KR20170113655A - 차량용 하이브리드 트랜스미션 및 전기 트랙션 장치의 토크 트랜스미션 방법 - Google Patents

차량용 하이브리드 트랜스미션 및 전기 트랙션 장치의 토크 트랜스미션 방법 Download PDF

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KR20170113655A
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앙투안 비뇽
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Abstract

본 발명은 열 엔진 및 전기 트랙션 장치(4)가 구비된 차량을 위한 하이브리드 트랜스미션에 관한 것으로서, 이것은 열 엔진 및 전기 장치에 각각 연결된 2 개의 동심인 주 샤프트(1,3)들을 구비하고, 중실의 제 1 샤프트(1)는 배터리 재충전 모드 또는 하이브리드 트랙션 모드에서 중공형 제 1 샤프트(3)에 연결될 수 있거나 또는 하이브리드 모드 또는 열 트랙션 모드에서 차량의 바퀴에 연결된 제 2 샤프트(19)상의 기어 휘일 디슨트(gear wheel descent)에 연결될 수 있고, 특정의 하이브리드 또는 전기 트랙션 모드들에서, 전기 장치(4)의 토크는 중공형 제 1 샤프트(3)로부터 중간 전달 샤프트(8)로, 전기 기어 선택 샤프트로 통과되고, 그로부터 2 개의 선택 가능한 전기 기어들중 하나에 있는 제 2 샤프트(19)로 전동될 수 있다.

Description

차량용 하이브리드 트랜스미션 및 전기 트랙션 장치의 토크 트랜스미션 방법
본 발명은 차량의 하이브리드 트랜스미션의 구조에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 열 엔진 및 전기 트랙션 장치가 제공된 차량의 하이브리드 트랜스미션에 관한 것으로, 이것은 열 엔진 및 전기 장치에 각각 연결된 동심의 2 개인 제 1 샤프트들을 포함하고, 중실(solid)의 제 1 샤프트는 배터리 재충전 모드 또는 하이브리드 트랙션 모드(hybrid traction mode) 동안 중공형 제 1 샤프트에 연결될 수 있거나, 또는 열적 모드 또는 하이브리드 트랙션 모드에서 차량의 바퀴에 연결된 제 2 샤프트상의 중간 기어에 연결될 수 있다.
본 발명은 또한 차량의 열 엔진에 연결된 중실 제 1 샤프트에 동심인 중공 제 1 하이브리드 트랜스미션 샤프트에 연결된 차량의 전기 트랙션 장치로부터 토크를 전달하기 위한 방법에 관한 것이다.
차량의 열 엔진 및 전기 트랙션 장치에 각각 연결된, 2 개의 동심 제 1 샤프트들을 가진 차량의 하이브리드 트랜스미션은, 엔진과 트랜스미션 사이에 입력 클러치를 필요로 하지 않는 특히 콤팩트한 환경에서 하이브리드 모드, 전기 트랙션(electric traction mode) 모드 및 열 트랙션 모드(thermal traction mode)를 조합할 수 있게 한다.
입력 클러치를 가지지 않고 2 개의 동심 제 1 샤프잘트들과 차량의 바퀴들에 연결된 하나의 제 2 샤프트를 가지는 하이브리드 트랜스미션은 프랑스 출원 FR 2973299 에 개시되어 있다. 이러한 트랜스미션은 2 개의 결합 부재들을 가지며, 그들중 하나는 제 1 샤프트들 사이에 배치되고 다음의 3 개 위치들을 취할 수 있다:
- 전기 장치를 차량의 바퀴에 연결하는 트랜스미션 시스템으로부터 열 엔진이 결합 해제되거나 또는 그에 결합됨.
- 열 엔진에 연결된 제 1 샤프트는 전기 장치의 보조와 함께 바퀴들을 구동하도록 제 2 샤프트에 결합됨.
- 열 엔진에 연결된 제 1 샤프트는 전기 장치의 제 1 샤프트에 결합됨으로써 그로부터의 토크를 조합하며, 상기 토크는 차량의 바퀴들에 공급됨.
이러한 트랜스미션은 열 엔진과 제 1 샤프트 사이에 입력 클러치를 가지지 않는다. 트랜스미션은 3 개의 전방 기어들을 가지며, 이들중 2 개의 제 1 기어들은 하이브리드 모드 및 전기 모드에서 사용될 수 있고, 제 3 기어는 하이브리드 모드 및 열 모드에서 사용될 수 있다. 트랜스미션은 또한 정지시 재충전 모드(recharge-when-stationary mode)를 가지며, 여기에서 열 엔진은 정지시에 전기 장치를 재충전한다. 그것의 길이는 치(teeth)의 3 개 세트, 2 개의 멈춤쇠 유닛(pawl unit) 및 차동부(differential)의 하나의 구동 피니언의 병치에 의하여 결정된다.
본 발명은 단축되었음에도 불구하고 등가(等價)이거나 또는 향상된 기능을 수행하는 하이브리드 트랜스미션을 제공하도록 의도된다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은 특정의 하이브리드 모드 또는 전기 트랙션 모드(electric traction mode)에서, 전기 장치로부터의 토크가 중공 제 1 샤프트로부터 중간 전달 샤프트를 통하여 전기 기어 선택 샤프트로 통과하고, 상기 토크는 2 개의 선택 가능 전기 기어들중 하나를 통하여 제 2 샤프트로 전달될 수 있는 것을 제안한다.
이러한 구성은 2 개의 결합 유닛들이 박스 안에서 하나가 다른 하나의 아래에 위치될 수 있게 하고, 중실의 제 1 샤프트와 제 2 샤프트 사이의 중간 기어는 다른 기어 휘일 아래에 위치될 수 있게 한다. 이것은 제 2 샤프트상의 하나의 결합 유닛과 치의 하나의 세트의 길이를 감소시킨다. 트랜스미션은 인용된 예에서보다 짧으며, 왜냐하면 그것의 길이는 인용된 예에서의 하나의 구동 피니언, 2 개의 결합 유닛 및 치의 3 개 세트들 대신에, 오직 치의 3 개 세트들 및 하나의 결합 유닛의 병치에 의하여 결정되기 때문이다.
제 1 실시예에 따르면, 전기 선택 샤프트(electrical selection shaft)는 제 2 기어에 대한 아이들 기어(idler gear) 및, 제 1 기어를 선택하기 위한 아이들 기어에 대한 제 1 듀얼 결합 유닛을 지탱하는 반면에, 중실의 제 1 샤프트는 제 3 기어를 선택하기 위한 아이들 기어 및, 제 3 기어를 위한 아이들 기어 및 제 1 샤프트들을 위한 제 2 듀얼 결합 유닛을 지탱한다.
제 2 실시예에 따르면, 전기 선택 샤프트는 제 3 기어를 위한 아이들 기어 및 제 1 기어를 위한 아이들 기어의 제 1 듀얼 결합 유닛을 지탱하는 반면에, 제 1 샤프트는 제 2 기어를 선택하기 위한 아이들 기어의 제 1 샤프트들에 대한 제 2 듀얼 결합 유닛을 지탱한다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에 제공된 비 제한적인 실시예에 대한 설명에서 보다 명확하게 기재되어 있다.
도 1 은 제안된 트랜스미션의 제 1 실시예에 대한 구조적인 개략도이다.
도 2 는 제안된 트랜스미션의 단순화된 단면도이다.
도 3 은 중립인 트랜스미션을 도시한다.
도 4 는 제 2 전기 기어를 도시한다.
도 5 는 제 1 전기 기어를 도시한다.
도 6 은 정지시 재충전 모드를 도시한다.
도 7 은 제 1 하이브리드 기어를 도시한다.
도 8 은 제 2 하이브리드 기어를 도시한다.
도 9 는 제 3 하이브리드 기어를 도시한다.
도 10 은 제 3 하이브리드 기어상의 전기 토크의 다른 경로를 도시한다.
도 11 은 제 3 하이브리드 기어상의 전기 토크의 다른 경로를 도시한다.
도 12 는 트랜스미션의 제 2 실시예를 도시한다.
도 13 은 도 12 의 제 1 변형예를 도시한다.
도 14 는 도 12 의 제 2 변형예를 도시한다.
도 15 는 트랜스미션의 제 3 혼합 실시예를 도시한다.
도 1 및 도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열 엔진 및 전기 트랙션 장치(4)가 제공된 차량의 하이브리드 트랜스미션을 개략적으로 도시한 것이다. 이러한 하이브리드 트랜스미션은 열 엔진 및 전기 장치(4)의 플라이휘일(flywheel, 2)에 각각 연결된 2 개의 동심(concentric) 제 1 샤프트(1,3)를 가진다. 중실 제 1 샤프트(solid primary shaft, 1)는 배터리 충전 모드 또는 하이브리드 트랙션 모드(hybrid traction mode) 동안에 중공 제 1 샤프트(3)에 연결될 수 있거나, 또는 하이브리드 모드 또는 열 트랙션 모드(heat traction mode) 동안에 차량의 바퀴에 연결된 제 2 샤프트(19)상의 중간 기어(5,19a)에 연결될 수 있다.
트랜스미션은 4 개의 샤프트들을 가지는데, 그것의 공간 구성은 도 2 에 도시되어 있다. 제 1 라인은 듀얼(dual)이어서, 동심의 중실 샤프트(1) 및 중공 샤프트(3)를 포함한다. 중실 제 1 샤프트(1)는 열 엔진(미도시)의 플라이휘일(2)에 연결되며, 이것은 예를 들어 듀얼 매스 플라이휘일(dual mass flywheel)이다. 중공 제 1 샤프트(3)는 전기 트랙션 장치(4)에 연결된다. 도 1 은 제 1 샤프트(1,3) 위에 배치된 전달 샤프트(8)를 도시하며, 이것은 제 1 라인의 움직임을 전기 기어 선택 샤프트(12)에 전달한다. 트랜스미션의 제 2 샤프트(19)는 전기 선택 샤프트(12) 및 차동부(20)에 연결된다. 특정의 하이브리드 또는 전기 트랙션 모드에서, 전기 장치(4)로부터의 토크는 중공 제 1 샤프트(3)로부터 중간 전달 샤프트(8)를 통하여 전기 기어 선택 샤프트(12)로 통과되는데, 여기에서 상기 토크는 2 개의 선택 가능 전기 기어들중 하나에 대한 기어 휘일(18, 19b)에 의하여 제 2 샤프트(19)로 전달될 수 있다.
중실 제 1 샤프트(1)는 제 3 기어를 위한 아이들 기어(idler gear, 5) 및 듀얼 결합 유닛(6,7)을 지탱하는데, 듀얼(dual) 결합 유닛(6,7)은 제 1 샤프트들을 위한 제 1 결합부(coupler, 6) (C-Coplage) 및 제 3 기어(R3)를 위한 제 2 결합부(7)를 포함한다. 이러한 결합부들은 예를 들어 습식 클러치(wet clutches), 원추 클러치(conical clutches) 또는 대형 싱크로메쉬 기어(large synchromesh gear)이다. 중공형 제 1 샤프트(3)는 그것의 전달 기어(3a)를 통하여, 전기 기어(electrical gear, R1, R2)들의 적어도 2 개의 고정된 기어(9,11)를 유지하는 전달 샤프트(8)와 맞물려서, 전기 선택 샤프트(12)상의 2 개의 아이들 기어(13,14)와 맞물린다. 샤프트(12)는 기어(R1, R2)를 위한 제 2 의 듀얼 결합 유닛(dual coupling unit, 16,17) 및, 트랜스미션의 제 2 샤프트(19)의 구동 피니언(19b)상의 앵글 기어(angle gear, 18)를 유지한다.
제 1 라인의 제 1 결합부(6)는 중공 제 1 샤프트(3)가 중실 샤프트(1)에 결합될 수 있게 하여, 예를 들어 하이브리드 모드에서 그것의 토크를 조합시킨다. 제 2 결합부(7)는 제 3 기어를 선택하는데 사용된다. 이러한 트랜스미션의 특정한 특징들중 하나는 이들 2 개의 결합 수단을 동시에 사용하는 성능이어서, 동일한 기어에서 열적 모드 및 하이브리드 모드(열 엔진 더하기 전기 장치)로부터 장점을 얻는다. 요약하면, 전기 선택 샤프트(12)는 제 2 기어를 위한 아이들 기어(14) 및 제 1 기어를 선택하기 위한 아이들 기어(13)의 제 1 듀얼 결합 유닛(16,17)을 유지하는 반면에, 중실의 제 1 샤프트(1)는 제 3 기어를 위한 아이들 기어(5) 및 제 1 샤프트(1,3)의 제 2 듀얼 결합 유닛(6,7) 및 제 3 기어를 선택하기 위한 아이들 기어(5)를 유지한다. 이러한 제 1 실시예에서, 결합 유닛(16,17 및 6, 7)이 바람직스럽게는 멀티 디스크 클러치(multi-disk clutch)들이다.
도 1 및 도 3 에서, 4 개의 결합부들(C-Couplage, C-R1, C-R2, C-R3, C-R4)이 개방되어 있다. 차량의 바퀴들로 토크가 전달되지 않으며, 트랜스미션은 중립의 상태이다.
도 4 는 제 2 기어(R2)가 전기 모드에 있는 것을 도시한다. 결합부(C-R2)는 폐쇄되어 있다. 전기 장치(4)에 의해 공급되는 토크는 중공 샤프트(3) 및 그것의 전달 기어(3a)로부터 중간 샤프트(8)로 전달된다. 그것으로부터, 토크는 기어휘일(11, 14)을 통하여 전기 선택 샤프트(12)로 전달되고, 다음에 기어 휘일(18,19a)을 통하여 제 2 샤프트로 전달된다. 이러한 전달 상태는 전기 모드에서 중간 속도로 구동하는데 유용하다. 그와 같은 것으로서, 동일한 것이 "시외 전기 모드(extraurban electric mode)"로서 설명될 수 있다.
도 5 에서, 결합부(C-R2) 대신에, 폐쇄된 것은 전기적인 제 1 기어 결합부(C-R1)이다. 중간 샤프트(8)로부터, 토크는 기어 휘일(9,13)을 통하여 전기 선택 샤프트(12)로 전달되고, 다음에 기어 휘일(18,19a)을 통해 제 2 샤프트(19)로 전달된다. 이러한 트랜스미션 상태는 전기 모드에서 저속으로 구동하는데 유용하다. 그와 같은 것으로서, 동일한 것은 "시내 전기 모드(urban electric mode)"로서 설명될 수 있다.
스마트 충전(smart charge) 또는 정지시 충전(chrge-when stationary) 모드에서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 결합부(C-couplage, 6)는 폐쇄된다. 2 개의 제 1 샤프트(1,3)는 결합된다. 열 엔진이 회전할 때, 그로부터의 움직임은 전기 장치(4)로 전달되고, 전기 장치는 차량의 배터리들을 재충전하는 발전기로서 작용한다.
도 7 에서, 2 개의 결합부들인 C-R1 및 C-Couplage 는 폐쇄된다. 트랜스미션은 전기 기어가 로우(low) 상태이기 때문에 하이브리드 모드인, "하이브리드 시내(hybrid urban)"로서 설명된다.
도 8 에서, 2 개의 결합부들인 C-R2 및 C-Couplage 는 폐쇄된다. 트랜스미션은 전기 기어가 하이(high)이기 때문에 "하이브리드 시외(hybrid extraurban)"로서 설명된다.
도 9 에서, 2 개의 결합부들인 C-R3 및 C-couplage 는 폐쇄된다. 결합부에 의해서 선택되는 기어(R3)는 트랜스미션에서 가장 높은(highest) 상태이기 때문에, 트랜스미션은 "하이브리드 고속 도로(hybrid expressway)"로서 설명된 하이브리드 모드이다.
도 10 에서, 다른 하이브리드 모드가 도시되어 있는데, 여기에서 제 1 샤프트(1,3)는 결합되지 않으며 결합부(C-R1, CR3)는 동시에 폐쇄되어 있다. 이러한 모드는 "하이브리드 시내 2(hybrid urban 2)"로서 설명된다.
도 11 의 하이브리드 모드에서, 결합부(C-Couplage)도 개방되어 있다. 결합부(C-R2, C-R3) 모두는 폐쇄되어 있다. 이것은 "하이브리드 시외 모드 2(hybrid extraurban mode 2)"로서 설명된다.
이러한 트랜스미션의 다음의 기술적인 특성들은 특히 유리하다:
이것은 토크리스-변경(torqueless-change) 트랜스미션이다.
전기 장치는 하이브리드 모드에서 제 3 기어(R3)상에서 사용될 수 있다.
제 1 샤프트의 결합부 덕분에 기어를 변경할 때 엔진이 신속하게 동기화된다.
차량은 열적 모드(thermal mode)에서 시동될 수 있다.
이러한 트랜스미션은 제 3 기어(R3)상에서 하이브리드 모드를 가진다.
결합부(C-Coupler)의 점진적인 폐쇄는 전기 장치로 열 엔진을 발진시킴으로써 시동을 가능하게 한다 ("범프 시동(bump starting))".
이러한 트랜스미션은 특히 짧다. 이러한 장점은 우선적으로 길이 방향에서 트랜스미션이 오직 3 개의 치 섹션(teeth section)들 및 하나의 결합 유닛을 가지기 때문에 얻어진다. 더욱이 제 2 샤프트상에 결합 수단이 없기 때문에 제 2 샤프트와 차동부 사이의 중심-대-중심 거리는 짧다. 더욱이, 제 2 기어(R2)는 제 3 기어(R3)를 향한다. 마지막으로, 결합부를 향하는 기어휘일이 없다는 사실 및 중실 샤프트(3,12)상의 결합부들의 배치는 중심-대-중심 거리를 감소시키는데 도움이 된다.
도 12, 도 13 및 도 14 의 변형예에서, 제 2 및 제 3 기어들의 아이들 기어(14,5)는 각각 이전의 도면들에 대하여 역전되어 있다. 전기 선택 샤프트(12)는 제 3 기어를 위한 아이들 기어(5) 및 제 1 기어를 위한 아이들 기어(13)에 대한 제 1 듀얼 결합 유닛(22)을 유지하는 반면에, 중실의 제 1 샤프트(1)는 제 2 기어를 선택하기 위한 아이들 기어(14) 및 제 1 샤프트(1,3)의 제 2 듀얼 결합 유닛(21)을 유지한다.
상기 도면들에 있는 결합부들은 2 개의 멈춤쇠 결합부(pawl coupler, 21, 22)에 의하여 대체되었는데, 멈춤쇠 결합부는 중실 제 1 샤프트(1)상의 결합 유닛(6,7) 대신에 그리고 전기 선택 샤트프(12)상의 결합 유닛(16,17) 대신에 각각 배치된다. 이러한 멈춤쇠 결합부는 토크를 중단시키지만, 트랜스미션의 길이를 더욱 감소시킬 수 있으며, 그에 의하여 보다 체적이 있는 전기 장치가 사용될 수 있게 한다. 멈춤쇠(pawl)로써, 도 9 에 도시된 바와 같은 제 3 기어(R3)에 있는 전기 장치에 의한 "하이브리드 고속도로(hybrid expressway)" 모드에는 더 이상 접근될 수 없으며, 왜냐하면 제 1 결합부(21)에 의한 기어의 결합은 2 개의 제 1 샤프트(1,3)의 결합을 억제하기 때문이다. 도 12 에 도시된 구성에서, 전기 선택 샤프트(12)상의 제 1 및 제 3 기어(R1, R3) 및 제 1 결합부상의 열적 제2 기어(R2)로써, 상이한 기어 범위들이 선택될 수 있다. 중간 샤프트(8)는 제 1 기어(R1)의 고정 기어(9) 및, 제 3 기어(R3)의 고정 기어(8a)를 유지하는데, 이것은 전기 선택 샤프트(12)의 제 1 기어(R1) 및 제3 기어(R3)의 아이들 기어(13,5)와 맞물린다.
변형예로서, 트랜스미션의 감소되는 길이는 통상적인 기어박스의 길이를 초과시키지 않으면서 제 4 기어를 추가하는데 이용될 수 있다. 이러한 해법은 도 13 에 도시되어 있으며, 이것은 도 12 의 기어(R1, R2, R3)들의 배치를 도시한다. 제 4 기어(R4)는 제 2 샤프트(19)상의 기어휘일(18, 19a)에 의하여 전기 중간 기어(electrical intermediate gear)의 외측에 추가되었다. 중실의 제 1 샤프트(1)는 제 3 멈춤쇠 결합부(25)와 제 2 샤프트(19)의 고정 기어와 맞물리는 제 4 기어휘일(23)을 가진다. 중실 제 1 샤프트(1)는 제 2 샤프트(19)상의 제 4 고정 기어(24)와 맞물리는 제 4 아이들 기어(23)를 유지한다. 트랜스미션은 제 3 멈춤쇠 결합부(25)가 샤프트(19)상의 제 4 아이들 기어(23)를 결합되게 한다. 이러한 해법은 유연성을 제공하는 장점을 가진다. 이러한 변형예에서, 제 4 기어(R4)는 제 1 샤프트(1)의 베어링들 사이에 배치될 수 있거나 또는 외측에 배치될 수 있다: 제 4 아이들 기어(23)와 제 3 결합부(25)는 다음에 도면에 도시된 바와 같이 전기 선택 샤프트(12)와 제 2 샤프트(19) 사이에서 중간 기어(18, 19a) 외측에 배치된다.
다른 변형예는 도 14 에 도시된 바와 같이, 롤러 교류기(roller alternator)와 같은 제 2 전기 장치(26)를 열 엔진을 향한 중실 제 1 샤프트상에 추가하도록 트랜스미션의 길이 감소를 사용하는 것을 포함한다. 중실 제 1 샤프트(1)는 전기 선택 샤프트(12)와 제 2 샤프트(19) 사이에서 중간 기어(18,19a) 외측에 배치된 제 2 전기 트랙션 장치(electric traction machine)를 지탱한다.
이러한 "표준 마이크로-하이브리드"의 주요 장점은 시동기로부터의 그 어떤 소음 없이도 열 엔진의 신속하고 조용한 시동이 가능하다는 점이다. 열 엔진의 시동 시간을 줄이는 것은 하이브리드 차량에서 운전 안락성을 보장하는 필수적인 판단 기준이다. 이러한 구성은 열 엔진이 견인(traction)을 위하여 사용되고 있지 않을 때 열 엔진의 연결을 해제시키고 열 엔진을 정지시키기도 한다. 더욱이, 제 2 전기 장치는 추월시에 현저한 파워 부스트(power boost)를 제공한다. 이러한 구성은 전기 장치만을 가지고, 엔진 브레이크 없이, 낮은 부하를 제공하거나 또는 유지하도록, 예를 들어 "항행(sailing)" 모드에서 엔진 브레이크가 일시적으로 선행되었을 때, 감속하는 동안 전기적인 재생(electrical regeneration)을 이용하여 소비를 현저하게 향상시킬 수 있다.
제 2 전기 장치(26)도 전기적인 동기화(electric synchronization) 또는 "e-동기화"를 사용하여 기어 변경을 향상시키는데 도움이 될 수 있다. 열 엔진에 직접적으로 결합된 이러한 전기 장치는 공전할 때 열 엔진의 매우 정확한 제어를 가능하게 한다. 엔진의 속도는 전기 장치와 정확하게 동기화될 수 있다. 공전하는 엔진의 제어 속도는 기계적인 동기화 장치 없이도 속도 변화의 감소 및 충격 변화의 감소를 초래한다. 이러한 동기화 모드는 열 엔진의 감속을 포함하는 고속 기어로의 변경(upshifting)시에 특히 현저할 수 있다.
마지막으로, 상기 제 2 전기 장치는 열 엔진의 플라이휘일에 의해 저장된 운동 에너지를 회복할 수 있게 한다.
도 14 에 도시된 구조는 결합부(22)의 위치에 따라서, 제 1 및 제 3 기어들의 "표준 하이브리드(standard hybrid)" 모드에서 트랜스미션이 작동할 수 있게 한다. 이러한 모드들은 적은 연료 소비 및 운전 안락성 때문에 저부하(low load) 및 저속(low speed)에 특히 적절하다(예를 들어, 도심에서 또는 교통 체증시에 적절하다).
이러한 모드들은 견인에 독립적인 최적의 부하 레벨로 촉매를 가열하는데도 유용하다. 이것은 배터리에 촉매를 가열함으로써 발생되는 에너지를 저장하면서, 배기를 감소시키는데 도움이 된다. 더욱이, 만약 전기 모드에서 특정의 기어 변속중에 시동되지 않으면서 열 엔진이 구동된다면, 토크로써 변속이 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 제 2 전기 장치(26)를 통한 토크 보상을 이용하여 제 1 전기 기어로부터 제 3 전기 기어로 토크로써 변속이 이루어질 수 있다.
도 15 는 트랜스미션의 "혼합된" 실시예를 도시하며 이것은 특정의 경제적인 장점을 제공한다. 이러한 실시예에서, 전기 선택 샤프트(12)상에 제 1 클러치(16) 및 제 2 클러치(17)가 있다. 역으로, 중실 제 1 샤프트(1)는 도 11, 도 12 및 도 13 에 도시된 바와 같이 멈춤쇠 결합부(22)를 지탱한다. 따라서 제 1 결합 유닛(16,17)은 다수의 디스크 클러치로 구성되는 반면에, 제 2 결합 유닛(21)은 멈춤쇠 결합부이다. 이러한 해법은 토크로써 변속을 유지하지만, 열 엔진은 그것이 맞물렸을 때 보조 없이 자체 동기화되어야 한다.
본 발명의 실시예들 모두 및 위에서 설명된 비 제한적인 변형예들의 모두에서, 차량의 열 엔진에 연결된 중실 제 1 샤프트에 동심(concentric)인 중공 제 1 하이브리드 트랜스미션 샤프트에 연결된 차량의 전기 트랙션 장치로부터 토크를 전달하는 방법은 같다: 전기 장치로부터의 토크는 중공 제 1 샤프트로부터 중간 전달 샤프트를 통해서 전기 기어 선택 샤프트로 통과되며, 여기에서 상기 토크는 2 개의 선택 가능 전기 기어(20)들중 하나를 통하여, 차량의 바퀴들에 연결된 제 2 트랜스미션 샤프트에 전달될 수 있다.
1.3. 제 1 샤프트 4. 전기 트랙션 장치
5. 아이들 기어 6.7. 듀얼 결합 유닛
8. 중간 전달 샤프트 19. 제 2 샤프트

Claims (10)

  1. 열 엔진 및 전기 트랙션 장치(electric traction machine, 4)가 제공된 차량의 하이브리드 트랜스미션(hybrid transmission)으로서, 상기 하이브리드 트랜스미션은 열 엔진 및 전기 장치에 각각 연결된 2 개의 동심(concentric) 제 1 샤프트(1,3)를 구비하고,
    중실의 제 1 샤프트(1)는, 배터리 충전 모드에서 또는 하이브리드 트랙션 모드들(hybrid traction modes) 동안에 중공 제 1 샤프트(3)로의 연결이 가능하거나, 또는 하이브리드 모드 또는 열적 트랙션 모드에서 차량 바퀴들에 연결된 제 2 샤프트(19)상의 중간 기어로의 연결이 가능하도록, 제 1 샤프트(1,3)들의 듀얼 결합 유닛(dual coupling unit, 6,7;21) 및 기어 선택을 위한 아이들 기어(idler gear, 5)를 지탱하고,
    특정의 하이브리드 또는 전기 트랙션 모드들에서, 전기 장치(4)의 토크는 중공 제 1 샤프트(3)로부터 중간 전달 샤프트(8)를 통하여 전기 기어 선택 샤프트(electrical gear selection shaft)로 통과되며, 그로부터 상기 토크는 2 개의 선택 가능한 전기 기어들중 하나에 있는 제 2 샤프트(19)로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 하이브리드 트랜스미션.
  2. 제 1 항에 있어서, 전기 선택 샤프트(12)는 제 1 기어의 선택을 위한 아이들 기어(13) 및 제 2 기어의 아이들 기어(14)의 듀얼 결합 유닛(16, 17;22)을 지탱하고,
    중실 제 1 샤프트(1)는 제 3 기어의 선택을 위한 아이들 기어(5) 및, 제 1 샤프트(1,3)와 제 3 기어의 선택을 위한 아이들 기어(5)의 듀얼 결합 유닛(6, 7;21)을 지탱하는 것을 특징으로 하는, 차량의 하이브리드 트랜스미션.
  3. 제 2 항에 있어서, 결합 유닛(16, 17)(6, 7)들은 멀티 디스크 클러치(multi-disk clutch)들로 구성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  4. 제 2 항에 있어서, 제 1 결합 유닛(16,17)은 멀티-디스크 클러치들로 구성되고, 제 2 결합 유닛(21)은 멈춤쇠 결합부(pawl coupler)인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  5. 제 1 항에 있어서, 전기 선택 샤프트(12)는 제 1 기어를 위한 하나의 아이들 기어(13) 및 제 3 기어를 위한 하나의 아이들 기어(5)의 제 1 듀얼 결합 유닛(22)를 지탱하고, 중실 제 1 샤프트(1)는 제 2 기어의 선택을 위한 아이들 기어(14) 및 제 1 샤프트(1,3)를 위한 제 2 듀얼 결합 유닛(21)을 지탱하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  6. 제 5 항에 있어서, 결합 유닛(21,22)은 멈춤쇠 결합부(pawl coupler)들인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 중실 제 1 샤프트(1)는 제 3 멈춤쇠 결합부(25) 및 제 2 샤프트(19)의 고정 기어(fixed gear)에 맞물린 제 4 기어휘일(23)을 지탱하는, 하이브리드 트랜스미션.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 4 아이들 기어(23) 및 제 3 결합부는 전기 선택 샤프트(12)와 제 2 샤프트(19) 사이에서 중간 기어(18, 19a) 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 중실 제 1 샤프트(1)는 전기 선택 샤프트(12)와 제 2 샤프트(19) 사이에서 중간 기어(18, 19a) 외측에 배치된 제 2 전기 트랙션 장치를 지탱하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 트랜스미션.
  10. 차량의 열 엔진에 연결된 중실의 제 1 샤프트(1)에 동심인 중공 제 1 하이브리드 트랜스미션 샤프트(3)에 연결된 차량의 전기 트랙션 장치로부터 토크를 전달하는 방법으로서,
    전기 장치(4)로부터의 토크는 중공 제 1 샤프트(3)로부터 중간 전달 샤프트(8)를 통하여 전기 기어 선택 샤프트로 통과되고, 상기 토크는 선택 가능한 전기 기어들중 하나에서, 차량의 바퀴들에 연결된 제 2 트랜스미션 샤프트(19)에 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 전기 트랙션 장치로부터 토크를 전달하는 방법.





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