e-LSD – 디퍼렌셜(3)
지난 글에서는 다판 클러치 타입 LSD와 헬리컬 기어 타입 LSD를 알아봤습니다. 이 두 방식은 기계적인 차동제한장치입니다. 이러한 기계식 LSD의 경우에는 오늘 살펴볼 E-LSD와 달리 일상 주행에서의 불편함을 야기할 수 있습니다.
기계식 LSD의 특성상, 일정 이상의 회전차가 발생했을 때만 작동합니다. 이는 필요한 상황에서 운전자의 의도와 다르게 차의 견인력을 낮추는 문제를 만들기도 합니다.
뿐만 아니라 일정 이상의 회전차가 발생하여 LSD가 작동할 때( 예를 들어 스로틀 조작없이 코너를 돌거나, 유턴을 하는 경우), 되려 회전 반경을 증가시키거나 턴인 시 언더스티어를 유발하는 요소가 될 수 있습니다. (참고 : 락 디퍼렌셜)
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이번 글에서는 E-LSD(전자식차동제한장치)를 알아보겠습니다.
E-LSD의 장점?
전자식차동제한장치는 기계식과 달리, 차동제한의 정도가 전자식으로 제어됩니다. 따라서 기계식과 다르게 더 작동 범위가 넓다고도 볼 수 있습니다.
자동차가 노면의 상태나 가속도 등을 고려하여 미리 E-LSD를 작동시켜 빠른 반응 속도를 보여줄 뿐 아니라, 필요한 만큼의 구동력 배분을 정확히 할 수 있게됩니다.
서론에서 언급했듯이 일상생활에서의 불편함을 없애주는 것도 E-LSD의 장점입니다. 전자식으로 제어되는 특성을 살려, 보통 주행 모드 별로 E-LSD의 작동 정도에 차이를 두기 때문에 스포츠 주행을 하지 않을 경우에는 좀 더 편하게 운전할 수 있게 됩니다.
E-LSD의 작동 원리
입력 정보
전자식차동제한장치를 제어하는 ECU는 다음과 같은 정보들을 받아들입니다.
- 휠 스피드 센서
- 조향각 센서
- 가속페달 위치 센서
- 가속도 센서
휠 스피드 센서로부터는 4개의 바퀴의 회전속도를 통해 차량의 속도 뿐 아니라, 각 바퀴의 가, 감속 정도를 알 수 있습니다. 즉, 기계식 LSD의 작동 조건인 좌우 바퀴의 회전차 또한 구할 수 있습니다.
조향각 센서는 운전자가 스티어링 휠을 조작함에 따른 조향각 속도와 조향각을 산출해내는 센서입니다.
가속페달 위치 센서는 운전자가 가속페달을 어느정도 밟았는지를 산출하는 센서로, 산출값은 운전자의 가속의지를 나타냅니다.
가속도 센서는 차량이 횡 방향(측면)으로 받는 힘이 어느정도 인지를 산출하는 센서입니다.
제어 로직
- 전자식차동제한장치의 ECU는 휠 스피드 센서와 가속도 센서를 통해 휠 속도와 차량의 가속도와 같은 차량 정보를 가져오고, 가속페달 위치 센서와 조향각 센서를 통해 운전자 정보를 받아들입니다.
- 운전자의 의도와 차량의 움직임을 고려하여 ECU는 필요한 구동력을 결정합니다.
- 펌프로 신호를 보내 유압을 생성합니다.
- 유압에 의해 피스톤이 밀려나고, 이는 다판 클러치 팩을 마찰시키게 됩니다.
- 다판 클러치 팩이 연결됨에 따라 ECU의 판단대로 좌/우로 구동력이 전달됩니다.
E-LSD의 적용 사례
전자식으로 제어되는 LSD는 그 장점들을 살려 양산차에 그대로 적용되어 있습니다. 대표적으로 현대 N모델들이 있습니다.
현대에서는 N모델들에 “N 코너 카빙 디퍼렌셜”이라는 이름으로 전자식차동제한장치를 적용하고 있습니다. 실제로 그 효과가 확실해서 ‘코너링 악동’이라는 별명이 붙지 않았나 생각합니다. 제가 느끼기에도 코너 감는 맛이 아주 좋은 차였습니다.
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E-LSD는 이런 스포츠 주행에서 뿐 아니라 험로 탈출에서 또한 큰 역할을 합니다. 제네시스 GV80에서도 후륜에 E-LSD를 적용하여 험로 탈출 능력을 강조한 적이 있습니다.
마치며
기계식에 이어 전자식 LSD까지 알아보았습니다. 다음에는 차동제한장치 외에 좌우 구동력 배분을 하는 방법들을 아직은 양산되지 않은 기술들까지 포함하여 알아보겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다.
