KR101464151B1 - 차량의 파워트레인 - Google Patents

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KR101464151B1
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에드워드 더블유. 멜레트
제임스 엠. 하트
데릴 에이. 윌튼
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지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

파워트레인은 엔진, 전기 모터, 디스커넥트 클러치 및 트랜스미션을 구비한다. 상기 트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 적어도 4개의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는 것으로 제공된다. 유성 기어 세트 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 토크 전달 장치는 복수의 전진 속도비 및 하나의 후진 속도비를 확립하도록 3가지의 조합으로 작동가능한 클러치 및 브레이크를 구비한다. 상기 전기 모터는 상기 트랜스미션의 입력부에 연결되고, 상기 엔진은 상기 디스커넥트 클러치를 통해 상기 입력 부재에 선택적으로 연결된다. 상기 파워트레인의 동작을 제어하기 위해 제어기가 구성된다.

Description

차량의 파워트레인{HYBRID POWERTRAIN}
본 출원은 2012년 4월 4일자로 출원된 미국 가출원 61/620,064호를 우선권으로 한다. 상기 출원의 개시내용은 본원에 참고로 편입된다.
본 발명은 일반적으로 엔진, 전기 모터 및 다단 트랜스미션을 갖는 하이브리드 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 속도, 유성 기어 세트 및 토크 전달 장치를 갖는 트랜스미션에 관한 것이다.
본란에서의 기재내용은 본 개시내용에 관한 배경 정보를 제공하며, 종래기술을 구성할 수 있거나 구성하지 않을 수 있다.
일반적으로, 하이브리드 파워트레인은 엔진, 전기 모터 및 트랜스미션을 갖는다. 엔진은 내연기관 또는 그와 유사한 엔진일 수 있다. 일반적인 다단 트랜스미션은 마찰 클러치, 유성 기어 배열체 및 고정된 상호연결부의 조합을 사용하여 복수의 기어비를 성취한다. 일반적으로, 유성 기어 세트의 개수 및 물리적 배열은 패키징, 비용 및 소정의 속도비에 의해 좌우된다.
현재의 트랜스미션이 의도된 목적을 성취하지만, 특히 효율, 응답성 및 매끄러움 그리고 개선된 패키징, 주로 감소된 사이즈 및 중량에 대한 관점으로부터 개선된 성능을 나타내는 신규하고 개선된 트랜스미션 구성에 대한 필요성이 필수적으로 존재한다. 따라서, 개선되고, 비용 효율적이며, 콤팩트한 파워트레인에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 파워트레인은 하이브리드 파워트레인이다. 상기 하이브리드 파워트레인은 엔진 구동 토크를 발생시키는 엔진; 전기 모터 구동 토크를 발생시키기 위한 전기 모터; 및 상기 트랜스미션에 상기 엔진 구동 토크를 제공하기 위해 상기 엔진과 상기 트랜스미션 사이에 연결된 디스커넥트 클러치(disconnect clutch)를 구비한다. 상기 전기 모터는 고정자와 회전자를 갖는다. 상기 전기 모터의 회전자는 상기 트랜스미션에 상기 전기 모터 구동 토크를 제공하도록 상기 트랜스미션의 상기 입력 부재에 연결된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 4개 이상의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는다. 상기 유성 기어 세트 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 상기 토크 전달 장치는, 예컨대 클러치 및 브레이크일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 트랜스미션은 상기 제1, 제2 및 제3 유성 기어 세트의 부재를 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트의 다른 부재와 연속적으로 상호연결하는 3개의 상호연결 부재를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 트랜스미션은 6개의 토크 전달 기구를 갖는다. 상기 6개의 토크 전달 기구 중 3개 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 다른 하나 이상과 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 상기 6개의 토크 전달 기구 중 다른 3개의 세트 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 6개의 토크 전달 기구는 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에서 복수의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 3개 이상의 조합으로 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 파워트레인은 상기 엔진, 트랜스미션, 디스커넥트 클러치 및 전기 모터와 통신하는 제어기를 구비한다. 상기 제어기는 파워트레인의 동작을 제어하는 제어 로직을 실행하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 제어 로직은 상기 트랜스미션의 제3 토크 전달 기구와 부분적으로 결합하기 위한 제1 제어 로직과, 제1 토크 전달 기구와 완전히 결합하기 위한 제2 제어 로직과, 차량을 출발시키기 위해 제4 토크 전달 기구와 완전히 결합하기 위한 제3 제어 로직을 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 엔진이 작동하고 있지 않을 때 상기 트랜스미션의 입력 부재에 상기 엔진을 연결하도록 상기 디스커넥트 클러치와 결합하기 위해 제4 제어 로직이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 엔진이 작동하고 있지 않을 때 상기 엔진을 시동하도록 상기 전기 모터를 동작시키기 위한 제5 제어 로직이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 클러치 및 브레이크는, 이에 한정되지 않지만, 마찰 클러치(friction clutch), 마찰 밴드(friction band), 일방향 클러치(one way clutch), 선택가능한 일방향 클러치(selectable one way clutch), 도그 클러치(dog clutch), 싱크로나이저(synchronizer) 및 그와 유사한 장치를 포함하는 임의 타입일 수 있다. 또한, 임의의 노드는 단일 장치 또는 이러한 장치들의 조합을 이용할 수 있고, 예컨대 제1 브레이크는 도그 클러치 및 일방향 클러치 조합 또는 일방향 클러치 및 마찰 클러치 조합으로서 구성될 수 있다. 마찬가지로, 몇 가지의 다른 조합이 가능하다.
본 발명의 또 다른 특징, 관점 및 이점은 하기의 설명 및 첨부한 도면을 참조하면 명확해지며, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소, 요소 또는 특징을 지칭한다.
본원에 기술된 도면은 단지 예시를 목적으로 하며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 하이브리드 파워트레인의 일 실시예에 대한 레버 다이어그램,
도 2는 본 발명의 원리에 따른, 도 1의 하이브리드 트랜스미션의 변형례에 대한 개략도,
도 3은, 도 1-2에 도시한 트랜스미션의 11가지의 전진 속도비 또는 기어비 및 하나 이상의 후진 속도비 또는 기어비를 생성하는 각종 토크 전달 요소의 결합 상태에 대한 일례를 제공하는 진리표,
도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 원리에 따른 제3 클러치(28)의 각종 상호연결부에 대한 개략도.
하기의 설명은 단지 예시적인 것이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한한 의도의 것이 아니다.
우선, 본 발명의 11단 하이브리드 자동 트랜스미션에 관한 실시예는 4개의 유성 기어 세트의 요소들 사이에 영구적인 기계식 연결부에 대한 배열을 가지는 것이 이해되어야 한다. 본원에 사용된 바와 같이, 커플링(coupling) 또는 상호연결부(interconnection)는, 예컨대 요소들 사이의 강성 부재 또는 샤프트에 의한 직접적, 연속적 및 영구적인 커플링 또는 상호연결부를 지칭한다. 한편, 선택적인 커플링 또는 상호연결부는 클러치 또는 브레이크에 의한 선택적인 커플링을 지칭하며, 여기서 클러치 또는 브레이크는 결합 및 분리될 수 있으므로, 결합 시에는 선택적으로 결합 또는 상호연결된 요소들이 함께 회전하지만, 분리 시에는 선택적으로 결합 또는 상호연결된 요소들이 독립적으로 자유롭게 회전한다.
일 실시예에서, 제1 유성 기어 세트의 제2 구성요소(또는 요소)는 제3 유성 기어 세트의 제1 구성요소(또는 요소)에 영구적으로 결합된다. 제1 유성 기어 세트의 제3 구성요소(또는 요소)는 제2 유성 기어 세트의 제2 구성요소(또는 요소)에 영구적으로 결합된다. 제2 유성 기어 세트의 제1 구성요소(또는 요소)는 제3 유성 기어 세트의 제2 구성요소(또는 요소) 및 제4 유성 기어 세트의 제3 구성요소(또는 요소)에 영구적으로 결합된다.
도 1은 예시적인 자동차용 파워트레인(5)을 도시한다. 파워트레인(5)은 엔진(6)과, 구동 토크를 트랜스미션(10)에 공급하는 전기 모터(8)를 구비한다. 엔진(6)은 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고서 종래의 내연기관 또는 원동기(prime mover)의 임의의 다른 타입일 수 있다. 일반적으로, 엔진(6)은 샤프트(또는 상호연결 부재)(7)를 통해 엔진 디스커넥트 클러치(9)에 구동 토크를 공급한다. 엔진 디스커넥트 클러치(9)는 샤프트(또는 상호연결 부재)(7)를 트랜스미션(10)의 입력 샤프트(12)와 연결 및 분리하도록 선택적으로 결합가능하다. 플렉스 플레이트(flex-plates), 댐퍼(dampers) 및 다른 상호연결 부재와 같은 각종 다른 커넥터가 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 트랜스미션(10)의 입력 샤프트(12)와 엔진(6) 사이에 배치될 수 있음을 이해해야 한다.
일반적으로, 전기 모터(8)는 고정자 및 회전자를 구비한다. 고정자는 복수의 권선 또는 상(phases)을 구비하며, 접지, 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)에 고정된다. 회전자는 복수의 자석 및/또는 강자성 부재를 구비하며, 고정자의 반경방향 내측으로 위치설정된다. 전기 모터(8)의 회전자는 트랜스미션 입력 부재(12)를 통해 트랜스미션(10)에 상호연결된다. 또한, 파워트레인 또는 트랜스미션 제어기(도시하지 않음)가 제공된다. 파워트레인 제어기는 엔진(6), 디스커넥터 클러치(9), 전기 모터(8) 및 트랜스미션(10)과 통신한다. 파워트레인 제어기는 파워트레인 제어 로직 또는 알고리즘을 처리 및 저장하기 위해 마이크로프로세서 또는 그와 유사한 장치 및 컴퓨터 메모리 저장기를 갖는다.
트랜스미션(10)은 레버 다이아그램 포맷으로 도 1에 도시된다. 레버 다이아그램은 자동 트랜스미션과 같은 기계 장치의 구성요소에 대한 개략도이다. 각각의 별개의 레버는 유성 기어 세트를 나타내며, 유성 기어 세트의 3개의 기본적인 기계 부품은 노드에 의해 각각 나타낸다. 따라서, 단일의 레버는 3개의 노드, 즉 태양 기어용, 유성 기어 캐리어용 및 링 기어용을 포함한다. 몇몇의 경우에, 2개의 레버는 3개 이상의 노드(일반적으로, 4개의 노드)를 갖는 단일의 레버로 조합될 수 있다. 예를 들면, 2개의 상이한 레버 상의 2가지 노드가 고정 연결부를 통해 상호연결되면, 단일의 레버 상의 단일의 노드로서 나타낼 수 있다. 각각의 레버의 노드들 사이의 상대 길이는 각각의 기어 세트의 링 대 태양 비를 나타내는데 사용될 수 있다. 결국, 이러한 레버비(lever ratios)는 적절한 비율 및 비율 진행을 성취하기 위해 트랜스미션의 기어 비를 변경하는데 사용된다. 각종 유성 기어 세트의 노드들 사이의 기계식 커플링 또는 상호연결부는 얇은 수평방향 라인으로 나타내고, 클러치 및 브레이크 등의 토크 전달 장치는 인터리브형 핑거(interleaved fingers)로서 제공된다. 레버 다이어그램의 포맷, 목적 및 용도에 대한 또 다른 설명은 Benford and Leising에 의한 SAE Paper 810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis"에서 알 수 있으며, 이는 본원에 참조로 편입된다.
트랜스미션(10)은 입력 샤프트(또는 부재)(12), 제1 유성 기어 세트(14), 제2 유성 기어 세트(16), 제3 유성 기어 세트(18) 및 제4 유성 기어 세트(20) 그리고 출력 샤프트(또는 부재)(22)를 구비한다. 도 1의 레버 다이아그램에서, 제1 유성 기어 세트(14)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(14A), 제2 노드(14B) 및 제3 노드(14C)를 갖는다. 제2 유성 기어 세트(16)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(16A), 제2 노드(16B) 및 제3 노드(16C)를 갖는다. 제3 유성 기어 세트(18)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(18A), 제2 노드(18B) 및 제3 노드(18C)를 갖는다. 제4 유성 기어 세트(20)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(20A), 제2 노드(20B) 및 제3 노드(20C)를 갖는다.
입력 부재(12)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제1 노드(14A)에 연속적으로 결합된다. 출력 부재(22)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)에 연속적으로 결합된다.
제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)에 결합된다. 제1 유성 기어 세트(14)의 제3 노드(14C)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)에 결합된다. 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18B) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)에 결합된다.
제1 클러치(24)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제1 노드(14A)를, 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)와 선택적으로 연결한다. 제2 클러치(26)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)를, 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)와 선택적으로 연결한다. 제3 클러치(28)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제3 노드(14C) 및 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)를, 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)와 선택적으로 연결한다.
제1 브레이크(32)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)를, 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 선택적으로 연결한다. 제2 브레이크(34)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C)를, 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 선택적으로 연결한다. 제3 브레이크(36)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)를, 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 선택적으로 연결한다.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 11단 트랜스미션(10)의 일 실시예에 대한 개략적인 레이아웃을 제공하는 스틱 다이아그램(stick diagram)이다. 도 2에서, 도 1의 레버 다이아그램으로부터의 넘버링이 제공된다. 클러치 및 커플링이 대응하게 제공되는 반면, 유성 기어 세트의 노드들은 태양 기어, 링 기어, 유성 기어 및 유성 기어 캐리어와 같은 유성 기어 세트의 구성요소로서 나타낸다. 또한, 디스커넥트 클러치(9)에 상호연결되는 모터(6)가 도시된다. 다시, 디스커넥트 클러치(9)는 상호연결 부재(또는 샤프트)(7)를 입력 샤프트(또는 부재)(12)와 선택적으로 상호연결한다. 추가로, 전술한 바와 같이, 전기 모터(8)는 입력 샤프트(12)에 상호연결되며, 예컨대 모터(6)가 디스커넥트 클러치(9)에 의해 분리될 때 입력 샤프트(12)에 구동 토크를 제공한다.
예를 들면, 제1 유성 기어 세트(14)는 태양 기어 부재(14A), 링 기어 부재(14C) 및 유성 기어의 세트(14D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(14B)를 구비한다. 태양 기어 세트(14A)는 입력 샤프트(또는 부재)(12)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(14C)는 제1 샤프트(또는 상호연결 부재)(42)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(14B)는 제2 샤프트(또는 상호연결 부재)(44)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(14D) 각각은 태양 기어 부재(14A)와 링 기어 부재(14C) 양자와 서로 맞물리도록 구성된다.
제2 유성 기어 세트(16)는 태양 기어 부재(16C), 링 기어 부재(16A) 및 유성 기어의 세트(16D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(16B)를 구비한다. 태양 기어 부재(16C)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(16A)는 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48) 및 제5 샤프트(또는 상호연결 부재(52)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(16B)는 제1 샤프트(또는 상호연결 부재)(42)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(16D) 각각은 링 기어 부재(16A)와 태양 기어 부재(16C) 양자와 서로 맞물리도록 구성된다.
제3 유성 기어 세트(18)는 태양 기어 부재(18C), 링 기어 부재(18A) 및 유성 기어의 세트(18D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(18B)를 구비한다. 태양 기어 부재(18C)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(18B)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(52) 및 제7 샤프트(또는 상호연결 부재)(56)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(18A)는 제2 샤프트(또는 상호연결 부재)(44)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(18D) 각각은 태양 기어 부재(18C)와 링 기어 부재(18A) 양자와 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
제4 유성 기어 세트(20)는 태양 기어 부재(20C), 링 기어 부재(20A) 및 유성 기어의 세트(20D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(20B)를 구비한다. 태양 기어 부재(20C)는 제7 샤프트(또는 상호연결 부재)(56)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(20A)는 출력 샤프트(또는 부재)(22)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(20B)는 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58) 및 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(20D) 각각은 태양 기어 부재(20C)와 링 기어 부재(20A) 양자와 서로 맞물리도록 구성된다.
입력 샤프트(또는 부재)(12)는 엔진(도시하지 않음) 또는 토크 컨버터의 터빈(도시하지 않음)과 같은 입력 공급원에 연속적으로 연결된다. 출력 샤프트(또는 부재)(22)는 최종 구동 유닛 또는 트랜스퍼 케이스(도시하지 않음)와 같은 또 다른 출력부와 연속적으로 연결된다.
제1, 제2 및 제3 클러치(24, 26, 28) 및 제1, 제2 및 제3 브레이크(30, 32, 34)를 포함하는 토크 전달 기구들은, 유성 기어 세트(14, 16, 18, 20)의 샤프트(또는 상호연결 부재)(42, 44, 46, 48, 52, 54, 56, 58, 60) 및 하우징(50)의 선택적인 상호연결을 허용한다.
예를 들면, 제1 클러치(24)는 입력 샤프트(또는 부재)(12)를 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제2 클러치(26)는 제2 샤프트(또는 상호연결 부재)(44)를 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제3 클러치(28)는 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48)를 제3 샤프트 또는 상호연결 부재(46)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
제1 브레이크(32)는 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(60)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제2 브레이크(34)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(54)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제3 브레이크(36)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(46)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 결국, 연결 부재 각각에 연결된 유성 기어 세트의 구성요소들이 이에 따라 연결 또는 구속된다.
도 2 및 도 3은 11단 트랜스미션(10) 실시예의 동작을 도시한다. 트랜스미션(10)은 입력 샤프트(또는 부재)(12)로부터 출력 샤프트(또는 부재)(22)로, 11가지 이상의 전진 속도비 또는 토크비 및 적어도 하나의 후진 속도비 또는 토크비로 토크를 전달할 수 있음이 이해될 것이다. 각각의 전진 및 후진 속도비 또는 토크비는, 후술하는 바와 같이, 토크 전달 기구(즉, 제1 클러치(24), 제2 클러치(26), 제3 클러치(28), 제1 브레이크(32), 제2 브레이크(34) 및 제3 브레이크(36)) 중 하나 이상의 결합에 의해 달성된다.
도 3은 각종 기어 상태를 성취하도록 작동 또는 결합되는 토크 전달 기구의 각종 조합을 나타내는 진리표이다. 박스 내의 "X"는 특정의 클러치 또는 브레이크가 소정의 기어 상태를 성취하도록 결합됨을 의미한다. 또한, 각종 기어 상태의 실제 수치의 기어비가 제공되지만, 이러한 수치는 단지 예시이며 트랜스미션(10)의 작동 기준 및 각종 적용을 수용하도록 상당한 범위에 걸쳐 조절될 수 있음이 이해되어야 한다. 물론, 선택된 기어 직경, 기어 치형부 카운트 및 기어 구성에 따라서 다른 기어비가 성취가능하다.
예를 들면, 후진 기어를 확립하기 위해, 제3 클러치(28), 제2 브레이크(32) 및 제3 브레이크(34)가 결합 또는 작동된다. 제3 클러치(28)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46)를 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48)와 연결한다. 제1 브레이크(32)는 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하여, 부재(60)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속하고, 이는 캐리어 부재(28B)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제2 브레이크(34)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하여, 부재(54)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속하고, 이는 태양 기어(18C)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 마찬가지로, 예로서 도 3에 도시한 바와 같이, 클러치 및 브레이크 결합의 상이한 조합을 통해 11가지의 전진비가 성취된다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 추가적인 후진 기어(REV2)가 도 1 및 도 2의 트랜스미션에 의해 성취가능함을 고려한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 브레이크(32), 제2 브레이크(34) 및 제3 브레이크(36)의 선택적인 작동 또는 결합을 통해 제2 후진 기어비가 성취된다. 제1 브레이크(32)는 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하여, 부재(60)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속하고, 이는 캐리어 부재(28B)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제2 브레이크(34)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하여, 부재(54)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속하고, 이는 태양 기어(18C)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제3 브레이크(36)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)와 연결하여, 부재(46)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속하고, 이는 태양 기어(16C)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다.
트랜스미션(10)의 11단 실시예의 작동 및 기어 상태에 관한 전술한 설명은, 우선, 소정의 기어 상태에서 특정하게 기준되지 않은 모든 클러치들이 작동되지 않거나 또는 분리되고; 다음으로, 적어도 인접한 기어 상태 사이에서의 기어 변환, 즉 기어 상태의 변경 동안에, 양자의 기어 상태에서 결합되거나 또는 작동되는 클러치는 결합 또는 작동 유지될 것임을 가정하도록 이해되어야 한다.
트랜스미션(10)의 각종 실시에서, 전기 모터(8)는 회생 제동(regenerative braking)을 제공하도록 채용될 수 있다. 몇몇 실시에서, 전기 모터(8)는 11가지의 전진 기어비 및 하나 이상의 후진 기어비 각각으로 차량을 출발 및 구동시키도록 채용될 수 있다. 샤프트(또는 상호연결 부재)(7)와 트랜스미션 입력 샤프트(12) 사이에 엔진 디스커넥트 클러치(9)를 내장함으로써, 전기 모터(8)가 엔진(6)을 시동하는데 사용되어, 스타터 모터에 대한 필요성을 잠재적으로 제거할 수 있다.
추가로, 본 발명은 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 제3 클러치(28)를 위한 상이한 상호연결부를 갖는 트랜스미션(10)의 다른 실시예를 고려한다. 예를 들면, 도 4a에서, 트랜스미션(10')은 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)를 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다. 도 4b에서, 트랜스미션(10')은 제2 유성 기어 세트(16)의 캐리어 부재(16B)를 제2 유성 기어 세트(16)의 링 기어(16A)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다. 도 5a에서, 트랜스미션(10")은 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)를 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다. 도 5b에서, 트랜스미션(10")은 제2 유성 기어 세트(16)의 태양 기어(16C)를 제2 유성 기어 세트(16)의 링 기어(16A)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다. 도 6a에서, 트랜스미션(10"')은 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)를 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다. 도 6b에서, 트랜스미션(10"')은 제2 유성 기어 세트(16)의 태양 기어(16C)를 제2 유성 기어 세트(16)의 캐리어 부재(16B)와 선택적으로 상호연결하는 제3 클러치(28)를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 트랜스미션(10, 10', 10", 10"')은 토크 컨버터에 연결되거나 또는 엔진에 직접 연결된 입력 샤프트(또는 부재)(12)를 가질 수 있다. 입력 샤프트(12)가 엔진에 직접 연결되고 토크 컨버터가 제공되지 않는 경우에는, 제3 클러치(28)는 차량 론치 클러치(vehicle launch clutch)로서 사용된다. 예를 들면, 제1 기어에서 정지로부터 차량을 시동하면, 제1 클러치(26) 및 제1 브레이크(32)가 결합되고, 제3 클러치(28)는 (완전히 결합되지 않음으로써) 슬립하도록 허용된다. 차량을 출발시키기 위해, 제3 클러치(28)는 완전히 결합된다. 차량이 정지 상태에서 후진으로 변환되면, 제2 및 제3 브레이크(32, 34)가 결합되고, 제3 클러치(28)는 제3 클러치가 완전히 결합되고 차량이 후진으로 출발할 때까지 슬립하도록 허용된다. 제3 클러치(28)는 마찰 론치 클러치로서 기능하기 위해 내구성, 사이즈 등을 증대시키도록 변경될 수 있다.
본 발명의 설명은 단지 예시이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 엔진 구동 토크를 발생시키는 엔진;
    입력 부재와 출력 부재를 갖는 트랜스미션으로서,
    제1, 제2 및 제3 부재를 각각 갖는 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트;
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트의 부재를, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트의 다른 부재와 연속적으로 상호연결하는 3개의 상호연결 부재; 및
    6개의 토크 전달 기구로서, 상기 6개의 토크 전달 기구 중 3개 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 다른 하나 이상과 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하고, 상기 6개의 토크 전달 기구 중 3개 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하고, 상기 6개의 토크 전달 기구는 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에서 복수의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 3개 이상의 조합으로 선택적으로 결합가능한, 상기 6개의 토크 전달 기구를 더 구비하는, 상기 트랜스미션;
    상기 트랜스미션의 상기 입력 부재에 상기 엔진 구동 토크를 제공하기 위해 상기 입력 부재에 상기 엔진을 선택적으로 연결하도록 상기 트랜스미션의 상기 입력 부재와 상기 엔진에 연결된 디스커넥트 클러치(disconnect clutch); 및
    전기 모터 구동 토크를 발생시키기 위한 전기 모터로서, 상기 트랜스미션의 상기 입력 부재에 상기 전기 모터 구동 토크를 선택적으로 제공하도록 상기 트랜스미션의 상기 입력 부재에 연결되는, 상기 전기 모터
    를 포함하며,
    상기 트랜스미션의 상기 입력 부재는 상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결되고,
    상기 트랜스미션의 상기 출력 부재는 상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결되는
    차량의 파워트레인.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 3개의 상호연결 부재는,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재와 연속적으로 상호연결하는 제1 상호연결 부재; 상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 제2 유성 기어 세트의 제2 부재와 연속적으로 상호연결하는 제2 상호연결 부재; 및 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재와 연속적으로 상호연결하는 제3 상호연결 부재
    를 더 포함하는
    차량의 파워트레인.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 첫 번째는,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 입력 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 두 번째는,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 세 번째는,
    상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재를 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 네 번째는,
    상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재를 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 다섯 번째는,
    상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 트랜스미션의 상기 6개의 토크 전달 기구 중 여섯 번째는,
    상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    차량의 파워트레인.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재는 태양 기어이고;
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트의 제2 부재들은 캐리어 부재이고;
    상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재는 링 기어인
    차량의 파워트레인.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212257A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Zf Friedrichshafen Ag Planetengetriebe
DE102012201684A1 (de) * 2012-02-06 2013-08-08 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US9222549B2 (en) * 2012-04-04 2015-12-29 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission
US9133913B2 (en) 2012-08-22 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission
US9175747B2 (en) 2013-07-23 2015-11-03 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
KR101459477B1 (ko) * 2013-10-18 2014-11-07 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
DE102015209050A1 (de) * 2015-05-18 2016-11-24 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, und Verfahren zum Betrieb eines solchen Antriebsstranges
KR101713729B1 (ko) 2015-06-02 2017-03-08 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101713719B1 (ko) 2015-06-02 2017-03-08 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101713726B1 (ko) 2015-06-02 2017-03-08 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
DE102016217327A1 (de) * 2016-09-12 2018-03-15 Zf Friedrichshafen Ag Automatgetriebe
US10060511B2 (en) 2016-09-28 2018-08-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10253850B2 (en) 2016-09-28 2019-04-09 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10161486B2 (en) 2016-09-28 2018-12-25 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10473190B2 (en) 2016-09-28 2019-11-12 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10060512B2 (en) 2016-09-28 2018-08-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10323723B2 (en) 2016-09-28 2019-06-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10323722B2 (en) 2016-09-28 2019-06-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10451147B2 (en) 2016-09-28 2019-10-22 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10364867B2 (en) 2016-09-28 2019-07-30 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10260599B2 (en) 2016-09-28 2019-04-16 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10072736B2 (en) 2016-09-28 2018-09-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10072735B2 (en) 2016-09-28 2018-09-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10234001B2 (en) 2016-09-28 2019-03-19 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10533644B2 (en) 2016-09-28 2020-01-14 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10161484B2 (en) 2016-09-28 2018-12-25 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US9933045B1 (en) 2016-09-28 2018-04-03 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10156283B2 (en) * 2016-09-28 2018-12-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10316940B2 (en) 2016-09-28 2019-06-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10174814B2 (en) 2016-09-28 2019-01-08 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10302173B2 (en) 2016-09-28 2019-05-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
DE102016124828B3 (de) * 2016-12-19 2018-02-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid-Antriebsstrang und Kraftfahrzeug mit Hybrid-Antriebsstrang
CN106678297B (zh) * 2017-01-27 2018-09-11 广州汽车集团股份有限公司 自动变速器及车辆
CN106594201B (zh) * 2017-01-27 2018-09-14 广州汽车集团股份有限公司 自动变速器及车辆
US10975937B2 (en) * 2019-04-16 2021-04-13 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with cam arrangement
US11718170B2 (en) 2021-11-30 2023-08-08 Dana Belgium N.V. Vehicle transmission with disconnect device for power take in

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100087290A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Hybrid Transmission with Disconnect Clutch and Method of Starting an Engine Using Same
WO2011020749A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7691022B2 (en) * 2007-07-09 2010-04-06 Gm Global Technology Operations, Inc. 9-speed transmission
US8007395B2 (en) * 2008-01-25 2011-08-30 GM Global Technology Operations LLC Ten-speed transmission
US8206252B2 (en) * 2008-05-09 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain having a multi-speed transmission
DE102009028672A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028681A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028714A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028671A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
KR101283034B1 (ko) * 2011-09-21 2013-07-08 현대자동차주식회사 차량용 변속기
US8992372B2 (en) * 2012-04-02 2015-03-31 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission
US9133913B2 (en) * 2012-08-22 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission
US8920281B2 (en) * 2012-11-07 2014-12-30 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100087290A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Hybrid Transmission with Disconnect Clutch and Method of Starting an Engine Using Same
WO2011020749A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

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Publication number Publication date
US9050882B2 (en) 2015-06-09
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CN103363038A (zh) 2013-10-23

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