KR20140079405A - 차량용 차동 브레이크에서의 방법 및 장치 - Google Patents

차량용 차동 브레이크에서의 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

전륜 구동 차량 내의 동력전달장치에서, 차동장치(6)를 통한 구동륜(1)으로의 구동 토크의 분배는 유압 제어식 슬립 제한 클러치(7)를 갖는 차동 브레이크에 의해 제어된다. 어느 하나의 특정한 소정의 운전 상황이 발생될 때 클러치에 대한 응답 시간을 줄이기 위해 준비 유압이 클러치에 적용된다.

Description

차량용 차동 브레이크에서의 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE AT A VEHICLE DIFFERENTIAL BRAKE}
본 발명은 차량, 바람직하게는, 전륜 구동 차량 내의 동력전달장치(driveline)에서, 유압 제어식 슬립 제한 클러치(limited slip clutch)를 갖는 차동 브레이크(differential brake)를 구비한 차동장치(differential)를 통해 두 개의 구동륜으로 분배되는 구동 토크를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.
클러치를 통해 전자적으로 제어되는 차동 브레이크는 특정 운전 조건에서만 사용되며, 따라서 이의 두 개의 연속적인 작동 사이의 정상 운전 조건 하에서 몇 분 이상이 걸릴 수 있다. 이는 클러치가 공전(idling) 상태 (즉, 클러치 디스크가 서로 완전히 분리된 상태)로 복귀할 수 있고, 클러치에서 제어 토크가 필요한 경우, 반응 시간이 길 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 차량, 바람직하게는, 전륜 구동 차량 내의 동력전달장치에서, 유압 제어식 슬립 제한 클러치를 갖는 차동 브레이크를 구비한 차동장치를 통해 두 개의 구동륜으로 분배되는 구동 토크를 제어하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 주된 목적은 특정 상황에서 긴 반응 시간을 갖는 단점을 제거하는 것이다. 이는 본 발명에 따라 어느 하나의 특정한 소정의 운전 상황이 발생될 때 낮은 준비 유압(preparatory hydraulic pressure)이 클러치에 적용되는 것으로 달성된다.
이러한 준비 유압은 바람직하게 클러치의 클러치 디스크를 서로 접촉시키지만 차량의 주행 역학에 영향을 주지 않는 크기이며, 클러치의 제어 작용이 곧바로 예상될 수 있는 상황에서 적용될 수 있다.
준비 유압은 예를 들어 차량의 브레이크 페달이 해제된 이후 일정 시간에, 또는 차량이 급커브를 지나면서 가속할 때, 또는 고속 주행 중인 차량의 핸들이 회전할 때 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조로 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다, 도면에서:
도 1은 전륜 구동(front wheel drive, FWD) 도로 차량용 동력전달장치의 배치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 도 1의 동력전달장치 내의 제한 클러치의 제어 시스템에 대한 예시적인 유압 도면이고, 및
도 3은 본 발명을 설명하는 블록도이다.
도 1은 전륜 구동(FWD) 도로 차량용 동력전달장치의 배치를 나타낸 개략도이다. 차량은 차체 내에 두 개의 구동 전륜(1)과 두 개의 비구동 후륜(2)을 갖는다. 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이, 전륜(1)은 변속기(4)와 두 개의 절반 차축(half-axle, 5)을 통해 엔진(3)에 의해 구동되며, 이 절반 차축(5)은 예를 들어 커브 주행에서 서로 다른 속도로 회전할 수 있는 두 개의 절반 차축(5)에 토크를 전달할 수 있는 종래의 차동장치(6)에 의해 연결된다.
특정 상황에서, 하나의 구동륜(1)에 대한 접지력(ground grip)은 부분적으로 또는 완전히 손실될 수 있으며, 이는 휠 슬립(wheel slip) 및 다른 구동륜에 대한 토크 전달 또는 견인력(traction)의 손실을 야기한다. 종래의 차동장치의 이러한 바람직하지 않은 효과는, 알려진 바와 같이, 두 개의 절반 차축(5)을 서로 연결함으로써 부분적으로 또는 완전히 차동장치를 [단락]시키는 효과를 갖는 차동 브레이크의 제공에 의해 방지될 수 있다. 유압 제어식 슬립 제한 클러치(7) 형태의 차동 브레이크가 도 1에 도시되어 있다. 이 클러치(7)를 결합시킴으로써, 두 개의 절반 차축 간의 속도 차이와 토크 분배가 제어될 수 있다.
도 2는 유압 제어 시스템을 도시하고 있으며, 이는 슬립 제한 클러치(7)의 다판 디스크(multiple disc) 또는 디스크 패키지(8)를 제어하기 위해 사용될 수 있는 시스템의 일례이다. 디스크(8)가 유압 실린더(9)에 의해 서로 맞물리게 되면, 클러치(7)는 결합된다. 이러한 유압 제어 시스템은 WO 2011/043722에서 도시되고 상세하게 설명되어 있으며, 이에 대한 참조가 이루어진다. 본원에서 전기 모터(11)에 의해 구동되는 유압 펌프(10)의 존재를 주목하는 것으로 충분할 수 있다. 압력 오버플로우 밸브(pressure overflow valve, 13)의 위치를 제어하는 원심 조절기(12)가 펌프(10)와 동일한 축에 있다. 시스템은 또한 릴리프 밸브(14)를 포함한다.
모터(11)는 지속적으로 구동하지만, 이의 회전 속도는 실린더(9)로의 유압을 증가시키기 위해 그리고 클러치(7)의 다판 디스크(8)를 맞물리게 하기 위해 증가된다. 클러치(7)는, 지속적으로 구동하는 모터(11)로 인해, 뛰어난 정확도와 합리적으로 낮은 응답 시간을 갖는 시스템에 의해 제어될 수 있다. 시스템 내의 최대 유압은 예를 들어 40 바로 설정될 수 있다.
상기한 바와 같이, 클러치(7) 형태의 차동 브레이크는 아래에서 다루게 될 특정 상황에서만 작동할 수 있다. 이러한 상황은 몇 분 이상과 같은 다소 긴 간격으로만 발생될 수 있다. 이는 유압 제어 시스템이 [공전]하고 있고, 내부의 유압이 0으로 떨어져서, 클러치(7)의 다판 디스크(8)가 서로 최대의 간격에 있다는 것을 의미한다.
클러치(7)를 결합시킬 필요가 있을 때, 유압 시스템을 가압하고 다판 디스크(8)를 압축하기 위한 시간은 대략 250 ms일 수 있으며, 이는 차동 브레이크를 제어하기 위한 사용에서 너무 길 수 있다.
너무 긴 응답 시간을 갖는 문제에 대한 본 발명에 따른 해결책은, 특정한 소정의 운전 상황이 발생될 때, 실린더(9) 내에 특정한 낮은 준비 유압을 적용하는 것일 수 있다. 이러한 운전 상황은 차량에 존재하는 수단에 의해 검출될 수 있으며, 이러한 압력을 적용하기 위한 프로세스는 차동 브레이크를 위한 일반적인 전자 제어 시스템에 의해 처리될 수 있다.
준비 유압은, 차량의 주행 역학이 영향을 받지 않을 정도로 낮아야 하지만, 여전히 다판 디스크(8)의 디스크들 서로에 대해 적용할 수 있을 정도로 또는 다시 말해서 디스크 패키지에 대한 [접촉점(kiss-point)]에 도달할 수 있을 정도로 높아야 한다. 40 바인 시스템 내의 최대 유압에서 준비 유압은 예를 들어 대략 1 바일 수 있다. 준비 유압의 사용은 공전 기간 이후의 응답 시간을 대폭 개선시킬 수 있다.
차동 브레이크를 위한 전자 제어 시스템의 소프트웨어는 하나의 버전에 프리 로드(pre-load), 슬립 제어(slip-control) 및 요 댐핑(yaw-damping)의 세 가지 주요 영역을 포함할 수 있다.
소프트웨어의 프리 로드영역은 차량이 정지 상태에서 출발하고자 할 때 클러치(7)를 결합하거나 잠글 수 있다. 이는 다른 것들에 비해 부족한 접지력을 갖는 임의의 구동륜에 대한 접지력이 느슨해지는 것을 방지하기 위한 예방책이다.
슬립 제어는 작동 중 어느 하나의 구동륜에 대해 접지력의 감소가 발생될 때 클러치(7)에 토크를 적용할 것이다.
요 댐핑은 차량의 오버-스티어링(over-steering)이 발생될 때 클러치(7)에 토크를 적용할 것이며 차량을 바로 잡거나 안정시키려 할 것이다.
이러한 환경에서 그리고 사용의 예로서만 알 수 있듯이, 준비 유압 없이 제공된 때보다 더욱 빠른 응답 시간을 필요로 하는 이후의 운전 상황에서 전자 응답 시스템에 의해 준비 유압이 적용될 수 있다.
- 차량이 빨간 신호등 앞에 위치하고, 운전자는 풋 브레이크를 밟는다. 브레이크 페달이 해제될 때, 아마도 다가올 프리 로드를 위한 응답 시간을 개선하기 위해 준비 유압이 예컨대 2 초 동안 적용된다. 이 기간 내에 예압이 사용되지 않으면, 운전자가 급출발을 계획하지 않았기 때문에, 준비 유압이 필요 없는 것으로 가정되어야 한다.
- 가속하는 동안 급커브를 주행한다. 높은 횡가속도(lateral acceleration)와 함께 가속 페달 위치는 내부 구동륜이 자체의 접지력을 잃을 수 있고 회전하기 시작할 수 있다는 것을 나타낸다. 슬립 제어 토크를 위해 필요한 경우 응답 시간을 줄이기 위해 준비 유압이 적용된다.
- 차량이 고속으로 주행할 때, 핸들이 다소 돌아갈 수 있다. 이는 요 댐핑이 필요할 것이라는 것을 나타내며, 준비 유압이 적용된다.
클러치(7)의 빠른 반응이 필요할 수 있는 다른 운전 상황도 가능하다는 것을 주목해야 한다. 또한, 본 발명은 도시되고 개시된 클러치와 이의 제어 시스템의 사용에 제한되지 않는다는 것을 주목하는 것이 중요하다.
도 3은 본 발명을 설명하는 블록도이다. 현대식 차량 내의 데이터 버스는 차량 및 운전하는 동안의 이의 거동에 대한 상세한 정보를 포함하고 있다. 차량 상태는 따라서 끊임없이 계산된다. 클러치(7)로부터 빠른 응답이 필요한 소정의 운전 상황이 발생될 때, 응답 시스템은 디스크 패키지(8)를 [접촉점]에 결합시키기 위해 준비 유압의 적용을 제어한다.
본 발명은 전륜 구동 차량에 대한 사용에서 도시되고 개시되었지만, 이의 기본 사상은 후륜 구동 차량에 동일하게 적용할 수 있다.
첨부된 청구항의 범위 내에 수정이 가능하다.

Claims (7)

  1. 차량, 바람직하게는, 전륜 구동 차량의 동력전달장치에서, 유압 제어식 슬립 제한 클러치(7)를 갖는 차동 브레이크를 구비한 차동장치(6)를 통해 두 개의 구동륜(1)으로 분배되는 구동 토크를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 어느 하나의 특정한 소정의 운전 상황이 발생될 때 낮은 준비 유압이 상기 클러치(7)에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 준비 유압은 클러치(7)의 클러치 디스크(8)를 서로 접촉시키지만 차량의 주행 역학에 영향을 주지 않는 크기인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 준비 유압은 클러치(7)의 제어 작용이 곧바로 예상될 수 있는 상황에서 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 준비 유압은 차량의 브레이크 페달이 해제된 이후 일정 시간에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 준비 유압은 차량이 급커브를 지나면서 가속할 때 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 준비 유압은 고속 주행 중인 차량의 핸들이 회전할 때 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 차량, 바람직하게는, 전륜 구동 차량 내의 동력전달장치에 있어서, 상기 동력전달장치는 두 개의 구동륜(1)에 구동 토크를 분배하기 위한 차동장치(6) 및 유압 제어식 슬립 제한 클러치(7)를 갖는 차동 브레이크를 포함하고, 어느 하나의 특정한 소정의 운전 상황이 발생될 때 준비 유압을 상기 클러치(7)에 공급하는 것을 제어하기 위한 응답 시스템에 의해 특징지어지는 동력전달장치.
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