KR940002588B1

KR940002588B1 - 차량의 토오크 분배시스템

Info

Publication number: KR940002588B1
Application number: KR1019870001720A
Authority: KR
Inventors: 고드프리 라이트 피터
Original assignee: 제너럴 모더스 코오퍼레이션; 마이클 죤 덴던
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1994-03-26
Also published as: KR880009817A

Abstract

내용없음.

Description

차량의 토오크 분배시스템

제1도는 본 발명의 구체화한 차동 속도 제어시스템의 개략도.

제2도는 제1도의 시스템에 표함되는 차동속도제어기어박스의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8, 9 : 앞뒤차축 10 : 엔진

12 : 토오크 분배장치 17 : 링기어

24 : 기어휘일 31 , 32 : 제 1및 제2베벨기어

35 : 제어입력축 39 : 유성기어

51 : 고정변위유압모터 60 : 제어유니트

62 : 차량속도 검출센서 : 서보벨브

본 발명은 차량엔진으로부터의 추진구동력이 앞뒤차축 모두에 걸리는 차량 및 그러한 차량에서 사용할 수 있는 토오크 분배시스템에 관한 것이다.

종래에 " 4륜구동"차량으로 알려진 차량에서는, 차량엔진으로부터 얻어진 토오크를 앞뒤바퀴 모두에 사용하기 위하여, 균등하게 또는 예정된 방식에 따라 둘러 분배되어진다. 그러나, 어떤 경우에는 분배되는 토오크의 비율을 조정하는 것이 바람직하게 되며, 본 발명은 이러한 목적을 달성하는 장치를 제공하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 엔진에서 발생되는 추진토오크가 앞뒤차축 모두에 걸리는 차량에 사용되는 차동속도 제어시스템을 제공하는바, 본 발명의 시스템은 추진토오크를 적당한 비율에 따라 앞위차축으로 나누기 위한 토오크 분배장치와 차량제어상태 및/ 또는 차량성능과 같은 차량조건에 따라 분배비율을 조정하는 제어장치를 포함하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 시스템의 제어장치는 조향각도(Streering angle)등의 차량제어 상태에 따르며 또한, 속도 및 관성력 검지센서로부터의 반응 피드백 신호를 받게 되는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 차량에 장착됨으로서 가동서스펜션(Suspension) 시스템과 상호 연합될 수 있고, 시스템에 갖춰진 제어장치는 예를들어 축방향의 차중절단분배를, 서스펜션 시스템에 의해 제어되어지는 방식과 유사한 방식으로 제어하는 작용을 하게 된다.

그리고 본발명의 시스템은 또한 잠김방지 및/또는 휘일스핀(Wheel spin) 제어장치와 상호 결합될 수 있는 제어요소들을 포함할 수 있다. 이 시스템은 예를들어 타이어 또는 노면상태, 하중, 동력, 미끄러짐 각도 및 하량 역학상태등의 하나 이상의 요인들로부터 파생되는 여러가지의 입력조건에 따라 반응하게 될 수 있다.

더우기, 본 발명의 시스템은 주행 및 제동 모구에 있어서, 피크값(Peak Values)을 초과하지 않도록 전체적인 미끄러짐 비율을 제어할 수도 있는 것이다. 토오크 분배장치는 바람직하게는 함께 결합되어 있으며 또 각각의 앞뒤자축의 하나에 구동력을 제공하는 제1 및 제2유성차동기어장치를 포함한다. 차량엔진 토오크는 바람직하게는 종래의 기어박스로도 이루어질 수 있는 기어박스를 통하여 제1유성차동기어장치로 제공될 수 있으며, 또한, 상기 제어장치는 제2유성차동기어장치에 입력을 제공하거나 또는 그것을 제어한다. 제2유성차동기어장치로의 입력은 제1유성차동기어장치로부터 얻을 수 있고, 예를들면 제어장치에 의해 조절되는 가변 비율 구동력에 의하여 엔진 또는 기어박스 토오크로부터 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 시스템 출력을 제공하기 위하여 각각의 입력이 함께 결합되어 있는 제1및 제2유성차동기어장치를 포함하는 토오크 분배시스템을 제공하는바, 상기 시스템 입력은 시스템 출력 사이의 토오크 분배를 결정하는 조절수단에 의해 수정된 후 상기 시스템 입력으로부터 얻어질 수 있다.

두개의 유성 차동장치들은 바람직하게는 시스템 출력중의 하나를 제공하는 공통축에 장착됨으로서 대양기어를 함께 연결시킨다. 두 장치들의 링기어는 기어장치에 의해 함께 결합되어 반대방향으로 회전하여 제1시스템 출력을 제공한다. 상기 시스템 및 제어압력은 유성기어들, 즉 제1 및 제2유성차동기어장치 각각의 유성기어들을 장착하고 있는 스파이더(Spiders)에 걸기게 된다. 두개의 링기어를 함께 연결하는 기장치의 축은 제2장치의 링기어로부터 대신하여 얻어지는 제2출력을 제공한다.

본 발명은 이러한 토오크 분배시스템은 상술한 바와같이, 속도선택기어박스를 통하여 차량엔진으로부터 입력을 받으며 또한, 앞뒤차축에 그 출력을 공급하는 차량차동속도 제어시스템내에 장착될 수 있다. 상기 제어입력은 시스템 제어장치로부터의 출력신호에 따라 조절되는 적절한 무한 가변 비율 구동장치를 통한 입력으로부터 다시 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 시스템은 출력축의 속도나 또는 R. P. M(분당 회전수)을 제어하여 입력토오크가 차량 조건에 따른 임의의 비율로 분배되어지는 것이다.

이하, 본 발명은 첨부도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도시된 차량속도 제어시스템은 운전자에 의해 작동되는 차량기어박스(11)를 경유하여 엔진(10)으로부터 앞뒤차축(8, 9)을 통해서 각각 구동되는 앞뒤바퀴를 갖는 승용차등의 차량에 사용된다. 상기 기어박스(11)는 후진 및, 3 내지 4단의 전진변속장치가 구비되어 있는 종래의 것으로도 될 수 있다. 또한, 상기 시스템은 엔진(10)에 의해 발생된 토오크를 앞뒤차축(8, 9)사이에서 분배키기는 토오크 분배장치(12)를 포함한다.

상기 토오크 분배장치(12)는 토오크 앞차축(8)에 전달하는 공통축에 각각의 태양기어(14, 15)가 고정되어 있는 제1 및 제2유성차동기어장치를 포한한다.

상기 제1유성차동기어장치의 링기어(17)는 하나의 부축(layshaft)(21)에 고정되어 있는 기어휘일(20)에 그 외부 치차가 결합되어지고, 또 제2유성차동기어장치의 링기어(22)는 하나의 중간기어(25)를 경유하여 부축위의 다른 기어휘일(25)에 치차가 맞물리게 되어 링기어들은 서로 반대방향으로 회전한다.

상기 차량기어박스(11)의 출력축(30)은 축(16)에 저어널(Journal) 결합되며, 제1유성차동기어장치의 유성기어(34)들을 이동시키는 스파이더(도시안됨)에 연결되는 제2베벨기어(32)와 맞물리는 제1베벨기어(31)를 회전시킨다. 제어입력축(35)은 서로 맞물려 있는 베벨기어(36, 37)들을 통해서 제2유성차동기어장치의 유성기어(38)를 이도시키는 스파이더에 유사하게 결합되어진다.

제2유성차동기어장치의 링기어(22)가 저어널(Journal) 결합되고, 축(16)과공통축으로 되어 있는 축(40)을 통해서 차량의 뒤차축(9)에 구동력이 공급된다. 축(40)은 서로 맞물려 있는 기어(41, 42)에 의하여 부축(21)으로부터 구동되어진다. 또한, 뒤차축(9)으로의 구동력은 링기어(22)로부터 직접 얻어질 수도 있다.

차량기어박스(11)로부터 제1유성차동기어장치에 제공되는 토오크는 태양기어(14)와 링기어(17)사이에서 제1유성차동기어장치에 의해 일정 비율(1 : 1일 필요는 없음)로 분배된다. 만약 유성기어(39)를 제2유성차동기어장치에 장착시키는 스파이더가 제어입력축(35)에 의해 고정된다면, 두개의 축(16, 40)은 동일한 속도지만 서로 서로 반대방향으로 회전하며, 또한 제2스파이더의 회전방향이 반대라면, 두개의 축 회전방향 역시 반대로 된다.

상술된 시스템을 구체화한 차량의 작동에 있어서, 제2스파이더는 차량기어박스의 출력축(30)이 제1스파이더를 회전시키는 속도와는 다른 속도로서 제어입력축(35)에 의해 회전되어질 수 있으며, 그 결과(16, 40)의 속도가 서로 틀려진다. 어느 한 축의 속도는 두개의 입력속도의 합으로 되며, 다른 축의 속도는 다르세 되고, 이는 제어입력축(35)에서늬 속도변화에 따라서 어느 한 축의 속도가 증가하면, 다른 하나의 축은 동인한 양만큼 속도가 떨어진다. 즉 :

S_OQ=S₁₁+S₁₂

S_OR=S₁₁-S₁₂

여기서 S_OQ는 축(16)의 회전속도, S_OR은 뒤차축을 구동시키는 축(40)의 회전속도, S₁₁은 제2유성차동시어장치로의 입력속도, S₁₂는 제2유성차동기어장치로의 입력속도이다. 입력 및 출력토오크가 서로 유사한 관계를 갖기 때문에, 두개의 축(16, 40)의 상대 회전속도는 제1 및 제2유성 스파이더를 구동시키는 것에 의하여 가변 및 가역 속도 비로 정확하게 조정될 수 있는 것이다. 즉, 차량의 앞뒤바퀴에서의 상대 미끄러짐 비율 역시 정확히 제어도니다.

제어입력축(35)은 바람직하게는 기어박스의 출력축(30)에 의해 구동되어지며, 상기 두개의 축은 상기 목적은 위하여 적절한 무한가변 비율 구동장치에 의해서 연결되어질 수 있다. 엔진(100)의 최대동력의 약 10%를 제어입력축으로의 구동력이 실제로 전달할 수 있어야 하며, 따라서 이러한 이유 및 동력이 정상주행 중에는 전달외지 않기 때문에 저효율의 구동장치가 묵인될 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 제1도에 도시된 바와같이, 차량 기어박스의 출력축(30)에 의해 구동되면 또한, 제어입력축(35)을 구동시키는 고정변위 유압모터(51)에 결합되는 가변변위 유압펌프(50)의 형태로 유압장치를 제공하는 것이 바람직하다. 안전 및 보층용 네트워크(52)가 상기 가변변위 유압펌프(50)와 고정변위 유압모터(51)사이의 유압시스템에 제공되어 있다.

사익 가변위의 유압펌프(50)의 변위는 가변각도 시판 액튜에이터(Variable angle swashplate actuactor)의 조정에 의해서 변동된다. 이러한 조정은 컴퓨터화한 제어유니트(60)로부터의 제어신호를 받는 서보밸브(71)에 의해 제어되는 유압액튜에이터(70)에 의한 것처럼 전기-유압식으로 이루어질 수 있다. 선형 가변 변위 변환기(72)의 형태를 가지는 위치 센서가 상기 사판각도를 감지하며, 제어유니트(60)로 피드백 신호룰 제공한다. 상기 제어유니트(60)는 차량제어 및 상태 감지기로부터 파생되는 출력 신호에 반응하며, 도시된 바와같이 조향각도 검출센서(61), 차량속도 검출센서(62)및 관성검출센서(64)로부터의 입력신호를 포함한다. 또한, 기어박스의 출력축(30) 및 제어입력축(35)에 의해 각각 구동되는 속도 또는 R. P. M. 센서(65, 66)도 상기 제어유니트(60)에 입력신호를 공급한다.

차량은 EP 0 114 757(GL 1) 및 EP 0 142 947(GL 2)의 제시내용애 따라 유리하게 될 수 있는 가동 서스펜션 시스템을 갖추며, 동일한 유압공급작동이 이를 위해 또한 속도제어시스템을 위해 사용되어진다. 따라서 가동서스팬션 시스템은 각각의 바퀴에 대하여 서보밸브에 의해 제어되며, 길이 또는 피스톤 위치가 선형 가변변위 변환기에 의해 측정되어지느 유압공기압식 서스펜션 장치를 포함한다. 상기 서스펜션 장치에 가해지는 하중은 적절한 변환기에 의해 측정될 수 있으며, 여러가지 입력신호들과 함께 제어유니트(60)로 제공되어 얻어진 출력은 가변변위 유압펌프(50) 및 서스펜션 장치의 서보밸브에서 바람직한 제어기능을 발휘할 수 있는 것이다. 가변변위 유압펌프(50)를 작동시키는 제어레버는 구름반경의 앞뒤 편차를 조절할 수 있으며 이러한 조절작동은 고정변위 유압모터(51)에서늬 누유작동(Leakage)에 의해서 제공될 수 있다.

Claims

엔진에서 생성된 입력 토오크가 앞뒤차축(8, 9) 모두에 가해지는 차량에 사용되고, 상기 입력토오크를 적절한 비율에 따라 앞, 뒤차축에 가해지는 출력토오크로 분배시키는 토오크 분배장치(12)와, 상기 분배비율을 조절하기 위해 적어도 하나의 차량 상태에 반응하는 제어유니트(60)를 포함하는 토오크 분배시스템에 있어서, 상기 토오크 분배장치(12)는 서로 결합되고 출력토오크를 앞뒤차축(8, 9)으로 각각 제공하는 2개의 제1및 제2유성차동기어장치를 포함하며, 출력축(30)의 입력토오크는 상기 제1및 제2유성차동기어장치중의 어느 하나에 결합되고, 제어입력축(35)의 제어입력은 상기 유성차동기어장치중의 나머지 하나에 결합됨을 특징으로 하는 차량의 토오크 분배시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어유니트(60)는 차량조향각도, 차량속도 및 차량산태중의 하나 또는 그 이상을 감지하는 검출센서(61, 62, 64)에 반응하는 컴퓨터를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어유니트(60)는 차량에 부착된 가동서스펜션 시스템(70~72)에 반응함을 특징으로 한느 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어유니트(60)는 엔진에서 생성된 토오크와 상기 제어입력을 각각 검지하는 센서(65, 66)에 반응함을 특징으로 한느 시스템.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 엔진에서 생성된 토오크는 차량기어박스(11)를 통하여 토오크 분배장치(12)로 제공됨을 특징으로 하는 시스템.
변화가능한 비율로 입력토오크를 제1및 제2출력토오크로 분배시키는 토오크 분배시스템에 있어서, 서로 결합된 제1및 제2유성차동기어장치를 갖추고, 상기 각각의 장치는 분배 토오크 출력의 각기 하나를 제공하며, 분배된 출력축(30)의 입력토오크는 상기 제1유성차동기어장치로 제공되며, 제어입력축(35)의 제어입력은 토오크가 분배되는 비율을 조절하기 위하여 제2유성차동기어장치로 제공됨을 특징으로 하는 토오크 분배시스템.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2유성타동기어장치 각각은 태양기어(14 ; 15), 유성기어(34, 39) 및 링기어(17, 22)을 포함하고, 상기 2개의 태양기어는 하나의 공통축(16)에 고정되며, 상기 출력축(30)과 제어입력축(35)은 각각 상기 2세트의 유성기어중 각기 하나에 제공되며, 상기 2개의 링기어는 기어휘일(20, 24, 25)에 의해 서로 결합되어 반대방향으로 회전함을 특징으로 한느 시스템.
제7항에 있어서, 상기 공통축(16)은 출력토오크중의 어느 하나를 제공하며, 다른 출력토오크는 하나의 링기어(22) 또는 상기 링기어를 연결시키는 기어휘일(20, 24, 25)로부터 얻어짐을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 입력 토오크를 제어입력에 연결시키는 조절가능한 구동수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제9항에 있어서, 상기 조절가능한 구동수단은 무한 가변 비율 구동수단임을 특징으로 하는 시스템.
제10항에 있어서, 상기 무한 가변 비율 구동수단은 가변변위 유압펌프(50)를 포함하고, 제어입력을 구동시키는 고정변위 유압모터(51)에 결합됨을 특징으로 한느 시스템.