KR101906652B1 - 총륜 구동 차량용 분리형 동력전달라인 - Google Patents

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폴 조셉 발렌테
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아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드
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Abstract

총륜 구동 차량용 분리형 동력전달라인 구조는 분리 기구를 갖는 동력 인출 유닛, 분리 기능, 속도 동기화 기능 및 토크 바이어싱 기능을 제공하는 토크 전달 장치를 갖는 후방 구동 모듈, 및 상기 분리 기구와 토크 전달 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함한다. 동력 인출 유닛과 후방 구동 모듈은 각각, 제어 시스템의 제어 하에 고속 및 저속 구동 연결의 수립을 가능하게 하는 2속 레인지 시프트 유닛을 구비할 수 있다.

Description

총륜 구동 차량용 분리형 동력전달라인{DISCONNECTABLE DRIVELINE FOR ALL-WHEEL DRIVE VEHICLE}
(관련 출원에 대한 상호-참조)
본 출원은, 2012년 5월 14일자로 출원되고 그 내용 전체가 본 명세서에 참조로 상세히 원용되는 미국 실용신안 출원 제13/470,941호에 대해 우선권을 주장한다.
(분야)
본 발명은 일반적으로 총륜 구동 차량(all-wheel drive vehicle)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 총륜 구동 차량용 단일-속도 및 다단-속도 분리형 동력전달라인(single-speed and multi-speed disconnectable driveline)에 관한 것이다.
이 섹션은 반드시 종래 기술은 아닌 본 발명에 관한 배경 기술 정보를 제공한다.
크로스오버 차량과 같은 많은 현대의 자동차는 앞바퀴 구동(front-wheel drive: FWD) 아키텍처를 기반으로 하는 총륜 구동(all-wheel drive: AWD) 구동계(drivetrain)와 함께 이용될 수 있다. 이 선택적 구동계 장치는 차량이 악천후와 오프로드 조건에서 작동될 때 보다 양호한 정지마찰(traction)을 제공하기 위해 구동 토크가 선택적으로 및/또는 자동적으로 동력계(powertrain)로부터 일차(즉, 전방) 동력전달라인 및 이차(즉, 후방) 동력전달라인의 양자로 전달될 수 있게 한다. 이러한 AWD 차량은 필연적으로, 일차 동력전달라인에 추가적으로 동력 인출 유닛(power take-off unit) 및 추진축(propshaft)과 같은 이차 동력전달라인과 연관된 추가 부품을 포함해야 하는 훨씬 더 복잡한 구동계를 구비한다.
구동 토크가 전혀 전달되지 않을 때 역행-구동되는(back-driven) 이차 동력전달라인과 연관된 동력전달라인 손실(즉, 점성 저항, 마찰, 관성 및 오일 교반)을 최소화하기 위한 노력의 일환으로, 예를 들어 후륜 또는 후방 차동장치와 같은 이차 동력전달라인의 부품을 이차 동력전달라인의 잔여부로부터 결합해제시키도록 구성되는 분리 시스템을 통합하는 것이 알려져 있다.
이를 위해서, AWD 차량에 사용하기 위한 개선된 분리형 동력전달라인의 개발이 요구된다.
본 발명의 일 태양은 분리 기구를 갖는 단일-속도 동력 인출 유닛, 분리 기능, 속도 동기화 기능 및 토크 바이어싱 기능을 제공할 수 있는 토크 전달 장치를 갖는 단일-속도 후방 구동 모듈, 및 상기 분리 기구와 토크 전달 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는, 총륜 구동 차량에 사용하기 위한 분리형 이차 동력전달라인 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 태양은 분리 기구와 레인지 시프트 기구(range shift mechanism)를 갖는 2속(two-speed) 동력 인출 유닛, 토크 전달 장치와 레인지 시프트 기구를 갖는 2속 후방 구동 모듈, 및 상기 2속 동력 인출 유닛과 2속 후방 구동 모듈의 조정된(coordinated) 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는, 총륜 구동 차량에 사용하기 위한 분리형 이차 동력전달라인 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 태양에 따르면, 총륜 구동 차량은 동력계, 일차 동력전달라인, 동력 스위칭 기구, 이차 동력전달라인, 및 제어 시스템을 포함할 수 있다. 동력계는 원동기 및 출력부를 갖는 변속기를 포함할 수 있다. 일차 동력전달라인은 변속기 출력부에 의해 구동되며, 원동기로부터의 회전 파워를 한 쌍의 일차 차륜으로 방향인도하도록 작동할 수 있다. 동력 스위칭 기구는 제어 시스템의 제어 하에 분리 모드와 연결 모드 중 하나의 모드로 작동할 수 있다. 그 연결 모드에서 동력 스위칭 기구는 변속기 출력부로부터의 회전 파워를 이차 동력전달라인으로 방향인도하도록 작동할 수 있다. 이차 동력전달라인은 후방 구동 모듈 및 동력 스위칭 기구의 출력부를 상기 후방 구동 모듈의 입력부에 결합시키는 추진축을 포함할 수 있다. 후방 구동 모듈은 한 쌍의 액슬샤프트(axleshaft)를 한 쌍의 이차 차륜에 상호연결하는 이차 차동장치, 및 상기 입력부와 상기 이차 차동장치 사이에 작동적으로 배치되는 토크 전달 장치를 포함할 수 있다. 토크 전달 장치는 제어 시스템의 제어 하에 분리 모드와 연결 모드 중 하나의 모드로 작동할 수 있다. 그 연결 모드에서 토크 전달 장치는 동력 스위칭 기구에 의해 전달되는 회전 파워를 이차 차동장치로 방향인도하도록 작동할 수 있다. 동력 스위칭 기구와 토크 전달 장치가 그 분리 모드에 있을 때, 회전 파워는 일차 차륜에만 전달된다. 그 분리 모드에서 토크 전달 장치는 이차 차륜과 이차 차동장치가 후방 구동 모듈의 입력부, 추진축, 및 동력 스위칭 기구의 출력부를 역행-구동하지 못하게 하도록 작동할 수 있다. 그 분리 모드에서 동력 스위칭 기구는 변속기 출력부가 동력 스위칭 기구의 출력부 및 추진축을 구동하지 못하게 하도록 작동할 수 있다.
상기에 추가적으로, 본 발명의 총륜 구동 차량은 또한 2속 동력 스위칭 기구 및 2속 후방 구동 모듈을 포함할 수 있다. 2속 동력 스위칭 기구는 여전히 그 분리 모드 및 연결 모드로 작동할 수 있지만, 변속기 출력부와 일차 차륜을 구동하는 일차 차동장치 사이에 작동적으로 배치되는 유성 감속 기구 및 레인지 시프트 기구를 추가로 포함한다. 동력 스위칭 기구는 변속기 출력부와 일차 차동장치 사이에 2륜 하이-레인지(high-range) 구동 연결, 4륜 하이-레인지 구동 연결 및 4륜 로우-레인지(low-range) 구동 연결을 수립할 수 있다. 2속 후방 구동 모듈은 여전히 그 분리 모드 및 연결 모드로 작동할 수 있지만, 이것은 토크 전달 장치의 출력부와 이차 차동장치 사이에 작동적으로 배치되는 유성 감속 기구 및 레인지 시프트 기구를 추가로 포함한다. 후방 구동 모듈은 토크 전달 장치의 출력부와 이차 차동장치에 대한 입력부 사이에 하이-레인지 구동 연결 및 로우-레인지 구동 연결을 수립할 수 있다. 제어 시스템은 2속 동력 스위칭 기구와 2속 후방 구동 모듈의 작동을 조정하도록 작동할 수 있다.
추가적인 적용 가능한 분야는 본 명세서의 설명 및 청구범위로부터 명확해질 것이다. 본 개요에서의 설명 및 특정 예는 예시를 위한 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
설명되는 도면은 선택된 실시예를 예시하기 위한 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아니다. 여러 도면에서 유사하거나 동일한 요소에는 일관된 참조 부호가 부여된다.
본 발명은 상세한 설명과 첨부도면에 의해 보다 충실하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 분리형 총륜 구동 시스템을 구비한 자동차의 개략도이다.
도 2는 도 1의 분리형 총륜 구동 시스템과 연관된 단일-속도 동력 인출 유닛의 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 개략도에 기초하고, 그 하우징은 개선된 명료함을 위해 제거되며, 본 발명에 따라 구성되는 단일-속도 동력 인출 유닛의 사시도이다.
도 6은 대체로 도 5의 6-6 라인을 따라서 취한 단일-속도 동력 인출 유닛의 단면도이다.
도 7은 도 1의 분리형 총륜 구동 시스템과 연관된 단일-속도 후방 구동 모듈의 개략도이다.
도 8 내지 도 10은 도 7에 도시된 개략도에 기초하고 본 발명에 따라 구성되는 단일-속도 후방 구동 모듈의, 그 하우징 구조물이 존재 및 부재한 상태에서의 사시도이다.
도 11은 대체로 도 10의 11-11 라인을 따라서 취한 단일-속도 후방 구동 모듈의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따라 구성된 분리형 총륜 구동 시스템의 다른 구조를 갖는 자동차의 개략도이다.
도 13은 도 12의 분리형 총륜 구동 시스템과 연관된 2속 동력 인출 유닛의 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시된 개략도에 기초하고 본 발명에 따라 구성되는 2속 동력 인출 유닛의 분해 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 2속 동력 인출 유닛의 단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 도 15에 도시된 2속 동력 인출 유닛의 부분 단면도로서, 그 모드 및 레인지 시프트 부품이 2륜 하이-레인지(2-Hi) 모드, 4륜 하이-레인지(4-Hi) 모드, 중립 모드, 및 4륜 로우-레인지(4-Low) 모드를 각각 형성하도록 배치된 상태의 부분 단면도이다.
도 17a 내지 도 17d는 도 12의 분리형 총륜 구동 시스템과 연관된 2속 후방 구동 모듈의 개략도로서, 그 레인지 시프트 부품이 하이-레인지(H) 모드, 중립(N) 모드, 로우-레인지(L) 모드, 및 로우-레인지 로크(LOCK) 모드를 각각 형성하도록 배치된 상태의 개략도이다.
도 18 내지 도 21은 도 17a 내지 도 17d에 도시된 개략도에 기초하고 본 발명에 따라 구성되는 2속 후방 구동 모듈의, 그 하우징 구조물이 존재 및 부재한 상태에서의 사시도이다.
도 22는 대체로 도 21의 22-22 라인을 따라서 취한 단면도이다.
도 23은 도 12의 분리형 총륜 구동 시스템에 사용하도록 구성된 2속 후방 구동 모듈의 대체 예시적 실시예의 부분 단면도이다.
하기 예시적 실시예는 본 발명이 철저하고 완전하게 그 범위를 당업자에게 전달하도록 제공된다. 본 발명의 예시적 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 부품, 장치 및 개략 구조의 예와 같은 수많은 특정 상세가 제시된다. 그러나, 이들 특정 상세가 이용될 필요가 없고, 예시적 실시예가 여러가지 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 어느 것도 본 발명의 범위를 제한하도록 간주되지 않아야 함은 당업자에게 자명할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 교시에 따라 구성된 자동차가 개략적으로 도시되어 있으며, 이는 일반적으로 참조부호 10으로 지칭된다. 차량(10)은 일차 동력전달라인(16), 동력 스위칭 기구(18), 이차 동력전달라인(20), 및 제어 시스템(22)을 포함할 수 있는 구동계(14)와 동력계(12)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 태양에서, 일차 동력전달라인(16)은 전방 동력전달라인일 수 있으며 이차 동력전달라인(20)은 후방 동력전달라인일 수 있다.
동력계(12)는 내연기관 또는 전동기와 같은 원동기(24), 및 수동, 자동, 또는 무단 변속기와 같은 임의 형태의 변속 기구일 수 있는 변속기(26)를 포함할 수 있다. 원동기(24)는 일차 동력전달라인(16) 및 파워 전달 기구(18)에 회전 파워를 제공하도록 작동할 수 있다.
추가로 도 2를 참조하면, 일차 동력전달라인(16)은 변속기(26)의 출력 부재(도시되지 않음)에 의해 구동되는 입력 부재(32)를 갖는 일차 또는 제1 차동장치(30)를 포함할 수 있다. 도시된 특정 구조에서, 제1 차동장치(30)는 트랜스액슬(transaxle)로 통칭되는 형태인 변속기(26)의 부분으로서 구성되고 통상적으로 앞바퀴 구동 차량에 사용된다. 일차 동력전달라인(16)은 제1 차동장치(30)의 출력 부품을 제1 차륜(36L, 36R) 세트에 결합시킬 수 있는 한 쌍의 제1 액슬샤프트(34L, 34R)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 차동장치(30)는 입력 부재(32)에 의해 회전 구동되는 제1 차동장치 케이스(38), 상기 제1 차동장치 케이스(38)에 의해 회전 구동되는 적어도 한 쌍의 제1 피니언 기어(40), 및 상기 제1 피니언 기어(40)와 맞물리고 상기 제1 액슬샤프트(34L, 34R)를 구동하도록 연결되는 한 쌍의 제1 사이드 기어(42)를 포함할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 이하에서 동력 인출 유닛(power take-off unit: PTU)으로 지칭되는 동력 스위칭 기구(18)는 일반적으로 하우징(46), 제1 차동장치(30)의 제1 차동장치 케이스(38)와 공통 회전하도록 결합되는 입력부(48), 출력부(50), 전달 기어 조립체(52), 분리 기구(54), 및 분리 액추에이터(56)를 포함할 수 있다. 입력부(48)는 하우징(46)에 의해 회전 가능하게 지지되고 제1 액슬샤프트(34R)의 일부를 동심적으로 둘러싸는 튜브형 입력 샤프트(58)를 포함할 수 있다. 입력 샤프트(58)의 제1 단부는 제1 차동장치 케이스(38)와 함께 회전하도록 결합될 수 있다. 출력부(50)는 하우징(46)에 의해 회전 가능하게 지지되고 피니언 기어(62)를 갖는 출력부 피니언 샤프트(60)를 포함할 수 있다. 전달 기어 조립체(52)는 중공 전달 샤프트(64), 헬리컬 기어셋(66), 및 피니언 기어(62)와 맞물리는 하이포이드 기어(68)를 포함할 수 있다. 전달 샤프트(64)는 제1 액슬샤프트(34R)의 일부를 동심적으로 둘러싸며 하우징(46)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 헬리컬 기어셋(66)은 전달 샤프트(64)와 함께 회전하도록 고정되는 제1 헬리컬 기어(70) 및 상기 제1 헬리컬 기어(70)와 맞물리는 제2 헬리컬 기어(72)를 포함할 수 있다. 제2 헬리컬 기어(72)와 하이포이드(hypoid) 기어(68)는 하우징(46) 내에 회전 가능하게 지지되는 스터브 샤프트(stub shaft)(74) 상에 일체로 형성되거나 스터브 샤프트와 공통 회전하도록 고정된다.
분리 기구(54)는 동력계(14)로부터의 회전 파워를 이차 동력전달라인(20)에 선택적으로 전달하기 위해 사용될 수 있는 임의 형태의 클러치, 분리 또는 결합 장치를 포함할 수 있다. 제공되는 특정 예에서, 분리 기구(54)는 도그 클러치(dog clutch)로서 구성된다. 도그 클러치는 입력 샤프트(58)의 제2 단부에 형성되는 외부 스플라인 치형부(76) 세트, 전달 샤프트(64) 상에 형성되는 외부 클러치 치형부(78) 세트, 입력 샤프트(58) 상의 외부 스플라인 치형부(76)와 지속적으로 맞물리는 내부 스플라인 치형부(82)를 갖는 모드 칼라(80), 및 시프트 칼라(80)를 제1 모드 위치와 제2 모드 위치 사이에서 축방향으로 병진이동시키도록 작동 가능한 시프트 포크(84)를 포함할 수 있다. 비동기화(non-synchronized) 도그 클러치로서 개략 도시되었지만, 분리 기구(54)는 이러한 구조가 요구될 경우 동기화 도그 클러치를 포함할 수 있음을 알 것이다.
모드 칼라(80)는 "2WD" 인출선(leadline)으로 식별되는 그 제1 모드 위치에 있는 것으로 도시되어 있으며, 여기서 모드 칼라(80) 상의 내부 스플라인 치형부(82)가 전달 샤프트(64) 상의 외부 클러치 치형부(78)로부터 결합해제된다. 따라서, 입력 샤프트(58)는 전달 샤프트(64)와의 구동 결합으로부터 분리된다. 따라서, 동력계(12)로부터 동력 인출 유닛(18)의 전달 기어 조립체(52) 및 출력 피니언 샤프트(60)로 어떤 회전 파워도 전달되지 않는다. 모드 칼라(80)가 "AWD" 인출선으로 식별되는 그 제2 모드 위치에 있는 상태에서, 그 내부 스플라인 치형부(82)가 입력 샤프트(58) 상의 외부 스플라인 치형부(76) 및 전달 샤프트(64) 상의 외부 클러치 치형부(78) 양자와 결합된다. 따라서, 모드 칼라(80)는 동력계(12)로부터의 회전 파워가 동력 인출 유닛(18)을 통해서 출력 피니언 샤프트(60)로 전달되도록 입력 샤프트(58)와 전달 샤프트(64) 사이에 구동 연결을 수립한다. 상술되듯이, 출력 피니언 샤프트(60)는 추진축(86)을 거쳐서 이차 동력전달라인(20)에 결합된다.
분리 액추에이터(56)는, 시프트 포크(fork)(84)를 축방향으로 이동시키도록 작동 가능하여 그 두 개의 개별 모드 위치 사이에서의 모드 칼라(80)의 동시 축방향 병진이동을 초래하는 임의 형태의 액추에이터 기구일 수 있다. 분리 액추에이터(56)는 동력 인출 유닛(18)의 하우징(46)에 장착된 것으로 도시된다. 분리 액추에이터(56)는, 제어 시스템(22)으로부터 제어 신호를 수신할 수 있고 예를 들어 유압-작동식, 공기압-작동식 또는 전자기계-작동식 장치를 포함할 수 있는 동력-작동 기구일 수 있다.
전술했듯이, 도 2는 동력 인출 유닛(18)과 연관될 수 있는 부품을 개략적으로 도시한다. 이제 도 3 내지 도 6의 참조는 동력 인출 유닛(18)의 예시적 실시예와 연관되는 이러한 부품의 보다 한정적인 구조적 구성을 제공할 것이다. 특히, 이들 도면은 개선된 명료함을 위해 하우징(46)이 제거된 상태의 조립된 부품을 도시한다. 입력 샤프트(58), 전달 샤프트(64), 스터브 샤프트(74), 및 출력 피니언 샤프트(60)의 각각은 상기 각각을 하우징(46) 내에서 또는 하우징으로부터 회전 가능하게 지지하기 위해 이들 샤프트 상에 적절한 베어링이 조립된 상태로 도시되어 있다. 분리 액추에이터(56)는 시프트 포크(84)가 연장되어 나오는 자립형 동력-작동 유닛(88)으로서 도시되어 있다. 동력-작동 유닛(88)은 모터 출력부의 회전을 시프트 포크(84)의 병진 운동으로 전환하도록 구성된 전동기 및 기어식 구동 유닛을 포함할 수 있다. 제1 차동장치(30) 내의 그 각각의 제1 사이드 기어(42)와의 스플라인 연결을 촉진하기 위해 제1 액슬샤프트(34R)의 일 단부에는 외부 스플라인 치형부(90)가 제공된다. 마찬가지로, 제1 차동장치 케이스(38)의 교합부와의 스플라인 연결을 촉진하기 위해 입력 샤프트(58)의 제1 단부에는 외부 스플라인 치형부(92)가 제공된다.
이제 도 1 및 도 7을 특히 참조하면, 이차 동력전달라인(20)은 추진축(86), 후방 구동 모듈(rear drive module: RDM)(100), 한 쌍의 제2 액슬샤프트(102L, 102R), 및 제2 차륜(104L, 104R) 세트를 포함할 수 있다. 추진축(86)의 제1 단부는 동력 인출 유닛(18)으로부터 연장되는 출력 피니언 샤프트(60)와 함께 회전하도록 결합될 수 있으며, 추진축(86)의 제2 단부는 후방 구동 모듈(100)의 입력부(106)와 함께 회전하도록 결합될 수 있다. 후방 구동 모듈(100)은 하우징(108), 이차 또는 제2 차동장치(110), 일반적으로 회전 파워를 입력부(106)로부터 제2 차동장치(110)로 선택적으로 결합 및 전달하도록 구성되는 토크 전달 장치(torque transfer device: TTD)(112), 및 TTD 액추에이터(114)를 포함할 수 있다. 입력부(106)는 피니언 기어(118)를 갖는 입력 피니언 샤프트(116), 중공 스풀(spool)(120), 및 상기 스풀(120)과 함께 회전하도록 고정되고 피니언 기어(118)와 맞물리는 하이포이드 기어(122)를 포함할 수 있다. 제2 차동장치(110)는 제2 차동장치 케이스(124), 상기 제2 차동장치 케이스(124)에 의해 회전 구동되는 적어도 한 쌍의 제2 피니언 기어(126), 및 상기 제2 피니언 기어(126)와 맞물리는 한 쌍의 제2 출력 사이드 기어(128)를 포함할 수 있다. 제2 출력 사이드 기어(128)는 제2 액슬샤프트(102L, 102R)의 내측 단부와 함께 회전하도록 고정된다.
토크 전달 장치(112)는 입력부(106)로부터의 회전 파워를 선택적으로 제2 차동장치(110)에 전달하기 위해 사용될 수 있는 임의 형태의 클러치 또는 결합 장치를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 토크 전달 장치(112)는 스풀(120)에 의해 구동되는 입력 클러치 부재(130), 제2 차동장치 케이스(124)와 함께 회전하도록 결합되는 출력 클러치 부재(132), 상기 입력 클러치 부재와 출력 클러치 부재 사이에 배치되는 교직(interleaved) 마찰판을 갖는 멀티-판 클러치 팩(134), 및 상기 클러치 팩(134)에 클러치 결합력을 선택적으로 인가하기 위해 이동할 수 있는 결합 부재(136)를 포함할 수 있는 멀티-판 마찰 클러치이다. 세장형 중공 클러치 출력 샤프트(138)는 제2 차동장치 케이스(124)와 함께 공통 회전하기 위한 출력 클러치 부재(132)를 연결할 수 있으며, 제2 액슬샤프트(102R)의 일부를 둘러싸도록 구성된다. TTD 액추에이터(114)는 클러치 팩(134)에 대한 결합 부재(136)의 병진 운동을 발생시키도록 제공되며, 제어 시스템(22)으로부터의 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.
입력 클러치 부재(130)로부터 출력 클러치 부재(132)로 회전 파워가 전달되지 않도록 결합 부재(136)가 배치될 때 토크 전달 장치(112)에 대한 제1 또는 "분리" 모드가 수립될 수 있다. 이 "분리" 모드에서, 제2 차륜(104L, 104R), 제2 액슬샤프트(102L, 102R), 제2 차동장치(110), 클러치 출력 샤프트(138) 및 출력 클러치 부재(132)는 후방 구동 모듈(100)의 입력부(106)로부터 분리된다. 따라서, 제2 차륜의 롤링 운동의 결과로서의 이들 부품의 회전은 추진축(86)과 동력 인출 유닛(18)의 부품을 "역행-구동"하지 않는다.
토크 전달 장치(112)에 대한 제2 또는 "연결" 모드는 결합 부재(136)에 의해 클러치 팩(134) 상에 인가되는 클러치 결합력에 의해 회전 파워가 제2 차동장치(110)를 통해서 뒷바퀴(104L, 104R)로 송출되도록 입력부(106)로부터 클러치 출력 샤프트(138)로 전달될 때 수립될 수 있다. 또한, 연결 모드에서는 "토크 바이어싱" 기능도 제공될 수 있는데 이는 클러치 팩(134)에 인가되는 클러치 결합력의 크기에 대한 가변 제어가 동력계(12)로부터 일차 동력전달라인(16) 및 이차 동력전달라인(20)으로 전달되는 회전 파워의 분배율을 변경할 수 있기 때문이다. 따라서, 토크 전달 장치(112)는 입력부(106)와 제2 차동장치(110) 사이에 구동 연결을 수립하면서 이용가능한 구동 토크를 바이어싱하기 위해서 필요에 따라 미끄러지거나 주기적으로 결합 및 결합해제되도록 구성 또는 제어될 수 있다.
TTD 액추에이터(114)는, 토크 전달 장치(112)를 그 제1 모드와 제2 모드 사이에서 시프트할 뿐 아니라 결합 부재(136)에 의해 클러치 팩(134) 상에 인가되는 클러치 결합력의 크기를 적합하게 조절할 수 있는 임의의 동력-작동 장치일 수 있다. 따라서, TTD 액추에이터(114)는 예를 들어, 인출선(140)에 의해 도시되는, 결합 부재(136)와의 기계적 연결을 갖는 전자기 또는 모터-구동 볼스크루, 볼램프(ballramp) 또는 기타 캠 작동 시스템을 포함할 수 있다. 대안적으로, TTD 액추에이터(114)는 압력실에 송출되는 역시 인출선(140)으로 도시되는 유체 압력을 조절함으로써 클러치 팩(134)에 대한 결합 부재(136)의 위치를 조절할 수 있는 유압식 작동 시스템을 포함할 수 있다.
제어 시스템(22)은 제어기(150), 제1 센서(152) 그룹, 및 제2 센서(154) 그룹을 포함하는 것으로 도 1에 개략 도시되어 있다. 제1 센서(152) 그룹은 차량 파라미터를 감지하고 그에 반응하여 제1 센서 신호를 발생하도록 자동차(10) 내에 배치될 수 있다. 차량 파라미터는 비제한적인 하기 사항의 임의의 조합과 연관될 수 있다: 차속, 요 레이트(yaw rate), 조향각, 엔진 토크, 휠 속도, 샤프트 속도, 횡가속도, 종가속도, 스로틀 위치 및 기어 위치. 제2 센서(154) 그룹은 차량(10) 내의 하나 이상의 탑재 장치 및/또는 시스템에 대한 운전자-개시 입력을 감지하고 그에 반응하여 제2 센서 신호를 발생하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자동차(10)는 차량 운전자가 차량 운전을 2륜 구동(FWD) 모드와 총륜 구동(AWD) 모드 사이에서 선택한 시점을 감지하는, 푸시 버튼 또는 레버와 연관된 스위치와 같은, 모드 선택 스위치와 연관된 센서를 구비할 수 있다. 또한, 예를 들어 앞유리 와이퍼, 서리제거기, 및/또는 가열 시스템과 같은 차량 시스템의 스위칭 작동은 자동차(10)가 FWD 모드와 AWD 모드 사이에서 자동으로 시프트되어야 하는지를 평가하기 위해 제어기(150)에 의해 사용될 수 있다.
전술했듯이, 도 7은 후방 구동 모듈(100)과 연관될 수 있는 부품의 개략도이다. 이제 도 8 내지 도 11을 참조하면, 후방 구동 모듈(100)의 예시적 실시예와 연관된 이러한 부품의 보다 한정적인 구조적 구성이 도시되어 있다. 이들 도면은 하우징(108)이 존재 및 부재하는 상태에서의 조립된 부품을 도시한다. 입력 피니언 샤프트(116), 제2 액슬샤프트(102L, 102R), 제2 차동장치 케이스(124), 스풀(120) 및 클러치 출력 샤프트(138)의 각각은, 그 각각을 하우징(108) 내에서 또는 하우징으로부터 회전 가능하게 지지하기 위해 그 위에 적절한 베어링이 조립된 상태로 도시되어 있다. 또한, 도 11은 스풀(120)이 스플라인 연결(156)을 거쳐서, 입력 클러치 부재(130)를 형성하는 클러치 허브(160)의 환형 슬리브 부분(158)과 함께 회전하도록 고정되는 것을 구체적으로 도시한다. 마찬가지로, 출력 클러치 부재(132)는 스플라인 연결(164)을 거쳐서 클러치 출력 샤프트(138)의 제1 단부와 함께 회전하도록 결합되는 클러치 드럼(162)일 수 있다. 클러치 출력 샤프트(138)의 대향 단부는 스플라인 연결(166)을 거쳐서 제2 차동장치 케이스(124)의 튜브형 보스 부분(168)에 고정된다. 결합 부재(136)는 TTD 액추에이터(114)와 연관된 유압-작동식 유닛(169)에 의해 가압 유체가 공급되는 압력실 내에 배치된 적용 피스톤일 수 있다. 유압-작동식 유닛(169)은 모터-구동 유체 펌프(170), 축압기(172) 및 관련 유압 부품을 포함할 수 있으며, 이들은 모두 하우징(108)에 근접하여 배치되거나 하우징에 부착된다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 차량(10)은 보통 동력 인출 유닛(18)과 후방 구동 모듈(100) 모두가 결합해제되는 2륜 구동(FWD) 모드로 작동될 수 있다. 구체적으로, 분리 기구(54)의 모드 칼라(80)는 입력 샤프트(58)가 전달 샤프트(64)로부터 결합해제되도록 분리 액추에이터(56)에 의해 그 제1 (2WD) 모드 위치에 위치한다. 따라서, 동력계(12)에 의해 제공되는 거의 모든 파워가 일차 동력전달라인(16)에 전달된다. 마찬가지로, 토크 전달 장치(112)는 동력 인출 유닛(18) 내의 입력부(106), 추진축(86), 출력 피니언 샤프트(60) 및 전달 기어 조립체(52)가 제2 차륜(104)의 롤링 운동으로 인해 역행-구동되지 않도록 그 제1 (분리) 모드로 시프트되어 유지될 수 있다.
자동차(10)를 총륜 구동(AWD) 모드로 운전할 것이 요구되거나 필요할 때, 제어 시스템(22)은, 전술했듯이 구동 요구 입력(모드 선택 장치를 통한) 및/또는 제1 센서(152) 및/또는 제2 센서(154)로부터의 신호에 응답하여 제어기(150)에 의해 발생되는 입력을 포함할 수 있는 적절한 입력을 거쳐서 작동될 수 있다. 제어기(150)는 토크 전달 장치(112)를 그 제2 (연결) 모드로 시프트하도록 초기에 TTD 액추에이터(114)에 신호전송한다. 구체적으로, 제어기(150)는, 작동 부재(136)가 이동되도록 또한 이차 동력전달라인(20)의 속도를 일차 동력전달라인(16)의 속도와 동기화하기에 충분한 클러치 결합력이 클러치 팩(134)에 가해지도록 TTD 액추에이터(114)의 작동을 제어한다. 속도 동기 시에, 제어기(150)는 동력 인출 유닛(18) 내의 모드 칼라(80)를 그 제1 모드 위치에서 그 제2 모드 위치로 이동시키도록 액추에이터(56)에 신호전송한다. 모드 칼라(80)가 그 제2 모드 위치에 있는 상태에서, 회전 파워가 동력계(12)로부터 일차 동력전달라인(16) 및 이차 동력전달라인(20)으로 전달된다. 토크 전달 장치(112)에 의해 발생되는 클러치 결합력의 크기의 순차 제어는 동력계(12)로부터 일차 동력전달라인(16) 및 이차 동력전달라인(20)으로 전달되는 토크 분배비를 제어하기 위해 클러치 팩(134)에 걸친 토크 바이어싱을 가능하게 함을 알 것이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 다른 자동차가 일반적으로 참조부호 10'로 지칭된다. 일차 동력전달라인(16') 및 이차 동력전달라인(20')이 동력 인출 유닛(18')과 후방 구동 모듈(100') 양자에 2속 레인지 유닛을 통합시키기 위해 수정된 것을 제외하고 차량(10')은 도 1의 차량(10)과 대체로 유사하다. 상세히 설명되듯이, 차량(10')의 이 대체 구동계 구조는 차량(10)과 연관된 2륜 하이-레인지 구동 모드 및 총륜 하이-레인지 구동 모드에 추가적으로 적어도 하나의 총륜 로우-레인지 구동 모드의 수립을 가능하게 한다. 명료함을 위해서, 구조 및/또는 기능에 있어서 도 1 내지 도 11과 관련하여 전술된 프라임 부호 없는 부품과 대체로 유사한 부품을 지칭하기 위해 프라임 부호 있는 참조부호가 사용된다.
이제 도 13을 추가로 참조하면, 동력 인출 유닛(18')은 일반적으로 하우징(46'), 변속기(26')의 출력 부재에 연결되도록 구성된 입력부(48'), 출력부(50'), 전달 기어 조립체(52'), 제1 차동장치(30'), 분리 기구(54'), 2속 레인지 유닛(198), 및 분리 액추에이터(56')를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 입력부(48')는 하우징(46')에 의해 회전 가능하게 지지되고 액슬샤프트(34L')를 둘러싸는 중공 입력 샤프트(204)를 포함할 수 있다. 출력부(50')는 피니언 기어(62')를 갖는 출력 피니언 샤프트(60')를 포함할 수 있다. 전달 기어 조립체(52')는 중공 전달 샤프트(64'), 헬리컬 기어셋(66'), 및 피니언 기어(62')와 맞물리는 하이포이드 기어(68')를 포함할 수 있다. 헬리컬 기어셋(66')은 전달 샤프트(64')와 함께 회전하도록 고정되는 제1 헬리컬 기어(70') 및 상기 제1 헬리컬 기어(70')와 맞물리는 제2 헬리컬 기어(72')를 포함할 수 있다. 제2 헬리컬 기어(72')와 하이포이드 기어(68')는 하우징(46')에 의해 회전 가능하게 지지되는 스터브 샤프트(74')와 일체를 이루거나 스터브 샤프트에 고정된다.
2속 레인지 유닛(198)은 유성 기어 조립체(200) 및 레인지 시프트 기구(202)를 포함할 수 있다. 유성 기어 조립체(200)는 하우징(46')에 회전 불가능하게 고정되는 링 기어(206), 태양 기어(208), 상기 링 기어(206)와 태양 기어(208) 모두와 맞물리는 복수의 유성 기어(210), 및 그로부터 유성 기어(210)가 회전 가능하게 지지되는 유성 캐리어(212)를 포함할 수 있다. 유성 캐리어(212)는 제1 차동장치(30')의 제1 차동장치 케이스(38')에 대해 그와 공통 회전하도록 고정되거나 일체로 형성된다.
레인지 시프트 기구(202)는 제1 액슬샤프트(34L')의 일부를 둘러싸고 태양 기어(208)와 함께 회전하도록 고정되는 태양 기어 샤프트(220), 태양 기어 샤프트(220)의 일부를 둘러싸고 유성 캐리어(212)와 함께 회전하도록 고정되는 캐리어 샤프트(222), 및 상기 캐리어 샤프트(222), 태양 기어 샤프트(220) 및 입력 샤프트(204)의 일부를 둘러싸는 튜브형 제1 레인지 슬리브(224)를 포함할 수 있다. 입력 샤프트(204)는 스플라인 결합 샤프트(227)(도 14)를 거쳐서 변속기(26')의 출력부에 연결하도록 구성된 제1 단부(226) 및 그 위에 세장형 외부 스플라인 치형부(228) 세트가 형성되는 제2 단부를 가질 수 있다. 제1 레인지 슬리브(224)는 입력 샤프트(204) 상의 외부 스플라인 치형부(228)와 연속적으로 맞물림 결합되는 내부 스플라인 치형부(230) 세트를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 레인지 슬리브(224)는 입력 샤프트(204)와 공통 회전하도록 결합되며, 입력 샤프트 상에서 이하에서 보다 상세히 논의될 복수의 미리 결정된 레인지 위치 사이에서 양방향으로 축방향 슬라이딩 운동할 수 있다. 제1 레인지 슬리브(224)는 캐리어 샤프트(222) 상에 형성된 외부 클러치 치형부(234) 세트 또는 태양 기어 샤프트(220) 상에 형성된 외부 클러치 치형부(236) 세트와 결합 및 결합해제되도록 이동될 수 있는 내부 클러치 치형부(232) 세트를 추가로 포함한다.
분리 기구(54')는, 총륜 구동 모드가 요구될 때 회전 파워를 입력 샤프트(204)로부터 출력 피니언 샤프트(60')로 전달하기 위해 입력 샤프트(204)를 전달 기어 조립체(52')에 선택적으로 연결하도록 구성된다는 점에서 기능적으로 분리 기구(54)와 대체로 유사하다. 그러나, 분리 기구(54')는 입력 샤프트(204)와 전달 샤프트(64') 사이의 구동 연결이 제1 레인지 슬리브(224)를 거쳐서 간접적으로 이루어진다는 점에서 상이하다. 특히, 제1 레인지 슬리브(224)는 모드 칼라(246) 상에 형성된 내부 스플라인 치형부(244)와 선택적으로 결합될 수 있는 제1 및 제2 세트의 외부 스플라인 치형부(240, 242)를 각각 포함할 수 있다. 따라서, 모드 칼라(246)는 제1 레인지 슬리브(224)와 함께 회전하도록 결합될 수 있으며 제1 레인지 슬리브(224)에 대해 제1 (2WD) 모드 위치와 제2 (AWD) 모드 위치 사이에서 양방향으로 축방향 병진이동할 수 있다.
제1 모드 위치에서는, 모드 칼라(246) 상에 형성된 내부 클러치 치형부(248) 세트가 전달 샤프트(64') 상의 외부 클러치 치형부(78')와의 맞물림 결합으로부터 해제되며, 따라서 입력 샤프트(204)로부터 전달 기어 조립체(52')를 통해서 출력 피니언 샤프트(60')로 어떤 회전 파워도 전달되지 않는다. 대조적으로, 모드 칼라(246)가 그 제2 모드 위치에 있는 상태에서, 그 내부 스플라인 치형부(244)가 [제1 레인지 슬리브(224)의 축방향 위치에 따라서] 제1 및 제2 세트의 외부 스플라인(240, 242) 중 하나와 결합되고, 그 내부 클러치 치형부(248)가 전달 샤프트(64') 상의 클러치 치형부(78')와 결합되며, 따라서 입력 샤프트(204)와 출력 피니언 샤프트(60') 사이에 구동 연결을 수립한다.
2속 레인지 유닛(198)은 입력 샤프트(204)와 제1 차동장치(30') 사이에 적어도 두 개의 상이한 속도비 구동 연결을 수립하도록 작동할 수 있다. 구체적으로, 제1 레인지 슬리브(224)는 복수의 미리 결정된 레인지 위치 사이에서 축방향으로 병진이동될 수 있다. 제1 또는 "하이"(Hi) 레인지 위치에서, 제1 레인지 슬리브(224)는 그 내부 클러치 치형부(232)가 캐리어 샤프트(222) 상의 외부 클러치 치형부(234)와 결합되도록 배치된다. 제1 레인지 슬리브(224) 상의 내부 스플라인(230)이 입력 샤프트(204) 상의 외부 스플라인 치형부(228)와 지속적인 맞물림 결합을 유지하기 때문에, 제1 레인지 슬리브(224)가 하이-레인지 위치에 위치하면 입력 샤프트(204)와 캐리어 샤프트(222) 사이에 직접 구동 연결이 수립되며, 캐리어 샤프트는 다시 캐리어(212)를 거쳐서 제1 차동장치 케이스(38')에 연결된다. 따라서, 입력 샤프트(204)와 제1 차동장치(30') 사이에 제1 또는 직접 비율 구동 연결이 수립된다.
제2 또는 "중립" 레인지 위치에서, 제1 레인지 슬리브(224)는 입력 샤프트(204)가 제1 차동장치(30')로부터 분리되도록 캐리어 샤프트(222) 및 태양 기어 샤프트(220)와의 종동 연결(driven connection)로부터 분리된다.
제3 또는 "로우"(Low) 레인지 위치에서, 제1 레인지 슬리브(224)는 그 내부 클러치 치형부(232)가 태양 기어 샤프트(220) 상에 형성된 외부 클러치 치형부(236)와 결합되도록 배치된다. 제1 레인지 슬리브(224)가 그 로우-레인지 위치에 있는 상태에서, 입력 샤프트(204)와 제1 차동장치(30') 사이에 제2 또는 감소된-비율 구동 연결이 수립된다. 구체적으로, 태양 기어 샤프트(220)의 종동 회전은 일차 동력전달라인(16')이 마찬가지로 제1 차동장치(30')를 거쳐서 감소된 속도 비율로 구동되도록 유성 기어 조립체(200)가 캐리어(212)를 입력 샤프트(204)에 대해 감소된 속도로 구동하게 만든다.
도 13을 계속 참조하면, 분리 액추에이터(56')는 하우징(46')에 인접하여 위치하는 것으로 도시되어 있으며, 모드 칼라(246)와 결합하는 제1 시프트 포크(84'), 제1 레인지 슬리브(224)와 결합하는 제2 시프트 포크(250), 및 제어기(150)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고 시프트 포크(84', 250)의 이동을 조정하도록 작동 가능한 동력-작동 유닛(252)을 포함할 수 있다. 동력-작동 유닛(252)은, 모드 칼라(246)를 그 두 개의 모드 위치 사이에서 이동시키기 위해 제1 시프트 포크(84')를 선택적으로 병진이동시킬 수 있고 제1 레인지 슬리브(224)를 그 세 개의 레인지 위치 사이에서 이동시키기 위해 제2 시프트 포크(250)를 선택적으로 병진이동시킬 수 있는 임의 형태의 유닛일 수 있다.
이제 도 14 및 도 15를 참조하면, 2속 동력 인출 유닛(18')과 연관된 부품의 보다 한정적인 구조적 구성이 도시되어 있다. 특히, 도 14는 2속 동력 인출 유닛(18')의 예시적 실시예의 분해 사시도이다. 하우징(46')은 차동장치 하우징(260) 및 PTU 하우징(262)이 고정되는 메인 하우징(258)을 갖는 멀티-피스 조립체를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도 15는 유성 기어 조립체(200), 레인지 시프트 기구(202), 전달 기어 조립체(52'), 및 가동 모드 칼라(246)와 제1 레인지 슬리브(224)의 콤팩트한 구조를 도시하는 단면도이다.
물론, 제1 레인지 슬리브(224) 및 모드 칼라(246)의 양방향 병진 운동은 제어기(150)로부터의 제어 신호에 기초하여 2속 동력 인출 유닛(18')을 위한 복수의 모드 및 레인지 조합을 수립하도록 조정될 수 있다. 도 16a 내지 도 16d를 참조하면, 이들 다양한 모드 및 레인지 조합이 보다 명료하게 도시될 수 있다.
도 16a는 2륜 하이-레인지(2-Hi) 모드를 수립하기 위한 제1 레인지 슬리브(224) 및 모드 칼라(246)의 위치를 도시한다. 구체적으로, 모드 칼라(246)는 그 제1 모드 위치에 있고 제1 레인지 슬리브(224)는 그 제1 레인지 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 입력 샤프트(204)는 동력계(12)와 일차 동력전달라인(16') 사이에 직접 구동 연결을 수립하기 위해 제1 레인지 슬리브(224)를 거쳐서 캐리어 샤프트(222)에 결합된다. 동시에, 전달 샤프트(64')는 입력 샤프트(204)와의 종동 연결로부터 분리되며, 따라서 이차 동력전달라인(20')을 동력계(12)로부터 분리시킨다. 따라서, 회전 파워는 감속없이 동력계(12)에 의해 일차 동력전달라인(16')에만 전달된다.
도 16b는 4륜 하이-레인지(4-Hi) 모드를 수립하기 위한 제1 레인지 슬리브(224) 및 모드 칼라(246)의 위치를 도시한다. 구체적으로, 하이-레인지 연결은 제1 레인지 슬리브(224)가 그 제1 레인지 위치에 머물러 있고 모드 칼라(246)가 그 제2 모드 위치로 이동됨으로써 유지된다. 따라서, 모드 칼라(246)는 회전 파워를 감속없이 동력계(12)로부터 이차 동력전달라인(20')으로 전달하기 위해 입력 샤프트(204)로부터 [제1 레인지 슬리브(224)를 통해서] 전달 샤프트(64')로의 구동 연결을 수립한다.
도 16c는 중립 비구동 모드를 수립하기 위한 제1 레인지 슬리브(224) 및 모드 칼라(246)의 위치를 도시한다. 도시하듯이, 모드 칼라(246)는 그 제2 모드 위치에 유지되고 제1 레인지 슬리브(224)는 그 내부 스플라인(232)이 캐리어 샤프트(220) 상의 외부 클러치 치형부(234) 및 태양 기어 샤프트(220) 상의 외부 클러치 치형부(236)로부터 결합해제되도록 그 제2 레인지 위치로 축방향 이동되어 있다. 따라서, 입력 샤프트(204)는 동력계(12)로부터 일차 동력전달라인(16')으로 어떤 회전 파워도 전달되지 않도록 일차 동력전달라인(16')에 대한 양 입력부로부터 분리된다. 그 제2 레인지 위치로의 제1 레인지 슬리브(224)의 이러한 운동은 모드 칼라(246)가 전달 기어(64')와의 그 연결을 유지하는 동안 모드 칼라(246) 상의 내부 스플라인 치형부(244)가 제1 레인지 슬리브(224) 상의 제1 세트의 외부 스플라인(240)과 결합해제되게 하는 것을 또한 알 것이다.
도 16d는 4륜 로우-레인지(4-Low) 모드를 수립하기 위한 모드 칼라(246) 및 제1 레인지 슬리브(224)의 위치를 도시한다. 구체적으로, 모드 칼라(246)는 그 제2 모드 위치에 유지되고 제1 레인지 슬리브(224)는 그 제3 레인지 위치로 축방향 이동된다. 따라서, 로우-레인지 구동 연결은 입력 샤프트(204)와 태양 기어 샤프트(220) 사이의 제1 레인지 슬리브(224)에 의해 수립되며 AWD 연결은 모드 칼라(246)에 의해 수립된다. 제1 레인지 슬리브(224)가 그 중립 레인지 위치로부터 그 로우 레인지 위치로 이동하면 모드 칼라(246)의 내부 스플라인 치형부(244)가 제2 세트의 외부 스플라인 치형부(242)와 결합하는 것을 알 것이다. 제1 레인지 슬리브(224) 상에 외부 스플라인(240, 242)을 연속적으로 제공할 수 있지만, 그 사이의 치형부없는(non-toothed) 분리 공간은 제1 레인지 슬리브(224)가 그 하이-레인지 위치와 로우-레인지 위치 사이에서 이동할 때 잠재적 치형부 블로킹 조건을 금지하는 것으로 알려져 있다.
이제 특히 도 12 및 도 17을 참조하면, 이차 동력전달라인(16')은 추진축(86), 2속 후방 구동 모듈(10'), 한 쌍의 제2 액슬샤프트(102L', 102R'), 및 제2 차륜(104L, 104R) 세트를 포함할 수 있다. 추진축(86)의 제1 단부는 2속 동력 인출 유닛(18')으로부터 연장되는 출력 피니언 샤프트(60')에 결합되며, 추진축(86)의 제2 단부는 2속 후방 구동 모듈(100')의 입력부(106')와 함께 회전하도록 결합된다. 후방 구동 모듈(100')은 하우징(108'), 제2 차동장치(110'), 일반적으로 회전 파워를 입력부(106')로부터 제2 차동장치(110')로 선택적으로 결합 및 전달하도록 구성 및 배치되는 토크 전달 장치(112'), 상기 토크 전달 장치(112')의 작동을 제어하기 위한 TTD 액추에이터(114'), 제2 유성 기어 조립체(280)와 레인지 시프트 기구(282)를 갖는 제2 2속 레인지 유닛(278), 및 레인지 액추에이터(284)를 포함할 수 있다.
입력부(106')는 피니언 기어(118')를 갖는 입력 피니언 샤프트(116'), 중공 스풀(120'), 및 상기 스풀(120')에 고정되고 피니언 기어(118')와 맞물리는 하이포이드 기어(122')를 포함할 수 있다. 제2 차동장치(110')는 제2 차동장치 케이스(124'), 상기 제2 차동장치 케이스(124')에 의해 회전 가능하게 지지되는 적어도 한 쌍의 제2 피니언 기어(126'), 및 상기 제2 피니언 기어(126')와 맞물리는 한 쌍의 제2 출력 사이드 기어(128')를 포함한다. 제2 출력 사이드 기어(128')는 제2 액슬샤프트(102L', 102R')의 내측 단부와 함께 회전하도록 고정된다.
토크 전달 장치(112')는 토크 전달 장치(112)와 대체로 유사하며, 입력 클러치 부재(130'), 출력 클러치 부재(132'), 클러치 팩(134'), 및 제어기(150)로부터의 제어 신호에 기초하여 TTD 액추에이터(114')의 제어 하에 이동 가능한 결합 부재(136')를 포함할 수 있다. 출력 클러치 부재(132')는 클러치 출력 샤프트(286)와 함께 회전하도록 결합되는 클러치 드럼(162')일 수 있다. 따라서, 입력부(106')로부터 토크 전달 장치(112')를 통해서 전달된 토크는 클러치 출력 샤프트(286)에 전달된다.
제2 2속 레인지 유닛(278)은 출력 클러치 부재(132')와 제2 차동장치(110') 사이에 적어도 두 개의 상이한 속도 비율 구동 연결을 수립하도록 작동할 수 있다. 구체적으로, 제2 유성 기어 조립체(280)는 클러치 출력 샤프트(286)와 함께 회전하도록 고정된 제2 태양 기어(290), 하우징(108')에 회전 불가능하게 고정되는 제2 비회전 링 기어(292), 상기 제2 태양 기어(290) 및 제2 비회전 링 기어(제2 링 기어에 대응)(292)와 맞물리는 복수의 제2 유성 기어(294), 및 그로부터 제2 유성 기어(294)가 회전 가능하게 지지되는 제2 유성 캐리어(296)를 포함할 수 있다. 레인지 시프트 기구(282)는 클러치 출력 샤프트(286)와 함께 회전하도록 고정된 제1 또는 직접 클러치 링(300), 제2 유성 캐리어(제2 캐리어에 대응)(296)와 함께 회전하도록 고정된 제2 또는 로우 클러치 링(302), 차동장치 입력 샤프트(306)와 함께 회전하도록 고정된 제3 또는 구동 클러치 링(304), 제2 액슬샤프트(102R')와 함께 회전하도록 고정된 제4 또는 로크 클러치 링(308), 및 제2 레인지 슬리브(310)를 포함할 수 있다. 차동장치 입력 샤프트(306)는 제2 액슬샤프트(102R')를 둘러쌀 수 있으며 제2 차동장치(110')의 제2 차동장치 케이스(124')와 함께 회전하도록 연결된다.
제2 레인지 슬리브(310)는 구동 클러치 링(304) 상에 형성된 외부 스플라인 치형부(314) 세트와 연속적으로 맞물림 결합되는 내부 스플라인 치형부(312) 세트를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 레인지 슬리브(310)는 구동 클러치 링(304)과 공통 회전하도록 결합되며, 구동 클러치 링 상에서 양방향으로 축방향 슬라이딩 운동할 수 있다. 제2 레인지 슬리브(310)는 내부 클러치 치형부(316) 세트를 추가로 포함한다. 상세히 설명되듯이, 제2 레인지 슬리브(310)의 병진 운동은 토크 전달 장치(112')의 출력 샤프트(286)와 제2 차동장치(110')의 제2 차동장치 케이스(124') 사이에 두 개의 상이한 속도 레인지 구동 연결을 수립하도록 작동할 수 있다.
제2 레인지 슬리브(310)는 도 17a에서 그 내부 스플라인 치형부(312)가 구동 클러치 링(304) 상의 외부 스플라인 치형부(314) 및 직접 클러치 링(300) 상에 형성된 외부 스플라인 치형부(318) 세트 양자와 맞물리도록 제1 또는 하이 레인지 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 또한 제2 레인지 슬리브(310) 상의 클러치 치형부(316)는 로우 클러치 링(302) 상에 형성된 외부 클러치 치형부(320) 세트와의 맞물림 결합으로부터 결합해제됨을 알 것이다. 따라서, 출력 클러치 부재(132')와 제2 차동장치(110')의 제2 차동장치 케이스(124') 사이에는 클러치 출력 샤프트(286), 제2 레인지 슬리브(310) 및 차동장치 입력 샤프트(306)를 거쳐서 제1 또는 직접 비율 구동 연결이 수립된다.
제2 레인지 슬리브(310)는 도 17b에서 그 내부 치형부(312)가 구동 클러치 링(304) 상의 외부 치형부(314)하고만 결합 유지되고 그 내부 클러치 치형부(316)가 로우 클러치 링(302) 상의 외부 클러치 치형부(320)로부터 결합해제 유지되도록 제2 또는 중립 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 출력 클러치 부재(132')는 제2 차동장치(110')의 제2 차동장치 케이스(124')와의 종동 연결로부터 해제된다.
제2 레인지 슬리브(310)는 도 17c에서 그 내부 스플라인 치형부(312)가 구동 클러치 링(304) 상의 외부 스플라인 치형부(314)와 맞물림 유지되고 그 내부 클러치 치형부(316)가 이제 로우 클러치 링(302) 상의 외부 클러치 치형부(318)와 이제 맞물리도록 제3 또는 로우 레인지 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 따라서, [클러치 출력 샤프트(286)를 통한] 태양 기어(290)의 종동 회전은 유성 캐리어(296)가 캐리어(296), 로우 클러치 링(302), 제2 레인지 슬리브(310), 구동 클러치 링(304), 및 제2 차동장치 입력 샤프트(306)를 거쳐서 출력 클러치 부재(132')와 차동장치 케이스(124') 사이에 제2 또는 감소된 비율 구동 연결을 수립하기 위해 감소된 속도로 회전하게 만든다.
최종적으로, 도 17d는 제2 레인지 슬리브(310)가 제4 또는 로우 로크 위치에 있는 것을 도시한다. 이 위치에서,제2 레인지 슬리브(310) 상의 내부 스플라인 치형부(312)는 구동 클러치 링(304) 상의 외부 스플라인 치형부(314) 및 로크 클러치 링(308) 상에 형성된 외부 스플라인 치형부(322) 세트 양자와 맞물리며 제2 레인지 슬리브(310) 상의 내부 클러치 치형부(316)는 로우 클러치 링(302) 상의 외부 클러치 치형부(320)와 결합 유지된다. 이 위치에서, 도 17c의 감소된 비율 구동 연결은 제2 차동장치 케이스(124')와 제2 액슬샤프트(102R)가 서로에 대한 회전이 방지됨으로 인해 제2 차동장치(110')가 이제 로크된다는 추가 사실에 의해 유지된다.
도 17a 내지 도 17d를 계속 참조하면, 레인지 액추에이터(284)는 제2 레인지 슬리브(310)가 그 네 개의 개별 레인지 위치 사이에서 이동하게 만드는 레인지 포크(324)의 축방향 병진 운동을 제어하도록 작동 가능한 임의 형태의 동력-작동 기구일 수 있다. 레인지 액추에이터(284)는 2속 후방 구동 모듈(100')의 하우징(108')에 장착된 것으로 도시되어 있다. 레인지 액추에이터(284)는 모터 출력부의 회전을 레인지 포크(324)의 병진 운동으로 전환하기 위해 제어기(150)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성된 모터-구동 기어식 장치인 것이 바람직하다.
전술했듯이, 도 17a 내지 도 17d는 2속 후방 구동 모듈(100')과 연관될 수 있는 부품의 개략도이다. 이제 도 18 내지 도 22의 참조는 2속 후방 구동 모듈(100')의 예시적 실시예와 연관되는 이러한 부품의 보다 한정적인 구조적 구성을 제공할 것이다. 특히, 클러치 드럼(162')을 클러치 출력 샤프트(286)의 제1 단부에 결합하기 위해 스플라인형 연결(330)이 제공된다. 태양 기어(290)가 클러치 출력 샤프트(286)와 일체로 형성될 수 있다는 것도 도시되어 있다.
도 23을 참조하면, 수정된 레인지 샤프트 기구(282')를 통합하는 2속 후방 구동 모듈(100')의 대체 예시적 실시예의 부분 단면도가 도시되어 있다. 본질적으로, 레인지 시프트 기구(282')는 도 17d에 도시된 로우 로크 레인지 모드를 제거하기 위해 로우 로크 클러치 링(308)이 제거된 것을 제외하고 도 17 내지 도 22에 도시된 레인지 시프트 기구(282)와 거의 유사하다. 따라서, 레인지 슬리브(310')는 구조상 약간 수정될 수 있지만, 클러치 출력 샤프트(286)와 차동장치 입력 샤프트(306) 사이에 하이-레인지, 중립, 및 로우 레인지 구동 연결을 수립하도록 여전히 작동할 수 있다.
작동 시에, 차량(10')은 보통, 동력 인출 유닛(18')이 동력계(12)와 일차 동력전달라인(16') 사이에 하이-레인지 구동 연결을 수립하고 후방 구동 모듈(100')이 결합해제되는 2륜 하이-레인지 구동 모드로 작동될 수 있다. 구체적으로, 레인지 시프트 기구(202) 및 분리 기구(54')와 각각 연관된 제1 레인지 슬리브(224) 및 모드 칼라(246)는 2-Hi 모드를 수립하기 위해 도 16a에 도시하듯이 배치된다. 모드 칼라(246)가 그 제1 모드 위치에 있는 상태에서, 입력 샤프트(204)는 거의 모든 회전 파워가 동력계(12)로부터 일차 동력전달라인(16')에 전달되도록 전달 샤프트(64')로부터 분리된다. 토크 전달 장치(112')는 이차 동력전달라인(20')을 분리시키기 위해 그 제1 (분리) 모드에 유지된다. 토크 전달 장치(112')가 그 분리 모드로 작동하는 동안, 제2 레인지 슬리브(310)는 그 하이-레인지 위치(도 17a)에 위치할 수 있다.
자동차(10')를 총륜 하이-레인지(AWD-H) 구동 모드로 운전할 것이 요구되거나 필요할 때, 제어 시스템(22)은 일차 동력전달라인(16') 및 이차 동력전달라인(20')의 속도를 동기화시키기 위해 토크 전달 장치(112')를 그 제2 (연결) 모드로 시프트하도록 초기에 TTD 액추에이터(114')에 신호전송하도록 작동될 수 있다. 동기화 시에, 제어기(150)는 레인지 슬리브를 그 제1 레인지 위치(도 16b)에 유지하면서 모드 칼라(246)를 그 제2 모드 위치로 시프트하도록 액추에이터(56')에 신호전송한다. 이것은 동력계(12), 일차 동력전달라인(16') 및 후방 구동 모듈(100')에 대한 입력부(106') 사이에 4륜 하이-레인지 구동 연결을 수립한다. 또한, 레인지 액추에이터(284)는 토크 전달 장치(112')를 통해서 송출된 회전 파워가 직접 속도 비율로 제2 차동장치(110')에 전달되도록 제2 레인지 슬리브(310)를 그 하이-레인지 위치(도 17a)로 유지하거나 이동시키도록 작동될 수 있다. 이후, TTD 액추에이터(114')는 제2 차륜(104L, 104R) 사이의 속도 차별화가 가능하도록 제2 차동장치(110')가 개방 상태로 작동하는 상태에서 토크 전달 장치(112')를 통해서 제2 차륜(104L, 104R)에 전달되는 토크를 변경하도록 제어될 수 있다.
차량(10')이 그 AWD-H 구동 모드로 작동하는 도중에 개선된 정지마찰이 총륜 구동 로우-레인지(AWD-L) 구동 모드로의 작동을 요구하는 것이 요망되거나 결정되면, 제어 시스템(22)은 동력 인출 유닛(18')을 그 4륜 로우-레인지 모드로 시프트하는 것과 후방 구동 모듈(100')을 그 로우-레인지 모드로 시프트하는 것을 조정하도록 기능한다. 구체적으로, 이 연결을 수립하기 위한 동력 인출 유닛(18')의 모드 칼라(246) 및 제1 레인지 슬리브(224)의 위치가 도 16d에 도시되어 있으며 이 연결을 수립하기 위한 후방 구동 모듈(100')의 제2 레인지 슬리브(310)의 위치가 도 17c에 도시되어 있다. 따라서, 동력 인출 유닛(18')과 후방 구동 모듈(100')에서 로우-레인지 구동 연결이 수립된다. 이들 로우-레인지 구동 연결은 적절한 제어 방법에 기초하여 연속적으로 또는 동시에 수립될 수 있으며, 차량(10')이 정지 상태 또는 비운동 상태에 있는 상태에서 수립될 수 있다.
차량(10')이 그 AWD-L 구동 모드로 작동하는 도중에 제2 차동장치(110')의 로킹이 보다 큰 정지마찰을 제공하는데 도움을 줄 것으로 요망되거나 결정되면, 제어 시스템(22)은 차량이 총륜 구동 로우-로크 레인지(AWD-LOCK) 구동 모드로 작동할 것을 요구한다. 이것은 동력 인출 유닛(18')을 그 4륜 로우-레인지 모드(도 16d)로 유지하면서 제2 레인지 슬리브(310)를 그 로우 로크 위치(도 17d)로 시프트하도록 레인지 액추에이터(284)에 신호전송하는 것을 수반한다.
마지막으로, 동력 인출 유닛(18')을 그 중립 모드(도 16c)로 시프트하고 후방 구동 모듈(100')을 그 중립 모드(도 17b)로 시프트함으로써 차량(10') 견인(towing) 모드가 수립될 수 있다.
특정 태양을 명세서에서 설명하고 도면에 도시했지만, 당업자라면 청구범위에서 한정되는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 그 요소 및 부품에 대해 등가물이 치환될 수 있음을 알 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 태양 사이에서의 특징부, 요소, 부품 및/또는 기능의 혼합 및 매칭은, 본 발명의 일 태양의 특징부, 요소, 부품 및/또는 기능이 앞에서 달리 명시되지 않는 한 필요에 따라 다른 태양에 통합될 수 있음을 당업자가 본 명세서로부터 이해하도록 본 명세서에서 명확히 숙고된다. 또한, 본 발명의 필수 범위 내에서 특정한 상황, 구성 또는 재료를 본 발명에 적합화하기 위한 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위한 최선의 태양으로서 도면에 도시되고 명세서에 설명된 특정한 태양으로 제한되지 않도록 의도되며, 본 발명의 범위는 상기 명세서와 하기 청구범위를 따르는 다양한 태양 및 예를 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 총륜 구동 자동차용 구동계이며,
    제1 차동장치 케이스를 갖는 제1 차동장치를 포함하는 일차 동력전달라인으로서, 한 쌍의 제1 차륜을 구동하도록 구성된 일차 동력전달라인;
    동력계로부터 회전 파워를 수용하도록 구성된 입력 샤프트, 상기 입력 샤프트와 상기 제1 차동장치 사이에 배치되며 제1 레인지 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 제1 차동장치 케이스를 공통 회전하도록 결합시키고 제2 레인지 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 제1 차동장치 케이스 사이에 감소된 속도 비율 구동 연결을 수립하도록 작동 가능한 2속 레인지 유닛, 출력 피니언 샤프트, 연결 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 출력 피니언 샤프트 사이에서의 회전 파워 전달을 허용하고 분리 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 출력 피니언 샤프트 사이에서의 회전 파워 전달을 금지하도록 작동 가능한 분리 기구를 갖는 동력 스위칭 기구; 및
    추진축과 후방 구동 모듈을 포함하는 이차 동력전달라인으로서, 상기 후방 구동 모듈은 제2 차동장치, 입력 피니언 샤프트, 출력 샤프트, 토크 전달 장치, 및 제2 2속 레인지 유닛을 가지며, 상기 제2 차동장치는 제2 차륜 세트를 구동하도록 구성되고 제2 차동장치 케이스를 가지며, 상기 입력 피니언 샤프트는 상기 추진축에 의해 상기 동력 스위칭 기구의 상기 출력 피니언 샤프트에 결합되고, 상기 토크 전달 장치는 제1 모드에서는 상기 입력 피니언 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이의 회전 파워 전달을 허용하고 제2 모드에서는 상기 입력 피니언 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이의 회전 파워 전달을 금지하도록 작동할 수 있으며, 상기 제2 2속 레인지 유닛은 상기 출력 샤프트와 상기 제2 차동장치 사이에 배치되고 제1 레인지 모드에서는 상기 출력 샤프트와 상기 제2 차동장치 케이스 사이에 제1 속도 비율 구동 연결을 수립하며 제2 레인지 모드에서는 상기 출력 샤프트와 상기 제2 차동장치 케이스 사이에 제2 속도 비율 구동 연결을 수립하도록 작동 가능한 이차 동력전달라인을 포함하는 구동계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동력 스위칭 기구는 상기 출력 피니언 샤프트를 구동하는 전달 기어 조립체를 포함하는 동력 인출 유닛이며, 상기 2속 레인지 유닛은 유성 기어 조립체 및 제1 레인지 슬리브를 포함하고, 상기 유성 기어 조립체는 비회전 링 기어, 태양 기어, 상기 링 기어 및 상기 태양 기어와 맞물리는 복수의 유성 기어, 및 상기 유성 기어를 회전 가능하게 지지하고 상기 제1 차동장치 케이스와 함께 회전하도록 고정되는 유성 캐리어를 포함하며, 상기 제1 레인지 슬리브는 상기 입력 샤프트와 공통 회전하도록 결합되고, 상기 제1 레인지 슬리브가 상기 입력 샤프트를 상기 유성 캐리어에 상호연결하는 제1 레인지 위치와 상기 제1 레인지 슬리브가 상기 입력 샤프트를 상기 태양 기어에 상호연결하는 제2 레인지 위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있는 구동계.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분리 기구는 상기 제1 레인지 슬리브에 대해 공통 회전하도록 결합되고 제1 모드 위치와 제2 모드 위치 사이에서 슬라이딩 이동하는 모드 칼라를 포함하며, 상기 모드 칼라는 그 제1 모드 위치에 있을 때 상기 전달 기어 조립체를 상기 제1 레인지 슬리브에 연결하고, 상기 모드 칼라가 그 제2 모드 위치에 있을 때 상기 모드 칼라는 상기 전달 기어 조립체로부터 결합해제되는 구동계.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 레인지 슬리브는 상기 입력 샤프트의 일부를 둘러싸고 입력 샤프트 상에서 그 제1 레인지 위치와 제2 레인지 위치 사이를 축방향으로 이동할 수 있으며, 상기 전달 기어 조립체는 상기 입력 샤프트와 상기 제1 레인지 슬리브의 일부를 둘러싸는 전달 샤프트를 포함하고, 상기 모드 칼라는 상기 제1 레인지 슬리브의 일부를 둘러싸며 제1 레인지 슬리브 상에서 그 제1 모드 위치와 그 제2 모드 위치 사이를 축방향으로 이동할 수 있는 구동계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전달 기어 조립체는 상기 전달 샤프트에 고정되는 제1 헬리컬 기어, 스터브 샤프트에 고정되고 상기 제1 헬리컬 기어와 맞물리는 제2 헬리컬 기어, 상기 스터브 샤프트에 고정되는 하이포이드 기어, 및 상기 하이포이드 기어와 맞물리고 상기 출력 피니언 샤프트와 함께 회전하도록 고정되는 피니언 기어를 포함하는 구동계.
  6. 제3항에 있어서, 상기 후방 구동 모듈은 상기 입력 피니언 샤프트에 의해 구동되는 하이포이드 기어 및 상기 하이포이드 기어에 의해 구동되는 스풀을 추가로 포함하고, 상기 토크 전달 장치는 상기 스풀과 상기 출력 샤프트 사이에 배치되는 마찰 클러치이며, 상기 제2 2속 레인지 유닛은 제2 유성 기어 조립체와 제2 레인지 슬리브를 포함하고, 상기 제2 유성 기어 조립체는 제2 비회전 링 기어, 상기 출력 샤프트와 함께 회전하도록 고정되는 제2 태양 기어, 상기 제2 비회전 링 기어 및 상기 제2 태양 기어와 맞물리는 복수의 제2 유성 기어, 및 상기 제2 유성 기어를 회전 가능하게 지지하는 제2 유성 캐리어를 포함하며, 상기 제2 레인지 슬리브는 상기 제2 차동장치 케이스와 공통 회전하도록 결합되고 상기 제1 및 제2 레인지 모드를 수립하기 위해 적어도 제1 레인지 위치와 제2 레인지 위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있는 구동계.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 레인지 슬리브가 그 제1 레인지 위치에 위치하면 상기 출력 샤프트가 상기 제2 차동장치 케이스에 상호연결되고, 상기 제2 레인지 슬리브가 그 제2 레인지 위치에 위치하면 상기 제2 유성 캐리어가 상기 제2 차동장치 케이스에 상호연결되는 구동계.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 레인지 슬리브는 상기 제2 차동장치에 대해 로크 모드를 수립하기 위해 선택적으로 제3 레인지 위치에 위치할 수 있는 구동계.
  9. 제7항에 있어서, 상기 모드 칼라가 그 제2 모드 위치에 있고 상기 제1 레인지 슬리브가 그 제1 레인지 위치에 있으며 상기 토크 전달 장치가 그 제2 모드에 있을 때 자동차에 대해 2륜 하이-레인지 구동 모드가 수립되며, 이에 의해 회전 파워가 상기 일차 동력전달라인에 의해 상기 제1 차륜에 전달되고, 상기 후방 구동 모듈의 상기 입력 피니언 샤프트와 상기 추진축은 상기 제2 차동장치에 의해 역행-구동되지 않는 구동계.
  10. 제7항에 있어서, 상기 모드 칼라가 그 제1 모드 위치에 있고 상기 제1 레인지 슬리브가 그 제1 레인지 위치에 있으며 상기 토크 전달 장치가 그 제1 모드로 작동하고 상기 제2 레인지 슬리브가 그 제1 레인지 위치에 있을 때 자동차에 대해 총륜 하이-레인지 구동 모드가 수립되는 구동계.
  11. 제7항에 있어서, 상기 모드 칼라가 그 제1 모드 위치에 있고 상기 제1 레인지 슬리브가 그 제2 레인지 위치에 있으며 상기 토크 전달 장치가 그 제1 모드로 작동하고 상기 제2 레인지 슬리브가 그 제2 레인지 위치에 있을 때 자동차에 대해 총륜 로우-레인지 구동 모드가 수립되는 구동계.
  12. 제1항에 있어서, 상기 분리 기구가 그 분리 모드로 작동 가능하고 상기 2속 레인지 유닛이 그 제1 레인지 모드로 작동 가능하며 상기 토크 전달 장치가 그 제2 모드로 작동 가능할 때 자동차에 대한 2륜 하이-레인지 구동 모드가 수립되고, 이에 의해 상기 제2 차동장치는 상기 입력 피니언 샤프트 및 상기 추진축을 역행-구동하지 않는 구동계.
  13. 제1항에 있어서, 상기 분리 기구가 그 연결 모드로 작동 가능하고 상기 2속 레인지 유닛이 그 제1 레인지 모드로 작동 가능하며 상기 토크 전달 장치가 그 제1 모드로 작동 가능하고 상기 제2 2속 레인지 유닛이 그 제1 레인지 모드로 작동 가능할 때 자동차에 대한 총륜 하이-레인지 구동 모드가 수립되는 구동계.
  14. 제1항에 있어서, 상기 분리 기구가 그 연결 모드로 작동 가능하고 상기 2속 레인지 유닛이 그 제2 레인지 모드로 작동 가능하며 상기 토크 전달 장치가 그 제1 모드로 작동 가능하고 상기 제2 2속 레인지 유닛이 그 제2 레인지 모드로 작동 가능할 때 자동차에 대한 총륜 로우-레인지 구동 모드가 수립되는 구동계.
  15. 총륜 구동 자동차용 구동계이며,
    한 쌍의 제1 차륜을 구동하도록 구성된 제1 차동장치를 포함하는 일차 동력전달라인;
    동력계로부터 회전 파워를 수용하도록 구성된 입력 샤프트; 제1 입력부, 제2 입력부, 상기 제1 차동장치를 구동하는 출력부, 및 제1 레인지 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 제1 입력부 사이에 하이-레인지 구동 연결을 수립하고 제2 레인지 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 제2 입력부 사이에 로우-레인지 구동 연결을 수립하도록 작동 가능한 제1 레인지 시프트 기구를 갖는 제1 레인지 유닛; 출력 피니언 샤프트; 및 연결 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 출력 피니언 샤프트 사이에 구동 연결을 수립하고 분리 모드에서는 상기 입력 샤프트와 상기 출력 피니언 샤프트 사이의 구동 연결을 해제하도록 작동 가능한 분리 기구를 갖는 동력 스위칭 기구; 및
    한 쌍의 제2 차륜을 구동하도록 구성된 제2 차동장치; 추진축에 의해 상기 동력 스위칭 기구의 상기 출력 피니언 샤프트에 결합되는 입력 피니언 샤프트; 출력 샤프트; 연결 모드에서는 상기 입력 피니언 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이에 구동 연결을 수립하고 분리 모드에서는 상기 입력 피니언 샤프트와 상기 출력 샤프트 사이의 상기 구동 연결을 해제하도록 작동 가능한 토크 전달 장치; 및 제1 입력부, 제2 입력부, 상기 제2 차동장치를 구동하는 출력부, 및 제1 레인지 모드에서는 상기 출력 샤프트와 제2 레인지 유닛의 상기 제1 입력부 사이에 하이-레인지 구동 연결을 수립하고 제2 레인지 모드에서는 상기 출력 샤프트와 제2 레인지 유닛의 상기 제2 입력부 사이에 로우-레인지 구동 연결을 수립하도록 작동 가능한 제2 레인지 시프트 기구를 갖는 제2 레인지 유닛을 포함하는 이차 동력전달라인을 포함하는 구동계.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 레인지 유닛은 비회전 링 기어, 태양 기어, 상기 링 기어 및 상기 태양 기어와 맞물리는 복수의 유성 기어, 및 상기 유성 기어를 회전 가능하게 지지하고 상기 제1 차동장치의 제1 차동장치 케이스에 결합되는 캐리어를 갖는 제1 유성 기어 조립체를 포함하며, 상기 제1 레인지 시프트 기구는 상기 입력 샤프트와 공통 회전하도록 결합되고 제1 레인지 위치와 제2 레인지 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능한 제1 레인지 슬리브를 포함하며, 상기 제1 레인지 슬리브는 그 제1 레인지 위치에서 상기 입력 샤프트를 상기 유성 캐리어에 상호연결하고 그 제2 레인지 위치에서 상기 입력 샤프트를 상기 태양 기어에 상호연결하도록 작동 가능한 구동계.
  17. 제16항에 있어서, 상기 분리 기구는 상기 제1 레인지 슬리브에 대해 공통 회전하도록 결합되고 제1 모드 위치와 제2 모드 위치 사이에서 슬라이딩 이동하는 모드 칼라를 포함하며, 상기 모드 칼라는 그 제1 모드 위치에서 상기 제1 레인지 슬리브를 상기 출력 피니언 샤프트와 공통 회전하도록 결합하도록 작동 가능하고, 상기 모드 칼라는 그 제2 모드 위치에서 상기 제1 레인지 슬리브를 상기 출력 피니언 샤프트와의 종동 연결로부터 결합해제하도록 작동 가능한 구동계.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이차 동력전달라인은 상기 입력 피니언 샤프트에 의해 구동되는 하이포이드 기어 및 상기 하이포이드 기어에 의해 구동되는 스풀을 추가로 포함하고, 상기 토크 전달 장치는 상기 스풀과 상기 출력 샤프트 사이에 배치되는 마찰 클러치이며, 상기 제2 레인지 유닛은 제2 비회전 링 기어, 상기 출력 샤프트와 함께 회전하도록 고정되는 제2 태양 기어, 상기 제2 비회전 링 기어 및 상기 제2 태양 기어와 맞물리는 복수의 제2 유성 기어, 및 상기 제2 유성 기어를 회전 가능하게 지지하는 제2 캐리어를 갖는 제2 유성 기어 조립체를 포함하며, 상기 제2 차동장치는 제2 차동장치 케이스를 포함하고, 상기 제2 레인지 시프트 기구는 상기 제2 차동장치 케이스와 공통 회전하도록 결합되고 상기 제1 및 제2 레인지 모드를 수립하기 위해 적어도 제1 레인지 위치와 제2 레인지 위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있는 제2 레인지 슬리브를 포함하는 구동계.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 레인지 슬리브는 그 제1 레인지 위치에서 상기 출력 샤프트를 상기 제2 차동장치 케이스에 상호연결하도록 작동 가능하고, 상기 제2 레인지 슬리브는 그 제2 레인지 위치에서 상기 제2 캐리어를 상기 제2 차동장치 케이스에 상호연결하도록 작동 가능한 구동계.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 레인지 슬리브는 제3 레인지 위치에서 상기 제2 차동장치에 대한 로크 모드를 수립하도록 작동 가능한 구동계.
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