利用加速度傳感器的車輪驅動系統及具備此系統的車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及可將驅動力分配到車輛各輪的車輪驅動系統及具備該車輪驅動系統的車輛。
【背景技術】
[0002]電子控制式四輪驅動系統是只用前輪或后輪驅動，但驅動輪打滑時將發動機扭矩向后輪或前輪分配而確保驅動輪的系統。但也根據駕駛者的加速意志和轉向操作運行，以確保車輛驅動力。
[0003]韓國公開專利第號涉及四輪車輛的動力傳遞結構，以前輪為主驅動力，四輪均需要驅動的狀態下，運行多片離合器向后輪分配驅動力，根據離合器的滑動率調節驅動力的分配量。
[0004]但現有四輪驅動系統在斜坡或磨擦系數低的路面易于確保驅動力，但該驅動力只局限于縱向，轉彎或變更車道時，四輪驅動系統對車輛穩定性的影響并不大。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種利用加速度傳感器的車輪驅動系統及具備此系統的車輛，為根據縱向加速度和橫向加速度判斷車輛動作，設定扭矩矢量分配模式，以控制車輛行駛的車輪系統及具備此的車輛。
[0006]但本發明的目的并不局限于上述內容，本領域的技術人員可以從以下敘述內容中清楚地了解到其它目的。
[0007]本發明提供一種利用加速度傳感器的車輪驅動系統，包括:基于縱向加速度和橫向加速度計算車輛加速度數據的加速度數據計算部；基于所述加速度數據判斷所述車輛動作狀態的區域區分部；基于所述動作狀態決定所述車輛扭矩矢量分配模式的扭矩矢量分配決定部；以及基于所述扭矩矢量分配模式，向所述車輛的各輪分配驅動力，基于所述向各輪分配的驅動力控制所述車輛動作的車輛驅動控制部。
[0008]優選地，所述加速度數據計算部利用所述加速度數據計算直行或轉彎時所述車輛上發生的加速度的大小和方向。
[0009]優選地，所述區域區分部是從表示所述車輛直行或以第一方向角以下的角度轉彎的穩定區域、所述車輛以所述第一方向角以上和所述第二方向角以下的角度轉彎的輔助(Assist)區域以及表示所述車輛以所述第二方向角以上角度轉彎的緊急(Emergency)區域中，利用其中某一個區域判斷所述車輛的動作狀態。
[0010]優選地，所述車輛驅動控制部判斷所述動作狀態為所述緊急區域時介入ESC (Electronic Stability Control)控制。
[0011]優選地，所述扭矩矢量分配決定部在所述車輛停車時基于前輪和后輪間的重量分配量決定所述扭矩矢量分配模式，所述車輛停車時基于根據包括加速度大小和方向的所述加速度數據算出的重量分配變化量，決定所述扭矩矢量分配模式。
[0012]優選地，所述扭矩矢量分配決定部在所述動作狀態為所述穩定區域時，決定為只將半徑內側輪的扭矩減少的單行扭矩矢量分配模式，所述動作狀態為所述輔助區域時，決定為不變更向兩側輪的扭矩矢量分配方向的范圍內使轉彎半徑內側輪和外側輪的扭矩大小不同的常規扭矩矢量分配模式，所述動作狀態為所述緊急區域時，決定為向轉彎半徑內側輪輸入逆向扭矩，向外側輪補充輸入正向扭矩的動力扭矩矢量分配模式。
[0013]另外，本發明提供一種具備利用加速度傳感器的車輪驅動系統的車輛，包括:基于縱向加速度和橫向加速度計算車輛加速度數據的加速度數據計算部；基于所述加速度數據判斷所述車輛動作狀態的區域區分部；基于所述動作狀態決定所述車輛扭矩矢量分配模式的扭矩矢量分配決定部；以及基于所述扭矩矢量分配模式，向所述車輛的各輪分配驅動力，基于所述向各輪分配的驅動力控制所述車輛動作的車輛驅動控制部；以及判斷駕駛所述車輛的駕駛者有無加速意志的加速意志判斷部。
[0014]優選地，所述加速意志判斷部根據所述車輛加速器是否被觸摸或所述加速器是否被加壓，判斷有無所述加速意志。
[0015]優選地，所述車輛驅動控制部判斷存在所述加速意志時，基于由所述駕駛者輸入的信息，控制所述車輛的動作。
[0016]本發明具有的優點在于:
本發明根據縱向加速度和橫向加速度判斷車輛的動作，設定扭矩矢量分配模式而控制車輛行駛，其有益效果在于，
第一、提升車輛轉彎應答性，確保穩定性；
第二、可以主動控制車輛；
第三、比起現有四輪驅動系統可更加有效地分配驅動，不管是縱向還是橫向，均考慮在內地控制車輛而提升穩定性。
【附圖說明】
[0017]圖1是簡單圖示本發明優選實施例的車輪驅動系統的框圖；
圖2是說明組成圖1的車輪驅動系統的加速度數據計算部功能的參考圖；
圖3是說明組成圖1的車輪驅動系統的區域區分部功能的參考圖；
圖4是說明組成圖1的車輪驅動系統的扭矩矢量分配決定部的功能的參考圖；
圖5是說明組成圖1的車輪驅動系統的車輛驅動控制部的功能的參考圖；
圖6和圖7是依次圖示本發明優選實施例的車輪驅動系統的運行算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面參照附圖，對發明優選實施例詳細進行描述。說明內容和附圖中的實際同一個構件是用同一個符號表示，不再重復說明。而且說明本發明時，若對有關的公知功能或者結構的具體說明使本發明宗旨變得模糊則省略該說明。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019]車輪驅動系統可向前、后、左、右分配驅動力，可以掌握縱、橫向加速度和駕駛者的加速意志，主動控制車輛，轉彎時可根據加速度大小和方向判斷車輛的動作，并設置扭矩矢量分配模式，通過根據扭矩矢量分配的Assist，提升車輛轉彎應答性和確保穩定性。
[0020]圖1是簡單圖示本發明優選實施例的車輪驅動系統的框圖。根據圖1，車輪驅動系統100包括加速度數據計算部110、區域區分部120、扭矩矢量分配決定部130、車輛驅動控制部140、電源部150和主控制部160。
[0021]電源部150實施向組成車輪驅動系統100的各結構供電的功能。主控制部160對組成車輪驅動系統100的各組成的整體運行實施控制。本實施例中車輪驅動系統100可受到車輛主ECU的控制，不需單獨配備電源部150和主控制部160。
[0022]加速度數據計算部110實施基于縱向加速度和橫向加速度計算車輛加速度數據的功能。
[0023]加速度數據計算部110以車輛加速度數據直行時或轉彎時計算車輛上發生的加速度大小和方向。
[0024]圖2是說明組成圖1的車輪驅動系統的加速度數據計算部的功能的參考圖。
[0025]加速度數據計算部110通過縱/橫向加速度傳感器，掌握轉彎或直行驅動時車輛上發生的加速度量和方向。車輪驅動系統100可以根據車輛狀況決定各輪子的驅動扭矩以實施分配。
[0026]圖2顯示加速度圖解。圖2中almgitude表示縱向加速度，Blateral表示橫向加速度。Amagnitude表示加速度絕對值。Aangle表示加速度絕對值方向。atan表示arctan, A_circle表示加速度源。
[0027]再如圖1所示，區域區分部120基于通過加速度數據計算部110計算的加速度數據，判斷車輛的動作狀態。
[0028]區域區分部120從穩定區域、輔助(Assist)區域和緊急(Emergency)區域中通過其中某一個區域判斷車輛的動作狀態。
[0029]上述的穩定區域表示車輛直行或小于第一方向角的轉彎。輔助區域指車輛第一方向角以上和小于第二方向角的轉彎。緊急區域指車輛大于第二方向角的轉彎。
[0030]第一方向角和第二方向角可以舉例為30度和60度,但本實施例中并不是對第一方向角和第二方向角進行限制。如果第二方向角的值大于第一方向角，技術人員完全可以隨意進行變更。
[0031]圖3是說明圖1的組成車輪驅動系統的區域區分部的功能的參考圖。如圖3所示，計算出加速度的大小和方向后，根據加速度源的大小，分為穩定區域、輔助(Assist)區域和緊急(Emergency )區域，按區域分別實施模式化而分配各輪的輸入扭矩。
[0032]下面簡單說明各個區域。
[0033]-穩定區域:以直行驅動邏輯驅動時不存在根據側力和加速力的扭矩分配量。
[0034]-輔助區域:因急轉彎和變更車道以及側力等外力而影響車輛動作時，以扭矩矢量分配和驅動力分配，根據駕駛者的意志控制車輛。
[0035]-緊急區域:判斷為車輛動作過度而為確保穩定性介入液壓ESC控制。
[0036]再如圖1所示，扭矩矢量分配決定部130基于通過區域區分部120判斷的車輛動作狀態，實施決定車輛扭矩矢量分配模式的功能。
[0037]扭矩矢量分配決定部130扭矩矢量決定部130在車輛停車時基于前輪和后輪之間的重量分配量，決定扭矩矢量分配模式。扭矩矢量分配決定部130是車輛行駛時可以基于根據包含加速度大小和方向的加速度數據算出的重量分配變化量，決定扭矩矢量分配模式。
[0038]扭矩矢量分配決定部130在車輛舉行狀態處于穩定區域時可以決定為只減少轉彎半徑內側輪扭矩的單行扭矩矢量分配模式。扭矩矢量分配決定部130是車輛的舉行狀態處于輔助區域時，在不變更扭矩矢量分配方向的范圍內，決定為使轉彎半徑內側輪和外側輪扭矩大小不同的常規扭矩矢量分配模式。而且扭矩矢量分配決定部130在車輛動作狀態處于緊急區域時，決定為向轉彎半徑內側輪輸入逆向扭矩，向外側輪補充輸入正向扭矩的動力扭矩矢量分配模式。
[0039]圖4是說明圖1的組成車輪驅動系統的扭矩矢量分配決定部功能的參考圖。
[0040]扭矩矢量分配決定部130在車輛進入輔助區域時利用輪轂電機的驅/制動力確保車輛的轉彎穩定性，掌握駕駛者的意志，提升反應性。
[0041]扭矩矢量分配決定部130將Aangle值分成0-30度、30_60度、60_90度，決定對比縱向的橫向的車輛扭矩矢量分配大小和方向。
[0042]扭矩矢量分配決定部130在Aangle值為60-90度時選擇動力扭矩矢量分配模式。動力扭矩矢量分配模式是作為橫加速度比縱加速度更大地發生的區域，車輛進入急轉彎區域，向轉彎半徑內側輪輸入逆向扭短，外側輪輸入補充輸入正扭短，使最大扭矩矢量分配發生而確保轉彎反應性和穩定性。
[0043]扭矩矢量分配決定部130是Aangle值30-60度時，選擇常規扭矩矢量分配模式。常規扭矩矢量分配模式是不更換向兩側輪的扭矩矢量分配方向的范圍內，使轉彎半徑內側輪和外側輪的扭矩大小產生巨大差異而確保轉彎反應性和穩定性。
[0044]扭矩矢量分配決定部130在Aangle值為0-30度時選擇單行扭矩矢量分