KR20130072973A - Control method for slip of four-wheel automobile - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wheel slip control method is provided to solve such problems efficiently by setting multiple wheel slip amount allowances. CONSTITUTION: A wheel slip control method comprises the following steps: a wheel speed detection step (S110) aims to detect each wheel rotation speed of a vehicle; a steering angle detection step (S120) aims to detect a steering angle of the vehicle; a wheel slip amount calculation step (S210) aims to calculate a wheel slip amount as the wheel rotation speed; a car speed estimation step (S220) aims to estimate a forecast speed of the vehicle as the wheel rotation speed and the steering angle; a coordination turn wheel speed calculation step (S230) aims to estimate a forecast wheel rotation speed in a coordination turn of each wheel as the forecast speed of the vehicle and the steering angle; a coordination turn wheel slip amount calculation step (S240) aims to calculate a forecast wheel slip amount as the forecast wheel rotation speed in a coordination turn; a proportional control step (S310) aims to output a basis slip control torque as the wheel slip amount and the forecast wheel slip amount; a fixed torque control step (S320) aims to output a slip control torque by controlling a fixed torque by being inputted the basis slip control torque; and an actuator control step (S330) aims to control a torque transfer by being inputted the slip control torque. [Reference numerals] (S110) Wheel speed detection; (S120) Steering angle detection; (S210) Wheel slip amount calculation; (S220) Car speed estimation; (S230) Coordination turn wheel speed calculation; (S240) Coordination turn wheel slip amount calculation; (S310) Proportional control; (S320) Fixed torque control; (S330) Actuator control

Description

사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법 {Control method for slip of four-wheel automobile}Control method for slip of four-wheel automobile

본 발명은 사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wheel slip control method for a four-wheel drive vehicle.

사륜 구동 차량제어방법에 있어 종래 기술에서의 휠슬립 제어 방법은 크게 휠슬립량과 차량의 속도에 따른 토크 맵방식과 슬립 비례제어 방식이 있다.In the four-wheel drive vehicle control method, the wheel slip control method according to the related art is classified into a torque map method and a slip proportional control method according to the amount of wheel slip and the speed of the vehicle.

토크 맵방식의 구성은 도 1에서 도시된 바와 같이 휠속 검출부(1), 조향각 검출부(2), 각 휠의 회전속도로부터 휠슬립량 혹은 비율을 계산하는 휠슬립량 연산부(3), 상기 조향각과 상기 휠슬립량에 따른 제어량이 사전에 정의되어 있는 토크맵부(4), 제어토크에 따라 토크를 전달할 수 있는 토크 전달장치(6), 및 이를 구동할 수 있는 액츄에이터 제어부(5)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the torque map method includes a wheel speed detector 1, a steering angle detector 2, a wheel slip amount calculation unit 3 that calculates a wheel slip amount or a ratio from a rotation speed of each wheel, and the steering angle. The control amount according to the wheel slip amount is composed of a torque map unit 4 which is defined in advance, a torque transmission device 6 capable of transmitting torque according to the control torque, and an actuator control unit 5 capable of driving the same.

슬립 비례제어 방식의 구성은 도 2에서 도시된 바와 같이 휠속 검출부(1), 각 휠의 회전속도로부터 휠슬립량 혹은 비율을 계산하는 휠슬립량 계산부(3), 계산된 상기 휠슬립량에 비례하여 제어 토크량을 계산하는 슬립비례제어부(7), 제어 토크량에 따라 토크 전달량을 전달할 수 있는 토크 전달장치(6), 및 이를 구동할 수 있는 액츄에이터 제어부(5)로 구성된다.The configuration of the slip proportional control method includes a wheel speed detection unit 1, a wheel slip amount calculation unit 3 that calculates a wheel slip amount or a ratio from the rotation speed of each wheel, and the calculated wheel slip amount as shown in FIG. A slip proportional control unit 7 that calculates a control torque in proportion, a torque transmission device 6 capable of transmitting a torque transmission amount according to the control torque amount, and an actuator control unit 5 capable of driving the same.

토크 맵방식 슬립제어 방법의 동작은 각 휠의 회전속도를 휠속 검출부(1)로부터 입력받고, 각 휠의 회전속도를 바탕으로 휠슬립량을 계산한다(3). 또한, 조향각 검출부(2)에서는 조향핸들에 장착된 센서로부터 조향각을 검출한다. 검출된 상기 조향각과 상기 휠슬립량은 사전에 정의된 토크맵(4)에 제공되며, 제공된 입력(조향각, 휠슬립량) 조합에 가장 가까운 제어토크 목표치를 토크전달장치(6)로 출력한다.The operation of the torque map type slip control method receives the rotational speed of each wheel from the wheel speed detection unit 1, and calculates the amount of wheel slip based on the rotational speed of each wheel (3). Also, the steering angle detector 2 detects the steering angle from a sensor mounted on the steering wheel. The detected steering angle and the wheel slip amount are provided to a predefined torque map 4 and output the control torque target value closest to the provided input (steering angle, wheel slip amount) combination to the torque transmission device 6.

비례제어방식 슬립제어 방법의 동작은 마찬가지로 각 휠의 회전속도를 휠속 검출부(1)로부터 입력받고, (식1)의 방법으로 휠슬립량을 계산한다. 계산된 상기 휠슬립량은 사전에 정의되어있는 비례계수를 곱하여, 휠슬립량에 비례하여 제어토크 목표치를 토크 전달 장치(6)로 출력한다.In the operation of the proportional control method slip control method, the rotational speed of each wheel is similarly inputted from the wheel speed detection unit 1, and the wheel slip amount is calculated by the method (1). The calculated amount of wheel slips is multiplied by a pre-defined proportional coefficient, and outputs a control torque target value to the torque transmission device 6 in proportion to the amount of wheel slips.

상기 두 가지의 제어 방법에서 휠슬립량 검출은 (식1)을 통해 계산되며, 0보다 작은 값으로 계산되었을 경우 최종적인 휠슬립량 계산부의 출력은 0으로 반환된다.In the above two control methods, the wheel slip amount detection is calculated through Equation 1, and when calculated as a value less than zero, the output of the final wheel slip amount calculator is returned as zero.

(식1) (Equation 1)

휠슬립량 = (주구동륜 회전속도 평균)-(보조구동륜 회전속도 평균)Wheel slip amount = (average speed of main drive wheel)-(average speed of auxiliary drive wheel)

주구동륜=엔진에 동력이 직접 전달되어 상시 구동되는 휠Main drive wheel = wheel that is always driven by the power directly transmitted to the engine

(전륜기반 사륜구동차량의 경우 전륜, 후륜기반 사륜구동차량의 경우 후륜)(Front wheel for front wheel-based four-wheel drive vehicle, rear wheel for rear wheel-based four wheel drive vehicle)

보조구동륜=주구동륜을 제외한 구동력이 전달될 수 있는 휠Auxiliary drive wheel = Wheel that can transmit driving force except main drive wheel

그러나 상기 토크맵제어 방식의 제어방법은 토크맵을 사전에 정의하기 위해 많은 시험이 필요하며, 제어량이 크게 튜닝이 되었을 경우 과다한 제어 토크량을 출력함으로써 토크전달장치의 내구성 약화 및 효율 감소를 야기할 수 있으며, 제어량이 적게 튜닝 되었을 경우 휠슬립을 적절히 억제하지 못하여 차량 구동 성능을 불안전하게 할 수 있다. However, the control method of the torque map control method requires a lot of tests to predefine the torque map, and when the control amount is largely tuned, it outputs an excessive amount of control torque, which may cause the durability of the torque transmission device to decrease in efficiency and decrease in efficiency. If the control amount is small, the wheel slip may not be properly restrained and the vehicle driving performance may be unstable.

상기 비례제어 방식의 경우 4개의 휠이 모두 슬립이 발생할 수 있는 미끄러운 노면에서는 휠슬립량에 따라 비례하여 제어되는 토크의 특성에 따라 휠슬립량이 요동치는 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제는 차량의 충격음 발생, 구동 성능 약화 등을 야기할 수 있는 문제점이 있었다.In the case of the proportional control method, a slippery road surface in which all four wheels can slip may cause a problem that the wheel slip amount fluctuates depending on the characteristics of the torque that is proportionally controlled according to the wheel slip amount. There was a problem that may cause the occurrence, the drive performance deterioration.

본 발명은 휠슬립 발생 시 사륜구동 차량의 주행 상황에 따라 다른 제어방법을 통해 구동효율 및 구동성능 최적화를 달성하는 사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a wheel slip control method of a four-wheel drive vehicle that achieves driving efficiency and driving performance optimization through different control methods according to driving conditions of a four-wheel drive vehicle when a wheel slip occurs.

본 발명에 따른 사륜구동 차량의 휠슬립을 제어하는 방법에 있어서, 차량의 각 휠 회전속도를 검출하는 휠속 검출단계; 상기 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출단계; 상기 휠 회전속도로 휠슬립량을 계산하는 휠슬립량 연산단계; 상기 휠 회전속도와 상기 조향각으로 상기 차량의 예상 속도를 추정하는 차속 추정단계; 상기 조향각과 상기 차량의 예상 속도로 각 휠의 정상선회 시 예상 휠 회전속도를 추정하는 정상선회 휠속 연산단계; 상기 예상 휠 회전속도로 정상선회 시 예상 휠슬립량을 계산하는 정상선회 휠슬립량 연산단계; 상기 휠슬립량과 상기 예상 휠슬립량으로 기본슬립 제어토크를 출력하는 비례 제어단계; 상기 기본슬립 제어토크를 입력받아 고정토크를 제어하여 슬립제어토크를 출력하는 고정토크 제어단계; 및 상기 슬립제어토크를 입력받아 토크 전달을 제어하는 액츄에이터 제어단계를 포함한다.A method for controlling wheel slip of a four-wheel drive vehicle according to the present invention, the method comprising: a wheel speed detecting step of detecting each wheel rotation speed of a vehicle; A steering angle detection step of detecting a steering angle of the vehicle; A wheel slip amount calculation step of calculating a wheel slip amount at the wheel rotation speed; A vehicle speed estimating step of estimating an expected speed of the vehicle based on the wheel rotation speed and the steering angle; A normal wheel speed calculation step of estimating an expected wheel rotation speed when each wheel is normally turned at the steering angle and the estimated speed of the vehicle; A normal turning wheel slip amount calculating step of calculating an estimated wheel slip amount during the normal turning at the expected wheel rotation speed; A proportional control step of outputting a basic slip control torque using the wheel slip amount and the expected wheel slip amount; A fixed torque control step of receiving the basic slip control torque and controlling a fixed torque to output a slip control torque; And an actuator control step of receiving the slip control torque and controlling torque transmission.

상기 휠속 검출단계는, 차량의 각 휠에 장착된 휠 회전속도 센서에서 상기 차량의 각 휠 회전속도를 검출하여 상기 휠슬립 제어부에 제공할 수 있다.In the wheel speed detecting step, a wheel rotation speed sensor mounted on each wheel of the vehicle may detect each wheel rotation speed of the vehicle and provide the wheel slip control unit.

상기 조향각 검출단계는, 차량의 조향핸들에 장착된 조향각 센서에서 상기 차량의 조향각을 검출하여 상기 휠슬립 제어부에 제공할 수 있다.In the steering angle detecting step, a steering angle sensor mounted on a steering wheel of the vehicle may detect the steering angle of the vehicle and provide the steering angle to the wheel slip control unit.

상기 휠슬립량 연산단계는, 상기 휠속 검출단계에서 검출한 전륜 평균 회전속도와 후륜 평균 회전속도의 차로 휠슬립량을 상기 휠슬립 제어부에서 계산할 수 있다.In the wheel slip amount calculation step, the wheel slip amount may be calculated by the wheel slip control unit based on a difference between the average front wheel speed and the rear wheel average speed detected by the wheel speed detection step.

상기 전륜 평균 회전속도는 우측 전륜 회전속도와 좌측 전륜 회전속도의 평균값으로 계산하고, 상기 후륜 평균 회전속도는 우측 후륜 회전속도와 좌측 후륜 회전속도의 평균값으로 상기 휠슬립 제어부에서 계산할 수 있다.The front wheel average rotation speed may be calculated as an average value of the right front wheel rotation speed and the left front wheel rotation speed, and the rear wheel average rotation speed may be calculated by the wheel slip control unit as an average value of the right rear wheel rotation speed and the left rear wheel rotation speed.

상기 차속 추정단계는, 상기 휠속 검출단계에서 검출한 휠 회전속도와 상기 조향각 검출단계에서 검출한 조향각을 입력받아 1개 이상의 슬립이 발생하는 휠의 회전속도를 제외하여 상기 차량의 예상 속도로 상기 휠슬립 제어부에서 추정할 수 있다.The vehicle speed estimating step may include the wheel rotation speed detected in the wheel speed detection step and the steering angle detected in the steering angle detection step, and receive the wheel at an expected speed of the vehicle except for a rotation speed of the wheel in which one or more slips occur. It can be estimated by the slip control unit.

상기 정상선회 휠속 연산단계는, 상기 조향각 검출단계에서 검출한 조향각과 상기 차속 추정단계에서 추정한 차량의 예상 속도에 따른 정상선회 시 휠의 예상 회전속도를 상기 휠슬립 제어부에서 추정할 수 있다.In the normal turning wheel speed calculation step, the wheel slip control unit may estimate an estimated rotation speed of the wheel during normal turning according to the steering angle detected in the steering angle detection step and the estimated speed of the vehicle estimated in the vehicle speed estimating step.

상기 정상 선회 휠슬립량 연산단계는, 상기 정상 선회 휠속 연산단계에서 추정한 예상 전륜 평균 회전속도와 예상 후륜 평균 회전속도의 차로 상기 휠슬립 제어부에서 계산할 수 있다.The normal turning wheel slip amount calculating step may be calculated by the wheel slip control unit by a difference between the estimated front wheel average rotation speed and the estimated rear wheel average rotation speed estimated by the normal turning wheel speed calculation step.

상기 비례 제어단계는, 구동력 제어단계 및 휠슬립량 오차 연산단계를 포함할 수 있다.The proportional control step may include a driving force control step and a wheel slip amount error calculation step.

상기 구동력 제어단계는, 차량의 휠에 기본적으로 요구되는 구동력 제어토크를 상기 휠슬립 제어부에서 출력할 수 있다.In the driving force control step, the driving force control torque basically required for the wheel of the vehicle may be output from the wheel slip control unit.

상기 휠슬립량 오차 연산단계는, 상기 정상선회 휠슬립량 연산단계에서 계산된 상기 예상 휠슬립량과 상기 휠슬립량 연산단계에서 계산된 상기 휠슬립량의 차이를 계산하고, 제어대상이 되는 휠슬립량을 출력하여, 상기 출력값이 0을 기준으로 정방향 슬립, 역방향 슬립으로 나누어 각각 다른 비례계수를 통해 슬립비례제어 출력을 계산하고, 기본적으로 요구되는 제어토크를 상기 구동력 제어단계로부터 입력받아 기본슬립 제어토크를 상기 휠슬립 제어부에서 계산할 수 있다.The wheel slip amount error calculating step may include calculating a difference between the estimated wheel slip amount calculated in the normal turning wheel slip amount calculation step and the wheel slip amount calculated in the wheel slip amount calculating step, and a wheel to be controlled. By outputting the slip amount, the output value is divided into forward slip and reverse slip based on 0 to calculate slip proportional control output through different proportional coefficients, and basically receives the required control torque from the driving force control step, and then slips the basic slip. Control torque may be calculated by the wheel slip control unit.

상기 역방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계 출력보다 작은 값을 최종적으로 출력하며, 상기 정방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계 출력보다 큰 값을 최종적으로 상기 휠슬립 제어부에서 출력할 수 있다.In the case of the reverse wheel slip, a value smaller than the output of the driving force control step may be finally output, and in the case of the forward wheel slip, a value greater than the output of the driving force control step may be finally output from the wheel slip controller.

상기 고정토크 제어단계는, 고정토크 필요 판단단계 및 토크 고정단계를 포함할 수 있다.The fixed torque control step may include a fixed torque necessary determination step and a torque fixing step.

상기 고정토크 필요 판단단계는, 상기 비례 제어단계에서 출력된 기본슬립 제어토크를 입력받아 토크 고정이 필요한지 여부를 판단하여 만일 불필요한 경우에는 기본슬립 제어토크가 최종 슬립제어토크와 동일하게 설정 및 출력되며, 만일 고정토크가 필요하다고 판단되었을 경우에는 상기 토크 고정단계로 넘어갈 수 있다.In the fixed torque necessary determination step, the basic slip control torque output in the proportional control step is input to determine whether torque fixing is necessary, and if it is unnecessary, the basic slip control torque is set and output in the same manner as the final slip control torque. If it is determined that the fixed torque is necessary, the process may proceed to the torque fixing step.

상기 토크 고정단계는, 사전에 정의된 각 단계별 토크 고정조건을 1회 이상 넘었을 경우 휠슬립량의 축소에 관계없이 사전에 정의된 토크 고정시간 동안 각 단계별 고정토크를 유지하고, 만일 상기 토크 고정시간 종료 이전에 다시 상기 토크 고정조건을 휠슬립량이 넘게 되면 해당 단계로 진입하여 해당 단계의 고정토크를 토크 고정시간 동안 유지하여 슬립제어토크를 출력할 수 있다.The torque fixing step is to maintain the fixed torque for each stage for a predetermined torque fixing time, regardless of the reduction of the amount of wheel slip when the torque fixed condition for each step is exceeded one or more times, and if the torque is fixed When the torque holding condition exceeds the wheel slip amount before the end of the time, the step may be entered, and the slip control torque may be output by maintaining the fixed torque of the corresponding step for the fixed torque time.

상기 토크 고정단계는, 다수의 토크고정 조건에 따라 토크 고정단계를 분리하고, 각 단계별로 별도의 고정토크값과 토크 고정시간을 설정할 수 있다.The torque fixing step may separate the torque fixing step according to a plurality of torque fixing conditions, and set a separate fixed torque value and a torque fixing time for each step.

상기 액츄에이터 제어단계는, 상기 슬립제어토크를 입력받아 상기 차량의 토크 전달장치에 토크 전달을 제어할 수 있다.In the actuator control step, the slip control torque may be input to control torque transmission to a torque transmission device of the vehicle.

차량의 주행 중 전후륜이 모두 미끄러운 상황에서는 휠슬립량이 +/-를 불규칙하게 변화하게 된다. 이러한 상황에서 비례제어 방식의 슬립제어를 실시하게 되면 전후륜의 휠슬립량이 요동치는 현상이 발생하여, 차량 안정성 약화, 소음 발생, 충격 발생 등의 문제가 나타나게 된다. 본 발명은 다수개의 휠슬립량 허용치를 설정함으로써 보다 효과적으로 이러한 문제들을 해결할 수 있다. If the front and rear wheels are slippery while the vehicle is running, the wheel slip amount changes irregularly +/-. In such a situation, if the slip control of the proportional control method is performed, the wheel slip amount of the front and rear wheels may fluctuate, causing problems such as weakening of vehicle stability, noise, and shock. The present invention can solve these problems more effectively by setting a plurality of wheel slip amount tolerances.

또한, 기본적인 제어는 비례제어를 통해 제어되기 때문에 일반적인 주행상황에서의 슬립제어 튜닝이 매우 편리하다. In addition, since the basic control is controlled through the proportional control, the slip control tuning in a general driving situation is very convenient.

또한, 정상선회 휠슬립량은 슬립제어 대상에서 제외가 되기 때문에 사륜구동 차량의 저속 선회 시 발생할 수 있는 TCB(Tight Corner Braking)현상을 개선할 수 있다. In addition, since the normal turning wheel slip amount is excluded from the slip control object, it is possible to improve the TCB (Tight Corner Braking) phenomenon that may occur during the low speed turning of the four-wheel drive vehicle.

도 1은 종래의 토크 맵방식에 따른 슬립 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 종래의 비례제어 방식에 따른 슬립 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량을 도시한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비례제어단계를 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고정토크 제어단계를 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 고정토크단계를 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 고정단계의 휠슬립량 오차와 시간에 따른 진행을 도시한 그래프이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 고정단계의 제어토크와 시간에 따른 진행을 도시한 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a slip control method according to a conventional torque map method.
2 is a flowchart illustrating a slip control method according to a conventional proportional control method.
3 is a schematic diagram illustrating a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a wheel slip control method of a four-wheel drive vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a proportional control step according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a fixed torque control step according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a fixed torque step according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the wheel slip amount error and progression with time in the torque fixing step according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the progress of the control torque and time of the torque fixing step according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 해결 과제를 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the problems achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This is intended to be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the invention, which does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량을 도시한 개략적인 구성도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 3 is a schematic diagram illustrating a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 7 are flowcharts illustrating a wheel slip control method of a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량(100)은 개략적으로 휠(11a, 11b, 11c, 11d), 휠 회전속도 센서(12a, 12b, 12c, 12d), 조향핸들(21), 조향각 센서(22), 토크 전달장치(30), 및 휠슬립 제어부(40)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the vehicle 100 according to the present invention may be roughly provided with wheels 11a, 11b, 11c and 11d, wheel speed sensors 12a, 12b, 12c and 12d, a steering wheel 21, The steering angle sensor 22, the torque transmission device 30, and the wheel slip control unit 40 are included.

상기 휠 회전속도 센서(12a, 12b, 12c, 12d)는 상기 휠(11a, 11b, 11c, 11d)에 각각 결합되어 있어, 상기 휠(11a, 11b, 11c, 11d)의 회전속도를 검출한다.The wheel rotational speed sensors 12a, 12b, 12c, and 12d are coupled to the wheels 11a, 11b, 11c, and 11d, respectively, to detect rotational speeds of the wheels 11a, 11b, 11c, and 11d.

상기 조향각 센서(22)는 상기 조향핸들(21)에 결합되어 있어, 상기 조향핸들(21)의 조향각을 검출한다.The steering angle sensor 22 is coupled to the steering wheel 21 to detect the steering angle of the steering wheel 21.

상기 토크 전달장치(30)는 상기 휠(11a, 11b, 11c, 11d)에서 발생하는 휠슬립을 제어하기 위해 토크를 제어한다.The torque transmission device 30 controls the torque to control the wheel slip generated in the wheel (11a, 11b, 11c, 11d).

상기 휠슬립 제어부(40)는 상기 휠 회전속도 센서(12a, 12b, 12c, 12d), 조향각 센서(22), 및 상기 토크 전달장치(30)를 제어한다.The wheel slip control unit 40 controls the wheel rotation speed sensors 12a, 12b, 12c, and 12d, the steering angle sensor 22, and the torque transmission device 30.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전륜 기반 사륜구동 차량의 휠슬립 제어 방법은 차량의 각 휠 회전속도를 검출하는 휠속 검출단계(S110), 상기 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출단계(S120), 상기 휠 회전속도로 휠슬립량을 계산하는 휠슬립량 연산단계(S210), 상기 휠 회전속도와 상기 조향각으로 상기 차량의 예상 속도를 추정하는 차속 추정단계(S220), 상기 조향각과 상기 차량의 예상 속도로 각 휠의 정상선회 시 예상 휠 회전속도를 추정하는 정상선회 휠속 연산단계(S230), 상기 예상 휠 회전속도로 정상선회 시 예상 휠슬립량을 계산하는 정상선회 휠슬립량 연산단계(S240), 상기 휠슬립량과 상기 예상 휠슬립량으로 기본슬립 제어토크를 출력하는 비례 제어단계(S310), 상기 기본슬립 제어토크를 입력받아 고정토크를 제어하여 슬립제어토크를 출력하는 고정토크 제어단계(S320); 및 상기 슬립제어토크를 입력받아 토크 전달을 제어하는 액츄에이터 제어단계(S330)를 포함한다.As shown in Figure 4, the wheel slip control method of the front wheel-based four-wheel drive vehicle according to the present invention includes a wheel speed detection step (S110) for detecting each wheel rotational speed of the vehicle, steering angle detection step for detecting the steering angle of the vehicle ( S120), a wheel slip amount calculation step of calculating a wheel slip amount by the wheel rotation speed (S210), a vehicle speed estimation step of estimating an expected speed of the vehicle by the wheel rotation speed and the steering angle (S220), the steering angle and the Normal turning wheel speed calculation step of estimating the expected wheel rotation speed at the normal turning of each wheel at the expected speed of the vehicle (S230), normal turning wheel slip amount calculating step of calculating the estimated wheel slip amount at the normal turning at the expected wheel rotation speed (S240), a proportional control step of outputting a basic slip control torque using the wheel slip amount and the estimated wheel slip amount (S310), and a fixed torque is controlled by receiving the basic slip control torque to obtain a slip control torque. Constant torque control step of power (S320); And an actuator control step S330 of receiving the slip control torque to control torque transmission.

상기 휠속 검출단계(S110)는, 차량(100)의 휠(11a, 11b, 11c, 11d)에 각각 장착된 휠 회전속도 센서(12a, 12b, 12c, 12d)에서 상기 차량(100)의 각 휠 회전속도를 검출하여 상기 휠슬립 제어부(40)에 제공한다.The wheel speed detecting step S110 may include wheels of the vehicle 100 at wheel speed sensors 12a, 12b, 12c, and 12d mounted on the wheels 11a, 11b, 11c, and 11d of the vehicle 100, respectively. The rotational speed is detected and provided to the wheel slip control unit 40.

상기 조향각 검출단계(S120)는, 차량의 조향핸들(21)에 장착된 조향각 센서(22)에서 상기 차량(100)의 조향각을 검출하여 상기 휠슬립 제어부(40)에 제공한다. The steering angle detection step (S120) detects a steering angle of the vehicle 100 from the steering angle sensor 22 mounted on the steering wheel 21 of the vehicle and provides the steering angle to the wheel slip control unit 40.

상기 휠슬립량 연산단계(S210)는, 상기 휠속 검출단계(S110)에서 검출한 전륜(11a, 11b) 평균 회전속도와 후륜(11c, 11d) 평균 회전속도의 차로 상기 휠슬립 제어부(40)에서 휠슬립량을 상기 휠슬립 제어부(40)에서 계산한다.The wheel slip amount calculation step (S210) is performed by the wheel slip control unit 40 by a difference between the average rotation speed of the front wheels 11a and 11b and the average rotation speed of the rear wheels 11c and 11d detected in the wheel speed detection step S110. The wheel slip amount is calculated by the wheel slip control unit 40.

상기 전륜(11a, 11b) 평균 회전속도는 우측 전륜(11a) 회전속도와 좌측 전륜 회전(11b) 속도의 평균값으로 계산하고, 상기 후륜(11c, 11d) 평균 회전속도는 우측 후륜(11c) 회전속도와 좌측 후륜(11d) 회전속도의 평균값으로 상기 휠슬립 제어부(40)에서 계산한다.The average rotational speed of the front wheels 11a and 11b is calculated as an average of the speeds of the right front wheel 11a and the left front wheel rotation 11b, and the average rotational speed of the rear wheels 11c and 11d is the right rear wheel 11c. And the wheel slip control unit 40 calculates the average value of the rotational speed of the left rear wheel 11d.

상기 차속 추정단계(S220)는, 상기 휠속 검출단계(S110)에서 검출한 휠속과 상기 조향각 검출단계(S120)에서 검출한 조향각을 입력받아 1개 이상의 슬립이 발생하는 휠(11d)의 회전속도를 제외하여 상기 차량(100)의 예상 속도로 상기 휠슬립 제어부(40)에서 추정한다.The vehicle speed estimating step (S220) receives the wheel speed detected in the wheel speed detecting step (S110) and the steering angle detected in the steering angle detecting step (S120) to determine a rotation speed of the wheel 11d at which one or more slips are generated. Excluding it, the wheel slip control unit 40 estimates the estimated speed of the vehicle 100.

상기 정상선회 휠속 연산단계(S230)는, 상기 조향각 검출단계(S120)에서 검출한 조향각과 상기 차속 추정단계(S220)에서 추정한 상기 차량(100)의 예상 속도에 따른 각 휠(11a, 11b, 11c, 11d)의 예상 회전속도를 상기 휠슬립 제어부(40)에서 추정한다.The normal turning wheel speed calculation step S230 may include wheels 11a and 11b according to the steering angle detected in the steering angle detection step S120 and the estimated speed of the vehicle 100 estimated in the vehicle speed estimation step S220. The estimated rotation speeds of 11c and 11d are estimated by the wheel slip control unit 40.

상기 정상 선회 휠슬립량 연산단계(S240)는, 상기 정상 선회 휠속 연산단계(S230)에서 추정한 예상 전륜(11a, 11b) 평균 회전속도와 예상 후륜(11c, 11d) 평균 회전속도의 차로 상기 휠슬립 제어부(40)에서 계산한다. The normal turning wheel slip amount calculating step (S240) is performed by the difference between the average rotational speeds estimated in the normal turning wheel speed calculation step (S230) and the average rotational speeds expected in the rear wheels (11c, 11d). The slip control unit 40 calculates.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 비례 제어단계(S310)는, 구동력 제어단계(S311) 및 휠슬립량 오차 연산단계(S312)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the proportional control step S310 includes a driving force control step S311 and a wheel slip amount error calculation step S312.

상기 구동력 제어단계(S311)는, 차량(100)의 상기 휠(11a, 11b, 11c, 11d)에 기본적으로 요구되는 구동력 제어토크를 상기 휠슬립 제어부(40)에서 출력한다.In the driving force control step S311, the wheel slip control unit 40 outputs a driving force control torque basically required for the wheels 11a, 11b, 11c, and 11d of the vehicle 100.

상기 휠슬립량 오차 연산단계(S312)는, 상기 정상선회 휠슬립량 연산단계(S240)에서 계산된 상기 예상 휠슬립량과 상기 휠슬립량 연산단계(S210)에서 계산된 상기 휠슬립량의 차이를 계산하고, 제어대상이 되는 휠슬립량을 출력하여, 상기 출력값이 0을 기준으로 정방향 슬립, 역방향 슬립으로 나누어 각각 다른 비례계수를 통해 슬립비례제어 출력을 계산하고, 기본적으로 요구되는 제어토크를 상기 구동력 제어단계(S311)로부터 입력받아 기본슬립 제어토크를 상기 휠슬립 제어부(40)에서 계산한다.The wheel slip amount error calculating step S312 may include a difference between the estimated wheel slip amount calculated in the normal turning wheel slip amount calculating step S240 and the wheel slip amount calculated in the wheel slip amount calculating step S210. Calculate the slip proportional control output through different proportional coefficients by dividing the output value into forward slip and reverse slip based on 0, and calculating the required control torque. The basic slip control torque is received by the driving force control step S311 and calculated by the wheel slip control unit 40.

상기 역방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계(S311) 출력보다 작은 값을 최종적으로 출력하며, 상기 정방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계(S311) 출력보다 큰 값을 최종적으로 상기 휠슬립 제어부(40)에서 출력한다.The wheel slip control unit 40 finally outputs a value smaller than the output of the driving force control step S311 in the case of the reverse wheel slip, and finally outputs a value larger than the output of the driving force control step S311 in the case of the forward wheel slip. Output from

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정토크 제어단계(S320)는, 고정토크 필요 판단단계(S321) 및 토크 고정단계(322)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the fixed torque control step S320 includes a fixed torque necessary determination step S321 and a torque fixing step 322.

상기 고정토크 필요 판단단계(S321)는, 상기 비례 제어단계(S310)에서 출력된 기본슬립 제어토크를 입력받아 토크 고정이 필요한지 여부를 판단하여 만일 불필요한 경우에는 기본슬립 제어토크가 최종 슬립제어토크와 동일하게 설정 및 출력되며, 만일 고정토크가 필요하다고 판단되었을 경우에는 상기 토크 고정단계로 넘어간다.The fixed torque necessary determination step (S321), by receiving the basic slip control torque output in the proportional control step (S310) to determine whether or not the torque fixed is necessary, if it is unnecessary, the basic slip control torque and the final slip control torque It is set and output in the same way, and if it is determined that a fixed torque is necessary, the process goes to the torque fixing step.

도 7, 도 8, 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 토크 고정단계(S322)는, 사전에 정의된 각 단계별 토크 고정조건을 1회 이상 넘었을 경우 휠슬립량의 축소에 관계없이 사전에 정의된 토크 고정시간 동안 각 단계별 고정토크를 유지하고, 만일 상기 토크 고정시간 종료 이전에 다시 상기 토크 고정조건을 휠슬립량이 넘게 되면 해당 단계로 진입하여 해당 단계의 고정토크를 토크 고정시간 동안 유지하여 슬립제어토크를 상기 휠슬립 제어부(40)에서 출력한다.7, 8, and 9, the torque fixing step (S322) is, in advance, regardless of the reduction in the amount of wheel slip when the predetermined torque fixing condition of each step is exceeded one or more times in advance. The fixed torque of each stage is maintained for the defined torque fixed time, and if the torque slip condition exceeds the wheel slip amount before the end of the torque fixed time, the motor enters the corresponding stage and maintains the fixed torque of the corresponding stage for the fixed torque. The slip control torque is output from the wheel slip control unit 40.

상기 토크 고정단계(S322)는, 다수의 토크고정 조건에 따라 토크 고정단계를 분리하고, 각 단계별로 별도의 고정토크값과 토크 고정시간을 설정할 수 있다.In the torque fixing step S322, the torque fixing step may be separated according to a plurality of torque fixing conditions, and a separate fixed torque value and a torque fixing time may be set for each step.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터 제어단계(S330)는, 상기 슬립제어토크를 입력받아 상기 휠슬립 제어부(40)에서 상기 차량(100)의 토크 전달장치(30)에 토크 전달을 제어한다.As shown in FIG. 6, in the actuator control step S330, the slip control torque is input to control the torque transfer from the wheel slip control unit 40 to the torque transmission device 30 of the vehicle 100. .

10: 휠 회전속도 센서 20: 조향각 센서
30: 토크 전달장치 40: 휠슬립 제어부
100: 차량10: wheel speed sensor 20: steering angle sensor
30: torque transmission device 40: wheel slip control
100: vehicle

Claims (17)

차량의 각 휠 회전속도를 검출하는 휠속 검출단계;
상기 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출단계;
상기 휠 회전속도로 휠슬립량을 계산하는 휠슬립량 연산단계;
상기 휠 회전속도와 상기 조향각으로 상기 차량의 예상 속도를 추정하는 차속 추정단계;
상기 조향각과 상기 차량의 예상 속도로 각 휠의 정상선회 시 예상 휠 회전속도를 추정하는 정상선회 휠속 연산단계;
상기 예상 휠 회전속도로 정상선회 시 예상 휠슬립량을 계산하는 정상선회 휠슬립량 연산단계;
상기 휠슬립량과 상기 예상 휠슬립량으로 기본슬립 제어토크를 출력하는 비례 제어단계;
상기 기본슬립 제어토크를 입력받아 고정토크를 제어하여 슬립제어토크를 출력하는 고정토크 제어단계; 및
상기 슬립제어토크를 입력받아 토크 전달을 제어하는 액츄에이터 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.A wheel speed detection step of detecting each wheel rotation speed of the vehicle;
A steering angle detection step of detecting a steering angle of the vehicle;
A wheel slip amount calculation step of calculating a wheel slip amount at the wheel rotation speed;
A vehicle speed estimating step of estimating an expected speed of the vehicle based on the wheel rotation speed and the steering angle;
A normal wheel speed calculation step of estimating an expected wheel rotation speed when each wheel is normally turned at the steering angle and the estimated speed of the vehicle;
A normal turning wheel slip amount calculating step of calculating an estimated wheel slip amount during the normal turning at the expected wheel rotation speed;
A proportional control step of outputting a basic slip control torque using the wheel slip amount and the expected wheel slip amount;
A fixed torque control step of receiving the basic slip control torque and controlling a fixed torque to output a slip control torque; And
And an actuator control step of controlling torque transmission by receiving the slip control torque. 제 1항에 있어서,
상기 휠속 검출단계는, 차량의 각 휠에 장착된 휠 회전속도 센서에서 상기 차량의 각 휠 회전속도를 검출하여 상기 휠슬립 제어부에 제공하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The wheel speed detecting step may include detecting a wheel rotation speed of the vehicle by a wheel rotation speed sensor mounted on each wheel of the vehicle and providing the wheel slip control to the wheel slip control unit. 제 1항에 있어서,
상기 조향각 검출단계는, 차량의 조향핸들에 장착된 조향각 센서에서 상기 차량의 조향각을 검출하여 상기 휠슬립 제어부에 제공하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The steering angle detecting step, wherein the steering angle sensor mounted on the steering wheel of the vehicle detects the steering angle of the vehicle and provides it to the wheel slip control unit. 제 1항에 있어서,
상기 휠슬립량 연산단계는, 상기 휠속 검출단계에서 검출한 전륜 평균 회전속도와 후륜 평균 회전속도의 차로 휠슬립량을 상기 휠슬립 제어부에서 계산하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The wheel slip amount calculation step, the wheel slip control method characterized in that for calculating the wheel slip amount by the difference between the average front wheel speed and the rear wheel average rotation speed detected in the wheel speed detection step. 제 4항에 있어서,
상기 전륜 평균 회전속도는 우측 전륜 회전속도와 좌측 전륜 회전속도의 평균값으로 계산하고, 상기 후륜 평균 회전속도는 우측 후륜 회전속도와 좌측 후륜 회전속도의 평균값으로 상기 휠슬립 제어부에서 계산하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.5. The method of claim 4,
The front wheel average rotation speed is calculated as an average value of the right front wheel rotation speed and the left front wheel rotation speed, and the rear wheel average rotation speed is calculated by the wheel slip control unit as an average value of the right rear wheel rotation speed and the left rear wheel rotation speed. Wheel slip control method. 제 1항에 있어서,
상기 차속 추정단계는, 상기 휠속 검출단계에서 검출한 휠 회전속도와 상기 조향각 검출단계에서 검출한 조향각을 입력받아 1개 이상의 슬립이 발생하는 휠의 회전속도를 제외하여 상기 차량의 예상 속도로 상기 휠슬립 제어부에서 추정하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The vehicle speed estimating step may include the wheel rotation speed detected in the wheel speed detection step and the steering angle detected in the steering angle detection step, and receive the wheel at an expected speed of the vehicle except for a rotation speed of the wheel in which one or more slips occur. Wheel slip control method characterized in that estimated by the slip control unit. 제 1항에 있어서,
상기 정상선회 휠속 연산단계는, 상기 조향각 검출단계에서 검출한 조향각과 상기 차속 추정단계에서 추정한 차량의 예상 속도에 따른 정상선회 시 휠의 예상 회전속도를 상기 휠슬립 제어부에서 추정하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
In the normal turning wheel speed calculation step, the wheel slip control unit estimates an expected rotation speed of the wheel during normal turning according to the steering angle detected in the steering angle detection step and the estimated speed of the vehicle estimated in the vehicle speed estimating step. Wheel slip control method. 제 1항에 있어서,
상기 정상 선회 휠슬립량 연산단계는, 상기 정상 선회 휠속 연산단계에서 추정한 예상 전륜 평균 회전속도와 예상 후륜 평균 회전속도의 차로 상기 휠슬립 제어부에서 계산하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The normal turning wheel slip amount calculating step may be calculated by the wheel slip control unit by a difference between an estimated front wheel average rotation speed and an estimated rear wheel average rotation speed estimated in the normal turning wheel speed calculation step. 제 1항에 있어서,
상기 비례 제어단계는, 구동력 제어단계 및 휠슬립량 오차 연산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The proportional control step includes a driving force control step and a wheel slip amount error calculation step. 제 9항에 있어서,
상기 구동력 제어단계는, 차량의 휠에 기본적으로 요구되는 구동력 제어토크를 상기 휠슬립 제어부에서 출력하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 9,
The driving force control step, the wheel slip control method characterized in that for outputting the driving force control torque basically required for the wheel of the vehicle. 제 9항에 있어서,
상기 휠슬립량 오차 연산단계는, 상기 정상선회 휠슬립량 연산단계에서 계산된 상기 예상 휠슬립량과 상기 휠슬립량 연산단계에서 계산된 상기 휠슬립량의 차이를 계산하고, 제어대상이 되는 휠슬립량을 출력하여, 상기 출력값이 0을 기준으로 정방향 슬립, 역방향 슬립으로 나누어 각각 다른 비례계수를 통해 슬립비례제어 출력을 계산하고, 기본적으로 요구되는 제어토크를 상기 구동력 제어단계로부터 입력받아 기본슬립 제어토크를 상기 휠슬립 제어부에서 계산하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 9,
The wheel slip amount error calculating step may include calculating a difference between the estimated wheel slip amount calculated in the normal turning wheel slip amount calculation step and the wheel slip amount calculated in the wheel slip amount calculating step, and a wheel to be controlled. By outputting the slip amount, the output value is divided into forward slip and reverse slip based on 0 to calculate slip proportional control output through different proportional coefficients, and basically receives the required control torque from the driving force control step, and then slips the basic slip. Wheel slip control method characterized in that the control torque is calculated by the wheel slip control unit. 제 11항에 있어서,
상기 역방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계 출력보다 작은 값을 최종적으로 출력하며, 상기 정방향 휠슬립의 경우 상기 구동력 제어단계 출력보다 큰 값을 최종적으로 상기 휠슬립 제어부에서 출력하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.12. The method of claim 11,
In the case of the reverse wheel slip, the wheel slip finally outputs a value smaller than the output of the driving force control step, and in the case of the forward wheel slip, the wheel slip control unit finally outputs a value larger than the output of the driving force control step. Control method. 제 1항에 있어서,
상기 고정토크 제어단계는, 고정토크 필요 판단단계 및 토크 고정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The fixed torque control step includes a fixed torque necessary determining step and a torque fixing step. 제 13항에 있어서,
상기 고정토크 필요 판단단계는, 상기 비례 제어단계에서 출력된 기본슬립 제어토크를 입력받아 토크 고정이 필요한지 여부를 판단하여 만일 불필요한 경우에는 기본슬립 제어토크가 최종 슬립제어토크와 동일하게 설정 및 출력되며, 만일 고정토크가 필요하다고 판단되었을 경우에는 상기 토크 고정단계로 넘어가는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 13,
In the fixed torque necessary determination step, the basic slip control torque output in the proportional control step is input to determine whether torque fixing is necessary, and if it is unnecessary, the basic slip control torque is set and output in the same manner as the final slip control torque. , If it is determined that the fixed torque is necessary, the wheel slip control method, characterized in that to skip to the torque fixing step. 제 13항에 있어서,
상기 토크 고정단계는, 사전에 정의된 각 단계별 토크 고정조건을 1회 이상 넘었을 경우 휠슬립량의 축소에 관계없이 사전에 정의된 토크 고정시간 동안 각 단계별 고정토크를 유지하고, 만일 상기 토크 고정시간 종료 이전에 다시 상기 토크 고정조건을 휠슬립량이 넘게 되면 해당 단계로 진입하여 해당 단계의 고정토크를 토크 고정시간 동안 유지하여 슬립제어토크를 출력하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 13,
The torque fixing step is to maintain the fixed torque for each stage for a predetermined torque fixing time, regardless of the reduction of the amount of wheel slip when the torque fixed condition for each step is exceeded one or more times, and if the torque is fixed When the torque holding condition exceeds the wheel slip amount before the end of the time, the step enters the step, and the slip control torque is output by maintaining the fixed torque of the step for a fixed time of torque. 제 15항에 있어서,
상기 토크 고정단계는, 다수의 토크고정 조건에 따라 토크 고정단계를 분리하고, 각 단계별로 별도의 고정토크값과 토크 고정시간을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.16. The method of claim 15,
The torque fixing step is a wheel slip control method, characterized in that to separate the torque fixing step in accordance with a plurality of torque fixing conditions, and to set a separate fixed torque value and torque fixing time for each step. 제 1항에 있어서,
상기 액츄에이터 제어단계는, 상기 슬립제어토크를 입력받아 상기 차량의 토크 전달장치에 토크 전달을 제어하는 것을 특징으로 하는 휠슬립 제어방법.The method of claim 1,
The actuator control step may include receiving the slip control torque and controlling torque transmission to a torque transmission device of the vehicle.
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