KR20040095475A - 상용차량의 동력전달계 보호장치 및 보호방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용차량의 동력전달계 보호장치 및 보호방법에 관한 것으로, 구동계로 전달되는 토크를 지속적으로 감지해 경사진 도로나 험로를 주행할 때 급격한 토크의 증가 한도를 제한시켜 토크쇼크를 방지해 구동을 전담하는 축과 액슬부위의 내구성을 저하시키지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 동력을 전달받는 변속기(1)와 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(3) 및 이 들 사이를 연결하는 구동축(2)으로 이루어진 동력전달계와, 이 동력전달계의 구동축(2)으로 전달되는 토크를 측정하는 제2조건측정수단(10), 차량 상태와 도로 조건등을 측정하는 제1조건측정수단(20) 및 이 측정수단(10,20)으로부터 입력된 데이터를 이용해 스로틀밸브의 개도량을 제어하여 엔진의 출력 토크에 대한 상한선을 적용하는 ECU(30)로 이루어지고 이에 따라 상기 ECU(30)가 구동축(2)의 토크와 차량 조건에 대한 데이터를 입력받아 기 설정된 조건의 만족여부에 따라 엔진 토크를 정상적인 상태로 유지시키거나 또는 최대 토크 값의 50% 저하 상태 유지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

상용차량의 동력전달계 보호장치 및 보호방법{Protecting device of power train system in commercial vehicle and protecting method thereof}

본 발명은 상용차량의 동력전달계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 출발 조건에 따라 구동축으로 전달되는 토크를 제어해 구동축에 가해지는 토크 쇼크를 방지할 수 있도록 된 상용차량의 동력전달계 보호장치 및 보호방법에 관한 것이다.

일반적으로 상용차는 후륜 구동 방식이며 변속기와 리어액슬 사이에 프로펠러 샤프트로 동력을 전달함으로써 주행되는데, 이와 같이 종력을 전달하는 동력 전달계인 파워트레인시스템(Power train system)은 통상적으로 엔진의 동력을 전달받는 변속기와, 뒷바퀴에 연결되는 리어액슬 및 변속기의 동력을 리어액슬로 전달하는 구동축으로 구성되어진다.

이에 따라, 엔진에서 전달되는 동력은 변속기로 전달되고, 변속기는 구동축을 통해 리어액슬로 동력을 전달해 리어액슬에 부착된 뒷바퀴가 회전함으로써 자동차가 운행되는데 이때, 변속기의 기어의 위치가 어느 위치인가에 따라서 전달되는 동력의 크기 및 방향이 달라짐은 물론이다.

현재 사용되고 있는 이와 같은 상용차 중 두 축을 갖는 후륜으로 이루어진 대형 트럭의 경우에는 상기 두 축 중 1축에만 동력을 전달하고 나머지 한 축은 구동력을 전달하지 않는 태그 액슬(Tag Axle)로만 기능하게 되고, 이에 따라 구동력을 전담하는 축의 경우에는 동력전달에 따른 강한 내구성을 갖는 것이 반드시 요구되고 있는 실정이다.

그러나, 현재 사용되고 있는 차량의 경우 보다 많은 화물을 적재하기 위해 적절히 설계된 적재함을 보다 많은 화물 적재 용량을 갖도록 개조해 구동력을 전담하는 축에 대한 하중 증가를 가중시키게 되고, 이로 인해 경사진 도로나 험로를 주행하는 경우에는 포장된 도로를 주행할 때 보다 구동력을 전담하는 축에 비정상적인 토크쇼크(Torque Shock)가 가해져 내구성을 크게 저하시킴은 물론 심할 경우 구동축과 액슬의 기어부위가 파손되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 구동계로 전달되는 토크를 지속적으로 감지해 경사진 도로나 험로를 주행할 때 급격한 토크의 증가 한도를 제한시켜 토크쇼크를 방지해 구동을 전담하는 축과 액슬부위의 내구성을 저하시키지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 동력을 전달받는 변속기와 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬 및 이 들 사이를 연결하는 구동축으로 이루어진 동력전달계와, 이 동력전달계의 구동축으로 전달되는 토크를 측정하는 제2조건측정수단, 차량 상태와 도로 조건등을 측정하는 제1조건측정수단 및 이 측정수단으로부터 입력된 데이터를 이용해 스로틀밸브의 개도량을 제어하여 엔진의 출력 토크에 대한 상한선을 적용하는 ECU로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 ECU가 구동축의 토크와 차량 조건에 대한 데이터를 입력받아 기 설정된 조건에 만족됨을 확인한 후 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건보다 큰 값을 갖는지 여부를 판단한 후, 이어 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건(엔진최대토크 x 기어비 x 1.2(안전율))보다 큰 값을 갖는다고 판단할 때 엔진토크를 최대 토크 값의 50% 정도로 급격히 저하시키도록 스로틀밸브의 개도량을 제어하는 한편, 상기 ECU가 기 설정된 조건이 만족됨을 재확인 해 엔진 토크의 정상회복이나 최대 토크 값의 50% 저하 상태 유지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 상용차량의 동력전달계 보호장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 상용차량의 동력전달계 보호방법에 대한 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 변속기 2 : 구동축

3 : 액슬 10 : 제2조건측정수단

11 : 배터리 12 : 오실레이터

13 : 와이어밴드 14 : 검출기

20 : 제1조건측정수단 15a,15b,15c : 센서

30 : ECU

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 상용차량의 동력전달계 보호장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 동력을 발생하는 엔진으로부터 동력을 전달받는 변속기(1)와 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(3)사이를 연결하는 구동축(2)으로 이루어진 동력전달계에 구동축(2)의 토크를 감지해 엔진으로부터 발생되는 토크를 적절히 제어하는 보호장치가 구비되되, 이 보호장치는 구동축으로 전달되는 토크를 측정하는 제2조건측정수단(10)과, 차량 상태와 도로 조건등을 측정하는 제1조건측정수단(20) 및 이 측정수단(10,20)으로부터 입력된 데이터를 이용해 스로틀밸브의 개도량을 제어하여 엔진의 출력 토크에 대한 상한선을 적용하는 ECU(30)로 이루어진다.

여기서, 상기 제2조건측정수단(10)은 구동축(2)에 고정되어 배터리(11)로부터 동력을 얻는 오실레이터(12)와, 이 오실레이터(12)로부터 전원을 공급받으면서 구동축(2)의 토크 변화에 따라 자기장을 변화시키도록 구동축(2)에 권취된 와이어밴드(13) 및 이 와이어밴드(13)에서 발생된 자기장 변화를 검출해 ECU(30)로 전송하는 검출기(14)로 이루어진다.

이때, 상기 와이어밴드(13)는 얇은 스틸(강)로 이루어져도 가능함은 물론이다.

그리고, 상기 검출기(14)는 구동축(2)에 권취된 와이어밴드(13)로부터 약 5mm의 갭(G)을 유지하도록 차체 프레임(도시되어 있지 않음)등을 통해 장착됨은 물론이다.

또한, 상기 제1조건측정수단(20)은 차량의 적재된 화물에 따른 중량을 검출하는 로드센서와 같은 중량검출센서(20a)와, 경사진 노면에 위치된 차량의 상태를 검출하는 중력센서와 같은 노면경사센서(20b) 및 변속기의 변속단수를 검출하기 위한 포지션센서와 같은 기어위치측정센서(20c)로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 ECU(30)가 제1조건측정수단(20)을 통해 차량의 적재된 화물에 따른 중량과 차량의 경사 정도 및 변속기의 변속단에 대한 데이터와 제2조건측정수단(10)을 통해 구동축(2)으로 전달된 토크에 대한 데이터를 입력받은 상태에서 상기 제1조건측정수단(20)의 모든 요소(적재중량 값과 노면경사 값 및 기어위치 값)을 만족하는지 여부를 판단하게된다.

이어, 상기 제1조건측정수단(20)의 모든 요소가 만족됨을 확인한 ECU(30)는 제2조건측정수단(10)을 통해 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건(엔진최대토크 x 기어비 x 1.2(안전율))보다 큰 값을 갖는지 여부를 판단하게 된다.

이때, 상기 제2조건측정수단(10)을 통한 구동축 계측 토크 값은 도 1에 도시된 바와 같이, 구동축(2)에 장착된 오실레이터(12)로부터 전원을 공급받아 전기가 흐르는 도전상태를 유지하는 와이어밴드(13)가 구동축(2)과 함께 회전될 때 구동축의 토크변화에 따른 회전수 변화에 따라 발생되는 전기장이 변화되고 이에 따라, 상기 와이어밴드(13)의 변화된 전기장 값이 검출기(14)를 통해 감지되어 ECU(30)로 전송되어진다.

이후, 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건(엔진최대토크 x 기어비 x 1.2(안전율))보다 큰 값을 갖는다고 판단한 ECU(30)는 엔진토크를 최대 토크 값의 50% 정도로 급격히 저하시키도록 스로틀밸브의 개도량을 제어하게 된다.

이어, 상기 ECU(30)는 다시 제1조건측정수단(20)의 모든 요소(적재중량 값과 노면경사 값 및 기어위치 값)의 만족시 급격히 저하된 최대 토크 값의 50% 엔진토크를 유지하는 한편, 만약 상기 제1조건측정수단(20)의 모든 요소(적재중량 값과 노면경사 값 및 기어위치 값)가 만족되지 못하는 경우에는 정상적인 엔진 토크를 출력하도록 스로틀밸브를 제어하면서 상기 제1·2조건측정수단(20,10)을 지속적으로 모니터링(Monitoring)하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, ECU가 구동계로 전달되는 토크를 지속적으로 감지하면서 차량의 조건에 따라 엔진의 출력 토크를 제한시키게 되어, 경사진 도로나 험로를 주행시 큰 토크를 전달받는 동력전달계의 구동력 전담 축에 가해지는 비정상적인 토크쇼크(Torque Shock)를 차단시켜 내구성 저하를 방지하면서 구동축과 액슬의 기어부위가 파손을 야기하지 않는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

1. 엔진의 동력을 전달받는 변속기(1)와 차륜으로 구동력을 전달하는 액슬(3) 및 이 들 사이를 연결하는 구동축(2)으로 이루어진 동력전달계와,

   이 동력전달계의 구동축(2)으로 전달되는 토크를 측정하는 제2조건측정수단(10),

   차량 상태와 도로 조건등을 측정하는 제1조건측정수단(20) 및

   이 측정수단(10,20)으로부터 입력된 데이터를 이용해 스로틀밸브의 개도량을 제어하여 엔진의 출력 토크에 대한 상한선을 적용하는 ECU(30)로 이루어진 상용차량의 동력전달계 보호장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2조건측정수단(10)은 구동축(2)에 고정되어 배터리(11)로부터 동력을 얻는 오실레이터(12)와, 이 오실레이터(12)로부터 전원을 공급받으면서 구동축(2)의 토크 변화에 따라 자기장을 변화시키도록 구동축(2)에 권취된 와이어밴드(13) 및 이 와이어밴드(13)에서 발생된 자기장 변화를 검출해 ECU(30)로 전송하는 검출기(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 상용차량의 동력전달계 보호장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1조건측정수단(20)은 차량의 적재된 화물에 따른 중량을 검출하는 로드센서와 같은 중량검출센서(20a)와, 경사진 노면에 위치된 차량의 상태를 검출하는 중력센서와 같은 노면경사센서(20b) 및 변속기의 변속단수를 검출하기 위한 포지션센서와 같은 기어위치측정센서(20c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 상용차량의 동력전달계 보호장치.
4. ECU(30)가 구동축(2)으로 전달된 토크에 대한 데이터를 입력받은 상태에서 차량의 적재된 화물에 따른 중량과 차량의 경사 정도 및 변속기의 변속단에 대한 데이터가 설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 ECU(30)가 만족됨을 확인한 후 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건보다 큰 값을 갖는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 ECU(30)가 검출된 구동축 계측 토크 값이 특정 조건(엔진최대토크 x 기어비 x 1.2(안전율))보다 큰 값을 갖는다고 판단할 때 엔진토크를 최대 토크 값의 50% 정도로 급격히 저하시키도록 스로틀밸브의 개도량을 제어하는 단계;

   상기 ECU(30)가 차량의 적재된 화물에 따른 중량과 차량의 경사 정도 및 변속기의 변속단에 대한 데이터의 설정된 조건 만족 여부를 다시 판단해 엔진 토크의 정상 회복이나 최대 토크 값의 50% 저하 상태 유지 여부를 판단하는 단계로 이루어진 상용차량의 동력전달계 보호방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 특정 조건은 엔진최대토크 x 기어비 x 1.2(안전율)인 것을 특징으로 하는 상용차량의 동력전달계 보호방법.