KR20130070163A - 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 엔진 및 변속기로부터 차륜에 구동력을 전달하는 동력전달부, 상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력을 좌측륜과 우측륜에 차동적을 전달하는 차동부, 좌측 또는 우측 선회주행시 상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하는 토크 전달부, 차량의 선회주행 여부와 주행상태 정보를 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 주행상태 정보에 기초하여 선회주행 여부를 판단해서 외측륜에 가해지는 토크를 증대하도록 상기 토크 전달부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 주행상태 정보에 따라 선회 주행시 외측륜에 가해지는 토크를 조절하여 증대시킴으로써, 매끄러운 코너 탈출이 가능하여 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법{CIRCLING DRIVE CONTROL SYSTEM WITH TORQUE VECTORING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 회전 주행시 외측륜에 회전력을 가하여 회전 주행 안정성을 향상시키는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
토크 벡터링(Torque Vectoring) 시스템은 차량의 좌/우륜 토크를 능동적으로 배분하여 차량 민첩성 및 안정성을 향상시키는 시스템이다.
즉, 토크 벡터링 시스템은 언더 스티어(Understeer) 발생시 선회 내륜의 토크를 선회 외륜으로 전달하여 차량 민첩성을 향상시키고, 오버 스티어(Oversteer) 발생시 선회 외륜의 토크를 내륜으로 전달하여 선회 안정성을 향상시킨다.
종래의 차동 장치는 일반적으로 토크를 구동륜 사이에서 균분한다.
하지만, 종래의 차동 장치에 적용되는 토크 벡터링 시스템은 곡선로의 외측에 있는 구동륜에 인가되는 토크를 증대시켜 곡선로를 돌아 자동차를 진행시키고 조향하는 데 도움을 주며, 특히 고속으로 곡선로들을 통과할 때 특히 유리하다.
이러한 종래의 토크 벡터링 시스템은 대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0049993호(2006년 5월 19일 공개, 이하 '특허문헌 1'이라 함)과 대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0006674호(2011년 1월 20일 공개, 이하 '특허문헌 2'라 함) 등 다수에 개시되어 있다.
특허문헌 1에 따른 토크를 벡터링할 수 있는 차동장치는 인가되는 토크에 의해서 주축을 중심으로 하여 회전하는 케이지, 액슬 샤프트들 사이의 속도 변화를 수용하면서 케이지에 인가되는 토크의 적어도 일부를 액슬 샤프트들 사이에서 분배하기 위한 케이지 내의 기어 장치, 케이지와 좌측 액슬 샤프트 사이에 배치되는 제 1유성 세트, 적용시 제 1유성 세트에 반작용 토크를 인가하여 제 1유성 세트가 케이지와 좌측 액슬 샤프트 사이에서 토크를 전달하도록 제 1유성 세트와 연결되는 제 1브레이크, 케이지와 우측 액슬 샤프트 사이에 배치되는 제 2유성 세트 및 적용시 제 2유성 세트에 반작용 토크를 인가하여 제 2유성 세트가 케이지와 우측 액슬 샤프트 사이에서 토크를 전달하도록 제 2유성 세트와 연결되는 제 2브레이크를 구비한다.
즉, 특허문헌 1에 따른 차동 장치는 자동차의 엔진에 의해서 발생된 토크를 주축선을 중심으로 하여 회전하고 각기 자동차의 좌측과 우측에 배치되는 바퀴에 연결되는 두 개의 액슬 샤프트들로 분배하고, 두 개의 샤프트들로 전달되는 토크를 선택적으로 벡터링하여 그 샤프트들 중 하나가 다른 하나보다 더 큰 토크를 전달할 수 있도록 함으로써 자동차의 회전시 주행 안정성을 향상시킨다.
하지만, 특허문헌 1에 따른 차동 장치는 차량의 회전 주행시 외측륜에 토크를 가하고, 내측륜에 반작용 토크를 인가하여 내측륜을 제동한다.
이에 따라, 특허문헌 1에 따른 차동 장치는 차량의 내측륜 제동에 따른 동력 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
특허문헌 2에 따른 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 클러치, 편심 튜브와 차동 장치 케이스 슬리브 사이에 1:1의 기어비를 갖고 구동 샤프트와 동축이고 구동 차축 상의 차동 장치의 차동 장치 케이스의 부분을 형성하는 토크전달 기구를 갖고, 차동 장치에는 토크 벡터링 디바이스가 연결된다.
하지만, 특허문헌 1 및 2에 따른 토크 벡터링 시스템은 모두 유성 세트나 블레이크 장치, 디스크 클러치나 편심 튜브, 토크 전달기구와 같은 복잡한 장치를 구비함에 따라, 구성이 복잡하고, 중량이 증가하게 되며, 제품의 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0049993호(2006년 5월 19일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0006674호(2011년 1월 20일 공개)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 회전 주행시 외측륜과 내측륜에 가해지는 구동력을 조절하여 선회주행 안정성을 향상시키는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량의 선회주행시 외측륜에 구동력을 가하여 종래 토크 벡터링 장치의 내측륜 제동에 따른 동력 손실을 방지할 수 있는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 엔진 및 변속기로부터 차륜에 구동력을 전달하는 동력전달부, 상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력을 좌측륜과 우측륜에 차동적을 전달하는 차동부, 좌측 또는 우측 선회주행시 상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하는 토크 전달부, 차량의 선회주행 여부와 주행상태 정보를 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 주행상태 정보에 기초하여 선회주행 여부를 판단해서 외측륜에 가해지는 토크를 증대하도록 상기 토크 전달부의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 토크 전달부는 구동축에 설치되는 클러치 팩, 차량의 선회 동작시 상기 클러치 팩과 선택적으로 연결되어 구동력을 전달받는 제1 및 제2 구동휠 그리고 상기 제1 및 제2 구동휠에 각각 연결되어 상기 클러치 팩으로부터 전달되는 구동력을 좌측륜 또는 우측륜에 전달하는 제1 및 제2 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 전달부는 각각 상기 제1 및 제2 구동휠에 맞물리는 제1 및 제2 기어, 상기 제1 및 제2 기어의 제1 및 제2 회전축 상에 설치되는 제3 및 제4기어 그리고 차축의 좌측부 및 우측부에 상기 제3 기어 및 제4 기어와 맞물리게 설치되어 구동력을 전달받는 제1 및 제2 사이드 기어를 포함하고, 상기 제3 기어와 제1 사이드기어 및 제4기어와 제2 사이드기어는 구동력을 수직 방향으로 전달하는 베벨기어인 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 스티어링 휠 각 센서, 스티어링 휠 속도 센서, 차속 센서, 휠속 센서, 요레이트 센서 및 엑셀 페달 위치 센서 중에서 적어도 둘 이상을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행상태 정보는 차량의 현재 주행속도, 가속도, 조향 각도, 각 차륜의 회전속도 및 요레이트 정보를 포함하고, 상기 제어부는 차량의 선회 발진 가속시 차축에 전달되는 구동력의 전부에 가까운 구동력을 외측륜에 전달하도록 상기 토크 전달부를 제어하며, 차량의 고속 선회 주행시에는 상기 차축에 전달되는 구동력의 5 내지 20%의 구동력을 외측륜에 전달하도록 상기 토크 전달부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 주행이 시작되면 차량의 주행상태 정보를 감지하는 단계, (b) 상기 주행상태 정보를 이용해 차량의 선회주행 여부를 검사하는 단계 및 (c) 상기 (b)단계의 검사결과, 차량의 선회주행시 구동축을 통해 차축으로 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하여 토크를 증대하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계는 상기 주행상태 정보에 기초하여 차량의 선회 발진 가속 여부를 검사하고, 선회 발진 가속시에는 차량의 외측륜에 상기 차축으로 전달되는 구동력의 전부에 가까운 구동력을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계는 상기 주행상태 정보에 기초하여 차량의 고속 선회주행 여부를 검사하고, 고속 선회주행시에는 차량의 외측륜에 상기 차축으로 전달되는 구동력의 5 내지 20%의 구동력을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 구동축 상에 설치되는 간단한 구조의 토크 벡터링 장치를 이용해서 선회주행시 외측륜에 가해지는 토크를 증대시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 주행상태 정보에 따라 토크 벡터링 장치에 구비된 클러치 팩의 가압력을 조절하여 외측륜에 가해지는 토크를 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 선회주행시 매끄러운 코너 탈출이 가능하여 코너링 성능을 향상시키고, 오버/언더 스티어링을 방지하여 요(Yaw) 안정성을 향상시킬 수 있다.
또 본 발명은 전자식 차체안정 프로그램(electronic stability program, ESP)의 개입없이 안전영역을 확대하여 선회주행시 안전 주행속도를 향상시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 빗길, 눈길, 빙판, 선회 발진 가속시, 고속 선회주행시와 같은 다양한 조건에 따라 외측륜에 가해지는 토크를 조절하여 증대시킴으로써, 불필요한 연료 소비를 최소화하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 토크 벡터링 장치의 상세 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도,
도 4는 도 3에 도시된 선회주행 제어시스템의 제어방법을 설명하기 위한 동작 상태도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 엔진의 동력을 이용해 후륜을 구동하는 후륜 구동 방식 자동차를 이용하여 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명은 전륜 구동 방식 자동차의 전륜이나 4륜 구동 자동차의 전륜 및 후륜 모두에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
그리고 본 실시 예에서는 양측 차륜 중에서 회전 중심에 대해 외측에 위치하는 차륜을 '외측륜'이라 하고, 회전 중심에 대해 내측에 위치한 차륜을 '내측륜'이라 한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량이 좌측 방향으로 선회주행하는 경우, 우측륜은 외측륜이 되고, 좌측륜은 내측륜이 된다.
반면, 차량이 우측 방향으로 선회주행하는 경우, 우측륜은 내측륜이 되고, 좌측륜은 외측륜이 됨에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 블록구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 토크 벡터링 장치의 상세 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치(10)가 적용된 선회주행 제어시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 및 변속기(1)로부터 차륜(2)에 구동력을 전달하는 동력전달부(11), 동력전달부(11)로부터 전달되는 구동력을 좌측륜과 우측륜에 차동적으로 전달하는 차동부(12), 좌측 또는 우측 선회주행시 동력전달부(11)로 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하는 토크 전달부(13), 차량의 선회주행 여부와 주행상태 정보를 감지하는 감지부(14) 및 감지부(14)의 감지신호에 기초하여 좌측 또는 우측방향으로 선회주행 여부를 판단하고 외측륜에 가해지는 토크를 증대하도록 토크 전달부(13)의 구동을 제어하는 제어부(15)를 포함한다.
동력전달부(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 및 변속기(1)의 구동력을 전달받는 구동축(21), 구동축(21)의 후단에 설치되는 종감속기어(22)를 포함하고, 종감속 기어(22)는 서로 수직 방향으로 치합되는 구동 피니언(23)과 링기어(24)를 구비한다.
차동부(12)는 차축(25) 상에 설치되어 구동축(21)으로부터 전달되는 구동력을 차량의 선회주행시 좌측륜(3) 및 우측륜(4)이 서로 다른 회전수로 회전하도록 분배하여 전달하는 역할을 한다.
차동부(12)는 일반적으로 공지된 차동장치로서, 차동부(12)의 상세한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 차동부(12)는 항상 좌측륜(3) 및 우측륜(4)에 동일한 토크를 전달하고자 하는 특성이 있다.
예를 들어, 차동부(12)가 적용된 차량에서 빗길이나 눈길 선회주행시 차량의 중심은 외측륜 측으로 이동하면서 반대편 내측륜에 구동력 전달이 불가능해짐에 따라 외측륜이 미끄러지는 경우, 차동부(12)는 외측륜의 회전수를 증대하고, 내측륜의 회전수를 감소하도록 동작한다.
이와 같은 차동부(12)의 동작에 따라 외측륜이 미끄러짐과 동시에 내측륜에도 동력이 전달되지 않기 때문에, 차량이 정상적인 선회 동작을 수행할 수 없게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 토크 전달부(13)는 구동축에 설치되는 클러치 팩(31), 클러치 팩(31)의 전후측에 각각 위치되고 차량의 선회 동작시 클러치 팩(31)이 선택적으로 연결되어 구동력을 전달받는 제1 및 제2 구동휠(32,33) 그리고 제1 및 제2 구동휠(32,33)에 각각 연결되어 클러치 팩(31)으로부터 전달되는 구동력을 좌측륜(3) 또는 우측륜(4)에 전달하는 제1 및 제2 전달부(34,35)를 포함한다.
클러치 팩(31)은 제어부(15)의 제어신호에 따라 제1 및 제2 구동휠(32,33)에 선택적으로 연결되고, 제1 및 제2 구동휠(32,33)에 연결시 가압력도 제어부(15)의 제어신호에 따라 조절된다.
한편, 토크 전달부(13)는 다수의 마찰판이 구비되는 다판 클러치 형태의 클러치 팩(31)뿐만 아니라, 가압력을 조절할 수 있는 유체 클러치, 토크 컨버터 및 전자식 클러치 등 다양한 클러치를 적용할 수 있다.
제1 전달부(34)는 제1 구동휠(32)에 맞물리는 제1 기어(41), 제1 기어(41)의 제1 회전축(42) 상에 설치되는 제2 기어(43) 및 차축(25)의 좌측부에 제2 기어(43)와 맞물리게 설치되는 제1 사이드기어(44)를 포함한다.
제2 기어(43)와 제1 사이드기어(44)는 구동력을 수직 방향으로 전달할 수 있도록 각각 베벨기어로 형성된다.
즉, 제1 사이드기어(44)는 차량의 우측 선회 동작시 클러치 팩(31)을 통해 전달되는 토크를 외측륜인 좌측륜(3)에 전달한다.
마찬가지로, 제2 전달부(35)는 제2 구동휠(33)에 맞물리는 제3 기어(51), 제3 기어(51)의 제2 회전축(52) 상에 설치되는 제4 기어(53) 및 차축(25)의 우측부에 제4 기어(53)와 맞물리게 설치되는 제2 사이드기어(54)를 포함한다.
제4 기어(53)와 제2 사이드기어(54)는 구동력을 수직 방향으로 전달할 수 있도록 각각 베벨기어로 형성된다.
즉, 제2 사이드 기어(54)는 차량의 좌측 선회 동작시 클러치 팩(31)을 통해 전달되는 토크를 외측륜인 우측륜(3)에 전달한다.
다시 도 1에서, 감지부(14)는 스티어링 휠의 조향각과 조향 속도를 각각 감지하는 스티어링 휠 각 센서와 스티어링 휠 속도 센서, 차량의 현재 주행속도를 감지하는 차속 센서, 각 차륜의 회전 속도를 감지하는 휠속 센서, 차량의 종, 횡 가속도를 감지하는 요레이트(yaw rate) 센서 및 액셀러레이터 페달의 위치를 감지하는 엑셀 페달 위치 센서 중에서 적어도 하나 이상을 구비한다.
제어부(15)는 감지부(14)로부터 전달되는 주행상태 정보에 따라 좌측 또는 우측 선회 여부를 판단하고, 선회 동작시 토크 전달부(13)의 클러치 팩(31)을 제1 구동휠(32) 또는 제2 구동휠(33)에 연결하도록 제어신호를 발생한다.
여기서, 상기 주행상태 정보는 차량의 현재 주행속도, 가속도, 조향 각도, 각 차륜의 회전속도 및 요레이트 정보를 포함한다.
이와 함께, 제어부(15)는 주행상태 정보에 따라 클러치 팩(31)과 제1 또는 제2 구동휠(32,33) 사이의 연결 정도를 조절하기 위해 클러치 팩(31)의 가압력을 미리 설정된 범위에서 조절한다.
예를 들어, 제어부(15)는 선회 발진 가속시에는 클러치 팩(31)의 가압력을 최대가 되도록 조절하여 구동축(21)을 통해 차축(25)으로 전달되는 전체 구동력의 100%에 가까운 토크를 외측륜에 전달하도록 제어한다.
반면, 제어부(15)는 고속 주행시에는 외측륜에 가해지는 토크를 구동축(21)을 통해 차축(25)으로 전달되는 구동력의 약 5 내지 20% 정도 증대하도록 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(15)는 주행상태 정보에 따라 매핑된 각각의 가압치를 내부의 메모리(도면 미도시)에 미리 저장하고, 감지부(14)로부터 주행상태 정보가 전달되면 해당 가압치를 검색하여 클러치 팩(31)의 가압력을 제어한다.
이에 따라, 본 발명은 차량의 선회 동작시 구동축 상에 설치된 토크 전달부를 이용해 외측륜에 가해지는 토크를 증대할 수 있다.
그리고 본 발명은 차량의 주행상태에 따라 클러치 팩의 가압력을 조절하여 외측륜에 가해지는 토크를 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 외측륜에 전달되는 토크를 정밀하게 조절하여 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.
다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선회주행 제어시스템의 제어방법을 설명하기 위한 동작 상태도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 이그니션 키(도면 미도시)가 조작되어 차량의 주행이 시작되면, 감지부(14)에 구비된 각 센서는 주행중인 차량의 현재 상태를 감지한다(S10).
즉, 감지부(14)는 차량의 현재 주행속도, 가속도, 각 차륜의 회전속도, 조향 각도 및 요레이트 정보와 같은 주행상태 정보를 감지한다.
이후, 감지부(14)는 차량이 주행하는 동안 지속적으로 주행상태 정보를 감지하여 제어부로 전달한다.
그러면, 제어부(15)는 감지부(14)로부터 감지된 주행상태 정보를 이용해 차량의 선회 여부를 검사한다(S11).
S11단계의 검사 결과 차량이 직진 발진 가속하는 경우, 제어부(15)는 구동축(21)에 설치된 클러치 팩(31)을 제1 및 제 2구동휠(32,33)과 이격된 상태로 유지하도록 제어한다.
이에 따라, 차동부(12)는 구동축(21)을 통해 차축으로 전달되는 구동력을 균등하게 분할하여 각 차륜(2)에 동일한 토크를 전달한다(S12).
반면, S11단계의 검사 결과, 차량이 선회 중인 경우, 제어부(15)는 구동축(21)에 설치된 클러치 팩(31)을 선회 방향에 따라 제1 또는 제2 구동휠(32,33)과 연결하도록 제어신호를 발생한다(S13).
예를 들어, 차량이 우측 방향으로 선회하는 경우, 제어부(15)는 도 2에서 클러치 팩(31)을 제1 구동휠(32)과 연결하고, 차량이 좌측 방향으로 선회하는 경우에는 클러치 팩(31)을 제2 구동휠(33)과 연결하도록 제어한다.
즉, 제어부(15)는 도 4에 도시된 바와 같이, 선회주행시 선회 방향의 반대측 차륜, 즉 외측륜에 가해지는 토크를 증대시키도록 제어한다(S14).
이때, 제어부(15)는 차량의 주행상태 정보에 따라 구동축(21)을 통해 차축(25)으로 전달되는 전체 구동력의 약 5 내지 20% 만큼 외측륜에 가해지는 토크를 증대하도록 제어한다.
예를 들어, 전체 구동력이 '100'이라면, 제어부(15)는 클러치 팩(31)을 제1 또는 제2 구동휠(32,33)에 연결하여 전체 구동력의 일부, 예컨대 '20'만큼의 구동력을 외측륜에 전달해서 토크를 증대시키도록 제어한다.
그러면, 차동부(12)는 나머지 구동력 '80'을 균등 분할하여 내측륜과 외측륜에 각각 '40'의 구동력을 전달한다.
결국, 내측륜은 '40'의 구동력을 전달받고, 외측륜은 '60'의 구동력을 전달받게 됨에 따라, 차량은 선회 동작시 코너링을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
또한 제어부(15)는 주행상태 정보 중 현재 차량의 주행속도에 따라 클러치 팩(31)의 가압력을 조절하여 외측륜에 가해지는 토크를 제어한다.
즉, 제어부(15)는 빗길이나 눈길, 빙판 상의 정지 상태에서 선회 발진 가속시 구동축(21)을 통해 차축(25)으로 전달되는 구동력의 100%에 가까운 구동력을 외측륜에 전달하도록 클러치 팩(31)을 제어한다.
반면, 제어부(15)는 고속 선회주행시에는 코너링의 안정성 향상을 위해 구동력의 약 5 내지 20%를 외측륜에 전달하도록 클러치 팩(31)을 제어한다.
이와 같이, 본 발명은 주행상태 정보에 따라 선회주행시 외측륜에 가해지는 토크를 조절하여 증대시킴으로써, 매끄러운 코너 탈출이 가능하여 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.
S15단계에서 제어부(15)는 이그니션 키가 오프 조작되는지 여부에 따라 주행이 종료되었는지 여부를 검사하고, 주행이 종료될 때까지 S10단계 내지 S15단계를 반복 수행하도록 제어한다.
반면, S15단계의 검사 결과, 주행이 종료되면, 제어부(15)는 토크 벡터링 장치(10)의 동작을 종료하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 주행상태 정보에 따라 선회주행시 외측륜에 가해지는 토크를 조절하여 증대시킴으로써, 매끄러운 코너 탈출이 가능하여 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 엔진의 동력을 이용해 후륜을 구동하는 후륜 구동 방식 자동차를 이용하여 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명은 전륜 구동 방식 자동차의 전륜이나 4륜 구동 자동차의 전륜 및 후륜 모두에 적용되도록 변경될 수 있다.
본 발명은 차량의 선회주행시 엔진 및 변속기로부터 구동축을 통해 차축으로 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하여 토크를 증대시켜 코너링 성능 및 안정성을 향상시키는 기술 분야에 적용된다.
1: 엔진 및 변속기 2: 차륜
3: 좌측륜 4: 우측륜
10: 선회주행 제어시스템 11: 동력전달부
12: 차동부 13: 토크 전달부
14: 감지부 15: 제어부
21: 구동축 22: 종감속 기어
23: 구동피니언 24: 링기어
25: 차축 31: 클러치 팩
32: 제1 구동휠 33: 제2 구동휠
34: 제1 전달부 35: 제2 전달부
41: 제1 기어 42: 제1 회전축
43: 제2 기어 44: 제1 사이드기어
51: 제3 기어 52: 제2 회전축
53: 제4 기어 54: 제2 사이드기어

Claims (8)

  1. 엔진 및 변속기로부터 차륜에 구동력을 전달하는 동력전달부,
    상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력을 좌측륜과 우측륜에 차동적을 전달하는 차동부,
    좌측 또는 우측 선회주행시 상기 동력전달부로부터 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하는 토크 전달부,
    차량의 선회주행 여부와 주행상태 정보를 감지하는 감지부 및
    상기 감지부의 주행상태 정보에 기초하여 선회주행 여부를 판단해서 외측륜에 가해지는 토크를 증대하도록 상기 토크 전달부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토크 전달부는
    구동축에 설치되는 클러치 팩,
    차량의 선회 동작시 상기 클러치 팩과 선택적으로 연결되어 구동력을 전달받는 제1 및 제2 구동휠 그리고
    상기 제1 및 제2 구동휠에 각각 연결되어 상기 클러치 팩으로부터 전달되는 구동력을 좌측륜 또는 우측륜에 전달하는 제1 및 제2 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전달부는 각각
    상기 제1 및 제2 구동휠에 맞물리는 제1 및 제2 기어,
    상기 제1 및 제2 기어의 제1 및 제2 회전축 상에 설치되는 제3 및 제4기어 그리고
    차축의 좌측부 및 우측부에 상기 제3 기어 및 제4 기어와 맞물리게 설치되어 구동력을 전달받는 제1 및 제2 사이드 기어를 포함하고,
    상기 제3 기어와 제1 사이드기어 및 제4기어와 제2 사이드기어는 구동력을 수직 방향으로 전달하는 베벨기어인 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지부는
    스티어링 휠 각 센서, 스티어링 휠 속도 센서, 차속 센서, 휠속 센서, 요레이트 센서 및 엑셀 페달 위치 센서 중에서 적어도 둘 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주행상태 정보는 차량의 현재 주행속도, 가속도, 조향 각도, 각 차륜의 회전속도 및 요레이트 정보를 포함하고,
    상기 제어부는 차량의 선회 발진 가속시 차축에 전달되는 구동력의 전부에 가까운 구동력을 외측륜에 전달하도록 상기 토크 전달부를 제어하며,
    차량의 고속 선회 주행시에는 상기 차축에 전달되는 구동력의 5 내지 20%의 구동력을 외측륜에 전달하도록 상기 토크 전달부를 제어하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템.
  6. (a) 주행이 시작되면 차량의 주행상태 정보를 감지하는 단계,
    (b) 상기 주행상태 정보를 이용해 차량의 선회주행 여부를 검사하는 단계 및
    (c) 상기 (b)단계의 검사결과, 차량의 선회주행시 구동축을 통해 차축으로 전달되는 구동력의 일부를 외측륜에 전달하여 토크를 증대하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 주행상태 정보에 기초하여 차량의 선회 발진 가속 여부를 검사하고, 선회 발진 가속시에는 차량의 외측륜에 상기 차축으로 전달되는 구동력의 전부에 가까운 구동력을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 주행상태 정보에 기초하여 차량의 고속 선회주행 여부를 검사하고, 고속 선회주행시에는 차량의 외측륜에 상기 차축으로 전달되는 구동력의 5 내지 20%의 구동력을 전달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 토크 벡터링 장치가 적용된 선회주행 제어시스템의 제어방법.
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