KR20090043019A - 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치 - Google Patents

4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치에 관한 것으로서, 종래와 같은 차동기구의 베벨기어 구조가 삭제되는 대신, 차량 구동, 회생발전, 차동 및 차동 제한 기능을 수행하도록 1축에 모터-감속기구-차동기구-차동 제한용 클러치 기구를 배치하고, 상기 감속기구와 차동기구를 복합유성기어 구조로 단순화하여 구성함으로써, 기계적 효율 및 공간 효율의 향상, 부품수 축소, 구조의 단순화, 원가 절감 등 여러 장점을 제공하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치에 관한 것이다.
4WD, 하이브리드, 모터, 후륜, 감속기구, 차동기구, 클러치, 유성기어, 클러치

Description

4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치{Rear wheel drive apparatus for 4WD-hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량용 후륜 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 4륜 구동방식의 하이브리드 차량에서 후륜 구동을 위한 모터발전기, 상기 모터발전기의 출력을 감속시켜 전달하는 감속기구, 및 상기 감속기구를 통해 전달되는 회전력을 차속을 달리하여 후륜의 각 휠축에 적절히 분배하는 차동기구를 포함하여 구성되는 하이브리드 차량용 후륜 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.
최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요 청에 부응하여 하이브리드 차량에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
상기한 하이브리드 차량은 배터리의 SOC(State Of Charge) 및 주행상황 등에 따라 선택적으로 모터의 회전력만으로 주행하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드, 엔진의 회전력만으로 주행하는 엔진 모드, 엔진의 회전력을 주동력으로 하고 배터리 전력에 의해 구동되는 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 보조모드인 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행시에 제동 및 관성 에너지를 모터에서 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking, RB) 모드로 주행된다.
이와 같이 하이브리드 차량은 두 동력원, 즉 엔진과 모터를 적절히 조합한 구조를 적용하여 차량 출발시나 가속시에 배터리 전력에 의해 구동되는 모터의 동력 보조로 연비 향상을 유도한다.
한편, 4륜 구동방식의 하이브리드 차량에서 감속기구는 후륜 구동모터의 출력축으로부터 전달되는 동력을 감속하여 차동기구로 전달하는 것으로, 모터 출력축으로부터의 동력을 휠축에 전달하기에 앞서 그 동력을 감속하여 토크를 증대시킴으로써 최종적인 감속을 이루게 된다.
그리고, 상기 차동기구는 감속기구를 통해 전달되는 회전력을 회전속도를 달리하여 후륜의 각 휠축에 적절히 분배하는 장치로서, 차량이 주행 중에 선회하거나 노면 요철에 의해 좌우 바퀴의 회전차가 생길 필요가 있을 때 자동으로 회전차를 주어서 원활한 주행이 이루어지도록 한다.
첨부한 도 1 ~ 도 3은 종래의 4륜 구동(4WD) 하이브리드 차량의 감속기구와 차동기구를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 후륜 구동을 위한 모터발전기(Motor-Generator, MG)(1)가 구비되어 있고, 모터발전기(1)의 구동력을 좌우 각 휠축(6a,6b)에 최종 전달하기 위해 감속기구(3)와 차동기구(5)가 배치되어 있다.
도시한 동력전달구조에서는 모터발전기(1)에 연결된 모터 출력축(2), 상기 모터 출력축(2)의 회전력을 감속기구(3)를 통해 전달받는 중간축(4), 상기 중간축(4)의 회전력을 차동기구(5)를 통해 분배받는 휠축(6a,6b)으로 이루어진 3축 방식이 채택되어, 모터발전기(1)와 감속기구(3), 차동기구(5)가 상호 연계 작동하면서 차량 구동 및 회생발전, 차동 기능을 수행하게 된다.
여기서, 차동기구(5)로는 베벨기어(straight bevel gear) 타입의 차동기구가 사용되며, 도시한 동력전달구조의 전체 구성에서 3개의 기어 세트가 사용되고 있다.
도 2의 동력전달구조는 감속기구(3) 및 차동기구(5)와 더불어 모터 출력축(2), 중간축(4), 휠축(6a,6b)의 3축 구조가 채용된 것으로, 전자 클러치(7)가 추가로 설치된 구조이며, 모터발전기(1)와 감속기구(3), 차동기구(5)에 의해 차량 구동 및 차동 기능이 수행된다.
상기 차동기구(5)로는 베벨기어(straight bevel gear) 타입의 차동기구가 사용되며, 도시한 동력전달구조의 전체 구성에서 3개의 기어 세트가 사용되고 있다.
또한 도 3의 동력전달구조는 스텝드-피니언(Stepped-Pinion) 유성기어가 사용된 구조로서, 상대적으로 간단한 1축 구조가 채용되고 있으며, 모터발전기(1)와 감속기(3), 차동기구(5)에 의해 차량 구동 및 회생발전, 차동 기능이 수행된다.
여기서, 차동기구(5)로는 베벨기어 타입의 차동기구가 사용되며, 도시한 동력전달구조의 전체 구성에서 3개의 기어 세트가 사용되고 있다.
그러나, 전술한 종래의 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치는 베벨기어 타입의 차동기구를 모두 구비하고 있으면서 3축 방식을 채용하거나 기어 세트 수가 모두 3개 세트로 되어 있는 등 부품수가 많을 뿐만 아니라 복잡한 구조로 구성되어 있는 바, 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 발명한 것으로서, 종래와 같은 차동기구의 베벨기어 구조가 삭제되는 대신, 차량 구동, 회생발전, 차동 및 차동 제한 기능을 수행하도록 1축에 모터-감속기구-차동기구-차동 제한용 클러치 기구를 배치하고, 상기 감속기구와 차동기구를 복합유성기어 구조로 단순화하여 구성함으로써, 기계적 효율 및 공간 효율의 향상, 부품수 축소, 구조의 단순화, 원가 절감 등 여러 장점을 가지게 되는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 후륜 구동용 모터발전기와, 상기 모터발전기의 출력을 감속시켜 전달하는 감속기구와, 상기 감속기구와 후륜 좌우 휠축 사이에 개재되는 차동기구와, 상기 차동기구와 휠축 사이에 개재되어 차동 제한을 수행하는 클러치 기구를 포함하여 구성되되;
상기 모터발전기의 출력축 내부 중공에 후륜의 LH 휠축이 삽입된 상태로 상기 모터발전기, 감속기구, 차동기구, 차동 제한용 클러치 기구가 차량 휠축을 따라 1축 배치 구조로 설치되며;
상기 감속기구는 링기어가 고정되고 선기어에 모터 출력축이 연결되며 캐리어로 출력이 이루어지는 유성기어세트로 구성되고;
상기 차동기구는 상기 감속기구의 캐리어와 LH 휠축 사이에 개재되는 제1유성기어세트와, 상기 제1유성기어세트와 RH 휠축 사이에 개재되는 제2유성기어세트로 구성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1유성기어세트의 선기어가 상기 감속기구의 캐리어에 연결되고, 상기 제1유성기어세트와 상기 제2유성기어세트는 대응되는 양측의 두 피니언들끼리 일체로 연결된 구조이며, 상기 제1유성기어세트의 캐리어가 LH 휠축에 연결된 구조인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2유성기어세트의 선기어에 RH 휠축이 연결되고, 상기 제2유성기어세트의 캐리어와 상기 RH 휠축 사이에는 차동 제한용 클러치 기구가 개재되는 구조인 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제2유성기어세트는 선기어에 치합된 내부 피니언과, 상기 내부 피니언에 치합된 외부 피니언을 갖는 더블 피니언 타입의 유성기어세트이고, 상기 외부 피니언이 상기 제1유성기어세트의 피니언과 일체형 구조인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2유성기어세트는 피니언이 상기 제1유성기어세트의 피니언과 일체형인 싱글 피니언 타입의 유성기어세트인 것을 특징으로 한다.
상기한 특징을 갖는 본 발명의 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치에 의하면, 차량 구동, 회생발전, 차동 및 차동 제한 기능을 수행하도록 1축에 모터-감속기구-차동기구-차동 제한용 클러치 기구를 배치하고, 상기 감속기구와 차동기구를 복합유성기어 구조로 단순화하여 구성함으로써, 기계적 효율 및 공간 효율의 향상, 부품수 축소, 구조의 단순화, 원가 절감 등 여러 장점을 제공하는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 새로운 복합유성기어 방식의 차동기구 및 감속기구를 채용한 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치에 관한 것으로서, 종래와 같은 차동기구의 베벨기어 구조가 삭제되는 대신, 차량 구동, 회생발전, 차동 및 차동 제한 기능을 수행하도록 1축(차량 휠축)에 모터-감속기구-차동기구-차동 제한용 클러치 기구를 배치한 것에 주안점이 있는 것이다.
첨부한 도 4는 4륜 구동 하이브리드 차량의 구동장치를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 후륜 구동장치의 제1실시예를 도시한 구조도이다.
도 5에서 미설명부호 9a, 9b, 9c는 각각 모터 출력축(2), LH 휠축(6a), RH 휠축(6b)을 지지하는 베어링을 나타낸다.
본 발명에 따른 후륜 구동장치는, 4륜 구동 하이브리드 차량에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인버터(I)에 연결되어 구동되는 모터발전기, 및 그 회전동력을 차 륜에 전달하는 동력전달기구(감속기구, 차동기구 등)로 구성되어 차량의 후륜을 구동시키기 위한 장치이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치는 후륜 구동을 위한 모터발전기(1), 상기 모터발전기(1)의 출력을 감속시켜 전달하는 감속기구(10), 상기 감속기구(10)를 통해 전달되는 회전력을 차속을 달리하여 후륜의 각 휠축(6a,6b)에 적절히 분배하는 차동기구(20), 선택적으로 차동 제한을 수행하기 위한 클러치 기구(30)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 후륜 구동장치에서는 후륜 구동용 모터발전기(1)의 출력축(2) 내부 중공에 차량 좌륜의 휠축(6a)이 삽입되어 동심축 구조로 배치된 1축 구조가 채용되며, 이러한 1축 구조에 모터발전기(1), 감속기구(10), 차동기구(20)가 배치되어 모터발전기(1)의 구동력이 감속기구(10)와 차동기구(20)의 순으로 전달되어 각 휠축(6a,6b)에 분배되게 된다.
상기 감속기구(10)와 차동기구(20)는 유성기어세트로 구성되는데, 감속기구(10)와 차동기구(20)의 유성기어세트는 별도 연결축 없이 동력 전달이 가능하도록 상호 직결된 구조의 복합유성기어 방식으로 되어 있다.
우선, 감속기구(10)는 선기어(11), 피니언(12), 캐리어(13), 링기어(14)로 이루어진 유성기어세트로 되어 있으며, 특히 링기어(14)가 감속기구 하우징(H)에 고정되어, 링기어(14)가 고정된 유성기어세트로 되어 있다.
상기 감속기구(10)를 구성하는 유성기어세트에서는 상기 선기어(11)에 모터 출력축(2)이 직결되고, 상기 캐리어(13)가 차동기구(20)의 입력측에 연결되어, 감 속기구(10)에서 상기 선기어(11)가 모터 출력을 입력받는 입력측이 되고, 상기 캐리어(13)가 차동기구(20)로 동력(감속된 모터발전기의 회전동력)을 전달하는 출력측이 된다.
그리고, 차동기구는 선기어(22), 피니언(23), 캐리어(24)로 이루어진 제1유성기어세트(21)(링기어 없음)와, 선기어(26), 피니언(27a,27b), 캐리어(28)로 이루어지되 피니언(27b)이 상기 제1유성기어세트(21)의 피니언(23)과 일체형으로 된 더블 피니언 타입의 제2유성기어세트(25)(링기어 없음)로 구성된다.
상기 제1유성기어세트(21)와 제2유성기어세트(25)는 대응되는 양측의 두 피니언(23,27b)들끼리 일체로 되어 있는 구조로서, 상기 제1유성기어세트(21)의 캐리어(24)와 제2유성기어세트(25)의 캐리어(28)가 일체로 회전되게 되어 있다.
상기 제1유성기어세트(21)는 감속기구(10)로부터 동력을 입력받아 좌륜의 휠축(6a)(이하, LH 휠축이라 함)으로 출력하는 기어수단으로, 제1유성기어세트(21)의 선기어(22)에는 감속기구(10)의 캐리어(13)가 연결되고, 제1유성기어세트(21)의 캐리어(24)에는 LH 휠축(6a)이 연결된다.
즉, 상기 제1유성기어세트(21)에서는 선기어(22)가 감속기구(10)로부터 동력(감속된 회전동력)이 입력되는 입력측이 되고, 상기 선기어(22)에 피니언(23)을 매개로 연결된 캐리어(24)가 LH 휠축(6a)에 동력을 출력하는 출력측이 되어, 상기 캐리어(24)에서 LH 휠축(6a)으로 동력의 출력이 이루어지게 되는 것이다.
그리고, 상기 제2유성기어세트(25)는 제1유성기어세트(21)로부터 동력을 입력받아 우륜의 휠축(6b)(이하, RH 휠축이라 함)으로 출력하는 기어수단으로, 내부 피니언(27a)과 이에 외접기어 형태로 치합된 외부 피니언(27b)을 가진 더블 피니언 타입의 유성기어세트가 채용된다.
상기 제2유성기어세트(25)에서 외부 피니언(27b)은 제1유성기어세트(21)의 피니언(23)과 일체형 구조로 되어 있고, 제2유성기어세트(25)의 선기어(26)에는 RH 휠축(6b)이 연결된다.
즉, 상기 제2유성기어세트(25)에서는 외부 피니언(27b)이 제1유성기어세트(21)로부터 동력이 입력되는 입력측이 되고, 상기 선기어(26)가 RH 휠축(6b)에 동력을 출력하는 출력측이 되어, 상기 선기어(26)에서 RH 휠축(6b)으로 동력의 출력이 이루어지게 되는 것이다.
도시된 바와 같이, 더블 피니언 타입의 유성기어세트는 외부 피니언(27b)과 선기어(26) 사이에 내부 피니언(27a)이 개재된 구조이므로, 외부 피니언(27b), 내부 피니언(27a), 선기어(26), RH 휠축(6b)의 경로를 따라 동력이 전달되게 된다.
한편, 상기 차동기구(20)와 RH 휠축(6b) 사이에는 차동 제한을 선택적으로 수행하기 위한 클러치 기구(30)가 개재되는데, 보다 상세히는 상기 클러치 기구(30)는 제2유성기어세트(25)의 캐리어(28)와 RH 휠축(6b) 사이에 개재되어 동력 전달을 선택적으로 단속하게 된다.
이러한 구조에서는 차동 제한을 할 때 클러치 기구(30)가 연결 작동되고, 차동 제한을 하지 않을 때는 클러치 기구(30)가 연결 해제되는데, 클러치 기구(30)의 연결이 해제된 상태에서는 차동기구(20)에 의한 차동 기능이 정상적으로 수행되며, 클러치 기구(30)의 연결 상태에서는, LH 휠축(6a)이 차동기구(20)의 캐리어(24,28) 를 매개로 RH 휠축(6b)과 일체 회전하도록 연결되므로, LH 출력과 RH 출력이 1:1 상태가 되는 차동 제한 상태가 되는 것이다.
이와 같이 하여, 모터발전기(1)의 회전동력이 감속기구(10)를 거쳐 감속된 뒤 차동기구(20)에 전달되면, 차동기구(20)에서 제1유성기어세트(21)와 제2유성기어세트(25)를 통해 각각 LH 휠축(6a)과 RH 휠축(6b)으로의 동력 분기가 이루어지며, 이때 제1유성기어세트(21)의 캐리어(24)를 통해 LH 출력이 이루어지고, 제2유성기어세트(25)의 선기어(26)를 통해 RH 출력이 이루어지게 된다.
다음으로, 첨부한 도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동장치의 제2실시예를 도시한 구조도로서, 본 실시예는 제1실시예와 비교하여 차동기구(20)의 제2유성기어세트(25)가 싱글 피니언 타입의 유성기어세트라는 점에서 차이가 있으며, 이를 제외한 나머지 구성 및 작용은 제1실시예와 동일하다.
본 제2실시예에서의 차동기구(20)는 싱글 피니언 타입의 제2유성기어세트(25)를 사용하여 좀더 간단한 구조로 구성한 것으로, 제2실시예에서 차동기구(20)의 제2유성기어세트(25)는 제1유성기어세트(21)의 피니언(23)과 일체형 구조인 피니언(27), RH 휠축(6b)이 연결되어 출력측 기어가 되는 선기어(26), 차동 제한용 클러치 기구(30)를 개재한 상태로 RH 휠축(6b)에 연결된 캐리어(28)로 구성된다.
이러한 제2유성기어세트(25)에서 피니언(27)은 제1유성기어세트(21)로부터 동력이 입력되는 입력측이 되고, 선기어(26)가 RH 휠축(6b)에 동력을 출력하는 출력측이 된다.
제2실시예에서 클러치 기구(30)의 작동상태 및 작용에 대한 설명은 제1실시예에서와 차이가 없으므로 생략하기로 한다.
한편, 첨부한 도 7 ~ 도 9는 도 5에 도시된 제1실시예의 차동기구에 대해 차동조건이 만족됨을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8에서 a, b는 차동기구의 제1유성기어세트를 구성하는 선기어와 피니언을 각각 나타내며, c는 제1 및 제2유성기어세트의 캐리어(두 유성기어세트의 피니언들끼리 일체로 되어 있기 때문에 캐리어가 하나의 도면부호로 지시 가능)를 나타낸다.
또한 d, e, f는 제2유성기어세트의 선기어, 내부 피니언, 외부 피니언을 각각 나타내며, g, h는 감속기구의 선기어와 피니언을 나타낸다.
그리고, 다음의 설명에서 각 식의 r은 해당 기어의 반경, Z는 기어 잇수, ω는 기어의 원주속도, N은 기어의 회전수, V는 기어의 회전속도를 나타낸다.
우선 차동기구로 사용되기 위해서는 다음의 선행조건을 만족해야 한다.
즉, 도 7에서,
IN : LH = - RH (여기서, '-'는 회전방향이 반대임을 의미)
LH 또는 RH 고정 : IN = 1/2×LH 또는 IN = 1/2×LH
이어야 한다.
그리고, 도 8의 감속기구에서, 단순 유성기어의 선기어 입력, 링기어 고정, 캐리어 출력인 감속 구조인 경우, Na = [(1 + α)/α]×Ng(여기서, α = Zg/Zh)이다.
그리고, 도 9의 (Ⅱ)에서, 제1유성기어세트의 Va = Vb이므로 ra×ωa = rb× ωb + ra×ωc[식(1)]이 되고, 여기서 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 피니언이 일체이므로 ωb = ωf가 된다.
그리고, 도 9의 (Ⅲ)에서, 제2유성기어세트의 Vd = Ve이므로 rd×ωd = re×ωe + rd×ωc[식(2)]이 되며, 제2유성기어세트의 Ve = Vf이므로 re×ωe = rf×ωf[식(3)]가 된다.
상기 식(1)에서 ωb = ωf = (ra×ωa - ra×ωc)/rb를 식(3)에 대입하여 정리하면, 다음의 식(4)가 된다.
ωe = [(ra×rf)/(rb×re)]×ωa - [(ra×rf)/(rb×re)]×ωc (4)
상기 식(4)를 식(2)에 대입하여 정리하면, 속도관계식인 다음의 식(5)가 된다.
(ra/rb)×ωa - (rd/rf)×ωd - (ra/rb - rd/rf)×ωc = 0 (5)
상기 식(5)를 기어 잇수와 회전수 관계로 정리하면, 다음의 식(6)이 된다.
(Za/Zb)×Na - (Zd/Zf)×Nd - (Za/Zb - Zd/Zf)×Nc = 0 (6)
여기서, Na가 입력, Nc가 LH 출력, Nd가 RH 출력이므로, 도 7의 차동 선행조건을 만족하기 위해서는 잇수 조건이 Za/Zb = 2×(Zf/Zf)[식(7)]이 되어야 한다.
상기 식(7)을 식(6)에 대입하여 정리하면, 2Na - Nd - Nc = 0이므로 차동 조건이 만족됨을 알 수 있다.
한편, 첨부한 도 10 ~ 도 11은 도 6에 도시된 제2실시예의 차동기구에 대해 차동조건이 만족됨을 설명하기 위한 도면으로서, 도 10에서 a, b는 차동기구의 제1유성기어세트를 구성하는 선기어와 피니언을 각각 나타내며, c는 제1 및 제2유성기 어세트의 캐리어(두 유성기어세트의 피니언들끼리 일체로 되어 있기 때문에 캐리어가 하나의 도면부호로 지시 가능)를 나타낸다.
또한 d, e는 제2유성기어세트의 선기어, 피니언을 각각 나타낸다.
도 11의 (Ⅱ)에서, 제1유성기어세트의 Va = Vb이므로 ra×ωa = rb×ωb + ra×ωc[식(8)]이 되고, 여기서 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 피니언이 일체이므로 ωb = ωe가 된다.
그리고, 도 11의 (Ⅲ)에서, 제2유성기어세트의 Vd = Ve이므로 rd×ωd = re×ωe + rd×ωc[식(9)]가 된다.
상기 식(8)에서 ωb = ωe = (ra×ωa - ra×ωc)/rb를 식(9)에 대입하여 정리하면, 다음의 식(10)가 된다.
(ra/rb)×ωa - (rd/rf)×ωd - (rd/re - ra/rb)×ωc = 0 (10)
여기서, 반경비는 잇수비로, 원주속도는 회전수로 변경하여 정리하면, 다음의 식(11)이 된다.
(Za/Zb)×Na - (Zd/Ze)×Nd + (Zd/Ze - Za/Zb)×Nc = 0 (11)
여기서, Na가 입력, Nc가 LH 출력, Nd가 RH 출력이므로, 도 7의 차동 선행조건을 만족하기 위해서는 잇수 조건이 Za/Zb = 2×Zd/Ze[식(12)]가 되어야 한다.
상기 식(12)를 식(11)에 대입하여 정리하면, 2Na - Nd - Nc = 0이므로 차동 조건이 만족됨을 알 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치에서는, 종래와 같은 차동기구의 베벨기어 구조가 삭제되는 대신, 차량 구동, 회생 발전, 차동 및 차동 제한 기능을 수행하도록 1축에 모터-감속기구-차동기구-차동 제한용 클러치 기구를 배치하고, 상기 감속기구와 차동기구를 복합유성기어 구조로 단순화하여 구성함으로써, 기계적 효율 및 공간 효율의 향상, 부품수 축소, 구조의 단순화, 원가 절감 등 여러 장점이 있게 된다.
도 1 ~ 도 3은 종래의 4륜 구동 하이브리드 차량의 감속기구와 차동기구를 도시한 개략도,
도 4는 4륜 구동 하이브리드 차량의 구동장치를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 후륜 구동장치의 제1실시예를 도시한 구조도,
도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동장치의 제2실시예를 도시한 구조도,
도 7 ~ 도 9는 도 5에 도시된 제1실시예의 차동기구에 대해 차동조건이 만족됨을 설명하기 위한 도면,
도 10 ~ 도 11은 도 6에 도시된 제2실시예의 차동기구에 대해 차동조건이 만족됨을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 모터발전기 2 : 모터 출력축
10 : 감속기구 20 : 차동기구
30 : 클러치 기구

Claims (5)

  1. 후륜 구동용 모터발전기(1)와, 상기 모터발전기(1)의 출력을 감속시켜 전달하는 감속기구(10)와, 상기 감속기구(10)와 후륜 좌우 휠축(6a,6b) 사이에 개재되는 차동기구(20)와, 상기 차동기구(20)와 휠축(6b) 사이에 개재되어 차동 제한을 수행하는 클러치 기구(30)를 포함하여 구성되되;
    상기 모터발전기(1)의 출력축(2) 내부 중공에 후륜의 LH 휠축(6a)이 삽입된 상태로 상기 모터발전기(1), 감속기구(10), 차동기구(20), 차동 제한용 클러치 기구(30)가 차량 휠축(6a,6b)을 따라 1축 배치 구조로 설치되며;
    상기 감속기구(10)는 링기어(14)가 고정되고 선기어(11)에 모터 출력축(2)이 연결되며 캐리어(13)로 출력이 이루어지는 유성기어세트로 구성되고;
    상기 차동기구(20)는 상기 감속기구(10)의 캐리어(13)와 LH 휠축(6a) 사이에 개재되는 제1유성기어세트(21)와, 상기 제1유성기어세트(21)와 RH 휠축(6b) 사이에 개재되는 제2유성기어세트(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유성기어세트(21)의 선기어(22)가 상기 감속기구(10)의 캐리어(13)에 연결되고, 상기 제1유성기어세트(21)와 상기 제2유성기어세트(25)는 대응되는 양측의 두 피니언들끼리 일체로 연결된 구조이며, 상기 제1유성기어세트(21)의 캐리어(24)가 LH 휠축(6a)에 연결된 구조인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2유성기어세트(25)의 선기어(26)에 RH 휠축(6b)이 연결되고, 상기 제2유성기어세트(25)의 캐리어(28)와 상기 RH 휠축(6b) 사이에는 차동 제한용 클러치 기구(30)가 개재되는 구조인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2유성기어세트(25)는 선기어(26)에 치합된 내부 피니언(27a)과, 상기 내부 피니언(27a)에 치합된 외부 피니언(27b)을 갖는 더블 피니언 타입의 유성기어세트이고, 상기 외부 피니언(27b)이 상기 제1유성기어세트(21)의 피니언(23)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2유성기어세트(25)는 피니언(27)이 상기 제1유성기어세트(21)의 피니언(23)과 일체형인 싱글 피니언 타입의 유성기어세트인 것을 특징으로 하는 4륜 구동 하이브리드 차량의 후륜 구동장치.
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