利用加速度传感器的车轮驱动系统及具备此系统的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可将驱动力分配到车辆各轮的车轮驱动系统及具备该车轮驱动系统的车辆。
【背景技术】
[0002]电子控制式四轮驱动系统是只用前轮或后轮驱动，但驱动轮打滑时将发动机扭矩向后轮或前轮分配而确保驱动轮的系统。但也根据驾驶者的加速意志和转向操作运行，以确保车辆驱动力。
[0003]韩国公开专利第2009-0051317号涉及四轮车辆的动力传递结构，以前轮为主驱动力，四轮均需要驱动的状态下，运行多片离合器向后轮分配驱动力，根据离合器的滑动率调节驱动力的分配量。
[0004]但现有四轮驱动系统在斜坡或磨擦系数低的路面易于确保驱动力，但该驱动力只局限于纵向，转弯或变更车道时，四轮驱动系统对车辆稳定性的影响并不大。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种利用加速度传感器的车轮驱动系统及具备此系统的车辆，为根据纵向加速度和横向加速度判断车辆动作，设定扭矩矢量分配模式，以控制车辆行驶的车轮系统及具备此的车辆。
[0006]但本发明的目的并不局限于上述内容，本领域的技术人员可以从以下叙述内容中清楚地了解到其它目的。
[0007]本发明提供一种利用加速度传感器的车轮驱动系统，包括:基于纵向加速度和横向加速度计算车辆加速度数据的加速度数据计算部；基于所述加速度数据判断所述车辆动作状态的区域区分部；基于所述动作状态决定所述车辆扭矩矢量分配模式的扭矩矢量分配决定部；以及基于所述扭矩矢量分配模式，向所述车辆的各轮分配驱动力，基于所述向各轮分配的驱动力控制所述车辆动作的车辆驱动控制部。
[0008]优选地，所述加速度数据计算部利用所述加速度数据计算直行或转弯时所述车辆上发生的加速度的大小和方向。
[0009]优选地，所述区域区分部是从表示所述车辆直行或以第一方向角以下的角度转弯的稳定区域、所述车辆以所述第一方向角以上和所述第二方向角以下的角度转弯的辅助(Assist)区域以及表示所述车辆以所述第二方向角以上角度转弯的紧急(Emergency)区域中，利用其中某一个区域判断所述车辆的动作状态。
[0010]优选地，所述车辆驱动控制部判断所述动作状态为所述紧急区域时介入ESC (Electronic Stability Control)控制。
[0011]优选地，所述扭矩矢量分配决定部在所述车辆停车时基于前轮和后轮间的重量分配量决定所述扭矩矢量分配模式，所述车辆停车时基于根据包括加速度大小和方向的所述加速度数据算出的重量分配变化量，决定所述扭矩矢量分配模式。
[0012]优选地，所述扭矩矢量分配决定部在所述动作状态为所述稳定区域时，决定为只将半径内侧轮的扭矩减少的单行扭矩矢量分配模式，所述动作状态为所述辅助区域时，决定为不变更向两侧轮的扭矩矢量分配方向的范围内使转弯半径内侧轮和外侧轮的扭矩大小不同的常规扭矩矢量分配模式，所述动作状态为所述紧急区域时，决定为向转弯半径内侧轮输入逆向扭矩，向外侧轮补充输入正向扭矩的动力扭矩矢量分配模式。
[0013]另外，本发明提供一种具备利用加速度传感器的车轮驱动系统的车辆，包括:基于纵向加速度和横向加速度计算车辆加速度数据的加速度数据计算部；基于所述加速度数据判断所述车辆动作状态的区域区分部；基于所述动作状态决定所述车辆扭矩矢量分配模式的扭矩矢量分配决定部；以及基于所述扭矩矢量分配模式，向所述车辆的各轮分配驱动力，基于所述向各轮分配的驱动力控制所述车辆动作的车辆驱动控制部；以及判断驾驶所述车辆的驾驶者有无加速意志的加速意志判断部。
[0014]优选地，所述加速意志判断部根据所述车辆加速器是否被触摸或所述加速器是否被加压，判断有无所述加速意志。
[0015]优选地，所述车辆驱动控制部判断存在所述加速意志时，基于由所述驾驶者输入的信息，控制所述车辆的动作。
[0016]本发明具有的优点在于:
本发明根据纵向加速度和横向加速度判断车辆的动作，设定扭矩矢量分配模式而控制车辆行驶，其有益效果在于，
第一、提升车辆转弯应答性，确保稳定性；
第二、可以主动控制车辆；
第三、比起现有四轮驱动系统可更加有效地分配驱动，不管是纵向还是横向，均考虑在内地控制车辆而提升稳定性。
【附图说明】
[0017]图1是简单图示本发明优选实施例的车轮驱动系统的框图；
图2是说明组成图1的车轮驱动系统的加速度数据计算部功能的参考图；
图3是说明组成图1的车轮驱动系统的区域区分部功能的参考图；
图4是说明组成图1的车轮驱动系统的扭矩矢量分配决定部的功能的参考图；
图5是说明组成图1的车轮驱动系统的车辆驱动控制部的功能的参考图；
图6和图7是依次图示本发明优选实施例的车轮驱动系统的运行算法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面参照附图，对发明优选实施例详细进行描述。说明内容和附图中的实际同一个构件是用同一个符号表示，不再重复说明。而且说明本发明时，若对有关的公知功能或者结构的具体说明使本发明宗旨变得模糊则省略该说明。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]车轮驱动系统可向前、后、左、右分配驱动力，可以掌握纵、横向加速度和驾驶者的加速意志，主动控制车辆，转弯时可根据加速度大小和方向判断车辆的动作，并设置扭矩矢量分配模式，通过根据扭矩矢量分配的Assist，提升车辆转弯应答性和确保稳定性。
[0020]图1是简单图示本发明优选实施例的车轮驱动系统的框图。根据图1，车轮驱动系统100包括加速度数据计算部110、区域区分部120、扭矩矢量分配决定部130、车辆驱动控制部140、电源部150和主控制部160。
[0021]电源部150实施向组成车轮驱动系统100的各结构供电的功能。主控制部160对组成车轮驱动系统100的各组成的整体运行实施控制。本实施例中车轮驱动系统100可受到车辆主ECU的控制，不需单独配备电源部150和主控制部160。
[0022]加速度数据计算部110实施基于纵向加速度和横向加速度计算车辆加速度数据的功能。
[0023]加速度数据计算部110以车辆加速度数据直行时或转弯时计算车辆上发生的加速度大小和方向。
[0024]图2是说明组成图1的车轮驱动系统的加速度数据计算部的功能的参考图。
[0025]加速度数据计算部110通过纵/横向加速度传感器，掌握转弯或直行驱动时车辆上发生的加速度量和方向。车轮驱动系统100可以根据车辆状况决定各轮子的驱动扭矩以实施分配。
[0026]图2显示加速度图解。图2中almgitude表示纵向加速度，Blateral表示横向加速度。Amagnitude表示加速度绝对值。Aangle表示加速度绝对值方向。atan表示arctan, A_circle表示加速度源。
[0027]再如图1所示，区域区分部120基于通过加速度数据计算部110计算的加速度数据，判断车辆的动作状态。
[0028]区域区分部120从稳定区域、辅助(Assist)区域和紧急(Emergency)区域中通过其中某一个区域判断车辆的动作状态。
[0029]上述的稳定区域表示车辆直行或小于第一方向角的转弯。辅助区域指车辆第一方向角以上和小于第二方向角的转弯。紧急区域指车辆大于第二方向角的转弯。
[0030]第一方向角和第二方向角可以举例为30度和60度,但本实施例中并不是对第一方向角和第二方向角进行限制。如果第二方向角的值大于第一方向角，技术人员完全可以随意进行变更。
[0031]图3是说明图1的组成车轮驱动系统的区域区分部的功能的参考图。如图3所示，计算出加速度的大小和方向后，根据加速度源的大小，分为稳定区域、辅助(Assist)区域和紧急(Emergency )区域，按区域分别实施模式化而分配各轮的输入扭矩。
[0032]下面简单说明各个区域。
[0033]-稳定区域:以直行驱动逻辑驱动时不存在根据侧力和加速力的扭矩分配量。
[0034]-辅助区域:因急转弯和变更车道以及侧力等外力而影响车辆动作时，以扭矩矢量分配和驱动力分配，根据驾驶者的意志控制车辆。
[0035]-紧急区域:判断为车辆动作过度而为确保稳定性介入液压ESC控制。
[0036]再如图1所示，扭矩矢量分配决定部130基于通过区域区分部120判断的车辆动作状态，实施决定车辆扭矩矢量分配模式的功能。
[0037]扭矩矢量分配决定部130扭矩矢量决定部130在车辆停车时基于前轮和后轮之间的重量分配量，决定扭矩矢量分配模式。扭矩矢量分配决定部130是车辆行驶时可以基于根据包含加速度大小和方向的加速度数据算出的重量分配变化量，决定扭矩矢量分配模式。
[0038]扭矩矢量分配决定部130在车辆举行状态处于稳定区域时可以决定为只减少转弯半径内侧轮扭矩的单行扭矩矢量分配模式。扭矩矢量分配决定部130是车辆的举行状态处于辅助区域时，在不变更扭矩矢量分配方向的范围内，决定为使转弯半径内侧轮和外侧轮扭矩大小不同的常规扭矩矢量分配模式。而且扭矩矢量分配决定部130在车辆动作状态处于紧急区域时，决定为向转弯半径内侧轮输入逆向扭矩，向外侧轮补充输入正向扭矩的动力扭矩矢量分配模式。
[0039]图4是说明图1的组成车轮驱动系统的扭矩矢量分配决定部功能的参考图。
[0040]扭矩矢量分配决定部130在车辆进入辅助区域时利用轮毂电机的驱/制动力确保车辆的转弯稳定性，掌握驾驶者的意志，提升反应性。
[0041]扭矩矢量分配决定部130将Aangle值分成0-30度、30_60度、60_90度，决定对比纵向的横向的车辆扭矩矢量分配大小和方向。
[0042]扭矩矢量分配决定部130在Aangle值为60-90度时选择动力扭矩矢量分配模式。动力扭矩矢量分配模式是作为横加速度比纵加速度更大地发生的区域，车辆进入急转弯区域，向转弯半径内侧轮输入逆向扭短，外侧轮输入补充输入正扭短，使最大扭矩矢量分配发生而确保转弯反应性和稳定性。
[0043]扭矩矢量分配决定部130是Aangle值30-60度时，选择常规扭矩矢量分配模式。常规扭矩矢量分配模式是不更换向两侧轮的扭矩矢量分配方向的范围内，使转弯半径内侧轮和外侧轮的扭矩大小产生巨大差异而确保转弯反应性和稳定性。
[0044]扭矩矢量分配决定部130在Aangle值为0-30度时选择单行扭矩矢量分