KR20030097808A - 자동 동력변속 기어박스 - Google Patents

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KR20030097808A
KR20030097808A KR10-2003-7012130A KR20037012130A KR20030097808A KR 20030097808 A KR20030097808 A KR 20030097808A KR 20037012130 A KR20037012130 A KR 20037012130A KR 20030097808 A KR20030097808 A KR 20030097808A
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rotor
shaft
gearbox
automatic power
electric machine
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KR10-2003-7012130A
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그륀들안드레아스
호프만베른하르트
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컴팩트 다이나믹스 게엠베하
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Publication date
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Abstract

본 발명은 각 기어비를 선택하기 위한 적어도 하나의 기어박스 조립체와, 토크 전달을 차단함이 없이 기어 변경 작동을 허용하는 유성 기어의 개별 요소를 파지 또는 해제하기 위해 제어된 방식으로 작동될 수 있는 적어도 하나의 다중 디스크 클러치(4, 5, 22)를 포함하는 자동 동력변속 기어박스에 관한 것이다. 다중 디스크 클러치는 제 1 및 제 2 디스크 세트(24, 26)를 포함하며, 이들 디스크 세트는 서로 맞물리며, 서로에 대해서 축방향 압축됨으로서 마찰 결합될 수 있다. 제 1 디스크 세트(24)는 제 1 샤프트와 연결되며, 제 2 디스크 세트(26)는 제 2 샤프트와 연결된다. 다중 디스크 클러치는 로터(16) 및 스테이터(18)를 포함하는 전기 기계와 전동으로 결합되어, 2개의 디스크 세트가 전기 기계(20)에 의해 마찰 결합 및 분리된다. 전기 기계의 로터는 회전식으로 지지되며, 회전 운동을 스러스트 운동으로 전환시키기 위해 기어박스(12, 14)에 의해서 샤프트중 하나상에서 축방향으로 이동가능하다.

Description

자동 동력변속 기어박스{POWER SHIFT AUTOMATIC GEARBOX FOR MOTOR VEHICLES}
종래 기술에 있어서, 수동으로 작동되는 기어박스에 있어서, 원동절에 의해 통상적으로 실행되는 모든 기어 변속 조작이 전자적으로 제어된 작동 시스템에 의해 취해진 자동화 기어박스를 실현하는 것은 공지되어 있다. 구동 특성과 관련하여, 이것은 기어 변속 조작 동안에 토크 전달이 차단되도록 클러치는 항상 개방되어야 하는 것을 의미한다.
종래 기술에 또한 공지되어 있는 자동 동력변속 기어박스에 있어서, 부하 하에서 기어를 변속하는 것이 또한 가능하다. 구동 특성과 관련하여, 이것은 토크 전달과 그에 따른 견인력이 차단되지 않는다.
이들 2개의 개념 사이의 결정적인 차이는 특히 높은 가속 성능을 가진 승용차 또는 오프로드 용도의 차량에서의 편안함의 현저한 감소이며, 기어 변속 조작 동안의 견인력의 차단은 구동 특성과 관련하여 수용할 수 없다.
자동 동력변속 기어박스는 시동, 각 기어비의 선택 및 기어 변속을 자동적으로 실행한다. 시동 요소로서, 토크 컨버터 슬립을 제거하기 위한 록업 클러치를 구비하거나 구비하지 않은 유체역학 토크 컨버터가 통상 이용되어 진동 감쇠를 위해 또한 작용한다.
각 기어비를 선택하기 위해서, 유체역학 토크 컨버터의 하류에 연결된 유성 기어의 몇 세트가 사용되며, 그 개수 및 구성은 기어 단차의 수와 필요한 기어비에 따라서 좌우된다.
유성 기어의 개별 요소는 유압적으로 작동되는 다중 디스크 클러치 및 다중디스크 브레이크에 의해서 파지 또는 해제되어, 토크 전달을 차단함이 없이 기어 변속 조작이 이뤄지게 한다.
기어박스 제어 유닛은 선택장치 레버의 위치, 가속 페달 위치, 엔진 조건 및 차량의 속도의 함수로서 각 기어 단차 및 변속 회수를 규정하도록 사용된다. 기어박스 제어 유닛은 통상적으로 전자적으로/유압적으로 작동된다.
모터 구동 유압 펌프가 제공되어, 유체역학 토크 컨버터, 변속 요소 및 기어박스 제어 유닛에 유체 압력을 제공한다.
국제 공개 제 WO 99/64756 호에는 클러치 조립체가 공지되어 있으며, 이 조립체에 의하면 2개의 샤프트의 속도 차이가 보상될 수 있다. 클러치 압력 플레이트는 전기적으로 구동되는 모터에 의해서 축방향으로 변위된다. 이를 위해서, 모터가 설치되며, 모터는 샤프트중 하나를 둘러싸며 중공 너트가 회전되게 하기에 적합하다. 중공 너트는 전기 모터의 하우징에 지지되며, 샤프트상에 지지되는 중공 스핀들을 축방향으로 이동시키는 작용을 한다. 원동절을 지지하는 추가 베어링이 중공 너트상에 설치된다. 이러한 원동절은 클러치 압력 플레이트상에서 작용하는 스프링을 작동시킨다.
이것은 전기 모터의 베어링과, 샤프트상의 그리고 클러치 하우징내의 중공 너트/스핀들을 위한 고비용으로 인해 불리하다.
독일 특허 공개 제 DE 198 37 115 A1 호에는 자동차용 구동 조립체가 공지되어 있으며, 이 조립체 있어서 전기 모터는 연속 기관, 클러치 및 출력 샤프트로 구성되는 자동차의 구동 열에 로킹 장치에 의해 연결될 수 있다. 그러나, 이들 문헌에 개시된 개념은 그 기술적 현실화까지는 매우 취약하다. 특히, 로킹 장치와 구동 열로의 그 연결을 현실화하기 위한 바람직한 조치는 없다.
유럽 특허 공개 제 DE 38 989 A1 호에는 상호 작동되는 기어박스의 마찰 클러치용 액추에이터가 공지되어 있으며, 이것은 두 개의 샤프트 섹션을 함께 연결한다. 상호 작동되는 기어박스의 외측에는 전기 모터가 부착되어 있으며, 이 모터는, 샤프트를 향해 반경방향으로 돌출되고 샤프트상의 축방향/반경방향 볼 베어링에 지지되는 나사형 스핀들/너트 장치를 거쳐서 피스톤 밸브를 작동시킨다. 레버는 축방향/반경방향 볼 베어링과 맞물리며, 상기 베어링은 클러치 압력 플레이트상에서 각각 클러치와 맞물리거나 분리되게 작동된다.
이 경우에도 역시, 베어링을 위한 고비용과 전체 장치의 상당한 공간의 필요성으로 인해 불리하다.
본 발명에 의거한 문제점
상술한 자동 동력변속 기어박스는 유압으로 작동되는 다중 디스크 클러치의 작동을 위한 회전하는 유압 액추에이터를 갖고 있다. 또한, 이들의 시일은 회전이 가해진다. 이것은 상당한 마찰 손실(자동 동력변속 기어박스에 의해 전달된 전체 토크의 5%까지)을 야기한다. 또한, 유압 유체의 동시에 발생되는 누설은 모터 구동 유압 펌프에 의해 제공해야 될 추가로 필요한 압력을 야기한다. 마지막으로, 다중 디스크 클러치의 유압 조작에는 매우 많은 비용이 필요하다. 또한, 다중 디스크 클러치의 작동을 위한 전기 모터를 구비한 상술한 장치는 매우 고가의 베어링 장치를 구비한다.
따라서, 본 발명은 상당히 보다 경제적이며 보다 높은 효율을 갖는 방법으로 이들 자동 동력변속 기어박스를 변형시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결책
이러한 목적의 본 발명의 해결책은, 처음에 언급한 형태의 자동 동력변속 기어박스에 있어서 전기 기계의 로터는 회전 운동을 스러스트 운동으로 변환시키기 위한 기어박스에 의해서 샤프트중 하나상에 회전가능하게 그리고 축방향으로 이동가능하게 지지된다. 한편, 본 발명에 따르면, 전기 모터의 로터는 한편으로는 스테이터로 그 에어 갭을 거쳐서 그리고 다른 한편으로는 회전 운동을 스러스트 운동으로 변환시키기 위해 기어박스를 거쳐서 전체 장치내에 위치된다.
이러한 완전히 신규한 구성은, 시일이 상당한 마찰 손실을 야기시키는 것으로 다중 디스크 클러치의 작동을 위한 고가의 유압 실린더/피스톤 장치가 생략되고 전기 모터로 대체됨으로써 유리하다. 그러나, 전기 모터는 그 작동 동안에 손실(전기 손실 등등)을 발생할 수 있지만, 다중 디스크 클러치가 결합 또는 분리되어 있는 그 최종 위치에 있어서 손실은 최소화되어야 한다. 그러나, 시일의 영구 마찰 손실은 본 발명에 의해 제거된다. 그 이유는 그 중에서도 무전류 전기 모터의 로터가 손실을 발생하지 않는 샤프트와 동일한 속도로 회전될 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 구성은 로터가 이러한 로터에 또한 부착된 디스크 세트상에서 작동될 수 있게 하며, 이에 의해 로터와 디스크 세트 사이에 속도 차이(그에 따른 마찰 손실)가 발생되지 않는다. 이러한 구성은 이하에 보다 상세하게 설명되는 많은 추가 이점 및 장점을 제공한다.
본 발명의 유리한 개발
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 회전 운동을 스러스트 운동으로 변환시키기 위한 기어박스는 스핀들/너트 장치로 구성되며, 이 장치의 하나의 부분은 회전되지 않고 축방향으로 이동되지 않는 방식으로 샤프트중 하나와 연결되며, 다른 부분은 회전되지 않고 축방향으로 이동되지 않는 방식으로 로터와 연결된다. 이것은 종래 기술에서 요구되고 있던 별개의 롤러 또는 볼 베어링이 필요없이 샤프트상에 로터를 지지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전류 공급시에 전기 기계의 로터는 그 회전 속도 및/또는 회전방향에 따라 좌우되는 제 2 또는 제 1 샤프트 각각에 대해서 축방향 이동을 실행하며, 무전류 상태는 기본적으로 이것이 실행되는 샤프트의 속도를 갖고 있다. 본 발명의 이러한 실시예는 종래 기술에 따른 구성과 비교할 때 현저한 차이를 나타내고 있다. 본 발명에 따르면, 전기 모터가 무전류 상태에 있을 때, 로터는 이 로터를 지지하는 샤프트와 함께 항상 공동 회전한다. 샤프트의 속도에 대해서 로터의 속도 및/또는 회전방향을 변경함으로써, 로터는 축방향 이동(샤프트에 대해서)을 실행하며, 다중 디스크 클러치를 작동한다. 종래 기술에 있어서, 전기 모터는 기어박스 상에/내에 독립적인 조립체로 배치되며, 샤프트의 회전과 별개로 작동한다.
또한, 전기 기계의 로터는 로터를 지지하는 샤프트에 배치된 디스크 세트와 회전가능하게 연결되며, 이에 의해 로터의 축방향 이동시에 2개의 디스크 세트는 마찰 결합 및 분리된다. 이러한 회전가능한 결합은, 다중 디스크 클러치가 마찰결합되어 있지 않은 상태에서 전기 기계가 다중 디스크 클러치와 실질적으로 연결되지 않은 방식으로 실현될 수 있다. 부언하면 2개의 디스크 세트가 서로 별개이기 때문에, 토크가 전달되지 않는다. 로터는 각 디스크 세트로부터 분리될 수 있지만 그렇지 않을 수도 있다. 이와 무관하게, 본 발명에 의하면 종래 장치에서 경험하게 되는 마찰 손실이 야기되지 않는다. 2개의 샤프트중 하나는 중공 샤프트로서 설계될 수 있으며, 다른 샤프트는 중공 샤프트내로 동축으로 돌출된다.
바람직하게, 전기 기계의 로터는 축방향으로 적어도 부분적으로 유연성이 있는 스프링 요소에 의해서 디스크 세트와 회전가능하게 연결된다. 로터가 다중 디스크 클러치가 마찰 결합되지 않은 위치에 있으면, 스프링 요소는 로터 및/또는 제 2 디스크 세트와 접촉되지 않거나, 디스크 세트 및 전기 모터의 무전류 로터와 각각 동일한 속도로 회전되어 마찰 손실이 발생되지 않는다.
본 발명에 따르면, 전기 기계는 비동기 기계 또는 영구 자계 기계이며, 특히 작은 설치 사이즈인 비동기 기계와 대조적인 영구 자계 기계는 비구동 상태에서 조차도 스테이터내에 장기간 손실을 발생한다. 주로, 소위 스위치형 자기저항 기계와 같은 다른 형태의 기계도 가능하다. 기계가 경제적으로 제조될 수 있으며, 수명이 길며, 충분히 높은 파지 토크를 제공할 수 있으며, 대략 8000rpm(즉, 전기 기계의 로터를 지지하는 샤프트의 최대 속도)까지의 속도 범위를 커버할 수 있다는 것이 중요하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 스핀들/너트 장치의 요소(즉, 스핀들)는 하나의 로킹 위치를 각각 구비한 결합 최종 위치와 분리 최종 위치를 갖고 있으며, 스핀들/너트 장치중 다른 장치는 전기 기계의 로터가 각 최종 위치에 도달된 경우에 각 로킹 위치를 로킹하기에 적합한 로킹 요소를 갖고 있다.
또한, 전기 기계는 전기 기계를 전기 모터로서 또는 전기 발전기로서 작동시키기에 적합한 전자 제어 유닛과 연결되어 있다. 이러한 목적을 위해서, 전자 제어 유닛은 동력 제어성을 갖고 있으며, 상기 동력 제어성은 전기 기계의 형태(영구 자계 기계, 비동기 기계 등등)에 따라 좌우되며, 전력을 전기 기계(전기 모터 작동)에 공급할 뿐만 아니라 전기 기계(발전기 작동)로부터의 전력을 제거할 수 있다. 이러한 장치는 각기 발전기 또는 시동기로서 사용될 수 있다(또는 몇몇 작동기의 조합체로서).
이를 위해서, 전자 제어 유닛은 제 1 샤프트의 회전을 표시하는 신호를 제공하기에 적합한 센서 장치와 연결되어 있다. 그러나, 센서가 없는 기계 제어 유닛의 경우에도 또한 센서없이 실행할 수 있다. 또한, 전자 제어 유닛은 전기 모터 모드에서 전기 기계를 제 1 샤프트의 속도와 상이한 속도로 작동시켜서, 다중 디스크 클러치를 각기 결합 위치 또는 분리 위치로 이동시키기에 적합하다. 제 1 샤프트의 회전방향 및 그 속도에 따라서 그리고 다중 디스크 클러치가 결합되어 있느냐 분리되어 있느냐에 따라서, 전자 제어 유닛에 의해 제어되는 전기 기계의 로터는 제 1 샤프트보다 높은 속도 또는 제 1 샤프트보다 낮은 속도로 회전된다. 로터가 제 1 샤프트에 대해서 축방향으로 상대 이동을 실행하지 않는다면, 전자 제어 유닛에 의해 제어된 로터는 무전류 상태에서 또는 최종 위치중 하나에서 구동됨으로써 동일한 방향 그리고 샤프트가 실행하는 것과 동일한 속도로 회전된다.
본 발명은 기어비를 선택하기 위한 적어도 하나의 기어박스 조립체와, 토크 전달을 차단함이 없이 기어 변경 작동을 허용하는 유성 기어의 개별 요소를 파지 또는 해제하기 위해 제어된 방식으로 작동될 수 있는 적어도 하나의 다중 디스크 클러치를 포함하는 자동 동력변속 기어박스에 관한 것이다. 다중 디스크 클러치는 제 1 및 제 2 디스크 세트를 포함하며, 이들 디스크 세트는 서로 맞물리며, 서로에 대해서 축방향 압축됨으로서 마찰 결합될 수 있다. 제 1 디스크 세트는 제 1 샤프트와 연결되며, 제 2 디스크 세트는 제 2 샤프트와 연결된다. 다중 디스크 클러치는 로터 및 스테이터를 포함하는 전기 기계와 전동으로 결합되어, 2개의 디스크 세트가 전기 기계에 의해 마찰 결합 및 분리된다.
정의
자동차용 자동 기어박스는 구동 역학의 그 실행과 관련하여 하기에 보다 상세하게 설명되는 차동 개념에 의거하여 소위 자동화 기어박스 및 소위 자동 동력변속 기어박스로 구별된다.
도면에는 본 발명의 다양한 실시예가 상세히 도시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동 동력변속 기어박스의 개략적인 측면도,
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 것으로, 본 발명에 따라 유압 실린더/피스톤 장치는 도 3에 따른 장치로 대체되는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 자동 동력변속 기어박스의 개략적인 단면도.
종래 기술에 따른 도 1에 도시된 기어박스는 후륜 구동용 승용차용으로서, 컨버터 록업 클러치(2)를 가진 유압 토크 컨버터(3)를 구비하고 있다. 보다 높은 속도에서, 컨버터는 유압 토크 커플링으로서 작동한다. 하류 유성 기어 세트는 다른 4단 전진 기어의 고속 기어를 넣기 위해 그리고 그 샤프트의 적절한 홀딩 또는 블로킹에 의해 후진 기어를 위해 제공되며, 가장 높은 기어는 보다 높은 속도까지 고속 기어를 넣는 것을 포함한다. 블로킹을 위해 사용되는 다중 디스크 클러치는 선택된 구동 위치, 구동 속도, 구동 조건 뿐만 아니라 모터 하중의 작용으로서 변속 조작을 자동적으로 개시하는 유압 제어 시스템을 거쳐서 제어된다.
수동으로 작동되는 기어박스의 제 2단 기어에 대략 대응하는 고속 기어를 넣는 것에 관하여 제 1단 기어에 있어서, 클러치(4, 11)는 폐쇄된다. 기어 세트(9)의 전방 유성 기어 캐리어는 텐션의 경우에 자유 회전장치(15)에 대해서 지지되는반면에, 스러스트의 경우에는 분리된다. 유성 기어 세트(10)는 블록으로서 공동 회전한다. 구동 위치 선택 레버가 위치 "1"에 있고, 그에 따라 보다 고속 기어로의 변경이 엔진에 의해 감속되어 바람직하지 않은 경우, 클러치(8)는 추가로 폐쇄된다. 클러치(4, 5, 7, 11)가 폐쇄되어 있는 제 3단 기어에 있어서, 자유 회전장치(15, 15)는 분리된다. 유성 기어 세트(9, 10)는 1:1의 전동비로 블록으로서 공동 회전한다.
다중 디스크 클러치(4, 5, 7, 12)가 폐쇄된 제 4단 기어에 있어서, 자유 회전장치(14, 15, 16)는 분리되고, 유성 기어 세트(9)는 블록으로서 회전되는 반면에, 유성 기어 세트(10)의 태양 기어를 구비한 중공 샤프트는 고정되어 보다 고속으로 기어를 넣는 것이 실행된다. 또한, 유체역학 토크 컨버터(3)는 특정 구동 상향 속도로부터 유체역학 토크 컨버터(3)의 클러치(2)에 의해 록업된다.
클러치(5, 8, 11)가 폐쇄되어 있는 후진 기어에 있어서, 유성 기어 세트(10)는 블록으로서 공동 회전되며, 출력 샤프트의 회전방향(sense of rotation)은 기어 세트(9)의 유지되는 전방 유성 기어 캐리어를 거쳐서 반전된다. 출력측에는 원심 스위치(13)가 제공되며, 이 스위치는 속도에 대응하는 제어 시스템을 위한 펄스를 발생한다.
도 1의 절취부(Ⅱ)를 도시한 도 2는 관련 실린더/피스톤 장치(4a, 4b)를 구비한 다중 디스크 클러치(4)를 도시한 것이다. 피스톤(4a)이 실린더(4b)에 대해서 회전되는 사실로 인해서, 내부 및 외부 시일(4c, 4d)은 상당한 응력과 그에 따른 마모가 가해진다. 유압 유체가 가해질 때, 피스톤(4b)은 다중 디스크 클러치(4)의디스크 세트를 함께 강제한다.
도 3에 도시된 본 발명의 장치의 절취부는 그 기능에 대해서 도 2의 장치에 대응한다. 그러나, 도 1 및 도 2로부터의 실린더/피스톤 장치는 본 발명에 따라 전기 장치로 대체되며, 상기 전기 장치는 2개의 디스크 세트가 마찰 결합되게 또는 분리되게 하기 위해서 다중 디스크 클러치와 전동에 의해 결합된다.
자동 동력변속 기어박스의 구동 샤프트로서 작용하는 제 1 샤프트(10)에 있어서, 바람직하게 다중 수 나사가 제공된 스핀들(12)은 회전방향 및 축방향 변위에 저항해 로킹되도록 배치된다. 대응하는 암 나사가 제공된 너트(14)는 스핀들(12)상에 나사형 맞물림으로 배치된다. 너트(14)의 외측상에서, 전기 기계(20)의 로터(16)는 회전되지 않는 방식으로 배치된다. 이러한 로터(16)는 스테이터(18)에 의해 둘러싸여 있고, 로터는 에어 갭에 의해 스테이터로부터 분리되어 있다. 이것은 샤프트(10)를 중심으로 하는 상대 회전시에 로터(16)가 축방향으로 이동되게 한다. 로터(16) 및 스테이터(18) 양자에 있어서, 전기 세부 구성요소(위상 공급 라인, 스테이터 권선, 다람쥐 집형 권선 등등)는 명료함을 위해서 생략했다. 승용차의 자동 동력변속 기어박스용의 전기 기계(20)는 예를 들면 대략 150㎜의 직경과 대략 20㎜의 두께를 가질 수 있다.
제 1 샤프트(10)상에서, 다중 디스크 클러치(20)의 제 1 디스크 세트(24)는 종방향으로 활주식으로 배치되지만 회전되지 않게 고정되며, 예를 들면 5개의 원형 디스크형의 박판형 디스크로 형성된다. 다중 디스크 클러치(22)의 제 2 디스크 세트(26)는 예를 들면 4개의 원형 디스크형 디스크로 형성되며, 제 2 샤프트(28)의내부 벽에 수용되며, 상기 샤프트(28)는 회전되지 않게 고정되지만 종방향으로 활주가능한 중공 샤프트로 형성된다. 제 1 샤프트(10)는 중공 샤프트로 형성된 제 2 샤프트(28)의 내부내로 돌출되며, 다중 디스크 클러치(22)의 2개의 디스크 세트(24, 26)는 반경방향으로 상호 맞물려 있다. 전기 기계(20)로부터 가장 멀리 위치된 제 1 디스크 세트(24)의 디스크는 샤프트(10)에 배치된 지지 플레이트(24a)에 대해서 지지되어, 다중 디스크 클러치(22)의 디스크가 전기 기계(20)에 의해 압축될 수 있다.
그 내부 에지(38)와 함께 축방향으로 적어도 부분적으로 유연성이 있는 스프링 와셔(28)는 다중 디스크 클러치(22)를 향해 축방향으로 면해 있는 너트(14)의 면(32)에 대해서 지지된다. 그 외부 에지(36)를 구비한 스프링 와셔(28)는, 전기 기계(20)의 로터(16)가 다중 디스크 클러치(22)를 향해 또는 그 반대로 제 1 샤프트(10)를 따라 이동된다면, 다중 디스크 클러치(22)의 제 2 디스크 세트(26)에 대항해서 다중 디스크 클러치(22)의 제 1 디스크 세트(24)를 강제할 수 있다. 샤프트(10)의 상대 회전에 의해 야기된 로터의 축방향 이동시에, 2개의 디스크 세트(24, 26)는 마찰 결합되거나 분리되며, 제 1 샤프트(10)는 제 2 샤프트(28)와 단단하게 결합된다. 디스크가 각각 수형 치형부 또는 암형 치형부를 거쳐서 각 샤프트에 부착되어 디스크가 회전되지 않게 고정되지만 축방향으로 활주되는 사실로 인해서, 베어링(32)에 의해서 하우징(30)내에 수용되는 제 2 샤프트(28)는 또한 베어링(34)을 거쳐서 하우징(30)에 또한 수용되는 제 1 샤프트(10)에 대해서 축방향 이동을 지지하지 못한다. 로터(16)의 축방향 이동의 방향은 작동 동안에 또한 회전되는 제 1 샤프트(10)에 대한 전기 기계(20)의 로터(16)의 속도 및 회전방향에 따라 좌우된다.
맞물리거나 분리된 위치에 다중 디스크 클러치(22)를 단단히 유지하기 위해서, 스핀들/너트 장치의 스핀들(22)은 맞물린 최종 위치 및 분리된 최종 위치를 위해 리세스(42, 44)의 형태로 각 멈춤 사이트를 구비한다. 스핀들/너트 장치의 너트(14)는 볼(52, 54)의 형태인 멈춤 요소를 수용하기 위한 대응하는 블라인드 구멍을 포함하며, 상기 볼(52, 54)은 관련 스프링 요소(46, 48)에 의해 바이어스되며, 너트(14)와 함께 로터(16)가 각 최종 위치로 이동된다면 각 리세스(42, 44)를 맞물리기에 적합하다. 또한, 나사는 2개의 최종 위치를 제공하도록 베이오넷 캐치의 형태로 설계될 수 있다. 전기 기계(20)는 전기 모터 또는 전기 발전기로 전기 기계(20)를 작동시키기 위한 전자 제어 유닛(ECU)과 연결된다.
본 발명의 구성에 의해 다중 디스크 클러치의 비맞물림 위치(즉, 로터(16)가 너트(14)에 로크되지 않음)일지라도 전기 기계(20)의 발전기 작동이 허용된다.
또한, 전자 제어 유닛(ECU)은 제 1 샤프트(10)의 회전(양 및 방향)을 표시하는 전자 제어 유닛(ECU)에 신호를 제공하는 회전 변환기(60)의 형태인 센서 장치와 연결되어 있다. 전자 제어 유닛(ECU)은 전기 모터 모드에서 전기 기계(20)를 제 1 샤프트(10)의 속도와 상이한 속도로 작동시켜서, 다중 디스크 클러치를 각기 결합 위치 또는 분리 위치로 이동시키기에 적합하다.
분리된 최종 위치에 있어서, 전기 기계는 또한 전자 제어 유닛(ECU)과 결합된 축압기(62)를 충전하기 위한 발전기로서 작동될 수 있다. 이것은 자동차에서의발전기를 필요없게 할 수 있다.
본 발명의 장치가 전체로서의 전기 기계가 충분한 전력을 제공하도록 자동 동력변속 기어박스내의 몇몇 위치에 제공된다면, 전기적으로 구동된 연속 기관이 개별 다중 디스크 클러치 및 유성 기어박스의 적당한 위치로 회전되게 할 가능성이 있다. 따라서, 본 발명의 장치는 또한 시동기가 필요없게 할 수 있다.
마지막으로 도면은 본 발명의 원리를 설명하는데 도움을 주기 위한 것이며; 본 발명의 기능적인 실시예의 실제 치수 및 비례는 변화될 수 있다. 당 업자들에게 자명하고 본 발명의 영역내에서, 개시된 다중 디스크 클러치 뿐만 아니라 건식 클러치에 본 발명의 해결책을 적용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 각 기어비를 선택하기 위한 적어도 하나의 기어박스 조립체(9, 10)와,
    유성 기어의 개별 요소를 파지 또는 해제하기 위해서 제어된 방식으로 작동될 수 있으며, 토크 전달을 차단함이 없이 기어 변속 작동을 허용하는 적어도 하나의 다중 디스크 클러치(4, 5, 22)로서, 상기 다중 디스크 클러치는 서로 맞물리고 서로에 대해서 축방향 압축에 의해서 마찰 결합될 수 있는 제 1 및 제 2 디스크 세트(24, 26)를 포함하며, 상기 제 1 디스크 세트(24)는 제 1 샤프트(10)와 결합되고, 제 2 디스크 세트(26)는 제 2 샤프트(28)와 결합되며, 상기 다중 디스크 클러치는 로터(16) 및 스테이터(18)를 포함하는 전기 기계(20)와 전동으로 연결되어, 2개의 디스크 세트(24, 26)를 전기 기계에 의해서 마찰 결합시키고 분리시키는, 상기 적어도 하나의 다중 디스크 클러치(4, 5, 22)를 포함하는 자동 동력변속 기어박스에 있어서,
    상기 전기 기계(20)의 로터(16)는 회전 운동을 스러스트 운동으로 변환시키기 위해서 기어박스(12, 14)에 의해서 샤프트(10, 28)중 하나상에서 회전방향으로 그리고 축방향으로 이동가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 운동을 스러스트 운동으로 변환시키기 위한 기어박스가 스핀들/너트 장치(12, 14)이며, 이 장치중 하나의 부분(12)은 회전되지 않고 축방향으로 이동되지 않는 방식으로 샤프트(10, 28)중 하나와 연결되며, 상기 장치중 다른 부분(14)은 회전되지 않고 축방향으로 이동되지 않는 방식으로 로터(16)와 연결되는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전류 공급시에 전기 기계(20)의 로터(16)는 그 회전 속도 및/또는 회전방향에 따라 좌우되는 제 2 또는 제 1 샤프트(28, 10) 각각에 대해서 축방향 이동을 실행하며, 무전류 상태는 기본적으로 이것이 실행되는 샤프트(10, 28)의 속도를 갖고 있는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 기계(20)의 로터(16)는 이 로터(16)를 지지하는 샤프트(10, 28)에 배치된 디스크 세트(26)와 회전가능하게 연결되어 있으며, 이에 의해 로터(16)의 축방향 이동시에 2개의 디스크 세트(24, 26)는 마찰 결합되거나 분리되는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기 기계(20)의 로터(16)는 축방향으로 적어도 부분적으로 유연성이 있는 스프링 요소에 의해서 디스크 세트(26)와 회전가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기 기계(20)는 비동기 기계 또는 영구 자계 기계인 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 스핀들/너트 장치(12, 14)중 요소(12)는 각각 하나의 로킹 위치(42, 44)와 맞물린 최종 위치 그리고 분리된 최종 위치를 갖고 있으며, 상기 스핀들/너트 장치(12, 14)중 다른 요소(14)는 각 로킹 위치(42, 44)에서 로크되기에 적합한 로킹 요소(52, 54)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기 기계(20)는 전자 제어 유닛(ECU)과 연결되며, 상기 전자 제어 유닛(ECU)은 전기 기계(20)를 전기 모터로서 또는 전기 발전기로서 작동시키기에 적합한 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(ECU)은 제 1 샤프트(10)의 회전을 표시하는 신호를 제공하기에 적합한 센서 장치(60)와 연결되어 있으며;
    상기 전자 제어 유닛(ECU)은 전기 모터 모드에서 전기 기계(20)를 제 1 샤프트(10)의 속도와 상이한 속도로 작동시켜서, 다중 디스크 클러치를 각기 결합 위치 또는 분리 위치로 이동시키기에 적합한 것을 특징으로 하는
    자동 동력변속 기어박스.
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