KR20230062051A - 4 wheel drive system - Google Patents

4 wheel drive system Download PDF

Info

Publication number
KR20230062051A
KR20230062051A KR1020210146924A KR20210146924A KR20230062051A KR 20230062051 A KR20230062051 A KR 20230062051A KR 1020210146924 A KR1020210146924 A KR 1020210146924A KR 20210146924 A KR20210146924 A KR 20210146924A KR 20230062051 A KR20230062051 A KR 20230062051A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
power
sleeve
transmission device
power transmission
Prior art date
Application number
KR1020210146924A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102604234B1 (en
Inventor
이상훈
정연석
윤정용
박재식
Original Assignee
현대위아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대위아 주식회사 filed Critical 현대위아 주식회사
Priority to KR1020210146924A priority Critical patent/KR102604234B1/en
Publication of KR20230062051A publication Critical patent/KR20230062051A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102604234B1 publication Critical patent/KR102604234B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/82—Four wheel drive systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears

Abstract

본 발명은, 변속기로부터 전달받은 동력을 전륜과 후륜에 분배하는 제1동력전달장치; 상기 제1동력전달장치로부터 후륜에 분배되는 동력을 전달하는 프로펠러 샤프트; 및 상기 프로펠러 샤프트의 후단에 결합되어, 상기 프로펠러 샤프트로부터 전달받은 동력을 후륜에 분배하는 제2동력전달장치를 포함하고, 상기 제1동력전달장치 및 상기 제2동력전달장치는, 토크를 증대시키는 제1유성기어셋 및 제2유성기어셋을 각각 포함하는 4륜구동 시스템을 제공한다.The present invention, a first power transmission device for distributing the power transmitted from the transmission to the front and rear wheels; a propeller shaft that transmits power distributed to rear wheels from the first power transmission device; and a second power transmission device coupled to the rear end of the propeller shaft and distributing power transmitted from the propeller shaft to rear wheels, wherein the first power transmission device and the second power transmission device increase torque. A four-wheel drive system each including a first planetary gear set and a second planetary gear set is provided.

Description

4륜구동 시스템{4 WHEEL DRIVE SYSTEM}4 wheel drive system {4 WHEEL DRIVE SYSTEM}

본 발명은 4륜구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2륜구동 모드와 4륜구동 모드간 전환이 가능한 4륜구동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a four-wheel drive system, and more particularly, to a four-wheel drive system capable of switching between a two-wheel drive mode and a four-wheel drive mode.

일반적으로, 전륜구동 기반의 4륜구동 차량은 전륜을 구동시키는 동력의 일부를 후륜측으로 분배함으로써 4륜구동 시스템을 구현한다. 이때 전륜측에서 후륜측으로의 동력 분배를 위해 PTU(Power Transfer Unit)이 설치되고, PTU에 의해 전달되는 동력이 프로펠러 샤프트를 통해 후륜측으로 전달된다.In general, a front-wheel drive-based four-wheel drive vehicle implements a four-wheel drive system by distributing a portion of power for driving the front wheels to the rear wheels. At this time, a power transfer unit (PTU) is installed to distribute power from the front wheel side to the rear wheel side, and the power transmitted by the PTU is transmitted to the rear wheel side through the propeller shaft.

그런데, 이 같은 4륜구동 시스템은, 2륜구동 모드에서도 프로펠러 샤프트가 회전하게 되어 에너지 손실이 발생하고 연비가 떨어지는 문제점이 있다.However, such a four-wheel drive system has a problem in that even in a two-wheel drive mode, the propeller shaft rotates, resulting in energy loss and poor fuel efficiency.

본 발명은, 2륜구동 모드에서 불필요한 회전을 차단하여 에너지 효율을 높일 수 있는 4륜구동 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a 4WD system capable of increasing energy efficiency by blocking unnecessary rotation in a 2WD mode.

또한, 높은 토크로 구동되는 4륜구동 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object is to provide a four-wheel drive system driven with high torque.

또한, 험지 탈출 성능을 향상시킬 수 있는 4륜구동 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object is to provide a four-wheel drive system capable of improving rough terrain escape performance.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 변속기로부터 전달받은 동력을 전륜과 후륜에 분배하는 제1동력전달장치; 상기 제1동력전달장치로부터 후륜에 분배되는 동력을 전달하는 프로펠러 샤프트; 및 상기 프로펠러 샤프트의 후단에 결합되어, 상기 프로펠러 샤프트로부터 전달받은 동력을 후륜에 분배하는 제2동력전달장치를 포함하고, 상기 제1동력전달장치 및 상기 제2동력전달장치는, 토크를 증대시키는 제1유성기어셋 및 제2유성기어셋을 각각 포함하는 4륜구동 시스템을 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, a first power transmission device for distributing the power transmitted from the transmission to the front and rear wheels; a propeller shaft that transmits power distributed to rear wheels from the first power transmission device; and a second power transmission device coupled to the rear end of the propeller shaft and distributing power transmitted from the propeller shaft to rear wheels, wherein the first power transmission device and the second power transmission device increase torque. A four-wheel drive system each including a first planetary gear set and a second planetary gear set is provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1동력전달장치는, 하우징; 변속기로부터 동력을 전달받는 입력 샤프트; 상기 입력 샤프트를 둘러싸는 제1기어; 상기 제1기어와 치합되어 동력을 상기 프로펠러 샤프트로 전달하는 제2기어; 및 상기 입력 샤프트와 상기 제1기어 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 제1슬리브를 더 포함할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the first power transmission device may include a housing; an input shaft receiving power from the transmission; a first gear surrounding the input shaft; a second gear meshed with the first gear to transmit power to the propeller shaft; and a first sleeve connected between the input shaft and the first gear to transmit or block power.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1동력전달장치는, 좌우 전륜으로 동력을 분배하는 전륜 디퍼런셜 기어를 더 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the first power transmission device may further include a front wheel differential gear for distributing power to the left and right front wheels.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1유성기어셋은, 상기 입력 샤프트로부터 동력을 전달받는 선 기어; 상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어; 및 상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함하고, 상기 제1동력전달장치는 상기 링 기어와 상기 하우징을 연결하는 제2슬리브를 포함하고, 상기 제2슬리브가 체결됨으로써 상기 링 기어의 회전이 정지되어 상기 선 기어로부터 상기 유성 기어로 동력이 전달되는 고토크 모드를 구현할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the first planetary gear set may include a sun gear receiving power from the input shaft; a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear; and a ring gear in internal contact with the planetary gear, wherein the first power transmission device includes a second sleeve connecting the ring gear and the housing, and rotation of the ring gear is stopped by engaging the second sleeve. Thus, a high torque mode in which power is transmitted from the sun gear to the planetary gear may be implemented.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1동력전달장치는, 상기 제1슬리브를 이동시키는 제1액추에이터와, 상기 제2슬리브를 이동시키는 제2액추에이터를 포함할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the first power transmission device may include a first actuator that moves the first sleeve and a second actuator that moves the second sleeve.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2동력전달장치는, 하우징; 상기 프로펠러 샤프트와 연결되어 동력을 전달받는 입력 플랜지; 상기 입력 플랜지와 동축으로 배치되는 제3기어; 상기 입력 플랜지와 상기 제3기어 사이에 동력을 전달하거나 차단하는 커플링; 상기 제3기어와 치합되는 제4기어; 상기 제4기어를 관통하는 출력 샤프트; 및 상기 제4기어와 상기 출력 샤프트 사이에 연결되어 동력을 전달하거나 차단하는 제3슬리브를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the second power transmission device, the housing; an input flange connected to the propeller shaft to receive power; a third gear disposed coaxially with the input flange; a coupling for transmitting or blocking power between the input flange and the third gear; a fourth gear engaged with the third gear; an output shaft passing through the fourth gear; and a third sleeve connected between the fourth gear and the output shaft to transmit or block power.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2유성기어셋은, 상기 출력 샤프트로부터 동력을 전달받는 선 기어; 상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어; 및 상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함하고, 상기 제2동력전달장치는 상기 링 기어와 상기 하우징을 연결하는 제4슬리브를 포함하고, 상기 제4슬리브가 체결됨으로써 상기 링 기어의 회전이 정지되어 상기 선 기어로부터 상기 유성 기어로 동력이 전달되는 고토크 모드를 구현할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the second planetary gear set may include a sun gear receiving power from the output shaft; a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear; and a ring gear in internal contact with the planetary gear, wherein the second power transmission device includes a fourth sleeve connecting the ring gear and the housing, and rotation of the ring gear is stopped by engaging the fourth sleeve. Thus, a high torque mode in which power is transmitted from the sun gear to the planetary gear may be implemented.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2동력전달장치는, 좌우 후륜으로 동력을 분배하는 후륜 디퍼런셜 기어를 더 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the second power transmission device may further include a rear wheel differential gear for distributing power to the left and right rear wheels.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제4슬리브는, 상기 후륜 디퍼런셜 기어에 추가적으로 체결 가능하여 상기 후륜 디퍼런셜 기어를 잠금 상태로 변경시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the fourth sleeve can be additionally fastened to the rear wheel differential gear so that the rear wheel differential gear can be changed into a locked state.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2동력전달장치는, 상기 제3슬리브를 이동시키는 제3액추에이터와, 상기 제4슬리브를 이동시키는 제4액추에이터를 포함할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the second power transmission device may include a third actuator that moves the third sleeve and a fourth actuator that moves the fourth sleeve.

본 발명에 의한 4륜구동 시스템은, 2륜구동 모드에서 불필요한 회전을 차단하여 에너지 효율을 높일 수 있다.The 4WD system according to the present invention can increase energy efficiency by blocking unnecessary rotation in the 2WD mode.

또한, 저회전-고토크로 구동되는 4WD-Low 모드를 구현할 수 있고, 험지 탈출 성능이 향상되는 4WD-Low-Lock 모드를 구현할 수 있어, 다양한 주행 환경에 최적화된 모드를 제공하여 주행 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to implement a 4WD-Low mode driven by low rotation and high torque, and a 4WD-Low-Lock mode that improves rough terrain escape performance, improving driving performance by providing modes optimized for various driving environments. can make it

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 동력전달 계통을 간략히 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 제1동력전달장치(PTU)를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 도 2의 동력전달 계통을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 제2동력전달장치(RDM)을 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 단면도,
도 7은 도 5의 동력전달 계통을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 2WD 모드를 나타낸 계통도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-High 모드를 나타낸 계통도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-Low 모드를 나타낸 계통도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-Low-Lock 모드를 나타낸 계통도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 구동 모드에 따른 허브 결합 부위를 나타낸 도표이다.1 is a schematic diagram showing a power transmission system of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view showing a first power transmission unit (PTU) of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a cross-sectional view of Figure 2;
Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing the power transmission system of Figure 2;
5 is a perspective view showing a second power transmission device (RDM) of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a cross-sectional view of Figure 5;
Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing the power transmission system of Figure 5;
8 is a schematic diagram showing a 2WD mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention;
9 is a system diagram showing a 4WD-High mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention;
10 is a schematic diagram showing a 4WD-Low mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention;
11 is a schematic diagram showing a 4WD-Low-Lock mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention;
12 is a diagram showing hub coupling areas according to driving modes of a 4WD system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 동력전달 계통을 간략히 나타낸 도면이다. 본 실시예는 전륜구동 기반의 4륜구동 시스템으로, 엔진(100)이 전륜(400a, 400b)측에 위치하고 전륜(400a, 400b)을 구동시켜 흔히 FF방식으로 지칭된다. 상기 엔진(100)의 동력은 변속기(200)로 전달되어 변속되고, 상기 변속기(200)의 동력은 제1동력전달장치(300)로 전달된다. 상기 제1동력전달장치(300)는 전륜구동 기반의 4륜구동 시스템에 사용되는 것으로, PTU(Power Transfer Unit)이라고도 지칭된다.1 is a schematic diagram showing a power transmission system of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention. This embodiment is a front-wheel drive-based four-wheel drive system, in which the engine 100 is located on the side of the front wheels 400a and 400b and drives the front wheels 400a and 400b, so it is often referred to as the FF system. The power of the engine 100 is transmitted to the transmission 200 and shifted, and the power of the transmission 200 is transmitted to the first power transmission device 300 . The first power transmission unit 300 is used in a front-wheel drive-based four-wheel drive system, and is also referred to as a power transfer unit (PTU).

상기 제1동력전달장치(300)는 전륜(400a, 400b)에 동력을 전달하되, 선택적으로 일부 동력을 후륜(700a, 700b)측으로 보낼 수 있다. 이러한 동력 전달은 상기 제1동력전달장치(300)에 연결된 프로펠러 샤프트(500)에 의해 이루어진다.The first power transmission device 300 transmits power to the front wheels 400a and 400b, but may selectively send some power to the rear wheels 700a and 700b. This power transmission is performed by the propeller shaft 500 connected to the first power transmission device 300.

상기 프로펠러 샤프트(500)의 후단에는 제2동력전달장치(600)가 구비된다. 상기 제2동력전달장치(600)는 후륜(700a, 700b)측으로 전달된 동력을 좌우로 분배시키는 후륜 디퍼런셜 기어(680)를 포함한다. 또한, 상기 제2동력전달장치(600)는 후륜(700a, 700b)으로 전달되는 동력을 자동 제어하는 커플링(630)을 포함한다. 상기 제2동력전달장치(600)는 RDM(Rear Differential Module)이라고도 지칭된다.A second power transmission device 600 is provided at the rear end of the propeller shaft 500 . The second power transmission device 600 includes a rear wheel differential gear 680 that distributes the power transmitted to the rear wheels 700a and 700b to the left and right. In addition, the second power transmission device 600 includes a coupling 630 that automatically controls power transmitted to the rear wheels 700a and 700b. The second power transmission device 600 is also referred to as a rear differential module (RDM).

도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 제1동력전달장치(300)에 대해 상세히 설명한다.The first power transmission device 300 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 제1동력전달장치(PTU)를 나타낸 사시도, 도 3은 도 2의 단면도, 도 4는 도 2의 동력전달 계통을 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a perspective view showing a first power transmission unit (PTU) of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the power transmission system of FIG. .

상기 제1동력전달장치(300)는, 하우징(310), 변속기(200)로부터 동력을 전달받는 입력 샤프트(322), 상기 입력 샤프트(322)를 둘러싸는 제1기어(330), 상기 제1기어(330)와 치합되어 동력을 상기 프로펠러 샤프트(500)로 전달하는 제2기어(342), 상기 입력 샤프트(322)와 상기 제1기어(330) 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 제1슬리브(332), 상기 제1슬리브(332)를 이동시키는 제1액추에이터(334), 좌우 전륜(400a, 400b)으로 동력을 분배하는 전륜 디퍼런셜 기어(370), 상기 입력 샤프트(322)와 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)를 연결하는 제1유성기어셋(360), 상기 제1유성기어셋(360)의 링 기어와 상기 하우징(310)을 연결하는 제2슬리브(362), 상기 제2슬리브(362)를 이동시키는 제2액추에이터(364)를 포함한다.The first power transmission device 300 includes a housing 310, an input shaft 322 receiving power from the transmission 200, a first gear 330 surrounding the input shaft 322, the first A second gear 342 meshed with the gear 330 to transmit power to the propeller shaft 500, and a second gear 342 connected between the input shaft 322 and the first gear 330 to transmit or block power. 1 sleeve 332, a first actuator 334 for moving the first sleeve 332, a front wheel differential gear 370 for distributing power to the left and right front wheels 400a and 400b, the input shaft 322 and the A first planetary gear set 360 connecting the front wheel differential gear 370, a second sleeve 362 connecting the ring gear of the first planetary gear set 360 and the housing 310, the second sleeve and a second actuator 364 that moves 362.

상기 하우징(310)은 내부 공간에 전술한 구성들을 수용하되, 상기 제1액추에이터(334) 및 상기 제2액추에이터(364)는 상기 하우징(310) 외면에 부착될 수 있고, ECU와 같은 제어장치에 CAN 통신으로 연결되어 전자 제어될 수 있다.The housing 310 accommodates the above-described components in an internal space, but the first actuator 334 and the second actuator 364 may be attached to the outer surface of the housing 310, and may be applied to a control device such as an ECU. Connected by CAN communication, it can be electronically controlled.

상기 입력 샤프트(322)와 상기 제1기어(330)는 상기 제1슬리브(332)가 체결되면 함께 회전하나, 상기 제1슬리브(332)가 체결되지 않으면 함께 회전하지 않는다. 상기 제1기어(330)가 회전하면 상기 제1기어(330)와 맞물려있는 상기 제2기어(342)가 회전한다. 상기 제1기어(330)와 상기 제2기어(342)의 회전축이 이루는 각도는 90도이다. 상기 제2기어(342)의 후단으로 제1피니언 샤프트(340)가 일체로 연장된다. 상기 제1피니언 샤프트(340)의 외주면에는 출력 플랜지(350)가 결합되고, 상기 출력 플랜지(350)는 상기 프로펠러 샤프트(500)와 결합된다. 따라서, 상기 제1슬리브(332)가 체결되면 후륜(700a, 700b)으로 동력이 전달된다. 반대로 상기 제1슬리브(332)가 체결되지 않으면, 상기 제1기어(330), 상기 제2기어(342) 및 상기 프로펠러 샤프트(500)에 모두 동력이 전달되지 않는다. 상기 제1액추에이터(334)를 제어하여 상기 제1슬리브(332)를 체결하지 않음으로써 2륜구동(2WD) 모드가 구현된다.The input shaft 322 and the first gear 330 rotate together when the first sleeve 332 is engaged, but do not rotate together when the first sleeve 332 is not engaged. When the first gear 330 rotates, the second gear 342 engaged with the first gear 330 rotates. The angle between the rotation axes of the first gear 330 and the second gear 342 is 90 degrees. The first pinion shaft 340 integrally extends to the rear end of the second gear 342 . An output flange 350 is coupled to an outer circumferential surface of the first pinion shaft 340 , and the output flange 350 is coupled to the propeller shaft 500 . Accordingly, when the first sleeve 332 is fastened, power is transmitted to the rear wheels 700a and 700b. Conversely, when the first sleeve 332 is not fastened, power is not transmitted to all of the first gear 330, the second gear 342, and the propeller shaft 500. By not engaging the first sleeve 332 by controlling the first actuator 334, the two-wheel drive (2WD) mode is implemented.

상기 입력 샤프트(322)의 끝단은 상기 제1유성기어셋(360)과 결합한다. 상기 제1유성기어셋(360)은, 상기 입력 샤프트(322)로부터 동력을 전달받는 선 기어, 상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어, 상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함한다. 그리고 상기 링 기어와 상기 하우징(310)을 연결하는 제2슬리브(362)가 구비된다.The end of the input shaft 322 is coupled to the first planetary gear set 360 . The first planetary gear set 360 includes a sun gear receiving power from the input shaft 322, a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear, and a ring gear internally contacting the planetary gear. And a second sleeve 362 connecting the ring gear and the housing 310 is provided.

여기에서 상기 유성 기어는 피니언 기어로도 지칭되며 복수의 상기 유성 기어는 캐리어에 의해 결합될 수 있다. 설명의 편의상 이하에서 유성 기어라 함은 상기 캐리어까지 포함하는 구성을 의미하고, 상기 유성 기어의 회전수라 함은 상기 캐리어의 회전수를 의미하는 것으로 정의한다.Here, the planetary gear is also referred to as a pinion gear, and a plurality of the planetary gears may be coupled by a carrier. For convenience of description, hereinafter, a planetary gear refers to a configuration including the carrier, and a rotational speed of the planetary gear is defined to mean a rotational speed of the carrier.

전술한 것처럼 상기 선 기어를 통해 동력이 입력되어 상기 선 기어가 회전한다. 상기 제2슬리브(362)가 체결되지 않을 때에는, 상기 유성 기어와 상기 링 기어 모두 고정되지 않은 채 일체로 회전할 수 있다.As described above, power is input through the sun gear to rotate the sun gear. When the second sleeve 362 is not fastened, both the planetary gear and the ring gear can rotate integrally without being fixed.

반면 상기 제2슬리브(362)가 체결되면 상기 링 기어가 고정되어 회전하지 못한다. 이 상태에서는 상기 선 기어의 동력이 상기 유성 기어로 전달됨에 있어서 회전수가 감속되어 토크가 증대된다. 상기 제2액추에이터(364)를 제어하여 상기 제2슬리브(362)를 체결함으로써 고토크(저회전) 모드가 구현된다.On the other hand, when the second sleeve 362 is fastened, the ring gear is fixed and cannot rotate. In this state, as the power of the sun gear is transmitted to the planetary gear, the number of revolutions is reduced and torque is increased. A high torque (low rotation) mode is realized by fastening the second sleeve 362 by controlling the second actuator 364 .

상기 유성 기어는 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)와 연결된다. 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)는 좌우로 동력을 분배하여 회전속도에 차이를 주는 장치로 알려져 있다. 상기 제1중간 샤프트(320)는 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)로부터 일측 전륜(400a)으로 동력을 전달한다. 간섭을 피하기 위하여 상기 제1중간 샤프트(320)는 상기 입력 샤프트(322)의 중공에 삽입될 수 있고, 상기 입력 샤프트(322)와는 독립적으로 회전한다. 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)를 중심으로 상기 제1중간 샤프트(320)의 반대편에는 전륜 샤프트(380)가 구비되어 타측 전륜(400b)으로 동력을 전달한다.The planetary gear is connected to the front wheel differential gear 370. The front wheel differential gear 370 is known as a device that distributes power to the left and right to give a difference in rotational speed. The first intermediate shaft 320 transmits power from the front wheel differential gear 370 to one front wheel 400a. To avoid interference, the first intermediate shaft 320 may be inserted into the hollow of the input shaft 322 and rotate independently of the input shaft 322 . A front wheel shaft 380 is provided on the opposite side of the first intermediate shaft 320 centering on the front wheel differential gear 370 to transmit power to the other front wheel 400b.

도 4는 상기 제1슬리브(332)와 상기 제2슬리브(362)가 모두 체결되지 않은 상태를 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 제1슬리브(332)는 상기 입력 샤프트(322)에 형성된 A 허브와, 상기 제1기어(330)에 형성된 B 허브에 스플라인 결합 가능하다. 상기 제1슬리브(332)가 체결되었다는 것은, 상기 제1슬리브(332)가 도면상 좌측으로 이동하여 상기 A 허브와 상기 B 허브에 모두 결합된 상태로 상기 입력 샤프트(322)와 상기 제1기어(330) 사이에 동력이 전달됨을 의미한다. 상기 제1슬리브(332)가 체결되지 않았다는 것은, 상기 제1슬리브(332)가 도면상 우측으로 이동하여 상기 B 허브에만 결합된 상태로 상기 입력 샤프트(322)와 상기 제1기어(330) 사이에 동력 전달이 차단됨을 의미한다.4 shows a state in which both the first sleeve 332 and the second sleeve 362 are not fastened. Specifically, the first sleeve 332 can be spline-coupled to the A hub formed on the input shaft 322 and the B hub formed on the first gear 330 . The fastening of the first sleeve 332 means that the first sleeve 332 is moved to the left in the drawing and coupled to both the A hub and the B hub, and the input shaft 322 and the first gear It means that power is transmitted between (330). The fact that the first sleeve 332 is not fastened means that the first sleeve 332 moves to the right side in the drawing and is coupled only to the B hub between the input shaft 322 and the first gear 330. This means that power transmission is cut off.

상기 제2슬리브(362)는 상기 하우징(310)에 형성된 C 허브와, 상기 링 기어에 형성된 D 허브와, 상기 유성 기어에 형성된 E 허브와, 상기 선 기어에 형성된 F 허브에 스플라인 결합 가능하다. 상기 제2슬리브(362)가 체결되었다는 것은, 상기 제2슬리브(362)가 도면상 좌측으로 이동하여 상기 C 허브와 상기 D 허브에 모두 결합된 상태로 상기 링 기어가 회전하지 못하게 고정한 상태임을 의미한다. 상기 제2슬리브(362)가 체결되지 않았다는 것은, 상기 제2슬리브(362)가 도면상 우측으로 이동하여 상기 E 허브와 상기 F 허브에 결합되어 상기 링 기어가 회전 가능한 상태임을 의미한다.The second sleeve 362 can be spline-coupled to the C hub formed on the housing 310, the D hub formed on the ring gear, the E hub formed on the planetary gear, and the F hub formed on the sun gear. The fact that the second sleeve 362 is fastened means that the second sleeve 362 is moved to the left in the drawing and is coupled to both the C hub and the D hub, and the ring gear is fixed so as not to rotate. do. The fact that the second sleeve 362 is not fastened means that the second sleeve 362 moves to the right in the drawing and is coupled to the E hub and the F hub so that the ring gear is rotatable.

도 4는 2륜구동 모드로, 동력이 후륜(700a, 700b)측으로 전달되지 않으며, 회전수가 감속되지 않는다. 그 밖의 다른 주행 모드에 대해서는 후술하기로 한다.4 is a two-wheel drive mode, power is not transmitted to the rear wheels 700a and 700b, and rotation speed is not reduced. Other driving modes will be described later.

도 5 내지 도 7을 참조하여 제2동력전달장치(600)에 대해 상세히 설명한다.The second power transmission device 600 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 제2동력전달장치(RDM)을 나타낸 사시도, 도 6은 도 5의 단면도, 도 7은 도 5의 동력전달 계통을 개략적으로 나타낸 단면도이다.5 is a perspective view showing a second power transmission device (RDM) of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5, and FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the power transmission system of FIG. .

상기 제2동력전달장치(600)는, 하우징(610), 상기 프로펠러 샤프트(500)와 연결되어 동력을 전달받는 입력 플랜지(620), 상기 입력 플랜지(620)와 동축으로 배치되는 제3기어(642), 상기 입력 플랜지(620)와 상기 제3기어(642) 사이에 동력을 전달하거나 차단하는 커플링(630), 상기 제3기어(642)와 치합되는 제4기어(650), 상기 제4기어(650)를 관통하는 출력 샤프트(660), 상기 제4기어(650)와 상기 출력 샤프트(660) 사이에 연결되어 동력을 전달하거나 차단하는 제3슬리브(662), 상기 제3슬리브(662)를 이동시키는 제3액추에이터(663), 좌우 후륜(700a, 700b)으로 동력을 분배하는 후륜 디퍼런셜 기어(680), 상기 출력 샤프트(660)와 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)를 연결하는 제2유성기어셋(670), 상기 제2유성기어셋(670)의 링 기어와 상기 하우징(610)을 연결하는 제4슬리브(664), 상기 제4슬리브(664)를 이동시키는 제4액추에이터(665)를 포함한다.The second power transmission device 600 includes a housing 610, an input flange 620 connected to the propeller shaft 500 and receiving power, and a third gear disposed coaxially with the input flange 620 ( 642), a coupling 630 for transmitting or blocking power between the input flange 620 and the third gear 642, a fourth gear 650 meshed with the third gear 642, the first An output shaft 660 penetrating the fourth gear 650, a third sleeve 662 connected between the fourth gear 650 and the output shaft 660 to transmit or block power, the third sleeve ( 662), a rear differential gear 680 that distributes power to the left and right rear wheels 700a and 700b, and a second actuator that connects the output shaft 660 and the rear differential gear 680. A planetary gear set 670, a fourth sleeve 664 connecting the ring gear of the second planetary gear set 670 and the housing 610, and a fourth actuator 665 moving the fourth sleeve 664 ).

상기 하우징(610)은 내부에 전술한 구성들을 수용하되, 상기 제3액추에이터(663)와 상기 제4액추에이터(665)는 상기 하우징(610) 외면에 부착될 수 있고, ECU와 같은 제어장치에 CAN 통신으로 연결되어 전자 제어될 수 있다.The housing 610 accommodates the above-described components inside, but the third actuator 663 and the fourth actuator 665 can be attached to the outer surface of the housing 610, and CAN to a control device such as an ECU. It can be connected by communication and electronically controlled.

상기 입력 플랜지(620)는 상기 프로펠러 샤프트(500)의 후단에 결합되어 동력을 전달받는다. 상기 입력 플랜지(620) 내주면에는 상기 입력 플랜지(620)와 결합되어 함께 회전하는 별도의 샤프트가 더 구비될 수 있다. 상기 커플링(630)은 상기 입력 플랜지(620)의 동력을 상기 제3기어(642)로 전달하거나 차단하는 역할뿐 아니라, 일부 동력만 전달하도록 제어될 수도 있다. 상기 커플링(630)은 전자 제어식으로 작동할 수 있다. 상기 커플링(630)은 다판클러치를 포함할 수 있으나, 이 밖에 다른 종류의 클러치가 구비되어도 무방하다.The input flange 620 is coupled to the rear end of the propeller shaft 500 to receive power. A separate shaft coupled to the input flange 620 and rotating together may be further provided on an inner circumferential surface of the input flange 620 . The coupling 630 serves not only to transmit or block the power of the input flange 620 to the third gear 642, but also may be controlled to transmit only some power. The coupling 630 may operate electronically. The coupling 630 may include a multi-plate clutch, but other types of clutches may be provided.

상기 제3기어(642)의 선단으로 제2피니언 샤프트(640)가 일체로 연장된다. 상기 제2피니언 샤프트(640)는 상기 커플링(630)에 결합된다. 상기 제3기어(642)는 상기 제4기어(650)와 치합된다. 상기 제3기어(642)와 상기 제4기어(650)의 회전축이 이루는 각도는 90도이다.A second pinion shaft 640 integrally extends to the front end of the third gear 642 . The second pinion shaft 640 is coupled to the coupling 630 . The third gear 642 is meshed with the fourth gear 650 . The angle between the rotational axes of the third gear 642 and the fourth gear 650 is 90 degrees.

상기 제4기어(650)는 출력 샤프트(660)를 둘러싼다. 다르게 말하면 상기 출력 샤프트(660)가 상기 제4기어(650)를 관통한다. 상기 제4기어(650)와 상기 출력 샤프트(660)는 항상 함께 회전하도록 결합된 것이 아니며, 상기 제3슬리브(662)가 체결되면 동력이 전달되고 상기 제3슬리브(662)가 체결되지 않으면 동력이 전달되지 않고 독립적으로 회전한다.The fourth gear 650 surrounds the output shaft 660 . In other words, the output shaft 660 passes through the fourth gear 650 . The fourth gear 650 and the output shaft 660 are not always coupled to rotate together, and power is transmitted when the third sleeve 662 is engaged, and power is transmitted when the third sleeve 662 is not engaged. is not transmitted and rotates independently.

상기 출력 샤프트(660)의 끝단은 상기 제2유성기어셋(670)과 결합한다. 상기 제2유성기어셋(670)은, 상기 출력 샤프트(660)로부터 동력을 전달받는 선 기어, 상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어, 상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함한다. 그리고 상기 링 기어와 상기 하우징(610)을 연결하는 제4슬리브(664)가 구비된다.The end of the output shaft 660 is coupled to the second planetary gear set 670 . The second planetary gear set 670 includes a sun gear receiving power from the output shaft 660, a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear, and a ring gear internally contacting the planetary gear. And a fourth sleeve 664 connecting the ring gear and the housing 610 is provided.

상기 제2유성기어셋(670)의 전반적인 원리는 상기 제1유성기어셋(360)과 동일하다. 즉, 상기 제4슬리브(664)가 체결되지 않을 때에는, 상기 유성 기어와 상기 링 기어 모두 고정되지 않은 채로 일체로 회전할 수 있다.The overall principle of the second planetary gear set 670 is the same as that of the first planetary gear set 360 . That is, when the fourth sleeve 664 is not fastened, both the planetary gear and the ring gear can rotate integrally without being fixed.

반면 상기 제4슬리브(664)가 체결되면 상기 링 기어가 고정되어 회전하지 못한다. 이 상태에서는 상기 선 기어의 동력이 상기 유성 기어로 전달됨에 있어서 회전수가 감속되어 토크가 증대된다. 상기 제4액추에이터(665)를 제어하여 상기 제4슬리브(664)를 체결함으로써 고토크(저회전) 모드가 구현된다.On the other hand, when the fourth sleeve 664 is fastened, the ring gear is fixed and cannot rotate. In this state, as the power of the sun gear is transmitted to the planetary gear, the number of revolutions is reduced and torque is increased. By controlling the fourth actuator 665 to fasten the fourth sleeve 664, a high torque (low rotation) mode is implemented.

상기 유성 기어는 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)와 연결된다. 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)는 좌우로 동력을 분배하여 좌우 회전속도에 차이를 주는 장치로 알려져 있다. 상기 제2중간 샤프트(661)는 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)로부터 일측 후륜(700b)으로 동력을 전달한다. 간섭을 피하기 위하여 상기 제2중간 샤프트(661)는 상기 출력 샤프트(660)의 중공에 삽입될 수 있고, 상기 출력 샤프트(660)와는 독립적으로 회전한다.The planetary gear is connected to the rear wheel differential gear 680. The rear wheel differential gear 680 is known as a device that distributes power to the left and right to give a difference in left and right rotation speeds. The second intermediate shaft 661 transmits power from the rear wheel differential gear 680 to one rear wheel 700b. To avoid interference, the second intermediate shaft 661 may be inserted into the hollow of the output shaft 660 and rotate independently of the output shaft 660 .

도 7은 상기 제3슬리브(662)와 상기 제4슬리브(664)가 모두 체결되지 않은 상태를 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 제3슬리브(662)는 상기 출력 샤프트(660)에 형성된 G 허브와, 상기 제4기어(650)에 형성된 H 허브와 스플라인 결합 가능하다. 상기 제3슬리브(662)가 체결되었다는 것은, 상기 제3슬리브(662)가 도면상 좌측으로 이동하여 상기 G 허브와 상기 H 허브에 모두 결합된 상태로 상기 제4기어(650)와 상기 출력 샤프트(660) 사이에 동력이 전달됨을 의미한다. 상기 제3슬리브(662)가 체결되지 않았다는 것은, 상기 제3슬리브(662)가 도면상 우측으로 이동하여 상기 G 허브에만 결합된 상태로 상기 제4기어(650)와 상기 출력 샤프트(660) 사이에 동력 전달이 차단됨을 의미한다.7 shows a state in which neither the third sleeve 662 nor the fourth sleeve 664 are fastened. Specifically, the third sleeve 662 can be spline-coupled with a G hub formed on the output shaft 660 and an H hub formed on the fourth gear 650 . The fact that the third sleeve 662 is fastened means that the third sleeve 662 moves to the left in the drawing and engages the fourth gear 650 and the output shaft in a state in which both the G hub and the H hub are engaged. It means that power is transmitted between (660). The fact that the third sleeve 662 is not fastened means that the third sleeve 662 moves to the right in the drawing and is coupled only to the G hub between the fourth gear 650 and the output shaft 660. This means that power transmission is cut off.

상기 제4슬리브(664)는 상기 하우징(610)에 형성된 J 허브와, 상기 링 기어에 형성된 K 허브와, 상기 유성 기어에 형성된 L 허브와, 상기 선 기어에 형성된 M 허브와, 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)에 형성된 N 허브에 스플라인 결합 가능하다. 상기 제4슬리브(664)가 체결되었다는 것은, 상기 제4슬리브(664)가 도면상 좌측으로 이동하여 상기 J 허브와 상기 K 허브에 모두 결합된 상태로 상기 리 기어가 회전하지 못하게 고정한 상태임을 의미한다. 상기 제4슬리브(664)가 체결되지 않았다는 것은, 상기 제4슬리브(664)가 도면상 우측으로 이동하여 상기 M 허브와 상기 N 허브에 결합되어 상기 링 기어가 회전 가능한 상태임을 의미한다.The fourth sleeve 664 includes a J hub formed on the housing 610, a K hub formed on the ring gear, an L hub formed on the planetary gear, an M hub formed on the sun gear, and the rear wheel differential gear. It is possible to spline-couple to the N hub formed in 680. The fact that the fourth sleeve 664 is fastened means that the fourth sleeve 664 is moved to the left in the drawing and is coupled to both the J hub and the K hub, and the rear gear is fixed so that it does not rotate. do. The fact that the fourth sleeve 664 is not fastened means that the fourth sleeve 664 moves to the right in the drawing and is coupled to the M hub and the N hub so that the ring gear is rotatable.

도 7은 2륜구동 모드로, 후륜(700a, 700b)에는 동력이 전달되지 않는다. 주의할 것은, 동력이 전달되지 않는 것이지 전체가 정지된다는 것은 아니므로 차량이 주행 중이면 후륜(700a, 700b)의 회전에 의해 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680), 상기 출력 샤프트(660), 상기 제2유성기어셋(670) 등은 회전할 수 있다. 그러나, 관성 등에 의한 회전을 무시하면, 상기 제3기어(642) 및 상기 제4기어(650)는 회전하지 않는다.7 is a two-wheel drive mode, power is not transmitted to the rear wheels 700a and 700b. Note that power is not transmitted, but not that the entire vehicle is stopped, so when the vehicle is running, the rear wheel differential gear 680, the output shaft 660, and the second wheel are rotated by the rotation of the rear wheels 700a and 700b. The planetary gear set 670 or the like may rotate. However, if rotation due to inertia or the like is ignored, the third gear 642 and the fourth gear 650 do not rotate.

이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여 본 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 구동 모드들에 대하여 설명한다.Hereinafter, drive modes of the 4WD system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 12 .

먼저, 2륜구동(2WD) 모드에 대하여 설명한다.First, the two-wheel drive (2WD) mode will be described.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 2륜구동(2WD) 모드를 나타낸 계통도이다.8 is a system diagram showing a two-wheel drive (2WD) mode of a four-wheel drive system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예는 전륜구동 기반의 4륜구동 시스템이므로, 2WD 모드란 전륜 두 바퀴에만 동력이 전달되는 모드를 말한다.Since this embodiment is a front-wheel drive-based four-wheel drive system, the 2WD mode refers to a mode in which power is transmitted only to two front wheels.

2WD 모드에서는 상기 제1슬리브(332) 및 상기 제2슬리브(362)가 모두 체결되지 않는다. 상기 제1슬리브(332)가 체결되지 않으면 상기 입력 샤프트(322)의 동력이 상기 제1기어(330)로 전달되지 않는다. 따라서, 상기 제1기어(330)와 맞물리는 상기 제2기어(342)는 물론, 상기 프로펠러 샤프트(500)에도 동력이 전달되지 않는다. 이같이 불필요한 부품들이 회전하지 않게 되므로 에너지 손실을 줄일 수 있다.In the 2WD mode, neither the first sleeve 332 nor the second sleeve 362 is fastened. When the first sleeve 332 is not fastened, the power of the input shaft 322 is not transmitted to the first gear 330 . Therefore, power is not transmitted to the propeller shaft 500 as well as to the second gear 342 meshing with the first gear 330 . Since these unnecessary parts do not rotate, energy loss can be reduced.

상기 프로펠러 샤프트(500)에 동력이 전달되지 않으므로, 상기 제2동력전달장치(600)는 동력을 전달받지 않는다. 이때 상기 후륜(700a, 700b)은 상기 전륜(400a, 400b)에 의해 끌려가며 회전할 뿐이다.Since power is not transmitted to the propeller shaft 500, power is not transmitted to the second power transmission device 600. At this time, the rear wheels 700a and 700b only rotate while being dragged by the front wheels 400a and 400b.

다음으로, 4륜구동(4WD) 모드에 대하여 설명한다. 본 실시예에서 4륜구동 모드는, 세부적으로 고회전(저토크) 모드와 저회전(고토크) 모드로 나누어진다. 이하에서는 회전속도를 기준으로 하여 저토크(고회전) 모드를 4WD-High 모드로, 고토크(저회전) 모드를 4WD-Low 모드로 지칭하여 설명한다.Next, the four-wheel drive (4WD) mode will be described. In this embodiment, the 4WD mode is divided into a high rotation (low torque) mode and a low rotation (high torque) mode in detail. Hereinafter, the low torque (high rotation) mode will be referred to as the 4WD-High mode and the high torque (low rotation) mode will be referred to as the 4WD-Low mode based on the rotational speed.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-High 모드를 나타낸 계통도이다.9 is a system diagram showing a 4WD-High mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention.

4WD-High 모드에서는 상기 제1슬리브(332)와 상기 제3슬리브(662)가 체결된다. 상기 제2슬리브(362)와 상기 제4슬리브(664)는 체결되지 않는다. 상기 제1동력전달장치(300)에서 상기 제1슬리브(332)가 체결되었으므로 상기 입력 샤프트(322)의 동력 일부가 상기 제1기어(330)로 전달된다. 그리고 상기 제1기어(330)와 맞물리는 상기 제2기어(342), 상기 출력 플랜지(350)를 거쳐 상기 프로펠러 샤프트(500)를 통해 상기 제2동력전달장치(600)로 전달된다. 한편, 상기 제1기어(330)로 전달되지 않은 상기 입력 샤프트(322)의 동력 일부는 상기 제1유성기어셋(360) 및 상기 전륜 디퍼런셜 기어(370)를 거쳐 전륜(400a, 400b)을 구동시키는데 사용된다.In the 4WD-High mode, the first sleeve 332 and the third sleeve 662 are fastened. The second sleeve 362 and the fourth sleeve 664 are not fastened. Since the first sleeve 332 is engaged in the first power transmission device 300 , a portion of the power of the input shaft 322 is transmitted to the first gear 330 . Then, the second gear 342 engaged with the first gear 330 and the output flange 350 are transmitted to the second power transmission device 600 through the propeller shaft 500. Meanwhile, part of the power of the input shaft 322 that is not transmitted to the first gear 330 drives the front wheels 400a and 400b via the first planetary gear set 360 and the front wheel differential gear 370 used to do

상기 제2동력전달장치(600)에서는, 상기 입력 플랜지(620)를 통해 동력이 입력되고, 상기 커플링(630)에 의해 상기 제3기어(642)가 회전하고 상기 제3기어(642)와 맞물리는 상기 제4기어(650)로 전달된다. 상기 제3슬리브(662)가 체결되었으므로 상기 제4기어(650)의 동력이 상기 출력 샤프트(660)로 전달된다. 상기 출력 샤프트(660)의 동력은 상기 제2유성기어셋(670) 및 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)를 거쳐 후륜(700a, 700b)을 구동시킨다.In the second power transmission device 600, power is input through the input flange 620, the third gear 642 rotates by the coupling 630, and the third gear 642 and It is transmitted to the meshed fourth gear 650. Since the third sleeve 662 is engaged, the power of the fourth gear 650 is transmitted to the output shaft 660 . The power of the output shaft 660 drives the rear wheels 700a and 700b via the second planetary gear set 670 and the rear wheel differential gear 680 .

전술한 것처럼, 4WD-High 모드에서는 상기 제1유성기어셋(360) 및 상기 제2유성기어셋(670)의 링 기어들이 고정되지 않는다.As described above, in the 4WD-High mode, the ring gears of the first planetary gear set 360 and the second planetary gear set 670 are not fixed.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-Low 모드를 나타낸 계통도이다.10 is a system diagram showing a 4WD-Low mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention.

4WD-Low 모드에서는 상기 제1슬리브(332), 상기 제2슬리브(362), 상기 제3슬리브(662), 상기 제4슬리브(664)가 모두 체결된다. 이 중 상기 제1슬리브(332)와 상기 제3슬리브(662)가 체결됨에 따라 전술한 바와 같이 상기 변속기(200)로부터의 동력이 전륜(400a, 400b)과 후륜(700a, 700b)에 모두 전달되는 점은 동일하다.In the 4WD-Low mode, the first sleeve 332, the second sleeve 362, the third sleeve 662, and the fourth sleeve 664 are all fastened. Among them, as the first sleeve 332 and the third sleeve 662 are fastened, as described above, power from the transmission 200 is transmitted to both the front wheels 400a and 400b and the rear wheels 700a and 700b. The point being is the same.

그러나, 4WD-Low 모드에서는 상기 제2슬리브(362)와 상기 제4슬리브(664)가 체결됨에 따라 상기 제1유성기어셋(360)과 상기 제2유성기어셋(670)의 상기 링 기어가 정지되고, 회전수를 감속시켜 토크를 증대시킨다. 결과적으로, 4WD-Low 모드에서는 상기 전륜(400a, 400b) 및 후륜(700a, 700b)으로 전달되는 토크가 모두 증가한다.However, in the 4WD-Low mode, as the second sleeve 362 and the fourth sleeve 664 are engaged, the ring gears of the first planetary gearset 360 and the second planetary gearset 670 It is stopped, and the number of revolutions is reduced to increase torque. As a result, in the 4WD-Low mode, torque transmitted to the front wheels 400a and 400b and the rear wheels 700a and 700b both increases.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 4WD-Low-Lock 모드를 나타낸 계통도이다.11 is a schematic diagram illustrating a 4WD-Low-Lock mode of a 4WD system according to an embodiment of the present invention.

4WD-Low-Lock 모드에서는 상기 제1슬리브(332), 상기 제2슬리브(362), 상기 제3슬리브(662), 상기 제4슬리브(664)가 모두 체결된다. 따라서, 전술한 4WD-Low 모드에서 결합되는 허브들은 모두 결합된다. 추가적으로, 상기 제4슬리브(664)는 상기 N 허브에 결합된다. 즉, 상기 제4슬리브(664)는 도면상 좌측으로 더 이동 가능하고, 상기 J 허브와 상기 K 허브에 결합된 상태를 유지하면서 추가로 상기 N 허브에도 결합된다. 이에 의하여 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)가 잠기는 Lock 상태가 된다. 상기 후륜 디퍼런셜 기어(680)가 잠기게 되면 좌우 후륜(700a, 700b)으로 전달되는 동력의 항상 균등하게 분배된다. 따라서, 어느 한쪽 바퀴가 슬립하는 등의 험지 탈출 성능이 향상된다.In the 4WD-Low-Lock mode, the first sleeve 332, the second sleeve 362, the third sleeve 662, and the fourth sleeve 664 are all fastened. Accordingly, all hubs coupled in the aforementioned 4WD-Low mode are coupled. Additionally, the fourth sleeve 664 is coupled to the N hub. That is, the fourth sleeve 664 can move further to the left side in the drawing, and is additionally coupled to the N hub while maintaining a coupled state to the J hub and the K hub. As a result, the rear wheel differential gear 680 is locked in a locked state. When the rear wheel differential gear 680 is locked, power transmitted to the left and right rear wheels 700a and 700b is always equally distributed. Therefore, rough terrain escape performance such as slipping of either wheel is improved.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 구동 모드에 따른 허브 결합 부위를 나타낸 도표이다. 본 실시예에 따른 4륜구동 시스템은 적어도 4가지 구동 모드를 구현할 수 있고, 필요에 따라 적절한 모드를 선택하도록 제어될 수 있다.12 is a diagram showing hub coupling areas according to driving modes of a 4WD system according to an embodiment of the present invention. The 4WD system according to the present embodiment can implement at least four driving modes, and can be controlled to select an appropriate mode as needed.

이하, 본 실시예에 따른 4륜구동 시스템의 작용효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, operational effects of the 4WD system according to the present embodiment will be described.

본 실시예에 따른 4륜구동 시스템은, 2WD 모드에서 상기 프로펠러 샤프트(500)와 같은 불필요한 부품의 회전이 차단되어 동력 손실을 줄일 수 있다. 따라서, 연비가 향상되고 내구성이 향상된다.In the 4WD system according to the present embodiment, rotation of unnecessary parts such as the propeller shaft 500 is blocked in the 2WD mode, thereby reducing power loss. Accordingly, fuel efficiency is improved and durability is improved.

또한, 4WD-Low 모드 구현이 가능하여 변속기(200)만으로는 달성할 수 없는 저회전-고토크 주행이 가능하다. 따라서, 높은 토크가 필요한 험지나 오르막 등에서 주행 성능이 향상된다.In addition, since the 4WD-Low mode can be implemented, low-rev-high-torque driving that cannot be achieved with only the transmission 200 is possible. Therefore, driving performance is improved on rough terrain or uphill where high torque is required.

또한, 4WD-Low-Lock 모드 구현이 가능하여 험지 탈출 성능이 향상된다. 특히 이를 위해 별도의 부품을 추가하지 않으며, 상기 N 허브를 형성하고 상기 제4슬리브(664)의 변위를 크게 세팅함으로써 달성할 수 있다.In addition, it is possible to implement 4WD-Low-Lock mode, so the rough terrain escape performance is improved. In particular, this can be achieved by forming the N hub and setting the displacement of the fourth sleeve 664 large, without adding a separate part.

100: 엔진 200: 변속기
300: 제1동력전달장치(PTU) 310: 하우징
320: 제1중간 샤프트 322: 입력 샤프트
330: 제1기어 332: 제1슬리브
334: 제1액추에이터 340: 제1피니언 샤프트
342: 제2기어 350: 출력 플랜지
360: 제1유성기어셋 362: 제2슬리브
364: 제2액추에이터 370: 전륜 디퍼런셜 기어
380: 전륜 샤프트
400a, 400b: 전륜 500: 프로펠러 샤프트
600: 제2동력전달장치(RDM) 610: 하우징
620: 입력 플랜지 630: 커플링
640: 제2피니언 샤프트 642: 제3기어
650: 제4기어 660: 출력 샤프트
661: 제2중간 샤프트 662: 제3슬리브
663: 제3액추에이터 664: 제4슬리브
665: 제4액추에이터 670: 제2유성기어셋
680: 후륜 디퍼런셜 기어 700a, 700b: 후륜100: engine 200: transmission
300: first power train unit (PTU) 310: housing
320: first intermediate shaft 322: input shaft
330: first gear 332: first sleeve
334: first actuator 340: first pinion shaft
342: second gear 350: output flange
360: first planetary gear set 362: second sleeve
364: second actuator 370: front wheel differential gear
380: front wheel shaft
400a, 400b: front wheel 500: propeller shaft
600: second power train (RDM) 610: housing
620: input flange 630: coupling
640: second pinion shaft 642: third gear
650: fourth gear 660: output shaft
661: second intermediate shaft 662: third sleeve
663: third actuator 664: fourth sleeve
665: 4th actuator 670: 2nd planetary gear set
680: rear wheel differential gear 700a, 700b: rear wheel

Claims (10)

변속기로부터 전달받은 동력을 전륜과 후륜에 분배하는 제1동력전달장치;
상기 제1동력전달장치로부터 후륜에 분배되는 동력을 전달하는 프로펠러 샤프트; 및
상기 프로펠러 샤프트의 후단에 결합되어, 상기 프로펠러 샤프트로부터 전달받은 동력을 후륜에 분배하는 제2동력전달장치를 포함하고,
상기 제1동력전달장치 및 상기 제2동력전달장치는, 토크를 증대시키는 제1유성기어셋 및 제2유성기어셋을 각각 포함하는 4륜구동 시스템.a first power transmission device for distributing power transmitted from the transmission to front and rear wheels;
a propeller shaft that transmits power distributed to rear wheels from the first power transmission device; and
A second power transmission device coupled to the rear end of the propeller shaft and distributing power transmitted from the propeller shaft to rear wheels;
The first power transmission device and the second power transmission device each include a first planetary gear set and a second planetary gear set for increasing torque. 제1항에 있어서,
상기 제1동력전달장치는,
하우징;
변속기로부터 동력을 전달받는 입력 샤프트;
상기 입력 샤프트를 둘러싸는 제1기어;
상기 제1기어와 치합되어 동력을 상기 프로펠러 샤프트로 전달하는 제2기어; 및
상기 입력 샤프트와 상기 제1기어 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 제1슬리브를 더 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 1,
The first power transmission device,
housing;
an input shaft receiving power from the transmission;
a first gear surrounding the input shaft;
a second gear meshed with the first gear to transmit power to the propeller shaft; and
and a first sleeve connected between the input shaft and the first gear to transmit or block power. 제1항에 있어서,
상기 제1동력전달장치는, 좌우 전륜으로 동력을 분배하는 전륜 디퍼런셜 기어를 더 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 1,
The first power transmission device further includes a front wheel differential gear that distributes power to the left and right front wheels. 제2항에 있어서,
상기 제1유성기어셋은,
상기 입력 샤프트로부터 동력을 전달받는 선 기어;
상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어; 및
상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함하고,
상기 제1동력전달장치는 상기 링 기어와 상기 하우징을 연결하는 제2슬리브를 포함하고,
상기 제2슬리브가 체결됨으로써 상기 링 기어의 회전이 정지되어 상기 선 기어로부터 상기 유성 기어로 동력이 전달되는 고토크 모드를 구현하는 4륜구동 시스템.According to claim 2,
The first planetary gear set,
a sun gear receiving power from the input shaft;
a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear; and
Including a ring gear inscribed with the planetary gear,
The first power transmission device includes a second sleeve connecting the ring gear and the housing,
A four-wheel drive system realizing a high torque mode in which rotation of the ring gear is stopped by engaging the second sleeve and power is transmitted from the sun gear to the planetary gear. 제4항에 있어서,
상기 제1동력전달장치는, 상기 제1슬리브를 이동시키는 제1액추에이터와, 상기 제2슬리브를 이동시키는 제2액추에이터를 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 4,
The first power transmission device includes a first actuator that moves the first sleeve and a second actuator that moves the second sleeve. 제1항에 있어서,
상기 제2동력전달장치는,
하우징;
상기 프로펠러 샤프트와 연결되어 동력을 전달받는 입력 플랜지;
상기 입력 플랜지와 동축으로 배치되는 제3기어;
상기 입력 플랜지와 상기 제3기어 사이에 동력을 전달하거나 차단하는 커플링;
상기 제3기어와 치합되는 제4기어;
상기 제4기어를 관통하는 출력 샤프트; 및
상기 제4기어와 상기 출력 샤프트 사이에 연결되어 동력을 전달하거나 차단하는 제3슬리브를 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 1,
The second power transmission device,
housing;
an input flange connected to the propeller shaft to receive power;
a third gear disposed coaxially with the input flange;
a coupling for transmitting or blocking power between the input flange and the third gear;
a fourth gear engaged with the third gear;
an output shaft passing through the fourth gear; and
and a third sleeve connected between the fourth gear and the output shaft to transmit or block power. 제6항에 있어서,
상기 제2유성기어셋은,
상기 출력 샤프트로부터 동력을 전달받는 선 기어;
상기 선 기어에 외접하는 복수의 유성 기어; 및
상기 유성 기어와 내접하는 링 기어를 포함하고,
상기 제2동력전달장치는 상기 링 기어와 상기 하우징을 연결하는 제4슬리브를 포함하고,
상기 제4슬리브가 체결됨으로써 상기 링 기어의 회전이 정지되어 상기 선 기어로부터 상기 유성 기어로 동력이 전달되는 고토크 모드를 구현하는 4륜구동 시스템.According to claim 6,
The second planetary gear set,
a sun gear receiving power from the output shaft;
a plurality of planetary gears externally contacting the sun gear; and
Including a ring gear inscribed with the planetary gear,
The second power transmission device includes a fourth sleeve connecting the ring gear and the housing,
A four-wheel drive system realizing a high torque mode in which rotation of the ring gear is stopped by engaging the fourth sleeve and power is transmitted from the sun gear to the planetary gear. 제7항에 있어서,
상기 제2동력전달장치는, 좌우 후륜으로 동력을 분배하는 후륜 디퍼런셜 기어를 더 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 7,
The second power transmission device further includes a rear wheel differential gear that distributes power to the left and right rear wheels. 제8항에 있어서,
상기 제4슬리브는, 상기 후륜 디퍼런셜 기어에 추가적으로 체결 가능하여 상기 후륜 디퍼런셜 기어를 잠금 상태로 변경시키는 4륜구동 시스템.According to claim 8,
The fourth sleeve can be additionally fastened to the rear wheel differential gear to change the rear wheel differential gear to a locked state. 제7항에 있어서,
상기 제2동력전달장치는, 상기 제3슬리브를 이동시키는 제3액추에이터와, 상기 제4슬리브를 이동시키는 제4액추에이터를 포함하는 4륜구동 시스템.According to claim 7,
The second power transmission device includes a third actuator that moves the third sleeve and a fourth actuator that moves the fourth sleeve.
KR1020210146924A 2021-10-29 2021-10-29 4 wheel drive system KR102604234B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146924A KR102604234B1 (en) 2021-10-29 2021-10-29 4 wheel drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146924A KR102604234B1 (en) 2021-10-29 2021-10-29 4 wheel drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230062051A true KR20230062051A (en) 2023-05-09
KR102604234B1 KR102604234B1 (en) 2023-11-20

Family

ID=86409333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210146924A KR102604234B1 (en) 2021-10-29 2021-10-29 4 wheel drive system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102604234B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748759B1 (en) * 2006-07-25 2007-08-13 현대자동차주식회사 4wd device for hev
US20160138695A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 E-Aam Driveline Systems Ab Disconnecting awd driveline with torque-vectoring capabilities
JP2017165170A (en) * 2016-03-15 2017-09-21 本田技研工業株式会社 Power transmission device
JP2018111390A (en) * 2017-01-11 2018-07-19 マツダ株式会社 Transfer structure of vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748759B1 (en) * 2006-07-25 2007-08-13 현대자동차주식회사 4wd device for hev
US20160138695A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 E-Aam Driveline Systems Ab Disconnecting awd driveline with torque-vectoring capabilities
JP2017165170A (en) * 2016-03-15 2017-09-21 本田技研工業株式会社 Power transmission device
JP2018111390A (en) * 2017-01-11 2018-07-19 マツダ株式会社 Transfer structure of vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR102604234B1 (en) 2023-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4817753A (en) Interaxle differential restriction device for vehicle four wheel drive systems
JP4870934B2 (en) 2-speed all-wheel drive system
US5083478A (en) Four-wheel vehicle drive system
USRE32565E (en) Four-wheel vehicle drive system
US4779699A (en) Four wheel drive vehicle with inter-axle differential having dual planetary gear sets
US20160138695A1 (en) Disconnecting awd driveline with torque-vectoring capabilities
EP0192324A2 (en) Power transfer device for four-wheel drive vehicle
JPS62137449A (en) Transfer case
GB2444367A (en) Hybrid vehicle with forward and underdriven reverse drive unit
JPS61232925A (en) Four-wheel driving device
US5269732A (en) Vehicle transmission with Ravigneaux central differential
US4875978A (en) Vehicle four wheel drive system
EP0226666A1 (en) Four-wheel vehicle drive system
US20200263770A1 (en) Multi-speed electric machine gearbox with low drive ratio
US4744437A (en) Power transmitting system for a four-wheel drive vehicle
US20180154772A1 (en) Driveline disconnect using multimode clutches
KR102604234B1 (en) 4 wheel drive system
CA1307948C (en) Four wheel drive working vehicle
JPH0460850B2 (en)
CA3038873A1 (en) Multi speed transmission
US10913350B2 (en) Ranged power take-off unit for transaxle
JPH07167257A (en) Differential lock switching device for four-wheel drive vehicle
JP2563629B2 (en) Powertrain for four-wheel drive vehicles
CN218543099U (en) Differential mechanism and automobile
US20180043772A1 (en) Transaxle And Power Take-Off Unit

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant