KR101240715B1 - 구동 시스템 및 그 구동 시스템을 구비한 차량 - Google Patents

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마르틴 퓌흐트너
지몬 징거
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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은, 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸고 구동 차축(2)을 구동하기 위한 전기 기계(16)를 포함하는, 차량의 구동 차축(2)을 위한 구동 시스템(1)에 관한 것으로, 여기서 전기 기계(16)는 구동 차축(2)에 시프팅 가능하게 연결되거나 구동 차축으로부터 분리된다. 본 발명은 또한 이러한 구동 시스템(1)을 구비한 차량(79)에 관한 것이다.

Description

구동 시스템 및 그 구동 시스템을 구비한 차량{DRIVE SYSTEM AND MOTOR VEHICLE HAVING SUCH A DRIVE SYSTEM}
본 발명은 차량용 구동 시스템 및 그 구동 시스템을 구비한 차량에 관한 것이다.
본 발명 및 본 발명에 근거하는 문제점은 모든 차량에 적용될 수 있지만, 여기서는 승용차와 관련하여 보다 상세히 설명한다.
하이브리드 차량은 일반적으로 복수의 구동 조립체, 예를 들어 내연 기관과 전기 기계를 포함하는 소위 하이브리드 구동 시스템을 구비한 차량을 의미한다. 최대한 높은 에너지 효율을 얻기 위해, 하이브리드 차량에서는 일반적으로 소위 병렬 하이브리드 구동 시스템이 사용된다. 상기 병렬 하이브리드 구동 시스템은 전기 기계와 내연 기관이 토크를 변속기에 교대로 그리고 반복적으로 인가하는 것을 가능하게 한다. 아울러, 전기 기계는 또한 발전기로도 사용될 수 있다. 즉, 차량이 제동될 때, 운동 에너지의 형태로 존재하는 차량의 제동 에너지가 회수되어, 예를 들어 전기 에너지 저장부를 충전하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도심 교통에서 일반적으로 발생하는 빈번한 시동 과정 및 가속 과정은 하이브리드 차량에서 바람직하게 전기 기계에 의해 수행되거나 지원되는데, 이는 빈번하게 부하가 변동되는 상황에서 내연 기관을 작동시키는 것은 연료 소모 및 오염물 방출의 증가를 초래하기 때문이다. 전기 기계와, 구동 시스템으로의 상기 전기 기계의 연결부는 하이브리드 구동 시스템을 구비하지 않은 차량에 비교하여 추가 중량을 의미하며 추가로 설치 공간을 차지하기 때문에, 이러한 하이브리드 구동 시스템을 가능한 한 콤팩트하게 공간 절약적으로 구성하는 것이 바람직하다.
따라서, DE 44 31 929 C1호는 내연 기관과 전기 기계를 포함하는 하이브리드 차량의 구동 차축을 위한 구동 시스템을 개시하고, 여기서 구동 시스템은 차량의 주행 방향에 대해 가로로, 차량의 구동 차축의 영역에 마련된다. 내연 기관의 크랭크샤프트는 중간 샤프트를 포함해서 클러치와 변속기를 통해 차량의 구동 차축에 선택적으로 연결될 수 있다. 전기 기계의 구동 샤프트는 기어 메커니즘을 통해 차량의 구동 차축에 영구적으로 연결되고, 발전기는 전기 기계로부터 구조적으로 분리되어 내연 기관의 크랭크샤프트에 마련된다. 그러나 이러한 배치는, 전기 기계 및 발전기의 샤프트들과 구동 샤프트의 병렬 배치로 인해 구동 시스템을 위해 비교적 큰 설치 공간이 필요하다는 단점이 있는 것으로 판명되었다. 아울러, 전기 기계가 구동 차축에 영구적으로 연결되기 때문에, 전기 기계가 전기 모터 작동 모드에 있지 않을 때 드래그 토크가 발생하는 단점이 있다. 이는 당연히 방지되어야 한다.
그러므로 본 발명은 전술한 단점들을 제거한 개선된 구동 시스템을 제공하는 목적에 기반하고 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구범위 제1항의 특징들을 가진 구동 시스템 및/또는 청구범위 제15항의 특징들을 가진 차량에 의해 달성된다.
따라서, 구동 차축을 적어도 부분적으로 둘러싸고 구동 차축을 구동하기 위한 전기 기계를 포함하는, 차량의 구동 차축을 위한 구동 시스템이 제공되고, 여기서 전기 기계는 구동 차축에 시프팅 가능하게 연결되거나 또는 구동 차축으로부터 분리된다.
또한, 이러한 구동 시스템을 구비한 차량이 제공된다.
그러므로 구동 차축을 적어도 부분적으로 둘러싸는 전기 기계의 설계로 인해 구동 시스템의 매우 콤팩트한 설계가 달성되고, 그 결과로 바람직하게는 설치 공간이 작은 경우에도 구동 시스템이 설치될 수 있다. 전기 기계와 구동 차축의 시프팅 가능한 연결은 전기 기계와 구동 차축의 연속적인 동시 작동을 방지하고, 그 결과로, 예를 들어 불리한 드래그 토크의 발생을 신뢰성 있게 방지한다.
종속항들은 청구범위 제1항에 특정된 구동 시스템의 바람직한 구성들 및 개선점들을 포함한다.
한 바람직한 양상에 따르면, 구동 차축은 유성 또는 볼 타입 차동 변속기에 의해 서로 연결되어 작동하는 두 개의 구동 차축부를 포함하고, 그 결과로 차축부들의 회전 속도의 상대적 차이가 가능하다는 장점이 있다.
또 다른 한 바람직한 실시예에 따르면, 구동 시스템은 전기 기계를 냉각하는 냉각 장치를 포함하고, 여기서 냉각 장치는 특히 액체 냉각 장치 및/또는 공기 냉각 장치로 구현된다. 결과로, 바람직하게 전기 기계로부터 추출될 수 있는 출력이 증가할 수 있고, 그 효율이 상승할 수 있다.
또 다른 바람직한 양상에 따르면, 구동 시스템은 전기 기계를 구동 차축에 연결하거나 또는 전기 기계를 구동 차축으로부터 분리하는 시프팅 장치를 포함하고, 상기 시프팅 장치는 구동 차축에 대해 동축으로 배치되며, 특히 구동 차축을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이는 구동 시스템의 축방향 설치 공간을 감소시키고, 그 결과로 사용 범위가 확장된다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 구동 시스템은 전기 기계와 구동 차축 사이에서 제1 변속비를 실현하는 제1 기어단 및/또는 전기 기계와 구동 차축 사이에서 제2 변속비를 실현하는 제2 기어단을 포함한다. 이는 전기 기계가 넓은 회전 속도 범위에 걸쳐 작동될 수 있게 한다.
또 다른 바람직한 양상에 따르면, 제1 기어단이 구동 차축에 대해 동축으로 배치되고, 특히 구동 차축을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 그리고/또는 제2 기어단이 구동 차축에 대해 동축으로 배치되고, 특히 구동 차축을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 그 결과로 구동 시스템의 축방향 설치 공간이 감소한다. 이는 구동 시스템의 가능한 사용 범위를 유리하게 확장시킨다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 기어단은 제1 유성 기어단으로 구현되고, 그리고/또는 제2 기어단은 제2 유성 기어단으로 구현된다. 이러한 결과로, 기어단들이 축방향 및 반경방향으로 매우 콤팩트하게 구성됨에 따라, 구동 시스템을 위해 필요한 설치 공간이 감소한다.
또 다른 바람직한 양상에 따르면, 구동 시스템은 베벨 변속기를 포함하고, 여기서 베벨 변속기의 크라운 기어는 제2 기어단의 유성 캐리어에 장착된다. 이는 유리하게 크라운 기어와 유성 캐리어가 동일한 베어링 장치로 지지될 수 있게 하여, 구동 시스템에 필요한 부품 수를 감소시킨다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 구동 시스템은 모듈식 구조를 가지고, 그 결과로 구동 시스템은 다양한 기술적인 한계 조건들에 신속하고 간편하게 적응될 수 있다. 이러한 결과로, 구동 시스템의 가능한 사용 범위가 확장된다.
바람직한 실시예에 따르면, 시프팅 장치는, 구동 차축 상에서 축방향으로 변위될 수 있고 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부를 구비하는 시프팅 슬리브를 포함하고, 여기서 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부는 제2 기어단의 선 기어의 선 기어 내부 톱니부와 맞물려 작동한다. 이는 유리하게 구동 시스템의 간단한 시프팅을 가능하게 한다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 시프팅 슬리브는 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부로부터 축방향으로 이격된 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부를 포함하고, 상기 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부는 구동 시스템의 제1 작동 상태에서 제1 기어단의 유성 캐리어의 유성 캐리어 내부 톱니부 및 제1 기어단의 선 기어의 선 기어 내부 톱니부로부터 맞물림 해제되어 작동된다. 결과로, 전기 기계는 프리휠 상태가 되고 구동 차축으로부터 분리되며, 따라서 전기 기계는 스위치 오프 상태에서 바람직하게 제동 드래그 토크를 발생시키지 않는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 구동 시스템의 제2 작동 상태에서, 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부는 제1 기어단의 유성 캐리어의 유성 캐리어 내부 톱니부와 맞물려 작동하여, 제1 기어단, 시프팅 슬리브, 제2 기어단 및 유성 차동 변속기에 의해 전기 기계의 구동 토크를 구동 차축에 전달한다. 이로써 바람직하게 전기 기계와 구동 차축 사이에서 제1 변속비가 실현된다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 구동 시스템의 제3 작동 상태에서, 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부는 제1 기어단의 선 기어의 선 기어 내부 톱니부와 맞물려 작동하여, 시프팅 슬리브, 제2 기어단 및 유성 차동 변속기에 의해 전기 기계의 구동 토크를 구동 차축에 전달한다. 이로써 바람직하게 전기 기계와 구동 차축 사이에서 제2 변속비가 실현된다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 전기 기계는 전기 모터 작동 모드와 발전기 작동 모드 양자를 위해 설계되고, 그 결과로 전기 기계는 바람직하게 구동 시스템의 구동과 제동 에너지의 회수 양자를 위해 사용될 수 있다. 이는 구동 시스템의 사용 범위를 확장시킨다.
본 발명은 실시예들에 기초하여 첨부된 개략도들을 참고로 이하에 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 구동 시스템의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 구동 시스템의 제1 작동 상태를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 구동 시스템의 제2 작동 상태를 도시한다.
도 4는 도 1에 따른 구동 시스템의 제3 작동 상태를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 구동 시스템의 평면도를 도시한다.
도 6은 도 5에 따른 구동 시스템의 제1 작동 상태를 도시한다.
도 7은 도 5에 따른 구동 시스템의 제2 작동 상태를 도시한다.
도 8은 도 5에 따른 구동 시스템의 제3 작동 상태를 도시한다.
도 9는 도 1 내지 도 8에 따른 구동 시스템을 구비한 차량의 평면도를 도시한다.
첨부 도면에서, 동일한 도면 부호는 달리 명시되지 않는 한 동일한 또는 기능적으로 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 차량의 구동 차축(2)을 위한 구동 시스템(1)의 한 바람직한 실시예를 도시한다. 구동 차축(2)은 예를 들어 차량의 전방 차축(2)으로 구현된다. 구동 시스템(1)은 바람직하게 차량의 하중 지지 구조물에 회전 불가능하게(rotationally fixed) 연결되는 다부품 하우징(3)을 포함한다. 하우징(3)은 예를 들어 제1 하우징 부품(4)을 포함하고, 상기 제1 하우징 부품은 실질적으로 두 개의 환형 단부면(70, 71)을 가진 중공 원통형 형상이다. 제1 하우징 부품(4)은 복수의 부분들로 구현될 수 있다. 바람직하게 배럴 형상의 제2 하우징 부품(5)은 일 측에서 제1 하우징 부품(4)의 말단부를 형성하며, 상기 제1 하우징 부품의 내부에 적어도 일부분이 수용된다. 예를 들어, 제2 하우징 부품(5)의 원주방향 플랜지부(72)는 제1 하우징 부품(4)의 단부면(70)에 지지되고, 바람직하게 이에 대해 밀봉된다. 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸며 냉각 유체를 수용하기 위한 관형 공동(73)이 제2 하우징 부품(5)의, 바람직하게는 원통형인 외면(6) 및 제1 하우징 부품(4)의, 역시 바람직하게는 원통형인 내면(7) 사이에 형성되도록, 제2 하우징 부품(5)이 형성되고 그 일부분이 제1 하우징 부품(4) 내에 수용된다. 냉각 유체로서 바람직하게 물이 공동(73) 내에 제공된다. 그러므로 공동(73)은 바람직하게 물 재킷(73)을 형성한다. 공동(73)은 구동 시스템(1)의 냉각 장치(74)의 구성요소일 수 있다. 냉각 장치(74)는 예를 들어 액체 냉각 장치(74), 공기 냉각 장치(74) 또는 액체/공기 복합 냉각 장치(74)로 구현된다. 바람직하게, 냉각 유체는 공동(73)을 통해 흐를 수 있고, 상기 공동은 유체 덕트(73)로 구현된다. 제2 하우징 부품(5)은 복수의 부분들로 구현될 수 있고, 실질적으로 배럴 형상이며, 제2 하우징 부품(5)의 단부면들(8, 9)은 구동 차축(2)을 통과시키기 위한 관통구(10, 11)를 가진다. 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5)은 예를 들어 서로 나사 결합되거나 용접된다. 하우징(3)은 또한 예를 들어 제3 하우징 부품(12)을 포함하고, 상기 제3 하우징 부품은 제1 하우징 부품(4)의 단부면(71)에 장착된다. 제3 하우징 부품(12)은 실질적으로 컵 형상이고, 컵 형상의 바닥면은 구동 차축(2)을 통과시키기 위한 관통구(13)를 갖도록 구현된다. 제3 하우징 부품의 컵 형상의 바닥면은 제1 하우징 부품(4)의 단부면(71)으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 제3 하우징 부품(12)은 예를 들어 제1 하우징 부품(4)에 나사결합된다. 하우징(3)의 제4 하우징 부품(14)은 바람직하게 역시 컵 형상이고, 컵 형상의 바닥면에 관통구(15)가 형성되며, 이 관통구를 통해 구동 차축(2)이 통과된다. 제4 하우징 부품(14)의 컵 형상의 가장자리는 바람직하게 제3 하우징 부품(12)의 바닥면에 안착된다. 제4 하우징 부품(14)은 예를 들어 제3 하우징 부품(12)에 나사결합되거나 용접된다. 하우징(3)의 외경은 예를 들어 200㎜ 내지 210㎜이다.
하우징, 특히 제2 하우징 부품(5) 내에는 바람직하게 전기 기계(16)가 수용된다. 전기 기계(16)는 바람직하게 발전기 작동 모드 및 전기 모터 작동 모드 양자를 위해 설계된다. 전기 기계(16)는 바람직하게 제2 하우징 부품(5) 내에 고정된 스테이터(17)를 포함한다. 스테이터(17)는 실질적으로 중공 원통형 형상이고, 바람직하게 구동 차축(2)의 원주 주위를 둘러싼다. 전기 기계(16)의 로터(19)의 로터 샤프트(18)는 중공의 샤프트(18)로 구현되고, 제2 하우징 부품(5) 내에서 두 개의 베어링 포인트(20, 21)에 회전 가능하게 지지된다. 베어링 포인트들(20, 21)은 예를 들어 롤러 베어링들(20, 21)로 구현된다. 구동 차축(2)은 로터 샤프트(18) 또는 로터(19)를 관통한다. 그러므로 전기 기계(16)는 구동 차축(2), 특히 구동 차축(2)의 원주 주위를 둘러싼다. 제2 하우징 부품(5)은 바람직하게 스테이터(17)의 적어도 일부분을 둘러싸는 냉각 덕트(75)를 형성하도록 구현된다. 냉각 덕트(75)를 통해 바람직하게 공기가 흐를 수 있는데, 이때 신선한 냉기가 스테이터(17)로 공급되어 전기 기계(16)를 냉각하며, 사용된 가열 공기는 냉각 덕트(75)에 의해 방출된다. 이는 전기 기계(16)의 강제 냉각을 가능하게 한다. 냉각 덕트(75)는 바람직하게 냉각 장치(74)의 구성요소이다. 냉각 장치(74), 특히 유체 덕트(73)는 실질적으로 전기 기계(16)의 로터(19)를 냉각하는 역할을 한다.
구동 시스템(1)은 또한 바람직하게 제1 기어단(22)을 포함하고, 상기 제1 기어단은 예를 들어 제1 유성 기어단(22)으로 구현된다. 제1 기어단(22)은 구동 차축(2)의 종방향(x)을 기준으로 전기 기계(16) 다음에 배치된다. 제1 기어단(22)의 제1 링 기어(23)는 바람직하게 제2 하우징 부품(5) 내에 회전 불가능하게 고정되고, 구동 차축(2)은 링 기어(23)를 관통하여 안내된다. 링 기어(23)는 구동 차축(2)을 향하는 내부 톱니부를 가진 환형으로 이루어진다. 제1 기어단(22)의 제1 선 기어(24)는 전기 기계(16)의 로터 샤프트(18)에 연결되고, 특히 로터 샤프트(18)의 일체형 부품이다. 선 기어(24)는 링 기어(23)의 내부 톱니부를 향하는 외부 톱니부를 포함한다. 제1 기어단(22)의 유성 기어들[이하에서는 단지 유성 기어(25)만 관련됨]은 링 기어(23)의 내부 톱니부 및 선 기어(24)의 외부 톱니부와 맞물려 작동한다. 예를 들어, 제1 기어단(22)은 세 개의 유성 기어를 포함한다. 유성 기어(25) 또는 유성 기어(25)의 회전축은 제1 기어단(22)의 제1 유성 캐리어(26)에 의해 고정된다. 유성 기어(25)는 유성 캐리어(26) 상에 회전 가능하게 지지된다. 유성 캐리어(26)는 예를 들어 제2 하우징 부품(5)의 베어링 포인트들(27, 28)에, 하우징(3)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 베어링 포인트들(27, 28)은 예를 들어 슬라이딩 베어링들(27, 28)로 구현된다. 유성 캐리어(26)는 구동 차축(2)에, 바람직하게는 구동 차축의 주연부에 맞물린다. 제1 기어단(22)은 바람직하게 전기 기계(16)와 구동 차축(2) 사이에서 제1 변속비를 실현하도록 설계된다.
구동 시스템(1)은 바람직하게 제2 기어단(29)을 포함하고, 상기 제2 기어단은 예를 들어 유성 변속기(29)로 구현된다. 제2 기어단(29)은 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 제2 기어단(29)의 제2 링 기어(30)는 바람직하게 제3 하우징 부품(12) 내에서 회전 불가능하게 고정된다. 링 기어(30)는 실질적으로 구동 차축(2)을 향하는 내부 톱니부를 가진 환형으로 이루어진다. 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)는 중공 원통형의 기본형을 가지며, 구동 차축(2)의 주위에 맞물린다. 선 기어(31)는 링 기어(30)에 대향하는 외부 톱니부 및 구동 차축(2)에 대향하는 선 기어 내부 톱니부(59)를 포함한다. 선 기어(31)는 예를 들어 베어링 포인트(32)에 의해 제2 하우징 부품(5) 상에 지지되고, 베어링 포인트(33)에 의해 제2 기어단(29)의 제2 유성 캐리어(34) 상에, 구동 차축(2)을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 베어링 포인트들(32, 33)은 예를 들어 슬라이딩 베어링 포인트들(32, 33)로 구현된다. 유성 캐리어(34)는 제2 기어단(29)의 유성 기어들을 지탱하며, 이하에서는 단지 하나의 유성 기어(35)만 관련된다. 유성 기어(35)는 링 기어(30) 및 선 기어(31)와 맞물려 작동한다. 유성 기어(35)는 유성 캐리어(34) 상에 회전 가능하게 지지된다. 유성 캐리어(34)는 베어링 포인트들(37, 38)에 의해 하우징(3) 내에 회전 가능하게 지지된다. 베어링 포인트들(37, 38)은 예를 들어 롤러 베어링들로 구현된다. 제2 기어단(29)은 바람직하게 전기 기계(16)와 구동 차축(2) 사이에서 제2 변속비를 실현하도록 설계된다.
구동 시스템은 예를 들어 베벨 변속기(76)를 포함하고, 상기 베벨 변속기는 크라운 기어(36) 및 이 크라운 기어와 맞물려 작동하는 베벨 기어(39)를 가진다. 크라운 기어(36)는 바람직하게 제2 기어단(29)의 유성 캐리어(34)에 장착된다. 크라운 기어(36)는 구동 차축(2)의 주위에 맞물리고, 바람직하게 구동 차축과 동일 선상에 배치된다. 크라운 기어(36)는 베어링 포인트들(37, 38)에 의해 하우징(3) 내에 회전 가능하게 지지되며, 이때 크라운 기어(36)는 바람직하게 베어링 포인트(37)를 수용한다. 따라서, 베어링 포인트들(37, 38)은 유성 캐리어(34) 및 크라운 기어(36) 양자를 지지하는 역할을 한다. 크라운 기어(36)는 바람직하게 제1 기어단(22)과 제2 기어단(29) 사이에 배치된다. 베벨 기어(39)는 크라운 기어(36)와 맞물리고, 베벨 기어(39)의 중앙축(40)은 바람직하게 구동 차축(2)의 중앙축(41)에 대해 수직이다. 대안적으로, 베벨 기어(39)의 중앙축(40)과 구동 차축(2)의 중앙축(41) 사이의 각도가 임의적으로 형성된다.
구동 차축(2)은 바람직하게 제1 구동 차축부(44)와 제2 구동 차축부(45)를 포함한다. 제1 구동 차축부(44)는 바람직하게 제2 구동 차축부(45) 내에 회전 가능하게 지지된다. 구동 차축부들(44, 45)은 바람직하게 서로에 대해 동일 선상에 배치된다. 제1 구동 차축부(44)를 제2 구동 차축부(45) 내에 지지하기 위해, 제1 구동 차축부(44)는 제2 구동 차축부(45)의 상응하는 리세스(48) 내에 베어링(47)에 의해 회전 가능하게 지지되는 태핏(46)을 포함한다. 제1 구동 차축부(44)와 제2 구동 차축부(45) 각각은 유성 차동 변속기(43)로 구현되는 차동 변속기(43)의 선 기어(49, 50)로 각각 구현되는 원주방향 플랜지(49, 50)를 포함한다. 차동 변속기(43)는 대안적으로 볼 타입 차동 변속기(43)로 구현될 수 있다. 구동 차축부(44)는 태핏(46)의 맞은편에 위치한 단부에 출력 플랜지(54)를 구비한다. 제2 구동 차축부(45)는 또한 리세스(48)로부터 먼 쪽 단부에 출력 플랜지(55)를 구비한다. 출력 플랜지들(54, 55)은 예를 들어 차량의 차륜들을 구동하는 역할을 한다.
제2 기어단(29)의 유성 캐리어(34)는 구동 시스템(1)의 유성 차동 변속기(43)의 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 영구적으로 연결된다. 유성 차동 변속기(43)는 구동 차축(2)의 종방향(x)으로 예를 들어 제2 기어단(29)의 하류에 배치된다. 구동 차축(2)은 유성 차동 변속기(43)를 관통한다. 유성 차동 변속기(43)는 유성 기어들을 포함하고, 그 유성들(51, 52, 53)에 도면 부호가 제공된다. 유성 차동 변속기(43)는 구동 차축부들(44, 45) 사이의 회전 속도차를 보상하도록 구현된다.
구동 시스템(1)은 또한 실질적으로 중공 원통형 형상인 톱니형 시프팅 슬리브(56)를 포함하고, 그 내부에서 구동 차축(2)이 바람직하게 비접촉 방식으로 가동된다. 시프팅 슬리브(56)는 바람직하게 그 주연부에 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)를 포함하고, 상기 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)는 시프팅 슬리브(56)의 일측 단부의 영역에 마련된다. 상기 단부는 유성 차동 변속기(43)의 방향을 향한다. 시프팅 슬리브(56)는 바람직하게 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)로부터 축방향으로 이격되어 배치되는 제2 원주방향 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)를 바람직하게 포함한다. 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 선 기어 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)는 종방향(x)으로 선 기어 내부 톱니부(59)를 따라, 그리고 종방향(x)과 반대 방향으로 축방향으로 변위될 수 있다. 톱니부들(57, 59)은 바람직하게 항상 맞물려 작동한다. 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)는, 제1 기어단(22)의 유성 캐리어(26)에 구비된 유성 캐리어 내부 톱니부(60) 또는 제1 기어단(22)의 선 기어(24)의 내면에 구비된 선 기어 내부 톱니부(61)와 선택적으로 시프팅 가능하게 맞물려 작동하도록 배치된다. 시프팅 슬리브(56)가 구동 차축(2)을 따라 축방향으로 변위될 때, 톱니형 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)가 바람직하게 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 항상 맞물리도록, 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)가 구동 차축(2)의 종방향(x)으로 구성된다.
톱니형 시프팅 슬리브(56)를 작동하기 위해, 특히 구동 차축(2)을 둘러싸는 중공의 샤프트(62)로 구현되는 작동 샤프트(62)가 제공된다. 작동 샤프트(62)는 예를 들어 시프팅 슬리브(56) 상에 베어링(63)에 의해 지지되고, 예를 들어 시프팅 슬리브(56)의 일부분을 둘러싼다. 베어링(63)은 예를 들어 롤러 베어링(63)으로 구현된다. 시프팅 슬리브(56)는 작동 샤프트(62)에 대해 회전될 수 있다.
구동 차축(2)은 바람직하게 비접촉 방식으로 작동 슬리브(64)를 관통하고, 상기 작동 슬리브(64)는 작동 샤프트(62)와 상호작용하여 구동 차축을 작동한다. 작동 슬리브(64)는 바람직하게 작동 샤프트(62)처럼 하우징(3)에 대해 고정된 상태이다. 작동 슬리브(64)는, 예를 들어 하우징(3) 외측에 배치된 원주방향 플랜지를 포함하는, 실질적으로 중공 원통형의 기본 형상을 갖는다. 작동 슬리브(64)의 원주 주위는 말단 슬리브(65)에 의해 고정되고, 그 내부에서 베어링 포인트(66)에 의해 지지된다. 말단 슬리브(65)의 원주방향 플랜지(67)는 하우징(3)의 단부면(8)을 폐쇄한다. 작동 슬리브(64)와 시프팅 슬리브(56)는 구동 시스템의 시프팅 장치(87)를 형성한다. 시프팅 장치(87)는 바람직하게 기어단들(22, 29)을 포함한다.
이하, 도 1에 따른 구동 시스템(1)의 작동 방식이 설명된다. 도 2는 구동 시스템(1)의 제1 작동 상태를 도시한다. 시프팅 슬리브(56)는 제1 시프팅 상태에 있다. 제1 시프팅 상태는 시프팅 슬리브(56)의 초기 위치 또는 영점 위치에 상응한다. 시프팅 슬리브(56)는 분리된 상태이다. 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 제1 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)와도 맞물려 작동하지 않고, 제1 기어단(22)의 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와도 맞물려 작동하지 않는다. 시프팅 슬리브(56)의 제1 원주방향 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 라인(68)으로 나타낸, 전기 기계(16)에 의해 제1 기어단(22)의 제1 선 기어(24)에 인가된 토크는 시프팅 슬리브(56)의 이러한 시프팅 상태에서는 구동 차축(2)에 전달되지 않는다. 구동 시스템(1)은 전기 기계(16)가 기어단들(22, 29) 및 구동 차축(2)으로부터 분리되는 중립 상태에 있다. 시프팅 슬리브(56)의 이러한 시프팅 상태에서, 전기 기계(16)는 바람직하게 스위치 오프된다. 라인(69)으로 나타낸, 베벨 기어(39)로부터 크라운 기어(36)에 전달된 토크는 크라운 기어(36)로부터, 상기 크라운 기어(36)와 영구적으로 연결된, 제2 기어단(29)의 제2 유성 캐리어(34)로 전달된다. 예를 들어, 내연 기관 또는 다른 전기 기계가 토크(69)를 베벨 기어(39)에 인가한다. 토크(69)는 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 영구적으로 연결된 제2 유성 캐리어(34)로부터 유성 차동 변속기(43)에 전달되고, 상기 유성 차동 변속기(43)로부터 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)로 전달된다.
도 3은 구동 시스템(1)의 제2 작동 상태를 도시한다. 도 2와 비교하여, 화살표(77)로 나타낸 바와 같이, 시프팅 슬리브(56)는 작동 슬리브(64)의 작동에 의해 그 영점 위치로부터 우측으로 변위된다. 즉, 시프팅 슬리브(56)의 제2 원주방향 외부 톱니부(58)는 이제 제1 기어단(22)의 제1 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)와는 맞물림 해제되지만, 제1 기어단(22)의 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와는 계속 맞물려 작동한다. 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)는 또한 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 구동 시스템(1)의 이러한 작동 상태에서, 전기 기계(16)의 토크(68)는 그 로터 샤프트(18)로부터 제1 기어단(22)의 선 기어(24)로 전달된다. 제1 선 기어(24)는 유성 기어(25)와 맞물려 작동하고, 상기 유성 기어는 다시 제1 기어단(22)의 링 기어(23)와 맞물려 작동한다. 유성 기어(25)는 고정된 제1 링 기어(23)에 대한 제1 선 기어(24)의 회전 운동에 의해 가동된다. 유성 기어(25)는 제1 링 기어(23) 내에서 구동 차축(2)의 주위를 돈다. 그 결과로, 제1 유성 캐리어(26)가 회전하게 된다. 그러므로 토크는 소정의 변속비로 제1 선 기어(24)로부터 제1 유성 캐리어(26)로 전달된다. 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)가 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와 맞물려 작동하기 때문에, 토크(68)는 제1 유성 캐리어(26)로부터 시프팅 슬리브(56)로 전달된다. 토크(68)는 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)에 의해 시프팅 슬리브(56)로부터 제2 선 기어(31)로 전달되며, 상기 외부 톱니부는 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 제2 선 기어(31)는 고정된 제2 링 기어(30)에 대해 움직이고, 그 결과로 제2 유성 기어(35)가 가동된다. 제2 유성 기어(35)는 제2 링 기어(30) 내에서 구동 차축(2)의 주위를 돈다. 결과로, 제2 유성 캐리어(34)가 회전하게 된다. 따라서, 토크(68)는 소정의 변속비로 제2 선 기어(31)로부터 제2 유성 캐리어(34)로 전달된다. 제2 유성 캐리어(34)가 유성 차동 변속기(43)의 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 영구적으로 연결되기 때문에, 토크(68)는 제2 유성 캐리어(34)로부터 유성 차동 변속기(43)로 전달되어 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)을 구동한다.
베벨 기어(39)로부터 크라운 기어(36)로 전달된 토크(69)는 도 2에 따른 구동 시스템(1)의 제1 작동 상태와 유사한 방식으로, 크라운 기어(36)로부터 이에 연결되어 작동하는 제2 유성 캐리어(34)로 전달되고, 그로부터 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 의해 유성 차동 변속기(43)로 전달되어 구동 차축부들(44, 45)을 구동한다. 두 토크(68, 69)는 제2 기어단에 축적된다.
도 4는 구동 시스템(1)의 제3 작동 상태를 도시한다. 구동 시스템(1)의 이러한 작동 상태에서, 화살표(78)로 나타낸 바와 같이, 시프팅 슬리브(56)는 작동 슬리브(64)의 작동에 의해 도 2에 따른 시프팅 슬리브의 위치를 기준으로 좌측으로 변위된다. 즉, 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 제1 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)와 맞물려 작동하고, 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와 맞물림 해제된다. 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 계속 맞물려 작동한다. 전기 기계(16)에 의해 그 로터 샤프트(18)로 인가된 토크(68)는 로터 샤프트(18)로부터 제1 선 기어(24)로 전달된다. 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)가 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)와 맞물려 작동하기 때문에, 토크(68)는 제1 선 기어(24)로부터 시프팅 슬리브(56)로 전달된다. 그러므로 토크(68)는 제1 기어단(22)을 지나 전달된다. 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물리는, 시프팅 슬리브(56)의 제1 원주방향 외부 톱니부(57)에 의해 제2 선 기어(31)가 회전하게 된다. 결과로, 유성 기어(35)가 고정된 제2 링 기어(30)와 관련하여 가동된다. 토크(68)는 유성 기어(35)로부터 제2 유성 캐리어(34)로, 그리고 그로부터 유성 차동 변속기 캐리어(42)로 전달된다. 그에 상응하게 유성 차동 변속기(43)에 의해서는 토크(68)가 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)로 전달된다.
도 2 및 도 3에 따른 구동 시스템(1)의 작동 상태들과 유사한 방식으로, 베벨 기어(39)로부터 제2 유성 캐리어(34)와 영구적으로 연결된 크라운 기어로 전달된 토크(69)는 먼저 크라운 기어(36)로부터 제2 유성 캐리어(34)로, 그리고 그로부터 유성 차동 변속기 캐리어(42)로 전달된다. 유성 차동 변속기(43)는 상기 토크(69)를 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)로 전달한다.
도 5는 구동 시스템(1)의 다른 바람직한 실시예를 도시한다. 도 5에 따른 구동 시스템(1)은 실질적으로 크라운 기어(36) 및 크라운 기어(36)와 맞물리는 베벨 기어(39)가 생략된다는 점에서 도 1에 따른 구동 시스템(1)과 상이하다. 이는 전기 기계(16)의 축방향 설치 공간(b)의 확장을 가능하게 한다. 예를 들어, 스테이터(17)의 유효 길이(b)로 100㎜, 120㎜ 또는 140㎜의 길이가 제공될 수 있다. 도 1 및 도 5의 바람직한 실시예에 따른 구동 시스템(1)은 바람직하게 동일한 부품 컨셉에 따라 설계된다. 즉, 크라운 기어(36)와 베벨 기어(39)를 구비한, 도 1에 따른 구동 시스템(1)의 실시예의 경우, 그리고 상기 부품들(36, 39)을 구비하지 않은 도 5에 따른 구동 시스템(1)의 실시예의 경우, 바람직하게, 최대 가능한 수의 구조적으로 동일한 부품들, 예를 들어 기어단들(22, 29), 구동 차축(2), 시프팅 장치(87) 또는 차동 변속기(43)가 설치된다. 기어단들(22, 29), 구동 차축(2), 시프팅 장치(87) 및 차동 변속기(43)는 예를 들어 구동 시스템(1)의 용이하게 교체가능한, 특히 사전 제작된 모듈들(22, 29, 2, 87, 43)로 구현된다. 기술적 요건들에 따라, 구동 시스템(1)은 모듈식 원리에 의해 모듈 방식으로 실현될 수 있다. 예를 들어, 기계식 4륜 구동을 위한 요건, 즉 크라운 기어(36)와 베벨 기어(39)의 존재 요건에 따라, 유효 길이(b)와 관련하여 짧거나 긴 전기 기계(16)가 사용된다. 또한, 전기 기계(16)의 크기는 예를 들어 필요 전력에 따라 좌우된다.
도 6은 도 5에 따른 구동 시스템(1)의 바람직한 실시예의 제1 작동 상태를 도시한다. 시프팅 슬리브(56)는 처음에는 분리된 상태에 있다. 시프팅 슬리브(56)는 그 초기 위치 또는 영점 위치에 있다. 즉, 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와도 맞물려 작동하지 않고, 제1 기어단(22)의 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)와도 맞물려 작동하지 않는다. 전기 기계(16)는 토크(68)를 구동 차축(2)에 인가하지 않을 수 있다. 구동 시스템(1)의 이러한 작동 상태에서, 전기 기계(16)는 바람직하게 스위치 오프된다.
도 7은 도 5에 따른 구동 시스템(1)의 제2 작동 상태를 도시한다. 화살표(77)로 나타낸 바와 같이, 시프팅 슬리브(56)는 작동 슬리브(64)의 작동에 의해 시프팅 슬리브의 초기 위치를 기준으로 우측으로 변위된다. 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)는 계속해서 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)는 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)와 맞물려 작동한다. 전기 기계(16)에 의해 로터 샤프트(18)에 인가된 토크(68)는 로터 샤프트(18)로부터 제1 기어단(22)의 선 기어(24)로 전달되고, 그로부터 유성 기어(25) 및 고정된 제1 링 기어(23)에 의해 제1 유성 캐리어(26)로 전달된다. 제1 유성 캐리어(26)가 시프팅 슬리브(56)와 맞물려 작동하기 때문에, 토크(68)는 제1 유성 캐리어(26)로부터 시프팅 슬리브(56)를 거쳐 제2 기어단(29)의 선 기어(31)로 전달된다. 제2 기어단(29)의 유성 기어(35) 및 제2 기어단(29)의 고정된 링 기어(30)에 의해, 토크(68)는 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 영구적으로 연결된 제2 유성 캐리어(34)에 소정의 변속비로 전달된다. 유성 차동 변속기(43)에 의해, 토크(68)는 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)에 전달된다.
도 8은 도 5에 따른 구동 시스템(1)의 제3 작동 상태를 도시한다. 화살표(78)로 나타낸 바와 같이, 시프팅 슬리브(56)는 작동 슬리브(64)의 작동에 의해 시프팅 슬리브의 초기 위치로부터 좌측으로 변위된다. 따라서, 시프팅 슬리브(56)의 제1 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동한다. 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 제1 유성 캐리어(26)의 내부 톱니부(60)로부터는 맞물림 해제되어 작동하지만, 제1 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)와는 맞물려 작동한다. 전기 기계(16)에 의해 발생한 토크(68)는 중공 샤프트(18)를 통해 제1 선 기어(24)에 전달된다. 제1 선 기어(24)의 내부 톱니부(61)가 시프팅 슬리브(56)의 제2 외부 톱니부(58)와 맞물려 작동하기 때문에, 토크(68)는 제1 기어단(22)을 지나 제1 선 기어(24)로부터 시프팅 슬리브(56)로, 그리고 그로부터 제2 기어단(29)의 제2 선 기어(31)의 내부 톱니부(59)와 제1 외부 톱니부(57)를 통해 제2 선 기어(31)로 전달된다. 상기 제2 선 기어(31)로부터 토크(68)는 제2 기어단(29)의 유성 기어(35) 및 고정된 제2 링 기어(30)에 의해 제2 유성 캐리어(34)로 소정의 변속비로 전달된다. 유성 차동 변속기 캐리어(42)에 연결되어 작동하는 제2 유성 캐리어(34)로부터 유성 차동 변속기(43)로 토크가 전달된다. 유성 차동 변속기(43)는 토크(68)를 구동 차축(2)의 구동 차축부들(44, 45)에 전달한다. 전기 기계(16)는 또한 도 2 내지 도 4 및 도 6 내지 도 8에 설명된 구동 시스템(1)의 작동 상태들에서, 차량의 에너지 저장부의 충전을 위해 발전기로도 구동될 수 있다. 이러한 맥락에서, 예를 들어, 차량의 운동 에너지는 전기 기계(16)에 의해 전기 에너지로 변환된다.
도 9는 도 1 내지 도 8에 따른 구동 시스템(1)을 구비한 차량(79)의 바람직한 실시예를 도시한다. 차량(79)은 예를 들어 내연 기관(80)과 구동 시스템(1)을 포함하고, 상기 구동 시스템은 예를 들어 전기 전방 차축(1)으로 구현된다. 내연 기관(80)과 구동 시스템(1)은 차량(79)의 차륜들(81 내지 84)을 구동하는 역할을 한다. 내연 기관(80)은, 차량(79)의 기계식 4륜 구동의 실현을 위해 예를 들어 적절한 변속기(85)에 의해 바람직하게 구동 시스템(1)에 시프팅 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 연결은 선택적이다. 대안적으로, 내연 기관(80)과 구동 시스템(1) 사이에 기계적 연결이 존재하지 않는다. 차량(79)은 바람직하게 에너지 저장부(86)를 포함하고, 상기 에너지 저장부는 전기 기계(16)에 의해 발생한 전기 에너지를 저장하며, 전기 모터 모드에서 전기 기계(16)를 작동시킨다.

Claims (15)

  1. 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 구동 차축(2)을 구동하기 위한 전기 기계(16)를 포함하는, 차량(79)의 구동 차축(2)을 위한 구동 시스템(1)이며,
    전기 기계(16)는 구동 차축(2)에 시프팅 가능하게 연결되거나 또는 그로부터 분리되는, 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 구동 차축(2)은 유성 또는 볼 타입 차동 기어 메커니즘(43)에 의해 서로 연결되어 작동하는 두 개의 구동 차축부(44, 45)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 시스템(1)은, 액체 냉각 장치(74) 또는 공기 냉각 장치(74)로 구현되는, 전기 기계(16)를 냉각하기 위한 냉각 장치(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 시스템(1)은, 전기 기계(16)를 구동 차축(2)에 연결하거나 전기 기계(16)를 구동 차축(2)으로부터 분리하기 위한 시프팅 장치(87)를 포함하며, 상기 시프팅 장치는 구동 차축(2)에 대해 동축으로 배치되고 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 전기 기계(16)와 구동 차축(2) 사이에서 제1 변속비를 실현하는 제1 기어단(22) 또는 전기 기계(16)와 구동 차축(2) 사이에서 제2 변속비를 실현하는 제2 기어단(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 제1 기어단(22)은 구동 차축(2)에 대해 동축으로 배치되고 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸거나, 제2 기어단(29)은 구동 차축(2)에 대해 동축으로 배치되고 구동 차축(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 제1 기어단(22)은 제1 유성 기어단(22)으로 구현되거나, 제2 기어단(29)은 제2 유성 기어단(29)으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 구동 시스템(1)은 베벨 변속기(76)를 포함하고, 베벨 변속기(76)의 크라운 기어(36)는 제2 기어단(29)의 유성 캐리어(34)에 장착되는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구동 시스템(1)은 모듈식 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 시프팅 장치는(87), 구동 차축 상에서 축방향으로 변위될 수 있고 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)를 구비하는 시프팅 슬리브(56)를 포함하고, 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)는 제2 기어단(29)의 선 기어(31)의 선 기어 내부 톱니부(59)와 맞물려 작동하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 시프팅 슬리브(56)는 제1 시프팅 슬리브 외부 톱니부(57)로부터 축방향으로 이격된 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)를 포함하고, 상기 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)는 구동 시스템(1)의 제1 작동 상태에서 제1 기어단(22)의 유성 캐리어(26)의 유성 캐리어 내부 톱니부(60) 및 제1 기어단(22)의 선 기어(24)의 선 기어 내부 톱니부(61)로부터 맞물림 해제되어 작동하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 구동 시스템(1)의 제2 작동 상태에서, 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 유성 캐리어(26)의 유성 캐리어 내부 톱니부(60)와 맞물려 작동하여, 제1 기어단(22), 시프팅 슬리브(56), 제2 기어단(29) 및 유성 차동 변속기(43)에 의해 전기 기계(16)의 구동 토크(68)를 구동 차축(2)에 전달하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 구동 시스템(1)의 제3 작동 상태에서, 제2 시프팅 슬리브 외부 톱니부(58)는 제1 기어단(22)의 선 기어(24)의 선 기어 내부 톱니부(61)와 맞물려 작동하여, 시프팅 슬리브(56), 제2 기어단(29) 및 유성 차동 변속기(43)에 의해 전기 기계(16)의 구동 토크(68)를 구동 차축(2)에 전달하는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 기계(16)는 전기 모터 작동 모드와 발전기 작동 모드 양자를 위해 설계되는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템.
  15. 제1항 또는 제2항에 따른 구동 시스템을 구비한 차량(79).
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010015713A1 (de) * 2010-04-21 2011-10-27 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Bewegbares System
DE102011007254A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
CN102897045A (zh) * 2011-07-24 2013-01-30 张财信 电动车惯性能发电系统及装有此系统的混合动力电动汽车和纯电动汽车
US8620505B2 (en) * 2011-10-14 2013-12-31 GM Global Technology Operations LLC Stand alone engine speed control at cold start for hybrid transmission
DE102012206146A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für einen Kraftwagen
DE102012206143A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für einen Kraftwagen
EP2861445B1 (de) 2012-06-14 2016-08-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Übersetzungs- und ausgleichsgetriebe sowie motor- und getriebeeinheit
DE102012212270B4 (de) 2012-07-13 2015-10-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Achsantriebssystem für eine elektrische Achse
DE102012212268B4 (de) 2012-07-13 2021-02-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebssystem für eine Elektrische Achse mit Zwei-Gang-Getriebe
US9033839B2 (en) * 2012-11-12 2015-05-19 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Direct drive transmission decoupler
DE102012024751A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Übersetzungs- und Ausgleichsgetriebe sowie Motor- und Getriebeeinheit
DE102012112377A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Linde Material Handling Gmbh Antriebsachse für eine mobile Arbeitsmaschine
DE102012024752A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Übersetzungs- und Ausgleichsgetriebe sowie Motor- und Getriebeeinheit
CN103770621B (zh) * 2014-01-24 2016-06-15 江苏大学 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法
CN104110477B (zh) * 2014-06-15 2016-08-24 陈伟 水冷式塑料挤出机差动行星减速箱
CN104121333B (zh) * 2014-06-15 2017-01-11 吴小杰 风冷式塑料挤出机差动行星减速箱
CN104110483B (zh) * 2014-06-15 2016-08-24 陈伟 水冷式塑料挤出机动平衡内摆线减速箱
CN105221671B (zh) * 2014-06-27 2019-04-12 林美华 电动载具的动力传递机构
DE102014220347B4 (de) * 2014-10-08 2022-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeanordnung
US9868349B2 (en) * 2015-01-19 2018-01-16 Borgwarner Inc. E-assist with torque vectoring
DE102016218762A1 (de) * 2016-09-28 2018-03-29 Zf Friedrichshafen Ag Lageranordnung
DE102016220952A1 (de) * 2016-10-25 2018-04-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsstrang, insbesondere Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102016220951A1 (de) * 2016-10-25 2018-04-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsstrang, insbesondere Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
GB2561217A (en) * 2017-04-05 2018-10-10 Ashwoods Automotive Ltd Powertrain components
JP6518722B2 (ja) * 2017-06-19 2019-05-22 本田技研工業株式会社 動力装置の支持構造
DE102017213112B4 (de) * 2017-07-31 2024-01-04 Magna powertrain gmbh & co kg Verfahren zur Optimierung des Betriebs eines mehrgängigen Elektroantriebs
US20190085965A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Nidec Corporation Transmission and actuator
JP6580726B2 (ja) * 2018-02-13 2019-09-25 本田技研工業株式会社 動力伝達装置
JPWO2019235537A1 (ja) * 2018-06-08 2021-04-22 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機及び回転電機を備えた車両用駆動装置
EP3922881A4 (en) * 2019-02-08 2022-03-16 Jatco Ltd. POWER TRANSMISSION DEVICE
DE102019210306A1 (de) 2019-07-11 2020-08-06 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrische Kraftfahrzeugachse und Kraftfahrzeug mit mindestens einer solchen Kraftfahrzeugachse
CN214674739U (zh) * 2020-12-21 2021-11-09 采埃孚股份公司 电驱动装置
DE102021208036A1 (de) 2021-07-26 2023-01-26 Zf Friedrichshafen Ag Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug
DE102022200606A1 (de) 2022-01-20 2023-07-20 Zf Friedrichshafen Ag Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere Elektrofahrzeuggetriebe
DE102022201821A1 (de) * 2022-02-22 2023-08-24 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein elektrisches Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sowie elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Getriebe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000355227A (ja) * 1999-06-11 2000-12-26 Hitachi Ltd 車両駆動用アシスト装置
US6378638B1 (en) * 2001-03-14 2002-04-30 New Venture Gear, Inc. Drive axle for hybrid vehicle
KR20080032118A (ko) * 2005-07-29 2008-04-14 보그워너 인코포레이티드 보조 전기 구동 어셈블리
KR20090044805A (ko) * 2007-11-01 2009-05-07 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차용 동력전달장치

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770074A (en) * 1972-04-24 1973-11-06 Gen Motors Corp Reduction drive for electric axle
US4270622A (en) * 1979-06-27 1981-06-02 Travis James M Drive axle for electric vehicle
JPS613705U (ja) * 1984-06-15 1986-01-10 株式会社 曙ブレ−キ中央技術研究所 車両の懸架装置
JPS6130462A (ja) * 1984-07-20 1986-02-12 Honda Motor Co Ltd 電磁型倍力装置
JPH05116542A (ja) * 1992-03-19 1993-05-14 Aisin Aw Co Ltd 電気自動車用駆動装置
SE505993C2 (sv) 1994-06-29 1997-10-27 Volvo Ab Drivaggregat för ett motorfordon
DE4431929C1 (de) 1994-09-08 1995-10-26 Daimler Benz Ag Hybrid-Antriebssystem für Kraftfahrzeuge
JP3538958B2 (ja) * 1995-04-19 2004-06-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電気自動車用駆動装置
DE19841159C2 (de) 1998-06-18 2000-05-18 Mannesmann Sachs Ag Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
US7731614B2 (en) * 2002-04-29 2010-06-08 Caterpillar Inc. Method and apparatus for an electric drive differential system
US6892837B2 (en) * 2002-10-11 2005-05-17 Caterpillar Inc Electric drive system with differential steering
US7410017B2 (en) * 2004-11-30 2008-08-12 The Timken Company Electric drive axle
CN101292411A (zh) * 2005-10-19 2008-10-22 劳伦斯·P·策普 具有去耦以消除磁感应转矩损失的轴向转子的无刷永磁电动机/发电机
DE102006014514A1 (de) 2006-03-24 2007-10-11 Getrag Innovations Gmbh Antriebsstrang und Herstell- und Einbauverfahren
JP4784448B2 (ja) * 2006-09-04 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 動力伝達装置および車両
DE102006046419B4 (de) 2006-09-22 2010-04-01 Getrag Innovations Gmbh Elektrische Achsantriebsbaugruppe
DE102007055882A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Forschungsgesellschaft für Zahnräder und Getriebe mbH Getriebevorrichtung mit wenigstens zwei Ausgangswellen und mindestens zwei mehrwelligen Planetenradsätzen
DE102008029287B4 (de) * 2008-06-11 2010-07-29 Getrag Innovations Gmbh Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102009006424A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsachse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000355227A (ja) * 1999-06-11 2000-12-26 Hitachi Ltd 車両駆動用アシスト装置
US6378638B1 (en) * 2001-03-14 2002-04-30 New Venture Gear, Inc. Drive axle for hybrid vehicle
KR20080032118A (ko) * 2005-07-29 2008-04-14 보그워너 인코포레이티드 보조 전기 구동 어셈블리
KR20090044805A (ko) * 2007-11-01 2009-05-07 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차용 동력전달장치

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