KR100196958B1 - 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치 - Google Patents

Abstract

종래의 ABS에 일반적으로 제공된 바퀴 회전 센서 및 종래의 엔진 연료 분사 제어기에 일반적으로 제공된 엔진 회전 센서를 사용하여, 저가의 토크 검출 장치가 얻어진다. 상기 장치는, 예를 들어, 바퀴를 구동하기 위한 엔진 또는 모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원과 좌우의 바퀴를 차동기어를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 접속하는 차량에서 사용될 수 있다. 상기 장치는 상기 구동원의 회전각 검출 수단, 좌우 바퀴의 바퀴 회전각 검출 수단을 구비하며, 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축 토크를 토크 검출 수단에 의해 계산한다.

Description

차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제2도는 실시예 1에서 2WD 차량에 대한 동력 전달 시스템 모델을 도시한 도면.

제3도는 실시예 1에서 회전각, 회전 각속도, 및 회전 각가속도를 검출하는 방법을 도시한 도면.

제4도는 실시예에서 회전각, 회전 각속도, 및 회전 각가속도를 검출하는 방법을 도시한 도면.

제5도는 실시예에서 토크를 계산하는 동작을 도시한 흐름도.

제6도는 실시예에서 쉬프트 위치 스위치로부터 변속비를 구하는 변속비 맵을 도시한 도면.

제7도는 실시예 2에서 변속비를 계산하는 동작을 도시한 흐름도.

제8도는 실시예에서 계산되고 검출된 토크값의 시간 변화를 도시한 파형도.

제9a 내지 9c도는 실시예 4에서 토크 계산 타이밍, 엔진 회전 펄스, 및 바퀴 회전 펄스를 도시한 도면.

제10a 내지 10c도는 실시예 4에서 토크 계산 타이밍, 엔진 회전 펄스, 및 바퀴 회전 펄스를 도시한 도면.

제11도는 실시예 5에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제12도는 실시예 6에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제13호는 실시예 6에서 차동 제한 기기를 갖는 2WD 차량의 동력 전달 시스템 모델을 도시한 도면.

제14도는 실시예 6의 동작을 도시하는 흐름도.

제15도는 실시예 7의 동작을 도시하는 흐름도.

제16도는 실시예 8의 동작을 도시하는 흐름도.

제17도는 실시예 9에서 직결 4WD 차량의 동력 전달 시스템 모델을 도시한 도면.

제18도는 실시예 9에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제19도는 실시예 11에서 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량의 동력 전달 시스템 모델을 도시한 도면.

제20도는 실시예 11에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제21도는 실시예 14에서 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량의 동력 전달 시스템 모델을 도시한 도면.

제22도는 실시예 17에 따른 토크 검출 장치의 전체 구조를 도시한 도면.

제23도는 실시예 17의 동작을 도시한 흐름도.

제24도는 종래의 ABS의 구조를 도시한 도면.

제25도는 종래의 ABS의 전체 구조를 도시한 도면.

제26도는 종래 ABS의 토크 검출 장치의 단면도.

제27도는 종래 ABS의 토크 센서와 토크 검출 신호의 회로 구조를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 바퀴 회전 센서 10 : 엔진

11 : 변속기 12 : 추진기축

13 : 차동 기어 14 : 구동축

15 : 엔진 회전 센서

[본 발명의 분야]

본 발명은 차량의 앤티-로크 브레이크 시스템, 트랙션(traction) 제어기 등을 제어하는 토크(torque) 검출 장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로, 차량에는 자동차 본체의 방향 안정성과 조정 성능을 캐선하기 위해 트랙션 제어기등의 제어기와 앤티-로크 브레이크 시스템(이후 ABS라 칭한다)이 제공된다. 이 제어기는 바퀴의 토크 크기에 따라 제어되므로 이로 인해 높은 정확도의 제어가 허용된다.

제동 성능을 개선하기 위해 차량의 제동시에 바퀴의 미끄러짐을 억제하는 상기 ABS는 자동차 본체의 방향 안정성과 조정 성능을 유지하며, 바퀴 속도(V_W)와 차량 속도(V_B)(바퀴 가속/감속과 바퀴 속도로부터 얻어진 의사 차량 속도 신호)간의 비교로부터 제동시 바퀴 미끄럼비 S(=(V_B-V_W)/V_B)를 구하고 미끄럼비가 소정의 범위(약 0.15 내지 0.30)에 있도록 바퀴에 인가된 제동력을 제어하여 제동 거리를 최소화한다. 구동 성능을 개선하기 위해 차량의 구동시에 바퀴의 미끄러짐을 억제하는 트랙션 제어기(이후 TRC라 칭한다)는 바퀴의 미끄러짐을 검출하고 ABS와 같이 미끄럼의 검출에 따라 점차적으로 토크를 증가시키고 엔진 토크를 감소시키도록 조절판 밸브를 제어하여 자동차 본체의 방향 안정성, 조정 성능(steering performance), 및 적절한 구동력을 유지한다.

예를들어 JP-A-99014/1993('JP-A'는 심사되지 않고 공고된 일본 특허출원을 의미함)은 구동축 등의 토크가 성능을 개선하도록 구해져서 ABS와 TRC를 제어하기 위해 사용되는 것으로 공지되어 있다. 상기 발명에서는 토크 및 바퀴 각가속도가 검출되고, 도로 표면 마찰 계수가 다음의 식으로부터 계산되어 검출되며, 또한 검출된 도로 표면 마찰 계수가 제어 성능을 개선하도록 정지 마찰 제어에 사용된다.

여기서, mu는 도로 표면 마찰 계수, T_WP는 도로 표면에서 미끄러지기 바로 전에 얻어진 구동축의 최대 토크값, I는 토크의 검출면에서 바퀴와 지표면간 접촉점까지의 관성 모멘트, alpha는 바퀴의 회전 각가속도, m_Wg는 구동 바퀴에 인가된 자동차의 무게, 또한 R은 바퀴의 반지름이다.

JP-A-293655/1992에서는 토크가 검출되고 검출된 토크가 제어 성능을 개선하도록 ABS제어에 사용된다. 상기 발명은 보다 상세히 후술된다. 제24도에 도시된 바와 같이 상기 발명은 각 바퀴의 제동 동작을 검출하는 제동 동작 검출 수단, 각 바퀴의 토크를 검출하는 토크 검출 수단, 및 바퀴의 제동 동작 동안에 토크 검출 수단에 의해 검출된 토크를 포함한 조건에 따라 각 바퀴 제동의 제동력을 제어하는 제동력 제어 수단으로 구성된다. 토크 검출 수단의 토크 검출 부위는, 바퀴와 바퀴 제동기 사이 또는 바퀴 제동기와 차동 기어간의 구동축이다.

제25도는 상기의 발명에서 사용된 종래의 ABS의 구성을 도시한다. 도면에서 도면 부호 (1)는 뒷바퀴를 나타내고, (2)는 바퀴 제동기, (3)은 토크 센서, (4)는 ABS 제어기, (5)는 제동 스위치, (6)은 바퀴 회전 센서, (7)은 제동 작동기, (8)은 마스터 실린더(master cylinder), (9)는 앞바퀴, (10)은 엔진, (11)은 변속기, (12)는 추진기축, (13)은 차동 기어, 그리고 (14)는 구동축을 나타낸다. 제26도는 상기 발명에서 사용된 종래의 토크 검출 장치의 수직 단면도이다.

이어서 장치의 동작을 설명한다. 후륜 구동 차량의 구동 바퀴인 각각의 뒷바퀴(1)의 토크를 검출하기 위해 뒷바퀴의 제동기(2)에 토크 센서(3)가 토크 검출 수단으로서 제공된다. 토크 센서(3)에 의해 검출된 뒷바퀴(1)의 토크 신호는 ABS제어기(4)에 입력된다.

토크 센서(3)와 토크 검출 신호 수신 회로의 구성이 제27도에 도시된다.

브릿지(bridge) 회로(21)를 구성하는 두개의 왜곡 게이지(distortion gauge) (122)및 (123)는 검출된 토크에 따라 왜곡되고, 그에 의해 변하는 브릿지 회로의 단자 전압은 주파수 변환기 회로(124)에 의해 주파수 변환되며, 변환된 주파수는 신호를 발생하도록 증폭기(125)에 의해 증폭된다. 이 신호는 ABS 제어기(4)에 의해 수신되고, 주파수 범위에 따라 검출된 주파수 분별기(126)에 의해 판별되고, 증폭기(127)에 의해 증폭되어, 파형 정형 회로(128)에 의해 정형되고, 또한 타이머 처리 회로(129)에 의해 주파수 변환되어 미리 조사된 사이클과 토크 맵(torque map)을 근거로 주파수 변환된 신호로부터 토크가 검출된다.

ABS 제어기(4)는 제동 동작에 의해 턴온되는 제동 동작 검출 수단으로서의 제동 스위치(5)로부터 신호를 수신하고, 토크외에도, 각 앞바퀴(9)의 회전 속도를 검출하도록 제공된 앞바퀴 회전 센서(6A,6B) 및 각 뒷바퀴(1)의 회전 속도를 검출하도록 추진기축(12)에 제공된 뒷바퀴 회전 센서(6C)로부터 차량 속도 신호를 수신하며, 이 신호들을 근거로 바퀴 제동기(2)의 제동력을 설정하고, 제동력 제어 신호를 작동기(7)에 제공한다. 작동기(7)는 마스터 실린더(8)로부터 마스터 유압들 제동력 제어 신호에 따라 감압 조정된 ABS 제어 유압을 뒷바퀴(1) 및 앞바퀴(9)의 각각의 바퀴 제동기(2)에 공급하며, 각각의 바퀴 제동기(2)의 제동력(페달을 누르는 힘)을 제어한다. 또, 엔진(10)의 구동력은 변속기(11), 추진기축(12), 차동 기어(13), 및 구동축(14)을 통해 뒷바퀴(1)에 전달된다. 이어서, 구동축의 토크에 대한 검출 부위로서 구동축(14)이 선택되었을때 ABS 제어기에 의한 제동력의 제어 동작을 설명한다. 구동축의 토크에 대한 검출 부위로서 구동축(14)이 선택된 경우, 바퀴의 고정시에, 바퀴 미끄러짐에 의해 바퀴 제동기(2)의 제동력은 감소되지 않는 상태에서 구동축의 토크는 감소한다. 그리고, 그 바로 전의 토크값은 바퀴와 도로 표면간에 발생된 최대 마찰력에 바퀴의 반지름을 곱하여 얻어진 최고치가 되고, 상기 최대 마찰력은 바퀴의 무게와 도로 표면의 마찰 계수의 곱으로부터 얻어지므로, 최대 토크가 나뉘어지면 역 계산에 의해 도로 표면의 마찰 계수가 얻어질 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이 감소되기 바로 전에 토크 검출 수단에 의해 검출된 바퀴의 토크가 최대치라 가정하고 측정된 도로 표현의 마찰 계수를 근거로 얻어진 특성에 따라 제동력 제어 수단이 바퀴 제동기(2)의 제동력을 제어하면 보다 정확한 제어가 가능하다.

상술한 바와 같이 바퀴 토크를 검출하고 검출된 바퀴 토크를 포함하는 조건에 따라 ABS 또는 TRC를 제어하여 보다 정확한 제어가 가능해진다.

상술한 바와 같이 차량을 제어하기 위한 토크를 검출하는 종래의 ABS 및 TRC는 토크 검출을 위해 왜곡 게이지를 사용하므로 구동축등의 축에 왜곡 게이지를 부착해야 한다. 또한, 회전축에 부착된 왜곡 게이지에 의해 검출된 토크 검출 신호를 자동차 본체에 고정된 ABS 제어기에 전달하기 위해 무선파 또는 값비싼 미끄럼 고리(slip ring)가 사용된다. 그 결과 종래의 장치는 가격시 상승되는 문제점을 갖는다.

[본 발명의 요약]

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것이므로, 본 발명의 목적은 ABS에서 일반적으로 제공되는 바퀴 회전 센서와 엔진 연료 분사 제어기에서 일반적으로 제공되는 엔진 회전 센서를 사용하는 저가의 토크 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 계산과 검출을 재설정하여 토크를 높은 정확도로 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 변속기의 상태에 상관없이 변속비(change gear ratio)를 검출하여 토크를 높은 정확도로 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 변속기의 상태에 상관없이 변속비를 계산하여 토크를 높은 정확도로 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 검출된 값의 오프셋(offset)의 영향을 감소시켜 토크를 높은 정확도로 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 회전 센서의 펄스 분해능이 낮을때에도 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 변속기의 상태에 상관없이 변속기와 차동 기어의 입력간에 위치하는 축중 하나의 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 제한 기기를 갖는 차량에서도 차동 제한 토크, 구동원 회전 각도, 및 바퀴 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 제한 기기를 갖는 차량에서도 구동원 회전 각가속도, 차동 제한 토크, 및 바퀴 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 제한 기기를 갖는 차량에서 차동 제한 토크를 검출하지 않고 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 직결 4WD 차량에서도 구동원 회전 각도와 바퀴 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 직결 4WD 차량에서도 구동원 회전 각가속도와 바퀴 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD차량에서도 구동원 회전 각도, 차동 제한 토크 및 바퀴 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD차량에서도 구동원 회전 각가속도와 차동 제한 토크를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차동 기어 한계 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에서 차동 제한 토크를 검출하지 않고 정확한 토크를 검출하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 구동원 회전 각도와 추진기 축상의 차동 기어 회전 각도를 검출하여 정확한 토크를 검출하는 것이다.

바퀴를 구동하기 위한 엔진 또는 모터등의 구동원(10)을 가지며, 상기 구동원과 좌우 바퀴를 차동 기어(13)를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성(torsional stiffness)을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 청구항 1항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 구동원(10)의 회전 각도를 검출하는 구동원 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15)), 구동원의 회전 각가속도를 검출하는 구동원 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15)), 및 바퀴의 회전 각도를 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))중 적어도 하나의 검출 수단을 구비하고, 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크를 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14)등의 축의 토크를 검출한다.

바퀴를 구동하기 위한 엔진 또는 모터등의 구동원(10)을 가지며, 상기 구동원, 변속기(11), 좌우 바퀴를 차동 기어(13)를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 청구항 2항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 구동원(10)의 회전각을 검출하는 구동원 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전 각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성되고, 다음 식을 이용해 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14)등의 축의 토크를 검출한다.

여기서, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 구동축등의 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각 바퀴의 회전 각도, theta_E는 엔진등의 구동원(10)의 회전 각도, i_D는 차동 기어(13)의 감속비, i_T는 변속기(11)의 변속비, 그리고 r과 1은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타낸다.

청구항 3항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 차량의 상태로부터 구동축(14)등의 축의 토크가 '0'으로 결정될때, 엔진등의 구동원의 회전각과 바퀴의 회전각을 '0'으로 재설정하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))으로 구성된다.

청구항 4항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 검출된 변속비(i_T)를 이용해 바퀴에 연결된 구동축(14)등의 축의 토크를 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))과 변속비 검출 수단(쉬프트(shift) 위치 스위치(17))으로 구성된다.

청구항 5항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 다음 식을 이용해 계산된 추정 변속비(i_T')를 이용하여 바퀴에 연결된 축의 꼬임 토크(twisting torque)를 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))으로 구성된다.

청구항 6항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 바퀴에 연결된 축의 계산된 꼬임 토크값에 고역 통과 필터 처리를 하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))으로 구성된다.

청구항 7항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 구동축(14)등의 축의 토크를 계산하는 엔진, 모터등의 구동원(10), 바퀴로 이루어진 구동 시스템에 동기하여 실행된다.

청구항 8항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 차동 기어(13)로의 입력과 변속기(11)간에 위치하는 축들중 한 축의 회전각을 검출하는 축 회전각 검출 수단(변속 회전 센서(18))을 구비하며, 엔진이나 모터등의 구동원(10)의 회전각 대신에 차동 기어(13)의 입력과 변속기(11)간에 위치하는 축들중 한 축의 회전각을 이용해, 바퀴에 연결된 구동축(14)등의 축의 꼬임 토크값을 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))을 구비한다.

청구항 9항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 차동 기어(13)에 대한 차동 제한 기기(30)를 갖는 차량에 있어서, 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단(35)과, 구동원(10)의 회전각을 검출하는 구동원 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 우측과 좌측 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성되고, 다음 식을 이용하여 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14)등의 축의 토크를 계산한다.

여기서, T_V는 차동 제한 토크이다.

청구항 10항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 차동 기어(13)에 대한 차동 제한 기기(30)를 갖는 차량에서, 구동원(10)의 회전 각가속도를 검출하는 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단(35)과, 우측과 좌측 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성되고, 다음 식을 이용하여 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14)등의 축의 토크를 계산한다.

여기서, I_E는 엔진등의 구동원(10)의 관성 모멘트이고, alpha_E는 엔진등의 구동원(10)의 회전 각가속도이다.

청구항 11항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는 차동 기어(13)에 대한 차동 제한 기기(30)를 갖는 차량에서, 구동원(10)에 대한 회전각 검출 수단과 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 우측 및 좌측 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성되고, 다음 식을 이용하여 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14)등의 축의 토크를 계산한다.

청구항 12항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는, 직결 4WD 차량에서, 구동원(10)의 회전각을 검출하는 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 4개의 바퀴에 대한 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성됐고, 다음 식을 이용하여 앞뒤의 차동 기어(19) 및 (13)을 바퀴에 연결하기 위한 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 계산한다.

청구항 13항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는, 직결 4WD 차량에서, 구동원(10)의 회전 각가속도를 검출하는 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 4개의 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))으로 구성되고, 다음 식을 이용하여 앞뒤의 차동 기어(19) 및 (13)을 바퀴에 연결하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 검출하기 위한 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 계산한다.

여기서,

청구항 14항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어들 위한 토크 검출 장치는, 구동원(10), 변속기(11)로부터 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 앞 뒤 차동 기어(19) 및 (13)에서 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에 있어서, 상기 구동원(10)의 회전각을 검출하는 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 4개의 바퀴에 대한 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))과, 상기 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단(35)을 구비하며, 상기 검출 수단에서 검출된 구동원(10)의 회전각, 4개의 바퀴의 회전각, 및 차동 제한 토크를 이용하여, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)을 바퀴에 연결하기 위한 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해, 구동축(14)및 (20)의 토크를 계산한다.

청구항 15항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는, 구동원(10)으로부터 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해, 앞뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞뒤 바퀴 각각은 앞 뒤 차동 기어(19) 및 (13)에서 우측 및 좌측 바퀴에 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에 있어서, 상기 구동원(10)의 회전 각가속도를 검출하는 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 상기 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단(35)을 구비하며, 상기 검출 수단에서 검출된 구동원(10)의 회전 각가속도와 차동 제한 토크를 이용하여, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)를 바퀴에 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 검출하기 위한 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해, 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 계산한다.

청구항 16항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는, 구동원(10)으로부터 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해, 앞뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞뒤 바퀴 각각은 앞 뒤 차동 기어(19) 및 (13)에서 우측 및 좌측 바퀴에 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하기 위한 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에 있어서, 상기 구동원(10)의 회전 각을 검출하는 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 상기 구동원의 회전 각가속도를 검출하는 회전 각가속도 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 4개의 바퀴에 대한 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단(바퀴 회전 센서(6))을 구비하며, 상기 검출 수단에서 검출된 구동원(10)의 회전각, 구동원(10)의 회전 각가속도, 및 4개의 바퀴의 회전각을 이용해, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)를 바퀴에 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 검출하기 위한 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해, 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 계산한다.

청구항 17항에서 청구된 본 발명에 따라 차량 제어를 위한 토크 검출 장치는, 구동원(10)의 회전각을 검출하는 회전각 검출 수단(엔진 회전 센서(15))과, 차동 기어(13)의 추진기 축측의 회전각을 검출하는 회전각 검출 수단(추진기축 회전 센서(33))을 구비하며, 상기 검출 수단에서 검출된 구동원의 회전각과 차동 기어(13)의 추진기 축측 회전각을 이용하여, 차동 기어(13)를 바퀴에 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 계산하기 위한 토크 계산 수단 (토크 검출 유닛(41))에 의해, 구동축(14)등의 축의 토크를 계산한다.

청구항 1항에서 청구된 본 발명에서는 구동원(10)의 회전각, 상기 구동원(10)의 회전 각가속도, 및 바퀴의 회전각을 검출하여, 상기 검출된 값들중의 한 값 또는 다수의 조합으로, 차동 기어(13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크를 계산에 의해 검출한다.

청구항 2항에서 청구된 본 발명에서는 구동원(10)의 회전각과 바퀴의 회전각을 검출하여, 차동 기어(13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 다음 식으로부터 계산하여 검출한다.

여기서, k_D는 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축(14)등의 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각 바퀴의 회전각, theta_E는 엔진등의 구동원(10)의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기(11)의 변속비, 그리고 r 및 1은 우측 및 좌측바퀴이다.

청구항 3항에서 청구된 본 발명에서는 차량의 상태로부터 구동축(14)등의 축의 토크가 '0'인 것으로 결정되면, 바퀴의 회전각과 엔진등의 구동원의 회전각이 '0'으로 재설정된다.

청구항 4항에서 청구된 본 발명에서는 검출된 변속비(i_T)를 이용하여 바퀴에 접속된 구동축(14)등의 축의 토크가 계산된다.

청구항 5항에서 청구된 본 발명에서는 다음 식을 이용해 계산된 추정 변속비(i_T^*)를 이용하여, 바퀴에 접속된 축의 꼬임 토크가 계산된다.

청구항 6항에서 청구된 본 발명에서는 바퀴에 접속된 축의 계산된 꼬임 토크값을 고역 통과 필터 처리한다.

청구항 7항에서 청구된 본 발명에서는 구동축(14)등의 축의 토크 계산을 엔진, 모터등의 구동원(10)과 바퀴로 된 구동 시스템의 회전에 동기하여 실행한다.

청구항 8항에서 청구된 본 발명에서는 차동 기어(13)의 입력과 변속기(11)간에 위치된 축들중 한 축의 회전각을 검출하여, 엔진이나 모터등의 구동원(10)의 회전각을 대신해, 상기 차동 기어(13)의 입력과 변속기(11)간에 위치한 축들중 한축의 회전각을 이용하여, 바퀴에 접속된 구동축(14)등의 축의 꼬임 토크를 계산한다.

청구항 9항에서 청구된 본 발명에서는 차동 제한 토크, 구동원(10)의 회전각, 및 우측과 좌측 바퀴의 회전각을 검출하여, 차동 기어(13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 다음 식을 이용해서 계산하고 구동축(14)등의 축의 토크를 검출한다.

여기서, T_V는 차동 제한 토크이다.

청구항 10항에서 청구된 본 발명에서는 구동원(10)의 회전 각가속도와 차동 제한 토크가 검출하여, 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14) 등의 축의 토크(T_D)를 다음 식을 이용해 계산하고 구동축(14)등의 토크를 검출한다.

여기서, I_E는 엔진등의 구동원(10)의 관성 모멘트이고, alpha_E는 엔진등의 구동원(10)의 회전 각가속도이다.

청구항 11항에서 청구된 본 발명에서는 구동원(10)의 회전각, 회전 각가속도, 우측 및 좌측 바퀴의 회전각을 검출하여, 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 다음 식을 이용해 계산하여 구동축(14)등의 축의 토크를 검출한다.

청구항 12항에서 청구된 본 발명에서는 직결 4WD 차량에서, 구동원(10)의 회전각과 5개의 바퀴의 회전각을 검출하여, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크 (T_D)를 다음 식읖 이용해 계산하고 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 검출한다.

청구항 13항에서 청구된 본 발명에서는 직결 4WD 차량에서, 구동원(10)의 회전 각가속도와 4개의 바퀴의 회전각을 검출하여, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)를 다음 식을 이용해 계산하고 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크를 검출한다.

여기서,

청구항 14항에서 청구된 본 발명은 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해 앞뒤 바퀴에 동력이 분배되는 4WD 차량에서, 각각의 검출 수단에 의해 검출된 구동원(10)의 회전각, 4개의 바퀴의 회전각, 및 차동 제한 토크를 이용해, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)가 계산되고 검출된다.

청구항 15항에서 청구된 본 발명은 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해 앞뒤 바퀴에 동력이 분배되는 4WD 차량에서, 각각의 검출 수단에서 검출된 구동원(10)의 회전 각가속도와 차동 제한 토크를 이용해, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)가 계산되고 검출된다.

청구항 16항에서 청구된 본 발명은 차동 제한 기기를 갖춘 중앙 차동 기어(31)를 통해 앞뒤 바퀴에 동력이 분배되는 4WD 차량에서, 각각의 검출 수단에서 검출된 구동원(10)의 회전각 및 회전 각가속도와, 4개의 바퀴의 회전각을 이용해, 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)와 바퀴를 접속하는 구동축(14) 및 (20)등의 축의 토크(T_D)가 계산되고 검출된다.

청구항 17항에 청구된 본 발명은 바퀴와 차동 기어(13)를 접속하는 구동축(14)등의 축의 토크(T_D)를 상기 각각의 검출 수단에 의해 검출된 구동원의 회전각과 차동 기어(13)의 추진기 축측의 회전각을 이용해 계산하고 구동축(14)등의 축의 토크를 검출한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특성, 및 장점은 첨부된 도면을 참고로 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해진다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1은 제1도 내지 제5도를 참조로 후술된다.

먼저, 본 실시예에서 도시된 본 발명의 구조가 설명된다.

제1도는 종래 기술의 소자의 도면 부호와 동일한 도면 부호로 표시된 본 발명에 따른 실시예 1의 전체 구조를 도시한 것이다.

제1도에서 도면 부호(1)는 뒷바퀴(우측 및 좌측 뒷바퀴)를 나타내고, (2)는 바퀴 제동기, (4)는 ABS 제어기, (41)은 토크 계산 수단인 토크 검출 유닛, (5)는 제동 스위치, (6)은 바퀴 회전각 검출 수단인 바퀴 회전 센서(자기 픽업(magnetic pick-up)), (7)은 제동 작동기, (8)은 마스터 실린더(master cylinder), (9)는 앞바퀴(우측 및 좌측 앞바퀴), (10)은 엔진이나 모터등의(이후 '엔진'으로칭함) 구동원, (11)은 변속기, (12)는 추진기 축, (13)은 차동 기어, (14)는 차동 기어(13)를 통해 우측 및 좌측 바퀴로 구동 토크를 전달하며 비틀림 강성(torsional stiffness)을 갖는 구동축, (15)는 구동원의 회전각과 회전 각속도를 검출하는 검출 수단인 엔진 회전 센서(광학 부호기), (16)은 중립 스위치, 그리고 (17)은 변속비 검출 수단인 쉬프트(shift) 위치 스위치를 나타낸다.

엔진(10)과 변속기(11)는 차동 기어(13)를 통해 구동 토크를 전달하기 위한 비틀림 강성을 갖는 각각의 축(추진기축(12), 구동축(14)등)에 의해 우측 및 좌측 뒷바퀴(1)에 접속된다.

토크 검출 유닛(41)(구동축에 대한)은 마이크로컴퓨터와 입력/출력 유닛으로 구성된 ABS 제어기(4)에 통합되어, 전후좌우의 바퀴 회전 센서(6)에 의해 검출된 전후좌우의 바퀴의 회전각 및 엔진 회전 센서(15)로 검출된 엔진 회전각을 수신하고, 구동축(14)의 토크를 계산하여 ABS 제어기(4)에 출력한다.

이어서 검출 원리가 설명된다. 제2도는 후륜 구동차의 구동 제동 시스템 모델을 도시한다 제2도에서 (1r)은 우측 뒷바퀴를 나타내고, (11)은 좌측 뒷바퀴, (14r)은 우측 구동축, (14l)은 좌측 구동축, (13)은 차동기어, (12)는 추진기축, 그리고 (10)은 엔진을 나타낸다. 제1도와 동일 소자에는 동인 도면 부호가 주어진다. 제2도에 도시된 바와 같이, 엔진(10)과 우측 및 좌측 뒷바퀴(1r) 및 (11)의 회전 관성, 변속기(11)의 변속비, 차동 기어(13)의 감속비, 또한 구동축(14r) 및 (14l)과 추진기축(12)의 비틀림 강성을 고려한, 본 발명의 회전 시스템에 대한 운동 방정식은 다음 식과 같이 표시될 수 있다.

먼저, 우측 및 좌측 구동축(14r) 및 (14l)의 토크, 도로 표면 저항력, 및 제동 토크가 우측 및 좌측 뒷바퀴(1r) 및 (11)에 인가되므로, 운동 방정식은 다음과 같이 표시된다.

추진기 토크와 엔진 토크가 엔진(10)에 인가되므로 운동 방정식은 다음과 같이 표시된다.

차동 기어(13)의 입력/출력 회전각은 다음의 관계를 갖는다.

차동 기어(13)의 우측 및 좌측 출력 토크는 입력 토크의 절반에 차동 기어의 감속비를 곱하여 얻어지므로 다음 식이 성립될 수 있다.

여기서, I_W는 바퀴 회전 관성이고, I_E는 엔진 회전 관성, R은 바퀴 반지름, theta_W는 바퀴 회전각, theta_D는 차동 기어의 구동축 측의 회전각, thetas)는 차동 기어의 추진기 축의 회전각, theta_E는 엔진 회전각, alpha_W는 바퀴 회전 각가속도, alpha_E는 엔진 회전 각가속도, k_D는 구동축의 비틀림 강성, k_P는 추진기 축의 비틀림 강성, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비, mu는 도로 표면 마찰 계수, W는 바퀴 부하, T_B는 제동 토크, T_E는 엔진 토크, 그리고 r 및 I은 우측 및 좌측 바퀴이다.

구동축(14r) 및 (14l)의 토크를 구하기 위해 상기 식 (24)와 (25)로부터 다음 식이 얻어질 수 있다.

차동 기어(13)의 추진기 축의 회전각이 식(23), (24), 및 (25)로부터 소거되면 다음 식이 얻어질 수 있다.

식(27)은 우측 및 좌측 구동축의 토크(서로 같은)가 우측 및 좌측 바퀴의 회전각과 엔진의 회전각을 검출하여 얻어질 수 있음을 나타낸다. 변속기(11)와 차동 기어(13)의 감속비와 추진기축(12)과 구동축(14r) 및 (14l)의 비틀림 강성을 식별할 필요가 있다.

또한, 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시될 수 있다면, 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무한하다는 가정에 근거하여 다음 식이 얻어질 수 있다.

본 실시예는 식(1)에서 나타낸 (구동축의 비틀림 강성) × (구동축의 꼬임각)의 관계식을 이용해서 각 구동축의 토크를 검출하는 장치를 제공한다.

이어서 본 실시예의 동작이 설명된다.

제1도에 도시된 바퀴 회전 센서(6)(자기 픽업)에 의해 바퀴 회전각을 검출하는 방법과 엔진 회전 센서(15)(광학 부호기)에 의해 엔진 회전각을 검출하는 방법이 제3도를 참조로 먼저 설명된다. 우측 및 좌측의 바퀴 회전 센서(6)는 각각 바퀴(1)가 돌때 바퀴에 고정된 기어의 회전에 동기된 정현파(sine wave) 신호를 발생한다. 예를들어, 제4도에 도시된 바와 같이, 이 센서(6)는 자석(36)과 코일(37)로 구성되고, 일반적으로 조정 너클(knuckle)등의 바퀴 지지대에 부착된다.

예를들어, 전방 차축에 부착된 회전자(38)는 48개의 톱니 모양을 갖고, 바퀴 회전 센서(6)의 이음새(끝부분)는 톱니 모양에 가깝다. 톱니 모양을 갖는 회전자(38)가 돌때, 바퀴 회전 센서(6)의 자석(36)으로부터 발생된 자속은 변하고 AC 전압의 코일(37)에 발생된다. 이 AC 전압의 주파수는 전방 차축의 회전수에 관련하여 변하고, 그에 의해 바퀴 회전각이 검출된다. 엔진 회전 센서(15)는 엔진(10)이 돌때 엔진(10)의 크랭크 축(crank shaft)에 고정된 광학 디스크의 회전과 동기하는 약간 둥근 직사각형파 신호를 발생한다. 이 신호는 제3도에 도시된 바와 같이 토크 검출 유닛(41)(구동축에 대한)에 입력되며, 상기 토크 검출 유닛(41)을 구성하는 파형 정형기(42)를 통해 직사각형파 신호가 된다. 이 직사각형팍 신호는 이때, 펄스로 카운트 되도록 카운터(43)에 입력된다. 엔진(10) 또는 바퀴(1) 및 (9) 각각의 회전각은 카운트수에 분할 각도(360°를 기어수 또는 광학 디스크의 슬릿(slit)수로 나누어 얻어진)를 곱하여 검출될 수 있다.

또한, 추후 기술될 다른 실시예에서 사용되는 회전 각속도와 회전 각가속도가 다음과 같이 얻어질 수 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 입력 회전 펄스간의 시간 간격은 펄스 시간 간격 측정 기구(44)에 의해 측정된다. 회전 각속도는 회전각 검출 유닛(45)에 의해(펄스당 회전각)/(펄스간 시간 간격)을 계산하여 얻어질 수 있다. 또한, 회전 각가속도는 회전 각가속도 검출 유닛(46)에 의해 얻어진(회전 각속도-앞서 계산된 회전 각속도)/(회전 펄스간의 시간 간격)을 계산하여 얻어질 수 있다.

이어서, 제5도의 흐름도를 참조로 토크 검출 유닛(41) (구동축에 대한)에 의해 각 구동축의 토크를 검출하는 방법이 설명된다. 이 흐름도는 제어 주기마다 실행되는 토크 계산 서브 루틴을 도시한다. 단계(S1)에서, 클러치 페달이 밟혀졌는가 여부를 검출하기 위한 제1도에 도시된 중립 스위치로부터 신호가 입력되어 변속기(11)가 중립인가 여부를 결정하고, 중립에 있는 경우, 구동축(14)의 토크가 '0'으로 간주되므로 서브 루틴은 단계(S10)으로 진행한다. 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_Wr) 및 (theta_Wl)과, 엔진의 회전각(theta_E)은 '0'으로 재설정되고, 구동축(14)의 토크(T_D)는''0'으로 설정된다(단계(S11)).

변속기(11)가 중립이 아닌 경우, 서브 루틴은 제동 스위치(5)가 OFF에서 ON으로 바뀌는 것을 검출하는 단계(S2)로 진행한다. 제동 스위치(5)가 OFF에서 ON으로 변하는 경우, 서브 루틴은 단계(S10)로 진행되어 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_ Wr) 및 (theta_Wl)과 엔진의 회전각(theta_E)이 '0'으로 재설정되고 구동축(14)의 토크(T_D)가 '0'으로 설정된다(단계(S11). 이는 운전자가 가속기로부터 발을 떼고 제동 페달을 밟을때, 즉 엔진(10)으로부터의 구동 토크가 0 상태가 되고 제동 토크가 발생되기 바로전에 제동 스위치(5)가 OFF 에서 ON으로 변하므로, 구동축(14)의 토크는 '0'으로 가정될 수 있기 때문이다.

제동 스위치(5)가 OFF에서 ON으로 변하지 않는 경우, 서브 루틴은 단계(S3)로 진행되어, 변속기(11)의 쉬프트 레버(shift lever) 위치를 검출하기 위한 쉬프트 위치 스위치(17)로부터 쉬프트 위치 신호가 입력되고 쉬프트 위치에 대응하는 변속비(i_T)가 미리 저장된 변속이 맵(map)으로부터 수신된다. 예를들어, 5단 수동 변속기를-갖춘 차량에-대한 변속비 맵이 제6도에 도시된다.

단계(S4)에서 상술한 바와 같이 처리된 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_Wr) 및 (theta_Wl)과 엔진의 회전각(theta_ E)이 입력된다.

단계(S5)에서 우측 및 좌측 바퀴의 입력 회전각(theta_Wr) 및 (theta_Wl), 엔진의 '회전각(theta_E), 및 수신된 변속기(11)의 변속비는 식(1)을 이용해, 구동축의 토크(T_D)를 계산하기 위해 사용된다. 구동축의 비틀림 강성(k_D)과 차동 기어의 감속비(i_D)는 미리 식별되며, 그 저장된 값이 사용된다.

단계(S6)에서 구동축의 계산된 토크(T_D)는 ABS 제어기(4)에 제공된다.

ABS 제어기(4)는 구동축의 토크에 부가하여 바퀴 회전 센서(6)로부터의 계산되고 검출된 바퀴 회전각과 제동 스위치(5)로부터의 신호를 수신하고, 이 신호를 근거로 바퀴 제동기(2)의 제동력을 설정하고, 작동기(7)에 제동력 제어 신호(34)를 제공한다. 작동기(7)는 마스터 실린더(8)로부터의 마스터 유압을 제동력 제어 신호(34)에 따라 감압 조정한 ABS 제어 유압을 앞바퀴(9) 및 뒷바퀴(1)의 각각의 바퀴 제동기(2)에 공급하며, 각각의 바퀴 제동기(2)의 제동력(페달 밟는 힘)을 제어한다.

실시예 1에서는 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시된 경우가 상술되었지만, 추친기축의 비틀림 강성(k_P)이 미리 식별되어 토크 검출 유닛(41)에 저장되고, 구동축(14)의 토크를 추진기축의 비틀림 강성(k_P)이 고려되는 식(27)을 이용해 계산할 때, 상술한 바등의 방법으로 구동축(14)의 보다 정확한 토크가 검출될 수 있다.

엔진의 회전 각속도가 너무 큰 경우에는 엔진 제동 토크가 무시될 수 없다.

그러므로, 단계(S11)에서 엔진 회전 각속도와 엔진 제동 토크간의 관계를 저장한 맵을 사용해 엔진 회전 각속도로부터 엔진 제동 토크를 계산하고, 계산된 엔진 제동 토크를 단계(S5)에서 계산된 구동축의 토크에 더함으로써, 구동축의 보다 정확한 토크가 얻어질 수 있다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2가 후술된다. 본 실시예는 상기 실시예 1과 동일 구성을 가지므로, 동일 소자에는 제1도의 도면 부호간 주어지고 설명은 생략된다.

실시예 1에서 토크 검출 유닛(41)은, 쉬프트 위치 스위치(17)로부터 쉬프트 위치를 나타내는 신호를 수신하고, 각 쉬프트 위치에 따라 미리 저장된 변속비 맵으로부터 변속기(11)의 변속비(i_T)를 구한다. 실시예 2는 차량의 상태로부터 토크 검출 유닛(41)이 토크가 '0'임을 검출하고, 토크가 '0'일매 다음 식을 이용해 변속비(i_T)를 계산한다는 점에서 실시예 1과 다르다. 그러므로, 변속비를 결정하는 방법만을 설명하겠다.

제7도의 흐름도를 참조로 변속비를 계산하는 방법이 설명된다. 단계(S21)에서, 클러치 페달이 밟혀졌는가 여부를 결정하는 제1도에 도시된 중립 스위치(16)로부터 신호가 입력되어 변속기(11)가 중립인가 여부를 결정한다. 중립인 경우 토션(torsion)은 측정될 수 없으므로, 서브루틴은 단계(S31)로 진행하여 서브루틴을 완료하도록 첫번(first-time) 플래그(flag)를 설정한다. 이 첫번 플래그는 토크가 '0'으로 결정될때 엔진의 회전각과 바퀴의 회전각을 '0'으로 재설정하기 위한 것이다.

변속기(11)가 중립이 아닌 경우, 단계(S22)에서 제동 스위치(5)로부터의 신호가 입력되고, 제동 페달이 밟혀진 것으로 결정되면 제동 토크가 발생되어 그로 인해 토크는 더이상 '0'이 아니다. 이때, 서브 루틴은 단계(S31)로 진행되어 첫번 플래그를 설정하고 서브 루틴을 완료한다.

제동 페달이 밟혀지지 않은 경우, 서브 루틴은 단계(S23)로 진행되어 제1도에 도시된 가속기 스위치(21)로부터 신호가 입력된다. 가속기가 밟혀진 것으로 결정되면, 엔진 토크가 발생되어 토크는 '0'이 아니다. 이때, 서브루틴은 단계(S31)로 진행되어 첫번 플래그를 설정하고 서브루틴을 완료한다.

상기의 조건하에서, 토크가 '0'이면 서브루틴은 이어지는 단계(S24)로 진행된다. 이런 경우, 사실상 엔진 제동 토크가 있지만 너무 작아 무시된다. 엔진의 회전 각속도가 큰 경우 엔진 제동 토크는 무시될 수 없다. 그러므로, 엔진 회전 각속도가 설정값보다 큰 경우, 서브 루틴은 종료될 수 있다.

단계(S24)에서는 첫번 플래그가 점검되어 첫번 플래그가 설정된 경우, 서브 루틴은 단계(S32)로 진행하고, 바퀴 회전각과 엔진 회전각이 '0'으로 재설정되고 첫번 플래그가 재설정된다.

첫번 플래그가 설정되지 않은 경우, 서브루틴은 단계 (S25)로 진행되어 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_Wr) 및 (theta_Wl)과, 엔진의 회전각(theta_E)이 입력된다. 단계(S26)에서는 식(2)를 이용해 추정 변속비(i_T^*)를 계산하도록 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_Wr) 및 (theta_We), 엔진의 회전각(theta_E), 및 차동 기어의 감속비(i_D)가 사용된다.

단계(S27)에서는 계산된 추정 변속비(i_T')를 근거로, 상기 실시예 1에서 설명된 바등의 변속비 맵에 설정된 변속비로부터 계산된 변속비에 가장 근접한 값이 선택된다. 예를들어, 변속비가 3단 기어에 대해 1.5 이고, 4단 기어에 대해 1.0이며, 계산된 변속비가 1.1일때, 계산된 변속비는 4단 기어에 대한 것으로 1.0으로 변화된 것으로 결정된다. 그에 의해 정확한 변속비(i_T^*)가 짧은 시간 주기내에 얻어질 수 있다.

토크 검출 유닛(41)은 상술한 바와 같이 구해진 변속비(i_T^*)를 이용해, 바퀴에 연결된 구동축등의 축의 토크를 검출하고 계산한다.

본 실시예에서는 토크가 0'인 것으로 결정된 경우에만 변속비가 계산된다. 그러나,'0'으로 재설정된 후 엔진의 회전각이 클때, 엔진 토크와 제동 토크에 의해 발생된 에러의 효과는 작다. 그러므로, 토크가 '0'인 것으로 결정되지 않은 경우에도 변속비는 계산될 수 있다(이 경우, 계산중에는 변속기(11)가 중립으로 바뀌지 말아야 한다).

[실시예 3]

본 발명의 실시예 3이 후술된다. 본 실시예는 실시예 1과 동일한 구성이므로, 동일 소자에는 제1도등의 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다. 본 실시예는 토크 검출 유닛(41)에서 계산된 구동축등의 축의 토크에 고역 통과 필터처리가 행해지는 점에서 실시예 1과 다르다. 제8도에 도시된 바와 같이, 몇몇 경우에서 계산 에러 등으로 인해 영점이 약간 쉬프트되므로, 실시예 1에서 계산된 토크에 오프셋(offset)이 발생된다. 이 효과를 피하기 위해 계산된 토크값에 고역 통과 필터 처리가 행해진다. 토크의 계산은 마이크로컴퓨터에 의해 실행되므로 고역 통과 필터 처리도 또한 마이크로컴퓨터에 의해 실행된다.

고역 통과 필터 처리는 차단 주파수가 1/(2PiT_1), 표본화 시간이 T_S로 나타내질때 다음 식을 계산하여 이루어질 수 있다.

여기서, k는 제어 주기마다 계산된 k번째 토크이다. T_D^*(k)는 필터 처리를 한 후의 k번째 토크이고, T_D(k)는 필터 처리를 하기 전의 k번째 토크이다.

매 제어 주기에 계산된 토크(T_D(k)), (T_D(k-1)), 및 (T_D^*(k-1))가 마이크로컴퓨터를 이용해 상기 식을 계산하도록 입력되면, 고역 통과 필터 처리가 행해지는 토크(T_D^*(k))가 얻어지고 오프셋 효과는 줄어들 수 있다.

[실시예 4]

본 발명의 실시예 4는 제9a 내지 9c도 및 제10a 내지 l0c도를 참조하여 후술된다. 본 실시예는 상기 실시예 1과 동일한 구성이므로, 동일 소자에는 제1도등의 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다. 제9a 내지 9c도 및 제10a 내지 l0c도는 제어 주기와 동기 하여 토크를 계산하는 토크 검출 유닛(41)에 대한 타이밍을 도시하는 것으로, 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력(엔진 회전 펄스)과 바퀴 회전 센서(6)의 펄스 출력(바퀴 회전 펄스)을 도시한다. 제9a도 내지 9c도 및 제10a 내지 l0c도는 엔진 회전 센서(15)의 분해능에서 서로 다르다. 제9a 내지 9c도에서는 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력은 2°의 엔진 회전각당 1회이고, 바퀴 회전 센서(6)의 펄스 출력은 4°의 바퀴 회전각당 1회이다. 제10a 내지 l0c도에서는 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력은 180°당 1회이고 바퀴 회전 센서(6)의 펄스 출력은 제9a 내지 9c의 경우와 같다. 결과적으로, 토크 계산 타이밍마다, (회전 센서의 펄스 출력 카운트)와 (회전 센서의 펄스 출력 1 카운트당 회전각)의 곱으로부터 엔진 회전각과 바퀴 회전각을 얻을 때, 꼬임 각도를 계산하고, 제9a 내지 9c도의 경우, 엔진 회전각은 바퀴 회전각으로 환산하여 0.25° (2°/i_T/i_D=0.25°)로 높은 꼬임각 정확도가 얻어지는 것에 대해, 제10a 내지 10c도의 경우, 22.5° (180°/i_T/i_D=22.5°)로 낮은 꼬임각 정확도가 얻어질 수 있다.

이때, 일정한 제어 주기에 동기하는 토크 계산 타이밍에서, (엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 카운트)와 (엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 1 카운트당 회전각)의 곱으로부터 엔진 회전각을 계산하는 대신에, 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 타이밍에서 꼬임각을 계산하면, 엔진 회전각에 대해 높은 정확도가 얻어질 수 있다. 환언하면, k번째 토크의 재산 타이밍에서는, 제l0b도중 'j'로 표시된 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 타이밍에서 계산된 꼬임각을 사용한다. 이때, 바퀴 회전각은 상기 'j'로 표시된 타이밍에서의 (바퀴 회전 센서(6)의 펄스 출력 카운트)와 (펄스 출력 1 카운트당 회전각)을 곱하여 계산된다. 이에 의해, 낮은 펄스 분해능을 갖는 엔진 회전 센서가 사용될 때에도, 높은 엔진 회전각 정확도가 얻어질 수 있다.

이어서, 본 실시예의 동작을 설명한다. 기본 동작은 실시예 1에서와 같으므로, 같은 단계의 설명은 생략한다. 본 실시예는 제5도의 단계(S4)와 (S10)에서 실시예 1과 다르므로, 이 단계의 내용만을 설명한다. 단계(S4)의 내용은 다음과 같다. 상술한 바와 같이, k번째 토크의 계산 타이밍에서, 제l0b도중 'j'로 표시된 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 타이밍에서 엔진 회전각을 계산하고, 동시에 바퀴 회전각을 계산한다. 이것에 의해, 엔진 회전 센서(15)의 펄스 출력 타이밍에서, 고도로 정확한 엔진 회전각이 얻어질 수 있고, 높은 펄스 분해능에 인해 고도로 정확한 바퀴 회전각이 또한 얻어질 수 있다. 그 결과로 고도로 정확한 꼬임각이 얻어질 수 있다.

실시예 1의 제5도중 단계(S10)에서는 우측 및 좌측 바퀴의 회전각(theta_Wr) 및 (theta_Wl)과, 엔진의 회전각(theta_ E)에 대한 카운터가 단순히 '0,'으로 재설정된다. 엔진 회전각 센서(15)의 분해능이 바퀴 회전각 센서(6)의 경우보다 더 낮으면, 카운트를 단순히 '0'으로 재설정할때, 검출된 엔진 회전각에서 최대 1 펄스 분해능(22.5°)의 에러가 발생되고, 이로써 높은 정확도를 이룰 수 있게 된다. 제10a도의 k번째 토크 계산에서 '0'으로 재설정할때, 다음 엔진 회전 펄스가 입력될때까지의 회전각은 (1 펄스 회전[도])-(제l0b도의 'j'로 표시된 엔진 회전 펄스 입력시에 회전 각속도[도/초]) × (바퀴 회전 시간[초])로 부터 계산된다. 이로써, '0'으로 재설정함으로써 에러를 거의 감소시킬 수 있다. 또, 'j'로 표시된 시간에서의 엔진 회전 각속도는 (시간 'j-1'에서 시간 '.j'까지의 엔진 회전각, 즉 180°)/ (시간 'j-1'에서 시간 'j'까지의 엔진 회전 시간)으로부터 얻어질 수 있다. 이것은 펄스 주기가 긴(펄스간의 간격이 긴) 펄스에 동기시킴으로써, 고도로 정확한 꼬임각이 얻어질 수 있다.

상술한 바에서는, 엔진 회전각의 계산을 위해 '0'으로 재설정한때에만 바퀴 회전각이 (바퀴 회전 속도)×(바퀴 회전 시간)으로부터 얻어지지만, 토크 계산마다의 꼬임각 계산에서도 (바퀴 회전 속도) × (바퀴 회전 시간)을 사용하는 것이 좋다.

엔진 회전각만이 상술되었지만, 상기의 설명은 바퀴 회전각에 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 회전 센서가 낮은 펄스 분해능을 가질 때에도, 엔진, 바퀴등의 구동 시스템의 회전에 동기하여 토크를 계산하는 것으로, 고도로 정확한 토크를 검출할 수 있다.

[실시예 5]

본 발명의 실시예 5가 후술된다. 제11도는 실시예 5의 구성을 도시하는 블럭도이며, 여기서, 동일 소자에는 제1도와 동일한 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다. 실시예 5는 차동 기어(13)의 입력으로부터 변속기(11)간에 위치하는 축중 어느 한 축의 회전각을 검출하는 축 회전각 검출 수단이, 엔진(10)의 구동원 회전각 검출 수단 대신에 사용되는 점에서 제1도에 도시된 실시예 1과 다르다. 제11도는 변속기 회전 센서(18)가 변속기(11)에 부착된 실시예를 도시한다.

본 실시예의 동작은 실시예 1과 거의 같지만, 다음의 사항에서 다르다.

실시예 1에서는 엔진 회전각이 검출되는 반면, 실시예 5에서는 변속기측 클러치 축의 회전각 또는 변속기측 토크 변환기 축의 회전각이 검출된다. 이런 경우, 토크 계산을 도시하는 제5도의 흐름도에서, 변속기측 토크 변환기 축이나 클러치 축은 클러치 분리 또는 토크 변환기 슬라이드(slide)에 영향을 받지 않기 때문에, 변속기가 중립인가 여부를 결정하는 단계(S2)를 생략할 수 있다. 변속기(11)가 중립으로 이동되는 경우, 바퀴 회전각과 변속기 회전각간의 관계는 변하지 않는다. 그러므로, 바퀴 회전각과 변속기 회전각이 '0'으로 재설정된 후 구동축의 토크가 '0'일때 이 각을 다시 재설정할 필요가 없다.

엔진 회전각 대신에, 변속기의 출력축 또는 차동 기어의 입력축의 회전각이 변속기 회전 센서(18)에 의해 검출될 때, 상기 변속기측 클러치 축의 회전각 또는 변속기의 토크 변환기 축의 회전각이 검출되는 것에 부가하여, 제5도의 토크 계산을 나타내는 흐름도에서, 단계(S3)의 변속비를 수신하는 과정이 생략될 수 있다.

이는 차동 기어의 입력축 또는 변속기의 출력축이 클러치 단속 및 토크 변환기 슬라이드뿐만 아니라 변속비에 영향을 받지 않기 때문이다.

[실시예 6]

본 발명의 실시예 6이 후술된다. 제12도는 본 실시예의 구성을 도시하는 블럭도이며, 여기서, 실시예 1과 동일 소자에는 제1도에서의 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다. 본 실시예는 제어되는 차량의 차동 기어(13)가 차동 제한 기기(30)와 차동 제한 토크 검출 수단(35)으로 구성된다는 점에서 실시예 1과 다르다.

먼저 검출 원리가 설명된다. 제13도는 차동 기어(13)가 차동 제한 기기(30)를 갖는 점에서 실시예 1의 제2도와 다르다. 제2도와 동일 소자에는 동일한 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다. 실시예 1과 같이, 회전 시스템에 대한 운동 방정식은 다음 식으로 표시된다.

차동 제한 토크가 차동 기어(13)에 인가되므로, 다음 식이 성립된다.

차동 기어(13)의 추진기 축의 회전각은 식(32), (33) 및 (34)로부터 추정되고, 이 식들은 다음 식과 같이 재배열된다.

또한, 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시될 수 있는 경우, 식(35)와 (36)에서 추진기축(12)의 비틀림 강성을 무한대로 하여 다음 식을 얻을 수 있다.

여기서,T_V는 차동 제한 토크이다.

본 실시예는 관련된 식(3)과 (4)를 이용해, 구동축의 토크(T_D)를 검출하는 장치를 제공한다.

본 실시예의 동작이 제14도의 흐름도를 참조하여 설명된다. 제5도와 동일 부분에는 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 실시예 6은 단계(S5)대신에, 단계(S50)과 (S51)이 대체된 점에서 실시예 1과 다르다. 실시예 1과 다른 단계의 내용만이 이후 설명된다.

실시예 1에서는 식(1)이 사용되는 반면에, 실시예 6에서는 식(3)과 (4)가 사용된다. 식(3)과 (4)는 차동 제한 토크(T_V)가 사용되는 점에서 식(1)과 다르다. 그러므로, 토크 검출 유닛(41)은 단계(S50)에서 차동 제한 토크를 계산하고 검출한다.

이어지는 단계(S51)에서는 차동 제한 토크가 사용하여 식 (3)과 (4)를 계산하는 것으로, 구동축등의 축 토크를 얻는다.

차동 제한 토크를 구하는 방법은 차동 제한 기기(30)의 방식에 따라 다르다. 각동 제한 토크를 발생하는 차동 제한 기기(30)에는 점성형과 유압 다중 디스크 클러치형이 있다. 점성형의 경우에는, 차동 제한 기기(30)의 전달 토크는 차동 기어(13)의 좌우 구동축(14l), (14r)측의 회전 각속도 차이에 의해 결정된다. 이때, 차동 기어(13)의 좌우 구동축(14r), (14r)측의 회전 각속도를 바퀴 회전 각속도와 마찬가지로 검출하며, 회전 각속도 차이를 계산하며, 회전 각속차와 차동 제한 토크의 관계를 미리 저장된 마이크로컴퓨터에 기억시킨 맵으로부터 차동 제한 토크를 구한다.

유압 다중 디스크 클러치형인 경우, 차동 제한 기기(30)의 전달 토크는 유압 클러치에 공급되는 유압에 의해 결정된다. 또한, 유압 다중 디스크 클러치형의 경우, 차동 제한 토크를 전자적으로 제어한다. 그러므로, 유압 다중 디스크 클러치를 전자 제어하는 도시되지 않은 제어기와 ABS 제어기(4)간의 데이타 통신에 의해, 차동 제한 토크를 얻는다.

상술한 바와 같이, 차동 제한 토크를 얻을 수 있고, 얻어진 차동 제한 토크를 사용하여 식(3)과 (4)를 계산하여 구동축 등의 축의 토크를 구할 수 있다.

추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시된 식(3)과 (4)가 상술되었지만, 추진기축의 비틀림 강성(k_P)을 미리 식별하여 토크 검출 유닛(41)에 저장하고, 추진기축의 비틀림 강성(k_P)이 고려된 식(35)과 (36)을 사용하여 구동축(14)의 토크를 계산할때, 상기와 마찬가지로 정확한 구동축(14)의 토크를 검출한다.

[실시예 7]

본 발명의 실시예 7이 후술된다. 본 실시예는 상기 실시예 6의 구성을 도시한 제12도로부터 바퀴 회전 센서(6)를 제거하여, 엔진 회전 센서(15)를 구동원 회전 각가속도 검출 수단으로서 구비하는 것으로 전체 구성도는 생략한다.

상기 실시예 6과 동일 소자에는 제12도와 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 먼저, 검출 원리를 설명한다. 제어 대상이 실시예 6과 동일하므로, 마찬가지로 식(29) 내지 (34)가 성립된다. 식(31) 내지 (34)로부터, 차동 기어(13)의 추진기 축측 회전각, 우측 및 좌측 바퀴의 회전각 및 엔진의 회전각을 소거하여 정리하면 다음 식이 얻어진다.

여기서, I_E는 엔진등의 구동원의 관성 모멘트이고, alpha_E는 엔진동의 구동원의 회전 각가속도이다.

본 실시예는 관련된 식(5)와 (6)을 이용해 구동축의 토크(T_D)를 검출하는 장치를 제공한다.

실시예 7에서는 상기 실시예 1에서 설명된 바와 같이 엔진 회전 센서(15)의 출력을 처리하여 엔진의 회전 각가속도가 얻어진다. 실시예 7은 식(5)와 (6)이 바퀴 회전각을 사용하지 않으므로, 동작면에서 실시예 6과 다르다.

본 실시예의 동작은 제15도의 흐름도를 참조하여 설명된다. 토크 검출 유닛(41)든 단계(S2)에서 변속기(11)가 중립인지의 여부를 점검한다. 변속기(11)가 중립이면, 축의 비틀림 토크는 발생되지 않는다. 변속기가 중립일때, 서브루틴은 단계(S11)로 진행하여 토크값이 '0'으로 재설정된다.

변속기가 중립이 아닌 경우, 서브루틴은 단계(S2)로 진행한다. 제동 스위치(5)가 ON 상태이면 서브루틴은 단계(S11)로 진행하여 토크값을 '0'으로 재설정한다.

제동 스위치(5)가 OFF 상태이면, 서브루틴은 단계(S3)로 진행하여 쉬프트위치 스위치(17)에서의 신호로부터 변속비를 결정한다. 이어서 서브루틴은 단계(S61)로'진행하여 엔진의 회전 각가속도를 입력한다. 그 후, 서브루틴은 단계(S50)으로 진행하여 차동 제한 토크를 입력한다. 단계(S62)에서는 차동 제한 토크와 엔진의 입력 회전 각가속도가 식(5)와 (6)으로부터 토크를 계산하도록 사용된다. 단계(S6)에서는 계산된 토크가 ABS 제어기(4)에 출력된다.

[실시예 8]

본 발명의 실시예 8이 후술된다. 본 실시예는 상기 실시예 6의 구성을 나타낸 제12도에 도시된 엔진 회전 센서(15)를 구동원 회전 각속, 각가속도 검출 수단으로서 구비하며, 차동 제한 토크 검출 수단(35)을 포함하지 않아서 전체 구성도를 생략한다.

상기 실시예 6과 동일 소자에는 제12도의 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 먼저, 검출 원리를 설명한다. 실시예 6과 제어 대상이 동일하므로, 식(29) 내지 (34)가 성립된다. 차동 기어(13)의 추진기 축의 회전각과 차동 제한 토크가 식(31) 내지 (34)로부터 소거되고, 이 식은 다음과 같이 정리된다.

식(37)과 (38)은, 우측 및 좌측 바퀴의 회전각과, 엔진의 회전각 뿐만 아니라 엔진의 회전 각가속도와 엔진 토크를 검출하여 우측 및 좌측 구동축의 토크(동일한)가 얻어질 수 있음을 나타낸다.

또한, 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시될 수 있으면, 식(38)과 (39)에서, 추진기축(12)의 비틀림 강성을 무한대로 하여 다음식이 얻어질 수 있다.

또한, 엔진 토크(T_E)가 너무 작아 무시되면 다음 식이 얻어질 수 있다.

본 실시예는 관련된 식(7)과 (8)을 이용해 구동축의 토크를 검출하는 장치를 제공한다.

본 발명의 동작이 제16도의 흐름도를 참조하여 설명된다. 이 흐름도는 단계(S50)과 (S51) 대신에 각각 단계(S70)과 (S71)이 대체되는 점에서 실시예 6의 제14도 흐름도와 다르다. 단계(S70)에서는 엔진의 회전 각가속도가 입력되고 계산된다. 단계(S71)에서는 우측 및 좌측 바퀴의 회전각, 엔진 회전각, 엔진 회전 각가속도 등이 사용되어 식(7)과 (8)로부터 토크를 계산한다. 실시예 8은 외부로부터 차동 제한 토크를 구할 필요가 없는 장점이 있다.

또한, 엔진 토크(T_E)가 구해질 수 있고, 식(39)와 (40)을 사용하여 구동축 등의 축의 토크를 계산할 수 있다. 엔진 토크(T_E)는 미리 저장된 맵을 이용해, 엔진(10)에 대한 도시되지 않은 연료 분사 제어기에 의해 검출된 엔진 회전 각속도와 흡수된 공기 흐름 비율로부터 얻어질 수 있다 엔진 토크(T_E)의 사용은 보다 정확한 토크를 구할 수 있게 한다. 본 실시예는 차동 제한 토크를 검출할 필요가 없는 장점을 갖는다. 그러나, 본 실시예는 식(7)과 (8)의 분모가 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

상기 설명에서는 추진기축(12)의 비틀림 강성을 무시한 식(7)과 (8)에 의해 설명하며, 추진기축의 비틀림 강성(k_P)을 미리 식별하여 저장하고, 추진기 축 비틀림 강성(k_P)을 고려한 식(37)과 (38)을 사용하여, 구동축의 토크를 계산하는 경우, 상술한 바등의 방법으로 구동축의 보다 정확한 토크가 검출될 수 있다. 본 실시예는 식(37)과 (38)의 분모가 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

[실시예 9]

본 발명의 실시예 9가 후술된다. 본 실시예는 제어 대상이 직결 4WD 차량이라는 점에서 실시예 1과 다르다. 먼저, 검출 원리를 설명한다. 제17도는 직결 4WD 차량의 동력 전달 시스템 모델을 도시한다. 제17도는 제2도와 동일 소자에 동일 도면 추호를 사용하며 그 설명은 생략된다. 제17도를 참조하여 이 회전 시스템에 대한 운동 방정식은, 실시예 1과 같이 다음 식으로 표시된다. F와 R은 앞 (front)과 뒤(rear)를 나타낸다.

다음 식은 차동 기어의 강제조건으로부터 유도될 수 있다.

차동 기어의 토크 전달 특성으로부터 다음 식이 유도될 수 있다.

구동축(14)의 토크를 구하는 다음 식은 식(48) 내지 (61)로부터 직접 얻어질 수 있다.

추진기축(12)의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)과, 추진기축(12)의 앞뒤 회전 각속도(omega_PF) 및 (omega_PR)는 식(46) 내지 (51)로부터 소거되어 다음과 같이 정리된다.

또한, 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 무한대로서 무시하면 다음식이 얻어진다.

본 실시예에서는 관련된 식(9)와 (10)을 이용하여, 구동축(14) 및 (20)의 토크(T_D)가 검출된다.

제18도는 실시예 9의 구조를 도시하는 도면이며, 동일 소자에는 제1도와 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 도면 부호 (19)는 앞바퀴(9)를 구동하는 앞쪽 차동 기어를 나타내고, 도면 부호(20)는 차동 기어(19)를 앞바퀴(9)에 연결하는 앞쪽 구동축을 나타낸다. 실시예 1과 같이, 바퀴 회전 센서(6)에 의해 검출된 바퀴 회전각과 엔진 회전 센서(15)에 의해 검출된 엔진 회전각은 구동축의 토크를 계산하는데 사용된다. 그러나, 실시예 9는 계산에서 4개의 바퀴의 회전각을 검출하고 사용한다는 점에서 실시예 1과 다르다. 엔진, 모터등의 구동원(10)으로부터 추진기축(12)을 통해, 앞뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴 각각에서는 또한 차동 기어(13) 및 (19)에 의해 우측 및 좌측 바퀴로 분배된다.

또, 상기에서는 추진기축(12)의 비틀림 강성을 무시한 식(9)와 (10)에 의해 설명되었지만, 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 미리 식별하여 저장하고, 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 고려한 식(54)와 (55)이 구동축의 토크를 계산하는데 사용될때, 상술한 바등의 방법으로 구동축의 보다 정확한 토크가 검출될 수 있다.

[실시예 10]

본 발명의 실시예 10이 이후 설명된다. 실시예 9와 같이 본 실시예는 직결 4WD 차량에 관련된다.

본 실시예는 실시예 9와 동일한 구조를 가지므로 제18도를 참조로 설명된다. 본 실시예는 제어 대상이 직결 4WD 차량인 점에서 실시예 1과 다르다.

구성 소자에는 제18도와 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 검출 원리는 실시예 9에서 설명된 식(61)까지 같다. 추진기축(12)의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)과, 추진기축(12)의 회전 각속도(omega_ PF) 및 (omega_PR)는 상기 실시예 9에서 설명된 식(45) 내지 (51)로부터 소거된다. 이 식들을 정리하면 다음 식이 얻어진다.

여기서,

이다.

또한, 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시될 수 있는 경우, 식(56)과 (57)에서 추진기축(12)의 비틀림 강성을 무한대로 하고 엔진 토크(T_E)가 너무 작아 무시되는 조건을 근거로 다음식이 얻어질 수 있다.

여기서,

이와같이, 얻어진 식(11)과 (12)를 근거로, 상기 실시예 8에서 설명된 2WD 차량에서의 방법으로 엔진 회전 각가속도가 계산되고 검출되며, 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크가 본 실시예에서 계산되고 검출된다. 실시예 8과 같이 제16도의 흐름도를 근거로 동작이 실행된다. 상기 실시예에서는 추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시된 식(9)와 (10)이 사용되었다. 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 미리 식별하여 저장하고 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 고려한 식(9) 및 (10)이 구동축의 토크를 계산하도록 사용될때, 상술한 바등의 방법으로 보다 정확한 구동축의 토크가 검출될 수 있다.

더욱이, 실시예 8과 같이 엔진 토크가 무시되지 않은 식을 근거로 구동축의 토크가 계산될때, 상술한 바등의 방법으로 더 정확한 구동축의 토크가 검출될 수 있다.

[실시예 11]

본 발명의 실시예 11이 이후 설명된다. 본 실시예는 제어 대상이 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어(31)를 갖는 4WD 차량이라는 점에서 실시예 1과 다르다. 먼저, 검출원리를 설명한다. 제19도는 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어(31)를 갖는 4WD 차량에 대한 동력 전달 시스템 모델을 도시한다. 제19도를 참조로 회전 시스템에 대한 운동 방정식이 실시예 1과 같이 다음 식으로 표시될 수 있다.

여기서, theta_CE는 중앙 차동 기어의 엔진측의 회전각이고, k_CE는 엔진과 중앙 차동 기어간의 축의 비틀림 강성이다.

차동 기어의 강제조건으로부터 다음 식이 유도될 수 있다.

차동 기어의 토크 전달 특성으로부터 다음 식이 유도될 수 있다.

차동 제한 토크와 중앙 차동 기어의 토크 전달 특성이 고려될때, 다음 식이 얻어질 수 있다.

여기서, theta_CDF는 중앙 차동 기어의 추진기축의 전방측의 회전각이고, theta_CDR은 중앙 차동 기어의 추진기축의 후방측의 회전각, i_CE는 중앙 차동 기어의 감속비이다.

추진기축의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)이 식 (62) 내지 (72)로부터 소거되어 식이 정리되고, 엔진과 중앙 차동 기어간 축의 비틀림 강성(k_CE)이 무한하여 무시될때, 다음 식이 얻어진다. 단, 좌우 대칭이므로, 우측의 경우만을 나타낸다.

여기서,

또한, 추진기축의 비틀림 강성이 무시될 수 있을때, 추진기축의 비틀림 강성을 무한대로 하여 식(69) 및 (70)에서 다음 식이 얻어질 수 있다.

여기서,

이다.

본 실시예에서는 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에서, 관련된 식(13)과 (14)가 구동축의 토크(T_D)를 검출하는데 사용된다.

실시예 6에서 제어 대상이 차동 제한 기기를 갖는 2WD 차량인 반면, 본 실시예에서 제어 대상은 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량이다. 실시예 6의 구조를 도시한 제12도에서와 동일한 제20도의 소자에는 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 도면 부호(19)는 앞바퀴(9)를 구동하는 앞쪽 차동 기어를 나타내고, (13)은 뒷바퀴(1)를 구동하는 뒤쪽 차동 기어, (31)은 엔진(10)에 의해 발생된 구동력을 앞뒤 차동 기어(19) 및 (13)에 분배하는 중앙 차동 기어, (32)는 중앙 차동 기어(31)로부터 출력된 상기 구동력을 앞뒤 차동 기어(13) 및 (19)에 분배한 차동을 제한하는 차동 제한 기기, 또한, (35)는 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단을 나타낸다. 실시예 6과 같이 바퀴 회전 센서(6)로 4개의 바퀴의 바퀴 회전각을 검출하고, 안진 회전 센서(15)로 엔진 회전각이 검출되며, 또한 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크(T_V)를 차동 제한 토크 검출 유닛(41)에 의해 검출하며, 식(13)과 (14)를 근거로 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크를 계산한다. 실시예 6에서는 제어 대상이 2WD 차량인 것에 비해, 본 실시예에서는 중앙 차동 기어(31)를 갖는 4WD 차량을 대상이 되므로, 본 실시예는 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크가 검출되어 계산에 사용되는 점만이 실시예 6과 다르다. 엔진이나 모터등의 구동원(10)으로부터 추진기축(12)을 통해, 앞뒤 바퀴에서 동력을 분배하고, 또한 우측 및 좌측 바퀴에서는 차동 기어(13) 및 (19)에서 좌우로 분배한다.

추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시된 식(13)과 (14)가 상술되었다. 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 미리 식별하여 저장하고, 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 고려한 식(72)와 (73)이 구동축의 토크를 계산하도록 사용될때; 상술한 바등의 방법으로 보다 정확한 구동축의 토크가 검출될 수 있다.

[실시예 12]

본 발명의 실시예 12가 후술된다. 본 실시예는 상기 실시예 11과 같이 차동 제어 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량을 제어 대상으로 한다.

검출 원리는 실시예 11에서 앞서 설명된 바와 같다. 식(62) 내지 (71)을 정리하여 다음 식을 얻는다.

구동축의 토크는 상기 식(15)와 (16)을 근거로 계산되어 검출된다.

본 실시예는 상기 실시예 11와 동일한 구조를 가지므로, 제20도가 설명된다. 동일 소자에는 제20도에서와 동일 도면 부호가 주어지고 설명은 생략된다.

상기 실시예 8과 동일한 방법으로 엔진 토크가 계산되고 검출되도록 옌진의 회전 각가속도가 엔진 회전 센서(15)에 의해 검출되고, 상기 실시예 11과 동일한 방법으로 식(15)와 (16)을 근거로 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크를 계산하고 검출하도록 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크(T_V)가 차동 제한 토크 검출 유닛(41)에 의해 검출된다.

[실시예 13]

본 발명의 실시예 13이 후술된다. 본 실시예는 실시예 11과 같이 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량이 제어 대상이 된다. 검출 원리는 실시예 11에서 앞서 설명된 바와 같다. 추진기축의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)이 식(62) 내지 (71)로부터 소거되고, 이 식을 정리하여 다음 식을 얻는다.

여기서,

또한, 추진기축의 비틀림 강성이 무시될 수 있을때, 식 (74)와 (75)에서 추진기축의 비틀림 강성을 무한대로 하여 다음 식을 구할 수 있다.

여기서,

상기 식(17)과 (18)을 근거로 구동축의 토크가 계산되고 검출된다.

본 실시예는 실시예 11등의 구조를 가리므로, 동일 소자에는 제20도에서와 동일한 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 상기 실시예 8과 같이 바퀴 회전 센서(6)에 의해 4개의 바퀴의 회전각이 검출되고, 엔진 토크를 검출하도록 엔진 회전 센서(15)에 의해 엔진의 회전각과 회전 각가속도가 검출되어 식(17)과 (18)을 근거로 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크가 토크 검출 유닛(41)에 의해 검출된다. 본 실시예는 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크를 검출할 필요가 없는 장점을 갖는다. 그러나, 본 실시예는 식(17)과 (18)의 분모가 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

추진기축(12)의 비틀림 강성이 무시된 식(17)과 (18)이 상술되었다. 추진기축의 비틀림 강성을 미리 식별하여 저장하고, 추진기축의 비틀림 강성을 고려한 식(74)와 (75)가 구동축의 토크를 계산하도록 사용될때, 상술한 바등의 방법으로 보다 정확한 구동축의 토크가 검출될 수 있다. 그러나, 본 실시예는 식(74)와 (75)의 분모가 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

[실시예 14]

본 발명의 실시예 14가 후술된다. 본 실시예에서는 제어 대상이 상기 실시예 11과 마찬가지로 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량이지만, 중앙 차동 기어의 앞 뒤 바퀴로의 출력을 차동 제한하는 것이 아니라, 엔진으로부터 중앙 차동 기어로의 입력과 뒷바퀴로의 출력간을 차동 제한하는 점이 실시예 11과 다르다. 본 실시예는 엔진으로부터 중앙 차동 기어로의 입력과 엔진으로부터 앞바퀴로의 출력간을 차동 제한하는 것과는 앞뒤가 대칭되는 것뿐으로서, 후술된 내용과 동일하다. 먼저, 검출 원리를 설명한다. 제21도는 차동 제한 기기에 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에 대한 동력 전달 시스템 모델을 도시한다. 제21도를 참조하여, 본 회전 시스템에 대한 운동 방정식은 실시예 11과같이 식(58) 내지 (62)에 의해 표시될 수 있다.

식(63) 내지 (65)는 가 실시예 11과 같이 차동 기어의 강제조건으로부터 유도될 수 있다.

식(66) 내지 (69)는 실시예 11과 같이 중앙 차동 기어의 토크 전달 특성으로부터 유도될 수 있다.

차동 제한 토크와 중앙 차동 기어의 토크 전달 특성이 고려될때 다음 식이 얻어질 수 있다.

여기서, theta_CDF는 중앙 차동 기어의 추진기축의 전방측의 회전각이고, theta_CDR은 중앙 차동 기어의 추진기축의 후방측의 회전각, 그리고 i_CE는 중앙 차동 기어의 감속비이다.

추진기축의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)은 식(62) 내지 (69),(76) 및 (77)로부터 소거되어 식이 정리되고, k_CE를 무한대로 하여 엔진과 중앙 차동 기어간 축의 비틀림 강성을 무시될때, 다음 식이 얻어진다. 본 실시예는 좌우 대칭이므로 오른쪽 경우만이 도시된다.

여기서,

이다.

또한, 추진기축의 비틀림 강성을 무시하는 경우, 식(78)과 (79)에서 추진기축의 비틀림 강성을 무한대로 하여 다음 식이 얻어질 수 있다.

여기서,

이다.

본 실시예에서는 엔진으로부터 중앙 차동 기어로의 입력과 앞 또는 뒤 바퀴로의 출력간을 차동 제한하여 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD차량에서, 관련된 식(80)과 (81)을 이용해 구동축의 토크(T_D)를 검출한다.

본 실시예는 실시예 11과 동일 구조를 가지므로 제20도가 설명된다.

동일 소자에는 제20도와 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 실시예 11과 같이, 바퀴 회전각은 바퀴 회전 센서(6)에 의해 검출되고, 엔진 회전각은 엔진 회전 센서(15)에 의해 검출되며, 또한 중앙 차동 기어(31)의 차동 제한 토크(T_V)는 식(80)과 (81)을 근거로 구동축의 토크를 계산하도록 차동 제한 토크 검출 수단(35)에 의해 검출된다. 상기 설명에서는 추진기축(12)와 비틀림 강성을, 무시한 식(80)과 (81)에 의해 상술되었다. 추진기축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k-PR)을 미리 식별하고 저장하여, 추진기 축의 비틀림 강성(k_PF) 및 (k_PR)을 고려한 식(78)과 (79)을 사용하여, 구동축의 토크를 계산하고 상기 설명과 마찬가지로 정확한 구동축의 토크를 검출 할 수 있다.

[실시예 15]

본 발명의 실시예 15가 후술된다. 본 실시예는 제21도에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 중앙 차동 기어로의 입력과 엔진으로부터 앞 또는 뒤 바퀴로의 출력간을 차동 제한하여 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량이라는 점에서 제어 대상이 실시예 14와 동일하다. 검출 원리는 실시예 14에서 이미 설명되었다. 식(62) 내지 (69), (76) 및 (77)이 정리되어 다음 식이 얻어진다.

본 실시예에서는 상기 식(82)와 (83)을 근거로, 구동축의 토크가 계산되고 검출된다.

본 실시예는 상기 실시예 11과 동일한 구조를 가지므로, 제20도에서 설명된다. 동일한 소자에는 제20도와 동일한 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 실시예 12와 같이, 엔진의 회전각 가속도는 엔진 회전 센서(15)로 검출되고, 엔진 토오크와 중앙 차동 기어의 차동 제한 토크(T_V)는 차동 제한 토크 검출 수단(35)으로 검출되며, 또한 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크는 식(82)와 (83)을 근거로 토크 검출 유닛(4)으로 계산되고 검출된다.

[실시예 16]

본 발명의 실시예 16이 후술된다. 본 실시예는 제어 대상이 엔진으로부터 중앙 차동 기어로의 입력과 엔진으로부터 앞 또는 뒤 바퀴로의 출력간을 차동 제한하는 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량이라는 점에서 실시예 14와 같다. 검출 원리는 실시예 14에서 이미 설명되었다. 추진기 축의 앞뒤 회전각(theta_PF) 및 (theta_PR)이 식(62) 내지 (69), (79) 및 (77)로부터 소거되어 식이 정리될때 다음 식이 얻어진다.

여기서,

또한, 추진기축의 비틀림 강성이 무시될 수 있을때, 추진기축의 비틀림 강성을 무한대로 하여, 식(84)와 (85)에서 다음 식이 얻어질 수 있다.

여기서,

본 실시예에서는 상기의 식(86)과 (87)을 근거로 구동축의 토크가 계산되고 검출된다.

본 실시예는 실시예 11과 동일 구조를 가지므로 제20도에서 설명된다. 동일 소자에는 제20도와 동일 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 실시예 13과 같이, 4개의 바퀴의 회전각은 바퀴 회전 센서(6)로 검출되고, 엔진의 회전각과 회전 각가속도는 엔진 회전 센서(15)로 검출되고, 또한 엔진 토크가 검출되고, 4개의 바퀴에 대한 구동축의 토크가 식(17)과 (18)을 근거로 토크 검출 유닛(41)으로 계산되고 검출된다. 본 실시예는 중앙 차동 기어의 차동 제한 토크를 검출할 필요가 없는 장점을 갖는다. 그러나, 본 실시예는 식(86)과 (87)의 분모가 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

상기 설명에서는 추진기축의 비틀림 강성이 무시된 식(86)과 (87)이 상술되었다. 추진기축의 비틀림 강성(k_P)을 미리 식별하여 저장하고 추진기축의 비틀림 강성(k_P)을 고려한 식(84)와(85)을 사용하여 구동축의 토크를 계산할 때, 상술한 바와 동일한 방법으로 보다 정확한 구동축의 토크가 검출될 수 있다. 그러나, 본 실시예는 식(84)와 (85)의 분모하 '0'이 아닌 경우에만 적용될 수 있다.

[실시예 17]

본 발명의 실시예 17이 후술된다. 제22도는 실시예 17의 전체 구조를 도시한다. 본 실시예는 상기 실시예 1의 구성을 도시한 제1도로부터 바퀴 회전 센서(6)를 제거하여, 차동 기어(13)의 추진기 축측의 회전각을 검출하는 수단을 갖추고 있다. 제1도와 동일한 부분에는 동일한 도면 부호가 주어지고 설명이 생략된다. 도면 부호(33)는 예를들어 실시예 1에서 설명된 회전 센서로 구성되는 차동 기어의 추진기 축측의 회전각을 검출하는 수단을 나타낸다. 검출 원리는 실시예 1에서 이미 설명되었고 다음 식(26)이 성립된다.

본 실시예는 관련된 식(26)을 이용해 구동축의 토크(T_D)를 검출하는 장치를 제공한다.

제23도의 흐름도를 참조하여 본 실시예의 동작이 설명된다. 이 흐름도는 실시예 1의 제5도와 매우 유사하므로, 그들간에 다른 부분만을 설명한다. 제5도에서의 단계(S4)는 추진기 축측 회전각 검출 수단(33)에 의해 검출된 차동 기어(13)의 추진기 축의 회전각과 엔진 회전 센서(15)에 의해 검출된 엔진(10)의 회전각이, 엔진(10)과 바퀴(1)의 회전각 대신에 입력되는 단계(S80)로 대체된다. 또한, 제5도에서의 단계(S5)를 대신하여 단계(S81)가 있으며, 식(26)을 토크 검출 유닛(41)에 의해 계산하여 구동축의 토크를 검출한다.

상기 실시예에서는 2WD 차량에 대한 토크 검출 장치가 설명되었다. 차동 제한 기기와 함께 차동 기어를 갖는 2WD 차량에서, 구동축의 토크는 실시예 6에서 도시된 식(33)과 (34)를 근거로, 바퀴 회전각과 또한 차동 제한 토크를 대신해 차동 기어(13)의 추진기측의 회전각을 이용해 계산되고 검출될 수 있다. 직결 4WD 차량에서는 구동축의 토크가 실시예 9에서 도시된 식(52)와 (53)을 근거로, 바퀴 회전각 대신에 차동 기어의 추진기측의 회전각을 이용해 계산되고 검출될 수 있다.

[발명의 효과]

청구항 1항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진 또는 모터 등의 구동원을 가지며, 상기 구동원과 좌우의 바퀴를 차동 기어를 통해, 구동 로크를 전달하기 위해 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 상기 구동원의 회전각을 검출하는 구동원 회전각 속도 검출 수단, 상기 구동원의 회전 각가속도를 검출하는 구동원 회전 각가속도 검출 수단, 및 바퀴의 회전 각도를 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단중 어느 하나 또는 복수 조합의 검출 수단을 구비하고, 바퀴와 차동 기어를 접속하는 구동축등의 축의 토크를 계산하는 토크 계산 수단(토크 검출 유닛(41))에 의해, 구동축등의 축의 토크를 검출하도록 구성되며, 바퀴 회전 센서 또는 엔진 회전 센서등을 이용하여 저렴한 토크 검출 장치를 얻을 수 있다.

청구항 2항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴을 구동하기 위한 엔진, 모터 등의 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기, 좌우의 바퀴를 차동 기어를 통해, 구동 토크를 전달하기 위한 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 상기 구동원의 회전각을 검출하기 위한 구동원 회전각 검출 수단과, 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단을 구비하고, 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 다음의 식을 사용하여 계산하는 토크 계산 수단에 의해, 구동축등의 축의 토크를 검출하는 구성이기 때문에, 바퀴 회전 센서 또는 엔진 회전 센서등을 이용하여 저가의 토크 검출 장치를 얻을 수 있다.

청구항 3항에서 청구된 발명에 따라, 차량의 상태로부터 구동축등의 축의 토크가 '0'으로 결정될때, 바퀴의 회전각과, 엔진등의 구동원의 회전각을 '0'으로 재설정하는 구성에서, 고도로 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 4항에서 청구된 발명에 따라, 변속비 검출 수단을 구비하고, 검출된 변속비(i_T)를 이용해 바퀴에 접속된 구동축등의 축의 토크를 토크 계산 수단에 의해 계산하는 구성이기 때문에, 변속기의 상태에 관계없이 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 5항에서 청구된 발명에 따라, 다음 식으로 계산된 추정 변속비(i_T^*)를 이용해, 바퀴에 접속된 축의 꼬임 토크가 토크 계산 수단에 의해 계산되기 때문에 변속기의 상태에 관계없이 정확한 토크가 검출될 수 있다.

청구항 6항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴에 접속된 축의 계산된 꼬임 토크값이 토크 계산 수단에 의해 고역 통과 펄터 처리가 행해지기 때문에, 검출된 값의 오프셋 영향을 줄이고 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 7항에서 청구된 발명에 따라, 구동축등의 축의 토크의 계산을 엔진이나 모터등의 구동원, 바퀴로 된 구동 시스템의 회전에 동기하여 행해지기 때문에, 회전 센서의 펄스 분해능이 낮을 때에도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 8항에서 청구된 발명에 따라, 차동 기어로의 입력으로부터 변속기간에 위치하는 축중 하나에 대한 회전각 검출 수단을 구비하고, 엔진이나 모터등의 구동원의 회전각 대신에, 차동 기어로의 입력으로부터 변속기간에 위치하는 축중 하나의 회전각을 이용해, 바퀴에 접속된 구동축등의 축의 꼬임 토크를 토크 계산 수단에 의해 계산하기 때문에, 변속기의 상태에 관계없이 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 9항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모타등의 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기와, 좌우 바퀴를 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속되며, 차동 기어의 차동 제한 기기를 갖는 차량에서, 차동 제한 토크를 검출하는 차동 제한 토크 검출 수단과, 상기 구동원의 회전각을 검출하는 구동원 회전각 검출 수단, 및 우측과 촤측 바퀴의 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단으로 구성되고, 다음 식을 이용해 바퀴와 차동 기어를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 토크 계산 수단에 의해 계산하여 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 차동 제한 기기를 갖는 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 10항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속, 좌우 바위를 차동 기어를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하여, 차동 기어의 차동 제한 기기를 갖춘 차량에 있어서, 상기 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단과 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단으로 구성되고, 다음식을 이용해 바퀴와 차동 기어를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 토크 계산 수단에 의해 계산하여, 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 차동 제한 기기를 갖는 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 11항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터등의 구동원을 갖추며, 상기 구동원, 변속기, 좌우 바퀴를 차동 기어를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하고, 차동 기어의 차동 제한 기기를 갖는 차량에서, 상기 구동원의 회전각 검출 수단과 회전각 가속도 검출 수단, 그리고 우측 및 좌측 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단으로 구성되고, 다음 식을 이용해 바퀴와 차동 기어를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 토크 계산 수단에 의해 계산하여 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 차동 제한 기기를 갖는 차량에서 차동 제한 토크를 검출하지 않고 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 12항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기로부터 추진기축을 통해, 앞뒤로 동력을 분배하고 앞 뒤 바퀴 각각에서는 차동 기어에 의해 좌우에 분배되며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 직결 4WD 차량에서, 상기 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단과, 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단으로 구성되고, 다음 식을 이용해 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 토크 계산 수단에 의해 계산하여 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 직결 4WD 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 13항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터 등의 구동원을 갖추며, 상기 구동원, 변속기로부터 추진기축을 통해, 앞뒤로 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴 각각에서는 차동 기어에 의해 좌우로 분배되며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 직결 4WD 차량에서, 상기 구동원의 회전각 검출 수단과 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단으로 구성되고, 다음 처음 이용해 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 토크 계산 수단에 의해 계산하여 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 직결 4WD 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

여기서,

청구항 14항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기로부터 차동 제한 기기를 포함한 중앙 차동 기어를 통해, 앞뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴 각각에서는 차동 기어에 의해 좌우로 분배되며, 구동 로크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에서, 상기 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단, 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단, 및 상기 중앙 차동 기어의 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단으로 구성되고, 앞 뒤 각각의 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 토크 T_D를 상기 검출 수단에 의해 검출된 구동원의 회전각, 4개의 바퀴의 회전각, 및 차동 제한 토크를 이용해 계산하는 토크 검출 수단에 의해, 구동축등의 축의 토크를 계산하기 때문에, 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 15항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원으로부터 차동 제한 기기를 포함한 중앙 차동 기어를 통해, 앞뒤로 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴 각각에서는 차동 기어에 의해 좌우로 분배되며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴와 접속하는 4WD 차량에서, 상기 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단과 중앙 차동 기어의 차동제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단을 구비하고, 앞 뒤 각각의 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 상기 각각의 검출 수단에 의해 검출되는 구동원의 회전 각가속도와, 차동 제한 토크를 사용하여 계산하는 토크 검출 수단에 의해, 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에서도 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 16항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 ·엔진,모터등의 구동원을 가지며, 상기 구동원으로부터 차동 제한 기기를 포함한 중앙 차동 기어를 통해, 앞뒤로 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴 각각에서는 차동 기어에 의해 좌우에 분배되며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴와 접속하는 4WD 차량에서, 상기 구동원의 회전각 검출 수단 및 회전 각가속도 검출 수단, 또한 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단을 구비하고, 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크(T_D)를 상기 각각의 검출 수단이 검출하는 구동원의 회전각, 구동원의 회전 각가속도, 4 바퀴의 회전각을 사용하여 계산하는 토크 검출 수단에 의해 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 차동 제한 기기와 함께 중앙 차동 기어를 갖는 4WD 차량에서도 차동 제한 토크를 검출하지 않고도, 정확한 토크를 검출할 수 있다.

청구항 17항에서 청구된 발명에 따라, 바퀴를 구동하기 위한 엔진, 모터 등의 구동원을 가지며, 상기 구동원과 좌우 바퀴를 차동 기어를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 접속하는 차량에서, 상기 구동원의 회전축을 검출하기 위한 회전각 검출 수단과 차동 기어의 추진기 축의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단을 구비하고, 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크 T_D를 상기 각각의 검출 수단에 의해 검출된 구동원의 회전각, 차동기어의 추진기축측 회전각을 사용하여 계산하는 토크 검출 수단에 의해, 구동축등의 축의 토크를 검출하기 때문에, 토크를 정확하게 검출할 수 있다.

Claims (17)

1. 바퀴를 구동하기 위한 엔진 또는 모터 등의 구동원을 가지며, 상기 구동원과 좌우의 바퀴를, 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성(torsional stiffness)을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전 각도를 검출하는 구동원 회전각 검출 수단, 구동원의 회전 각가속도를 검출하는 구동원 회전 각가속도 검출 수단, 및 바퀴의 회전 각도를 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단중 적어도 한 수단을 구비하고; 차동 기어와 바퀴를 접속하는 구동축등의 축의 토크를 계산하는 토크 계산 수단에 의해 구동축등의 축의 토크를 검출하는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
2. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기, 좌우의 바퀴를, 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전각을 검출하기 위한 구동원 회전각 검출 수단; 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단; 및

   을 이용해 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단을 포함하며, 여기서, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각 바퀴의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비(change gear ratio), 그리고 r 및 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴인 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 토크 계산 수단은 차량의 상태로부터 축의 토크가 '0'인 것으로 결정될때, 바퀴 회전각과 구동원의 회전각을 '0'으로 재설정하는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
4. 제2항에 있어서, 검출된 변속비(i_T)를 이용해, 바퀴에 접속된 축의 토크를 계산하는 상기 토크 계산 수단 및 변속비 검출 수단을 더 구비하는 차량을 제어 하기 위한 토크 검출 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 토크 계산 수단은 변속비 I_T대신에,

   을 이용하여 계산된 추정 변속비 I_T^*를 이용하여, 바퀴에 연결된 축의 꼬임 토크(twisting torque)를 계산하며, 여기서, theta_W는 각 바퀴의 회전 각도, theta_E는 구동원의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 토크 계산 수단은 바퀴에 접속된 축의 계산된 꼬임 토크값의 고역 통과 필터 처리를 행하는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 토크 계산 수단은 구동원과 회전 시스템의 회전에 동기하여 축의 토크를 계산하는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 구동원은 변속기에 결합되고, 상기 장치는 변속기와 차동 기어의 입력간에 위치하는 축중 하나의 회전각을 검출하기 위한 축 회전각 검출 수단을 더 구비하고, 상기 토크 계산 수단은 변속기와 차동 기어의 입력간에 위치된 축중 한 축의 회전각을 이용해 바퀴에 접속된 축의 꼬임 토크를 계산하는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
9. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기, 좌우의 바퀴를, 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖고 차동 기어에 대한 차동 제한 기기를 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단; 구동원의 회전각을 검출하기 위한 구동원 회전각 검출 수단; 우측과 좌측 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전과검출 수단; 및

   을 이용해 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 토크(T_D)를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, T_V는 차동 제한 토크이고, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
10. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기, 좌우의 바퀴를, 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖고 차동 기어에 대한 차동 제한 기기를 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단과; 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단; 및

    을 이용해, 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, I_E는 구동원의 관성 모멘트이고, alpha_E는 구동원의 회전 각가속도이며, T_V는 차동 제한 토크이고, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
11. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기, 좌우의 바퀴를, 차동 기어를 통해 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖고 차동 기어에 대한 차동 제한 기기를 갖는 각각의 축에 의해 접속하는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단; 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단과; 우측과 좌측 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단, 및 을 구비하고,

    및

    을 이용해, 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, I_E는 구동원의 관성 모멘트이고, alpha_E는 구동원의 회전 각가속도이며, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는. 변속기의 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
12. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기로부터 추진기축을 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 앞 뒤 차동 기어에서 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 직결 4WD 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 상기 구동원의 회전각을 검출하는 회전각 검출 수단; 4개의 바퀴에 대한 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단; 및

    및

    을 이용해, 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
13. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기로부터 추진기축을 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 앞 뒤 차동 기어에서 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 직결 4WD 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 상기 구동원의 회전 각가속도를 검출하는 회전 각가속도 검출 수단; 4개의 바퀴에 대한 회전각을 검출하는 바퀴 회전각 검출 수단; 및

    및

    여기서,

    을 이용해, 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, I_E는 구동원의 관성 모멘트이고, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, alpha_E는 구동원의 회전 각가속도이며, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, i_D는 차동 기어의 감속비, i_T는 변속기의 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴, F와 R은 각각 앞쪽과 뒤쪽의 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
14. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원, 변속기로부터 차동 제한 기기를 갖는 중앙 차동 기어를 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 차동 기어에 의해 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단, 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단; 중앙 차동 기어의 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단; 및

    및

    여기서,

    를 이용해, 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, i_CE는 중앙 차동 주어의 감속비이고, i_D는 차동 기어의 감속비, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, theta_E는. 구동원의 회전 각도, i_T는 변속기의 변속비, T_V는 차동 제한 토크, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴, F와 R은 각각 앞쪽과 뒤쪽의 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
15. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원으로부터 차동 제한 가기를 갖는 중앙 차동 기어를 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 차동 기어에 의해 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단; 중앙 차동 기어의 차동 제한 토크를 검출하기 위한 차동 제한 토크 검출 수단; 및

    을 이용해, 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서,. i_T는 변속기의 변속비, i_CE는 중앙 차동 기어의 감속비이고, i_D는 차동 기어의 감속비, i_E는 구동원의 관성 모멘트, alpha_E는 구동원의 회전 각가속도, T_E는 구동원의 토크, T_V는 차동 제한 토크, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴, F와 R은 각각 앞쪽과 뒤쪽의 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
16. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원으로부터 차동 제한 기기를 갖는 중앙 차동 기어를 통해, 앞 뒤 바퀴에 동력을 분배하고, 앞 뒤 바퀴는 각각 차동 기어에 의해 우측 및 좌측 바퀴로 동력을 분배하며, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 바퀴에 접속되는 4WD 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단; 구동원의 회전 각가속도를 검출하기 위한 회전 각가속도 검출 수단; 4개의 바퀴의 회전각을 검출하기 위한 바퀴 회전각 검출 수단: 및

    여기서,

    를 이용해, 앞뒤 차동 기어와 바퀴를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, i_E는 구동원의 관성 모멘트, alpha_E는 구동원의 회전 각가속도, T_E 구동원의 토크, i_CE는 중앙 차동 기어의 감속비이고, i_D는 차동 기어의 감속비, theta_W는 각각의 바퀴의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각도, i_T는 변속비, k_D는 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 비틀림 강성이고, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴, F와 R은 각각 앞쪽과 뒤쪽의 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.
17. 바퀴를 구동하기 위한 구동원을 가지며, 상기 구동원과 좌우 바퀴를 차동 기어를 통해, 구동 토크를 전달하는 비틀림 강성을 갖는 각각의 축에 의해 접속되는 차량에서, 이 차량을 제어하는 토크 검출 장치에 있어서, 구동원의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출 수단과; 상기 차동 기어의 추진기 축측의 회전각을 검출하기 위한 차동 기어 회전각 검출 수단; 및

    T_Dr=T_Dl=1/2 k_P i_D (theta_P-theta_E / i_T)

    을 이용해, 바퀴와 차동 기어를 접속하는 축의 토크 T_D를 검출하는 토크 계산 수단을 구비하며, 여기서, k_P는 추진기축의 비틀림 강성, i_D는 차동 기어의 감속비, theta_P는 추진기축의 회전각, theta_E는 구동원의 회전각, i_T는 변속비, 그리고 r과 l은 각각 우측 및 좌측 바퀴를 나타내는 차량을 제어하기 위한 토크 검출 장치.