KR20210015815A - 출력 변환식 다단 변속기 - Google Patents

출력 변환식 다단 변속기 Download PDF

Info

Publication number
KR20210015815A
KR20210015815A KR1020207034085A KR20207034085A KR20210015815A KR 20210015815 A KR20210015815 A KR 20210015815A KR 1020207034085 A KR1020207034085 A KR 1020207034085A KR 20207034085 A KR20207034085 A KR 20207034085A KR 20210015815 A KR20210015815 A KR 20210015815A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
brake
gear
stage
teeth
Prior art date
Application number
KR1020207034085A
Other languages
English (en)
Inventor
이아니슬라브 크라스테브
바엘 모하메트
토비아스 슐리텐바우어
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20210015815A publication Critical patent/KR20210015815A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/663—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with conveying rotary motion between axially spaced orbital gears, e.g. RAVIGNEAUX
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
    • B60K17/08—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing of mechanical type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2038—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with three engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2066—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using one freewheel mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2079—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches
    • F16H2200/2082—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches one freewheel mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2702/00—Combinations of two or more transmissions
    • F16H2702/02—Mechanical transmissions with planetary gearing combined with one or more other mechanical transmissions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은, 제1 선 기어(18)를 중심으로 순환하고 제1 링 기어(26) 내에서 순환하는 하나 이상의 다단 유성 기어(20)를 구비한 출력 변환식 다단 변속기(10)에 관한 것이다. 제1 링 기어(26)는 로킹 가능한 프리휠(28) 내에 수용된다. 다단 유성 기어(20)의 제1 유성 기어단(22)은 제1 링 기어(26) 내에서 순환하는 반면, 제2 유성 기어단(24)은 하나 이상의 브레이크(34)가 할당되는 제2 링 기어(36) 내에서 순환한다.

Description

출력 변환식 다단 변속기
본 발명은, 제1 선 기어를 중심으로 순환하는 하나 이상의, 특히 하나의 유성 기어 트레인을 구비하는 출력 변환식 다단 변속기와, 차량 내에서의 그 사용에 관한 것이다.
CN 104875608 A호는 전기차 구동축에 관한 것이다. 이러한 해결책에 따르면, 전기 기계가 동축 배열로 차량에 통합되어 차동 기어를 구동한다. 차동 기어, 특히 케이지를 형성하는 베벨 기어들은 제1 축 구동부 및 제2 축 구동부를 구동하며, 재차 이러한 축 구동부들에는 차량의 구동 차륜들이 수용된다. CN 104875608 A호로부터 공지된 E-축 세트에서는 상이한 변속단들이 변속될 수는 있지만, 변속 가능성이 제한된다.
본 발명에 따라, 제1 선 기어를 중심으로 순환하고 제1 링 기어 내에서 순환하는 하나 이상의 다단 유성 기어를 구비한 출력 변환식 다단 변속기가 제안되며, 이때 제1 링 기어는 로킹 가능한 프리휠 내에 수용되고, 하나 이상의 다단 유성 기어의 제1 유성 기어단은 제1 링 기어 내에서 순환하는 반면, 제2 유성 기어단은 하나 이상의 브레이크가 할당되는 제2 링 기어 내에서 순환한다.
2개의 브레이크들 및 하나의 프리휠의 제공을 통해, 상이한 변속비들 간의 기어단 변속이 실행될 수 있다. 또한, 2개의 브레이크들의 체결은 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기의 완전 잠금과, 이로 인해 주차 잠금(parking lock) 기능의 형성을 가능하게 한다. 하나의 브레이크만 사용되는 경우, 프리휠의 잠금을 위한 로킹 장치가 제2 브레이크의 기능을 담당할 수 있다. 본 발명에 따라 제안된 해결책을 통해, 무시할 수 없는 중량 감소가 달성되고, 또한 본 발명에 따른 출력 변환식 다단 변속기의 현저한 복잡도 감소와, 프리휠의 사용을 통한 현저한 비용 절감이 달성된다.
본 발명에 따라 제안된 해결책의 일 개선예에서, 제1 유성 기어단은 톱니 수 "z_p1"을 갖는 톱니부를 구비하고, 제2 유성 기어단은 톱니 수 "z_p2"를 갖는 톱니부를 구비하며, 이때 z_p1 > z_p2이다.
제1 브레이크는 제1 위치에서 제2 링 기어에 할당될 수 있는 반면, 제2 브레이크는 제1 위치에서 제2 선 기어에 할당될 수 있다.
대안적으로, 제1 브레이크는 제2 위치에서 하나 이상의 다단 유성 기어의 웹 샤프트에 할당되는 반면, 제2 브레이크는 제2 위치에서 제2 링 기어에 할당될 수 있는 가능성이 존재한다.
마지막으로, 제1 브레이크는 제2 위치에서 하나 이상의 다단 유성 기어의 웹 샤프트에 할당되는 반면, 제2 브레이크는 제1 위치에서 제2 선 기어에 할당될 수 있는 가능성도 언급될 수 있다.
본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기에서는, 제1 브레이크가 체결되고, 프리휠이 차단 해제될 때, 하기 관계식에 따른 제1 변속비 "i_1"이 제시된다.
i_1 = 1 - ((z_h2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
이 경우,
z_h2: 제2 링 기어의 톱니 수
z_p2: 제2 유성 기어단의 톱니 수
z_p1: 제1 유성 기어단의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어의 톱니 수
제2 변속비 "i_2"가 하기 관계식을 통하여, 제1 브레이크가 개방되고, 로킹 장치에 의해 프리휠이 차단될 때 형성될 수 있다.
i_2 = 1 - (z_h1/z_s1)
이 경우,
z_h1: 제1 링 기어의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어의 톱니 수
또한, 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기에서는, 제1 브레이크가 개방되고, 제2 브레이크가 체결되며, 프리휠이 차단 해제될 때, 하기 관계식에 따라 제시된 후진 기어단이 형성될 수 있다.
i_R = 1 - ((z_s2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
이 경우,
z_s2: 제2 선 기어의 톱니 수
z_p2: 제2 유성 기어단의 톱니 수
z_p1: 제1 유성 기어단의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어의 톱니 수
출력 변환식 다단 변속기에서 주차 잠금 기능은, 3개의 변속 요소들, 즉 로킹 장치를 구비한 프리휠, 제1 브레이크, 및 제2 브레이크 중 2개 이상의 변속 요소들의 체결을 통해 출력 변환식 다단 변속기가 전체적으로 차단됨으로써 구현될 수 있다.
마지막으로, 출력 변환식 다단 변속기는 동일한 회전 방향의 2개의 상이한 변속비들 "i_1" 및 "i_2"와, 변속비 "i_R"을 갖는 후진 기어단을 구현한다는 것이 강조되어야 한다.
본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기는, 제1 링 기어에 할당된 로킹 가능한 프리휠에 의해, "i_1" 및 "i_2"의 변속비에서 존재하는 회전 방향에 반대되는 회전 방향, 즉 변속비 "i_R"을 갖는 후진 기어단을 취하도록 변속될 수 있다.
본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기의 개선예에서, 출력 변환식 다단 변속기는 차량의 구동축에 대한 축평행 배열로 배열될 수 있으며, 예를 들어 스퍼 기어단을 통하여, 구동축에 통합된 차동 기어를 구동시킬 수 있다.
대안적으로, 전기 기계의 고정자 및 회전자와 마찬가지로 출력 변환식 다단 변속기를 동축 배열로 차량의 구동축에 통합시키는 가능성이 존재한다. 동축 배열로 배열된 전기 기계와, 구동축에 통합된 출력 변환식 다단 변속기는 차동 기어와 함께, 부분 전동화된 파워 트레인을 구비한 차량용 E-축 모듈을 형성한다.
본 발명에 따라 제안된 해결책을 통해, 2개의 변속단들 "i_1" 및 "i_2"와, 변속비 "i_R"을 갖는 후진 기어단 기능과, 주차 잠금 기능을 구현하는 고성능 변속기가 제공된다. 특히, 유성 기어 세트들의 출력 변환 가능성이 제시되며, 효율 증가도 달성될 수 있다는 사실이 강조되어야 한다. 상이한 위치들에 장착될 수 있는 제1 브레이크 및 제2 브레이크의 사용과, 로킹 장치에 의해 차단 가능한 프리휠의 사용은, 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기의 상이한 실시예들을 가능하게 한다. 각각의 실시예에서는 3개의 변속비들, 즉 "i_1", "i_2", 및 반대 회전 방향의 "i_R"이 제공된다. 각각의 변속 형태들에서, 제1 기어단에서의 변속비 "i_1"과 제2 기어단의 변속비 "i_2"는 하나의 회전 방향에 적용되고, 변속비 "i_3"는 후진 기어단 기능의 구현을 위한 그 반대 회전 방향에 적용된다.
3개의 변속기 요소들, 즉 제1 브레이크, 제2 브레이크, 및 프리휠 용 로킹 기능부의 사용을 통하여, 열거된 변속기 요소들 중 2개 이상의 변속기 요소들이 체결될 때, 출력 변환식 다단 변속기는 주차 잠금 기능으로 전환될 수 있다. 하나의 브레이크만 사용된다면, 프리휠은 로킹 장치에 의해 차단될 수 있고, 주차 잠금 기능을 담당할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 하기에 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기를 도시한 도면이고,
도 2는 제1 브레이크 및 제2 브레이크가 배열된 위치들의 제1 실시예를 도시한 도면이며,
도 3은 2개의 브레이크들의 배열 위치의 제2 실시예를 도시한 도면이고,
도 4는 2개의 브레이크들이 배열될 수 있는 제3 실시예를 도시한 도면이며,
도 5는 차량 구동축에 평행한 출력 변환식 다단 변속기의 축평행 배열을 도시한 도면이고, 그리고
도 6은 E-축 모듈로서, 전기 기계의 고정자 및 회전자와, 출력 변환식 다단 변속기와, 그리고 차동 장치의 동축 배열을 도시한 도면이다.
도 1에는 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기(10)의 일 실시예가 도시되어 있다.
이 경우, 도 1에 개략적으로만 배열된 전기 기계(12)는 출력 변환식 다단 변속기(10)의 구동 샤프트(14)를 구동한다. 또한, 출력 변환식 다단 변속기(10)는 피동 측에 피동 샤프트(16)를 포함한다. 구동 샤프트(14) 상에는 다단 유성 기어(20)의 순환의 중심이 되는 제1 선 기어(18)가 수용된다. 다단 유성 기어(20)는 제1 링 기어(26) 내에서 순환한다. 다단 유성 기어(20)는 제1 유성 기어단(22) 및 제2 유성 기어단(24)을 포함한다. 제1 링 기어(26)는, 로킹 장치(30)에 의해 차단 또는 차단 해제될 수 있는 프리휠(28) 내에 장착된다. 프리휠(28)은 출력 변환식 다단 변속기(10)의 하우징(32) 상에 지지된다.
도 1에 따른 도시에서 알 수 있는 바와 같이, 출력 변환식 다단 변속기(10)는 제1 브레이크(34) 및 제2 브레이크(40)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제1 브레이크(34)는 제2 링 기어(36)에 할당된다. 제2 브레이크(40)는 제2 선 기어(38)에 할당된다. 제1 브레이크(34)와 제2 브레이크(40)의 상이한 장착 위치들은 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 하기에 더 자세히 설명된다.
또한, 도 1에는, 제1 유성 기어단(22)의 톱니 수(z_p1)가 제2 유성 기어단(24)의 톱니 수(z_p2)를 초과하도록 다단 유성 기어(20)가 형성되는 것으로 나타난다. 제1 유성 기어단(22)이 제1 선 기어(18)를 중심으로 제1 링 기어(26) 내에서 순환하는 반면, 다단 유성 기어(20)의 제2 유성 기어단(24)은 제2 선 기어(38)를 중심으로 제2 링 기어(36) 내에서 순환한다. 도 1에 도시된 다단 유성 기어(20)는 웹 샤프트(44)가 연결된 유성 캐리어(42)에 수용된다.
도 2에 따른 도시에는 출력 변환식 다단 변속기(10) 내의 제1 브레이크(34) 및 제2 브레이크(40)의 제1 배열 가능성이 나타난다.
제1 브레이크(34)는 하우징(32)에 수용된 상태로 제1 위치(52)에 위치한다. 제1 위치(52)에 장착된 상태의 제1 브레이크(34)에 의해, 제2 유성 기어단(24)과 맞물리는 제2 링 기어(36)가 제동될 수 있다. 이러한 제2 유성 기어단은 재차 제2 선 기어(38)와 맞물린다. 도 2에 따른 도시에서, 제2 선 기어(38)에는, 자신의 제1 위치(46)에 위치한 제2 브레이크(40)가 할당된다. 도 1에 따른 도시와 유사하게, 도 2의 도시에 따른 출력 변환식 다단 변속기(10)는 구동 샤프트(14) 및 피동 샤프트(16)를 포함한다. 구동 샤프트(14)에는 다단 유성 기어(20)의 순환의 중심이 되는 제1 선 기어(18)가 수용된다. 이러한 다단 유성 기어는, 로킹 장치(30)를 포함하는 프리휠(28)에 의해 하우징(32) 상에 형성되는 제1 링 기어(26)와 추가로 맞물린다.
제1 유성 기어단(22)과 제2 유성 기어단(24)의 양 톱니부들이 톱니 수 "z_p1" > 톱니 수 "z_p2"가 되도록 형성됨으로써, 변속비가 사전 결정될 수 있다. 예를 들어, 출력 변환식 다단 변속기의 제1 기어단에서, 제1 브레이크(34)는 체결되고, 프리휠(28)은 맞물리지 않는다. 제1 기어단에서는 하기 관계식에 따른 변속비 "i_1"이 설정된다.
i_1 = 1 - ((z_h2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
이 경우,
z_h2: 제2 링 기어(36)의 톱니 수
z_p2: 제2 유성 기어단(24)의 톱니 수
z_p1: 제1 유성 기어단(22)의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수
반면, 제1 브레이크(34)가 개방되고, 프리휠(28)이 로킹 장치(30)의 활성화를 통해 차단, 즉 체결되면, 제2 기어단에서 변속비 "i_2"가 설정된다.
i_2 = 1 - (z_h1/z_s1)
이 경우,
z_h1: 제1 링 기어(26)의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수
도 2에 도시된 바와 같은 구성에 따른 출력 변환식 다단 변속기에서는, 제1 브레이크(34)는 개방 상태이고, 제2 브레이크(40)는 체결되며, 프리휠(28)은 맞물리지 않는 경우, 후진 기어단으로 변속비 "i_R"이 형성될 수 있다. 후진 기어단에서의 변속비는 하기와 같이 형성된다.
i_R = 1 - ((z_s2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
이 경우,
z_s2: 제2 선 기어(38)의 톱니 수
z_p2: 제2 유성 기어단(24)의 톱니 수
z_p1: 제1 유성 기어단(22)의 톱니 수
z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수
또한, 출력 변환식 다단 변속기(10)에서는 주차 잠금 기능도 구현될 수 있다. 주차 잠금 기능의 구현을 위해서는, 3개의 변속기 요소들, 즉 제1 브레이크(34), 제2 브레이크(40), 및 프리휠(28) 용 로킹 장치(30) 중 2개의 변속기 요소들이 체결되어야 한다.
도 2에 따른 출력 변환식 다단 변속기(10)의 실시예에 따라, 제1 브레이크(34)는 제1 위치(52)에 위치하는 반면, 제2 브레이크(40)는 자신의 제1 위치(46)에 배열된다.
반면, 도 3에 따른 실시예에서, 제1 브레이크(34)는 측방향으로 오프셋된 상태로, 다단 유성 기어(20)의 제1 유성 기어단(22) 및 제2 유성 기어단(24)이 수용되는 웹 샤프트(44)의 연장부 상의 자신의 제2 위치(54)에 위치한다. 도 3에 따른 실시예에서, 제2 브레이크(40)는 제2 위치(48)에 배열된다. 출력 변환식 다단 변속기(10)의, 도 3에 도시된 실시예에서는, 제2 선 기어(38)가 피동 샤프트(16) 상에 수용된다.
도 4에 따른 실시예에서, 제1 브레이크(34)는 도 3에 따른 변형예와 유사하게 자신의 제2 위치(54)에 위치하는 반면, 제2 브레이크(40)는 자신의 제1 위치(46)에 배열된다. 도 4에 따른 변형예에서, 제2 링 기어(36)는 출력 변환식 다단 변속기(10)의 피동부에서 피동 샤프트(16)와 직접 연결된다.
도 2에 도시된 배열에서는, 출력 변환식 다단 변속기(10)에서 2단 기어로서 사용하기 위한 제2 선 기어(38)가 생략될 수 있다. 반면, 제2 브레이크(40)는 제2 선 기어(38)와 함께 후진 기어단의 형성을 가능하게 한다.
도 3에 따른 실시예에서, 출력 변환식 다단 변속기(10)는 동일한 회전 방향의 3개의 상이한 변속비들을 가능하게 한다.
도 4에 따른 변형예에서는, 제1 링 기어(26) 상의 프리휠(28)에 의해, 제1 브레이크(34) 및 제2 브레이크(40)의 작동 시에 구현 가능한 것과는 다른 회전 방향이 설정될 수 있다.
도 5에는 축평행 배열(74)의, 본 발명에 따라 제안된 출력 변환식 다단 변속기가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 도면에 개략적으로 도시된 전기 기계(12)는 제1 스퍼 기어단(56)을 구동한다. 이들로 인해, 출력 변환식 다단 변속기(10)의 구동 샤프트(14) 내로 구동이 도입된다. 구동 샤프트(14)에는 다단 유성 기어(20)의 제1 유성 기어단(22)과 맞물리는 제1 선 기어(18)가 수용된다. 재차, 이러한 제1 유성 기어단은, 로킹 장치(30)에 의해 차단될 수 있는 프리휠(28)을 통해 출력 변환식 다단 변속기(10)의 하우징(32)에 수용되는 제1 링 기어(26) 내에서 순환한다.
도 5에 따른 도시에서, 제1 브레이크(34)는 자신의 제1 위치(52)에 위치하는 반면, 제2 브레이크(40)는 자신의 제1 위치(46)에서 제2 선 기어(38)에 할당된다.
유성 캐리어(42)에 수용된 다단 유성 기어(20)는 피동 샤프트(16)에 작용하며, 이러한 피동 샤프트는 재차 제2 스퍼 기어단(58)을 통해 차동 기어(60)를 구동한다. 차동 기어(60)는 복수의 베벨 기어들로 형성된 케이지(62)를 포함한다. 차동 기어(60)의 피동 측에서, 차량의 제1 차륜(68)에 대한 제1 차축부(66)와 제2 차륜(72)에 대한 제2 차축부(70)가 연장된다.
도 6에 따른 도시에는 출력 변환식 다단 변속기(10)의 동축 배열(76)과, 구동축(64) 내로의 출력 변환식 다단 변속기의 통합이 나타난다.
본 도면에 전체적으로 도시된 출력 변환식 다단 변속기(10)는 구동축(64)의 제1 차축부(66)를 중심으로 대칭으로 구성된다. 도 6에 따른 도시에 나타나는 바와 같이, 출력 변환식 다단 변속기(10)의 동축 배열(76)로 전기 기계(12)의 고정자(78) 및 전기 기계(12)의 회전자(80)가 구동축(64)에 통합된다. 회전자(80)는 구동 샤프트(14)를 직접 구동한다. 도 6에 따른 도시에 도시되는 다단 유성 기어들(20)은 제1 선 기어(18)를 중심으로 순환한다. 이 경우, 도시된 다단 유성 기어들(20)의 각각의 제1 유성 기어단들(22)은 제1 링 기어(26)의 내부 톱니부와 맞물린다. 이러한 제1 링 기어는 프리휠(28)에 의해 하우징(32)에 장착된다. 프리휠(28)은 로킹 장치(30)를 통해 차단될 수 있다.
도 6에 도시된 다단 유성 기어들(20)의 2개의 제2 유성 기어단들(24)은, 자신의 제1 위치(46)에 있는 제2 브레이크(40)가 할당되는 제2 선 기어(38)를 중심으로 순환한다. 반면, 제1 브레이크(34)는 자신의 제1 위치(52)에 위치하고, 더 작은 제2 링 기어(36)에 할당된다. 다단 유성 기어들(20)이 수용되는 웹 샤프트들(44)은, 차동 기어(60)를 구동시키는 피동 샤프트(16)와 피동 측에서 연결된다. 차동 기어의 케이지(62)는 복수의 베벨 기어들, 즉 제1 베벨 기어(82), 제2 베벨 기어(84), 제3 베벨 기어(86) 및 제4 베벨 기어(88)에 의해 형성된다. 차동 기어(60)의 케이지(62)로부터는, 제1 차축부(66)와 제2 차축부(70)가 2개의 차륜들(68 또는 72)의 방향으로 연장된다. 전기 기계(12)의 구성 요소들, 즉 전기 기계의 고정자(78)와 회전자(80)는 차동 기어(60) 및 출력 변환식 다단 변속기(10)와 함께, 통합된 유닛, 즉 도면 부호 "90"으로 식별되며 콤팩트한 구조 유닛을 나타내는 E-축 모듈을 형성한다.
본 발명은 본원에 설명된 실시예들 및 그러한 실시예들에서 강조된 양태들로 한정되지 않는다. 오히려, 청구범위들에 의해 명시된 범위 내에서, 전문가적 활동의 범주에 있는 복수의 변형예들이 가능하다.

Claims (15)

  1. 제1 선 기어(18)를 중심으로 순환하고 제1 링 기어(26) 내에서 순환하는 하나 이상의 다단 유성 기어(20)를 구비한 출력 변환식 다단 변속기(10)에 있어서,
    제1 링 기어(26)는 로킹 가능한 프리휠(28) 내에서 순환하고, 하나 이상의 다단 유성 기어(20)의 제1 유성 기어단(22)은 제1 링 기어(26) 내에서 순환하는 반면, 제2 유성 기어단(24)은 하나 이상의 브레이크(34, 40)가 할당되는 제2 링 기어(36) 내에서 순환하는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  2. 제1항에 있어서, 제1 유성 기어단(22)은 톱니 수 "z_p1"을 갖는 톱니부를 구비하고, 제2 유성 기어단(24)은 톱니 수 "z_p2"를 갖는 톱니부를 구비하며, 이때 z_p1 > z_p2인 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  3. 제1항에 있어서, 제1 브레이크(34)는 제1 위치(52)에서 제2 링 기어(36)에 할당되고, 제2 브레이크(40)는 제1 위치(46)에서 제2 선 기어(38)에 할당되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  4. 제1항에 있어서, 제1 브레이크(34)는 제2 위치(54)에서 하나 이상의 다단 유성 기어(20)의 웹 샤프트(44)에 할당되고, 제2 브레이크(40)는 제2 위치(48)에서 제2 링 기어(36)에 할당되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  5. 제1항에 있어서, 제1 브레이크(34)는 제2 위치(54)에서 하나 이상의 다단 유성 기어(20)의 웹 샤프트(44)에 할당되고, 제2 브레이크(40)는 제1 위치(46)에서 제2 선 기어(38)에 할당되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  6. 제3항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는, 제1 브레이크(34)가 체결되고, 프리휠(28)이 차단 해제될 때, 하기 관계식에 따라 제시된 제1 변속비 "i_1"을 형성하고,
    i_1 = 1 - ((z_h2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
    이 경우,
    z_h2: 제2 링 기어(36)의 톱니 수
    z_p2: 제2 유성 기어단(24)의 톱니 수
    z_p1: 제1 유성 기어단(22)의 톱니 수
    z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수인 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  7. 제3항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는, 제1 브레이크(34)가 개방되고, 로킹 장치(30)에 의해 프리휠(28)이 차단될 때, 하기 관계식에 따라 제시된 제2 변속비 "i_2"를 형성하고,
    i_2 = 1 - (z_h1/z_s1)
    이 경우,
    z_h1: 제1 링 기어(26)의 톱니 수
    z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수인 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  8. 제3항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는, 제1 브레이크(34)가 개방되고, 제2 브레이크(40)가 체결되며, 프리휠(28)이 차단 해제될 때, 하기 관계식에 따라 제시된 변속비 "i_R"의 후진 기어단을 형성하고,
    i_R = 1 - ((z_s2/z_p2)·(z_p1/z_s1))
    이 경우,
    z_s2: 제2 선 기어(38)의 톱니 수
    z_p2: 제2 유성 기어단(24)의 톱니 수
    z_p1: 제1 유성 기어단(22)의 톱니 수
    z_s1: 제1 선 기어(18)의 톱니 수인 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  9. 제3항에 있어서, 제1 브레이크(34)가 체결되고, 제2 브레이크(40)가 체결될 때, 또는 제1 브레이크(34)가 체결되고, 로킹 장치(30)에 의해 프리휠(28)이 차단될 때, 출력 변환식 다단 변속기(10)는 주차 잠금 기능을 취하는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  10. 제4항에 있어서, 동일한 회전 방향의 2개 이상의 상이한 변속비들 "i_1" 및 "i_2"가 구현 가능한 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  11. 제5항에 있어서, 제1 링 기어(26)에 할당된 로킹 가능한 프리휠(28)에 의해서는, 제1 브레이크(34) 및 제2 브레이크(40)에 의해 형성되는 회전 방향에 반대되는 회전 방향이 출력 변환식 다단 변속기(10)에 생성되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  12. 제1항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는 차량의 구동축(64)에 대한 축평행 배열(74)로 배열되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  13. 제12항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는 하나 이상의 스퍼 기어단(56, 58)을 통해 차량의 구동축(64)의 차동 기어(60) 또는 토크 벡터링(torque vectoring) 유닛을 구동시키는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  14. 제1항에 있어서, 상기 출력 변환식 다단 변속기는 전기 기계(12)의 고정자(78) 및 회전자(80)와 마찬가지로 동축 배열(76)로 차량의 구동축(64)에 통합되는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
  15. 제14항에 있어서, 동축 배열(76)로 배열된 전기 기계(12)와, 구동축(64)에 통합된 출력 변환식 다단 변속기(10)는 차동 기어(60)와 함께 차량용 E-축 모듈(90)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 출력 변환식 다단 변속기(10).
KR1020207034085A 2018-05-30 2019-05-15 출력 변환식 다단 변속기 KR20210015815A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018208583.8 2018-05-30
DE102018208583.8A DE102018208583A1 (de) 2018-05-30 2018-05-30 Lastschaltbares Mehrganggetriebe
PCT/EP2019/062456 WO2019228807A1 (de) 2018-05-30 2019-05-15 Lastschaltbares mehrganggetriebe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210015815A true KR20210015815A (ko) 2021-02-10

Family

ID=66647371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207034085A KR20210015815A (ko) 2018-05-30 2019-05-15 출력 변환식 다단 변속기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11448291B2 (ko)
EP (1) EP3803158B1 (ko)
JP (1) JP7036950B2 (ko)
KR (1) KR20210015815A (ko)
CN (1) CN112154279B (ko)
DE (1) DE102018208583A1 (ko)
WO (1) WO2019228807A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020201411A1 (de) 2020-02-05 2021-08-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltbares Getriebe sowie Anhängerachse und Fahrzeuganhänger mit derartigem Getriebe
DE102020112624A1 (de) 2020-05-11 2021-11-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebeeinrichtung für einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges
US11242915B1 (en) 2020-08-27 2022-02-08 GM Global Technology Operations LLC Selectable one-way clutch in two speed drive unit of electrical vehicle
DE102021111478A1 (de) 2021-05-04 2022-11-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe, einer Kupplung und einer Feststelleinrichtung
DE102021111476B3 (de) 2021-05-04 2022-07-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe, einer Kupplung und einer Feststelleinrichtung
DE102021208554A1 (de) 2021-08-06 2023-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe und Antriebsstrang für ein Fahrzeug
DE102021208553A1 (de) 2021-08-06 2023-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe und Antriebsstrang für ein Fahrzeug
DE102021208559A1 (de) 2021-08-06 2023-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe und Antriebsstrang für ein Fahrzeug
WO2024014128A1 (ja) * 2022-07-13 2024-01-18 ジヤトコ株式会社 ユニット

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1483727A (en) * 1973-08-17 1977-08-24 Volvo Ab Compound epicyclic transmission systems
US4702125A (en) * 1985-01-28 1987-10-27 Eaton Corporation High reduction transaxle for electric vehicle
JP2998428B2 (ja) * 1992-05-25 2000-01-11 トヨタ自動車株式会社 電気自動車用変速装置
JP2002122191A (ja) * 2000-10-11 2002-04-26 Toyota Motor Corp 変速機
DE102008000428A1 (de) * 2008-02-28 2009-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
KR101028543B1 (ko) * 2009-06-30 2011-04-11 현대자동차주식회사 차량용 자동 변속기의 기어 트레인
US8821337B2 (en) * 2010-05-21 2014-09-02 Gm Global Technology Operations, Llc Clutch assembly
DE102010032256B4 (de) * 2010-07-26 2018-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinheit
US20120149520A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Hydraulic Free Multispeed Transmissions for Electric Vehicles and Fuel Cell Hybrid Vehicles and Systems for Shifting the Same
AT512942B1 (de) 2012-08-24 2013-12-15 Avl List Gmbh Antriebseinheit
DE102012217509A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeeinheit mit Zahnradträger
DE102013217643A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-05 Zf Friedrichshafen Ag Nebenabtriebsgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102013225519A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Planetenradgetriebe und Antriebseinheit, insbesondere für Elektrofahrzeuge
DE102013226479B4 (de) * 2013-12-18 2022-08-18 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe
FR3029465B1 (fr) * 2014-12-08 2016-12-09 Punch Powerglide Strasbourg Transmission automatique pour vehicule hybride
DE102015104778A1 (de) 2015-03-27 2016-09-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
JP6523776B2 (ja) * 2015-04-30 2019-06-05 本田技研工業株式会社 制御装置
CN104875608A (zh) 2015-05-25 2015-09-02 清华大学苏州汽车研究院（相城） 一种中置电动机一体式两挡电动桥
DE102015215076A1 (de) * 2015-08-06 2017-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebesystem für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102016217248A1 (de) * 2016-09-09 2018-03-15 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102016222440B3 (de) * 2016-11-16 2017-12-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
CN207173269U (zh) * 2017-06-30 2018-04-03 上海汽车变速器有限公司 单电机三挡纯电动传动装置
CN107654591B (zh) * 2017-09-07 2020-03-27 上海奥觅电子科技有限公司 包含双行星齿轮组的多模式功率分流式混合动力变速器
DE102018208382A1 (de) * 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec

Also Published As

Publication number Publication date
US20210215232A1 (en) 2021-07-15
US11448291B2 (en) 2022-09-20
CN112154279B (zh) 2024-02-02
EP3803158B1 (de) 2022-09-21
JP7036950B2 (ja) 2022-03-15
EP3803158A1 (de) 2021-04-14
DE102018208583A1 (de) 2019-12-05
JP2021525349A (ja) 2021-09-24
CN112154279A (zh) 2020-12-29
WO2019228807A1 (de) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210015815A (ko) 출력 변환식 다단 변속기
US11649009B2 (en) Transmission for a bicycle
JP3578451B2 (ja) 駆動装置
CN112041594B (zh) 用于具有至少一个电机的车辆的多挡行星传动机构
CN110832226B (zh) 用于机动车电动动力传动设备的传动装置以及机动车用电动动力传动设备
JP3784845B2 (ja) 電気自動車用差動機構付減速装置
US20190382080A1 (en) Transmission for a Bicycle
US8585520B2 (en) Electrically variable transmission
US8088030B2 (en) Electrically variable transmission with modular construction
JP3578212B2 (ja) 駆動装置
KR20140109300A (ko) 전기기계에 사용하기 위한 시프트 기어박스
JP5733254B2 (ja) 自動変速機
CN107199874B (zh) 用于混合动力车辆的驱动组件
CN110088504B (zh) 尤其用于电驱动用途的可换挡两档变速器
CN110832225B (zh) 用于机动车电动动力传动设备的传动装置以及机动车用电动动力传动设备
JP2009143348A (ja) ハイブリッド車の駆動装置
KR20120123546A (ko) 구동 모터를 포함하는 차량휠 구동 장치
US20200317041A1 (en) Drive device for a vehicle axle of a two-track vehicle
WO2013114631A1 (ja) 車両用駆動装置
US10760653B2 (en) Transmission device for a motor vehicle
US10427516B2 (en) Drive device for a motor vehicle and method for operating a drive device
JP2003034155A (ja) 駆動装置
JP2003507668A (ja) 遊星歯車伝動装置
JP7285900B2 (ja) 特にｅＤｒｉｖｅ用途向けのシフト可能な２速トランスミッション
JP2017053388A (ja) 自動変速機

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal