JP2021525349A - パワーシフト可能な多段変速機 - Google Patents
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Abstract
Description
その代わりに第1のブレーキは、第2の位置で少なくとも1つの多段遊星歯車のキャリアシャフトに割り当てることができ、これに対して第2のブレーキは、第2の位置で第2の内歯車に割り当てることができる。
i_1=1−((z_h2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_h2:第2の内歯車の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段の歯数
z_s1:第1の太陽歯車の歯数
第2の変速比i_2は、開かれた第1のブレーキおよび係合機構によってブロックされたフリーホイールの場合に、下式によって具現化され得る。
i_2=1−(z_h1/z_s1)
式中
z_h1:第1の内歯車の歯数
z_s1:第1の太陽歯車の歯数
本発明によって提案されるパワーシフト可能な多段変速機ではこれに加え、開かれた第1のブレーキ、閉じられた第2のブレーキ、および解除されたフリーホイールの場合に、下式によって与えられるバックギアが具現化され得る。
i_R=1−((z_s2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_s2:第2の太陽歯車の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段の歯数
z_s1:第1の太陽歯車の歯数
パーキングロック機能は、このパワーシフト可能な多段変速機では、3つのシフト要素、つまり第1のブレーキ、第2のブレーキ、および係合機構を備えたフリーホイールのうち少なくとも2つを閉じることで、パワーシフト可能な多段変速機が全体的にブロックされることによって実現され得る。
[本発明の利点]
本発明によって提案される解決策により、2つの変速比段階i_1およびi_2、変速比i_Rでのバックギア機能、ならびにパーキングロック機能を実現する高性能の変速機が提供される。とりわけ強調されるべきは、遊星歯車機構がパワーシフト可能なこと、さらに効率上昇が達成され得ることである。異なる位置に取り付けられ得る第1および第2のブレーキの使用ならびに係合機構によってブロック可能なフリーホイールの使用が、本発明によって提案されるパワーシフト可能な多段変速機の様々な実施形態を可能にする。各実施形態では、3つの変速比、つまりi_1、i_2、および反対の回転方向へのi_Rが提供される。第1のギア段での変速比i_1および第2のギア段のための変速比i_2は1つの回転方向に適用され、変速比i_3は、幾つかのシフト形態で、バックギア機能を可能にするためこれに対して反対の回転方向である。
ここで図1に概略的にのみ配置された電気機械12が、パワーシフト可能な多段変速機10の駆動シャフト14を駆動する。それだけでなく、パワーシフト可能な多段変速機10は従動側で従動シャフト16を含んでいる。駆動シャフト14で第1の太陽歯車18が受け止められており、第1の太陽歯車18の周りを多段遊星歯車20が周回する。多段遊星歯車20は、第1の内歯車26内で周回する。多段遊星歯車20は、第1の遊星歯車段22および第2の遊星歯車段24を含んでいる。第1の内歯車26はフリーホイール28内で支持されており、フリーホイール28は、係合機構30によって解除またはブロックされ得る。フリーホイール28は、パワーシフト可能な多段変速機10のハウジング32に支持されている。
第1のブレーキ34は第1の位置52にあり、ハウジング32に受け止められている。第1の位置52に取り付けられた第1のブレーキ34により、第2の内歯車36にブレーキを掛けることができ、第2の内歯車36は第2の遊星歯車段24と噛み合っている。第2の遊星歯車段24は他方でまた第2の太陽歯車38と噛み合っている。図2による描写では、第2の太陽歯車38に第2のブレーキ40が割り当てられており、第2のブレーキ40はその第1の位置46にある。図2での描写によるパワーシフト可能な多段変速機10は、図1による描写に倣って駆動シャフト14および従動シャフト16を含んでいる。駆動シャフト14で第1の太陽歯車18が受け止められており、第1の太陽歯車18の周りを多段遊星歯車20が周回する。多段遊星歯車20はさらに第1の内歯車26と噛み合っており、第1の内歯車26は、係合機構30を備えたフリーホイール28を介してハウジング32に実施されている。
i_1=1−((z_h2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_h2:第2の内歯車36の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段24の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段22の歯数
z_s1:第1の太陽歯車18の歯数
これに対して第1のブレーキ34が開かれ、かつフリーホイール28が係合機構30のアクティブ化によってブロックされている、つまり閉じられている場合に、第2のギア段において変速比i_2が生じる。
i_2=1−(z_h1/z_s1)
式中
z_h1:第1の内歯車26の歯数
z_s1:第1の太陽歯車18の歯数
図2に示したような構成によるパワーシフト可能な多段変速機では、第1のブレーキ34が開かれており、第2のブレーキ40が閉じられており、かつフリーホイール28が噛んでいない場合に、バックギアにおいて変速比i_Rが具現化され得る。バックギアでの変速比は以下のように示される。
i_R=1−((z_s2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_s2:第2の太陽歯車38の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段24の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段22の歯数
z_s1:第1の太陽歯車18の歯数
パワーシフト可能な多段変速機10では、それだけでなくパーキングロック機能も実現され得る。パーキングロック機能を実行するには、3つの変速機要素である第1のブレーキ34、第2のブレーキ40、およびフリーホイール28のための係合機構30のうち2つが閉じられていなければならない。
図4による形態では、第1の内歯車26におけるフリーホイール28により、第1のブレーキ34および第2のブレーキ40の作動の際に実現可能であるのとは違う回転方向が調整され得る。
図5に示したように、ここで概略的に示している電気機械12は、第1の平歯車段56を駆動する。第1の平歯車段56を介し、パワーシフト可能な多段変速機10の駆動シャフト14への駆動力の導入がもたらされる。駆動シャフト14で第1の太陽歯車18が受け止められており、第1の太陽歯車18は多段遊星歯車20の第1の遊星歯車段22と噛み合っている。第1の遊星歯車段22は他方でまた、第1の内歯車26内で周回し、第1の内歯車26は、係合機構30によってブロックされ得るフリーホイール28を介し、パワーシフト可能な多段変速機10のハウジング32に受け止められている。
遊星キャリア42に受け止められている多段遊星歯車20は、従動シャフト16に作用し、従動シャフト16は他方でまた、第2の平歯車段58を介して差動変速機60を駆動する。差動変速機60は、幾つかの傘歯車から構成されるケージ62を含んでいる。差動変速機60の従動側では、第1の軸部分66が車両の第1のホイール68へ、および第2の軸部分70が第2のホイール72へと延びている。
ここで全体的に示したパワーシフト可能な多段変速機10は、動軸64の第1の軸部分66に対して対称的に構成されている。図6による描写が示すように、パワーシフト可能な多段変速機10の同軸配置76では、電気機械12の固定子78および電気機械12の回転子80が動軸64に組み込まれている。回転子80は直接的に駆動シャフト14を駆動する。図6による描写で示した多段遊星歯車20は、第1の太陽歯車18の周りを周回する。その際、示した多段遊星歯車20の第1の遊星歯車段22はそれぞれ、第1の内歯車26の内歯と噛み合っている。内歯車26は、フリーホイール28を介してハウジング32に支持されている。フリーホイール28は、係合機構30によってブロックされ得る。
Claims (15)
- 第1の太陽歯車(18)の周りを周回し、かつ第1の内歯車(26)内で周回する少なくとも1つの多段遊星歯車(20)を備えたパワーシフト可能な多段変速機(10)において、前記第1の内歯車(26)が、係合可能なフリーホイール(28)内で周回し、かつ前記少なくとも1つの多段遊星歯車(20)の第1の遊星歯車段(22)が、第1の内歯車(26)内で周回し、その一方で第2の遊星歯車段(24)が、第2の内歯車(36)内で周回し、前記第2の内歯車(36)に少なくとも1つのブレーキ(34、40)が割り当てられていることを特徴とするパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 前記第1の遊星歯車段(22)が、歯数z_p1の歯を、および前記第2の遊星歯車段(24)が、歯数z_p2の歯を有し、これに関しz_p1>z_p2であることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 第1のブレーキ(34)が第1の位置(52)で前記第2の内歯車(36)に、および第2のブレーキ(40)が第1の位置(46)で第2の太陽歯車(38)に割り当てられていることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 前記第1のブレーキ(34)が第2の位置(54)で前記少なくとも1つの多段遊星歯車(20)のキャリアシャフト(44)に、および前記第2のブレーキ(40)が第2の位置(48)で前記第2の内歯車(36)に割り当てられていることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 前記第1のブレーキ(34)が第2の位置(54)で前記少なくとも1つの多段遊星歯車(20)のキャリアシャフト(44)に、および前記第2のブレーキ(40)が第1の位置(46)で前記第2の太陽歯車(38)に割り当てられていることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 閉じられた第1のブレーキ(34)および解除されたフリーホイール(28)の場合に、下式によって与えられる第1の変速比i_1を具現化する
i_1=1−((z_h2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_h2:第2の内歯車(36)の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段(24)の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段(22)の歯数
z_s1:第1の太陽歯車(18)の歯数
ことを特徴とする請求項3に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。 - 開かれた第1のブレーキ(34)および係合機構(30)によってブロックされたフリーホイール(28)の場合に、下式によって与えられる第2の変速比i_2を具現化する
i_2=1−(z_h1/z_s1)
式中
z_h1:第1の内歯車(26)の歯数
z_s1:第1の太陽歯車(18)の歯数
ことを特徴とする請求項3に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。 - 開かれた第1のブレーキ(34)、閉じられた第2のブレーキ(40)、および解除されたフリーホイール(28)の場合に、下式によって与えられる変速比i_Rでのバックギアを具現化する
i_R=1−((z_s2/z_p2)・(z_p1/z_s1))
式中
z_s2:第2の太陽歯車(38)の歯数
z_p2:第2の遊星歯車段(24)の歯数
z_p1:第1の遊星歯車段(22)の歯数
z_s1:第1の太陽歯車(18)の歯数
ことを特徴とする請求項3に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。 - 閉じられた第1のブレーキ(34)および閉じられた第2のブレーキ(40)の場合に、または閉じられた第1のブレーキ(34)および前記係合機構(30)によってブロックされたフリーホイール(28)の場合に、前記パワーシフト可能な多段変速機(10)がパーキングロック機能を発揮することを特徴とする請求項3に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 同一の回転方向での少なくとも2つの異なる変速比i_1およびi_2が実現可能であることを特徴とする請求項4に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 前記第1の内歯車(26)に割り当てられた前記係合可能なフリーホイール(28)により、前記パワーシフト可能な多段変速機(10)では、前記第1のブレーキ(34)および前記第2のブレーキ(40)によって具現化される回転方向とは反対の回転方向が生成されることを特徴とする請求項5に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 車両の動軸(64)に対して平行な配置(74)で配置されていることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 少なくとも1つの平歯車段(56、58)を介し、車両の動軸(64)の差動変速機(60)またはトルクベクタリングユニットを駆動することを特徴とする請求項12に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 電気機械(12)の固定子(78)および回転子(80)と共に、車両の動軸(64)に同軸配置(76)で組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
- 同軸配置(76)で配置された前記電気機械(12)、前記動軸(64)に組み込まれた前記パワーシフト可能な多段変速機(10)が、差動変速機(60)と共に、車両のための電気軸モジュール(90)を構成していることを特徴とする請求項14に記載のパワーシフト可能な多段変速機(10)。
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