KR101567103B1 - 차량의 추진축 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터디프출력축(1)의 단부와 탠덤추진축 사이에 구비되어 제공되는 직선변위에 의해 상기 인터디프출력축(1)과 상기 탠덤추진축 상호간의 연결 위상각을 가변시키도록 구비된 위상각가변장치(3)와; 인터디프입력축의 회전 위치를 측정하는 입력측위치센서와; 상기 인터디프출력축(1)의 회전 위치를 측정하는 출력측위치센서와; 상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호를 받아 상기 위상각가변장치(3)를 제어하는 컨트롤러(5)를 포함하여 구성된 차량의 추진축 조절장치를 제공하여, 인터디퍼렌셜 전후에 연결되는 추진축들 사이의 위상각을 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 추진축 계통에서 발생하는 가진력을 감소시켜서 차량의 NVH성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 추진축 조절장치{Propeller Shaft Adjusting Apparatus for Vehicle}

본 발명은 차량의 추진축 조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 추진축이 연결된 위상각을 조절하여 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)특성을 개선하도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래 대형 차량의 후륜 구동장치를 설명한 것으로서, 차량 전방에 위치한 변속기(500)로부터의 구동력은 메인추진축(502)을 통해 전방측액슬(504) 및 후방측액슬(506)로 전달되도록 되어 있는데, 상기 전방측액슬(504)과 후방측액슬(506) 사이에 발생하는 속도차를 허용하면서 동력전달이 이루어지도록 하기 위해, 인터디퍼렌셜(508)을 상기 전방측액슬(504) 쪽에 일체로 구성하여 전방측액슬어셈블리(510)를 구성하고, 상기 전방측액슬어셈블리(510)로부터 탠덤추진축(512)을 통해 상기 후방측액슬(506)로 동력이 전달되도록 되어 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인추진축(502)을 통해 변속기(500)로부터 공급된 구동력은 인터디프입력축(514)을 통해 인터디프피니언(516)을 공전시키고, 상기 인터디프피니언(516)에 치합된 두 인터디프사이드기어(518) 중 전방측은 전방측매개기어(520)를 통해 전방측액슬링기어(522)를 구동하며, 후방측은 인터디프출력축(524)을 통해 상기 탠덤추진축(512)에 연결됨으로써, 후방측매개기어(526)를 통해 후방측액슬링기어(528)로 동력을 공급할 수 있도록 된 것이다.

상기 변속기(500)로부터 상기 후방측액슬(506)에 이르기까지의 동력 전달은, 상기 메인추진축(502), 인터디프입력축(514), 인터디프출력축(524) 및 탠덤추진축(512)의 연결관계에 의해 이루어지는데, 이중 상기 인터디프입력축(514)과 인더디프출력축 사이에는, 상기 인터디퍼렌셜(508)의 차동기능에 의해 서로간의 회전 위상각이 계속적으로 변화하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같은 추진축들의 연결은, 각 추진축들이 모두 단일 직선상에 배치된 것이 아니라, 차량의 각종 상황에 따라 3차원상으로 꺽인 굴곡을 형성하면서 연결된 구조이며, 그 연결은 주로 십자형 자재이음에 의하므로, 상기한 바와 같이 각 추진축들 사이의 위상각이 변화하게 되면, 연결된 각 추진축들 사이에 회전 위상각에 따른 각속도에 차이가 발생하게 되어, 차량의 진동 및 소음을 유발하는 원인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인터디퍼렌셜 전후에 연결되는 추진축들 사이의 위상각을 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 추진축 계통에서 발생하는 가진력을 감소시켜서 차량의 NVH성능을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 추진축 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 추진축 조절장치는

인터디프출력축의 단부와 탠덤추진축 사이에 구비되어 제공되는 직선변위에 의해 상기 인터디프출력축과 상기 탠덤추진축 상호간의 연결 위상각을 가변시키도록 구비된 위상각가변장치와;

인터디프입력축의 회전 위치를 측정하는 입력측위치센서와;

상기 인터디프출력축의 회전 위치를 측정하는 출력측위치센서와;

상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호를 받아 상기 위상각가변장치를 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 인터디퍼렌셜 전후에 연결되는 추진축들 사이의 위상각을 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 추진축 계통에서 발생하는 가진력을 감소시켜서 차량의 NVH성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1과 도 2는 종래 차량의 후륜 구동장치를 설명한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 추진축 조절장치를 도시한 도면,
도 4와 도 5는 도 3의 장치의 작동을 설명한 도면,
도 6은 본 발명에 따라 입력측위치센서 설치위치와 출력측위치센서 설치위치를 설명한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 추진축 조절장치의 작동 제어를 설명한 블록도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명 실시예는 인터디프출력축(1)의 단부와 탠덤추진축 사이에 구비되어 제공되는 직선변위에 의해 상기 인터디프출력축(1)과 상기 탠덤추진축 상호간의 연결 위상각을 가변시키도록 구비된 위상각가변장치(3)와; 인터디프입력축의 회전 위치를 측정하는 입력측위치센서와; 상기 인터디프출력축(1)의 회전 위치를 측정하는 출력측위치센서와; 상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호를 받아 상기 위상각가변장치(3)를 제어하는 컨트롤러(5)를 포함하여 구성된다.

즉, 차량의 주행상황에 따라 상기 컨트롤러(5)가 인터디프출력축(1)과 탠덤추진축이 연결된 연결 위상각을 상기 위상각가변장치(3)로 가변하도록 함으로써, 상기 인터디프입력축과 인터디프출력축(1) 사이의 위상각의 변화로 인해 발생되는 추진축 계통의 가진력을 최소화함으로써, 차량의 NVH성능을 향상시키도록 하는 것이다.

본 실시예에서, 상기 위상각가변장치(3)는 상기 인터디프출력축(1)의 단부에 구비된 스플라인(7)과, 상기 스플라인(7)에 삽입되어 직선운동 가능하도록 설치된 슬리브(9)와, 상기 슬리브(9)에 상호간에 나선형 가이드레일(11)을 형성하면서 삽입되어 상기 슬리브(9)에 대하여 나선운동할 수 있도록 설치되며 상기 탠덤추진축이 결합되는 출력플랜지(13)와, 상기 슬리브(9)를 상기 스플라인(7)의 길이방향을 따라 직선운동시킬 수 있도록 설치된 직선변위제공수단을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 직선변위제공수단은 상기 슬리브(9)의 회전운동을 허용하면서 상기 슬리브(9)에 직선방향 운동력을 전달할 수 있도록 설치된 포크(15)와, 상기 포크(15)를 상기 스플라인(7)의 길이방향을 따라 직선 이동시키도록 설치된 액츄에이터(17)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 슬리브(9)의 외주면에는 상기 포크(15)가 끼워져서 직선 슬라이딩 운동력은 전달할 수 있되, 상기 포크(15)가 상기 슬리브(9)의 회전은 방해하지 않도록 구동홈(19)이 형성된다.

한편, 도 6은 상기 입력측위치센서 설치위치(A)와 출력측위치센서 설치위치(B)를 예시한 것으로서, 전방측액슬어셈블리(21)의 전방측에 위치한 인터디프입력축의 입력플랜지(23)의 회전 위치를 측정할 수 있도록 상기 입력측위치센서의 설치위치 A를 정하고, 상기 전방측액슬어셈블리(21) 후방측에 위치하게 되는 상기 출력플랜지(13)의 회전위치를 측정할 수 있는 위치에 상기 출력측위치센서의 설치위치 B를 정하면 되는데, 물론 다른 위치를 선택하는 것도 가능할 것이다.

상기 컨트롤러(5)는 도 7에 도시된 바와 같이 엔진회전수와 변속기 기어비를 입력 받아 메인추진축의 회전수를 계산하고; 전방측액슬 및 후방측액슬의 자세에 대한 정보를 입력 받고, 입력되어 있는 각 추진축들의 각 고정점에 대한 데이터를 이용하여, 상기 추진축들의 정렬각을 계산하며; 상기 계산된 메인추진축의 회전수 및 추진축들의 정렬각에 따른, 상기 인터디프입력축과 인터디프출력축(1) 사이의 최적의 위상차를 산출하고; 상기 산출된 최적의 위상차가 구현되도록 상기 위상각가변장치(3)를 구동하며; 상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호로 상기 위상각가변장치(3)를 피이드백 제어 하도록 구성된다.

여기서, 상기 전방측액슬 및 후방측액슬의 자세에 대한 정보란, 차량에 탑재되는 화물의 중량에 따라 차체에 대한 전방측액슬 및 후방측액슬의 상대위치에 변화가 발생되는 바, 이러한 차체에 대한 각 액슬의 위치에 대한 정보 등을 말한다.

또한, 상기 각 추진축들의 고정점에 대한 데이터란, 상기 메인추진축 및 탠덤추진축은 물론, 이들을 연결하는 상기 인터디프입력축 및 인터디프출력축(1)이 차체에 장착됨에 있어서, 차체에 대하여 변하지 않게 고정되는 지점에 대한 정보를 말하며, 상기 추진축들의 정렬각이란, 상기 메인추진축 및 탠덤추진축은 물론, 이들을 연결하는 상기 인터디프입력축 및 인터디프출력축(1) 모두가 연결된 상태에서의 정렬각을 말한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 차량의 추진축 조절장치는 차량에 적재된 화물의 중량에 따른 상기 전방측액슬 및 후방측액슬의 자세변화는 물론, 변속기로부터 제공되는 상기 메인샤프트의 회전수 등을 고려하여 상기 추진축들의 정렬각에 따른, 상기 인터디프입력축과 인터디프출력축(1) 사이의 최적의 위상차에 따라 상기 액츄에이터(17)를 구동한다.

이에 의해 상기 포크(15)가 직선이동하면 상기 슬리브(9)가 직선이동하면서 상기 슬리브(9)와 상기 출력플랜지(13) 사이에는 상기 나선형 가이드레일(11)에 의해 서로 상대적으로 회동하여, 결과적으로 상기 인터디프입력축과 인터디프출력축(1) 사이의 위상차가 적절히 조절되는 효과를 가져오게 되며, 이는 추진축이 자체의 회전에 의해 가진력을 발생시키는 것을 최소화하도록 하게 됨으로써, 결과적으로 차량의 NVH성능을 향상시키게 된다.

1; 인터디프출력축
3; 위상각가변장치
5; 컨트롤러
7; 스플라인
9; 슬리브
11; 나선형 가이드레일
13; 출력플랜지
15; 포크
17; 액츄에이터
19; 구동홈
21; 전방측액슬어셈블리
23; 입력플랜지
A; 입력측위치센서 설치위치
B; 출력측위치센서 설치위치

Claims (4)

1. 인터디프출력축의 단부와 탠덤추진축 사이에 구비되어 제공되는 직선변위에 의해 상기 인터디프출력축과 상기 탠덤추진축 상호간의 연결 위상각을 가변시키도록 구비된 위상각가변장치와;
   인터디프입력축의 회전 위치를 측정하는 입력측위치센서와;
   상기 인터디프출력축의 회전 위치를 측정하는 출력측위치센서와;
   상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호를 받아 상기 위상각가변장치를 제어하는 컨트롤러;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 추진축 조절장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 위상각가변장치는
   상기 인터디프출력축의 단부에 구비된 스플라인과;
   상기 스플라인에 삽입되어 직선운동 가능하도록 설치된 슬리브와;
   상기 슬리브에 상호간에 나선형 가이드레일을 형성하면서 삽입되어 상기 슬리브에 대하여 나선운동할 수 있도록 설치되며 상기 탠덤추진축이 결합되는 출력플랜지와;
   상기 슬리브를 상기 스플라인의 길이방향을 따라 직선운동시킬 수 있도록 설치된 직선변위제공수단
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 추진축 조절장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 직선변위제공수단은
   상기 슬리브의 회전운동을 허용하면서 상기 슬리브에 직선방향 운동력을 전달할 수 있도록 설치된 포크와;
   상기 포크를 상기 스플라인의 길이방향을 따라 직선 이동시키도록 설치된 액츄에이터;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 추진축 조절장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러는
   엔진회전수와 변속기 기어비를 입력 받아 메인추진축의 회전수를 계산하고;
   전방측액슬 및 후방측액슬의 자세에 대한 정보를 입력 받고, 입력되어 있는 각 추진축들의 각 고정점에 대한 데이터를 이용하여, 상기 추진축들의 정렬각을 계산하며;
   상기 계산된 메인추진축의 회전수 및 추진축들의 정렬각에 따른, 상기 인터디프입력축과 인터디프출력축 사이의 최적의 위상차를 산출하며;
   상기 산출된 최적의 위상차가 구현되도록 상기 위상각가변장치를 구동하며;
   상기 입력측위치센서 및 출력측위치센서의 신호로 상기 위상각가변장치를 피이드백 제어 하도록 구성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 추진축 조절장치.

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