KR101420833B1 - 파워시프트 다단 트랜스미션 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트랜스미션의 제 1 샤프트(1)에 연결될 수 있는 입력 샤프트(an)와 트랜스미션의 제 2 샤프트로서의 출력 샤프트(ab=2) 사이에 있는 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)에 관한 것으로서, 상기 파워시프트 다단 트랜스미션은 하나의 공통된 트랜스미션 하우징(O) 내에 평행하게 배치된 두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2), 상기 두 개의 샤프트 어셈블리 사이에 있는 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG), 각각 하나의 태양 기어(So), 링 기어(Ho) 및 단순한 유성 기어들을 갖춘 유성 캐리어(Pt)를 갖는 세 개의 3중-샤프트 유성 기어단(PG) 그리고 다수 개의, 바람직하게는 다섯 개의 시프팅 소자(SE)로 이루어진다. 단 다섯 개의 시프팅 소자만으로 여덟 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어가 시프팅 될 수 있다. 구조적으로 간단하게 구현될 수 있는 개별 트랜스미션 단들의 변속 비율에 의해서는, 한계 변속 비율이 넓은 범위 안에서 임의로 설정된 경우에는 총 여섯 개의 트랜스미션 단에 의하여 총 확장이 7 < φges< 9의 범위에서 실현될 수 있다. 트랜스미션 소자들을 두 개의 샤프트 어셈블리로 분할함으로써, 트랜스미션은 짧게 구성되고, 전륜 횡치 적용예를 위해서뿐만 아니라 세로 적용예를 위해서도 적합하다. 모든 시프팅 소자는 유압으로 쉽게 채워질 수 있다. 상기 트랜스미션은 단 네 개의 시프팅 소자만으로 언제나 단이 우수하게 형성된 다섯 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 갖게 된다. 샤프트 라인(47 및 58)은 또한 마일드 하이브리드 구동을 위한 전동기 결합을 위해서도 제공된다.
Description
본 발명은 트랜스미션의 제 1 샤프트에 연결될 수 있는 입력 샤프트와 트랜스미션의 제 2 샤프트로서 이용되는 출력 샤프트 사이에 있는 파워시프트 다단 트랜스미션에 관한 것으로서, 상기 파워시프트 다단 트랜스미션은 하나의 공통된 트랜스미션 하우징 안에 평행하게 배치된 두 개의 샤프트 어셈블리, 세 개의 트랜스퍼 기어단, 세 개의 유성 기어단 그리고 다수 개의 시프팅 소자로 이루어지며, 이 경우 제 1 샤프트 어셈블리는 제 1 샤프트 그리고 제 3 샤프트, 제 4 샤프트 및 제 5 샤프트를 포함하며, 이 경우 제 2 샤프트 어셈블리는 제 2 샤프트 그리고 제 6 샤프트, 제 7 샤프트 및 제 8 샤프트를 포함하며, 이 경우 제 3 샤프트와 제 6 샤프트는 제 1 트랜스퍼 기어단을 통해 연결되어 있고, 제 4 샤프트와 제 7 샤프트는 제 2 트랜스퍼 기어단을 통해 연결되어 있고, 제 5 샤프트와 제 8 샤프트는 제 3 트랜스퍼 기어단을 통해 연결되어 있으며, 이 경우 제 1 유성 기어단은 제 1 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있고, 제 1 태양 기어, 제 1 링 기어 및 제 1 유성 캐리어를 포함하며, 제 2 유성 기어단은 제 1 샤프트 어셈블리 또는 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있고, 제 2 태양 기어, 제 2 링 기어 및 제 2 유성 캐리어를 포함하며, 제 3 유성 기어단은 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있고, 제 3 태양 기어, 제 3 링 기어 및 제 3 유성 캐리어를 포함한다.
JP 2000-304110 A호는 상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션을 기술하고 있다. 선행 기술에 따른 트랜스미션의 변형 실시예들에서는 제 2 유성 트랜스미션이 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있다. 상기 트랜스미션 내부에는 여섯 개까지의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 시프팅하기 위하여 다섯 개의 시프링 소자, 다시 말해 세 개의 클러치 및 두 개의 브레이크가 제공되어 있다. 그럼으로써, 각각의 기어 내에서 명백한 운동학적 상태 및 특정 변속 비율로 토크를 전달하기 위한 파워 경로를 규정하기 위하여, 개별 트랜스미션 소자들은 서로 연결되거나 또는 트랜스미션 하우징과 연결된다. 상기 트랜스미션에서의 단점은, 상기와 같은 시프팅 소자들을 이용하면 단 여섯 개의 포워드 기어만이 시프팅 된다는 것이다. 그러나 연료 소비를 더욱 줄이고 주행 다이내믹을 더 개선하기 위하여, 근래의 차량들은 더 많고 더 좁은 단들을 갖는 기어들을 필요로 한다.
DE 10 2005 018 804 A1호도 마찬가지로 두 개의 샤프트 어셈블리를 포함하고 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해 연결되는 파워시프트 다단 트랜스미션을 기술한다. 상기 선행 기술에 기술된 대부분의 트랜스미션은 각각 하나의 태양 기어, 링 기어 및 유성 캐리어를 갖는 세 개의 유성 기어단을 구비하며, 이 경우에는 대부분 두 개의 유성 기어단이 제 1 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있다. 상기와 같은 트랜스미션 어레인지먼트에 의해서는 단 다섯 개의 시프팅 소자만으로도 단 여섯 개의 포워드 기어가 구현된다. 이 경우 일곱 개 또는 여덟 개의 포워드 기어를 위해서는 적어도 여섯 개의 시프팅 소자가 필요하다.
DE 10 2005 002 337 A1호는 단이 우수하게 형성된 여덟 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 위해서 단 다섯 개의 시프팅 소자만으로 충분한 파워시프트 다단 트랜스미션을 기술한다. 이 경우에 특히 바람직한 것은, 각각의 기어를 시프팅 하기 위해서는 언제나 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어야만 한다는 것이다. 따라서, 각각의 기어에서는 다섯 개 시프팅 소자 중에서 단 두 개의 시프팅 소자만이 슬립핑 동작을 하여 낮은 마찰 손실을 야기한다. 상기 간행물에 따른 트랜스미션의 모든 실시예들은 단 하나의 샤프트 어셈블리 상에 동축으로 배치된 네 개의 3중-샤프트 유성 기어단을 트랜스미션 단으로서 포함한다. 그로 인해 상기 트랜스미션의 구조는 더 이상 전륜 횡치 장착용(front transversal use)으로 적합하지 않을 정도로 길어진다. 더 나아가 네 개의 유성 기어단을 단 하나의 샤프트 어셈블리 상에 상기와 같이 동축으로 배치하는 어레인지먼트에서 나타나는 단점은, 몇몇 장소에서는 다섯 개까지의 샤프트가 서로 중첩된 상태로 지지가 될 수밖에 없다는 것이다. 그밖에 부분적으로는 상호 멀리 떨어져 있는 부품들을 연결하기 위하여 상대적으로 길이가 긴 중공 샤프트도 필요하다. 상기 간행물에 기술된 트랜스미션 구조에서 적어도 하나의 클러치는 단지 두 번의 회전 동작을 통해서만 시프팅 파워 발생, 윤활 및 냉각을 위한 압력 오일을 공급받을 수 있으며, 그로 인해 유압 손실은 재차 상승하게 된다.
DE 10 2005 002 337 A1호에는 또한 총 확장이 φges = 7.05이고 제 6 다이렉트 기어를 구비하는 여덟 개 포워드 기어를 바람직하게 계단식으로 등급화하는 방식도 언급되고 있다. 상기 트랜스미션의 분석 결과가 보여주는 사실은, 상기와 같은 계단식 등급화를 위해서 필요한 유성 기어단의 고정 기어 비율(stationary gear ratio)이 구조적으로 우수하게 나타날 수 있다는 것이다. 그러나 다른 기어 비율 열 및 다른 총 확장을 위해서는 구조적으로 변환되기 어려운 고정 기어 비율이 나타난다.
연료 소비를 줄이기 위하여, 차량의 구동 장치 트레인 안에 전동기 및 전기식 에너지 저장기를 통합시키는 경우가 증가하고 있다. 이와 같은 통합으로 인해 가능해지는 에너지 관리는 연소 엔진이 반드시 필요치 않은 경우에 상기 연소 엔진을 더 효율적으로 이용하고 스위치-오프시키는 것을 가능하게 한다. 부스팅(boosting), 순전히 전기식으로의 주행 그리고 에너지 회복(recuperation)에 의하여 추가의 큰 절약 가능성들이 열리게 된다. 구동 트레인에 전동기를 연결하기 위해 최상으로 적합한 장소는 차량 트랜스미션 안에 있는데, 그 이유는 최적의 연결 상태에서는 트랜스미션의 기어 비율이 대부분의 작동점들에서 전동기의 부하를 경감시키기 때문이다. 그 경우에는 대부분 소형 전동기만으로도 고도의 장점들을 얻기에 충분하다.
상기 목적을 위해 DE 10 2005 002 337 A1호에서는 각각의 트랜스미션 샤프트에 하나의 전동기가 연결될 수 있다는 내용이 청구되고 있다. 그러나 이 경우에는 트랜스미션 하우징으로부터 직접 접근할 수 있는 전동기 연결용 샤프트들만이 적합하다. 그러나 상기 선행 기술에 따른 트랜스미션 실시예들에서는 정확하게 상기와 같은 연결을 위해서 최상으로 적합한 샤프트들은 해당되지 않는다.
전술된 선행 기술에 따라 공지된, 두 개의 샤프트 어셈블리, 세 개의 트랜스퍼 기어단 및 세 개의 유성 기어단을 구비하는 파워시프트 다단 트랜스미션의 모든 구상들은 다섯 개의 시프팅 소자를 이용해서 최대 여섯 개의 포워드 기어를 시프팅 할 수 있다. 단 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하는 여덟 개까지의 포워드 기어를 구현하기 위해서는, 단지 동축으로 배치되어 있고 복잡하게 교차된 네 개의 유성 기어단을 갖는 트랜스미션 구상만이 공지되어 있다.
DE 10 2005 018 804 A1호도 마찬가지로 두 개의 샤프트 어셈블리를 포함하고 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해 연결되는 파워시프트 다단 트랜스미션을 기술한다. 상기 선행 기술에 기술된 대부분의 트랜스미션은 각각 하나의 태양 기어, 링 기어 및 유성 캐리어를 갖는 세 개의 유성 기어단을 구비하며, 이 경우에는 대부분 두 개의 유성 기어단이 제 1 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있다. 상기와 같은 트랜스미션 어레인지먼트에 의해서는 단 다섯 개의 시프팅 소자만으로도 단 여섯 개의 포워드 기어가 구현된다. 이 경우 일곱 개 또는 여덟 개의 포워드 기어를 위해서는 적어도 여섯 개의 시프팅 소자가 필요하다.
DE 10 2005 002 337 A1호는 단이 우수하게 형성된 여덟 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 위해서 단 다섯 개의 시프팅 소자만으로 충분한 파워시프트 다단 트랜스미션을 기술한다. 이 경우에 특히 바람직한 것은, 각각의 기어를 시프팅 하기 위해서는 언제나 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어야만 한다는 것이다. 따라서, 각각의 기어에서는 다섯 개 시프팅 소자 중에서 단 두 개의 시프팅 소자만이 슬립핑 동작을 하여 낮은 마찰 손실을 야기한다. 상기 간행물에 따른 트랜스미션의 모든 실시예들은 단 하나의 샤프트 어셈블리 상에 동축으로 배치된 네 개의 3중-샤프트 유성 기어단을 트랜스미션 단으로서 포함한다. 그로 인해 상기 트랜스미션의 구조는 더 이상 전륜 횡치 장착용(front transversal use)으로 적합하지 않을 정도로 길어진다. 더 나아가 네 개의 유성 기어단을 단 하나의 샤프트 어셈블리 상에 상기와 같이 동축으로 배치하는 어레인지먼트에서 나타나는 단점은, 몇몇 장소에서는 다섯 개까지의 샤프트가 서로 중첩된 상태로 지지가 될 수밖에 없다는 것이다. 그밖에 부분적으로는 상호 멀리 떨어져 있는 부품들을 연결하기 위하여 상대적으로 길이가 긴 중공 샤프트도 필요하다. 상기 간행물에 기술된 트랜스미션 구조에서 적어도 하나의 클러치는 단지 두 번의 회전 동작을 통해서만 시프팅 파워 발생, 윤활 및 냉각을 위한 압력 오일을 공급받을 수 있으며, 그로 인해 유압 손실은 재차 상승하게 된다.
DE 10 2005 002 337 A1호에는 또한 총 확장이 φges = 7.05이고 제 6 다이렉트 기어를 구비하는 여덟 개 포워드 기어를 바람직하게 계단식으로 등급화하는 방식도 언급되고 있다. 상기 트랜스미션의 분석 결과가 보여주는 사실은, 상기와 같은 계단식 등급화를 위해서 필요한 유성 기어단의 고정 기어 비율(stationary gear ratio)이 구조적으로 우수하게 나타날 수 있다는 것이다. 그러나 다른 기어 비율 열 및 다른 총 확장을 위해서는 구조적으로 변환되기 어려운 고정 기어 비율이 나타난다.
연료 소비를 줄이기 위하여, 차량의 구동 장치 트레인 안에 전동기 및 전기식 에너지 저장기를 통합시키는 경우가 증가하고 있다. 이와 같은 통합으로 인해 가능해지는 에너지 관리는 연소 엔진이 반드시 필요치 않은 경우에 상기 연소 엔진을 더 효율적으로 이용하고 스위치-오프시키는 것을 가능하게 한다. 부스팅(boosting), 순전히 전기식으로의 주행 그리고 에너지 회복(recuperation)에 의하여 추가의 큰 절약 가능성들이 열리게 된다. 구동 트레인에 전동기를 연결하기 위해 최상으로 적합한 장소는 차량 트랜스미션 안에 있는데, 그 이유는 최적의 연결 상태에서는 트랜스미션의 기어 비율이 대부분의 작동점들에서 전동기의 부하를 경감시키기 때문이다. 그 경우에는 대부분 소형 전동기만으로도 고도의 장점들을 얻기에 충분하다.
상기 목적을 위해 DE 10 2005 002 337 A1호에서는 각각의 트랜스미션 샤프트에 하나의 전동기가 연결될 수 있다는 내용이 청구되고 있다. 그러나 이 경우에는 트랜스미션 하우징으로부터 직접 접근할 수 있는 전동기 연결용 샤프트들만이 적합하다. 그러나 상기 선행 기술에 따른 트랜스미션 실시예들에서는 정확하게 상기와 같은 연결을 위해서 최상으로 적합한 샤프트들은 해당되지 않는다.
전술된 선행 기술에 따라 공지된, 두 개의 샤프트 어셈블리, 세 개의 트랜스퍼 기어단 및 세 개의 유성 기어단을 구비하는 파워시프트 다단 트랜스미션의 모든 구상들은 다섯 개의 시프팅 소자를 이용해서 최대 여섯 개의 포워드 기어를 시프팅 할 수 있다. 단 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하는 여덟 개까지의 포워드 기어를 구현하기 위해서는, 단지 동축으로 배치되어 있고 복잡하게 교차된 네 개의 유성 기어단을 갖는 트랜스미션 구상만이 공지되어 있다.
본 발명의 과제는, 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이에 있고, 다수 개의 트랜스미션 단, 즉 세 개의 트랜스퍼 기어단 및 세 개의 유성 기어단, 그리고 다수 개의 시프팅 소자로 이루어지며, 다음과 같은 특성들을 갖는 파워시프트 다단 트랜스미션을 설계하는 것이다. 가급적 많은 개수의 포워드 기어 및 적어도 하나의 리버스 기어를 파워시프팅 하기 위해서는, 전체적으로 크기를 작게 구성하고 고효율에 도달하기 위하여, 가급적 적은 개수의 트랜스미션 단 및 시프팅 소자가 필요해야만 한다. 다수 개의 샤프트 어셈블리로 분할함으로써, 상기 트랜스미션은 전륜 횡치 장착용으로 길이가 짧게 구성되어야만 한다. 그러나 또한 세로 장착을 위해서 그리고 본 경우에는 특히 다축 방식으로 구동되는 차량에 사용하기 위해서도 적합해야만 한다. 더 나아가서는 본 발명에 의해 발견될 트랜스미션 구조도 변속 비율의 계단식 등급화 및 총 확장과 관련해서도 큰 대역 폭을 갖도록 설계될 수 있어야만 한다. 그밖에 특히 상기와 같은 목적을 위해 최상으로 적합한 샤프트에 전동기가 연결될 수 있어야만 한다.
상기 과제는 본 발명에 따른 청구항 1의 특징부에 따라, 상기 파워시프트 다단 트랜스미션이 본 발명의 전제부에 따른 트랜스미션 구조를 가지며, 이때 제 1 샤프트는 제 1 유성 캐리어에 연결되고, 제 2 샤프트는 제 3 유성 캐리어에 연결되며, 제 4 샤프트는 제 1 링 기어 또는 제 2 유성 캐리어에 연결되며, 제 8 샤프트는 제 3 태양 기어에 연결된다.
본 발명의 추가의 실시예에서는 청구항 2에 따라 추가로 제 1 태양 기어는 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있어야만 하고, 제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결될 수 있어야만 하며, 제 5 샤프트는 제 1 유성 캐리어에 연결될 수 있어야만 하며, 제 6 샤프트는 제 3 링 기어에 연결될 수 있어야만 한다.
그럼으로써 트랜스미션의 기본 구조가 규정된다. 상기 트랜스미션의 기본 구조는 예로 든 특정한 구조적인 실시예들을 위한 추가의 청구항들에서 보완되고 상세하게 설명된다. 본 경우에는 우선 청구항 3에 따라 제 2 유성 기어단이 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있는 변형예가 다루어진다.
따라서, 청구항 3에 따라 추가로 제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결될 수 있어야만 하고, 제 4 샤프트는 제 5 샤프트에 연결될 수 있어야만 하며, 제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결될 수 있어야만 하고, 제 7 샤프트는 제 8 샤프트에 연결될 수 있어야만 하며, 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결될 수 있어야만 한다.
상기와 같은 관계에서 트랜스미션의 두 개의 부품이 서로 연결되어 있거나 또는 연결된다고 말한다면, 이와 같이 내용이 의미하는 바는, 상기 부품들이 운동학적인 고정된 관계로 서로 연결되어 있다는 것이다. 이와 같은 연결은 직접적인 기계적인 커플링에 의해서 이루어질 수 있거나 또는 고정 변속 비율을 갖는 톱니 기어단에 의해서도 이루어질 수 있다. 그와 달리 "연결될 수 있다"는 표현이 의미하는 바는, 두 개의 트랜스미션 소자가 서로 고정 연결되어 있거나 또는 상호 분리될 수 있다는 것, 또는 하나의 시프팅 소자를 통해서 두 가지 옵션이 가능하다는 것이다.
여덟 개의 샤프트를 구비하는 트랜스미션 구조는 겨우 한 번 8의 자유도를 갖는다. 3중-샤프트 유성 트랜스미션은 상기 트랜스미션의 세 개의 트랜스미션 소자들 간의 운동학적인 커플링으로 인해 2의 자유도를 갖는다. 그 경우에는 여덟 개 샤프트에 추가적으로 세 개의 3중-샤프트 유성 기어단을 사용함으로써 14의 자유도가 나타난다. 회전수, 예컨대 제 1 샤프트에서의 입력 회전수 또는 제 2 샤프트에서의 출력 회전수가 주어진 경우에는, 명백한 운동학적인 상태에 도달하기 위하여 트랜스미션 소자들 간에 열세 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다. 이와 같은 세 가지 연결은 각각 두 개의 샤프트를 명백하게 서로 운동학적으로 결합시키는 세 개의 트랜스퍼 기어에 의해서 발생한다. 그럼으로써, 각각의 기어마다 열 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다. 네 개의 추가 연결은 청구항 1의 특징부에서 제 1 유성 캐리어와 제 1 샤프트의 고정 연결, 제 3 유성 캐리어와 제 2 샤프트의 고정 연결, 제 1 링 기어 또는 제 2 유성 캐리어와 제 4 샤프트의 고정 연결 그리고 제 3 태양 기어와 제 8 샤프트의 고정 연결에 의해서 규정되었다. 따라서, 각각의 기어마다 여섯 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다.
청구항 2의 특징부에는 두 개의 트랜스미션 소자들 간에 이루어질 수 있는 추가의 네 가지 연결 가능성이 공지되어 있으며, 상기 연결 가능성들은 추가로 본 발명에 따른 트랜스미션 구조에서는 이미 규정된 연결들과 조합해서 그리고/또는 다른 연결 가능성들과 조합해서 이용될 수 있다. 청구항 3의 특징부에는 상기와 같은 트랜스미션 구조에서 일어나는, 두 개 트랜스미션 소자들 간에 이루어질 수 있는 다섯 가지 추가 연결 가능성이 공지되어 있으며, 이 경우 제 2 유성 기어단은 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있다.
두 개의 샤프트 어셈블리로 분할되는 상기와 같은 트랜스미션 어레인지먼트의 중요한 장점은, 그로 인해 인 라인-구조에서보다 훨씬 더 많은 커플링 가능성들 그리고 상기와 같은 커플링 가능성들의 조합이 나타난다는 것이다. 그럼으로써 소수의 시프팅 소자만으로 다수의 기어를 위한 더 많은 시프팅 가능성들이 나타나게 된다.
청구항 2 및 3에 규정된 총 아홉 가지의 선택 가능한 상기 연결 가능성들 중에, 트랜스미션의 한 특정한 변형 실시예에서는 1의 자유도에 도달하기 위하여 시프팅 될 각각의 기어에서 여섯 가지의 연결 가능성이 필요하다. 이 목적을 위하여 상기 연결 가능성들 중에서 다섯 가지는 시프팅 소자에 사용하기 위해서 선택될 수 있으나, 그 중에서 각각의 기어에서는 단 세 가지는 폐쇄되어 있다. 그에 따라, 결과적으로 상기 특별한 변형 실시예에서 결정된 연결들을 위해서는 세 가지 추가 연결 가능성들이 더 선택될 수 있다.
제 1 변형 실시예를 위한 본 발명의 추가의 실시예에서 청구항 4에 따른 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
제 2 클러치는 제 7 샤프트를 제 2 태양 기어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
이 경우 더 나아가서
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있고,
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
상기 청구항에 규정된 여덟 가지 추가 커플링 가능성들 중에서 다섯 가지는 시프팅 가능하고 세 가지는 고정되어 있는데, 다시 말하자면 단 여섯 가지만 각각의 기어에서 사용된다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 각각의 기어에서는 다섯 개 시프팅 소자 중에서 두 개의 시프팅 소자가 개방되어 있다는 것이다. 각각의 기어에서 다섯 개의 시프팅 소자 중에 세 개가 폐쇄되어 있다면, 이론적으로는 열 가지 조합이 나타난다. 그 중에서 본 트랜스미션 구상에서는 여덟 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 위한 아홉 가지의 조합이 이용된다.
청구항 5에 따른 트랜스미션은 약간 다른 변형 실시예를 위하여 마찬가지로 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하고 있으며, 그 중에서
제 1 브레이크는 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 1 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
대안적인 제 2 클러치는 제 2 샤프트를 제 2 유성 캐리어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우 더 나아가
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
청구항 4에 따른 트랜스미션에서 제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 고정 연결되어 있고, 제 2 클러치는 제 7 샤프트와 제 2 태양 기어 간에 시프팅 가능한 연결을 가능하게 한다. 청구항 5에 따른 트랜스미션에서 대안적인 제 2 클러치는 제 2 샤프트와 제 2 유성 캐리어 사이의 연결부 안에 배치되어 있다. 이를 위해 본 경우에는 제 7 샤프트와 제 3 태양 기어 간 연결부가 고정적으로 형성되어 있다. 시프팅 소자들은 트랜스미션 구조를 통과하는 파워 경로를 시프팅 한다. 이 경우 총 변속 비율을 위해서는, 어느 장소에서 파워 경로가 시프팅 소자에 의해 폐쇄되는지는 중요치 않다. 그렇기 때문에 종종 대안적인 시프팅 소자 어레인지먼트가 나타난다. 그럼으로써, 시프팅 소자들은 간단히 조작될 수 있도록, 그리고 상기 장소에서 파워 경로가 폐쇄된 상태에서는 시프팅 소자들이 낮은 부하를 갖도록 그리고 개방된 상태에서는 낮은 상대적인 회전수를 갖도록 배치될 수 있다.
시프팅 소자들을 파워 경로 안에 배열함으로써, 어느 트랜스미션 소자들이 시프팅 된 어느 기어에서 작용하게 되는지에도 영향을 미칠 수 있게 된다. 그 예로서 본 발명의 청구항 6에 따른 트랜스미션의 제 3 변형 실시예는 재차 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
제 2 클러치는 제 7 샤프트를 제 2 태양 기어에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 3 클러치는 제 7 샤프트를 제 8 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우 재차 더 나아가서
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
청구항 4 및 청구항 5에 따른 실시예들에서 제 3 클러치는 제 4 샤프트와 제 5 샤프트를 서로 연결할 수 있다. 청구항 6에 따른 실시예에서 대안적인 제 3 클러치는 제 7 샤프트와 제 8 샤프트 간에 연결부를 만들어준다. 제 4 샤프트와 제 7 샤프트 사이에서의 트랜스퍼 기어단의 변속 비율 그리고 제 5 샤프트와 제 8 샤프트 사이에서의 트랜스퍼 기어단의 변속 비율이 서로 상이하면, 청구항 4 및 청구항 6에 따른 실시예들에서는 상이한 변속 비율 단이 나타난다.
본 발명에 따른 트랜스미션에서 가변적인 연결들의 또 한 가지 대안적인 어레인지먼트는 청구항 7에 의해서 기술되며, 이 경우 트랜스미션은 재차 다섯 개의 시프링 소자를 포함하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
추가의 대안적인 제 2 클러치는 제 8 샤프트를 제 2 링 기어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있으며,
그리고 제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결되어 있다.
제 4 클러치는 전술된 모든 실시예들에서 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결한다. 제 6 샤프트가 제 1 트랜스퍼 기어단을 통해 제 3 샤프트에 연결되고, 제 3 샤프트가 상기 트랜스미션 어레인지먼트 내에서 제 1 태양 기어에 연결되어 있기 때문에, 제 4 클러치는 제 1 태양 기어로부터 제 3 링 기어까지 형성된 파워 경로를 폐쇄하거나 또는 분리시킨다. 상기 파워 경로는 청구항 8에 따라 대안적인 제 4 클러치에 의해서도 시프팅 될 수 있으며, 상기 제 4 클러치에 의해서는 제 3 샤프트가 제 1 태양 기어에 연결될 수 있다. 그와 동시에 청구항 8에 따르면, 추가의 시프팅 소자가 필요치 않도록 하기 위하여, 제 6 샤프트는 제 3 링 기어에 고정 연결되어 있다.
지금까지 기술된 트랜스미션 구조들에서도 당연히 더 많은 운동학적인 커플링 또는 기어를 위하여 추가의 시프팅 소자들이 도입될 수 있다. 그에 대한 한 가지 예는 청구항 9에 따른 제 2 브레이크로서, 상기 제 2 브레이크에 의해서는 청구항 5에 따른 트랜스미션 구조에서 제 2 유성 캐리어가 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 그럼으로써, 다수의 적용예에서 바람직할 수 있는 추가의 리버스 기어들이 나타나게 된다.
청구항 10에 따라 제 1 샤프트는 전체 제 1 샤프트 어셈블리를 통과한다. 상기 제 1 샤프트의 두 개의 마지막 점은 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 상기 두 개의 각각의 마지막 점에는 예를 들어 연소 엔진이 연결될 수 있거나 또는 전동기 혹은 유압 펌프가 연결될 수 있다. 그로부터 다수의 적용예들을 위한 매우 다양한 트랜스미션 형성 가능성들이 나타난다.
청구항 11에 따라 제 2 샤프트는 전제 제 2 샤프트 어셈블리를 통과한다. 상기 제 2 샤프트의 두 개의 마지막 점도 마찬가지로 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 상기 두 개의 각각의 마지막 점에는 예를 들어 출력 플랜지 또는 전동기가 연결될 수 있다. 그로부터 다수의 적용예들을 위한 매우 다양한 트랜스미션 형성 가능성들이 나타난다.
본 발명은 상기 청구항들의 특징들에만 한정되지 않는다. 개별 청구항 특징들의 조합 가능성들 그리고 장점 설명부와 실시예들에 공개된 내용들과 개별 청구항 특징들의 조합 가능성들도 생각할 수 있고 제공될 수 있다.
본 발명은 특히 선행 기술에서와 대등한 해결책들과도 관련이 있다. 본 발명에 따른 트랜스미션은 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리 및 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리로 이루어진다. 상기 두 개의 샤프트 어셈블리들은 다수 개의 파워 경로에 의해서 연결되어 있고, 상기 파워 경로에는 세 개의 트랜스퍼 기어단이 속한다. 상기와 같은 파워 경로들이 클러치에 의해서 분리되면, 선행 기술에 따라 파워 경로 내부의 임의의 장소에서도 동일한 상황이 발생할 수 있다. 상기 파워 경로들이 브레이크에 의해서 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다면, 상기 브레이크는 동일하게 상기 파워 경로의 다른 장소들에도 작용할 수 있다. 선행 기술에 따르면, 본 발명의 의미에서 동일하게 간주될 수 있는 상이한 유성 트랜스미션 구조에 의해서 동일한 고정 변속 비율이 형성될 수 있다는 내용도 공지되어 있다.
본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 몇 가지 실시예들은 도 1 내지 도 14에 도시되어 있고, 트랜스미션 소자들의 어레인지먼트, 시프팅 로직 및 기능 방식 그리고 설계 변형예들과 관련해서 설명된다.
상기 과제는 본 발명에 따른 청구항 1의 특징부에 따라, 상기 파워시프트 다단 트랜스미션이 본 발명의 전제부에 따른 트랜스미션 구조를 가지며, 이때 제 1 샤프트는 제 1 유성 캐리어에 연결되고, 제 2 샤프트는 제 3 유성 캐리어에 연결되며, 제 4 샤프트는 제 1 링 기어 또는 제 2 유성 캐리어에 연결되며, 제 8 샤프트는 제 3 태양 기어에 연결된다.
본 발명의 추가의 실시예에서는 청구항 2에 따라 추가로 제 1 태양 기어는 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있어야만 하고, 제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결될 수 있어야만 하며, 제 5 샤프트는 제 1 유성 캐리어에 연결될 수 있어야만 하며, 제 6 샤프트는 제 3 링 기어에 연결될 수 있어야만 한다.
그럼으로써 트랜스미션의 기본 구조가 규정된다. 상기 트랜스미션의 기본 구조는 예로 든 특정한 구조적인 실시예들을 위한 추가의 청구항들에서 보완되고 상세하게 설명된다. 본 경우에는 우선 청구항 3에 따라 제 2 유성 기어단이 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있는 변형예가 다루어진다.
따라서, 청구항 3에 따라 추가로 제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결될 수 있어야만 하고, 제 4 샤프트는 제 5 샤프트에 연결될 수 있어야만 하며, 제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결될 수 있어야만 하고, 제 7 샤프트는 제 8 샤프트에 연결될 수 있어야만 하며, 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결될 수 있어야만 한다.
상기와 같은 관계에서 트랜스미션의 두 개의 부품이 서로 연결되어 있거나 또는 연결된다고 말한다면, 이와 같이 내용이 의미하는 바는, 상기 부품들이 운동학적인 고정된 관계로 서로 연결되어 있다는 것이다. 이와 같은 연결은 직접적인 기계적인 커플링에 의해서 이루어질 수 있거나 또는 고정 변속 비율을 갖는 톱니 기어단에 의해서도 이루어질 수 있다. 그와 달리 "연결될 수 있다"는 표현이 의미하는 바는, 두 개의 트랜스미션 소자가 서로 고정 연결되어 있거나 또는 상호 분리될 수 있다는 것, 또는 하나의 시프팅 소자를 통해서 두 가지 옵션이 가능하다는 것이다.
여덟 개의 샤프트를 구비하는 트랜스미션 구조는 겨우 한 번 8의 자유도를 갖는다. 3중-샤프트 유성 트랜스미션은 상기 트랜스미션의 세 개의 트랜스미션 소자들 간의 운동학적인 커플링으로 인해 2의 자유도를 갖는다. 그 경우에는 여덟 개 샤프트에 추가적으로 세 개의 3중-샤프트 유성 기어단을 사용함으로써 14의 자유도가 나타난다. 회전수, 예컨대 제 1 샤프트에서의 입력 회전수 또는 제 2 샤프트에서의 출력 회전수가 주어진 경우에는, 명백한 운동학적인 상태에 도달하기 위하여 트랜스미션 소자들 간에 열세 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다. 이와 같은 세 가지 연결은 각각 두 개의 샤프트를 명백하게 서로 운동학적으로 결합시키는 세 개의 트랜스퍼 기어에 의해서 발생한다. 그럼으로써, 각각의 기어마다 열 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다. 네 개의 추가 연결은 청구항 1의 특징부에서 제 1 유성 캐리어와 제 1 샤프트의 고정 연결, 제 3 유성 캐리어와 제 2 샤프트의 고정 연결, 제 1 링 기어 또는 제 2 유성 캐리어와 제 4 샤프트의 고정 연결 그리고 제 3 태양 기어와 제 8 샤프트의 고정 연결에 의해서 규정되었다. 따라서, 각각의 기어마다 여섯 개의 추가 연결이 더 규정될 수 있다.
청구항 2의 특징부에는 두 개의 트랜스미션 소자들 간에 이루어질 수 있는 추가의 네 가지 연결 가능성이 공지되어 있으며, 상기 연결 가능성들은 추가로 본 발명에 따른 트랜스미션 구조에서는 이미 규정된 연결들과 조합해서 그리고/또는 다른 연결 가능성들과 조합해서 이용될 수 있다. 청구항 3의 특징부에는 상기와 같은 트랜스미션 구조에서 일어나는, 두 개 트랜스미션 소자들 간에 이루어질 수 있는 다섯 가지 추가 연결 가능성이 공지되어 있으며, 이 경우 제 2 유성 기어단은 제 2 샤프트 어셈블리 상에 배치되어 있다.
두 개의 샤프트 어셈블리로 분할되는 상기와 같은 트랜스미션 어레인지먼트의 중요한 장점은, 그로 인해 인 라인-구조에서보다 훨씬 더 많은 커플링 가능성들 그리고 상기와 같은 커플링 가능성들의 조합이 나타난다는 것이다. 그럼으로써 소수의 시프팅 소자만으로 다수의 기어를 위한 더 많은 시프팅 가능성들이 나타나게 된다.
청구항 2 및 3에 규정된 총 아홉 가지의 선택 가능한 상기 연결 가능성들 중에, 트랜스미션의 한 특정한 변형 실시예에서는 1의 자유도에 도달하기 위하여 시프팅 될 각각의 기어에서 여섯 가지의 연결 가능성이 필요하다. 이 목적을 위하여 상기 연결 가능성들 중에서 다섯 가지는 시프팅 소자에 사용하기 위해서 선택될 수 있으나, 그 중에서 각각의 기어에서는 단 세 가지는 폐쇄되어 있다. 그에 따라, 결과적으로 상기 특별한 변형 실시예에서 결정된 연결들을 위해서는 세 가지 추가 연결 가능성들이 더 선택될 수 있다.
제 1 변형 실시예를 위한 본 발명의 추가의 실시예에서 청구항 4에 따른 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
제 2 클러치는 제 7 샤프트를 제 2 태양 기어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
이 경우 더 나아가서
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있고,
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
상기 청구항에 규정된 여덟 가지 추가 커플링 가능성들 중에서 다섯 가지는 시프팅 가능하고 세 가지는 고정되어 있는데, 다시 말하자면 단 여섯 가지만 각각의 기어에서 사용된다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 각각의 기어에서는 다섯 개 시프팅 소자 중에서 두 개의 시프팅 소자가 개방되어 있다는 것이다. 각각의 기어에서 다섯 개의 시프팅 소자 중에 세 개가 폐쇄되어 있다면, 이론적으로는 열 가지 조합이 나타난다. 그 중에서 본 트랜스미션 구상에서는 여덟 개의 포워드 기어 및 하나의 리버스 기어를 위한 아홉 가지의 조합이 이용된다.
청구항 5에 따른 트랜스미션은 약간 다른 변형 실시예를 위하여 마찬가지로 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하고 있으며, 그 중에서
제 1 브레이크는 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 1 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
대안적인 제 2 클러치는 제 2 샤프트를 제 2 유성 캐리어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우 더 나아가
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
청구항 4에 따른 트랜스미션에서 제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 고정 연결되어 있고, 제 2 클러치는 제 7 샤프트와 제 2 태양 기어 간에 시프팅 가능한 연결을 가능하게 한다. 청구항 5에 따른 트랜스미션에서 대안적인 제 2 클러치는 제 2 샤프트와 제 2 유성 캐리어 사이의 연결부 안에 배치되어 있다. 이를 위해 본 경우에는 제 7 샤프트와 제 3 태양 기어 간 연결부가 고정적으로 형성되어 있다. 시프팅 소자들은 트랜스미션 구조를 통과하는 파워 경로를 시프팅 한다. 이 경우 총 변속 비율을 위해서는, 어느 장소에서 파워 경로가 시프팅 소자에 의해 폐쇄되는지는 중요치 않다. 그렇기 때문에 종종 대안적인 시프팅 소자 어레인지먼트가 나타난다. 그럼으로써, 시프팅 소자들은 간단히 조작될 수 있도록, 그리고 상기 장소에서 파워 경로가 폐쇄된 상태에서는 시프팅 소자들이 낮은 부하를 갖도록 그리고 개방된 상태에서는 낮은 상대적인 회전수를 갖도록 배치될 수 있다.
시프팅 소자들을 파워 경로 안에 배열함으로써, 어느 트랜스미션 소자들이 시프팅 된 어느 기어에서 작용하게 되는지에도 영향을 미칠 수 있게 된다. 그 예로서 본 발명의 청구항 6에 따른 트랜스미션의 제 3 변형 실시예는 재차 다섯 개의 시프팅 소자를 구비하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
제 2 클러치는 제 7 샤프트를 제 2 태양 기어에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 3 클러치는 제 7 샤프트를 제 8 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우 재차 더 나아가서
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있으며,
그리고 제 8 샤프트는 제 2 링 기어에 연결되어 있다.
청구항 4 및 청구항 5에 따른 실시예들에서 제 3 클러치는 제 4 샤프트와 제 5 샤프트를 서로 연결할 수 있다. 청구항 6에 따른 실시예에서 대안적인 제 3 클러치는 제 7 샤프트와 제 8 샤프트 간에 연결부를 만들어준다. 제 4 샤프트와 제 7 샤프트 사이에서의 트랜스퍼 기어단의 변속 비율 그리고 제 5 샤프트와 제 8 샤프트 사이에서의 트랜스퍼 기어단의 변속 비율이 서로 상이하면, 청구항 4 및 청구항 6에 따른 실시예들에서는 상이한 변속 비율 단이 나타난다.
본 발명에 따른 트랜스미션에서 가변적인 연결들의 또 한 가지 대안적인 어레인지먼트는 청구항 7에 의해서 기술되며, 이 경우 트랜스미션은 재차 다섯 개의 시프링 소자를 포함하며, 그 중에서
제 1 브레이크는 제 1 태양 기어를 트랜스미션 하우징에 연결할 수 있으며,
제 1 클러치는 제 5 샤프트를 제 1 유성 캐리어에 연결할 수 있고,
추가의 대안적인 제 2 클러치는 제 8 샤프트를 제 2 링 기어에 연결할 수 있으며,
제 3 클러치는 제 4 샤프트를 제 5 샤프트에 연결할 수 있고,
제 4 클러치는 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결할 수 있으며,
그리고 이 경우
제 3 샤프트는 제 1 태양 기어에 연결되어 있고,
제 2 샤프트는 제 2 유성 캐리어에 연결되어 있으며,
그리고 제 7 샤프트는 제 2 태양 기어에 연결되어 있다.
제 4 클러치는 전술된 모든 실시예들에서 제 6 샤프트를 제 3 링 기어에 연결한다. 제 6 샤프트가 제 1 트랜스퍼 기어단을 통해 제 3 샤프트에 연결되고, 제 3 샤프트가 상기 트랜스미션 어레인지먼트 내에서 제 1 태양 기어에 연결되어 있기 때문에, 제 4 클러치는 제 1 태양 기어로부터 제 3 링 기어까지 형성된 파워 경로를 폐쇄하거나 또는 분리시킨다. 상기 파워 경로는 청구항 8에 따라 대안적인 제 4 클러치에 의해서도 시프팅 될 수 있으며, 상기 제 4 클러치에 의해서는 제 3 샤프트가 제 1 태양 기어에 연결될 수 있다. 그와 동시에 청구항 8에 따르면, 추가의 시프팅 소자가 필요치 않도록 하기 위하여, 제 6 샤프트는 제 3 링 기어에 고정 연결되어 있다.
지금까지 기술된 트랜스미션 구조들에서도 당연히 더 많은 운동학적인 커플링 또는 기어를 위하여 추가의 시프팅 소자들이 도입될 수 있다. 그에 대한 한 가지 예는 청구항 9에 따른 제 2 브레이크로서, 상기 제 2 브레이크에 의해서는 청구항 5에 따른 트랜스미션 구조에서 제 2 유성 캐리어가 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 그럼으로써, 다수의 적용예에서 바람직할 수 있는 추가의 리버스 기어들이 나타나게 된다.
청구항 10에 따라 제 1 샤프트는 전체 제 1 샤프트 어셈블리를 통과한다. 상기 제 1 샤프트의 두 개의 마지막 점은 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 상기 두 개의 각각의 마지막 점에는 예를 들어 연소 엔진이 연결될 수 있거나 또는 전동기 혹은 유압 펌프가 연결될 수 있다. 그로부터 다수의 적용예들을 위한 매우 다양한 트랜스미션 형성 가능성들이 나타난다.
청구항 11에 따라 제 2 샤프트는 전제 제 2 샤프트 어셈블리를 통과한다. 상기 제 2 샤프트의 두 개의 마지막 점도 마찬가지로 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다. 상기 두 개의 각각의 마지막 점에는 예를 들어 출력 플랜지 또는 전동기가 연결될 수 있다. 그로부터 다수의 적용예들을 위한 매우 다양한 트랜스미션 형성 가능성들이 나타난다.
본 발명은 상기 청구항들의 특징들에만 한정되지 않는다. 개별 청구항 특징들의 조합 가능성들 그리고 장점 설명부와 실시예들에 공개된 내용들과 개별 청구항 특징들의 조합 가능성들도 생각할 수 있고 제공될 수 있다.
본 발명은 특히 선행 기술에서와 대등한 해결책들과도 관련이 있다. 본 발명에 따른 트랜스미션은 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리 및 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리로 이루어진다. 상기 두 개의 샤프트 어셈블리들은 다수 개의 파워 경로에 의해서 연결되어 있고, 상기 파워 경로에는 세 개의 트랜스퍼 기어단이 속한다. 상기와 같은 파워 경로들이 클러치에 의해서 분리되면, 선행 기술에 따라 파워 경로 내부의 임의의 장소에서도 동일한 상황이 발생할 수 있다. 상기 파워 경로들이 브레이크에 의해서 트랜스미션 하우징에 연결될 수 있다면, 상기 브레이크는 동일하게 상기 파워 경로의 다른 장소들에도 작용할 수 있다. 선행 기술에 따르면, 본 발명의 의미에서 동일하게 간주될 수 있는 상이한 유성 트랜스미션 구조에 의해서 동일한 고정 변속 비율이 형성될 수 있다는 내용도 공지되어 있다.
본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 몇 가지 실시예들은 도 1 내지 도 14에 도시되어 있고, 트랜스미션 소자들의 어레인지먼트, 시프팅 로직 및 기능 방식 그리고 설계 변형예들과 관련해서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 1 구조를 도시한 개략도이며,
도 2는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 2 구조를 도시한 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 3 구조를 도시한 개략도이며,
도 4는 상기 세 가지 트랜스미션 구조에 대한 시프팅 로직이고,
도 5는 상기 파워시프트 다단 트랜스미션의 변속 비율 및 확장의 예이며,
도 6은 바람직하게 전동기가 연결된 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 4 구조를 도시한 개략도이고,
도 7은 두 개의 출력 플랜지를 구비하는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 5 구조를 도시한 개략도이며,
도 8은 시프팅 소자가 다섯 개인 경우에 토크 변환기 및 여덟 개의 포워드 기어를 구비하는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 6 구조를 도시한 개략도이고,
도 9는 도 8에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 변속 비율 열의 바람직한 설계 및 시프링 로직이며,
도 10은 시프팅 소자가 단 네 개인 경우에 토크 변환기 및 단 다섯 개의 포워드 기어를 구비하는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 제 7 구조를 도시한 개략도이고,
도 11은 도 10에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 변속 비율 열의 바람직 한 설계 및 시프팅 로직이며,
도 12는 하이드로 다이내믹 변환기를 대신하는 전동기 및 추가의 클러치를 구비하는 도 10에 따른 다단 트랜스미션의 하이브리드 변형예이다.
도 1은 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)의 한 기본 구조를 보여주고 있다. 입력 샤프트(an)는 비틀림 진동 댐퍼를 통해 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)의 제 1 샤프트(1)에 고정 연결되어 있다. 상기 제 1 샤프트 어셈블리에 대하여 평행하게 배치된 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 다른 무엇보다도 제 2 샤프트로서 표기되는 출력 샤프트(ab)를 포함한다. 도 1에 도시된 전륜 횡치 적용예를 위해서 상기 출력 샤프트는 제 2 톱니 기어단을 통해 전방 축의 차동 톱니바퀴(D)를 구동시킨다.
제 1 샤프트 어셈블리(WS1)는 제 1 샤프트(1) 이외에 또 하나의 제 3 샤프트(3), 제 4 샤프트(4) 및 제 5 샤프트(5)를 포함한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 제 2 샤프트(2) 이외에 또 하나의 제 6 샤프트(6), 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)를 포함한다.
두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2)는 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG36, SG47 및 SG58)을 통해 서로 연결되어 있다. 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)은 제 3 샤프트(3)를 제 6 샤프트(6)에 연결한다. 제 2 트랜스퍼 기어단(SG47)은 제 4 샤프트(4)를 제 7 샤프트(7)에 연결한다. 제 3 트랜스퍼 기어단(SG58)은 제 5 샤프트(5)를 제 8 샤프트(8)에 연결한다.
제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단(PG1)이 존재한다. 한 바람직한 실시예에서 상기 유성 기어단은 제 1 태양 기어(So1), 제 1 링 기어(Ho1) 및 제 1 유성 캐리어(Pt1)를 갖는다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단(PG2) 및 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단(PG3)이 존재한다. 한 바람직한 실시예에서 제 2 유성 기어단(PG2)은 제 2 태양 기어(So2), 제 2 링 기어(Ho2) 및 제 2 유성 캐리어(Pt2)를 갖는다. 제 3 유성 기어단(PG3)은 제 3 태양 기어(Ho3), 제 3 링 기어(Ho3) 및 제 2 샤프트(2)에 연결된 제 3 유성 캐리어(Pt3)를 포함한다.
도 1에 따른 트랜스미션 구조에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단 이외에 트랜스미션 소자들 사이에 네 개의 고정된 추가 연결부가 있다.
따라서, 제 1 샤프트(1)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결되어 있다.
제 2 샤프트(2)는 제 3 유성 캐리어(Pt3)에 연결되어 있다.
제 4 샤프트(4)는 제 1 링 기어(Ho1)에 연결되어 있다.
제 8 샤프트(8)는 제 3 태양 기어(So3)에 연결되어 있다.
더 나아가 상기 트랜스미션 구조에서는 개별 트랜스미션 소자들 사이에 아홉 개의 추가 연결부가 동시에 또는 대안적으로 형성될 수 있다. 도 1에는 상기 연결부들이 하나의 원으로 표시되어 있다.
제 1 태양 기어(So1)와 트랜스미션 하우징(O) 사이에,
제 3 샤프트(3)와 제 1 태양 기어(So1) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 유성 캐리어(Pt1) 사이에,
제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에,
그리고
제 2 샤프트(2)와 제 2 유성 캐리어(Pt2) 사이에,
제 4 샤프트(4)와 제 5 샤프트(5) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 8 샤프트(8) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 2 태양 기어(So2) 사이에,
제 8 샤프트(8)와 제 2 링 기어(Ho2) 사이에 연결부가 존재한다.
도 2는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)의 다른 기본 구조를 보여주고 있다. 입력 샤프트(an)는 재차 비틀림 진동 댐퍼를 통해 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)의 제 1 샤프트(1)에 고정 연결되어 있다. 상기 제 1 샤프트 어셈블리에 대하여 평행하게 배치된 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 다른 무엇보다도 제 2 샤프트로서 표기되는 출력 샤프트(ab)를 포함한다.
제 1 샤프트 어셈블리(WS1)는 재차 제 1 샤프트(1), 제 3 샤프트(3), 제 4 샤프트(4) 및 제 5 샤프트(5)를 포함한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 재차 제 2 샤프트(2), 제 6 샤프트(6), 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)를 포함한다. 그리고 두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2)는 재차 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG36, SG47 및 SG58)을 통해서 서로 연결되어 있다.
그러나 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단(PG1) 이외에 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단(PG2)도 존재한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 단지 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단(PG3)만 존재한다.
도 2에 따른 트랜스미션 구조에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단 이외에 트랜스미션 소자들 사이에 네 개의 고정된 추가 연결부가 있다.
따라서, 제 1 샤프트(1)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결되어 있다.
제 2 샤프트(2)는 제 3 유성 캐리어(Pt3)에 연결되어 있다.
제 4 샤프트(4)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있다.
제 8 샤프트(8)는 제 3 태양 기어(So3)에 연결되어 있다.
상기 트랜스미션 구조에서는 또한 개별 트랜스미션 소자들 사이에 아홉 개의 추가 연결부가 동시에 또는 대안적으로 형성될 수 있다. 도 2에도 상기 연결부들이 하나의 원으로 표시되어 있다. 이 경우에는
제 1 태양 기어(So1)와 트랜스미션 하우징(O) 사이에,
제 3 샤프트(3)와 제 1 태양 기어(So1) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 유성 캐리어(Pt1) 사이에,
제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에,
그리고
제 2 샤프트(2)와 제 7 샤프트(7) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 2 링 기어(Ho2) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 링 기어(Ho1) 사이에,
제 1 링 기어(Ho1)와 제 2 태양 기어(So2) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 8 샤프트(8) 사이에 연결부가 존재한다.
도 3은 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)의 제 1 실시예의 구조를 보여주고 있다. 제 2 샤프트 어셈블리 상에 두 개의 유성 기어단을 구비하는 상기 트랜스미션의 기본 구조는 도 1에 이미 공지되어 있다. 본 경우에 고정된 운동학적인 커플링을 갖는 연결부들은:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8)이다.
도 1에 따른 기본 구조의 아홉 가지 추가 연결 가능성들 중에서 다음에 기술될 트랜스미션 변형 실시예들을 위해서는 각각 다섯 개의 시프팅 가능한 연결부들 그리고 고정된 운동학을 갖는 세 개의 추가 연결부들이 선택된다.
다섯 개의 시프팅 가능한 연결부들을 위해서는,
제 1 브레이크(B1)가 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)가 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
제 2 클러치(K2)가 제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)가 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
그리고 제 4 클러치(K4)가 제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있다.
상기와 같은 특별한 변형 실시예를 위한 고정된 세 개의 추가 커플링들은:
제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2),
제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3),
제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8)이다.
각각의 기어에서는 다섯 개 중에 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어 있으며, 상기 세 개의 시프팅 소자는 다른 운동학적인 커플링을 이용하여, 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)에서의 파워 전달이 세 개의 모든 유성 트랜스미션의 작용에 의해서 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해 세 개의 파워 경로로 분기되는 방식 그리고 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 내에서 재차 제 2 샤프트에 있는 전체 파워에 합산되는 방식을 규정해준다. 이 경우에 도시된 바람직한 실시예에서는, 모든 파워 경로에서 파워가 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로부터 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로 흘러간다는 것이 중요하다. 역류하는 또는 순환하는 파워 성분들은 어느 기어에서도 나타나지 않는다. 이와 같은 사실은 모든 부품들의 낮은 부하를 위해서 그리고 높은 효율을 위해서 중요하다.
도 4에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 도 3에 따른 트랜스미션과 마찬가지로 두 개의 샤프트 어셈블리, 세 개의 유성 기어단 및 세 개의 트랜스퍼 기어단을 갖는다. 상기 트랜스미션은 또한 재차 다섯 개의 시프팅 소자를 갖는다.
고정된 운동학적 커플링을 갖는 연결부들은 재차:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8)이며,
그리고 추가로 상기와 같은 특별한 변형 실시예를 위해서는:
제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3),
제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7),
제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8)가 존재한다.
시프팅 가능한 다섯 개의 연결부들을 위해서는,
제 1 브레이크(B1)가 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)가 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 2 클러치(K2°)가 제 2 샤프트(2)를 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)가 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
그리고 제 4 클러치(K4)가 제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있다.
도 3 및 도 4에 따른 트랜스미션 구조는 트랜스퍼 기어단 및 유성 기어단의 변속 비율이 동일한 경우에 여덟 개의 포워드 기어와 한 개의 리버스 기어 내에서 동일한 총 변속 비율을 갖는다. 제 2 유성 기어단(PG2)이 샤프트 7, 8 및 2에 시프팅 가능하게 연결되는 과정은 한 번(도 3)은 제 7 샤프트(7)가 제 2 태양 기어(So2)에 연결될 때의 시프팅 소자에 의해서 이루어지고, 한 번(도 4)은 제 2 샤프트(2)가 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결될 때의 시프팅 소자에 의해서 이루어진다. 이 경우 제 2 유성 기어단(PG2)의 기어들에 대한 각각 나머지 연결들은 고정되어 있다.
도 4에 따른 변형 실시예에서는 또한 외부로부터 모든 시프팅 소자들에 대한 접근이 가능함으로써, 시프팅 소자들은 전자 기계식 작동기들을 통해서도 작동될 수 있다. 이와 같은 변형예는 시프팅 작동기들을 위한 보조 에너지에 대한 수요를 줄여주고, 그와 더불어 트랜스미션의 효율을 놓여준다.
도 5에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 재차 도 3에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션과 매우 유사한 구조를 갖는다. 상기 구조는 클러치(K3) 대신에 대안적인 클러치(K3°)를 가지며, 상기 대안적인 클러치에 의해서는 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)가 연결될 수 있다. 트랜스퍼 기어단(SG47 과 SG58)의 변속 비율이 상이한 경우에는, 제 3 클러치(K3)를 이용하는 경우에 나타나는 것과는 약간 다른 변속 비율 열의 등급이 나타난다.
도 6은 시프팅 로직을 이용할 때에 상기와 같은 시프팅 소자들에 의하여 개별 실시예들에서 하나의 리버스 기어 및 여덟 개의 포워드 기어가 어떻게 시프팅되는지를 보여주고 있다. 각각의 주행 기어에서는 각각 다섯 개의 시프팅 소자들 중에서 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어 있다. 다시 말해, 원래 부하가 없는 단 두 개의 시프팅 소자내에서만 상대적인 운동이 발생하며, 상기 상대적인 운동은 나중에 드래그 토크(drag torque)로 인해 손실을 발생시킨다. 세 가지 중립-시프팅 위치에서는 단 두 개의 클러치만 폐쇄되어 있다. 그때 브레이크(B1)가 개방되어 있다면, 운동학은 명백하게 규정되지 않는다. 브레이크(B1)의 폐쇄에 의해서 차량은 중립-후진(NR) 시프팅 상태로부터 후진 기어 시프팅 상태로 이동할 수 있다. 차량은 또한 중립_1(N1) 시프팅 상태로부터 제 1 포워드 기어로 이동할 수 있거나 또는 중립_2(N2) 시프팅 상태로부터 제 2 포워드 기어로 이동할 수 있다. 이와 같은 이동 과정들 중에는 이 목적을 위해서 사용되는 시프팅 소자들이 상당한 마찰 파워 및 그와 더불어 가열을 견뎌야만 한다. 브레이크가 클러치보다 더 간단하게 트랜스미션 하우징(0)을 통해 열을 방출할 수 있고, 또한 더 쉽게 압력 오일 및 냉각 오일을 공급받을 수 있기 때문에, 브레이크는 클러치에 비해 스타트 소자로서의 장점들을 갖는다.
상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션은 당연히 추가의 스타트 소자, 스타트 클러치(KV) 또는 하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)와 조합해서도 사용될 수 있다. 이와 같은 내용은 추후의 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 6에 따른 시프팅 로직은 또한 상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션에서는 다음 기어로의 그리고 그 다음 기어로의 각각의 기어 교체가 단일 시프팅 동작에 의해서 가능하다는 내용도 설명해준다. 다시 말하자면, 기어 교체를 위해서는 단 하나의 시프팅 소자만 개방되면 되고, 다른 시프팅 소자는 폐쇄될 수 있다. 단순한 시프팅 동작에 의해서는 또한 예컨대 5-1, 7-1, 6-3, 8-4와 같은 추가의 기어 점프도 가능하다. 이와 같은 시프팅 동작들은 특히 고속 리버스 시프팅의 경우에 발생할 수 있다. 단지 예외의 경우들에서만, 상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션에서 두 개의 시프팅 소자들이 개방되고 두 개의 다른 시프팅 소자들이 폐쇄되는 시프팅 동작이 필요하다. 단일 시프팅 동작은 당연히 다른 시프팅 동작들보다 더 신속하고 편안하게 조절될 수 있다.
추가의 시프팅 소자들에 의해서는 또한 추가의 기어들이 도 3 내지 도 5에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션에 접속될 수 있다. 따라서, 예컨대 제 2 유성 캐리어(Pt2)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 (도면에 도시되지 않은) 제 2 브레이크를 구비하는 도 4에 따른 실시예의 확대 실시예에서는 추가의 리버스 기어가 실현될 수 있다. 추가의 시프팅 가능성들을 위한 (도면에 도시되지 않은) 추가의 브레이크들은 샤프트(4 또는 7, 5 또는 8)에서, 제 3 링 기어(Ho3)에서, 제 2 태양 기어(So2)에서 또는 제 2 링 기어(Ho2)에서 생각할 수 있다. 그러나 트랜스미션 단들을 블록으로서 순환시킴으로써 톱니 휠의 개수가 동일한 경우에 시프팅 로직을 아홉 개 이상의 포워드 기어로 확장하기 위하여, (도면에 도시되지 않은) 추가의 클러치를 예컨대 3중-샤프트 유성 기어단(PG2 및 PG3) 중에 한 유성 기어단의 두 개의 연결 샤프트 사이에 제공하는 것과 같이 개별 트랜스미션 소자들 사이에 제공하는 것도 생각할 수 있다.
도 7에 따른 표는 지금까지 기술된 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션과 상이한 변속 비율 확장이 어느 정도 넓은 범위에서 이루어질 수 있는지를 설명해주고 있다. 상기 표는 특히 도 3에 따른 변형 실시예를 위하여 세 개 유성 기어단의 고정 변속 비율, 세 개 트랜스퍼 기어단의 변속 비율, 그와 더불어 나타나는 트랜스미션 변속 비율, 상기 트랜스미션 변속 비율의 등급 그리고 여덟 개의 포워드 기어를 위한 전체 설정 범위를 언급하고 있다. 상기 예들에서 제 6 기어의 변속 비율은 약 1.0으로 선택되었다. 제 2 및 제 3 유성 기어단의 고정 변속 비율은 동일하게 선택되었다. 리버스 기어의 변속 비율은 양적으로 볼 때 제 2 포워드 기어의 변속 비율의 크기를 가져야만 한다.
당업자는 상기 표를 통해 여섯 개의 모든 트랜스미션 단들의 변속 비율이 구조적으로 간단하게 나타날 수 있는 사실을 알게 된다. 상기 파워시프트 다단 트랜스미션의 총 여섯 개 트랜스미션 단의 변속 비율에 의해서는 더 많은 추가의 설계 가능성들이 나타난다. 그 이유는, 팩터 x만큼 더 크고 더 작은 전체 변속 비율들이 동일한 팩터 x만큼 더 크거나 더 작은 트랜스퍼 기어단의 변속 비율에 의해서 즉시 나타나게 된다는 내용을 당업자가 곧바로 이해할 수 있기 때문이다. 이로써 당업자에게는 도 3에 따른 변형 실시예가 현재 승용차-분야에서 요구되고 있는 거의 모든 변속 비율 범위들을 훌륭하게 커버할 수 있다는 사실이 분명해진다.
개별 트랜스미션 단들의 변속 비율 및 시프팅 로직에 의해 당업자는 또한 선행 기술에 따라서도 모든 트랜스미션 소자들의 토크 부하 그리고 모든 샤프트를 통해 모든 기어 내부로 흘러가는 파워 흐름을 산출할 수 있게 된다. 이와 같은 분석은, 모든 기어에서 전체 파워가 입력 샤프트(an)로부터 출력 샤프트(ab=2)로 흘러가는 경우에는 그리고 본 발명에 따른 모든 트랜스미션 변형예에서는 세 개 트랜스퍼 기어단 중에 어느 트랜스퍼 기어단을 통해서도 파워가 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로부터 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로 역류하지 않는다는 결과를 유도한다. 리버스 기어 및 두 개의 제 1 포워드 기어에서는 파워가 단지 하나의 트랜스퍼 기어단을 통해서만 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로부터 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로 흘러간다. 다른 모든 기어에서는 파워가 두 개 또는 모든 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해서 흘러간다. 타임 슬라이스(time slice)가 높은 기어들에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단이 전체적으로 낮은 부하를 받게 되고, 그렇기 때문에 크기가 작게 구성된다.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 또 하나의 변형 실시예를 하이브리드 변형예를 통해 보여주고 있다. 제 4 샤프트(4)에는 추가의 트랜스퍼 기어단을 통해 소형 전동기(EM)가 연결되어 있으며, 상기 소형 전동기는 본 경우에는 두 개의 샤프트 어셈블리에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그러나 상기 전동기(EM)를 제 4 샤프트(4) 또는 제 7 샤프트(7)에 동축으로 연결하는 것도 생각할 수 있다.
제 4 샤프트(4)뿐만 아니라 제 7 샤프트(7)도 특히 보조적인 하이브리드 기능들을 얻을 목적으로 전동기(EM)를 연결하기에 적합하다. 리버스 기어 및 두 개의 제 1 포워드 기어에서는 샤프트(4 및 7)가 입력 샤프트보다 훨씬 더 빠르게 회전하고, 그로 인해 출력 샤프트에 대하여 높은 변속 비율을 갖게 된다. 이 경우에 연결된 전동기에 의해서는 차량이 순전히 전기식으로만 스위칭 및 가속될 수 있다. 추가의 클러치(KV)를 통해서는 연소 엔진의 커플링이 해제된다. 입력 샤프트에 대한 높은 변속 비율 때문에, 클러치(KV)를 통해 연소 엔진을 고속으로 가속하여 스타트하기 위해서는 전동기(EM)에서 단지 적은 토크만이 필요하다.
오버드라이브(overdrive) 기어에서도 샤프트(4 및 7)는 입력 샤프트(an=1)보다 더 빠르게 회전한다. 그때에는 심지어 연소 엔진의 회전수가 낮은 경우에도 이때 연결된 소형 전동기(EM)가 높은 파워 능력을 가짐으로써, 결과적으로 회복 및 부스팅으로부터는 연료 소비를 줄일 수 있는 높은 가능성이 나타나게 된다.
지금까지 설명된 본 발명에 따른 다단 트랜스미션의 모든 변형 실시예들에서는 제 1 샤프트(1)가 완전히 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)를 관통한다. 두 개의 샤프트 단부(1a 및 1b)(도 9 참조)에는 연소 엔진, 또는 전동기 또는 유압 펌프 또는 다른 보조 장치가 연결될 수 있다. 또한, 도 3, 5, 8 및 9에 따른 변형 실시예들에서는 출력 샤프트(an=2)가 완전히 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)를 관통한다. 상기 제 2 샤프트 어셈블리의 두 개의 샤프트 단부(2a 및 2b)에도 추가의 보조 장치들이 연결될 수 있다. 그러나 출력 샤프트는 또한 도 9에 따른 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 두 개의 출력 플랜지도 포함할 수 있다. 이와 같은 구성은 예컨대 2축-트랜스미션 차량에서 의미를 가질 수 있다. 상기 트랜스미션 예에서는 비틀림 진동 댐퍼도 입력 샤프트의 다른 단부에 배치되어 있는 다른 실시예들에 비해 연소 엔진과 트랜스미션 사이에 배치되어 있다. 따라서, 2열의 어레인지먼트 및 연속되는 제 1 샤프트(1) 그리고 연속되는 제 2 샤프트(2)는 상기와 같은 트랜스미션 구상이 여러 가지 사용예들에 적응될 수 있도록 해준다.
도 10은 트랜스미션의 제 1 샤프트(1)와 입력 샤프트(an) 사이에 있는 스타트 소자로서 전통적인 하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)를 구비하는 본 발명에 따른 다단 트랜스미션의 또 하나의 변형 실시예를 보여주고 있다.
고정된 운동학적 커플링을 갖는 연결부들은 본 경우에는:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8),
그리고 추가적으로
제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2),
제 3 링 기어(Ho3)와 제 6 샤프트(6),
제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7)이다.
다섯 개의 시프팅 가능한 연결부를 위해서,
제 1 브레이크(B1)는 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)는 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
다른 대안적인 제 2 클러치(K2°°)는 제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)는 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 4 클러치(K4°)는 제 3 샤프트(3)를 제 1 태양 기어(So1)에 연결할 수 있다.
도 3에 따른 실시예에서 제 2 클러치(K2)는 제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7) 사이에 연결되어 있다. 도 4에 따른 실시예에서 대안적인 제 2 클러치(K2°)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2) 사이에 연결되어 있다. 도 10에 따른 실시예에서 다른 대안적인 제 2 클러치(K2°°)는 제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8) 사이에 연결되어 있다. 상기 세 가지 해결책들은 선행 기술에 따르면, 클러치(K2, K2° 또는 K2°°)가 개방된 경우에는 3중-샤프트 유성 기어단(PG2)의 세 개 소자들 중에 하나의 소자에서 토크가 생성될 수 없다는 의미에서 동일한 가치를 갖는다. 그 경우 공지된 유성 기어단 내에서의 토크 관계에 따르면 상기 유성 기어단의 다른 소자들도 무부하 상태이다. 다시 말해, 상기 유성 기어단은 세 개 소자들(So2, Ho2 또는 Pt2) 중에 어느 소자가 클러치를 통해 무부하 상태로 접속되는지와 상관없이, 파워를 전혀 전달할 수 없다.
유성 기어단(PG2)을 파워 전달에 통합시키기 위한 상기 세 가지 대안들은, 시프팅 소자가 개방되어 있는 경우에는 제 2 클러치(K2 또는 K2° 또는 K2°°) 내에서의 상대적인 회전수에서만 서로 상이하고, 그리고 상기 유성 기어단(PG2)이 토크를 전달하는 경우에는 최대 클러치 토크에서 서로 상이하다. 시프팅 소자의 위치는 전체 변속 비율에 대하여 그리고 개별 파워 경로로의 파워 분기에 대하여 아무런 영향도 미치지 않는다. 파워 경로 내에서의 파워 비율 및 변속 비율은 단지 개별 트랜스미션 단들의 변속 비율 및 시프팅 된 파워 경로들에만 의존한다.
도 10에 도시된 본 발명에 따른 다단 트랜스미션은 또 하나의 제 3 유성 기어단(PG3)을 갖는다. 상기 단의 제 3 링 기어(Ho3)는 제 6 샤프트(6)에 고정 연결되어 있고, 상기 제 6 샤프트(6)는 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)을 통해서 제 3 샤프트에 연결된다. 본 변형 실시예에서 상기 파워 경로는 대안적인 제 4 클러치(K4°)를 통해서 비로소 제 1 태양 기어(So1)에 연결된다. 도 3에 따른 트랜스미션에서 상기 파워 경로는 제 1 태양 기어(So1)로부터 제 3 샤프트(3), 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36) 및 제 6 샤프트(6)를 거쳐 제 3 링 기어(Ho3)까지 연장된다. 이 경우 상기 파워 경로를 시프팅 하기 위한 제 4 클러치(K4)는 제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 배치되어 있다. 하지만, 트랜스미션의 시프팅 로직 및 상기 트랜스미션의 기어 등급을 위해서는 하나의 파워 경로가 어디에서 시프팅 되는지는 중요하지 않다.
도 3, 도 4 및 도 5에 따른 변형 실시예들에 의해서 이미 공지된 사실은, 한 가지 시프팅 상태에서는 태양 기어(So1)가 제 1 브레이크(B1)를 통해 트랜스미션 하우징(0)에 연결될 수 있다는 것이다. 이와 같은 사실은 도 10에 따른 트랜스미션에서도 동일하게 해석된다. 도 3, 도 4 및 도 5에 따른 변형 실시예들에서는 트랜스미션 등급과 관련하여 동일한 작용을 하는 (도면에 도시되지 않은) 브레이크가 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(0)에 연결하기 위하여 제 6 샤프트(6)에도 맞물릴 수 있는데, 그 이유는 제 4 클러치(K4)가 바로 제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 배치되어 있기 때문이다.
도 11의 표는 도 10에 따른 다단 트랜스미션의 변형 실시예를 위하여 세 개 유성 기어단 및 세 개 트랜스퍼 기어단의 변속 비율을 언급하고 있다. 이와 같은 설계에 의해서는, 트랜스미션이 여덟 개의 포워드 기어 사이에서 φ=7 이상의 조절 범위에 도달하게 된다. 제 1 및 제 2 유성 기어단(PG1 및 PG2)을 위한 고정 변속 비율(i01 및 i02)의 크기가 작음으로써, 상기 유성 기어단의 태양 기어들의 크기는 추가의 샤프트를 상기 태양 기어를 통해 관통시키기 위하여 상대적으로 더 커질 수 있다. 그러나 유성 기어들의 크기는 아직까지는 지나치게 작지 않은데, 그 이유는 유성 기어들의 크기가 지나치게 작으면 유성 캐리어에 대한 상기 유성 기어들의 최대 상대 회전수가 과도하게 상승하기 때문이다. 제 3 유성 기어단(PG3)은 상대적으로 큰 고정 변속 비율(i03)을 갖는다. 상기와 같은 상대적으로 큰 고정 변속 비율에 의해서는 상기 출력 측 마지막 트랜스미션 단에서 비로소 높은 출력 토크가 발생하며, 이와 같은 높은 출력 토크는 예컨대 제 1 기어에서 강한 가속이 이루어지는 경우에 필요하다.
제 2 및 제 3 트랜스퍼 기어단(SG47 및 SG58)의 변속 비율(i47 및 i58)의 크기는 1에서 약간만 벗어난다. 이로 인해 공간 절약 방식으로 저장되는 톱니 휠들의 크기는 상대적으로 커지고, 상기 톱니 휠들에 가해지는 부하는 낮아진다. 이와 같은 사실도 콤팩트한 트랜스미션 구성을 위해서 도움이 된다. 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)의 변속 비율(i36)의 크기는 상대적으로 커야만 한다. 그러나 우수한 트랜스미션 등급에 맞출 수 있는 가능성들의 틀 안에서, 상기 변속 비율의 크기는 가급적 콤팩트한 저장에 적합한 크기의 트랜스미션 기어(G3)를 얻을 수 있을 정도로 작게 선택되었다.
도 10에 따른 다단 트랜스미션을 위한 시프팅 로직에서는 즉각적으로, 리버스 기어 및 제 1의 다섯 개의 포워드 기어 내에서는 대안적인 제 4 클러치(K4°)가 항상 폐쇄되는 상황이 발생한다. 단지 다섯 개의 포워드 기어만을 구비하는 한 가지 트랜스미션 변형예에서는 상기 대안적인 제 4 클러치(K4°)가 완전히 생략될 수 있다. 상기 대안적인 제 4 클러치는 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3) 사이의 고정 결합으로 대체된다. 따라서, 제 1 태양 기어(So1)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 있는 파워 경로는 항상 작동 상태에 있게 된다. 그 경우 트랜스미션은 하나의 리버스 기어 및 단이 우수하게 형성된 다섯 개의 포워드 기어를 위한 총 여섯 개의 시프팅 위치를 위해서 단 네 개의 시프팅 소자만을 구비한다. 그 경우 각각의 기어에서는 단 두 개의 시프팅 소자만 폐쇄되고, 두 개의 시프팅 소자는 개방된다.
도 13에 있는 표는 또한 다섯 개 포워드 기어 내에서 φ=4의 전체 설정 범위를 위해 가능한 한 가지 설계를 보여주고 있다. 크기가 작고, 가벼우며, 상대적으로 약한 모터가 장착된 차량을 위해서는 φ=4의 설정 범위를 갖는 트랜스미션도 완전히 충분하다. 단 네 개의 시프팅 소자만을 구비하고, 상기 네 개의 시프팅 소자를 위한 작동 소자의 개수가 줄어듦으로써, 도 12에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 크기가 작아지고 단순해지기 때문에, 결과적으로 이와 같은 트랜스미션은 소형 차량들에 적용하기 위해서도 제공될 수 있다. 시프팅 동작이 편안하게 이루어질 수 있는 다단 트랜스미션의 상기 변형 실시예들은 교통이 밀집되어 최고 속도가 제한된 인구 밀집 중심부에서의 교통 상황을 위하여 특히 적합하다.
교통 밀도가 점차 증가하고 원료가 점점 부족해짐에 따라, 낮은 연료 소비가 점점 더 큰 중요성을 갖게 된다. 하이브리드 구동 방식은 차량 내에서 필요로 하는 에너지의 관리를 개선할 수 있고, 에너지 절감을 도와준다. 그러나 하이브리드 구동 방식은 전동기를 구동 라인에 통합시킬 것을 요구한다.
하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)를 구비하는 자동 트랜스미션에서는 하이드로 다이내믹 변환기를 전동기(EM)로 대체하는 방안이 제안된다. 이와 같은 변환기는 매우 편안하고 조절이 간단한 스타트 소자이다. 그러나 상기 변환기의 기능은 마찰 결합 방식의 다른 시프팅 소자들도 담당할 수 있으며, 이와 같은 기능 담당 변경은 전동기(EM)에 의한 지원에 의해서 비로소 가능하다.
도 14는 도 12에 따른 트랜스미션을 예로 보여주고 있으며, 이 경우에는 하이드로 다이내믹 변환기(TC)가 전동기(EM)로 대체되었다. 대안적인 제 4 클러치(K4°)를 생략함으로써 얻어진 공간은 하이브리드 구동 방식을 위한 추가의 소자들, 예컨대 전기식으로 구동되는 오일 펌프를 장착하기 위해서 이용될 수 있다.
연소 엔진을 구동 라인으로부터 커플링 해제하기 위하여 상기 트랜스미션은 재차 추가의 클러치(KV)를 포함한다. 상기 클러치(K)가 개방된 경우에는 단지 전동기(EM)만이 구동 라인을 작동시킨다. 연소 엔진을 스위치-온 하기 위하여 상기 클러치(KV)는 폐쇄된다. 출력 샤프트(an=2)에서 토크를 일정하게 유지하기 위하여, 상기 전동기는 연소 엔진을 가속하기 위한 토크가 상기 클러치(KV)를 통해 흘러갈 수 있는 정도의 추가 토크를 전달해야만 한다. 이와 같은 상황은 근래에는 조절 기술적인 방식에 의해서 설명될 수 있다.
차량이 정지하고 있는 상황에서 단지 연소 엔진만 스타트 되어야만 하는 경우에, 차량이 그 다음에 제 1 포워드 기어(리버스 기어)에서 출발해야만 한다면, 다단 트랜스미션 내에서는 단지 커플링(K1(K2°°))만 연결될 수 있다. 그 경우 스타트 동작을 위해서는 제 1 브레이크(B1)가 조절에 의해서 폐쇄된다. 이와 같은 상황에 대해서도 선행 기술에 따른 예들이 존재한다.
당연히 전동기의 부하를 경감시키기 위하여 추가의 트랜스미션 단 및 시프팅 소자들도 사용될 수 있다. 그러나 도 14에 도시된 매우 간단한 해결책은 매우 적은 개수의 소자들만으로 충분하기 때문에 크기가 작고 콤팩트하게 구성된다.
도 3, 도 4, 도 5, 도 8, 도 9, 도 10, 도 12 및 도 14에 도시된 트랜스미션 구조들은 모두 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 단 하나의 유성 기어단(PG1)을 포함하고, 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 두 개의 유성 기어단(PG2 및 PG3)을 포함한다. 특히 도 10, 도 12 및 도 14에 따른 트랜스미션 구조들에서는, 토크 변환기(TC) 또는 상대적으로 직경이 큰 전동기(EM) 및 마찬가지로 출력 기어의 직경이 상대적으로 큰 차동 톱니바퀴(D) 사이에 트랜스미션이 구조적으로 배치된 경우에 장점들이 나타난다. 그러나 본 발명은 또한 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에 두 개의 유성 기어단을 갖고 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에 단 하나의 유성 기어단을 갖는 변형예들에도 확실하게 연장 적용될 수 있다. 이와 같은 변형예들은 본 발명에 따른 도 2의 트랜스미션의 기본 구조로부터 유사한 방식으로 추론될 수 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
LMG: 파워시프트 다단 트랜스미션
GS: 트랜스미션 단
SE: 시프팅 소자
WS1: 제 1 샤프트 어셈블리
WS2: 제 2 샤프트 어셈블리
PG: 유성 기어단
SG: 트랜스퍼 기어단
O: 트랜스미션 하우징
an: 입력 샤프트
ab: 출력 샤프트
1: 제 1 샤프트 2: 제 2 샤프트
3: 제 3 샤프트 4: 제 4 샤프트
5: 제 5 샤프트 6: 제 6 샤프트
7: 제 7 샤프트 8: 제 8 샤프트
PG1: 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단
PG2: 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단
PG3: 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단
SG36: 제 3 샤프트와 제 6 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
SG47: 제 4 샤프트와 제 7 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
SG58: 제 5 샤프트와 제 8 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
So1: 제 1 유성 기어단의 태양 기어
Ho1: 제 1 유성 기어단의 링 기어
Pt1: 제 1 유성 기어단의 유성 캐리어
So2: 제 2 유성 기어단의 태양 기어
Ho2: 제 2 유성 기어단의 링 기어
Pt2: 제 2 유성 기어단의 유성 캐리어
So3: 제 3 유성 기어단의 태양 기어
Ho3: 제 3 유성 기어단의 링 기어
Pt3: 제 3 유성 기어단의 유성 캐리어
B1: 제 1 브레이크(제 3 샤프트(3)를 트랜스미션 하우징(O) 연결한다)
K1: 제 1 클러치(제 1 유성 캐리어(Pt1)를 제 5 샤프트(5)에 연결한다)
K2: 제 2 클러치(제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결한다)
K2°: 대안적인 제 2 클러치(제 2 유성 캐리어(Pt2)를 제 2 샤프트(2)에 연결한다)
K2°°: 다른 대안적인 제 2 클러치(제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결한다)
K3: 제 3 클러치(제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결한다)
K3°: 대안적인 제 3 클러치(제 7 샤프트(7)를 제 8 샤프트(8)에 연결한다)
K4: 제 4 클러치(제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결한다)
K4°: 대안적인 제 4 클러치(제 3 샤프트(3)를 제 1 태양 기어(So1)에 연결한다)
EM: 전기 기계 = 전동기
KV: 연소 엔진과 자동 트랜스미션 사이에 있는 클러치
TC: 토크 변환기(Torque Converter)
D: 차동 톱니바퀴
1a: 제 1 샤프트의 전방 마지막 점
1b: 제 1 샤프트의 후방 마지막 점
2a: 제 2 샤프트의 전방 마지막 점
2b: 제 2 샤프트의 후방 마지막 점
제 1 샤프트 어셈블리(WS1)는 제 1 샤프트(1) 이외에 또 하나의 제 3 샤프트(3), 제 4 샤프트(4) 및 제 5 샤프트(5)를 포함한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 제 2 샤프트(2) 이외에 또 하나의 제 6 샤프트(6), 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)를 포함한다.
두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2)는 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG36, SG47 및 SG58)을 통해 서로 연결되어 있다. 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)은 제 3 샤프트(3)를 제 6 샤프트(6)에 연결한다. 제 2 트랜스퍼 기어단(SG47)은 제 4 샤프트(4)를 제 7 샤프트(7)에 연결한다. 제 3 트랜스퍼 기어단(SG58)은 제 5 샤프트(5)를 제 8 샤프트(8)에 연결한다.
제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단(PG1)이 존재한다. 한 바람직한 실시예에서 상기 유성 기어단은 제 1 태양 기어(So1), 제 1 링 기어(Ho1) 및 제 1 유성 캐리어(Pt1)를 갖는다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단(PG2) 및 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단(PG3)이 존재한다. 한 바람직한 실시예에서 제 2 유성 기어단(PG2)은 제 2 태양 기어(So2), 제 2 링 기어(Ho2) 및 제 2 유성 캐리어(Pt2)를 갖는다. 제 3 유성 기어단(PG3)은 제 3 태양 기어(Ho3), 제 3 링 기어(Ho3) 및 제 2 샤프트(2)에 연결된 제 3 유성 캐리어(Pt3)를 포함한다.
도 1에 따른 트랜스미션 구조에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단 이외에 트랜스미션 소자들 사이에 네 개의 고정된 추가 연결부가 있다.
따라서, 제 1 샤프트(1)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결되어 있다.
제 2 샤프트(2)는 제 3 유성 캐리어(Pt3)에 연결되어 있다.
제 4 샤프트(4)는 제 1 링 기어(Ho1)에 연결되어 있다.
제 8 샤프트(8)는 제 3 태양 기어(So3)에 연결되어 있다.
더 나아가 상기 트랜스미션 구조에서는 개별 트랜스미션 소자들 사이에 아홉 개의 추가 연결부가 동시에 또는 대안적으로 형성될 수 있다. 도 1에는 상기 연결부들이 하나의 원으로 표시되어 있다.
제 1 태양 기어(So1)와 트랜스미션 하우징(O) 사이에,
제 3 샤프트(3)와 제 1 태양 기어(So1) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 유성 캐리어(Pt1) 사이에,
제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에,
그리고
제 2 샤프트(2)와 제 2 유성 캐리어(Pt2) 사이에,
제 4 샤프트(4)와 제 5 샤프트(5) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 8 샤프트(8) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 2 태양 기어(So2) 사이에,
제 8 샤프트(8)와 제 2 링 기어(Ho2) 사이에 연결부가 존재한다.
도 2는 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)의 다른 기본 구조를 보여주고 있다. 입력 샤프트(an)는 재차 비틀림 진동 댐퍼를 통해 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)의 제 1 샤프트(1)에 고정 연결되어 있다. 상기 제 1 샤프트 어셈블리에 대하여 평행하게 배치된 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 다른 무엇보다도 제 2 샤프트로서 표기되는 출력 샤프트(ab)를 포함한다.
제 1 샤프트 어셈블리(WS1)는 재차 제 1 샤프트(1), 제 3 샤프트(3), 제 4 샤프트(4) 및 제 5 샤프트(5)를 포함한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 재차 제 2 샤프트(2), 제 6 샤프트(6), 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)를 포함한다. 그리고 두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2)는 재차 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG36, SG47 및 SG58)을 통해서 서로 연결되어 있다.
그러나 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단(PG1) 이외에 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단(PG2)도 존재한다. 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 단지 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단(PG3)만 존재한다.
도 2에 따른 트랜스미션 구조에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단 이외에 트랜스미션 소자들 사이에 네 개의 고정된 추가 연결부가 있다.
따라서, 제 1 샤프트(1)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결되어 있다.
제 2 샤프트(2)는 제 3 유성 캐리어(Pt3)에 연결되어 있다.
제 4 샤프트(4)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있다.
제 8 샤프트(8)는 제 3 태양 기어(So3)에 연결되어 있다.
상기 트랜스미션 구조에서는 또한 개별 트랜스미션 소자들 사이에 아홉 개의 추가 연결부가 동시에 또는 대안적으로 형성될 수 있다. 도 2에도 상기 연결부들이 하나의 원으로 표시되어 있다. 이 경우에는
제 1 태양 기어(So1)와 트랜스미션 하우징(O) 사이에,
제 3 샤프트(3)와 제 1 태양 기어(So1) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 유성 캐리어(Pt1) 사이에,
제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에,
그리고
제 2 샤프트(2)와 제 7 샤프트(7) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 2 링 기어(Ho2) 사이에,
제 5 샤프트(5)와 제 1 링 기어(Ho1) 사이에,
제 1 링 기어(Ho1)와 제 2 태양 기어(So2) 사이에,
제 7 샤프트(7)와 제 8 샤프트(8) 사이에 연결부가 존재한다.
도 3은 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)의 제 1 실시예의 구조를 보여주고 있다. 제 2 샤프트 어셈블리 상에 두 개의 유성 기어단을 구비하는 상기 트랜스미션의 기본 구조는 도 1에 이미 공지되어 있다. 본 경우에 고정된 운동학적인 커플링을 갖는 연결부들은:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8)이다.
도 1에 따른 기본 구조의 아홉 가지 추가 연결 가능성들 중에서 다음에 기술될 트랜스미션 변형 실시예들을 위해서는 각각 다섯 개의 시프팅 가능한 연결부들 그리고 고정된 운동학을 갖는 세 개의 추가 연결부들이 선택된다.
다섯 개의 시프팅 가능한 연결부들을 위해서는,
제 1 브레이크(B1)가 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)가 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
제 2 클러치(K2)가 제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)가 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
그리고 제 4 클러치(K4)가 제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있다.
상기와 같은 특별한 변형 실시예를 위한 고정된 세 개의 추가 커플링들은:
제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2),
제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3),
제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8)이다.
각각의 기어에서는 다섯 개 중에 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어 있으며, 상기 세 개의 시프팅 소자는 다른 운동학적인 커플링을 이용하여, 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)에서의 파워 전달이 세 개의 모든 유성 트랜스미션의 작용에 의해서 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해 세 개의 파워 경로로 분기되는 방식 그리고 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 내에서 재차 제 2 샤프트에 있는 전체 파워에 합산되는 방식을 규정해준다. 이 경우에 도시된 바람직한 실시예에서는, 모든 파워 경로에서 파워가 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로부터 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로 흘러간다는 것이 중요하다. 역류하는 또는 순환하는 파워 성분들은 어느 기어에서도 나타나지 않는다. 이와 같은 사실은 모든 부품들의 낮은 부하를 위해서 그리고 높은 효율을 위해서 중요하다.
도 4에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 도 3에 따른 트랜스미션과 마찬가지로 두 개의 샤프트 어셈블리, 세 개의 유성 기어단 및 세 개의 트랜스퍼 기어단을 갖는다. 상기 트랜스미션은 또한 재차 다섯 개의 시프팅 소자를 갖는다.
고정된 운동학적 커플링을 갖는 연결부들은 재차:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8)이며,
그리고 추가로 상기와 같은 특별한 변형 실시예를 위해서는:
제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3),
제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7),
제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8)가 존재한다.
시프팅 가능한 다섯 개의 연결부들을 위해서는,
제 1 브레이크(B1)가 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)가 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 2 클러치(K2°)가 제 2 샤프트(2)를 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)가 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
그리고 제 4 클러치(K4)가 제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있다.
도 3 및 도 4에 따른 트랜스미션 구조는 트랜스퍼 기어단 및 유성 기어단의 변속 비율이 동일한 경우에 여덟 개의 포워드 기어와 한 개의 리버스 기어 내에서 동일한 총 변속 비율을 갖는다. 제 2 유성 기어단(PG2)이 샤프트 7, 8 및 2에 시프팅 가능하게 연결되는 과정은 한 번(도 3)은 제 7 샤프트(7)가 제 2 태양 기어(So2)에 연결될 때의 시프팅 소자에 의해서 이루어지고, 한 번(도 4)은 제 2 샤프트(2)가 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결될 때의 시프팅 소자에 의해서 이루어진다. 이 경우 제 2 유성 기어단(PG2)의 기어들에 대한 각각 나머지 연결들은 고정되어 있다.
도 4에 따른 변형 실시예에서는 또한 외부로부터 모든 시프팅 소자들에 대한 접근이 가능함으로써, 시프팅 소자들은 전자 기계식 작동기들을 통해서도 작동될 수 있다. 이와 같은 변형예는 시프팅 작동기들을 위한 보조 에너지에 대한 수요를 줄여주고, 그와 더불어 트랜스미션의 효율을 놓여준다.
도 5에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 재차 도 3에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션과 매우 유사한 구조를 갖는다. 상기 구조는 클러치(K3) 대신에 대안적인 클러치(K3°)를 가지며, 상기 대안적인 클러치에 의해서는 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)가 연결될 수 있다. 트랜스퍼 기어단(SG47 과 SG58)의 변속 비율이 상이한 경우에는, 제 3 클러치(K3)를 이용하는 경우에 나타나는 것과는 약간 다른 변속 비율 열의 등급이 나타난다.
도 6은 시프팅 로직을 이용할 때에 상기와 같은 시프팅 소자들에 의하여 개별 실시예들에서 하나의 리버스 기어 및 여덟 개의 포워드 기어가 어떻게 시프팅되는지를 보여주고 있다. 각각의 주행 기어에서는 각각 다섯 개의 시프팅 소자들 중에서 세 개의 시프팅 소자가 폐쇄되어 있다. 다시 말해, 원래 부하가 없는 단 두 개의 시프팅 소자내에서만 상대적인 운동이 발생하며, 상기 상대적인 운동은 나중에 드래그 토크(drag torque)로 인해 손실을 발생시킨다. 세 가지 중립-시프팅 위치에서는 단 두 개의 클러치만 폐쇄되어 있다. 그때 브레이크(B1)가 개방되어 있다면, 운동학은 명백하게 규정되지 않는다. 브레이크(B1)의 폐쇄에 의해서 차량은 중립-후진(NR) 시프팅 상태로부터 후진 기어 시프팅 상태로 이동할 수 있다. 차량은 또한 중립_1(N1) 시프팅 상태로부터 제 1 포워드 기어로 이동할 수 있거나 또는 중립_2(N2) 시프팅 상태로부터 제 2 포워드 기어로 이동할 수 있다. 이와 같은 이동 과정들 중에는 이 목적을 위해서 사용되는 시프팅 소자들이 상당한 마찰 파워 및 그와 더불어 가열을 견뎌야만 한다. 브레이크가 클러치보다 더 간단하게 트랜스미션 하우징(0)을 통해 열을 방출할 수 있고, 또한 더 쉽게 압력 오일 및 냉각 오일을 공급받을 수 있기 때문에, 브레이크는 클러치에 비해 스타트 소자로서의 장점들을 갖는다.
상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션은 당연히 추가의 스타트 소자, 스타트 클러치(KV) 또는 하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)와 조합해서도 사용될 수 있다. 이와 같은 내용은 추후의 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 6에 따른 시프팅 로직은 또한 상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션에서는 다음 기어로의 그리고 그 다음 기어로의 각각의 기어 교체가 단일 시프팅 동작에 의해서 가능하다는 내용도 설명해준다. 다시 말하자면, 기어 교체를 위해서는 단 하나의 시프팅 소자만 개방되면 되고, 다른 시프팅 소자는 폐쇄될 수 있다. 단순한 시프팅 동작에 의해서는 또한 예컨대 5-1, 7-1, 6-3, 8-4와 같은 추가의 기어 점프도 가능하다. 이와 같은 시프팅 동작들은 특히 고속 리버스 시프팅의 경우에 발생할 수 있다. 단지 예외의 경우들에서만, 상기와 같은 파워시프트 다단 트랜스미션에서 두 개의 시프팅 소자들이 개방되고 두 개의 다른 시프팅 소자들이 폐쇄되는 시프팅 동작이 필요하다. 단일 시프팅 동작은 당연히 다른 시프팅 동작들보다 더 신속하고 편안하게 조절될 수 있다.
추가의 시프팅 소자들에 의해서는 또한 추가의 기어들이 도 3 내지 도 5에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션에 접속될 수 있다. 따라서, 예컨대 제 2 유성 캐리어(Pt2)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 (도면에 도시되지 않은) 제 2 브레이크를 구비하는 도 4에 따른 실시예의 확대 실시예에서는 추가의 리버스 기어가 실현될 수 있다. 추가의 시프팅 가능성들을 위한 (도면에 도시되지 않은) 추가의 브레이크들은 샤프트(4 또는 7, 5 또는 8)에서, 제 3 링 기어(Ho3)에서, 제 2 태양 기어(So2)에서 또는 제 2 링 기어(Ho2)에서 생각할 수 있다. 그러나 트랜스미션 단들을 블록으로서 순환시킴으로써 톱니 휠의 개수가 동일한 경우에 시프팅 로직을 아홉 개 이상의 포워드 기어로 확장하기 위하여, (도면에 도시되지 않은) 추가의 클러치를 예컨대 3중-샤프트 유성 기어단(PG2 및 PG3) 중에 한 유성 기어단의 두 개의 연결 샤프트 사이에 제공하는 것과 같이 개별 트랜스미션 소자들 사이에 제공하는 것도 생각할 수 있다.
도 7에 따른 표는 지금까지 기술된 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션과 상이한 변속 비율 확장이 어느 정도 넓은 범위에서 이루어질 수 있는지를 설명해주고 있다. 상기 표는 특히 도 3에 따른 변형 실시예를 위하여 세 개 유성 기어단의 고정 변속 비율, 세 개 트랜스퍼 기어단의 변속 비율, 그와 더불어 나타나는 트랜스미션 변속 비율, 상기 트랜스미션 변속 비율의 등급 그리고 여덟 개의 포워드 기어를 위한 전체 설정 범위를 언급하고 있다. 상기 예들에서 제 6 기어의 변속 비율은 약 1.0으로 선택되었다. 제 2 및 제 3 유성 기어단의 고정 변속 비율은 동일하게 선택되었다. 리버스 기어의 변속 비율은 양적으로 볼 때 제 2 포워드 기어의 변속 비율의 크기를 가져야만 한다.
당업자는 상기 표를 통해 여섯 개의 모든 트랜스미션 단들의 변속 비율이 구조적으로 간단하게 나타날 수 있는 사실을 알게 된다. 상기 파워시프트 다단 트랜스미션의 총 여섯 개 트랜스미션 단의 변속 비율에 의해서는 더 많은 추가의 설계 가능성들이 나타난다. 그 이유는, 팩터 x만큼 더 크고 더 작은 전체 변속 비율들이 동일한 팩터 x만큼 더 크거나 더 작은 트랜스퍼 기어단의 변속 비율에 의해서 즉시 나타나게 된다는 내용을 당업자가 곧바로 이해할 수 있기 때문이다. 이로써 당업자에게는 도 3에 따른 변형 실시예가 현재 승용차-분야에서 요구되고 있는 거의 모든 변속 비율 범위들을 훌륭하게 커버할 수 있다는 사실이 분명해진다.
개별 트랜스미션 단들의 변속 비율 및 시프팅 로직에 의해 당업자는 또한 선행 기술에 따라서도 모든 트랜스미션 소자들의 토크 부하 그리고 모든 샤프트를 통해 모든 기어 내부로 흘러가는 파워 흐름을 산출할 수 있게 된다. 이와 같은 분석은, 모든 기어에서 전체 파워가 입력 샤프트(an)로부터 출력 샤프트(ab=2)로 흘러가는 경우에는 그리고 본 발명에 따른 모든 트랜스미션 변형예에서는 세 개 트랜스퍼 기어단 중에 어느 트랜스퍼 기어단을 통해서도 파워가 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로부터 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로 역류하지 않는다는 결과를 유도한다. 리버스 기어 및 두 개의 제 1 포워드 기어에서는 파워가 단지 하나의 트랜스퍼 기어단을 통해서만 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)로부터 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)로 흘러간다. 다른 모든 기어에서는 파워가 두 개 또는 모든 세 개의 트랜스퍼 기어단을 통해서 흘러간다. 타임 슬라이스(time slice)가 높은 기어들에서는 세 개의 트랜스퍼 기어단이 전체적으로 낮은 부하를 받게 되고, 그렇기 때문에 크기가 작게 구성된다.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션의 또 하나의 변형 실시예를 하이브리드 변형예를 통해 보여주고 있다. 제 4 샤프트(4)에는 추가의 트랜스퍼 기어단을 통해 소형 전동기(EM)가 연결되어 있으며, 상기 소형 전동기는 본 경우에는 두 개의 샤프트 어셈블리에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그러나 상기 전동기(EM)를 제 4 샤프트(4) 또는 제 7 샤프트(7)에 동축으로 연결하는 것도 생각할 수 있다.
제 4 샤프트(4)뿐만 아니라 제 7 샤프트(7)도 특히 보조적인 하이브리드 기능들을 얻을 목적으로 전동기(EM)를 연결하기에 적합하다. 리버스 기어 및 두 개의 제 1 포워드 기어에서는 샤프트(4 및 7)가 입력 샤프트보다 훨씬 더 빠르게 회전하고, 그로 인해 출력 샤프트에 대하여 높은 변속 비율을 갖게 된다. 이 경우에 연결된 전동기에 의해서는 차량이 순전히 전기식으로만 스위칭 및 가속될 수 있다. 추가의 클러치(KV)를 통해서는 연소 엔진의 커플링이 해제된다. 입력 샤프트에 대한 높은 변속 비율 때문에, 클러치(KV)를 통해 연소 엔진을 고속으로 가속하여 스타트하기 위해서는 전동기(EM)에서 단지 적은 토크만이 필요하다.
오버드라이브(overdrive) 기어에서도 샤프트(4 및 7)는 입력 샤프트(an=1)보다 더 빠르게 회전한다. 그때에는 심지어 연소 엔진의 회전수가 낮은 경우에도 이때 연결된 소형 전동기(EM)가 높은 파워 능력을 가짐으로써, 결과적으로 회복 및 부스팅으로부터는 연료 소비를 줄일 수 있는 높은 가능성이 나타나게 된다.
지금까지 설명된 본 발명에 따른 다단 트랜스미션의 모든 변형 실시예들에서는 제 1 샤프트(1)가 완전히 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)를 관통한다. 두 개의 샤프트 단부(1a 및 1b)(도 9 참조)에는 연소 엔진, 또는 전동기 또는 유압 펌프 또는 다른 보조 장치가 연결될 수 있다. 또한, 도 3, 5, 8 및 9에 따른 변형 실시예들에서는 출력 샤프트(an=2)가 완전히 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)를 관통한다. 상기 제 2 샤프트 어셈블리의 두 개의 샤프트 단부(2a 및 2b)에도 추가의 보조 장치들이 연결될 수 있다. 그러나 출력 샤프트는 또한 도 9에 따른 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 두 개의 출력 플랜지도 포함할 수 있다. 이와 같은 구성은 예컨대 2축-트랜스미션 차량에서 의미를 가질 수 있다. 상기 트랜스미션 예에서는 비틀림 진동 댐퍼도 입력 샤프트의 다른 단부에 배치되어 있는 다른 실시예들에 비해 연소 엔진과 트랜스미션 사이에 배치되어 있다. 따라서, 2열의 어레인지먼트 및 연속되는 제 1 샤프트(1) 그리고 연속되는 제 2 샤프트(2)는 상기와 같은 트랜스미션 구상이 여러 가지 사용예들에 적응될 수 있도록 해준다.
도 10은 트랜스미션의 제 1 샤프트(1)와 입력 샤프트(an) 사이에 있는 스타트 소자로서 전통적인 하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)를 구비하는 본 발명에 따른 다단 트랜스미션의 또 하나의 변형 실시예를 보여주고 있다.
고정된 운동학적 커플링을 갖는 연결부들은 본 경우에는:
제 1 유성 캐리어(Pt1)와 제 1 샤프트(1),
제 3 유성 캐리어(Pt3)와 제 2 샤프트(2),
제 1 링 기어(Ho1)와 제 4 샤프트(4),
제 3 태양 기어(So3)와 제 8 샤프트(8),
그리고 추가적으로
제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2),
제 3 링 기어(Ho3)와 제 6 샤프트(6),
제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7)이다.
다섯 개의 시프팅 가능한 연결부를 위해서,
제 1 브레이크(B1)는 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있고,
제 1 클러치(K1)는 제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있으며,
다른 대안적인 제 2 클러치(K2°°)는 제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결할 수 있고,
제 3 클러치(K3)는 제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있으며,
대안적인 제 4 클러치(K4°)는 제 3 샤프트(3)를 제 1 태양 기어(So1)에 연결할 수 있다.
도 3에 따른 실시예에서 제 2 클러치(K2)는 제 2 태양 기어(So2)와 제 7 샤프트(7) 사이에 연결되어 있다. 도 4에 따른 실시예에서 대안적인 제 2 클러치(K2°)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)와 제 2 샤프트(2) 사이에 연결되어 있다. 도 10에 따른 실시예에서 다른 대안적인 제 2 클러치(K2°°)는 제 2 링 기어(Ho2)와 제 8 샤프트(8) 사이에 연결되어 있다. 상기 세 가지 해결책들은 선행 기술에 따르면, 클러치(K2, K2° 또는 K2°°)가 개방된 경우에는 3중-샤프트 유성 기어단(PG2)의 세 개 소자들 중에 하나의 소자에서 토크가 생성될 수 없다는 의미에서 동일한 가치를 갖는다. 그 경우 공지된 유성 기어단 내에서의 토크 관계에 따르면 상기 유성 기어단의 다른 소자들도 무부하 상태이다. 다시 말해, 상기 유성 기어단은 세 개 소자들(So2, Ho2 또는 Pt2) 중에 어느 소자가 클러치를 통해 무부하 상태로 접속되는지와 상관없이, 파워를 전혀 전달할 수 없다.
유성 기어단(PG2)을 파워 전달에 통합시키기 위한 상기 세 가지 대안들은, 시프팅 소자가 개방되어 있는 경우에는 제 2 클러치(K2 또는 K2° 또는 K2°°) 내에서의 상대적인 회전수에서만 서로 상이하고, 그리고 상기 유성 기어단(PG2)이 토크를 전달하는 경우에는 최대 클러치 토크에서 서로 상이하다. 시프팅 소자의 위치는 전체 변속 비율에 대하여 그리고 개별 파워 경로로의 파워 분기에 대하여 아무런 영향도 미치지 않는다. 파워 경로 내에서의 파워 비율 및 변속 비율은 단지 개별 트랜스미션 단들의 변속 비율 및 시프팅 된 파워 경로들에만 의존한다.
도 10에 도시된 본 발명에 따른 다단 트랜스미션은 또 하나의 제 3 유성 기어단(PG3)을 갖는다. 상기 단의 제 3 링 기어(Ho3)는 제 6 샤프트(6)에 고정 연결되어 있고, 상기 제 6 샤프트(6)는 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)을 통해서 제 3 샤프트에 연결된다. 본 변형 실시예에서 상기 파워 경로는 대안적인 제 4 클러치(K4°)를 통해서 비로소 제 1 태양 기어(So1)에 연결된다. 도 3에 따른 트랜스미션에서 상기 파워 경로는 제 1 태양 기어(So1)로부터 제 3 샤프트(3), 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36) 및 제 6 샤프트(6)를 거쳐 제 3 링 기어(Ho3)까지 연장된다. 이 경우 상기 파워 경로를 시프팅 하기 위한 제 4 클러치(K4)는 제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 배치되어 있다. 하지만, 트랜스미션의 시프팅 로직 및 상기 트랜스미션의 기어 등급을 위해서는 하나의 파워 경로가 어디에서 시프팅 되는지는 중요하지 않다.
도 3, 도 4 및 도 5에 따른 변형 실시예들에 의해서 이미 공지된 사실은, 한 가지 시프팅 상태에서는 태양 기어(So1)가 제 1 브레이크(B1)를 통해 트랜스미션 하우징(0)에 연결될 수 있다는 것이다. 이와 같은 사실은 도 10에 따른 트랜스미션에서도 동일하게 해석된다. 도 3, 도 4 및 도 5에 따른 변형 실시예들에서는 트랜스미션 등급과 관련하여 동일한 작용을 하는 (도면에 도시되지 않은) 브레이크가 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(0)에 연결하기 위하여 제 6 샤프트(6)에도 맞물릴 수 있는데, 그 이유는 제 4 클러치(K4)가 바로 제 6 샤프트(6)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 배치되어 있기 때문이다.
도 11의 표는 도 10에 따른 다단 트랜스미션의 변형 실시예를 위하여 세 개 유성 기어단 및 세 개 트랜스퍼 기어단의 변속 비율을 언급하고 있다. 이와 같은 설계에 의해서는, 트랜스미션이 여덟 개의 포워드 기어 사이에서 φ=7 이상의 조절 범위에 도달하게 된다. 제 1 및 제 2 유성 기어단(PG1 및 PG2)을 위한 고정 변속 비율(i01 및 i02)의 크기가 작음으로써, 상기 유성 기어단의 태양 기어들의 크기는 추가의 샤프트를 상기 태양 기어를 통해 관통시키기 위하여 상대적으로 더 커질 수 있다. 그러나 유성 기어들의 크기는 아직까지는 지나치게 작지 않은데, 그 이유는 유성 기어들의 크기가 지나치게 작으면 유성 캐리어에 대한 상기 유성 기어들의 최대 상대 회전수가 과도하게 상승하기 때문이다. 제 3 유성 기어단(PG3)은 상대적으로 큰 고정 변속 비율(i03)을 갖는다. 상기와 같은 상대적으로 큰 고정 변속 비율에 의해서는 상기 출력 측 마지막 트랜스미션 단에서 비로소 높은 출력 토크가 발생하며, 이와 같은 높은 출력 토크는 예컨대 제 1 기어에서 강한 가속이 이루어지는 경우에 필요하다.
제 2 및 제 3 트랜스퍼 기어단(SG47 및 SG58)의 변속 비율(i47 및 i58)의 크기는 1에서 약간만 벗어난다. 이로 인해 공간 절약 방식으로 저장되는 톱니 휠들의 크기는 상대적으로 커지고, 상기 톱니 휠들에 가해지는 부하는 낮아진다. 이와 같은 사실도 콤팩트한 트랜스미션 구성을 위해서 도움이 된다. 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)의 변속 비율(i36)의 크기는 상대적으로 커야만 한다. 그러나 우수한 트랜스미션 등급에 맞출 수 있는 가능성들의 틀 안에서, 상기 변속 비율의 크기는 가급적 콤팩트한 저장에 적합한 크기의 트랜스미션 기어(G3)를 얻을 수 있을 정도로 작게 선택되었다.
도 10에 따른 다단 트랜스미션을 위한 시프팅 로직에서는 즉각적으로, 리버스 기어 및 제 1의 다섯 개의 포워드 기어 내에서는 대안적인 제 4 클러치(K4°)가 항상 폐쇄되는 상황이 발생한다. 단지 다섯 개의 포워드 기어만을 구비하는 한 가지 트랜스미션 변형예에서는 상기 대안적인 제 4 클러치(K4°)가 완전히 생략될 수 있다. 상기 대안적인 제 4 클러치는 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 태양 기어(So1)와 제 3 샤프트(3) 사이의 고정 결합으로 대체된다. 따라서, 제 1 태양 기어(So1)와 제 3 링 기어(Ho3) 사이에 있는 파워 경로는 항상 작동 상태에 있게 된다. 그 경우 트랜스미션은 하나의 리버스 기어 및 단이 우수하게 형성된 다섯 개의 포워드 기어를 위한 총 여섯 개의 시프팅 위치를 위해서 단 네 개의 시프팅 소자만을 구비한다. 그 경우 각각의 기어에서는 단 두 개의 시프팅 소자만 폐쇄되고, 두 개의 시프팅 소자는 개방된다.
도 13에 있는 표는 또한 다섯 개 포워드 기어 내에서 φ=4의 전체 설정 범위를 위해 가능한 한 가지 설계를 보여주고 있다. 크기가 작고, 가벼우며, 상대적으로 약한 모터가 장착된 차량을 위해서는 φ=4의 설정 범위를 갖는 트랜스미션도 완전히 충분하다. 단 네 개의 시프팅 소자만을 구비하고, 상기 네 개의 시프팅 소자를 위한 작동 소자의 개수가 줄어듦으로써, 도 12에 따른 파워시프트 다단 트랜스미션은 크기가 작아지고 단순해지기 때문에, 결과적으로 이와 같은 트랜스미션은 소형 차량들에 적용하기 위해서도 제공될 수 있다. 시프팅 동작이 편안하게 이루어질 수 있는 다단 트랜스미션의 상기 변형 실시예들은 교통이 밀집되어 최고 속도가 제한된 인구 밀집 중심부에서의 교통 상황을 위하여 특히 적합하다.
교통 밀도가 점차 증가하고 원료가 점점 부족해짐에 따라, 낮은 연료 소비가 점점 더 큰 중요성을 갖게 된다. 하이브리드 구동 방식은 차량 내에서 필요로 하는 에너지의 관리를 개선할 수 있고, 에너지 절감을 도와준다. 그러나 하이브리드 구동 방식은 전동기를 구동 라인에 통합시킬 것을 요구한다.
하이드로 다이내믹 토크 변환기(TC)를 구비하는 자동 트랜스미션에서는 하이드로 다이내믹 변환기를 전동기(EM)로 대체하는 방안이 제안된다. 이와 같은 변환기는 매우 편안하고 조절이 간단한 스타트 소자이다. 그러나 상기 변환기의 기능은 마찰 결합 방식의 다른 시프팅 소자들도 담당할 수 있으며, 이와 같은 기능 담당 변경은 전동기(EM)에 의한 지원에 의해서 비로소 가능하다.
도 14는 도 12에 따른 트랜스미션을 예로 보여주고 있으며, 이 경우에는 하이드로 다이내믹 변환기(TC)가 전동기(EM)로 대체되었다. 대안적인 제 4 클러치(K4°)를 생략함으로써 얻어진 공간은 하이브리드 구동 방식을 위한 추가의 소자들, 예컨대 전기식으로 구동되는 오일 펌프를 장착하기 위해서 이용될 수 있다.
연소 엔진을 구동 라인으로부터 커플링 해제하기 위하여 상기 트랜스미션은 재차 추가의 클러치(KV)를 포함한다. 상기 클러치(K)가 개방된 경우에는 단지 전동기(EM)만이 구동 라인을 작동시킨다. 연소 엔진을 스위치-온 하기 위하여 상기 클러치(KV)는 폐쇄된다. 출력 샤프트(an=2)에서 토크를 일정하게 유지하기 위하여, 상기 전동기는 연소 엔진을 가속하기 위한 토크가 상기 클러치(KV)를 통해 흘러갈 수 있는 정도의 추가 토크를 전달해야만 한다. 이와 같은 상황은 근래에는 조절 기술적인 방식에 의해서 설명될 수 있다.
차량이 정지하고 있는 상황에서 단지 연소 엔진만 스타트 되어야만 하는 경우에, 차량이 그 다음에 제 1 포워드 기어(리버스 기어)에서 출발해야만 한다면, 다단 트랜스미션 내에서는 단지 커플링(K1(K2°°))만 연결될 수 있다. 그 경우 스타트 동작을 위해서는 제 1 브레이크(B1)가 조절에 의해서 폐쇄된다. 이와 같은 상황에 대해서도 선행 기술에 따른 예들이 존재한다.
당연히 전동기의 부하를 경감시키기 위하여 추가의 트랜스미션 단 및 시프팅 소자들도 사용될 수 있다. 그러나 도 14에 도시된 매우 간단한 해결책은 매우 적은 개수의 소자들만으로 충분하기 때문에 크기가 작고 콤팩트하게 구성된다.
도 3, 도 4, 도 5, 도 8, 도 9, 도 10, 도 12 및 도 14에 도시된 트랜스미션 구조들은 모두 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에는 단 하나의 유성 기어단(PG1)을 포함하고, 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에는 두 개의 유성 기어단(PG2 및 PG3)을 포함한다. 특히 도 10, 도 12 및 도 14에 따른 트랜스미션 구조들에서는, 토크 변환기(TC) 또는 상대적으로 직경이 큰 전동기(EM) 및 마찬가지로 출력 기어의 직경이 상대적으로 큰 차동 톱니바퀴(D) 사이에 트랜스미션이 구조적으로 배치된 경우에 장점들이 나타난다. 그러나 본 발명은 또한 입력 측 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에 두 개의 유성 기어단을 갖고 출력 측 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에 단 하나의 유성 기어단을 갖는 변형예들에도 확실하게 연장 적용될 수 있다. 이와 같은 변형예들은 본 발명에 따른 도 2의 트랜스미션의 기본 구조로부터 유사한 방식으로 추론될 수 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
LMG: 파워시프트 다단 트랜스미션
GS: 트랜스미션 단
SE: 시프팅 소자
WS1: 제 1 샤프트 어셈블리
WS2: 제 2 샤프트 어셈블리
PG: 유성 기어단
SG: 트랜스퍼 기어단
O: 트랜스미션 하우징
an: 입력 샤프트
ab: 출력 샤프트
1: 제 1 샤프트 2: 제 2 샤프트
3: 제 3 샤프트 4: 제 4 샤프트
5: 제 5 샤프트 6: 제 6 샤프트
7: 제 7 샤프트 8: 제 8 샤프트
PG1: 제 1의 3중-샤프트 유성 기어단
PG2: 제 2의 3중-샤프트 유성 기어단
PG3: 제 3의 3중-샤프트 유성 기어단
SG36: 제 3 샤프트와 제 6 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
SG47: 제 4 샤프트와 제 7 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
SG58: 제 5 샤프트와 제 8 샤프트 사이에 있는 트랜스퍼 기어단
So1: 제 1 유성 기어단의 태양 기어
Ho1: 제 1 유성 기어단의 링 기어
Pt1: 제 1 유성 기어단의 유성 캐리어
So2: 제 2 유성 기어단의 태양 기어
Ho2: 제 2 유성 기어단의 링 기어
Pt2: 제 2 유성 기어단의 유성 캐리어
So3: 제 3 유성 기어단의 태양 기어
Ho3: 제 3 유성 기어단의 링 기어
Pt3: 제 3 유성 기어단의 유성 캐리어
B1: 제 1 브레이크(제 3 샤프트(3)를 트랜스미션 하우징(O) 연결한다)
K1: 제 1 클러치(제 1 유성 캐리어(Pt1)를 제 5 샤프트(5)에 연결한다)
K2: 제 2 클러치(제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결한다)
K2°: 대안적인 제 2 클러치(제 2 유성 캐리어(Pt2)를 제 2 샤프트(2)에 연결한다)
K2°°: 다른 대안적인 제 2 클러치(제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결한다)
K3: 제 3 클러치(제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결한다)
K3°: 대안적인 제 3 클러치(제 7 샤프트(7)를 제 8 샤프트(8)에 연결한다)
K4: 제 4 클러치(제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결한다)
K4°: 대안적인 제 4 클러치(제 3 샤프트(3)를 제 1 태양 기어(So1)에 연결한다)
EM: 전기 기계 = 전동기
KV: 연소 엔진과 자동 트랜스미션 사이에 있는 클러치
TC: 토크 변환기(Torque Converter)
D: 차동 톱니바퀴
1a: 제 1 샤프트의 전방 마지막 점
1b: 제 1 샤프트의 후방 마지막 점
2a: 제 2 샤프트의 전방 마지막 점
2b: 제 2 샤프트의 후방 마지막 점
Claims (29)
- 트랜스미션의 제 1 샤프트(1)에 연결될 수 있는 입력 샤프트(an)와 트랜스미션의 제 2 샤프트로서의 출력 샤프트(ab=2) 사이에 있는, 파워시프트 다단 트랜스미션(LMG)으로서,하나의 공통된 트랜스미션 하우징(O) 내에 평행하게 배치된 두 개의 샤프트 어셈블리(WS1 및 WS2), 세 개의 트랜스퍼 기어단(SG), 세 개의 유성 기어단(PG) 그리고 다수 개의 시프팅 소자(SE)를 포함하며,상기 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)는 제 1 샤프트(1) 그리고 제 3 샤프트(3), 제 4 샤프트(4) 및 제 5 샤프트(5)를 포함하고, 상기 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)는 제 2 샤프트(2) 그리고 제 6 샤프트(6), 제 7 샤프트(7) 및 제 8 샤프트(8)를 포함하며,상기 제 3 샤프트(3) 및 제 6 샤프트(6)는 제 1 트랜스퍼 기어단(SG36)을 통해서 연결되며,상기 제 4 샤프트(4) 및 제 7 샤프트(7)는 제 2 트랜스퍼 기어단(SG47)을 통해서 연결되고,상기 제 5 샤프트(5) 및 제 8 샤프트(8)는 제 3 트랜스퍼 기어단(SG58)을 통해서 연결되며,제 1 유성 기어단(PG1)은 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 상에 배치되어 있고, 제 1 태양 기어(So1), 제 1 링 기어(Ho1) 및 제 1 유성 캐리어(Pt1)를 가지며,제 2 유성 기어단(PG2)은 제 1 샤프트 어셈블리(WS1) 또는 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에 배치되어 있고, 제 2 태양 기어(So2), 제 2 링 기어(Ho2) 및 제 2 유성 캐리어(Pt2)를 가지며,제 3 유성 기어단(PG3)은 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에 배치되어 있고, 제 3 태양 기어(So3), 제 3 링 기어(Ho3) 및 제 3 유성 캐리어(Pt3)를 갖는, 파워시프트 다단 트랜스미션에 있어서,상기 제 1 샤프트(1)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결되고,상기 제 2 샤프트(2)는 제 3 유성 캐리어(Pt3)에 연결되며,상기 제 4 샤프트(4)는 제 1 링 기어(Ho1) 또는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되고,상기 제 8 샤프트(8)는 제 3 태양 기어(So3)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 태양 기어(So1)는 상기 트랜스미션 하우징(O)에 연결될 수 있으며,상기 제 3 샤프트(3)는 제 1 태양 기어(So1)에 연결될 수 있고,상기 제 5 샤프트(5)는 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결될 수 있으며,상기 제 6 샤프트(6)는 제 3 링 기어(Ho3)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 유성 기어단(PG2)은 제 2 샤프트 어셈블리(WS2) 상에 배치되어 있고,상기 제 4 샤프트(4)는 제 1 링 기어(Ho1)에 연결되며,상기 제 2 샤프트(2)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결될 수 있고,상기 제 4 샤프트(4)는 제 5 샤프트(5)에 연결될 수 있으며,상기 제 7 샤프트(7)는 제 2 태양 기어(So2)에 연결될 수 있고,상기 제 7 샤프트(7)는 제 8 샤프트(8)에 연결될 수 있으며,상기 제 8 샤프트(8)는 제 2 링 기어(Ho2)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자(SE),즉 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 제 1 브레이크(B1),제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있는 제 1 클러치(K1),제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결할 수 있는 제 2 클러치(K2),제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있는 제 3 클러치(K3),제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있는 제 4 클러치(K4)를 포함하며,상기 제 2 샤프트(2)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있고,상기 제 3 샤프트(3)는 제 1 태양 기어(So1)에 연결되어 있으며,상기 제 8 샤프트(8)는 제 2 링 기어(Ho2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자(SE),즉 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 제 1 브레이크(B1),제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있는 제 1 클러치(K1),제 2 샤프트(2)를 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결할 수 있는 대안적인 제 2 클러치(K2°),제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있는 제 3 클러치(K3),제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있는 제 4 클러치(K4)를 포함하며,상기 제 3 샤프트(3)는 제 1 태양 기어(So1)에 연결되어 있고,상기 제 7 샤프트(7)는 제 2 태양 기어(So2)에 연결되어 있으며,상기 제 8 샤프트(8)는 제 2 링 기어(Ho2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자(SE),즉 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 제 1 브레이크(B1),제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있는 제 1 클러치(K1),제 7 샤프트(7)를 제 2 태양 기어(So2)에 연결할 수 있는 제 2 클러치(K2),제 7 샤프트(7)를 제 8 샤프트(8)에 연결할 수 있는 대안적인 제 3 클러치(K3°),제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있는 제 4 클러치(K4)를 포함하며,상기 제 3 샤프트(3)는 제 1 태양 기어(So1)에 연결되어 있고,상기 제 2 샤프트(2)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있으며,상기 제 8 샤프트(8)는 제 2 링 기어(Ho2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자(SE),즉 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 제 1 브레이크(B1),제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있는 제 1 클러치(K1),제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결할 수 있는 추가의 대안적인 제 2 클러치(K2°°),제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있는 제 3 클러치(K3),제 6 샤프트(6)를 제 3 링 기어(Ho3)에 연결할 수 있는 제 4 클러치(K4)를 포함하며,상기 제 3 샤프트(3)는 제 1 태양 기어(So1)에 연결되어 있고,상기 제 2 샤프트(2)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있으며,상기 제 7 샤프트(7)는 제 2 태양 기어(So2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 다섯 개의 시프팅 소자(SE),즉 제 1 태양 기어(So1)를 트랜스미션 하우징(O)에 연결할 수 있는 제 1 브레이크(B1),제 5 샤프트(5)를 제 1 유성 캐리어(Pt1)에 연결할 수 있는 제 1 클러치(K1),제 8 샤프트(8)를 제 2 링 기어(Ho2)에 연결할 수 있는 추가의 대안적인 제 2 클러치(K2°°),제 4 샤프트(4)를 제 5 샤프트(5)에 연결할 수 있는 제 3 클러치(K3),제 3 샤프트(3)를 제 1 태양 기어(So1)에 연결할 수 있는 대안적인 제 4 클러치(K4°)를 포함하며,상기 제 2 샤프트(2)는 제 2 유성 캐리어(Pt2)에 연결되어 있고,상기 제 6 샤프트(6)는 제 3 링 기어(Ho3)에 연결되어 있고,상기 제 7 샤프트(7)는 제 2 태양 기어(So2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 트랜스미션은 제 2 브레이크(B2)를 포함하며, 상기 제 2 브레이크에 의해서 제 2 유성 캐리어(Pt2)가 트랜스미션 하우징(O)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 샤프트(1)는 전체 제 1 샤프트 어셈블리(WS1)를 관통하고, 상기 제 1 샤프트의 양 단부(1a 및 1b)가 트랜스미션 하우징(O)에 직접 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 2 샤프트(2)는 전체 제 2 샤프트 어셈블리(WS2)를 관통하고, 상기 제 2 샤프트의 양 단부(2a 및 2b)가 트랜스미션 하우징(O)에 직접 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워시프트 다단 트랜스미션.
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