안녕하세요~ 오랜만에 아우디 기술 분석으로 인사드리는 린드우디입니다~!

이번에 풀체인지 RS5가 공개되면서 처음으로 적용되는 새로운 기술들이 공개 되었는데요.

그 중에서 오늘은 기존의 스포츠 디퍼렌셜을 대신할 "다이나믹 토크 컨트롤" 기술에 대해 분석해보고자 합니다.

1. "스포츠 디퍼렌셜" vs "다이나믹 토크 컨트롤"

일단 다이나믹 토크 컨트롤에 대해 설명하기 전에 기존의 스포츠 디퍼렌셜에 대한 간략한 설명을 드리겠습니다.

스포츠 디퍼렌셜은 2008년에 처음 개발되어 고성능 아우디 모델인 B8 S4의 후륜에 처음 장착된 이후로 

RS4, S5, RS5, S6, RS6, S7, RS7, S8, SQ5, SQ7, RSQ8 등 다양한 아우디의 고성능 S, RS모델에 꾸준히 사용되었습니다.

두 개의 습식 클러치를 사용해서 한쪽 바퀴로 토크를 몰아줄 수 있는 능동 토크 벡터링 방식의 리어 디퍼렌셜이며

특히 코너링시 외륜쪽 바퀴 회전수를 10% 정도 증가시켜 다이나믹한 코너링이 가능하도록 만들어줍니다.

그리고 2026년 드디어 스포츠 디퍼렌셜의 뒤를 이을 새로운 능동 토크 벡터링이 공개 되었는데요.

아우디에서 발표한 공식 이름은 "다이나믹 토크 컨트롤"입니다.

얼핏 봐도 내부 구조가 기존 스포츠 디퍼렌셜과는 완전히 달라졌음을 알 수 있습니다.

특히 두 개의 습식 클러치가 사라지고 대용량 전기 모터와 유성 기어 세트가 추가된 것이 인상적입니다.

아우디에서 공개한 자료에 따르면 이 "다이나믹 토크 컨트롤"의 시스템을 

"Electromechanical torque vectoring(전기기계식 토크 벡터링)"이라고 소개 하고 있습니다.

아마도 전기 모터와 기계 장치들이 조합되어 토크 벡터링 효과를 낸다는 의미겠죠?

이제 "다이나믹 토크 컨트롤"을 좀 더 세부적으로 살펴보겠습니다.

2. "다이나믹 토크 컨트롤"의 핵심 부품

아우디 미디어 센터에서 공개된 자료에 따르면 "다이나믹 토크 컨트롤"의 구성은 아래와 같습니다.

1. 기본적인 차동 역할을 해줄 "오픈 디퍼렌셜"

2. 토크 벡터링의 컨트롤러 역할을 해줄 대용량 "전기 모터"

3. 토크 배분 비율을 세팅하는 "유성 기어 세트"

위와 같이 3가지 구성 요소가 핵심입니다.

재미있는 점은 시스템에 습식 클러치가 없음에도 좌우 바퀴에 능동적으로 토크 배분이 가능하다는 점인데요.

과연 어떤 원리로 동작하는걸까요?

일단 먼저 엔진 구동력이 "오픈 디퍼렌셜"을 통해 좌우 바퀴로 토크 전달하는 모습은 위 그림과 같습니다.

일반적인 일상 주행 코너링 상황에서는 오픈 디퍼렌셜을 통해 부드럽게 코너링을 하게 됩니다.

그런데 위 그림을 잘 보시면 뭔가 희안한 부분이 하나 있습니다.

우측 바퀴는 오픈 디퍼렌셜과 직결되어 있는데, 좌측 바퀴는 중간에 뭔가 복잡한 장치들이 존재합니다.

바로 토크 벡터링 역할을 수행해주는 "유성 기어 세트"입니다.

어떻게 한쪽 바퀴에만 유성 기어 세트를 집어넣고도 토크를 몰아 주는 기능을 수행하는 걸까요?

전기 모터의 구동력 흐름을 보면 위 그림과 같습니다.

보시면 전기 모터가 회전하면서 기어를 동작시키면 "유성 기어 세트"의 썬기어(sun gear)를 회전 시킵니다.

이때 전기모터는 시계방향(CW)으로도 회전이 가능하고, 반시계방향(CCW)으로도 회전이 가능합니다.

당연히 유성 기어 세트의 썬기어도 시계방향으로 회전, 또는 반시계방향으로 회전이 가능합니다.

자~ 여기서 잠시 "유성 기어 세트"가 어떤 역할을 할 수 있는지 짚고 넘어가야 하는데요.

가장 일반적인 형태의 유성 기어는 위 그림과 같으며 4가지 요소로 구성됩니다.

1. 정 가운데에서 회전하는 썬기어(sun gear)

2. 썬기어와 맞물려 태양 주위를 공전하듯이 썬기어 주변을 도는 유성 기어(planet gear)

3. 그리고 유성 기어(planet gear)와 연결되어 토크를 주거나 받는 캐리어(carrier)

4. 마지막으로 유성기어와 맞물려 회전하는 링기어(ring gear)

위와 같은 구성요소로 되어 있습니다.

유성 기어 세트의 기본적인 동작 방식은 아래 영상을 참고 해주시구요!

사실 유성 기어 세트가 워낙 기하학 적인 동작이라 직관적으로 이해하기에 쉽지 않습니다.

때문에 모든걸 다 이해하고 넘어 가기엔 시간이 너무 오래 걸리므로 필요한 내용만 뽑아 보자면..

유성 기어 세트는 어떤 요소를 "고정"시키느냐에 따라 입력축과 출력축의 다양한 기어비 구현이 가능합니다.

가령 링 기어 고정시키면 강력한 힘을 내는 "감속기"로 동작 할 수 있으며

선 기어 고정시키면 빠른 회전을 만드는 "증속기(오버드라이브)"로 동작 할 수 있으며

캐리어를 고정시키면 회전 방향을 반대로 바꾸는 동작도 가능합니다.

오호라.. 감속기? 증속기? 뭔가 느낌이 오시나요? 

그렇습니다~! 아우디의 "다이나믹 토크 컨트롤"은 좌측 바퀴를 감속 또는 증속하는 기능입니다.

자 그럼 다시 한번 유성 기어 세트를 자세히 한번 뜯어 보겠습니다.

3. "다이나믹 토크 컨트롤"의 동작 원리

위 그림과 같이 2개의 썬기어, 2개의 유성기어, 1개의 링기어가 조합된 2중 구조의 유성 기어 세트입니다.

1차 썬기어는 하우징과 고정되어 있고, 1차 유성 기어는 1차 썬기어와 통합 링기어에 맞물려 있습니다.

2차 썬기어는 전기모터와 연동되고, 2차 유성 기어는 2차 썬기어와 통합 링기어에 맞물려 있습니다.

자, 대충 막 복잡한 구조인건 알겠는데 그러면 어떻게 이게 동작하는걸까요?

먼저 "오픈 디퍼렌셜"과 "좌측 바퀴"까지 연결되는 동력 흐름을 정리해 보겠습니다.

위 그림처럼 오픈 디퍼렌셜의 좌측 샤프트는 -> 1차 유성기어 캐리어

1차 유성기어 캐리어는 -> 1차 유성기어

1차 유성기어는 -> 통합 링기어

통합 링기어는 -> 2차 유성기어

2차 유성기어는 -> 2차 유성기어 캐리어

2차 유성기어 캐리어는 -> 좌측 바퀴로 연결되어 토크를 전달합니다.

이때 1차 썬기어는 고정되어 있으므로 전기모터와 연동된 2차 썬기어가 어떤 방향으로 회전하느냐에 따라

1차 유성기어 세트와 2차 유성 기어 세트의 기어비의 변화를 일으킵니다.

첫번째! 전기 모터가 동작 하지 않는 경우!

이때는 1차 썬기어와 2차 썬기어가 모두 고정된 상태이므로 유성 기어 세트들은 기어비 변화가 없습니다.

따라서 오픈 디퍼렌셜을 통해 전달된 구동 토크는 좌우 바퀴에 50 : 50으로 배분합니다.

두번째! 전기 모터가 반시계 방향으로 회전하는 경우!

전기모터가 반시계 방향으로 회전하게되면 그에 따른 2차 썬기어의 회전 방향에 의해

유성 기어 세트들은 증속기(오버 드라이브)가 되도록 기어비가 낮게 동작하도록 변화합니다.

따라서 좌측 바퀴는 낮은 기어비로 인해 우측 바퀴 대비 더 높은 회전수를 가지며

높은 회전수를 가진 쪽으로 토크를 보내려는 오픈 디퍼렌셜 특성상 좌측 바퀴로 토크가 몰립니다.

어찌보면 오픈 디퍼렌셜의 단점을 역으로 이용한 셈이죠.

결과적으로 좌측 바퀴는 더 높은 회전수와 더 많은 토크를 받게 되는 동작을 하게됩니다.

세번째! 전기 모터가 시계 방향으로 회전하는 경우!

자! 이번에는 전기모터가 시계 방향으로 회전하게되면 그에 따른 2차 썬기어의 회전 방향에 의해

유성 기어 세트들은 감속기가 되도록 기어비가 높게 동작하도록 변화합니다.

따라서 좌측 바퀴는 높은 기어비로 인해 우측 바퀴 대비 더 낮은 회전수를 가지며

이번에는 반대로 상대적으로 왼쪽 바퀴 대비 높은 회전수를 가진 오른쪽 바퀴로 토크가 몰립니다.

위 내용을 다시 한번 생각하시면서 아우디가 공개한 영상을 보시겠습니다.



4. 정리

지금까지 오픈 디퍼렌셜의 단점을 역으로 이용한 "다이나믹 토크 컨트롤"의 동작 원리에 대해 정리해 보았습니다.

한쪽 바퀴의 기어비를 높여 회전수를 낮춘다는 점에서 브레이크 방식의 토크 벡터링과 얼핏 비슷해보이기도 합니다.

다만 브레이크 방식의 토크 벡터링은 바퀴 자체에 제동을 걸어야 하기 때문에

구동 손실로 인한 주행 속도 저하가 가장 큰 단점입니다.

그에 비해 능동 토크 벡터링의 경우 속도 저하 없이 코너링시 외륜에 토크를 몰아준다는 점에서

코너 탈출시 under throttle상태에서 좀 더 적극적인 차량의 yaw거동을 보여줄 수 있습니다.

그렇다면 기존의 "스포츠 디퍼렌셜"대비 어떤 점이 더 좋기 때문에 이렇게 바뀐걸까요?

아직 실제로 타보지 못해서 뭐가 더 낫다고 말하기 힘들지만 대략 짐작을 해보자면...

1. 습식 클러치 방식이 아닌 전기 모터와 유성 기어를 통해 기존 대비 훨씬 빠른 반응성

2. 습식 클러치가 아닌 순수 기어 방식으로 내구성 향상

3. 습식 클러치의 슬립으로 인해 손실되는 구동력이 없어서 토크 벡터링 효율 높아짐

등의 장점이 있을거라 예상이 듭니다.

여튼 한국에도 풀체인지 RS5모델이 빠르게 출시 되었으면 좋겠네요ㅎㅎ

재밌게 봐주셔서 감사합니다~!