 우후륜 회전 센서(30D), 제1횡가속도 센서(30E) 및 제 2 횡가속도 센서(30F) 및 액셀 개방도 센서(30G)로 구성되며, 이것들의 센서로부터 검출값이 컨트롤 유닛(40)에 입력된다.
억베 스위치(50)는 시프트 레버 위치에 따른 신호를 출력한다. 이 신호는 시프트 레버가 파킹 위치「P」 또는 중립 위치 「N」에 있는 경우에 ON 의 신호를 출력하고, 구동 범위「D」나 후진 위치 「R」에 있는 경우에 OFF 의 신호를 출력한다.
컨트롤 유닛(40)은 이러한 입력 신호에 의거해서 솔레노이드 밸브(28)로 제어 전류(i)를 출력하고,제어 유압 Pc 의 트랜스퍼(11)로의 공급을 통해서 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력을 변화시킨다.
다음에 컨트롤 유닛(40)이 행하는 제어 프로세스를 제3도의 플로챠트를 참조해서 설명한다. 이 플로차트는 소정시간마다 실행된다.
스텝(S1)에선 상기 각종센터(30)로부터 검출된 우전륜 속도 VWFR,좌전률 속도VWFL, 우후륜속도VWRR, 좌후륜 속도VWRL, 제1횡가속도YG1, 제2횡가속도YG2, 액셀 개방도 θ 등을 판독한다. 또, 억제 스위치(50)와 점화 스위치(51)로 부터의 신호를 판독한다.
스텝(S2)에선 제1횡가속도(YG1)와 제2횡가속도(YG2)의 평균값(YG)을 다음식에의해계산한다.
Figure kpo00002
스텝(S3)에선 좌후륜속도 VWRL와 우후륜속도VWRR을 평균하므로서 후륜(6)의 회전속도(VWR)를계산한다.
Figure kpo00003
스텝(S4)에선 좌전륜 속도(VWFL)와 우전륜 속도(VWFL)를 평균하므르서 전륜(10)의 회전 속도 VWF를 계산한다. 여기에선 전륜(10)의 회전속도 VWF를 차량 속도(VSP)에 상당하는 값으로 간주한다.
Figure kpo00004
스텝(S5)에선 후륜(6)의 회전속도(VWR)와 전륜(10)의 회전속도(VWF)의 회전속도차△VW를 연산한다.
Figure kpo00005
스텝(S6)에선 회전속도차 △VW와 횡가속YG에 의거하여 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력 T△V을, 예를 들면 컨트롤 유닛(40)에 내장된 표(table)를 검색하여 구한다. 이 표는 회전속도차△VW가 크게 될 수록 체결력 T△V가 증대하고 전륜(10)측으로의 구동력의 분배율이 높아지는 특성을 갖는다.
또, 표는 횡가속도YG가 클수록 전륜(10)측으로의 구동력의 분배율이 저하하는 특성을 갖는다. 이것은 가속도 YG가 큰 고마찰계수로에서 타이트 코너브레이크(tight corner brake) 현상의 발생을 회피하기 때문이다.
스텝(S7)에선 차량 속도 VSP(=VWF)가 소정 속도 이상인지 아닌지를 판정한다. 여기에서 소정 속도는 검출가능한 최소 속도로 설정하는 것이 바람직하고 예를 들면 검출 가능 최소 속도가 4km/hr인 경우에는 4km/hr 로 설정한다.
차량 속도 VSP가 소정 속도 이상인 경우에는 스텝(S11)에서 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력의 제 2 의 최소값 TV으로서 예를 들면 4kgm 로 설정한다.
한편, 차량 속도 VSP 가 소정 속도 4km/h 미만의 경우엔 스텝(S8)으로 나아가서 억제 스위치(50)의 상태에 따라서 체결력의 제1 또는 제 3 최소값의 설정을 행한다.
스텝(S8)에선 차량이 정차 상태에 있는지 아닌지 판정하고, 억제 스위치(50)가 온(ON), 즉 시프트 레버가 「P」또는 「N」에 있는 경우엔 정차 상태라고 판정하고 스텝(S9)으로 나아간다. 스텝(S9)에선 토크 분배 클러치(11A)의 체결력의 제3값으로서 예를 들면 5kgm로 설정한다.
억제 스위치(50)가 오프(OFF)인 경우는 저속 주행중이라고 판정하고 스텝(S10)으로 나아가고, 상기 종래예와 마찬가지로 미끄러지기 쉬운 노면에서의 발진 안정성을 확보하기 위해서 체결력의 제 1 최소값으로서 예컨대 10kgm로 설정한다.
이것에 의해 차량이 발진해서 차량 속도 VSP가 4km/h를 초과할 때까지는 체결력의 최소값 TV 로서 비교적 큰 값이 설정되며, 차량 속도 VSP가 소정 속도 4m/h를 초과한 후에는 차량 속도 VSP 의 증대에 따라서 최소값 TV가 서서히 저하한다.
다음에, 스텝(S12)에서는, 스텝(S6)에서 구한 체결력 T△V과 스텝(S9-S11)에서 구한 최소값 TV중의 큰 쪽을 목표 체결력 T1으로 세트한다.
스텝(S13)에선 이 목표 체결력(T1)을 솔레노이드 전류(i)로 변환하고 솔레노이드 밸브(28)로 출력한다. 이 솔레노이드 전류(i)에 따라서 솔레노이드 밸브(28)는 목표 체결력(T1)이 얻어지도록 제어 유압(Pc)을 증가 또는 감소한다.
다음에 이 제어 프로세스하에서의 체결력의 변화를 제4(a)도 내지 제4(d)도를 참조해서 설명한다. 여기에선 정지상태의 사간(to)에서 엔진(1)을 시동하고 시간(t1)에서 주행을 개시하고 시간(t4)에서 정차하고 시간(t5)에서 엔진(1)을 정지한다.
우선, 정차중중에는 시프트 레버가 파킹 위치「P」 또는 중립 위치「N」에 있기 때문에 시간(to)에서 엔진(1)을 시동할때는 억제 스위치는 ON으로 되어 있다.
따라서, 스텝(S8)과 (S9)의 프로세스에 의해 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력 최소값 TV 는 제 3 최소값인 5kgm로 설정된다. 주구동륜(6)의 슬립이 발생하지 않거나 또는 매우 작은 경우엔 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력은 이 최소값 TV로 제어된다.
시간(T1)에서 발진할 때에는 시프트 레버가 구동 위치 「D」또는 갱신 위치 「R」로 설정되므로 억제 스위치(50)가 OFF로 바뀐다.
그 때문에 발진에서 차량 속도 VSP 가 소정값의 4km/h 에 이르기까지의 동안은 스텝(S8)와 (S10)의 프로세스에 의해 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력 최소값 TV 는 제 1 최소값인 10kgm로 설정된다.
습식 다판 마찰 클러치(11)의 체결력 최소값 TV가 가장 큰 제 1 최소값으로 설정되어 있기 때문에 차량의 발진 상태에선 종구동륜인 전륜(10)에 충분히 큰 구동력이 분배된다. 따라서 미끄러지기 쉬운 노면에서도 주구동륜인 후륜(6)의 공전을 방지할 수있다.
시간(t2)에서 차량 속도 VSP는 소정값 4km/h에 이른다. 이후는 스텝(S7)과 (S11)의 프로세스에 의해 체결력 최소값 TV는 제 2 최소값인 4kgm으로 저감된다.
이 주행 상태에선 체결력의 최소값을 작게 억제하므로 과잉 구동력이 전륜(10)에 분배되지 않는다. 선회중의 전륜(10)에 큰 구동 토크가 공급되면 전후륜의 회전반경차이에 의해서 마치 브레이크가 가해진 것 같이 구부러지기 어렵게 된다. 이 현상을 타이트 코너 브레이크 현상이라고 칭하는데 이 구동력 분배 제어 장치에 있어선 차량 속도가 4km/hr 이상의 주행 상태에서의 체결력 최소값 TV를 4kgm 이하로 작게 설정하고 있으므로 이같은 타이트 코너 브레이크 현상이 발생하기 어려운 환경이 얻어진다.
또, 주행 상태로부터 차량을 정지시키는 경우는 우선 시간(t3)에서 차량 속도 VSP가 4km/h미만으로 되는 것에 따라서 스텝(S7, S8 및 S10)에서 체결력 최소값 TV가 제 1 최소값의 10kgm 으로 변경된다. 이것에 따라 전륜(10)으로의 구동력의 분배율이 증대한다.
또한 , 시간(t4)에서 차량 속도 VSP=0로 되며 시프트 레버가 파킹 위치「P」또는 중립 위치 「N」으로 전환되면 억제 스위치(50)의 신호가 ON 으로 된다. 따라서, 스텝(S7-S9)의 프로세스에 의해 체결력은 제 3 최소값인 5kgm으로 감소한다.
시간(t5)에 있어서 점화 스위치가 OFF로 되어서 엔진(1)이 정지되면 제어 유압 장치(20)부터의 유압 공급이 정지되므로 체결력은 0 이 되고 습식 다판 마찰클러치(11A)의 체결력이 해제된다. 이것에 의해 구동계는 4 륜 구동으로부터 후륜(6)만에 의한 2 륜 구동이 된다.
선회중에 정차한 경우에 엔진을 정지시킨 경우는 선회중의 내외륜의 회전 반경의 차이나 전후륜의 회전반경의 차이에 기인해서 서스펜션이나 차체에 비틀림이 발생한다.
이 비틀림은 엔진이 정지되어 제어 유압 발생장치(20)의 발생 압력이 영으로 되는데 따라서 해방된다. 그러나 이 구동력 분배 제어 장치에 있어선 시프트 레버의 정지 위치로의 조작에 따라서 습식 다판 마찰 클러치(11A)의 체결력 최소값이 우선 제 3 최소값인 5kgm 으로 감소되고 그 후 엔진(1)의 정지로 0 으로 감소된다.따라서 체결력이 최소값이 제 1 최소값의 10kgm 에서 갑자기 0 으로 되는 경우와 비교해서 선회중의 차체의 비틀림의 해방은 서서히 행해진다.
그 결과, 선회중에 정차한 경우에도 차체의 비틀림의 급격한 해방에 따르는 차체의 요동이나 진동이 억제되며 차량의 승차감이 나빠지지 않는다.
이 실시예에선 제 3 최소값을 5kgm 로 했는데 이것을 더욱 작은 값으로 설정하면 선회 정차후의 차체의 비틀림의 해방을 앞당길 수 있다. 그렇지만 이 제 3 최소값을 타이트 코너 브레이크 현상을 방지하기 위한 제 2최소값인 4kgm보다 작게 하면 정차후에 재차 발진하는 경우의 전륜(10)으로의 구동력의 분배율이 저하된다.그결과, 미끄러지기 쉬운 노면에서의 발진 안정성을 나쁘게 하는 경우가 있다.
정차후의 재발진시의 발진안정성의 확보와 선회 정지후의 차체의 진동 방지를 양립시키기 위해선 제 3 최소값을 제 1 최소값인 10kgm보다 작고 또한 제 2 최소값인 4kgm 이상의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 실시예에선 차량의 정지상태를 억제 스위치(50)가 ON 으로 되는 것에서 검출하고 있다. 그러나, 차량의 정지 상태는 사이드 브레이크 등의 작동으로부터 검출할 수도 있다.

Claims (8)

  1. 엔진의 출력을 차량의 주구동륜과 종구동륜으로 분배하는 차량의 구동력 분배 제어 장치에 있어서, 엔진의 구동력을 소정의 분배율하에서 종구동륜에 전달하는 토크 분배 기구와, 주구동륜의 회전속도를 검출하는 수단과, 차량 속도를 검출하는 수단과, 주구동륜의 회전속도와 차량 속도와의 차이에 의거하여 상기 분배율의 기본 값을 계산하는 수단과, 상기 분배율의 최소값에 차량의 고속도로서 제1의 값을 설정하고 차량의 저속도로서 제1의 값보다 큰 제2의 값을 설정하는 수단과, 차량이 정지하고 있는 것을 검출하는 수단과, 차량이 정지하고 있는 경우에상기 최소값에 제2의 값보다 작은 제3의 값을 설정하는 수단과, 상기 기본값과 최소값중에서 큰 쪽의 값에 의거해서 상기 토크 분배기구의 분배율을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3의 값은 상기 제1의 값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차량 속도의 검출 수단은 종구동륜의 회전속도를 검출하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 토크 분배 기구는 습식 다판 마찰 클러치로 구성되는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차량이 정지하고 있는 것을 검출하는 수단은 차량에 설치된 파킹 브레이크의 작동 상태를 판별하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  6. 엔진의 출력을 자동변속기를 거쳐서 차량의 주구동륜과 종구동륜으로 분배하는 차량의 구동력 분배 제어 장치에 있어서, 자동 변속기의 출력을 소저의 분배율하에서 종구동륜에 전달하는 토크 분배기구와, 주구동륜의 회전속도를 검출하는 수단과, 차량 속도를 검출하는 수단과, 주주동륜의 회전 속도와 차량 속도와의 차이에 의거하여 상기 분배율의 기본값을 계산하는 수단과, 상기 분배율의 최소값에 차량의 고속도로서 1 의 값을 설정하고 차량의 저속도로서 제1의 값보다 큰 제2의 값을 설정하는 수단과, 상기 자동 변속기가 차량의 정지 상태에 상당하는 변속 위치에 있는 경우에 상기 분배율에 상기 제2의 값보다 작은 제3의 값을 설정하는 수단과, 상기 기본값과 최소값중의 큰쪽의 값에 의거해서 상기 토크 분배율을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3의 값은 상기 제1의 값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
  8. 엔진의 출력을 차량의 주구동륜과 종구동륜으로 분배하는 차량의 구동력 분배 제어 장치에 있어서,엔진의 구동력을 소정의 분배율하에서 종구동륜에 전달하는 토크분배 기구와, 주구동륜의 회전 속도의 검출기와, 차량 속도의 검출기와, 차량의 정지 상태의 검출기와, 주구동륜의 회전속도와 차량속도와의 차이에 의거하여 상기 분배율의 기본값을 계산하고, 상기 분배율의 최소값으로서 차량의 고속도로서 제1의 값을 설정하고, 차량의 저속도로서 제1의 값보다 큰 제2의 값을 설정하고, 차량이 정지하고 있는 경우에 상기 최소값에 상기 제2의 값보다 작은 제3의 값을 설정하고, 상기 기본값과 최소값중에서 큰 쪽의 값에 의거해서 상기 토크 분배 기구의 분배율을 제어하는 것을 프로그램한 마이크로 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동력 분배 제어 장치.
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