KR101547575B1 - 토크 벡터링 디바이스 및 그 제어 수단 - Google Patents

토크 벡터링 디바이스 및 그 제어 수단 Download PDF

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Abstract

토크 벡터링 디바이스(9)는 도로 차량의 구동 차축의 2개의 차륜(7)에 의도한 대로 상이한 토크를 유도한다. 이 토크 벡터링 디바이스는, 구동 샤프트(8)에 연결되고, 디바이스(9)를 통해 연장하고, 2개의 기어 슬리브(28, 29) 중 하나에 구동 샤프트를 연결하기 위해 의도된 결합 상태에서 각각 구동 샤프트에 대해 편심적으로 축 연결된 편심 튜브(23)와 스플라인 결합되는 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27)와, 편심 튜브(23)와 차동 장치 케이스 슬리브(22) 사이에 1:1의 기어비를 갖고, 구동 샤프트와 동축이고 구동 차축 상의 차동 장치(6)의 차동 장치 케이스(13)의 부분을 형성하는 토크 전달 기구(25)를 갖고, 차동 장치에는 토크 벡터링 디바이스(9)가 연결된다

Description

토크 벡터링 디바이스 및 그 제어 수단{A TORQUE VECTORING DEVICE AND MEANS FOR ITS CONTROL}
본 발명은 도로 차량(road vehicle) 상의 구동 차축의 2개의 차륜에 의도한 대로 상이한 토크를 유도하기 위한 토크 벡터링 디바이스(torque vectoring device)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 디바이스를 제어함으로써 차량의 구동 동역학을 조절하는 방법, 뿐만 아니라 이 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 디바이스에 관한 것이다.
도로 차량, 특히 자동차에서, 차량의 구동 동역학을 향상시키기 위해 상이한 차륜에 구동 토크를 자유롭게 분배할 수 있는 것이 유리하다. 이 원하는 결과를 성취하기 위한 디바이스는 당 기술 분야에서 토크 벡터링 디바이스라 칭한다.
토크 벡터링 디바이스는 2륜 구동 차량 또는 4륜 구동 차량에서 사용될 수 있지만, 4륜 구동 차량의 경우가 더 통상적인 것으로서 간주되어야 한다. 이 토크 벡터링 디바이스는 또한 후방 또는 전방 구동 샤프트 또는 전방 및 후방 구동 샤프트 사이에 토크를 분배하기 위한 카르단 샤프트(cardan shaft)에 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 4륜 구동 차량의 후방 구동 샤프트를 갖는 예가 사용되고 있다. 토크는 여기서 통상의 중앙 차동 장치를 구비한 후방 샤프트의 2개의 차륜 사이에 분배된다.
구동 동역학에 관한 원하는 결과를 얻기 위해, 특정 상황에서 구동 샤프트 상의 다른 구동 차륜에 관해 포지티브 토크를 갖는 구동 차륜을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 포지티브 토크는 예를 들어 10%만큼 해당 차륜을 위한 구동 샤프트의 회전 속도를 증가시키거나 상단 기어 변속하기 위한 기계적 기어 디바이스에 의해 그 자체가 공지된 방식으로 얻어질 수 있다.
이러한 기계적 기어 디바이스의 다수의 예가 알려져 있다. 통상적인 장치에서, 토크 벡터링 디바이스는 2개의 구동 샤프트를 위한 중앙 차동 장치의 각 측면에 배열된다. 통상적인 예가 WO 2007/079956호에 개시되어 있다. 이 장치는 고가이고 무겁다. 따라서, 2개의 구동 샤프트를 위한 차동 장치의 일 측면에 하나의 토크 벡터링 디바이스를 갖는 문제점에 대한 해결책을 발견하는 것이 유리하다.
본 발명의 주 목적은 그 신뢰성 또는 효용성을 어떠한 방식으로도 손상시키지 않고 가능한 한 저가이고 경량인 이러한 토크 벡터링 디바이스를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스에 의해 달성되고, 상기 토크 벡터링 디바이스는, 구동 샤프트에 연결되고, 디바이스를 통해 연장하고, 2개의 기어 슬리브 중 하나에 구동 샤프트를 연결하기 위해 의도된 결합 상태에서 각각 구동 샤프트에 대해 편심적으로 축 연결된(journaled) 편심 튜브와 스플라인 결합되는 2개의 유압 제어식 디스크 클러치와, 편심 튜브와 차동 장치 케이스 슬리브 사이에 1:1의 기어비를 갖고, 구동 샤프트와 동축이고 구동 차축 상의 차동 장치의 차동 장치 케이스의 부분을 형성하는 토크 전달 기구를 갖고, 차동 장치에는 토크 벡터링 디바이스가 연결된다.
본 발명의 다른 양태는 차량의 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이의 차량 엔진으로부터의 토크 분배를 제어함으로써 차량의 구동 동역학을 조절하는 방법으로서,
상기 차량에 대한 각각의 현재 구동 특징(characteristic)을 각각 표현하는 복수의 입력 신호를 수신하는 단계,
구동 동역학의 변화가 요구되는지 여부를 판정하기 위해 입력 상기 신호들 중 하나 이상을 분석하는 단계, 및
구동 동역학의 변화가 요구된다고 판정되면, 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치 중 임의의 하나를 결합 상태로 작동시키기 위해 전술된 토크 벡터링 디바이스를 제어하는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명의 다른 양태는 첨부된 독립 청구항들에 따른 차량의 구동 동역학을 조절하기 위한 관련 컴퓨터 프로그램 제품 및 관련 디바이스이다.
본 발명이 첨부 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 신뢰성 또는 효용성이 우수한 저가이고 경량인 토크 벡터링 디바이스가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스를 갖는 4륜 구동 자동차의 매우 개략적인 레이아웃.
도 2는 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스를 갖는 자동차의 후방 차동 장치의 개략 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스의 측단면도.
도 4는 도 3의 우측으로의 토크 전달 기구의 횡단도.
도 5는 차량의 구동 동역학을 조절하기 위해 어떠한 방식으로 도 1 내지 도 4의 토크 벡터링 디바이스가 전자 제어 유닛(ECU)과 같은 제어기 디바이스에 의해 제어될 수 있는지를 도시하는 개략적인 블록 다이어그램.
도 6은 차량의 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이의 차량 엔진으로부터 토크 분배를 제어함으로써 차량의 구동 동역학을 조절하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 7은 도 6의 방법을 수행하기 위한 디바이스를 도시하는 블록 다이어그램.
도 1은 4륜 구동 자동차의 레이아웃을 매우 개략적으로 도시한다. 엔진(1)이 통상의 차동 장치(3) 및 전방 구동 샤프트(4)를 거쳐 조향 가능 전방 차륜(2)에 구동 연결된다. 카르단 샤프트(5)가 후방 구동 샤프트(8)를 거쳐 후방 차륜(7)에 토크를 분배하기 위해 통상의 후방 차동 장치(6)와 엔진(1)을 연결한다. 이하에 설명되는 토크 벡터링 디바이스(9)가 후방 차동 장치(6)에 배열된다.
도 2는 후방 차동 장치(6), 후방 구동 샤프트(8) 및 토크 벡터링 디바이스(9)의 개략도이다. 차동 장치(6)는 점선으로 도시된 고정 차동 장치 하우징(10)에 의해 포위된다. 카르단 샤프트(5)는 크라운 휠(12)과 기어 결합하는 피니언 구동 기어(11)를 구비한다. 크라운 휠(12)은 차동 장치 케이스(13)에 부착된다. 후방 구동 샤프트(8)가 차동 장치 케이스(13) 내로 연장되고, 차동 장치 케이스(13)에 회전 가능하게 축 연결된 원추형 차동 기어(15)와 기어 결합하는 원추형 구동 기어(14)가 제공되어 있다. 이 디자인은 자동차 디자인의 기술 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 차동 장치는 대안적으로 다른 디자인을 가질 수도 있다.
이하에 설명되는 토크 벡터링 디바이스(9)는 차동 장치 하우징(10)에 부착되고, 그 부재(22)는 분명해질 수 있는 바와 같이 차동 장치 케이스(13)의 부분이다.
도 3은 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스(9)의 단면도이다. 토크 벡터링 디바이스는 바람직하게는 2개의 하우징부(20A, 20B)로 분할된 하우징(20)을 갖는다. 하우징(20)은 통상의 도시되지 않은 방식으로 차동 장치 하우징(10)에 부착되게 된다.
도 2에 도시되었지만 도 3에는 도시되지 않은 후방 구동 샤프트(8)는 디바이스(9)를 통해 중앙으로 연장되게 된다. 이 후방 구동 샤프트는 스플라인 결합에 의해 중앙 허브(21)에 부착되게 된다. 이 후방 구동 샤프트는 또한 도 2에 도시된 차동 장치 케이스(13)에 부착되거나 그 부분을 구성하게 되는 차동 장치 케이스 슬리브(22)를 통해 결합 없이 연장된다.
편심 튜브(23)가 래디얼 베어링(24), 예를 들어 래디얼 니들 베어링에 의해 하우징(20) 내에서의 회전을 위해 편심으로 축 연결된다. 편심 튜브(23)는 토크 전달 기구(25)에 의해 차동 장치 케이스 슬리브(22)에 대해 편심이고 그에 연결된다. 이 기구(25)는 도 4를 참조하여 이하에 더 설명될 것이고, 차동 장치 케이스 슬리브(22)의 회전 속도와 동일한 회전 속도를 편심 튜브(23)에 부여할 것이다.
허브(21)에는 각각 도 3의 좌측 및 우측의 디스크 클러치 로우(low)(26) 및 디스크 클러치 하이(high)(27)라 칭하는 2개의 디스크 클러치 디바이스가 연결된다. 각각의 이러한 클러치는 한편으로는 허브(21)에, 다른 한편으로는 각각 기어 슬리브 로우(28) 및 기어 슬리브 하이(29)에 연결된 다수의 교차 디스크(alternate disc)를 포함한다. 클러치 디스크는 그와 함께 회전을 위해 그러나 축방향 이동의 가능성을 갖고 이에 의해 서로 결합을 위해 허브 및 각각의 기어 슬리브에 연결된다.
기어 슬리브 로우(28)는 래디얼 니들 베어링(28A)에 의해 하우징(20)에 축 연결되고, 반면에 기어 슬리브 하이(29)는 래디얼 니들 베어링(29A)에 의해 차동 장치 케이스 슬리브(22) 상에 축 연결된다.
기어 슬리브 로우(28)는 편심 튜브(23) 상의 대응 외부 기어의 부분과 기어 또는 스플라인 결합을 위해 내부 기어(28')를 구비한다. 기어 슬리브 하이(29)는 편심 튜브(23) 내의 대응 내부 기어의 부분과 기어 또는 스플라인 결합을 위해 외부 기어(29')를 구비한다.
디스크 클러치 로우(26)는 피스톤 로우(piston low;31)에 의해 허브(21) 상의 반작용 와셔 로우(30)에 대한 그 클러치 디스크의 축방향 이동에 의해 결합될 수 있다. 피스톤 로우(31)는 실린더 공간 로우(32)에 유입된 유압 유체의 작용 하에서 하우징(20) 내에서 축방향으로 이동 가능하고, 축방향 베어링 로우(33) 상에서 클러치 디스크 상에 작용할 수 있다. 유사하게, 디스크 클러치 하이(27)는 피스톤 하이(35)에 의해 허브(21) 상의 반작용 와셔 하이(34)에 대한 그 클러치 디스크의 축방향 이동에 의해 결합될 수 있다. 피스톤 하이(35)는 실린더 공간 하이(36)에 유입된 유압 유체의 작용 하에서 하우징(20) 내에서 축방향으로 이동 가능하고, 축방향 베어링 하이(37), 힘 전달 링(38), 힘 전달 슬리브(39) 및 허브(21) 상에 축방향으로 이동 가능하게 배열된 결합 링(40)으로 이루어진 힘 전달 체인 상에서 클러치 상에 작용할 수 있다.
허브(21)의 좌측면에는, 그로부터 링 반작용력이 반작용력 베어링(42) 상에서 하우징(20)에 전달될 수 있는 반작용력 링(41)이 존재한다.
하우징(20)은 그 좌측 단부를 향해 도시되지 않은 구동 샤프트(8)(도 2)용 래디얼 베어링(43) 및 밀봉부(44)를 구비한다.
이제, 도 4 및 도 3의 우측부를 참조하면, 토크 전달 기구(25)가 도시되어 있다. 이 기구(25)는 구멍을 갖는 다수의 교차 강철 디스크(45, 46)를 포함하고, 여기서 구멍보다 작은 직경을 갖는 축방향 핀(47)이 포함되어 있다. 외부 디스크(45)는 편심 튜브(23)의 내부 기어 치형부와 외부 기어 결합하고, 반면 내부 디스크(46)는 차동 장치 케이스 슬리브(22)의 외부 기어 치형부와 내부 기어 결합한다. 기구(25)는 차동 장치 케이스 슬리브(22)의 회전 속도와 동일한 회전 속도를 편심 튜브(23)에 부여할 수 있다.
도시되고 설명된 디바이스에 의해, 차동 장치 케이스 슬리브(22)에 비하여 구동 샤프트(8)의 회전 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 디스크 클러치 하이(27)가 결합되면, 차동 장치 케이스 슬리브(22) 및 구동 샤프트(8)가 회전될 때, 허브(21)의 회전 속도는 예를 들어 1:1의 선택된 기어비로 증가하는 경향이 있을 수 있다. 유사하게, 디스크 클러치 로우(26)가 결합되면, 차동 장치 케이스 슬리브(22) 및 구동 샤프트(8)가 회전될 때, 허브(21)의 회전 속도는 예를 들어 0.9의 선택된 기어비로 감소하는 경향이 있을 수 있다.
유압 유체의 공급부, 펌프, 어큐뮬레이터(accumulator) 및 적절한 밸브를 포함하는 유압 시스템이 디바이스의 원하는 특징을 얻기 위해 2개의 실린더 공간(32, 36)에 유압 유체를 공급하기 위해 제공된다. 시스템은 적절한 소프트웨어를 거쳐 전기적으로 제어된다.
토크 전달 기구(25)는 도시되고 설명된 바와 같이 본 발명의 범주 내에서 1:1의 기어비를 얻기 위한 동일한 목적을 성취하는 유사한 기구로 대체될 수도 있다.
본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스는 2륜 구동 차량 또는 4륜 구동 차량에 그리고 양 경우에 후방 또는 전방 구동 차축(들)을 위해 사용될 수 있다. 또한, 도 1에 도면 부호 9'에 의해 지시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 토크 벡터링 디바이스는, 엔진 토크가 차동 장치를 통해 토크 벡터링 디바이스에 공급되면 카르단 샤프트(5) 내의 종방향 배열에 사용될 수 있고, 이는 토크를 전방 및 구동 차축에 분배한다.
본 발명의 변형예는 차동 장치의 각 측면에, 본 명세서에 설명되고 도시된 바와 같이 디스크 클러치, 내부 기어 디바이스 및 토크 전달 기구를 포함하는 토크 벡터링 디바이스를 배열하는 것이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 이제 어떠한 방식으로 도 1 내지 도 4의 토크 벡터링 디바이스가 차량의 구동 동역학을 조절하기 위해 전자 제어 유닛(ECU)과 같은 제어기 디바이스에 의해 제어될 수 있는지가 설명될 것이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 제어기 디바이스(100)는 토크 벡터링 디바이스(9)(도 5에만 개략적으로 도시됨)에 작동적으로 접속된다. 제어기 디바이스(100)는 그 입력 인터페이스에서 차량에 대한 각각의 현재 구동 특징을 표현하는 복수의 입력 신호(110)를 수신하여 수신된 입력 파라미터에 산술 및 논리 연산을 수행하고 토크 벡터링 디바이스(9)에 적용될 제어 작업에 대한 적절한 판단을 수행하여 임의의 주어진 상황에서 차량의 원하는 구동 동역학을 얻고 유지하도록 배열된다. 이를 위해, 제어기 디바이스(100)는 판단 수행 절차를 지원할 수 있는 복수의 규칙 및 참조 데이터를 갖고 프로그램되어 있다. 판단이 차량의 구동 동역학을 조절하기 위해 동작을 취하도록 이루어질 때마다, 제어 신호(142)가 생성되어 토크 벡터링 디바이스(9)의 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27) 각각의 액추에이터(56, 57)에 공급된다.
도시된 실시예에서, 제어기 디바이스(100)는 토크 벡터링 디바이스(9)와 일체이거나 그에 견고하게 결합되어 따라서 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하는 전용 작업을 갖는 전자 제어 유닛(ECU)이다. 그러나, 다른 실시예에서, 제어기 디바이스(100)는 안티 브레이크 시스템(ABS) 또는 전자 안정성 프로그램(ESP)용 ECU와 같은 다른 용도로 차량에 미리 존재하는 다른 ECU에 의해 구현될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제어기 디바이스(100)는 주문형 반도체(ASIC), 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)에 의해, 다른 종류의 프로그래머블 논리 디바이스로서, 또는 본질적으로 적절한 하드웨어 상에서 실행되는 소프트웨어(프로그램 명령)의 임의의 실용적 실현으로서 구현될 수도 있다.
따라서, 제어기 디바이스(100)는 차량의 제 1 샤프트(101)와 제 2 샤프트(102) 사이의 차량 엔진으로부터의 토크 분배를 제어함으로써 차량의 구동 동역학을 조절하는 도 6에 개략적으로 도시된 방법(200)을 수행하도록 구성된다.
토크 벡터링 디바이스(9)가 도 1에 도면 부호 9로 도시된 바와 같이 동일한 구동 샤프트의 2개의 차륜 사이에 장착되는 실시예에서, 제 1 샤프트(101)는 구동 샤프트(8)의 일 반부(예를 들어, 후방 좌측 차륜에 결합된)일 수 있고, 반면 제 2 샤프트(102)는 구동 샤프트(8)의 다른 반부(예를 들어, 후방 우측 차륜에 결합된)일 수 있다. 이는 이하에서 횡단 용례(transversal application)라 칭한다.
다른 실시예에서, 토크 벡터링 디바이스(9)가 도 1의 점선 박스(9')에 의해 지시된 바와 같이 전방 구동 샤프트(4)와 후방 구동 샤프트(8) 사이에 장착되는 경우, 제 1 샤프트(101)는 카르단 샤프트(5)의 일 반부일 수 있고, 반면에 제 2 샤프트(102)는 카르단 샤프트(5)의 다른 반부일 수 있다. 이는 이하에서 종방향 용례(longitudinal application)라 칭한다.
이제 도 6을 참조한다. 방법(200)은 복수의 입력 신호(110)를 수신하는 제 1 단계(210)를 포함하고, 각각의 입력 신호는 차량을 위한 각각의 현재의 구동 특징을 표현한다. 이하의 단계 220에서, 입력 신호들(110) 중 하나 이상은 구동 동역학의 변화가 요구되는지 여부를 판정하기 위해 분석된다. 이어서 단계 230에서, 구동 동역학의 변화가 실제로 요구되는지 여부가 검사되고, 검사의 결과가 긍정적이면, 제 1 유압 제어식 디스크 클러치(26)의 작동을 위한 제 1 제어 신호(1421)(도 7) 및 제 2 유압 제어식 디스크 클러치(27)의 작동을 위한 제 2 제어 신호(1422) 또는 양자 모두를 선택적으로 생성함으로써 결합 상태가 되도록 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27) 중 임의의 하나를 작동시키기 위해 청구항 1의 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하는 것을 포함하는 단계 240이 수행된다. 생성된 제 1 및/또는 제 2 제어 신호(1421, 1422)는 각각의 액추에이터(56 또는 57)에 공급된다.
도 6의 방법은 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 그 위에 갖는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있고, 컴퓨터 프로그램은 데이터-처리 유닛[ECU(100)와 같은] 내에 로딩 가능하고, 컴퓨터 프로그램이 데이터-처리 유닛에 의해 실행될 때 데이터-처리 유닛이 방법의 단계들을 실행하게 하도록 구성된다.
도 7은 제어기 디바이스(100)의 실시예를 더 상세히 도시하는 블록 다이어그램이다. 제어기 디바이스(100)는 차량의 각각의 현재 구동 특징을 표현하는 복수의 입력 신호(110)를 수신한다. 개시된 실시예에서, 입력 신호(110)는 차륜 속도 신호(111), 스티어링 휠 각도 신호(112), 요 레이트(yaw rate) 신호(113), 측방향 가속도 신호(114), 가속 페달 위치 신호(115), 브레이크 페달 위치 신호(116), 엔진 토크 신호(117), 엔진 속도 신호(118), 추정 차속 신호(119a) 및 계산된 구동라인 토크 신호(119b)를 포함한다. 물론, 입력 신호(111 내지 118)는 차량 내의 다양한 센서 장비에 의해 측정된 바와 같은 "실제" 특징을 표현하고, 반면 입력 신호(119a 및 119b)는 다른 입력 신호로부터 계산된다.
제어기 디바이스(100)는 차량의 구동 동역학을 조절하기 위한 복수의 제어 프로그램(120)을 갖는다. 각각의 제어 프로그램은 구동 동역학의 변화가 요구되는지를 판정하고 토크 벡터링 디바이스(9)의 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27) 중 임의의 하나의 작동을 위한 요청(130)을 발생시키기 위해 입력 신호들(110) 중 하나 이상을 개별적으로 분석하도록 구성된다. 개시된 실시예에서, 제어 프로그램(120)은 트랙션 향상 프로그램(121), 엔진 브레이크 분배 프로그램(122), 조향 특징 조작 프로그램(123), 요 감쇠(yaw damping) 프로그램(124), 안정성 향상 프로그램(125) 및 재획득 안정성 프로그램(126)을 포함한다.
제어 프로그램(120)은 동시에 개별적으로 작동될 수 있기 때문에, 2개 이상의 제어 프로그램(120)으로부터의 요청(130)이 상충하는 상황이 발생할 것이다. 따라서, 중재 및 우선 순위 프로그램(140)이 제공된다. 중재 및 우선 순위 프로그램(140)은 제어 프로그램들(120) 중 2개 이상으로부터의 작동을 위한 동시 요청(130)을 수신하고, 상기 복수의 입력 신호(110) 내에 포함되지 않은 하나 이상의 추가의 입력 신호(150)를 수신하고, 수신된 동시 요청 및 추가의 입력 신호에 기초하여, 수신된 동시 요청을 조합하거나 금지하고 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27) 중 임의의 하나의 작동을 위한 최종 요청(1421, 1422)을 생성하거나 이러한 최종 요청을 생성하는 것을 억제하는 것들 중에서 우선 순위화하도록 구성된다.
개시된 실시예에서, 추가의 입력 신호(150)는 안티 브레이크 시스템(ABS) 또는 전자 안정성 프로그램(ESP)과 같은 차량 내의 하나 이상의 외부 제어 프로그램으로부터 하나 이상의 토크 분배 제어 중단 요청(150c, 150d)을 포함한다. 추가의 입력 신호(150)는 토크 벡터링 디바이스(9)의 2개의 유압 제어식 디스크 클러치(26, 27)에 대한 최대 토크 전달 한계(150a) 및 최소 토크 전달 한계(150b) 중 적어도 하나를 또한 포함한다.
제어 프로그램(120)이 이제 소정의 상세로 설명될 것이다.
트랙션 향상 프로그램(121)
횡단 용례(좌우 차륜)에 대해:
제어 프로그램(121)은 구동 토크가 최량의 트랙션 능력을 갖거나 갖는 것으로 가정된 차륜에 재지향되는 방식으로 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어할 것이다. 차륜의 공칭 회전 속도는 정확한 제어 개입을 수행하도록 모니터링되어야 한다. 차륜이 그 공칭 속도보다 빠르게 회전하면, 이 차륜의 회전 속도는 토크 벡터링 디바이스(9)의 슬립 제어 권한 내에서 감소될 것이다. 즉, 토크 벡터링 디바이스(9)가 적용되는 샤프트 상의 차륜들 중 하나가 그 공칭 회전 속도보다 빠르게 회전하면, 제어 프로그램(121)은 이 차륜의 회전 속도를 감소시키는 클러치 디바이스(26 또는 27)에 대한 체결 토크의 증가를 요구할 것이다. 이는 반대 차륜의 구동 토크의 증가를 생성하는 동시에 구동 토크가 슬립 차륜에서 감소될 것이다. 샤프트 상의 양 차륜이 이들의 공칭 속도보다 빠르게 회전하는 것으로 고려되는 경우에, 제어 프로그램(121)은 적용된 클러치 디바이스(26, 27) 중 임의의 하나의 체결 토크의 감소를 요구할 것이다.
종방향 용례(전방 샤프트와 후방 샤프트 사이)에 대해:
제어 프로그램(121)은 최량의 트랙션 능력을 갖거나 갖는 것으로 가정되는 샤프트로의 토크 분배를 증가시키기 위해 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어할 것이다. 전방 및 후방 샤프트의 공칭 회전 속도차는 정확한 제어 개입을 수행하기 위해 모니터링되어야 한다. 샤프트 사이의 속도차가 원하는 것에 비교하여 너무 높거나 너무 낮게 되면, 이는 샤프트들 중 하나에서의 더 높은 마찰 이용을 지시한다. 토크 벡터링 디바이스(9)는 양 샤프트의 동일한 마찰 이용을 성취하기 위해 샤프트들 사이의 속도차를 제어하는데 사용될 것이다. 속도차가 너무 높으면, 제어 프로그램(121)은 먼저 샤프트들 사이의 속도차를 증가시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크의 감소를 요청하고, 다음에 샤프트들 사이의 속도차를 감소시키는 클러치의 체결 토크의 증가를 요청할 것이다. 속도차가 너무 낮을 때 반대 동작도 유효하다. 이 동작이 수행됨에 따라, 구동 토크는 최적 트랙션 가능성에 따라 자동으로 분배될 것이다.
입력 신호: 제어 프로그램(121)은 디바이스(9)가 작동하는 샤프트의 차륜 속도(횡단 용례의 경우), 모든 4개의 차륜의 차륜 속도(종방향 용례의 경우), 스티어링 휠 각도 및 추정 차속을 사용한다.
엔진 브레이크 분배 프로그램(122)
횡단 용례(좌우 차륜)에 대해:
제어 프로그램(122)은 엔진 브레이크 토크가 최량의 트랙션 능력을 갖거나 갖는 것으로 가정된 차륜에 재지향되는 방식으로 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어할 것이다. 차륜들의 공칭 회전 속도는 정확한 제어 개입을 수행하기 위해 모니터링되어야 한다. 차륜이 그 공칭 속도보다 느리게 회전하면, 이 차륜의 회전 속도는 토크 벡터링 디바이스(9)의 슬립 제어 권한 내에서 증가될 것이다. 즉, 토크 벡터링 디바이스(9)가 적용되는 샤프트 상의 차륜들 중 하나가 그 공칭 회전 속도보다 느리게 회전하면, 제어 프로그램(122)은 이 차륜의 회전 속도를 증가시키는 클러치 디바이스에 대한 체결 토크의 증가를 요구할 것이다. 이는 부족 슬립 차륜에서 구동 토크의 증가 및 동시에 반대 차륜에서의 구동 토크의 감소를 발생시킬 것이다. 샤프트 상의 양 차륜이 이들의 공칭 속도보다 느리게 주행하는 것으로 고려되는 경우에, 제어 프로그램(122)은 토크 벡터링 디바이스(9)의 적용된 클러치 디바이스들 중 임의의 하나의 체결 토크의 감소를 요구할 것이다.
종방향 용례(전방 샤프트와 후방 샤프트 사이)에 대해:
제어 프로그램(122)은 최량의 트랙션 능력을 갖거나 갖는 것으로 가정된 샤프트로의 토크 분배를 증가시키기 위해 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어할 것이다. 전방 및 후방 샤프트의 공칭 회전 속도차는 정확한 제어 개입을 수행하기 위해 모니터링되어야 한다. 샤프트들 사이의 속도차가 원하는 것과 비교하여 너무 높거나 너무 낮으면, 이는 샤프트들 중 하나에서의 더 높은 마찰 이용을 지시한다. 토크 벡터링 디바이스(9)는 양 샤프트의 동일한 마찰 이용을 성취하기 위해 샤프트들 사이의 속도차를 제어하는데 사용될 것이다. 속도차가 너무 높으면, 제어 프로그램(122)은 먼저 샤프트들 사이의 속도차를 증가시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크의 감소를 요청하고, 다음에 샤프트들 사이의 속도차를 감소시키는 클러치의 체결 토크의 증가를 요청할 것이다. 속도차가 너무 낮을 때 반대의 동작도 유효하다. 이 동작이 수행됨에 따라, 엔진 브레이크가 최량의 파지 가능성을 갖고 샤프트에 자동으로 분배될 것이다.
엔진 제동 향상을 위한 소프트웨어는 디바이스(9)가 작동하는 샤프트의 휠 속도(횡단 용례의 경우), 모든 4개의 차륜에 대한 차륜 속도(종방향 용례의 경우), 스티어링 휠 각도 및 추정된 차속을 사용할 것이다.
조향 특징 조작 프로그램(123)
목적은 차량 조향 특징 또는 언더스티어(under steer) 구배를 조작하기 위한 것이다. 차량은 기본적으로는 구동/제동 토크 전달에 의한 타이어 측방향 힘 발생 특성의 변화 및 섀시 셋업 특징으로부터 설정된다.
횡단 용례(좌우)에 대해
제어 프로그램(123)은 차량의 코너링 방향에서의 요 레이트를 증가시키거나 감소시키기 위해(각각 조향 부족의 감소 및 증가) 좌측 및 우측 차륜 사이의 토크 분배를 실행할 것이다. 요 레이트를 증가시키기 위해(언더스티어 감소), 차량의 코너링 방향에서의 요 토크는 제어 프로그램(123)에 의해 증가될 것이다. 샤프트의 좌측 및 우측 차륜 사이의 공칭 속도차가 모니터링될 것이다. 공칭 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)의 고유 슬립 범위 내에 있으면, 제어 프로그램(123)은 외부 차륜의 회전 속도를 증가시키는 클러치 디바이스의 체결 토크의 증가를 요청할 것이다. 다음에, 더 높은 포지티브(구동) 구동 토크가 외부 코너 차륜에 인가되고, 더 낮은 구동 토크가 내부 차륜에 인가될 것이다. 이는 코너링 방향에서 요 레이트를 증가시킨다.
요 레이트를 감소시키도록(언더스티어를 증가) 요구되면, 반대 제어가 발생할 것이다. 제어 프로그램(123)은 내부 코너 차륜 속도를 증가시키는 클러치 디바이스를 위한 체결 토크 증가를 요청할 것이다. 이는 구동 상황에 대한 공칭 속도차가 내부 차륜 속도가 토크 벡터링 디바이스(9)에 의해 증가될 수 있게 하는 상태에 있다. 다음에, 코너링 방향의 반대 방향에서의 요 토크가 유도되고, 차량의 요 레이트가 절대값으로 감소할 것이다.
디바이스가 차축 사이에 사용되는 용례(전후)에 대해:
제어 프로그램(123)은 조향 특징의 변화를 성취하고 그리고/또는 타이어 종방향 힘으로부터 요 토크를 증가/감소시키기 위해 타이어의 코너링 특징에 영향을 주도록 전방 샤프트와 후방 샤프트 사이에 토크를 분배할 것이다.
언더스티어가 감소될 수 있으면, 제어 프로그램(123)은 후방 샤프트에 종방향 토크의 더 높은 절대값을 제공함으로써 후방 타이어의 코너링 강성을 감소시킬 것이다. 동시에, 제어 프로그램(123)은 스티어링 휠 각도에 의해 요잉 방향에서의 전방 타이어 종방향 힘 변위에 대한 후방 타이어 코너링 강성의 감소를 평가할 것이다. 또한, 토크 전달에 의한 전방 타이어 코너링 강성 변화가 평가에 고려될 것이다. 제어 프로그램(123)은 차량의 코너링 방향으로의 최고 요 토크 증가를 제공하고 그리고/또는 강인한 제어를 제공하는 토크 분배를 평가할 것이다. 제어 프로그램(123)은 원하는 토크 분배를 성취하기 위해 증가된 구동 토크를 가질 수 있는 샤프트의 속도 증가를 실행하는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 언더스티어를 증가시키기 위해, 반대의 동작도 유효하다. 전방 타이어 측방향 강성은 종방향 힘 이득의 더 높은 절대값을 제공함으로써 감소될 것이다. 제어 프로그램(123)은 전방 샤프트 종방향 힘과 조향각과 후방 타이어 코너링 강성에 대한 토크 재분배 영향으로부터 유도된 요 토크를 고려할 것이다. 제어 프로그램(123)은 최고 요 토크 감소(코너링 방향에서) 및/또는 제어 강인성을 제공하는 원하는 토크 재분배에 대응하여 클러치 디바이스의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 전방 및 후방 샤프트 사이의 공칭 속도차가 계산될 것이고, 속도차가 디바이스(9)의 제어 가능한 범위 내에 있으면, 동작이 수행될 것이다.
조향 특징 조작을 위한 제어 프로그램(123)은 차륜 속도, 스티어링 휠 각도, 추정 차속 및 구동라인 토크를 사용한다.
요 감쇠 프로그램(124)
횡단 용례(좌우)에 대해:
제어 프로그램(124)은 차량의 요 진동 거동을 감소시킬 것이다. 진동 거동은 스티어링 휠 입력에 대한 높은 차량 요 가속도를 감소시킴으로써 감소될 것이다. 후방 타이어들 사이의 공칭 속도차가 정확한 제어를 수행하기 위해 계산되어야 한다. 시계방향 요 가속도를 감소시키기 위해, 제어 프로그램(124)은 우측 차륜의 회전 속도를 증가시키는 클러치 디바이스로의 증가된 체결 토크를 요청할 것이다. 제어 동작은 단지 공칭 좌우 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)가 우측 차륜 속도를 증가시키기 위한 제어 권한을 갖는 경우에만 수행될 것이다.
반시계방향 요 가속도를 감소시키기 위해, 제어 프로그램(124)은 좌측 차륜의 회전 속도를 증가시키는 클러치 디바이스로의 증가된 체결 토크를 요청할 것이다. 제어 동작은 단지 공칭 좌우 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)가 좌측 차륜 속도를 증가시키기 위한 제어 권한을 갖도록 하는 경우에만 수행될 것이다.
종방향 용례(전방 및 후방 샤프트 사이)에 대해:
제어 프로그램(124)은 차량의 요 레이트의 진동 거동을 감소시킬 것이다. 진동 거동은 요 레이트 증가에서 전방 샤프트와 후방 샤프트 사이에 발생하는 속도차를 상쇄함으로써 성취될 수 있다. 전방 샤프트와 후방 샤프트 사이의 공칭 속도차는 정확한 제어 동작을 수행하기 위한 기초로서 계산될 것이다. 제어 프로그램(124)은 요 레이트 변화에 의해 속도차 변화를 상쇄하는 클러치 디바이스의 체결 토크 증가를 요청할 것이다. 즉, 속도차가 요 레이트 변화에 의해 증가하면, 토크 벡터링 디바이스(9)는 속도차를 감소시키기 위해 작용하는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 요청할 것이다. 속도차가 요 레이트 변화에 의해 감소하면, 제어 프로그램(124)은 속도차를 증가시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 요청할 것이다. 디바이스의 제어는 토크 벡터링 디바이스 제어 권한이 계산된 공칭 속도차에 대해 속도차의 의도된 변화를 실행할 수 있는 경우에만 수행될 것이다.
요 감쇠 향상을 위한 제어 프로그램(124)은 디바이스가 작동하는 샤프트의 휠 속도(횡단 용례의 경우), 모든 4개의 차륜의 차륜 속도(종방향 용례의 경우), 스티어링 휠 각도, 추정 차속, 요 레이트 및 측방향 가속도를 사용할 것이다.
안전성 향상 프로그램(125)
여기서, 목적은 차량 안정성을 증가시키는 것이다. 증가된 차량 안정성 제어라는 것은 상이한 구동 상황에서 오버스티어(over steer) 및 언더스티어에 대한 마진을 증가시키기 위한 목표를 갖고 디바이스를 작동하는 것을 의미한다. 제어 프로그램(125)은 언더스티어 또는 오버스티어 운전 상태의 출현을 회피하기 위해 오버 스티어 또는 언더스티어를 발생시키고 선점적으로 동작할 가능성이 있는 구동 상황을 검출할 것이다.
횡단 용례(좌우)에 대해:
제어 프로그램(125)은 차량이 이용 가능한 지면 마찰에 대해 또는 지면 마찰에 무관하게 가능한 한 양호하게 운전자 스티어링 휠 명령을 따르는 방식으로 좌측 및 우측 차륜에 인가된 토크를 차등화하기 위해 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어할 것이다.
차량이 언더스티어의 경향이 있는 운전 상황이 검출될 때, 제어 프로그램(125)은 의도된 코너링의 방향에서 요 토크를 증가시킬 것이다. 정확한 제어 개입을 수행하기 위해, 좌측 및 우측 차륜 사이의 공칭 속도차가 계산되어야 한다. 토크 벡터링 디바이스(9)가 외부 차륜의 회전 속도를 증가시키기 위한 운전 상황에서 권한을 갖는 것이 발견되면, 제어 프로그램(125)은 외부 차륜이 더 빠르게 회전하게 하는 클러치 디바이스의 증가된 체결 토크를 요청할 것이다. 더 많은 포지티브 토크(구동)가 이어서 코너 외부 차륜에 전달되고, 동시에 더 적은 포지티브 토크가 내부 코너 차륜에 전달될 것이다. 이는 차량의 코너링 방향에서 추가의 요 토크를 유도한다.
차량이 오버스티어의 경향이 있는 운전 상황이 검출될 때, 제어 프로그램(125)은 의도된 코너링의 방향에서 요 토크를 감소시킬 것이다. 정확한 제어 개입을 수행하기 위해, 좌측 차륜과 우측 차륜 사이의 공칭 속도차가 계산되어야 한다. 토크 벡터링 디바이스(9)가 내부 차륜의 회전 속도를 증가시키기 위한 운전 상황에서 권한을 갖는 것이 발견되면, 제어 프로그램(125)은 내부 코너 차륜이 더 빠르게 회전하게 하는 클러치 디바이스의 증가된 체결 토크를 요청할 것이다. 더 많은 포지티브(구동) 토크가 이어서 내부 차륜에 전달되고, 동시에 더 적은 포지티브 토크가 외부 코너 차륜에 전달될 것이다. 이는 차량의 코너링 방향에 대향하는 요 토크를 유도한다.
종방향 용례(전방 및 후방 차축 사이)에 대해:
제어 프로그램(125)은 차량의 요 토크를 조절하기 위해 전방 샤프트와 후방 샤프트 사이의 토크 분할을 제어할 것이다.
차량이 언더스티어의 경향이 있는 운전 상황이 검출될 때, 제어 프로그램(125)은 의도된 코너링의 방향에서 요 토크를 증가시킬 것이다.
언더스티어를 감소시키기 위해, 제어 프로그램(125)은 후방 샤프트에 종방향 토크의 더 높은 절대값을 제공함으로써 후방 타이어의 코너링 강성을 감소시킬 것이다. 동시에, 제어 프로그램(125)은 스티어링 휠 각도에 의해 요잉 방향에서 전방 타이어 종방향 힘 변위에 대해 후방 타이어 코너링 강성의 감소를 평가할 것이다. 또한, 토크 전달에 의한 전방 타이어 코너링 강성 변화가 평가를 고려할 것이다. 제어 프로그램(125)은 디바이스의 코너링 방향으로의 최고 요 토크 증가를 제공하고 그리고/또는 강인한 제어를 제공하는 코트 분배를 추정할 것이다. 제어 프로그램(125)은 원하는 토크 분배를 성취하기 위해 증가된 구동 토크를 가질 수 있는 샤프트의 속도 증가를 실행하는 토크 벡터링 디바이스(9)의 클러치 디바이스로 체결 토크를 증가시킬 것이다.
오버스티어가 발생할 가능성이 있는 운전 상황에서, 제어 프로그램(125)은 의도된 코너링의 방향에서 차량 요 토크를 감소시킬 것이다, 즉 차량 언더스티어를 증가시킬 것이다. 전방 타이어 측방향 강성은 전방 타이어에 종방향 힘의 더 높은 절대값을 제공함으로써 감소될 것이다. 제어 프로그램(125)은 전방 샤프트 종방향 힘 및 조향각으로부터 유도된 요 토크를 고려할 것이다. 또한, 후방 타이어 코너링 강성에 대한 토크 재분배의 영향이 고려될 것이다. 제어 프로그램(125)은 최고 요 토크 감소(코너링 방향에서) 및/또는 제어 강인성을 제공하는 원하는 토크 재분배에 대응하여 토크 벡터링 디바이스(9)의 클러치 디바이스의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 전방 및 후방 샤프트 사이의 공칭 속도차가 계산되고, 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)의 제어 가능한 범위 내에 있으면, 동작이 수행될 것이다.
조향 특징 조작을 위한 제어 프로그램(125)은 스티어링 휠 각도, 디바이스가 작동하는 샤프트의 휠 속도(횡단 용례의 경우), 모든 4개의 차륜의 차륜 속도(종방향 용례의 경우), 추정 차속, 구동라인 토크, 가속 페달 위치 및 측방향 가속을 사용할 것이다.
재획득 안정성 프로그램(126)
차량 측방향 동역학이 선형 조향 특징으로부터 너무 심하게 벗어날 때 불안정성이 있다.
횡단 용례(좌우):
제어 프로그램(126)은 원하지 않는 오버스티어/언더스티어가 감소되는 방식으로 좌측 및 우측 차륜에 인가된 토크의 차등을 실행하도록 디바이스를 작동시킬 것이다.
너무 심한 언더스티어의 경우에:
제어 프로그램(126)은 차량의 코너링 방향에서 요 토크를 증가시키려고 시도할 것이다. 좌측 차륜과 우측 차륜 사이의 공칭 속도차의 모니터링이 성공적인 개입을 수행하기 위해 요구된다. 샤프트에 대한 공칭 좌우 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)가 외부 차륜 속도를 증가시키는 가능성을 갖도록 하면, 제어 프로그램(126)은 외부 차륜의 속도를 증가시키는 토크 벡터링 디바이스(9)의 클러치 디바이스의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 외부 차륜으로의 구동 토크 전달이 증가할 것이고, 내부 차륜으로의 토크 전달이 이어서 감소하여 코너링 방향에서 증가된 요 토크를 성취할 것이다. 공칭 좌우 속도가 토크 벡터링 디바이스(9)의 고유 과잉 언더 슬립(under-slip) 권한보다 높으면, 이 제어 프로그램은 임의의 클러치 디바이스의 임의의 작동 압력을 요구하지 않을 것이다.
너무 심한 오버스티어의 경우에:
제어 프로그램(126)은 코너링 방향의 반대 방향에서 요 토크를 유도하려고 시도할 것이다. 또한 여기서 성공적인 개입을 수행하는데 요구된 좌측 대 우측의 공칭 속도차의 모니터링이 있다. 샤프트 상의 공칭 속도차가 토크 벡터링 디바이스(9)가 내부 차륜의 속도를 증가시킬 수 있도록 하면, 제어 프로그램(126)은 내부 속도를 증가시키는 클러치 디바이스의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 구동 토크는 이어서 내부 차륜 상에서 증가하고 외부 차륜 상에서 감소하고, 따라서 코터링 방향으로부터 반대 방향으로 요 토크를 유도할 것이다.
종방향 용례(전방 및 후방 차축 사이)
이는 원하지 않는 오버스티어/언더스티어를 제거하기 위해 전방 샤프트와 후방 샤프트 사이의 토크 분배를 실행하도록 제어 프로그램(126)이 디바이스를 작동하는 것을 의미한다.
너무 심한 언더스티어의 경우에:
제어 프로그램(126)은 전방 샤프트의 코너링 강성을 증가시키고 후방 샤프트의 코너링 강성을 감소시키는 원리를 실시할 수 있다. 전방 및 후방 샤프트 사이의 공칭 속도는 정확한 개입을 수행하기 위해 모니터링하는데 필요하다. 전방 및 후방 사이의 공칭 속도가 토크 벡터링 디바이스(9)의 과잉 언더 슬립 권한 이내에 있으면, 제어 프로그램(126)은 전방 샤프트에 제공된 구동라인 토크를 감소시킬 것이다. 포지티브 엔진 토크의 경우에, 제어 프로그램(126)은 후방 샤프트 속도를 증가시키는 클러치의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 포지티브 구동 토크는 이어서 후방 샤프트에 전달되고 동시에 전방 샤프트로부터 제거될 것이다. 네거티브 구동라인 토크(엔진 브레이크)의 경우에, 제어 프로그램(126)은 후방 차륜의 회전 속도를 감소시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 증가시킬 것이다. 네거티브 구동 토크가 이어서 후방 샤프트에 전달되고, 동시에 네거티브 구동 토크가 전방 샤프트에서 감소될 것이다. 체결 토크 활성화를 위한 한계는 양 경우에 의도된 코너링 강성 재분배를 성취하기 위한 이용 가능한 구동라인 토크(이에 추가하여 적합한 마진)이다.
너무 심한 오버스티어의 경우에:
제어 프로그램(126)은 후방 샤프트의 코너링 강성을 증가시키고 전방 샤프트의 코너링 강성을 감소시키는 원리를 실시할 수 있다. 전방 및 후방 샤프트 사이의 공칭 속도는 정확한 개입을 수행하기 위해 모니터링하는데 필요하다. 전방과 후방 사이의 공칭 속도가 토크 벡터링 디바이스(9)의 속도 증가 권한 이내에 있으면, 제어 프로그램(126)은 후방 샤프트에 제공된 구동라인 토크를 감소시킬 것이다. 포지티브 엔진 토크의 경우에, 후방 샤프트 토크는 먼저 후방 샤프트 회전 속도를 증가시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 감소시키고 다음에 전방 샤프트의 회전 속도를 감소시키는 클러치 디바이스의 체결 토크를 증가시킴으로써 감소될 것이다. 포지티브 구동 토크는 이어서 전방 샤프트로 전달되고 후방 샤프트에서 감소될 것이다.
네거티브 구동라인 토크의 경우에, 후방 샤프트 구동 토크는 먼저 후방 샤프트 속도를 감소시키는 클러치 디바이스로의 체결 토크를 감소시키고, 다음에 후방 샤프트 토크를 감소시키는 클러치의 토크를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 체결 토크 활성화를 위한 한계는 양 경우에 의도된 코너링 강성 재분배를 성취하기 위한 이용 가능한 구동라인 토크(이에 추가하여 적합한 마진)이다.
안정성 재획득을 위한 제어 프로그램(126)으로의 입력 신호는 구동라인 토크(종방향 설치의 경우), 디바이스가 작동하는 샤프트의 휠 속도(횡단 용례의 경우), 모든 4개의 차륜의 차륜 속도(종방향 용례의 경우), 추정 차속, 스티어링 휠 각도, 및 요 레이트이다.
1: 엔진 2: 전방 차륜
3: 차동 장치 4: 전방 구동 샤프트
5: 카르단 샤프트 6: 후방 차동 장치
7: 후방 차륜 8: 후방 구동 샤프트
9: 토크 벡터링 디바이스 10: 차동 장치 하우징
11: 피니언 구동 기어 12: 크라운 휠
13: 차동 장치 케이스 14: 구동 기어
20: 하우징 20A, 20B: 하우징부
21: 중앙 허브 22: 차동 장치 케이스 슬리브
23: 편심 튜브 25: 토크 전달 기구
43: 래디얼 베어링 44: 밀봉부
45: 외부 디스크 46: 내부 디스크
100: 제어기 디바이스 101: 제 1 샤프트
102: 제 2 샤프트 110: 입력 신호

Claims (20)

  1. 도로 차량의 구동 차축의 2개의 차륜들(7)에 의도한 대로 상이한 토크들을 유도하기 위한 토크 벡터링 디바이스(9)에 있어서,
    구동 샤프트(8)에 연결되고, 상기 토크 벡터링 디바이스(9)를 통해 연장하고, 2개의 기어 슬리브들(28, 29) 중 하나에 상기 구동 샤프트를 연결하도록 의도된 결합 상태에서 각각 상기 구동 샤프트에 대해 편심적으로 축 연결된 편심 튜브(23)와 스플라인 결합되는 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27)과, 상기 편심 튜브(23)와 차동 장치 케이스 슬리브(22) 사이에 1:1의 기어비를 갖고, 상기 구동 샤프트와 동축이고 상기 구동 차축의 차동 장치(6)의 차동 장치 케이스(13)의 부분을 형성하는 토크 전달 기구(25)를 포함하고, 상기 차동 장치에는 상기 토크 벡터링 디바이스(9)가 연결되고,
    상기 구동 샤프트(8)를 위한 회전 속도 감소를 얻기 위한 디스크 클러치 로우(26)가 상기 편심 튜브(23)의 외주부와 스플라인 결합하는 기어 슬리브 로우(28)에 연결되고,
    상기 구동 샤프트(8)를 위한 회전 속도 증가를 얻기 위한 디스크 클러치 하이(27)가 상기 편심 튜브(23)의 내주부와 스플라인 결합하는 기어 슬리브 하이(29)에 연결되고,
    상기 디스크 클러치들(26, 27)은 상기 구동 샤프트(8)와 스플라인 결합하는 허브(21)에 배열되고,
    상기 토크 전달 기구(25)는 교차 디스크들, 즉 상기 편심 튜브(23) 내의 내부 기어 치형부와 외부 기어 결합하는 외부 디스크들(45) 및 상기 차동 장치 케이스 슬리브(22) 상의 외부 기어 치형부와 내부 기어 결합하는 내부 디스크들(46)과, 상기 디스크들을 연결하기 위한 상기 디스크들(45, 46) 내의 대응 구멍들 내의 핀들(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 허브(21)는 상기 디스크 클러치들(26, 27)용 반작용 와셔들(30, 34)을 구비하는 토크 벡터링 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 교차 클러치 디스크들을 포함하는 각각의 디스크 클러치(26, 27)는 상기 디바이스의 하우징(20) 내의 실린더 공간(32, 36)에 유입되어 피스톤(31, 35)에 작용하고 또한 축방향 베어링(33, 37)을 거쳐 상기 클러치에 추가 작용하는 유압 유체에 의해 제어될 수 있는, 토크 벡터링 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 기어 슬리브 로우(28)는 래디얼 베어링(28A)에 의해 상기 디바이스의 하우징(20) 내에 축 연결되는, 토크 벡터링 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 기어 슬리브 하이(29)는 래디얼 베어링(29A)에 의해 상기 차동 장치 케이스 슬리브(22)에 축 연결되는, 토크 벡터링 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 튜브(23)는 래디얼 베어링(24)에 의해 상기 디바이스의 하우징(20) 내에 축 연결되는, 토크 벡터링 디바이스.
  10. 삭제
  11. 차량의 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이에서 차량 엔진으로부터의 토크 분배를 제어함으로써 상기 차량의 구동 동역학을 조절하는 방법으로서,
    상기 차량에 대하여 각각의 현재 구동 특징(characteristic)을 각각 표현하는 복수의 입력 신호들(110)을 수신하는 단계(210);
    상기 구동 동역학의 변화가 요구되는지 여부를 판정하기 위해 상기 입력 신호들(110) 중 하나 이상을 분석하는 단계(220); 및
    제1항의 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하는 단계(240)로서, 상기 구동 동역학의 변화가 요구된다고 판정되면(230), 상기 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하여 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27) 중 임의의 하나를 결합 상태로 작동시키는, 상기 제어 단계를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들 중 제 1 디스크 클러치(26)의 작동을 위한 제 1 제어 신호(1421) 및 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들 중 제 2 디스크 클러치(27)의 작동을 위한 제 2 제어 신호(1422) 중 적어도 하나를 선택적으로 생성하는 것을 포함하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 차량의 구동 동역학을 조절하기 위한 복수의 제어 프로그램들(120)을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 각각의 제어 프로그램은 상기 구동 동역학의 변화가 요구되는지 여부를 판정하고 상기 토크 벡터링 디바이스(9)의 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27) 중 임의의 하나의 작동을 위한 요청(130)을 생성하기 위해 상기 입력 신호들(110) 중 하나 이상을 개별적으로 분석하도록 구성되는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 프로그램들(120) 중 2개 이상으로부터의 작동을 위한 동시 요청들(130)을 수신하고,
    상기 복수의 입력 신호들(110) 내에 포함되지 않은 하나 이상의 추가 입력 신호들(150)을 수신하고,
    상기 수신된 동시 요청들 및 추가의 입력 신호들에 기초하여, 상기 수신된 동시 요청들을 조합하거나 금지하고 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27) 중 임의의 하나의 작동을 위한 최종 요청(1421, 1422)을 생성하거나 이러한 최종 요청을 생성하는 것을 억제하는 것들 중에서 우선 순위화하도록 구성된 중재 및 우선 순위 프로그램(140)을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 추가의 입력 신호들(150)은 안티 브레이크 시스템(ABS) 또는 전자 안정성 프로그램(ESP)과 같은 상기 차량 내의 하나 이상의 외부 제어 프로그램들로부터의 하나 이상의 토크 분배 제어 중단 요청들(150c, 150d)을 포함하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 추가의 입력 신호들(150)은 상기 토크 벡터링 디바이스(9)의 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27)에 대한 최대 토크 전달 한계(150a) 및 최소 토크 전달 한계(150b) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 복수의 제어 프로그램들은,
    트랙션 향상 프로그램(121),
    엔진 브레이크 분배 프로그램(122),
    조향 특징 조작 프로그램(123),
    요 감쇠 프로그램(124),
    안정성 향상 프로그램(125) 및
    재획득 안정성 프로그램(126)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 프로그램들을 포함하는 방법.
  18. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 복수의 입력 신호들은,
    차륜 속도 신호(111),
    스티어링 휠 각도 신호(112),
    요 레이트 신호(113),
    측방향 가속도 신호(114),
    가속 페달 위치 신호(115),
    브레이크 페달 위치 신호(116),
    엔진 토크 신호(117),
    엔진 속도 신호(118),
    추정 차속 신호(119a) 및
    계산된 구동라인 토크 신호(119b)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 신호들을 포함하는 방법.
  19. 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 데이터-처리 유닛 내에 로딩 가능하고, 상기 컴퓨터 프로그램이 상기 데이터-처리 유닛에 의해 실행될 때 상기 데이터-처리 유닛이 제11항 또는 제12항에 따른 단계들을 실행하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
  20. 차량의 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이에서 차량 엔진으로부터의 토크 분배를 제어함으로써 상기 차량의 구동 동역학을 조절하기 위한 디바이스(100)로서,
    상기 차량을 위한 각각의 현재 구동 특징을 각각 표현하는 복수의 입력 신호들(110)을 수신하기 위한 수단,
    상기 구동 동역학의 변화가 요구되는지 여부를 판정하기 위해 상기 입력 신호들(110) 중 하나 이상을 분석하기 위한 수단, 및
    제1항의 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하기 위한 수단으로서, 상기 구동 동역학의 변화가 요구된다고 판정하는 상기 분석 수단에 응답하여 상기 2개의 유압 제어식 디스크 클러치들(26, 27) 중 임의의 하나를 결합 상태로 작동시키도록 상기 토크 벡터링 디바이스(9)를 제어하는, 상기 제어 수단을 포함하는 디바이스.
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