KR100539703B1 - 차량용 전자제어식 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 전자제어식 차동제한장치에 관한 것으로서, 그 목적은 차동장치에 차량주행시 안정성 및 운동성이 우수한 차동제한장치를 구현함으로써, 차량주행 시에 주행상태에 알맞게 좌, 우측바퀴에 필요한 구동력을 가변적인 전자제어로 정확하게 제어하여 구동력을 확보하는데 있다.

본 발명은 드라이브샤프트로 구동력을 전달할 수 있도록 디퍼렌셜케이스 내에 캐리어와 선기어를 포함하는 차량용 차동제한장치에 있어서, 상기 캐리어의 핀 끝단에 내면기어를 갖도록 마련된 제2몸체; 이 제2몸체의 내면기어와 스플라인 결합되고 내면에 내면기어가 형성된 슬라이드 링; 이 슬라이드 링의 내면기어와 스플라인 결합되고 복수의 압축스프링에 의해 탄력적으로 설치되며 한쪽표면에 균등각도로 다수의 베어링 홈이 방사형으로 형성된 캠 플레이트; 이 캠 플레이트와 대향하도록 상기 선기어에 일체로 마련되고 균등각도로 다수의 베어링 홈이 방사형으로 형성된 캠 플레이트; 상기 캠 플레이트의 베어링 홈에 안착 설치되는 니들베어링; 상기 전자석과 전기적으로 연결되고 상기 전자석에서 자력이 발생되도록 전기적 신호를 제어하는 컨트롤러; 가 부가된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전자제어식 차동제한장치{Limited Slip Differential System of Electric Control for the Vehicle}

본 발명은 차량용 전자제어식 차동제한장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 눈길 혹은 빗길 등의 미끄러운 노면에서 타이어의 슬립으로 인해 차량사고를 미연에 방지하는 주행안정성 및 좌, 우측바퀴의 구동력을 제어하여 선회성능이 향상되고 가속성 및 차량등판능력향상 등의 주행성능 향상을 목적으로 차량주행상태에 알맞은 구동력을 전자적으로 제어할 수 있도록 한 차량용 전자제어식 차동제한장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 차동기어장치(Open Differential)는 자동 및 수동 변속기뿐만 아니라 후륜구동의 리어액슬 내에 장착되어 차량주행 시에 엔진의 구동력을 전달하고 차량선회 등의 회전을 가능케 하는 장치이다.

이러한 종래의 차동기어장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 드라이브샤프트(15)에 스플라인을 통해 결합된 2개의 사이드기어(14a,14b)와, 이 사이드기어(14a,14b)에 서로 맞물리고 피니언 축(12)에 결합된 2개의 피니언기어(13)와, 이 사이드기어(14a,14b)와 피니언기어(13)를 둘러싸고 있는 차동케이스(10)와, 이 차동케이스(10)와 일체로 형성된 링기어(11)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 자동차용 차동장치에서는, 먼저 추진축을 통해 엔진의 동력이 링기어(11)와 결합되어 있는 구동피니언에 전달되면 구동피니언의 회전력이 링기어(11)를 통해 상기 차동케이스(10)로 전달된다. 상기 차동케이스(10)가 회전하면 차동케이스(10)에 고정된 피니언 축(12)을 통해 그 회전력이 전달되어 상기 피니언기어(13)가 공전하게 된다. 상기 피니언기어(13)가 공전되면 피니언기어(13)와 맞물려있는 사이드기어(14a,14b)가 구동되어 상기 사이드기어(14a,14b)와 스플라인 결합된 드라이브샤프트(15a,15b)가 회전된다. 따라서, 상기 드라이브샤프트(15a,15b)를 통해 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달된다.

상기와 같이 구성된 차동장치는, 자동차가 직진하는 경우, 좌우 구동바퀴의 회전저항이 같으므로 피니언기어(13)의 공전에 따라 상기 사이드기어(14a,14b) 및 차동케이스(10)가 같은 회전수로 구동되어 결국 전체 시스템이 하나의 블록이 되어 회전된다.

이와는 달리, 자동차가 선회하는 경우에는 좌우 구동바퀴가 받는 회전저항이 변하여 좌우 사이드기어(14a,14b)의 회전수가 서로 달라지므로 피니언기어(13)가 공전됨과 동시에 자전을 시작하여 저항이 낮은 쪽의 사이드기어(14a,14b)는 저항이 높은 쪽보다 가속되어 더 빠른 속도로 구동된다.

즉, 구동바퀴는 통과하는 노면의 길이에 따라 회전하므로 커브를 돌 때의 내측바퀴는 외측바퀴보다 저항이 커져서 회전수가 감소하고, 그 만큼 반대쪽의 바퀴를 가속하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 차동장치는 선회가 가능한 차동기능만 보유하고 있으므로 차량이 빗길 혹은 눈길 등의 좌, 우측 바퀴에 걸리는 마찰계수가 다른 노면을 주행할 때는 바퀴가 구동력을 상실하게 되고 이로 인하여 사고를 유발하는 주행상태가 된다.

부언하면, 기존의 차동장치는 좌, 우측바퀴에 항상 동일한 구동력을 전달하기 때문에 어느 한쪽이 구동력을 상실하게 되면 마찰계수가 높아 많은 구동력을 전달할 수 있음에도 불구하고, 슬립이 일어나는 바퀴 쪽과 동일한 구동력 밖에 전달하기 못한다.

따라서 전체적인 동력손실이 발생하기 때문에, 한쪽바퀴가 웅덩이에 빠졌을 때, 차량이 탈출을 못하는 이유이고, 경사가 심한 언덕을 가속으로 올라갈 때에 바퀴에 슬립이 생기는 원인이다. 또한 눈길에서 제동 시에도 바퀴의 구동력 상실로 차량이 미끄러지며 차량의 제어가 불가능해지는 원인으로 사고를 유발하기도 한다.

상기와 같은 기존 차동장치의 단점을 보완하여 차량운동성 및 주행안정성을 향상시킨 차동제한장치가 전 세계에 걸쳐 다양하게 개발되어져 왔다. 이러한 차동제한장치의 대표적인 것으로서, 토크감응식인 다판클러치식(Multi Clutch) 차동제한장치와, 회전차 감응식인 비스커스커플링식(Viscous Coupling) 등이 있으나, 이러한 차동제한장치는 특정차량에 알맞게 고유한 시스템으로 개발되어져 왔다.

또한, 이외에도 구동력을 유압으로 제어하는 전자제어식 차동제한장치와, 볼에 의한 캠방식의 차동제한장치 등이 있고, 그리고 전자제어식의 하나인 차동제한장치가 대한민국 국제특허 출원공개공보 공개번호 제87-700269호에 게재되어 있다. 상기 출원공개공보에는, 회전모멘트를 전달하고 있는 2개의 접속구성체의 결합을 위하여 힘에 적합한 마찰클러치를 형성하는 마찰구성체를 가지며 그리고 스프링의 복원력에 대항하여 작동구성체의 축방향의 운동을 위한 자류의 생성을 위한 케이싱에 고정된 환형코일을 가지는 자동차 차동기어용의 전기적으로 작동하는 제동클러치에 있어서, 상기 작동구성체는 자석전기자를 형성하고 마찰구성체가 자류에 의하여 통하여 흘려지는 것이었다.

그러나 상기와 같은 출원공개공보의 전자제어식 차동제한장치에 있어서는, 케이싱에 2개의 환형코일을 고정하고 이 환형코일과 대응하는 허브엔 절연체 링이 마련하여야 하므로 그 구조 및 제작이 복잡하고, 이로 인한 제작비용이 비싸기 때문에 실용적이 못한 것이어서 실제차량에 탑재되어 적용되는 예가 없다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 자동차의 동력전달장치인 차동장치에 차량주행시 안정성 및 운동성이 우수한 차동제한장치를 구현함으로써, 차량주행 시에 주행상태에 알맞게 좌, 우측바퀴에 필요한 구동력을 가변적인 전자제어로 정확하게 제어하여 구동력을 확보할 수 있으며, 이로 인한 차량사고를 미연에 방지함은 물론 주행운동성인 가속성능 및 등판능력을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어식 차동제한장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 주행상태에 따른 제어논리로 구동력을 전자제어 함으로써 보다 편리하고 신뢰성이 있으며, 안전한 차동시스템으로서 최상의 주행상태를 이룩할 수 있으며, 구조를 단순화시켜 생산성을 높이고 제작비용을 절감하여 운전자에게 주행안정성 및 운동성을 확보할 수 있도록 한 차량용 전자제어식 차동제한장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 링기어가 스플라인 결합되어 고정되고 엔진의 구동력에 의해 회전하는 디퍼렌셜 케이스; 이 디퍼렌셜케이스 내의 링기어와 맞물리도록 제1몸체에 더블 피니언기어가 핀으로 설치되고 드라이브샤프트와 스플라인 결합되는 캐리어; 상기 캐리어의 더블 피니언기어와 맞물리고 드라이브샤프트와 스플라인 결합되는 선기어; 상기 캐리어와 선기어의 사이에 차동제한을 위해 마련되는 차동제한부; 이 차동제한부를 작동시키기 위해 디퍼렌셜케이스의 한쪽에 베어링을 통해 설치된 환형 전자석; 을 포함하는 차량용 차동제한장치에 있어서, 상기 차동제한부는 캐리어의 핀 끝단에 내면기어를 갖도록 마련된 제2몸체; 이 제2몸체의 내면기어와 스플라인 결합되고 내면에 내면기어가 형성된 슬라이드 링; 이 슬라이드 링의 내면기어와 스플라인 결합되고 복수의 압축스프링에 의해 탄력적으로 설치되며 한쪽표면에 균등각도로 다수의 베어링 홈이 방사형으로 형성된 캠 플레이트; 이 캠 플레이트와 대향하도록 상기 선기어에 일체로 마련되고 균등각도로 다수의 베어링 홈이 방사형으로 형성된 캠 플레이트; 상기 캠 플레이트의 베어링 홈에 안착 설치되는 니들베어링; 이 부가된 것을 특징으로 한다.

상기 전자석에는 이와 전기적으로 연결되고 상기 전자석에서 자력이 발생되도록 전기적 신호를 제어하는 컨트롤러가 마련되며, 이 컨트롤러는 상기 캐리어와 선기어간의 주행상태에 따라서 구동력 및 회전속도를 제한할 수 있도록 전자석에 필요한 전기적 신호를 입력하여 자력을 형성시키고 이 자력의 크기에 상응하여 슬라이드 링이 이동되면서 캠 플레이트와 니들베어링 간의 마찰구동력이 전달되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 전륜 및 후륜의 차량속도를 파악할 수 있도록 각 바퀴에 설치된 휠 속도센서, 브레이크의 상태를 파악할 수 있는 브레이크 신호 및 차량의 주행거동을 파악할 수 있는 조향각센서로 구성된 입력신호수단; 이 입력신호수단으로부터 입력된 차량의 입력신호를 처리하여 차량상태를 판독할 수 있도록 차량 횡속도, 슬립각속도, 주행상태의 차량속도 및 실제차량의 속도를 측정 계산하고 계산된 결과를 판독하여 차량에서의 차동제한장치의 작동여부를 결정하는 차동제어수단; 이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 차량용 전자제어식 차동제한장치에 대한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 차동제한장치를 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 디퍼렌셜 케이스(100)는 외부에 구동력을 전달받는 기어(101)가 장착되어 있고, 양쪽으로부터 삽입되는 드라이브샤프트(103,104)와 스플라인 결합이 이뤄지는 캐리어(110) 및 선기어(120)를 수용하는 공간이 형성되되 그 내부의 스플라인엔 링기어(102)가 결합되어 있다. 상기 링기어(102)는 그 중심축선 방향으로 유동되지 않게 스냅 링(Snap Ring)(105)에 의해 고정되어 있다. 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 한쪽에는 그 내부에 설치된 캐리어(110) 및 선기어(120)의 빠짐을 방지하기 위한 디퍼렌셜커버(106)가 장착되어 있다.

상기 캐리어(110)는 드라이브샤프트(103)와 스플라인 결합되는 제1몸체(111)와, 상기 디퍼렌셜케이스(100)의 링기어(102)와 맞물리도록 핀(113)에 의해 설치되는 3개의 더블 피니언기어(112)와, 상기 핀(113)의 끝단에 고정되어 제1몸체(111)와 함께 회전되도록 장착되고 내면에 내면기어(115)가 형성된 제2몸체(114)로 구성되어 있다.

상기 선기어(120)는 드라이브샤프트(104)와 스플라인 결합되고 캐리어(110)의 더블 피니언기어(112)와 맞물리는 외면기어(121)가 형성되어 있으며, 한쪽의 캠 플레이트(122)상에 균등각도로 분할된 다수의 베어링 홈(123)이 방사형으로 형성되어 있다.

상기 캐리어(110)와 선기어(120)사이에는 캐리어(110)를 구성하는 제2몸체(114)의 내면기어(115)와 맞물려 캐리어(110)와 함께 회전되는 슬라이드 링(140)이 설치되어 있고 이 슬라이드 링(140)은 내면에 캠 플레이트(150)외면의 외면기어(151)와 맞물리는 내면기어(141)가 형성되어 있다.

상기 캠 플레이트(150)는 슬라이드 링(140)과의 사이에 3개 이상의 압축스프링(160)이 개재되어 탄력적으로 설치되는 것이며, 외면은 슬라이드 링(140)과 함께 회전되도록 그 내면기어(141)와 맞물리는 외면기어(151)가 형성되어 있고 상기 선기어(120)의 캠 플레이트(122)와 대향되는 면에는 캠 플레이트(122)의 베어링 홈(123)과 동일한 위치에 각각 베어링 홈(152)이 방사형으로 형성되어 있다. 상기 선기어(120)측 캠 플레이트(122)의 베어링 홈(123)과 대응하는 캠 플레이트(150)의 베어링 홈(152) 사이에는 호형표면이 접촉되도록 니들베어링(162)이 설치되어 있다.

상기 케리어(110)에는 디퍼렌셜커버(106)를 관통하여 좌측바퀴를 직접적으로 구동시키는 좌측 드라이브샤프트(Drive Shaft)(103)가 스플라인 결합되어 있고 상기 선기어(120)에는 디퍼렌셜케이스(100)를 관통하여 우측바퀴를 구동시키는 우측 드라이브샤프트(104)가 스플라인 결합되어 있다.

상기 디퍼렌셜케이스(100)의 한쪽에는 이 디퍼렌셜케이스(100)의 회전이 가능하도록 베어링(171)을 통해 환형 전자석(170)이 설치되어 있고 이 환형 전자석(170)은 주행상태에 따라 알맞은 구동력을 가변적으로 제어하기 위한 컨트롤러(180)가 전기적으로 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 차동제한장치는, 디퍼렌셜케이스(100)의 기어(101)를 통해 구동력을 전달받아 디퍼렌셜케이스(100)가 회전되게 되고 이러한 상태에서 컨트롤러(180)로부터 인가되는 전류에 의해 환형 전자석(170)에서 자력이 발생되면 슬라이드 링(140)이 도면상 우측으로 당겨지게 되며, 이로 인하여 전자석(170)의 자력에 의해서 우측으로 이동할 때 압축스프링(160)이 압축되는 탄성력만큼 캠 플레이트(150)가 가압되게 된다.

따라서, 캠 플레이트(150) 및 선기어(120)의 캠 플레이트(122) 사이에 설치되어있는 니들베어링(162)을 더욱 세게 미는 것이므로 캠 플레이트(150) 및 선기어(120)의 베어링 홈(152,123)이 니들베어링(162)을 파지하는 효과를 얻는다.

이때, 상기 캠 플레이트(150)는 평상시 환형 전자석(170)이 작동하지 않을 때 보다 압축스프링(160)에 의해서 더욱 가압되므로, 캠 플레이트(150)측 호형형상의 베어링 홈(152)에 안착된 니들베어링(162)이 원통형상의 베어링 홈(152)을 타고 넘어가 다음 원통형상의 베어링 홈(152)과 결합되는 것이 어렵게 된다.

다시 말해서, 차동제한력이 발생되기 때문에 차동장치가 작동되지 않는 것인바, 상기 디퍼렌셜케이스(100)의 회전은 캐리어(110)의 더블 피니언기어(112)를 통해 캐리어(110)와 선기어(120)가 일체화되어 회전되게 되고 이로 인하여 상기 캐리어(110)와 선기어(120)에 스플라인 결합이 이루어진 좌, 우측 드라이브샤프트 (103,104)가 동일한 속도와 구동력으로 회전하게 된다.

이와 같이 좌, 우측바퀴에 동일한 구동력이 필요하고 아울러 동일한 속도로 회전되기 때문에 차량이 일반적인 도로에서 직진주행 등의 정상적인 주행 시이다.

이러한 상태에서 차량이 선회하거나 한쪽바퀴가 눈길 혹은 빗길을 주행하거나 또는 한쪽바퀴가 모래, 웅덩이에 빠졌을 때와 같은 주행상태가 되면 좌, 우측바퀴는 노면과의 마찰력이 다르기 때문에 당연히 전달할 수 있는 구동력도 달라져야 하고 동시에 회전속도도 다르게 된다.

상기와 같은 주행상태가 되면 기존의 차동장치는 마찰력이 작은 바퀴 쪽이 구동력을 상실하게 되고 동시에 타이어의 회전속도가 빨라지면서 차량의 거동이 불안해진다. 심한 경우, 주행이 불가능한 상태가 되므로 좌, 우측바퀴 상호간의 차동제한기능이 필요하게 된다. 차동제한기능이 없는 차량이 눈길에서 차량이 미끄러지면서 조향이 불가능한 이유가 여기에 있다.

정상주행상태는 물론이고 상기와 같은 주행상태에서도 도 5 및 도 6과 같이, 차량의 주행상태를 파악할 수 있는 각각의 센서들로부터 입력신호수단을 통해 입력신호를 전달받고 이 입력신호들을 차동제어수단에서 계산하여 차동작동여부를 제어하는 컨트롤러(180)가 현재의 주행상태를 해석함과 동시에 제어한다.

다시 말해서, 컨트롤러(180)는 좌우전륜 및 좌우후륜바퀴의 휠 속도센서로부터 신호를 받는 바퀴의 회전속도(η1,η2,θ1,θ2)와, 차량속도계로부터 신호를 받는 차량속도(V) 및 조향각도센서로부터 신호를 받아 차량의 조향각도(δ) 등을 각각 계산한다.

이렇게 차량의 각 센서들로부터 전달받아 계산된 차량속도(V), 조향각도(δ), 좌우전륜속도(η1,η2) 및 좌우후륜속도(θ1,θ2) 등의 입력값을 통해 차량횡속도(Ψ)와 슬립각속도(β) 등의 계산 값을 얻고 이후에 주행상태의 차량속도(ΔV2)에서 실제차량의 속도(ΔV2)를 뺀 계산결과의 값(R)으로 판단한다.

상기 계산결과의 값(R)이 "0"이면 슬립이 없는 것이어서 정상주행으로 판단하고, 계산결과의 값(R)이 숫자이면 좌, 우측바퀴에 슬립이 생기는 것이어서 선회 내지 빙판의 주행으로 판단하게 된다. 따라서, 차량의 주행상태에서 좌, 우측바퀴의 슬립이 발생되면 슬립을 억제하기 위해서 컨트롤러(180)의 제어논리에 따라 전자석(170)에 전압을 걸어주며, 이 전압의 크기에 따라서 자력의 세기가 결정되며 상기 자력에 따라서 슬라이드 링(140)이 자력의 크기에 맞게 우측으로 이동한다.

예를 들어, 차량이 선회 시에 좌, 우측바퀴에 약간의 슬립이 발생하여 약한 차동제한기능이 필요하게 되면, 전자석(170)에 약한 전압을 걸어주어 자력의 세기를 약하게 한다. 상기 전자석(170)의 약한 자력에 의해서 슬라이드 링(140)이 우측으로 이동하는 양이 작고 또한 캠 플레이트(122,150)와 니들베어링(162)에 가압되는 힘도 작아진다. 따라서, 캐리어(110)와 선기어(120) 사이에 상호 전달하는 구동력 및 회전력의 흡수 차이도 작게 되며, 그 결과로서 좌, 우측바퀴의 차동제한력도 작아지게 된다.

한편, 차량의 한쪽 바퀴가 웅덩이에 빠졌거나 눈길 등의 미끄러운 도로를 주행할 때는 바퀴가 슬립정도도 심하므로 좌, 우측바퀴에 커다란 차동제한력이 필요하게 된다. 즉, 전자석(170)에 높은 전압을 걸어주어 자력의 힘을 크게 하면, 슬라이드 링(140)이 우측으로 이동하는 양도 커지게 된다.

그 결과로, 캠 플레이트(122,150)와 니들베어링(162)에도 큰 힘으로 가압되기 때문에 캐리어(110)와 선기어(120) 사이엔 보다 큰 차동제한력이 발생하게 되며, 이와 같이 차동제한력이 크면 좌, 우측바퀴의 회전속도차이를 억제함과 아울러 구동력을 좌, 우측바퀴에 알맞게 가변적으로 전달함으로써 타이어가 미끄러지지 않고 차량이 주행하게 되는 것이다.

상기와 같이 눈길 등의 미끄러운 노면을 통과하여 정상적인 도로 주행으로 충분한 구동력을 회복하게 되면, 컨트롤러(180)의 신호에 의해 전자석(170)으로의 전압이 끊겨 자력이 제거되며, 이렇게 자력이 제거되면 캠 플레이트(150)와 니들베어링(162)은 압축스프링(160)의 복원력으로 인해 원위치로 복귀되어 자유장에 여유가 생기게 된다. 이에 따라 차동제한력이 발생되지 않고 니들베어링(162)의 원통형상이 캠 플레이트(150)의 베어링 홈(152)을 쉽게 넘어갈 수 있게 되므로 차동제한이 풀리게 된다.

본 발명에 따른 전자제어식 차동제한장치는 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시하여도 본 발명의 기술 범주에 속하는 것임을 밝혀두고자 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 디퍼렌셜장치는, 구조가 간단하고 전자제어식 차동장치의 구성을 채택 결합함으로써 차량의 주행 시에 차동제한기능부가 작동하여 주행 중에 발생되는 빗길 혹은 눈길 등의 미끄러운 노면에서의 우수한 안정성과 주행성능향상을 보장함은 물론 진흙, 웅덩이 탈출이나 험한 산악도로 주행 시에도 전자제어식 디퍼렌셜장치가 작동하여 어떠한 도로 조건에서도 우수하게 차량을 주행시킬 수 있는 성능을 발휘하며, 이러한 성능향상 속에서 운전자의 안정성에도 크게 기여할 수 있다.

또한, 운전자의 편리성을 위해 차량주행상태에 알맞게 디퍼렌셜장치가 자동적으로 컨트롤러에 의해 전자제어가 가능하므로 운전자는 각기 장치에 대한 조작을 할 필요가 없어 조작이 편리하고 신뢰성이 높다.

그리고, 본 발명은 탑재되어 차량주행상태에 따라 좌, 우측바퀴의 구동력을 최적의 상태로 제어하므로 차량사고를 미연에 방지하고 슬립에 의한 구동력상실을 억제하여 차량연비개선에 대한 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 종래 차량용 차동장치의 일실시 예를 나타낸 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 일실시 예의 차량용 전자제어식 차동제한장치를 나타낸 구성도이고,

도 3a는 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 차동제한장치에서 차동시를 나타낸 상세도이고,

도 3b는 도 3a에서 캠 플레이트와 니들베어링과의 작동관계를 나타낸 상태도이며,

도 4a는 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 차동제한장치에서 차동제한시를 나타낸 상세도이며,

도 4b는 도 4a에서 캠 플레이트와 니들베어링과의 작동관계를 나타낸 상태도이며,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 차동제한장치의 제어논리를 개략적으로 나타낸 개념도이고,

도 6은 도 5의 제어논리를 구체화하여 나타낸 흐름도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: 디퍼렌셜케이스 101: 기어 102: 링기어

103,104: 드라이브샤프트 110: 캐리어 111: 제1몸체

112: 더블 피니언기어 113: 핀 114: 제2몸체

115,141: 내면기어 120: 선기어 121,151: 외면기어

122,150: 캠 플레이트 123,152: 베어링 홈 140: 슬라이드 링

160: 압축스프링 162: 니들베어링 170: 환형 전자석

171: 베어링 180: 컨트롤러

Claims (3)

1. 내부에 링기어(101)가 스플라인 결합되어 고정되고 엔진의 구동력에 의해 회전하는 디퍼렌셜 케이스(100); 이 디퍼렌셜케이스(100) 내의 링기어(102)와 맞물리도록 제1몸체(111)에 더블 피니언기어(112)가 핀(113)으로 설치되고 드라이브샤프트(103)와 스플라인 결합되는 캐리어(110); 상기 캐리어(110)의 더블 피니언기어(112)와 맞물리고 드라이브샤프트(104)와 스플라인 결합되는 선기어(120); 상기 캐리어(110)와 선기어(120)의 사이에 차동제한을 위해 마련되는 차동제한부; 이 차동제한부를 작동시키기 위해 상기 디퍼렌셜케이스(100)의 한쪽에 베어링(171)을 통해 설치된 환형 전자석(170); 을 포함하는 차량용 차동장치에 있어서,

   상기 캐리어(110)의 핀(113) 끝단에 내면기어(115)를 갖도록 마련된 제2몸체(114); 이 제2몸체(114)의 내면기어(115)와 스플라인 결합되고 내면에 내면기어(141)가 형성된 슬라이드 링(140); 이 슬라이드 링(140)의 내면기어(141)와 스플라인 결합되고 복수의 압축스프링(160)에 의해 탄력적으로 설치되며 한쪽표면에 균등각도로 다수의 베어링 홈(152)이 방사형으로 형성된 캠 플레이트(150); 이 캠 플레이트(150)와 대향하도록 상기 선기어(120)에 일체로 마련되고 균등각도로 다수의 베어링 홈(123)이 방사형으로 형성된 캠 플레이트(122); 상기 캠 플레이트(150,122)의 베어링 홈(152,123)에 안착 설치되는 니들베어링(162); 이 부가된 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자석(170)에는 이와 전기적으로 연결되고 상기 전자석(170)에서 자력이 발생되도록 전기적 신호를 제어하는 컨트롤러(180)가 마련되며, 이 컨트롤러(180)는 캐리어(110)와 선기어(120)간의 주행상태에 따라서 구동력 및 회전속도를 제한할 수 있도록 전자석(170)에 필요한 전기적 신호를 입력하여 자력을 형성시키고 이 자력의 크기에 상응하여 슬라이드 링(140)이 이동되면서 캠 플레이트(150,122)와 니들베어링(162) 간의 마찰구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러(180)는 전륜 및 후륜의 차량속도를 파악할 수 있도록 각 바퀴에 설치된 휠 속도센서, 브레이크 상태를 파악할 수 있는 브레이크 신호 및 차량의 주행거동을 파악할 수 있는 조향각센서로 구성된 입력신호수단; 이 입력신호수단으로부터 입력된 차량의 입력신호를 처리하여 차량상태를 판독할 수 있도록 차량 횡속도, 슬립각속도, 주행상태의 차량속도 및 실제차량의 속도를 측정 계산하고 계산된 결과를 판독하여 차량에서의 차동제한장치의 작동여부를 결정하는 차동제어수단; 이 구비됨을 특징으로 하는 차량용 차동장치.