4륜구동차량의 슬립방지방법 {Method for preventing slip for vehicles of 4 wheel drive}

본 발명은 4륜구동차량의 슬립방지방법에 관한 것으로서 특히, 4륜구동차량에 있어서 ECU가 스티어링각도와 차속에 따라 전후슬립과 횡슬립을 판단하여 전, 후차륜에 구동력을 자동으로 분배하기 위한 방법으로써, 노면상태에 따른 직진성능 및 선회성능을 향상시키는 동시에, 차량에서 발생하는 요잉을 방지하여 주행 안정성을 증대시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 직진 안정성이나 오프로드에서의 운전성을 향상시키기 위한 4륜구동시스템은 현재 SUV(Sports Utility Vehicles)차량의 보편화에 따라 적용범위가 확장되고 있으며, 4륜구동시스템은 운전자가 2륜구동과 4륜구동을 수동으로 조절할 수 있으며, 최근에는 주행조건에 따라 전자제어식으로 2륜구동과 4륜구동을 자동으로 전환할 수도 있다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 4륜구동차량의 전후슬립을 도시하는 도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 4륜구동차량에서 화살표 B로 표시된 후륜차속이 빠르고 화살표 A로 표시된 전류차속이 느리게 되면 전후슬립이 발생한 것으로 판단하게 되어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 화살표 B'로 표시된 후륜차속을 화살표 A'로 표시된 전륜차속으로 분배하게 된다.

그러나, 종래의 4륜구동차량은 노면조건에 따라 눈길이나 빗길 등에서 발생하는 전후슬립에 대하여 전, 후구동력만을 배분할 수 있기 때문에, 차량 선회시 횡슬립에 의하여 발생하는 요잉을 방지하기 위한 전, 후구동력배분은 고려치 않고 있다는 문제점이 있었다.

요잉(yawing)이란 자동차가 커브를 돌 때 일어나는 움직임으로서, 차체에 대하여 수직인 축(Z축) 둘레에 발생하는 운동이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 4륜구동차량에 있어서 전, 후차륜에 구동력을 자동으로 분배하여 노면상태에 따른 직진성능 및 선회성능을 향상시키는 동시에, 차량에서 발생하는 요잉을 방지하여 주행 안정성을 증대시킬 수 있도록 하는 4륜구동차량의 슬립방지방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 전륜차속센서 및 후륜차속센서에서 각각 전륜차속 및 후륜차속을 측정하는 전후륜차속측정단계와; 상기 전후륜차속측정단계 수행 후, ECU에서 전륜차속과 후륜차속이 동일한지 판단하는 슬립판단단계와; 상기 슬립판단단계에서 전륜차속과 후륜차속이 동일하지 않을 때, 스티어링각도와 차량의 주행속도를 측정하는 환경측정단계와; 상기 환경측정단계 수행 후, ECU에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량의 주행속도가 50km/h를 초과하는지 판단하는 슬립종류판단단계와; 상기 슬립종류판단단계에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량속도가 50km/h를 초과할 때, 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하는 횡슬립전후륜차속판단단계와; 상기 횡슬립전후륜차속판단단계에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때, 후륜구동력을 일정비율로 증가시키는 급속후륜구동력증가단계와; 상기 횡슬립전후륜차속판단단계에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠르지 않을 때, 전륜구동력을 일정비율로 증가시키는 급속전륜구동력증가단계와; 상기 슬립종류판단단계에서 스티어링각도가 20°이하이거나 차량속도가 50km/h이하일 때, 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하는 전후슬립전후륜차속판단단계와; 상기 전후슬립전후륜차속판단단계에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때, 후륜구동력을 상기 급속후륜구동력증가단계 증가비율의 약 절반으로 증가시키는 저속후륜구동력증가단계와; 상기 전후슬립전후륜차속판단단계에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠르지 않을 때, 전륜구동력을 상기 급속전륜구동력증가단계 증가비율의 약 절반으로 증가시키는 저속전륜구동력증가단계로 구성함으로써 달성된다.

도 1a 및 1b는 일반적인 4륜구동차량의 전후슬립을 도시하는 도,

도 2는 본 발명의 4륜구동차량의 슬립방지방법을 도시하는 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S1 : 전후륜차속측정단계S2 : 슬립판단단계

S3 : 환경측정단계S4 : 슬립종류판단단계

S5 : 횡슬립전후륜차속판단단계S6 : 급속후륜구동력증가단계

S7 : 급속전륜구동력증가단계S8 : 전후슬립전후륜차속판단단계

S9 : 저속후륜구동력증가단계S10 : 저속전륜구동력증가단계.

도 2는 본 발명의 4륜구동차량의 슬립방지방법을 도시하는 순서도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 4륜구동차량의 슬립방지방법은 전륜차속센서 및 후륜차속센서에서 각각 전륜차속 및 후륜차속을 측정하는 전후륜차속측정단계(S1)와; 상기 전후륜차속측정단계(S1) 수행 후, ECU에서 전륜차속과 후륜차속이 동일한지 판단하는 슬립판단단계(S2)와; 상기 슬립판단단계(S2)에서 전륜차속과 후륜차속이 동일하지 않을 때, 스티어링각도와 차량의 주행속도를 측정하는 환경측정단계(S3)와; 상기 환경측정단계(S3) 수행 후, ECU에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량의 주행속도가 50km/h를 초과하는지 판단하는 슬립종류판단단계(S4)와; 상기 슬립종류판단단계(S4)에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량속도가 50km/h를 초과할 때, 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하는 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)와; 상기 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때, 후륜구동력을 일정비율로 증가시키는 급속후륜구동력증가단계(S6)와; 상기 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)에서 전륜차속이 후륜차속보다빠르지 않을 때, 전륜구동력을 일정비율로 증가시키는 급속전륜구동력증가단계(S7)와; 상기 슬립종류판단단계(S4)에서 스티어링각도가 20°이하이거나 차량속도가 50km/h이하일 때, 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하는 전후슬립전후륜차속판단단계(S8)와; 상기 전후슬립전후륜차속판단단계(S8)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때, 후륜구동력을 상기 급속후륜구동력증가단계(S6) 증가비율의 약 절반으로 증가시키는 저속후륜구동력증가단계(S9)와; 상기 전후슬립전후륜차속판단단계(S8)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠르지 않을 때, 전륜구동력을 상기 급속전륜구동력증가단계(S7) 증가비율의 약 절반으로 증가시키는 저속전륜구동력증가단계(S10)로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전후륜차속측정단계(S1)에서는 차량의 트랜스미션에 구비된 전륜차속센서 및 후륜차속센서에서 각각 전륜차속 및 후륜차속을 측정하게 되며, 상기 전후륜차속측정단계(S1) 수행 후, 슬립판단단계(S2)에서는 차량 주행중 전후슬립 또는 횡슬립이 발생하고 있는지 판단하기 위하여 ECU에서 전륜차속과 후륜차속이 동일한지 판단하게 되며, 상기 슬립판단단계(S2)에서 전륜차속과 후륜차속이 동일할 때에는 슬립이 발생하지 않은 것으로 판단하여 종료되며, 상기 슬립판단단계(S2)에서 전륜차속과 후륜차속이 동일하지 않을 때에는 슬립이 발생하고 있는 것으로 판단하여, 상기 슬립이 전후슬립인지 횡슬립인지 판단하기 위하여 환경측정단계(S3)에서 스티어링각도와 차량의 주행속도를 측정하게 된다.

상기 환경측정단계(S3)에서 차량의 스티어링각도와 차량의 주행속도를 측정한 뒤, 슬립종류판단단계(S4)에서는 ECU에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량의 주행속도가 50km/h를 초과하는지 판단하게되며, 이때, 전후슬립인 경우에는 눈길이나 빗길 등에서 차량이 빠져 나올 때 발생하기 때문에 차량의 주행속도가 50km/h이하이거나 스티어링각도도 20°이하인 것으로 판단할 수 있으며, 횡슬립인 경우에는 곡선도로를 선회시 발생하기 때문에 차량의 주행속도가 50Km/h를 초과하는 동시에 스티어링각도가 20°를 초과하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 슬립종류판단단계(S4)에서 스티어링각도가 20°를 초과하는 동시에 차량속도가 50km/h를 초과할 때 차량은 횡슬립으로 판단하게 되며, 전륜차속과 후륜차속 중 어느 차륜에서 슬립이 일어나는지 판단하기 위하여 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)에서는 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하게 되고, 상기 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때 전륜에서 횡슬립이 일어나는 것으로 판단하게 되어, 급속후륜구동력증가단계(S6)에서는 후륜구동력을 일정비율로 증가시켜 횡슬립을 저하시키게 된다.

상기 횡슬립전후륜차속판단단계(S5)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠르지 않을 때 후륜에서 횡슬립이 일어나는 것으로 판단하게 되어, 급속전륜구동력증가단계(S7)에서는 전륜구동력을 일정비율로 증가시켜 횡슬립을 저하시키게 된다.

또한, 상기 슬립종류판단단계(S4)에서 스티어링각도가 20°이하이거나 차량속도가 50km/h이하일 때 차량은 전후슬립으로 판단하게 되며, 전륜차속과 후륜차속 중 어느 차륜에서 슬립이 일어나는지 판단하기 위하여전후슬립전후륜차속판단단계(S8)에서는 전륜차속이 후륜차속보다 빠른지 판단하게 되고, 상기 전후슬립전후륜차속판단단계(S8)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠를 때 전륜에서 전후슬립이 일어나는 것으로 판단하게 되어, 저속후륜구동력증가단계(S9)에서는 후륜구동력을 상기 급속후륜구동력증가단계(S6) 증가비율의 약 절반으로 증가시켜 전후슬립을 저하시키게 된다.

예를 들어, 상기 급속후륜구동력증가단계(S6)의 증가비율이 10%라면, 저속후륜구동력증가단계(S9)의 증가비율은 5%로 한다.

상기 전후슬립전후륜차속판단단계(S8)에서 전륜차속이 후륜차속보다 빠르지 않을 때 후륜에서 전후슬립이 일어나는 것으로 판단하게 되어, 저속전륜구동력증가단계(S10)에서는 전륜구동력을 상기 급속전륜구동력증가단계(S7) 증가비율의 약 절반으로 증가시켜 전후슬립을 저하시키게 된다.

예를 들어, 상기 급속전륜구동력증가단계(S7)의 증가비율이 10%라면, 저속전륜구동력증가단계(S10)의 증가비율은 5%로 한다.

이와 같이 하여, 4륜구동차량에서 발생하는 전후슬립 뿐 아니라 횡슬립을 ECU가 판단하여 전, 후륜에 구동력을 자동으로 배분하게 되어 노면상태 및 주행상태에 따라 차량의 주행성능을 향상시키게 된다.

이상과 같은 본 발명은 4륜구동차량에 있어서 전, 후차륜에 구동력을 자동으로 분배하여 노면상태에 따른 직진성능 및 선회성능을 향상시키는 동시에, 차량에서 발생하는 요잉을 방지하여 주행 안정성을 증대시킬 수 있는 발명인 것이다.