KR20060043850A

KR20060043850A - 이중속도 전륜구동 시스템

Info

Publication number: KR20060043850A
Application number: KR1020050020292A
Authority: KR
Inventors: 피. 다운스 제임스
Original assignee: 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-05-15
Also published as: EP1574383B1; US7207409B2; EP1574383A3; KR100785692B1; JP4870934B2; US20050199437A1; EP1574383A2; BRPI0500776B1; BRPI0500776A; US20070084660A1; US7416505B2; JP2005255157A

Abstract

본 발명은 이중행성기어 전방차동장치와 구동 토크를 전방 휠 세트와 후방 휠 세트에 전달하는 동력제거장치를 포함하는 전륜구동 운송수단의 이중속도 구동 시스템을 제공한다. 후방 차동장치는 동력제거장치를 후방 휠 셋에 연결해준다. 이중속도 구동유닛은 동력제거장치와 후방 차동장치 사이에 위치하게 된다. 구동장치는 고영역 구동작동과 저영역 구동작동 사이에서 이동한다. 구동유닛은 동력제거장치와 후방 차동장치 중 어느 하나에 직접적으로 탑재된다.

휠 구동 시스템, 동력 트레인, 동력제거장치, 행성기어, 차동장치, 토오크

Description

이중속도 전륜구동 시스템{Two Speed All Wheel Drive System}

도 1은 본 발명이 교시한 바에 의해 구성된 이중속도 전륜구동 시스템을 갖는 자동차의 하부표면의 부분도이다.

도 2는 이중행성기어세트 차동장치의 부품을 보여주는 것으로서 도 1의 이중속도 전륜구동 시스템의 부분을 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명에서 교시한 바에 의해 구성된 일예의 동력제거장치의 사시도이다.

도 4는 도 3의 동력제거장치의 부품을 보여주는 것으로서 어셈블리의 사시도이다.

도 5는 후방 차동장치의 직접적으로 탑재되는 구동장치를 보여주는 것으로서 후방 액슬어셈블리의 사시도이다.

도 6은 구동장치의 상세사시도이다.

도 7은 구동장치의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 것으로서 이중속도 전륜구동 시스템의 개략도이다.

자동차 동력트레인의 주요한 종류로는, 풀-타임 후륜구동 시스템, 풀-타임 전륜구동 시스템, 파트-타임 사륜구동 시스템 그리고 전륜구동 시스템들이 있는 것으로 알려져 있다. 전륜구동 시스템은 좋은 호응도를 얻고 있는데 그 이유는 구동트렉션을 자동차의 감속 없이 자동차의 모든 사륜에 전달할 수 있기 때문이다. 그러나, 전륜구동 시스템은 종종 전ㆍ후 구동액슬간에 전달되는 토오크의 양을 변화시킬 수 없는 단점이 있다. 일반적인 시스템에는 계속적인 전륜구동과 함께 단일의 속도를 유지할 수 있다. 그러므로, 낮은속도에 높은 구동토오크가 필요한 상황에서, 일반적인 전륜구동 시스템은 눈길이나 혹은 유사한 도로조건하에서 구동토오크를 극대화시키는데 제한되거나 극대화시킬 수 없는 경우가 있다.

전륜구동 시스템은 운송수단의 전ㆍ후방 구동액슬간에 토오크를 배분하기 위해서 전력제거장치(PTU)를 사용하는 것으로 알려져 있다. 토오크는 정상적으로 기설정된 퍼센트로 배분되는데, 예를 들면 40%는 전방 구동액슬에, 그리고 60%는 후방 구동액슬에 배분된다. 전력제거장치들은 전방 액슬과 후방 액슬간에 전달되는 토오크의 양을 변화시키는 능력과 다른 작동속도 폭을 제공해주는 능력 두 가지 모두를 제공하지는 않는 것으로 알려져 있다. 이것은, 예를 들면, 차동구동액슬에 변화되는 토크를 제공하거나 낮은 트랙션 구동컨디션에 대한 낮은 속도 레인지를 제공하는 능력 등을 포함한다.

본 발명의 일실시 예에 의하면, 본 발명은 전방 휠 세트와 후방 휠 세트의 각각에 회전력을 제공하기 위한 출력을 구비한 동력전달장치를 갖는 운송수단을 위한 구동시스템을 제공한다. 구동시스템은 제 1의 차동장치, 동력제거장치, 제 2의 차동장치, 그리고 이중모드 구동장치를 포함한다. 제 1의 차동장치는 동력전달장치의 출력에 연결되고 구동토오크를 동력전달장치로부터 받게 된다. 동력제거장치는 제 1의 차동장치에 연결된다. 제 2의 차동장치는 동력제거장치를 후방 휠 세트에 연결시키고 후방 휠 세트에 구동토오크의 일부분을 제공해준다. 이중모드 구동장치는 동력전달제거장치와 제 2의 차동장치 간에 위치하며 고(高)영역 전륜구동 작동과 저(低)영역 전륜구동 작동간의 이동을 가능토록 해준다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 본 발명은 제 1의 차동장치, 동력제거장치, 다단계속도기어박스, 그리고 제 2의 차동장치를 구비한 액슬을 갖는 운송수단구동 트레인을 마련해준다. 제 1의 차동장치는 운송수단 동력전달장치로부터 회전입력을 받게 되도록 구성되고 제 1의 운송수단 휠 세트를 구동시키도록 기능을 하는 제 1의 출력과 제 2의 출력을 갖는다. 동력제거장치는 제 1의 차동장치에 연결되어 제 2의 출력으로부터 회전력을 받게 되는 입력과 출력을 갖는다. 다단속도기어박스는 동력제거장치의 출력으로부터 회전력을 받게 되는 입력과 출력을 갖는다. 다단속도기어박스는 최소한 제 1의 기어비와 제 2의 기어비로 운전가능하도록 되어있다.

더 나아가 본 발명의 응용은 이하에서 상세히 설명되는 것으로부터 더욱 분 명해 진다. 상세설명과 실시예는 단지 예시적 목적으로 이용될 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명은 단지 실시예에 불과하며 본 발명과 본 발명의 응용 혹은 사용에 대한 제한을 하는 것으로 의도되지 말아야 한다.

도 1과 관련하여 본 발명에 교시한 바에 따라 구성된 이중속도 전륜구동 시스템은 운송수단(12)의 하부면으로부터 보여지는 실시예적인 설비로 예시되고 있다. 운송수단(12)은 엔진(14), 동력전달장치(16), 그리고 중앙차동장치(18)와 전력제거장치(PTU)(20)를 포함하는 구동 트레인을 포함한다. 동력제거장치입력 축(22)은 중앙차동장치(18)를 동력제거장치(20)에 연결한다. 좌측 절반의 축(24)은 중앙차동장치(18)의 회전식으로 결합되며 회전토오크를 전방 휠 세트(28)의 좌측 전방 휠(26)에 제공한다. 우측 절반의 축(30)은 동력제거장치(20)를 통해서 중앙차동장치(18)에 회전식으로 연결되며 우측 전방 휠(32)에 구동토오크를 제공한다. 우측 전방 휠(32)과 좌측 전방 휠(26) 양자 모두 전방 휠 세트(28)를 형성한다.

구동토오크는 동력제거장치(20)로부터 제 1의 축 부분(36)과 제 2의 축 부분(38)을 가지고 있는 보강 축(34)을 통해서 각각 구동장치(40)에 배분된다. 구동장치(40)는, 특별히 마련된 실시예에서 보여지는바와 같이, 운송수단(12)의 후방액슬(42)에 직접적으로 탑재된다. 후방액슬(42)은 차동장치(42a)와 차동장치(42a)에 결 합되며 회전토오크를 후방 휠 세트(48)의 좌측 후방 휠(46)에 전달하는 좌측 후방 액슬 축(44)과, 또한 차동장치(42a)에 결합되며 구동토오크를 우측 후방 휠(52a)에 전달하는 우측 후방 액슬 축(50)을 포함할 수 있다. 우측 후방 휠(52)과 좌측 후방 휠(46)은 결합하여 후방 휠 세트(48)를 형성한다.

도면 2와 관련하여, 중앙차동장치(18)는 이중 행성기어 차동어셈블리(54)를 포함한다. 차동어셈블리(54)는 우측 절반의 케이스(56), 입력행성 캐리어(58), 전방 휠 구동입력을 제공하는 내부기어(60), 내부기어(60) 내에 회전식으로 배치되는 태양기어(62)와 기어 축(64)을 포함한다. 행성 캐리어(66)는 우측 전방 휠(32)에 출력토오크를 제공한다(도면 1에 예시). 기어쉐프트(64)는 우측 절반의 축(30)의 일부분을 형성하는데 회전을 위해 행성 캐리어(66)와 결합될 수 있다. 행성 캐리어(66)는 각각 핀(68)을 거쳐 행성 캐리어(66)에 회전식으로 연결되는 다수의 행성기어(67)를 포함한다. 행성기어(67)는 내부기어(60)의 링 기어(69)와 상호 맞물림 된다. 행성기어(58)는 또한 링 기어(66)와 회전식으로 맞물림 되는 이중의 행성기어세트를 만들어주기 위해서 핀에 의해 각각 행성 캐리어(58)에 연결되는 다수의 행성기어들이 제공된다. 태양기어(70)는 절반의 좌측 축(24)의 한 부분을 형성하는 기어 쉐프트(71)를 경유하여 좌측 전방 휠(26)에 출력토오크를 제공한다. 기어 축(71)은 케이스 좌측 절반부(72)에 회전식으로 배치된다. 입력기어(74)는 입력토오크를 동력전달장치(16)로부터 직접적으로 차동어셈블리(54)에 제공해준다. 동력제거장치 입력 축(22)은 태양기어(62)의 회전에 의해 회전식으로 구동된다.

도면 3, 4와 관련하여 동력제거장치(20)는 동력제거장치케이스(76)와 후방 출력 커넥터(78)를 포함한다. 동력제거장치입력 축(22)은 동력제거장치케이스(76)에 결합되어 나타내어진다. 후방 출력 커넥터(78)는 보강 축(34)의 제 1축 포션(36)에 조여 연결된다. 동력제거장치케이스(76)는 중앙케이스 섹션(79), 제1말단평판(80)과 제2말단평판(82)을 포함한다. 외부 씰(84)은 동력제거장치입력 축(22)이 제2말단평판(82)의 구멍을 관통함에 따라 동력제거장치입력 축(22)을 봉합하게된다. 동력제거장치입력 축(22)은 움푹 들어간 축 포션(88) 내에 있는 동력제거장치(20)를 자유롭게 회전하며 관통하는 절반의 우측 축(30)에 대해 내부회전 여유를 제공하는 움푹 들어간 축 포션(88)을 포함한다. 움푹 들어간 축 포션(88)은 제 1의 베어링(89)와 제 2 베어링(90)에 의해서 제 2의 말단평판(82)과 중앙케이스 섹션(79)사이에 지지된다. 절반의 우측 축(30)은 중앙케이스 섹션(79)을 관통하여 절반의 우측 축 베어링(92)에 의해서 중앙케이스 섹션(79)과 제 1의 말단평판(80) 사이에 지지된다. 절반의 우측 축(30)은 외부 씰(96)이 마련되는 구멍(94)을 경유하여 제 1의 말단평판(80)을 관통하게 된다. 동력제거장치입력 축(22)은 기어(98)를 또한 포함한다.

동력제거장치(20)에서, 기어(98)는 아이들 기어(100)와 맞물림되어진다. 아이들 기어(100)는 외부롤러베어링(102)과 베어링레이스(104)에 의해 제 2의 말단평판(82)에 지지된다. 아이들 기어(100)는 내부롤러베어링(106)과 베어링레이스(108)에 의해 중앙케이스 섹션(79)에 또한 지지된다. 출력기어 어셈블리(110)는 중앙케이스섹션(79) 내에 제공된다. 출력기어 어셈블리(110)는 출력기어(112), 하이포이드 링 기어(114), 그리고 하이포이드 링 기어(114)를 출력기어 어셈블리(110)에 조 여서 지지하는 플렌지(116)를 포함한다. 출력기어 어셈블리(110)의 제 1 말단(117)은 베어링(118)에 의해 제 2 말단 평판(82)에 의해 지지된다. 유사하게, 외부기어 어셈블리(110)의 제 2 말단(119)은 베어링(120)에 의해 제 1 말단 평판(80)에 지지된다. 맞물림 하이포이드 피니언 기어(122)는 하이포이드 링 기어(114)와 맞물림되어진다. 하이포이드 피니언 기어(122)는 중앙케이스 섹션(79)의 후방구멍(125)을 관통하여 후방 출력기어 축(124) 위에 지지된다. 후방 출력기어 축(124)은 제 1의 베어링(126)에 의해 중앙케이스 섹션(79) 내에 회전식으로 지지되며 제 2의 베어링(128)에 의해 중앙케이스 섹션(79)의 외부에 지지된다. 후방 출력 커넥터(78)는 키움을 내어 후방 출력기어 축(124)에 결합되고 조임쇠(130)에 의해 출력기어 축(124)에 조임 고정된다. 최소한 하나의 씰(132)은 후방 출력 커넥터(78)와 후방구멍(125)에 있는 중앙케이스 섹션(79) 사이에 위치한다.

일 실시예에 마련된 바와 같이 회전토오크는 중앙차동장치(18)의 태양기어(62)로부터 동력제거장치입력 축(22)에 적용된다(도 2). 동력제거장치입력 축(22)의 기어(98)는 아이들 기어(100)와 맞물림되어진다. 아이들 기어(100)는 차례로 출력기어(112)와 맞물림된다. 출력기어(112)의 회전은 하이포이드 링 기어(114)를 회전시킨다. 후방 휠 세트(48)에 있는 구동토오크는 하이포이드 링 기어(114)와 후방 출력 기어 축(124)을 회전시키는 하이포이드 피니언 기어(122)의 회전에 의해 제공되어진다. 후방출력기어 축(124)은 후방 출력 커넥터(78)를 회전시키고 보강 축(34)을 회전시킨다(도 1). 절반의 우측 축(30)은 구동토오크를 직접적으로 우측 전방 휠(32)에 마련해주기 위해서 동력제거장치 입력 축(22)의 움푹 들어간 축 포션 (88) 내에서 회전한다(도 1).

도 5와 관련하여, 보강 축(34)에 결합되는 절반의 제 1의 컨넥터(134)는 보강 축(34)으로부터 회전력을 구동장치(40)에 용이하게 전달하기 위해서 구동장치(40)와 상호연관되어 있는 절반의 제 2 컨넥터(136)에 결합된다. 구동장치(40)는 도 7에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이 후방 액슬(42)의 하우징에 조임 연결되는 하우징(138)을 포함한다. 이동장치(140)는 하우징(138)에 결합된다. 구동토오크는 구동장치(40)를 경유하여 후방 액슬(42)을 관통해서 후방 휠 세트(48)에 전달된다(도 10). 이동장치(140)는 운송수단(12)에 의해 공통으로 제공되는 전력원으로부터 작동되는 전기적 액츄에이터를 포함한다. 예시적인 이동장치는 매사츄세츠에 있는 조셉 폴락 보스톤회사에 의해 생산되고 있다. 이동장치(140)는 도 6과 관련하여 좀 더 상세히 기재된 바와 같이 이동토오크(154)를 이동시키는 선형 액츄에이터를 포함한다. 이동장치(140)의 이동은 선형 액츄에이터에 제한되어있지 않고 솔레노이드 작동기, 진공다이아프램, 수압작동기, 케이블 등등 통상의 기술자가 접근할 수 있는 방식으로 얻어질 수 있다.

도 6과 관련하여, 구동장치(40)는 행성캐리어(141)를 포함한다. 행성캐리어(141)는 다수의 핀(142)을 포함하고 각각은 베어링(144) 상에 다수의 행성기어(143) 중 하나를 지지한다. 제 1의 도그-링 평판(148)은 다수의 조임새에 의해 연결되거나 혹은 행성캐리어(141)에 조임연결된다. 이동이음고리(150)는 내부기어(146)와 맞물림되어지고 내부기어(146) 내에서 이동방향 "A" 혹은 이동방향 "B"로 이동한다. 제 2의 도그-링 평판(152)은 이동이음고리(150)의 내부면에, 예를 들면, 용접에 의해서 고정연결된다. 제 3의 도그-링 평판(160)은 절반의 제 2의 컨넥터(136)와 회전을 위해서 고정결합된다. 태양기어 축(161)은 회전을 위해서 절반의 제 2 컨넥터(136)와 결합되어지고 제 3의 도그-링 평판(160), 이동이음고리(150), 제 2의 도그-링 평판(150), 제 1의 도그-링 평판(148), 내부기어(146), 그리고 행성캐리어(141) 등 각각을 통해 배치되며, 태양기어 축(161)의 태양기어(162)는 다수의 행성기어(143)와 맞물림 되어있다. 이동토오크(154)는 이동장치(140)에 의한 이동포오크(154)의 변위가 이동이음고리(150)가 이동방향 "A" 혹은 이동방향 "B" 방향으로 이동하도록 이동이음고리(150)의 환형채널(158)에 배치되는 한 쌍의 살(tine)을 가지고 있다.

이동토오크(154)는 이동이음고리(150)(그리고 제 2의 도그-링 평판(152))를 제 2의 도그-링 평판(152)의 다수의 확장편(166)이 제 1의 도그-링 평판(148)의 다수의 맞물린 확장편(164)을 맞물림 하게 되는 위치로 이동시키기 위해서 변위된다. 이동방향 "A"에서의 변위는 절반의 제 2 컨넥터와 행성캐리어(141) 간에 토오크 전달을 고영역 혹은 상대적인 고속도 비로 용이하게 하기 위해서 내부기어(146)를 행성캐리어(141)에 고정시킨다. 이것은 행성캐리어(141)와 내부기어(146) 그리고 행성기어 축(161) 각각을 회전시키는 결과를 낳는다.

이동토오크(154)는 또한 이동이음고리(150)(그리고 제 2의 도그-링 평판(152))를 제 2의 도그-링 평판(152)의 반대편 상에 있는 다수의 확장편(168)이 제 3의 도그-링 평판(163)에 있는 다수의 확장편(170)과 맞물림하는 위치로 이동시키기 위해서 이동방향 "B"로 변위된다. 이러한 조건 하에서, 내부기어(146)는 행성기 어(143)가 감속과 토오크 증대 작동을 가능하게 하도록 하는 고정적이고 비회전 컨디션에 고정되게 함으로써 토오크는 절반의 제 2의 컨넥터(136)와 행성캐리어(141) 간에 낮은 영역 혹은 상대적으로 낮은 속도 비율로 전달된다.

도 7과 관련하여 후방 액슬(42)은 입력피니언(172)을 포함하는데 입력피니언은 스플라인된 입력 축(174)을 가지고 있으며 축(174)은 회전력을 종래기술에서 잘 알려져 있는 방법으로 차동장치(142a)로 전달한다. 간단히 언급하면, 입력피니언(172)은 회전력을 차동장치(42a)의 링 기어로 전달하며 이것은 차동장치(42a)가 후방 액슬(42)의 하우징 내에서 회전하게 한다. 한 쌍의 측면기어와 다수의 피니언을 포함하는 기어세트는 회전력을 좌ㆍ우 액슬 축(44, 50)에 전달하도록 이용되어질 수 있다(도 1). 조임새(176)는, 너트와 볼트처럼, 행성캐리어(141)를 입력 축(174)에 고정적이면서도 제거할 수 있도록 결합시키기 위해 이용되어질 수 있다. 입력 축 (174)은 행성캐리어(141)의 내부적으로 스플라인된 맞물림 포션(177)과 맞물림된다. 하우징(138)은 하우징 플렌지(178)를 포함한다. 액슬은 차동플렌지(180)를 포함하는 차동하우징(179) 내에 회전식으로 둘러싸여 있다. 하우징 플렌지(178)와 차동플렌지(180)는, 고정적이지만 제거할 수 있도록, 다수의 조임새(182)를 사용해서 함께 결합된다. 하우징(138)은 파일럿(182)을 포함하며 파일럿(182)은 구동장치(40)와 후방 액슬(42)의 여러 가지 부품들이 공통된 중심선 "C"와 관련하여 정렬될 수 있도록 하기 위해서 차동플렌지(180)의 맞물림편(183)과 맞물림되어진다.

태양기어 축(161)은 베어링세트(184)에 의해서 공통중심선 "C"를 따라 하우징(138) 내에서 회전식으로 지지된다. 축 씰(186)은 하우징(138)의 말단 정크션을 봉합하기 위해 사용되어질 수 있다. 태양기어 축(161)의 태양기어(162)는 다수의 행성기어(143)와 맞물림되어진다. 행성기어(143)는 차례로 내부기어(146)의 내부적으로 치형면과 회전식으로 맞물림된다. 내부기어(146)는 제 1의 베어링 (188)과 제 2의 베어링(190)에 의해서 행성캐리어(141)의 외부직경상에 회전식으로 지지된다. 다수의 조임새(192)는 고정적이지만 제거가능하도록 제 3의 도그-링 평판(160)을 하우징(138)의 한 부분에 결합시키기 위해서 사용되어질 수 있다.

도 7은, 고영역 혹은 고속도 모드 작동조건 시, 공통중심선 "C" 밑의 구동장치(40) 일부분과 관련하여 구동장치(40)에 대한 구조를 나타내고 있다. 작동구조의 저영역 혹은 저속도 모드는 상기 공통중심선 "C" 상에 보여지고 있다. 고영역 작동조건에서, 이동이음고리(150)는 이동되어 제 2의 도그-링 평판(152)과 제 2의 도그-링 평판(148)이 서로 맞물림 되어진다. 이러한 조건하에서, 제 2의 도그-링 확장편(166)은 제 1의 도그-링 확장편(164)의 각각의 것들과 맞물림되어지고 태양기어 축(161)을 경유하여 전달된 입력토오크는 행성기어(143)를 경유하여 내부기어(146)에 전달되어지고 또한 이동이음고리(156)로부터 행성캐리어(141)로 이동되어진다. 행성캐리어(141)는 그 후 고영역 토오크를 입력 피니언(172)을 경유하여 차동장치(42a)의 링 기어로 이동시킨다.

도 7의 공통중심선 "C" 상에서 보여지는 낮은 영역 혹은 낮은 속도 작동모드에서, 이동고리이음(150)은 도 7에서 보여지는 것처럼 우측에 위치되고 이것은 제 2의 도그-링 평판(152)의 확장편(168)의 제 3의 도그-링 평판(160)의 제 3의 도그-링 확장편(170)의 각각의 것들과 맞물림되도록 하게 한다. 제 3의 도그-링 평판 (160)은 하우징(138)에 고정 맞물림 되어지기 때문에 내부기어(146)는 따라서 이동고리이음(150)을 경유하여 하우징(138)에 연결되고 내부기어(146)는 회전할 수 없게 된다. 태양기어 축(161)으로부터의 회전토오크는 따라서 태양기어(162)를 경유하여 낮은영역으로 행성기어(143)에 전달되고 직접적으로 행성기어(141)에 전달되어 행성기어(141)는 태양기어(162)에 상대적인 기설정된 속도비율로, (예를 들면, 1:3), 구동된다.

도 6과 관련하여 엔진(14)으로부터의 출력토오크는 동력전달장치(16)를 경유하여 중심차동장치(18)에 전달되고, 중심전달장치(18)로부터 동력제거장치(20)와 그리고 구동장치(40)에 전달된다. 중심차동장치(18)와 동력제거장치(20)는 고영역과 저영역 모드에서 작동하게 된다. 고영역 혹은 고속도 동작모드에 있는 전륜구동 시스템(10)은 구동토오크를, 예를 들면 전방 휠 세트(28)의 약 67% 그리고 동력제거장치(20)의 약 33%, 등으로 제 1 전/후 퍼센트로 나눌 수 있다(좌측 전방 휠(26)과 우측 전방 휠(32) 각각의 사이에서 약 똑같이 나누어짐). 고영역 혹은 고속도 작동모드에서, 동력제거장치(20)로부터의 토오크는 보강 축(34)을 경유하여 구동장치(40)에 전달되어진다. 동력제거장치(20)는 1:2.73의 기어비를 가질 수 있다. 고영역 혹은 고속도 작동모드에서, 이동장치(140)는 이동방향 "A"(도 6)으로 이동토오크(154)를 이동시키고 구동토오크는 제 1의 비율로 배가되고 행성캐리어(141)와 입력피니언(172)을 경유하여 차동장치(42a)의 링 기어로 출력되며 동력전달장치(16) 토오크는 좌측 후방 휠(46)과 우측후방 휠(52) 사이에서 대략 똑같이 나누어질 수 있다.

저영역 혹은 저속도 동작모드에서, 이중속도 전륜구동 시스템(10)은 전방 휠 세트(28)의 약 38% 그리고 동력제거장치(20)의 약 22%와 같이 구동토오크를 제 2 전/후 퍼센트로 나눌 수 있다(좌측 전방 휠(26)과 우측 전방 휠(32)의 각각의 사이에서 대략 똑같이 나누어짐). 저영역모드에서, 이동장치(140)는 이동포오크(154)를 이동방향 "B"로 이동시킨다(도 6). 구동토오크는 제 2 비율로 배가되고 행성캐리어(142)와 입력피니언(172)을 경유하여 후방 차동장치(42a)의 링 기어로 출력되며, 동력제거장치(22)로부터의 토오크는 좌측 후방 휠(46)과 우측후방 휠(52) 각각의 사이에서 대략 똑같이 나누어지게 된다. 동력제거장치(20)의 후방 휠 사이드 상에서 구동장치(40)를 경유하여 기어비들을 변화시킴으로서, 중심차동장치(18)는 감속기어세트로서 효과적으로 작동된다. 이 예에서, 전방 휠 세트(28)는 동력전달장치(16) 토오크의 약 67%를 전달받고 후방 휠 세트 (48)은 동력전달장치(16) 토오크의 약 108%를 접수한다.

다음으로 도 8과 관련하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구동장치(40)와 유사하게 구동장치(194)는 동력제거장치(20)에 직접적으로 탑재된다. 이동장치(196)는, 이동장치(140)와 유사하게, 구동장치(194) 상에 탑재되며 이동장치(140)와 유사하게 동작된다. 하우징 플렌지(198)는 동력제거장치(20)의 탑재플렌지에 구동장치(194)를 직접적으로 맞물림시키기 위해서 사용된다. 구동장치(194)는 고영역/고속도동작 모드 혹은 저영역/저속도동작 모드를 마련해주기 위해 구동장치(40)와 유사하게 동작한다.

동작제거장치(20)는 단일속도 혹은 이중속도 장치로써 동작될 수 있다. 예를 들면, 동작제거장치(20)는 저영역 전륜구동 작동에서 1:0.61의 기어비를 갖고 고영역 전륜구동 작동에서는 1:2.73의 기어비를 갖는 이중속도 동작을 제공할 수 있다.

본 발명의 이중속도 전륜구동 시스템(10)은 고영역/고속도 그리고 저영역/저속도 동작 모드를 휠슬립 조건에 관계없이 모든 휠 구동 운송수단을 위해 제공하는데 효과적이다. 이것은 도로상에서나(고영역 작동) 도로 이외의 상황(저영역 작동)에서 현저한 힘의 손실 없이 그리고 최소한 고영역에서 운송수단의 속도제한 없이 운전가능성을 허락한다. 구동트레인 컴포넌트들을 보호하기 위해 저영역 동작은 정지된 혹은 매우 낮은 작동상태에 있는 운송수단에 적용되어진다. 종래의 기술에서 알려진 바와 같이 운송수단 속도 로크-아웃 시스템은 고영역/고속도 작동으로부터 저영역/저속도 작동까지 기설정된 운송수단의 속도로 본 발명의 전륜구동 시스템의 결합을 방지하기 위해서 혹은 운송수단의 속도가 0보다 큰 상태에서의 작동을 제외시키기 위해서 사용될 수 있다.

동력제거장치와 전륜구동 운송수단의 후방 차동장치 사이에 위치되어 있는 본 발명의 구동장치를 제공함으로써, 추가적인 공간배치가 운송수단의 엔진 콤파트먼트를 위해 증대되고 전륜구동 운송수단의 효과적인 이중속도 동작이 마련되어진다. 도 1에 예시된 바와 같이, 좌측 후방 액슬 축(44)과 우측 후방 액슬 축(50)은 성능이 우수한 후방 액슬 어셈블리를 형성하고 있다. 본 발명은 도 1에 예시된 구조에 국한되지 않는다. 본 발명은 독립적인 서스펜션 시스템에 적용되어질 수 있다.

본 발명의 기재는 특성상 단순히 예시적인 것이고 따라서 본 발명의 핵심으 로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 안에 있는 것으로 해석된다. 그러한 변형은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나 있다고 간주되지 않아야 한다.

본 발명의 기재는 특성상 단순히 예시적인 것이고 따라서 본 발명의 핵심으로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 안에 있는 것으로 해석된다. 그러한 변형은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나 있다고 간주되지 않아야 한다.

Claims

전ㆍ후륜 각각의 세트에 회전력을 제공하기 위해 출력장치를 구비한 동력전달장치를 갖는 운송수단의 구동시스템에 있어서,

상기 동력전달장치의 출력장치에 작동 가능토록 연결되고 구동토오크를 수용할수있는 제1의 차동장치;

상기 제1의 차동장치에 작동 가능토록 연결된 동력제거장치(take-off);

상기 후륜 세트에 동력제거장치를 연결시키고 구동토오크를 제공하도록 작동가능한 제2의 차동장치; 및

상기 동력제거장치와 제2의 차동장치간에 위치한 이중모드 구동장치;를 포함하는 것으로서 상기 이중모드 구동장치는 고(高)영역 전륜구동 작동과 저(低)영역 전륜구동 작동간의 이동을 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
제1항에 있어서,

상기 이중모드 구동장치는 상기 제2의 차동장치에 상기 이중모드 구동장치를 직접적으로 탑재시킬수 있도록 작동가능한 기계적 컨넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
제2항에 있어서,

상기 동력제거장치와 상기 이중모드 구동장치간에 작동가능토록 연결된 보강축(prop shaft)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
제1항에 있어서,

상기 이중모드 구동장치는 상기 동력제거장치에 이중모드 구동장치를 직접적으로 탑재시키도록 작동가능한 기계적 컨넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
제4항에 있어서,

상기 이중모드 구동장치와 제2 차동장치를 작동가능토록 연결시키는 보강축을 포함하는것을 특징으로 하는 구동시스템.
제1항에 있어서,

상기 이중모드 구동장치는 고(高)영역 전륜구동 작동과 저(低)영역 전륜구동 작동간의 이동을 가능토록 하는 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1의 차동장치에 배치된 최소 한쌍 이상의 유성연동 기어 세트;를 더 포함하며, 상기 유성연동 기어 세트는 저(低)영역 전륜구동 작동시 기어 감속장치로서 기능하는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
제1 및 제2의 휠 세트의 각각에 회전력을 제공하기 위해 출력장치를 구비한 동력전달장치를 갖는 운송수단의 구동 트레인에 있어서,

상기 동력전달장치로부터 회전력을 수용하고 상기 제1의 휠 세트를 구동시키기 위해 제1의 포션과 제2의 포션으로 회전력을 분배하도록 작동가능한 제1의 차동장치;

상기 제1의 차동장치로부터 회전력의 제2 포션을 수용하기 위해 작동가능한 동력제거장치;

상기 제2의 휠 세트를 회전시키기 위해 작동가능한 제2의 차동장치;

상기 동력제거장치와 제2의 차동장치간에 연결가능한 구동장치; 및

제1의 기설정 기어비로 승산되는 상기 제2의 포션을 갖는 최소한 제1모드와 제2의 기설정 제어비로 승산되는 상기 제2 포션을 갖는 제2모드를 제공하기 위해 작동가능한 다수의 구동장치 기어들;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운송수단의 구동 트레인.
제8항에 있어서,

상기 제1모드와 상기 제2모드간에 선택할수 있도록 작동가능한 상기 구동장치내에 있는 이동 이음고리; 및

다수의 구동장치기어중 선택된 것들을 맞물리도록 하기위해 작동가능한 다수의 맞물림판;을 포함하는 것으로서, 상기 이동 이음고리는 상기 제1모드에 대응하는 제1의 이음고리위치와 상기 제2모드에 대응되는 제2의 이음고리위치의 각각에 있는 맞물림판들중 선택된것들을 맞물림 시키기위해 움직일수 있는것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제9항에 있어서,

상기 다수의 구동장치기어는,

상기 이동 이음고리에 미끄럼식으로 결합되는 내부기어;

상기 내부기어내에서 회전할수 있는 플래닛 캐리어; 및

상기 플래닛 캐리어에 대해 위치가능한 다수의 플래닛 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제10항에 있어서,

상기 다수의 맞물림판들은,

상기 플래닛 캐리어에 고정되어 연결되는 제1의 도그-링 판; 및

상기 이동 이음고리에 고정되어 연결되는 제2의 도그-링 판;을 포함하는 것으로서 상기 이음고리 위치는 상기 제2의 도그-링 판과 맞물림되는 제1의 도그-링 판을 갖는 제1모드를 정의하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제11항에 있어서,

상기 다수의 구동장치기어를 수용하는 하우징; 및

상기 하우징에 고정연결되는 제3의 도그-링 판;을 포함하는 것으로서, 상기 제2의 이음고리 위치는 상기 제3의 도그-링 판에 결합되는 상기 제2의 도그-링 판을 갖는 상기 제2모드를 정의하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제8항에 있어서,

상기 다수의 구동장치기어는 상기 제2의 차동장치에 운송수단 구동 토오크를 전달하기 위해 작동가능한 태양 톱니바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제8항에 있어서,

상기 동력제거장치에 상기 구동장치를 직접적으로 연결하기위해 작동가능한 컨넥터;및

상기 제2의 차동장치에 구동장치를 연결하는 보강축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.
제8항에 있어서,

상기 제2의 차동장치에 상기 구동장치를 직접적으로 연결하기위해 작동가능한 컨넥터; 및

상기 구동장치에 상기 동력제거장치를 연결하는 보강축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 트레인.

어
전방차동장치와 동력제거장치를 거쳐 후방차동장치에 연결되는 동력전달장치를 구비한 전륜구동 운송수단의 구동 트레인 파워를 전달하는 방법에 있어서,

전력제거장치와 후방차동장치간에 이중모드 구동장치를 위치시키는 단계;

최소한 제1의 기어배치와 제2의 기어배치를 제공하기 위해 구동장치내에 미 리선정된 일군의 기어를 맞물림 시키는 단계; 및

전륜 구동 운송수단의 고속 작동 모드에 대응되는 제1의 기어배치와 저속 작동 모드에 대응되는 제2의 기어배치간에 구동장치에 있는 다수의 기어를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동트레인 파워 전달방법.
제16항에 있어서,

운송수단 후방 차동장치에 구동장치를 직접적으로 탑재시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동트레인 파워 전달방법.
제16항에 있어서,

보강축을 사용하여 운송수단 후방 차동장치에 구동장치를 원격으로 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동트레인 파워 전달방법.
제16항에 있어서,

각각의 운송수단 후방 차동장치와 운송수단 전방 차동장치간에 운송수단 구동 토오크를 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동트레인 파워 전달 방법.
제19항에 있어서, 각각의 운송수단 후방 차동장치와 전방 차동장치로 나누어진 운송수단 구동 토오크의 일부를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동트레인 파워 전달 방법.
제1 및 제2출력장치를 구비하고, 상기 제1출력장치는 제1의 운송수단 휠 세트를 구동하도록 구성되어 있고, 운송수단의 동력전달 장치로 부터 회전입력을 받아 들이도록 구성된 제1의 차동장치;

입력과 출력을 가지고 있으며, 상기 입력은 제1의 차동장치에 결합되고, 제2의 출력으로부터 회전력을 받아 들이는 동력 제거 장치;

입력과 출력을 가지고 있으며, 상기 입력은 동력 제거 장치의 출력으로 부터 회전력을 받아 들이고, 최소한 제1의 기어비 와 제2의 기어비 에서 동작가능한 다단계 속도 기어 박스; 및

다단계 속도 기어박스의 출력으로부터 회전력을 받아들이기 위한 입력을 가지고 있는 제2의 차동장치를 구비한 액슬을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제21항에 있어서,

보강축은 동력제거장치의 출력측과 다단계 속도 기어박스를 작동 가능하도록 결합시키는 것을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제21항에 있어서,

보강축은 다단계 속도 기어박스의 출력과 제2 차동장치의 입력을 결합하는 것을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제21항에 있어서,

제1 차동장치는 에피사이클릭 기어세트를 이용하는 것을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제21항에 있어서,

상기 다단계 속도 기어박스는 링기어를 구비한 에피사이클릭 기어세트를 포함하며, 다수의 행성기어와 함께 맞물려 있고 상기 다단 속도 기어박스는 다수의 행성기어와 맞물려 있음을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제25항에 있어서,

상기 링기어는 상기 다단속도 기어박스가 제1의 기어비로 작동될때 다단속도 기어박스의 입력에 상대적으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.
제26항에 있어서,

상기 링기어는 상기 다단속도 기어박스가 제2의 기어비로 작동될때 다단속도 기어박스의 입력과 함께 같이 회전하는 것을 특징으로 하는 운송수단 구동 트레인.