KR20230112545A - 자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기 - Google Patents

자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기 Download PDF

Info

Publication number
KR20230112545A
KR20230112545A KR1020230006486A KR20230006486A KR20230112545A KR 20230112545 A KR20230112545 A KR 20230112545A KR 1020230006486 A KR1020230006486 A KR 1020230006486A KR 20230006486 A KR20230006486 A KR 20230006486A KR 20230112545 A KR20230112545 A KR 20230112545A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
planetary gear
gear set
shifting
drive
shift
Prior art date
Application number
KR1020230006486A
Other languages
English (en)
Inventor
요하네스 글뤽클러
슈테판 렌너
다비드 리틀러
슈테판 슈퓔러
Original Assignee
젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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 젯트에프 프리드리히스하펜 아게 filed Critical 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Publication of KR20230112545A publication Critical patent/KR20230112545A/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
    • 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
    • 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
    • F16H3/666—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
    • 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
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • 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
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B60K17/046—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel with planetary gearing having orbital motion
    • 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
    • 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
    • B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • 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
    • B60K17/22—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • 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
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • 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
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • 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
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40—Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/404—Electro-magnetic actuators, e.g. with an electromagnet not rotating for moving a clutching member
    • 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
    • F16H2200/0017—Transmissions for multiple ratios specially adapted for four-wheel-driven vehicles
    • 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
    • F16H2200/0021—Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • 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
    • F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three 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
    • F16H2200/201—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three 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
    • F16H2200/2094—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
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

본 발명은 구동 샤프트(9), 출력 샤프트(10), 제1 유성 기어 세트(P1), 제2 유성 기어 세트(P2) 및 제3 유성 기어 세트(P3)를 포함하는 자동차 변속기(6)에 관한 것으로, 상기 구동 샤프트(9)는 전기 기계(5)와의 결합을 위해 제공된다. 또한, 적어도 기능적으로 제1 시프팅 요소(A), 제2 시프팅 요소(B) 및 제3 시프팅 요소(C)가 제공된다. 또한, 본 발명은 구동 유닛(4), 구동 차축(3) 및 전기 자동차에 관한 것이다.

Description

자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기{MOTOR VEHICLE TRANSMISSION, IN PARTICULAR ELECTRIC VEHICLE TRANSMISSION}
본 발명은, 구동 기계와의 연결을 위해 제공된 구동 샤프트; 출력 샤프트; 그리고 각각 썬 기어, 유성 스파이더(planetary spider) 및 링 기어 형태의 제1 요소, 제2 요소 및 제3 요소를 각각 하나씩 갖는 제1 유성 기어 세트, 제2 유성 기어 세트 및 제3 유성 기어 세트;를 포함하는 자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기에 관한 것으로, 적어도 기능적으로 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소가 제공되며, 제1 유성 기어 세트의 제1 요소는 구동 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결되고, 제3 유성 기어 세트의 제2 요소는 출력 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 또한, 본 발명은 앞서 언급한 자동차 변속기를 구비한 구동 유닛, 구동 차축 및 전기 자동차에 관한 것이다.
전기 자동차에서, 전기 기계의 구동 운동을 특히 감속 변속하여 구동 휠로 전달하기 위해, 각각의 구동 트레인 내에 부분적으로 각각의 전기 기계와 전기 자동차의 구동 휠들 사이에 자동차 변속기가 제공된다. 전기 상용차에서는 1단 변속(single-speed) 변속기 외에 2단 이상의 기어를 변속할 수 있는 변속기도 사용된다.
WO 2015/082166 A1호로부터 전기 자동차용 구동 유닛이 개시되며, 이 구동 유닛은 전기 기계와 자동차 변속기로 구성된다. 자동차 변속기는 3개의 유성 기어 세트에 더하여 복수의 시프팅 요소도 포함하며, 이들 시프팅 요소의 선택적 작동을 통해 상이한 기어단들의 시프팅하에 자동차 변속기의 구동 샤프트와 출력 샤프트가 결합될 수 있다. 이 경우, 구동 샤프트는 전기 기계의 회전자와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 유성 기어 세트들은 각각 제1 요소, 제2 요소 및 제3 요소로 구성되며, 이들 중 하나는 썬 기어로서, 하나는 유성 스파이더로서, 그리고 하나는 링 기어로서 형성된다. 유성 기어 세트의 요소들 중 하나는 구동 샤프트 및 그에 따라 회전자와도 일체로 회전 가능하게 연결되는 한편, 다른 하나의 요소는 영구적으로 출력 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결된다.
전술한 선행 기술에 근거하여, 이제 본 발명의 과제는 콤팩트한 구조에서 상이한 기어단들이 구현될 수 있게 하는 자동차 변속기를 제공하는 것이다. 특히, 상기 자동차 변속기는 전기 자동차의 구동 유닛에서 사용하기에 적합해야 한다.
상기 과제는 특유의 특징이 결합된 청구항 제1항의 전제부에 기초하여 해결된다. 이에 후행하는 종속항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 명시한다. 본 발명에 따른 자동차 변속기를 갖는 구동 유닛은 또한 청구항 제10항 및 제11항의 대상이다. 또한, 청구항 제12항 및 제13항은 그러한 구동 유닛을 구비한 구동 차축에 관한 것이다. 마지막으로, 청구항 제14항은 또한 전기 자동차에 관한 것이다.
본 발명에 따라 자동차 변속기는 구동 기계와의 연결을 위해 제공된 구동 샤프트; 출력 샤프트; 그리고 각각 썬 기어, 유성 스파이더 및 링 기어 형태의 제1 요소, 제2 요소 및 제3 요소를 각각 하나씩 갖는 제1 유성 기어 세트, 제2 유성 기어 세트 및 제3 유성 기어 세트;를 포함한다. 또한, 적어도 기능적으로 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소가 제공된다. 나아가, 제1 유성 기어 세트의 제1 요소는 구동 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결되는 한편, 제3 유성 기어 세트의 제2 요소는 출력 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결된다.
본 발명의 의미에서 "샤프트"는 변속기의 회전 가능한 부품을 의미하며, 이 부품을 통해 구성요소들 간에 동력 흐름이 안내될 수 있고, 이를 위해 필요한 경우 적어도 기능적으로 제공된 관련 시프팅 요소가 작동될 수 있다. 각각의 샤프트는 축방향으로 또는 반경방향으로 또는 축방향과 반경방향 모두로 구성요소들을 서로 연결할 수 있다. 따라서 각각의 샤프트는, 반경방향 연결만을 구현하는 중간 피스로서도 존재할 수 있다.
본 발명의 의미에서 "축방향"이란, 변속기의 회전 가능한 구성요소, 특히 변속기의 샤프트 및 유성 기어 세트의 요소들의 회전축에 평행한, 변속기의 종방향 중심축 방향의 배향을 의미한다. "반경방향"이란 변속기의 각각의 구성요소의 직경 방향의 배향을 의미한다.
본 발명에 따른 자동차 변속기에서 구동 샤프트는 구동 기계로의 구동측 결합을 생성하도록 제공된다. 이를 위해, 구동 샤프트에는 특히 구동 샤프트와 구동 기계의 결합부가 형성될 수 있는 연결 지점이 장착된다. 구동 기계와 구동 샤프트 사이의 이러한 결합은 자동차 변속기가 설치된 상태에서, 자동차 변속기의 구동 샤프트의 속도와 구동 기계의 속도 사이에 항상 고정된 속도비가 존재하는 형태로 이루어진다. 따라서, 본 발명의 범주에서, 구동 샤프트와 구동 기계 사이에 필요한 경우 예컨대 평기어 단 및/또는 유성 단(planetary stage)과 같은 적어도 하나의 추가 변속단이 제공될 수 있으며, 이들 추가 변속단을 통해 구동 기계의 회전 운동이 사전 변속되어 구동 샤프트로 전달될 수 있다. 그러나, 특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 자동차 변속기의 구동 샤프트에 구동 기계가 일체로 회전하도록 연결됨에 따라, 구동 기계와 구동 샤프트가 작동 중에 동일한 속도로 작동된다.
상기 자동차 변속기는 특히, 전기 기계 형태의 구동 기계를 구비한 구동 샤프트에 연결되도록 의도된 전기 자동차 변속기이다. 이 전기 기계의 회전자는, 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 중간 변속단을 통해 변속기의 구동 샤프트와 결합될 수 있다. 그러나 전기 기계의 회전자는 특히 바람직하게 본 발명에 따른 자동차 변속기가 설치된 상태에서 구동 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결된다.
본 발명에 따른 자동차 변속기에서, 구동 샤프트와 출력 샤프트는 특히 서로 동축으로 배치되고, 더 바람직하게는 유성 기어 세트도 구동 샤프트 및 출력 샤프트와 동축으로 배치된다. 이를 통해 반경방향으로 특히 컴팩트한 자동차 변속기의 구조가 구현될 수 있다.
유성 기어 세트는 각각 제1 요소, 제2 요소 및 제3 요소로 구성되며, 개별 유성 기어 세트의 요소들은 각각 하나의 썬 기어, 하나의 유성 스파이더 및 하나의 링 기어로 형성된다. 개별 유성 기어 세트는 특히 바람직하게 마이너스 유성 기어 세트로서 존재하며, 여기서 각각의 유성 스파이더는 적어도 하나의 유성 기어를 회전 가능하게 지지된 방식으로 안내하고, 적어도 하나의 유성 기어는 각각의 썬 기어 및 각각의 링 기어 모두와 톱니 맞물림 상태에 있다. 각각의 유성 기어 세트를 마이너스 유성 기어 세트로서 구현할 경우, 특히 각각의 유성 기어 세트의 제1 요소는 각각의 썬 기어이고, 각각의 유성 기어 세트의 제2 요소는 각각의 유성 스파이더이고, 각각의 유성 기어 세트의 제3 요소는 각각의 링 기어이다.
이에 대한 대안으로, 원칙적으로 하나 이상의 유성 기어 세트가 플러스 유성 기어 세트로 구성될 수도 있다. 이 경우, 각각의 유성 스파이더는 적어도 하나의 유성 기어 쌍을 회전 가능하게 지지하고, 이들 유성 기어 중 하나의 유성 기어는 각각의 썬 기어와 그리고 하나의 유성 기어는 각각의 링 기어와 톱니 맞물림 상태에 있다. 또한, 적어도 하나의 유성 기어 쌍의 유성 기어들은 서로 맞물린다. 이 경우, 마이너스 유성 기어 세트로서의 구현과 달리, 바람직하게 각각의 유성 기어 세트의 제1 요소는 썬 기어이고, 각각의 유성 기어 세트의 제2 요소는 링 기어이며, 각각의 유성 기어 세트의 제3 요소는 유성 스파이더이다. 또한, 마이너스 유성 기어 세트로서의 실시예와 비교하여, 각각의 유성 기어 세트의 고정 기어비(stationary gear ratio)도 1만큼 증가되어야 한다. 그러나, 이미 전술한 바와 같이, 본 발명의 의미에서 모든 유성 기어 세트는 바람직하게 마이너스 유성 기어 세트로서 구현된다. 더 바람직하게는 본 발명에 따른 전기 자동차 변속기의 경우 정확히 3개의 유성 기어 세트가 제공된다.
본 발명에 따른 자동차 변속기는 적어도 기능적으로 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소를 구비하며, 이들 시프팅 요소의 선택적 작동에 의해 구동 샤프트와 출력 샤프트 간에 특히 상이한 기어단이 구현될 수 있다. 특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 자동차 변속기의 경우 기능상 정확히 3개의 시프팅 요소가 제공되며, 이들 시프팅 요소를 통해 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 정확히 3개의 상이한 기어단이 시프팅될 수 있다. 그러나 원론적으로는 본 발명의 범주에서 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소 외에 적어도 기능적으로 하나 이상의 추가 시프팅 요소가 더 제공될 수도 있다.
각각의 시프팅 요소가 "적어도 기능적으로" 제공된다는 것은, 본 발명의 의미에서 본 발명에 따른 자동차 변속기에서 적어도 상기 각각의 시프팅 요소의 각각의 기능이 매핑(mapping)됨을 의미한다. 상세하게는, 시프팅 요소가 실제로 물리적으로 단일 시프팅 요소로서 존재할 수 있거나, 그 기능이 예컨대 시프팅 장치와 같은 또 다른 구성요소에 의해 매핑될 수 있다. 이 경우, 기능을 매핑하는 구성요소는 하나의 장치에서 2개 이상의 시프팅 요소의 기능을 결합할 수 있다.
본 발명은 이제 제3 유성 기어 세트의 제3 요소가 고정된다는 기술적 교시를 포함한다. 또한, 제2 유성 기어 세트의 제3 요소는 제3 유성 기어 세트의 제2 요소 및 출력 샤프트와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 제1 유성 기어 세트의 제2 요소와 제2 유성 기어 세트의 제1 요소가 서로 일체로 회전 가능하게 연결되는 한편, 제2 유성 기어 세트의 제2 요소와 제3 유성 기어 세트의 제1 요소가 서로 일체로 회전 가능하게 연결된다. 제1 유성 기어 세트의 제3 요소는 제1 시프팅 요소를 통해 고정될 수 있고, 제2 유성 기어 세트의 제2 시프팅 요소에 의해 제2 유성 기어 세트의 제2 요소 및 제3 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 마지막으로, 제1 유성 기어 세트의 요소 중 2개는 제3 시프팅 요소를 통해 서로 일체로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
그에 상응하게 본 발명에 따른 전기 자동차 변속기에서 제1 유성 기어 세트의 제1 요소는 구동 샤프트와 지속적으로 일체로 회전 가능하게 연결되고, 그로 인해 제1 유성 기어 세트의 제1 요소와 구동 샤프트는 항시 동일한 속도로 작동한다. 또한, 제3 유성 기어 세트의 제2 요소와 제2 유성 기어 세트의 제3 요소는 영구적으로 서로 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써, 제3 유성 기어 세트의 제2 요소, 제2 유성 기어 세트의 제3 요소 및 출력 샤프트도 항시 동일한 속도를 갖는다. 제3 유성 기어 세트의 제3 요소는 지속적으로 고정되고, 그에 따라 제3 유성 기어 세트의 제3 요소는 영구적으로 회전 운동이 방지된다. 또한, 제1 유성 기어 세트의 제2 요소와 제2 유성 기어 세트의 제1 요소가 지속적으로 서로 일체로 회전 가능하게 연결되어 항시 함께 회전하는 한편, 제2 유성 기어 세트의 제2 요소와 제3 유성 기어 세트의 제1 요소도 영구적으로 서로 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써, 상기 제2 유성 기어 세트의 제2 요소와 제3 유성 기어 세트의 제1 요소는 항시 동일한 속도를 갖는다.
영구적으로 일체로 회전 가능한 개별 연결은 본 발명의 의미에서 바람직하게, 단일 부재로 또는 다중 부재로 존재할 수 있는 각각 하나의 중간 샤프트를 통해 구현된다. 또한, 본 발명의 범주에서, 각각의 샤프트가 하나의 구성요소 또는 일체로 회전 가능하게 연결된 2개의 구성요소와 일체형으로 구현되는 구성도 가능하며, 후자는 특히 변속기의 서로 영구적으로 연결된 구성요소들이 공간적으로 서로 가깝게 배치될 때 구현된다.
제1 시프팅 요소를 폐쇄하면 제1 유성 기어 세트의 제3 요소가 고정됨에 따라 이후 회전 운동이 방지된다. 반면에 제2 시프팅 요소가 폐쇄 상태로 전환되면, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소가 제2 유성 기어 세트의 제2 요소 및 제3 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결되며, 그 결과, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소, 제2 유성 기어 세트의 제2 요소 및 제3 유성 기어 세트의 제1 요소가 함께 회전하게 된다. 제3 시프팅 요소는 폐쇄 상태에서 제1 유성 기어 세트의 두 요소 사이의 일체 회전식 연결을 보장하고, 이는 제1 유성 기어 세트의 로킹(locking) 및 그에 따른 제1 유성 기어 세트의 블록 회전을 초래한다.
제3 유성 기어 세트의 제3 요소의 영구 고정 상태 및 제1 시프팅 요소를 통한 제1 유성 기어 세트의 제3 요소의 고정은 각각 특히, 각각의 요소가 영구 고정 부품과 일체로 회전 가능하게 연결되어 있거나 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써 수행된다. 상기 영구 고정 부품은 바람직하게 자동차 변속기의 변속기 하우징, 이 변속기 하우징의 일부 또는 이에 일체로 회전 가능하게 연결된 구성요소이다. 제3 유성 기어 세트의 제3 요소는 영구적으로 고정된 부품과도 일체형으로 구현될 수 있다.
적어도 기능적으로 존재하는 제3 시프팅 요소의 작동 상태에서는, 제1 유성 기어 세트의 3개 요소 중 2개가 서로 일체로 회전 가능하게 연결되고, 그에 따라 제1 유성 기어 세트가 로킹된다. 구체적으로 말하면, 본 발명의 범주에서 적어도 기능적으로 존재하는 제3 시프팅 요소의 작동 상태에서 제1 유성 기어세트의 제1 요소와 제2 요소, 제1 유성 기어세트의 제1 요소와 제3 요소, 또는 제1 유성 기어 세트의 제2 요소와 제3 요소가 서로 일체로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 변속기의 실시예는, 시프팅 요소들을 통해 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 복수의 상이한 기어단이 시프팅될 수 있다는 장점이 있으며, 그로 인해 자동차 변속기가 설치된 상태에서 상류(upstream) 구동 기계의 구동 운동이 상이한 변속비로 변환될 수도 있다. 특히, 자동차 변속기와 전기 기계 형태의 구동 기계의 조합으로 전기 자동차에서 사용하기에 적합한 구동 유닛이 제공될 수 있다. 이는 콤팩트한 구조를 갖는 본 발명에 따른 자동차 변속기의 구조로 인해 가능하며, 그에 따라 구동 운동이 발생되어야 하는 전기 자동차의 영역에, 예컨대 각각의 구동 차축에 직접 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 자동차 변속기에서, 제1 기어단은 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 제1 시프팅 요소의 폐쇄에 의해 도출되는 한편, 제2 기어단은 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 제2 시프팅 요소의 작동에 의해 시프팅될 수 있다. 또한, 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에서 제3 시프팅 요소의 폐쇄를 통해 제3 기어단이 형성될 수 있다. 이를 통해, 바람직한 방식으로 3개의 유성 기어 세트를 통한 적절한 동력 흐름 안내를 통해 자동차 변속기의 기어단의 적합한 형성이 구현된다. 2개의 시프팅 요소 간 전환에 의해 기어단 사이의 순차적 시프팅이 구현될 수 있다. 따라서, 1단 기어에서 2단 기어로 변경하려면 제1 시프팅 요소를 개방한 다음 제2 시프팅 요소를 작동해야 하는 한편, 2단 기어에서 3단 기어로 시프팅하려면 제2 시프팅 요소를 개방하고 제3 시프팅 요소를 폐쇄해야 한다.
바람직하게 시프팅 요소는 형상 결합식 시프팅 요소로서 구현되며, 이들은 특히 바람직하게 비동기 상시 물림식(constant-mesh) 시프팅 요소로서 구성된다. 형상 결합식 시프팅 요소로서의 시프팅 요소의 실시예는, 각각의 시프팅 요소가 개방 상태에 있을 때 상기 시프팅 요소에서 드래그 손실(drag loss)이 전혀 발생하지 않거나 약간만 발생한다는 장점이 있다. 이를 통해 자동차 변속기의 효율이 개선될 수 있다. 그 대안으로, 개별적인 또는 복수의 시프팅 요소가 차단 동기화 형태로 형상 결합식 시프팅 요소로서도 구현될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 개별적인 또는 복수의 시프팅 요소의 강제 결합식 시프팅 요소로서의 실시예도 고려되며, 상기 시프팅 요소는 특히 바람직하게 다판 시프팅 요소로서 존재할 수 있다. 이를 통해, 바람직한 방식으로 부하하에서 각각의 시프팅 요소의 작동이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제3 시프팅 요소가 작동 시 제1 유성 기어 세트의 제3 요소를 제1 유성 기어 세트의 제2 요소 또는 제1 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결하는 것이다. 즉, 이 경우, 적어도 기능적으로 존재하는 제3 시프팅 요소의 작동 상태에서 제1 유성 기어 세트의 로킹은, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소가 제1 유성 기어 세트의 제2 요소 또는 제1 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써 달성된다.
앞서 언급한 두 가지 버전이 조합된 개선예에서, 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소는, 제1 시프팅 위치, 제2 시프팅 위치 및 제3 시프팅 위치에 배치될 수 있는 결합 요소를 갖는 시프팅 장치에 의해 형성된다. 이 경우, 결합 요소는 제1 시프팅 위치에서 제1 시프팅 요소의 작동 상태를 기능적으로 매핑하고, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소를 고정한다. 제2 시프팅 위치에서 결합 요소는 제2 시프팅 요소의 작동 상태를 기능적으로 매핑하고, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소를 제2 유성 기어 세트의 제2 요소 및 제3 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결한다. 또한, 결합 요소는 제3 시프팅 위치에서, 제1 유성 기어 세트의 제3 요소를 제1 유성 기어 세트의 제2 요소 및 제1 유성 기어 세트의 제1 요소와 일체로 회전 가능하게 연결함으로써, 제3 시프팅 요소의 작동 상태를 기능적으로 매핑한다. 시프팅 장치에 의한 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소의 기능 맵핑은, 각각의 일체 회전식 연결이 컴팩트한 방식으로 적은 수의 부품으로 구현될 수 있다는 장점이 있다.
특히 바람직하게는, 결합 요소가 시프팅 위치들 사이에서 각각의 중립 위치에도 위치될 수 있고, 상기 개별 중립 위치에서는 제1 유성 기어 세트의 제3 요소의 결합이 수행되지 않는다. 이와 관련하여, 제1 시프팅 위치와 제2 시프팅 위치 사이에서 커플링 요소에 의해 제1 중립 위치가 취해질 수 있고, 제2 시프팅 위치와 제3 시프팅 위치 사이에서 제2 중립 위치가 취해질 수 있다.
특히 바람직하게는, 시프팅 장치의 결합 요소가 각각 하나의 가이드 톱니부에서 일체로 회전 가능하게 그리고 한 톱니부상에서 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 슬라이딩 슬리브 유형으로 구현되며, 상기 톱니부는 제1 유성 기어 세트의 제3 요소와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 또한, 이러한 유형의 결합 요소에는 특히 적어도 하나의 맞물림 톱니부가 장착되며, 이 맞물림 톱니부와 결합 요소가 각각의 시프팅 위치에서 각각의 관련 톱니들에 맞물린다. 이들 톱니는 각각, 개별 시프팅 위치에서 각각 결합 요소를 통해 제1 유성 기어 세트의 제3 요소와 일체로 회전 가능하게 연결되어야 하는 자동차 변속기의 구성요소(들)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 특히 바람직하게 결합 요소는 3개의 맞물림 톱니부를 갖는다.
본 발명의 한 구성 가능성에 상응하게, 출력 샤프트는 차동 기어장치와 결합된다. 이 차동 기어장치는 특히 횡방향 차동 장치(transverse differential)이며, 이 차동 기어장치는 더 바람직하게는 베벨 기어식 차동 장치(bevel gear differential)로서 구현된다. 이 경우, 횡방향 차동 장치를 통해 바람직하게, 자동차 변속기의 출력 샤프트로 전달된 구동 운동이 전기 자동차의 구동 차축의 종동 샤프트들(driven shaft)로 분배된다. 특히, 출력 샤프트는 차동 기어장치의 차동 케이지(differential cage)와 결합되고, 이러한 결합은, 출력 샤프트가 차동 케이지와 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써 또는 차동 케이지의 구동 크라운 기어와 톱니 맞물림 상태에 있는 평기어를 지지함으로써 수행될 수 있다. 나아가, 차동 기어장치는 구동력을 복수의 구동 차축으로 분배하는 종방향 차동 장치(longitudinal differential)일 수도 있다.
본 발명의 한 실시예에 따라, 유성 기어 세트는 구동 샤프트를 구동 기계에 연결하는 데 사용되는, 구동 샤프트의 연결 지점에서, 제1 유성 기어 세트, 제2 유성 기어 세트 및 제3 유성 기어 세트의 순서로 배열된다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전기 자동차 변속기의 한 적합한 구조가 달성될 수 있다. 그러나 본 발명의 범주에서, 구동 샤프트의 연결 지점을 따라 축방향으로 유성 기어 세트들의 다른 유형의 배열이 수행될 수도 있다.
전술한 실시예의 개선예에서, 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소는 축방향으로 제1 유성 기어 세트와 제2 유성 기어 세트 사이에 배열된다. 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소가 공통 시프팅 장치에 의해 형성되는 경우, 이 시프팅 장치는 바람직하게 축방향으로 제1 유성 기어 세트와 제2 유성 기어 세트 사이에 제공된다. 후자의 경우, 제1 시프팅 요소, 제2 시프팅 요소 및 제3 시프팅 요소를 기능적으로 형성하는 시프팅 장치의 결합 요소를 제1 시프팅 위치, 제2 시프팅 위치 및 제3 시프팅 위치로 각각 이동시킬 수 있는 제어 액추에이터가 마찬가지로 축방향으로 제1 유성 기어 세트와 제2 유성 기어 세트 사이에 배치된다. 이 제어 액추에이터는 특히 바람직하게 제1 유성 기어 세트 및 제2 유성 기어 세트에 대해 반경방향 외측에 놓이도록 배치되고, 중간 시프트 링키지를 통해 결합 요소와 연결된다.
본 발명의 대상은 또한, 전기 기계에 추가하여 전술한 실시예들 중 하나 이상의 실시예에 따른 자동차 변속기를 갖는, 바람직하게는 전기 차축 구동 유닛인 구동 유닛이다. 이 경우, 전기 기계의 회전자가 자동차 변속기의 구동 샤프트와 결합되고, 이 결합은 특히 전기 기계의 회전자와 구동 샤프트의 연결 지점 사이의 일체로 회전 가능한 연결로서 존재한다. 그러나 그에 대한 대안으로 자동차 변속기의 구동 샤프트와 전기 기계의 회전자 사이에, 여기서 상세하게는 평기어 단 또는 유성 단으로서 구현될 수도 있는 하나 이상의 중간 변속단이 제공될 수도 있다. 전기 기계는 본 발명의 범주에서 특히 한편으로 제너레이터로서 그리고 다른 한편으로는 전기 모터로서 작동될 수 있다.
본 발명의 범주에서, 앞서 언급한 구동 유닛의 경우 자동차 변속기의 제1 유성 기어 세트가 전기 기계와 축방향으로 중첩되고 전기 기계에 대해 반경방향 내측에 놓이도록 배치되는 점도 고려될 수 있다. 이를 통해 구동 유닛의 중첩 구조(nested structure)가 달성될 수 있으며, 이는 전체적으로 축방향으로 컴팩트한 구조를 도출한다.
전술한 실시예들 중 하나 이상의 실시예에 따라 구현된 구동 시스템은 특히 전기 자동차용으로 제공된 구동 차축의 일부이다. 구동 유닛은 바람직하게 종동 샤프트들과 함께 하나의 평면에 배치되며, 이들 종동 샤프트는 각각 적어도 하나의 구동 휠에 할당되고 자동차 변속기의 출력 샤프트와 결합된다. 이를 통해 바람직한 방식으로, 구동 유닛을 갖는 구동 차축의 컴팩트한 구조가 달성될 수 있으며, 자동차 변속기의 출력 샤프트와 구동 차축의 종동 샤프트들 사이의 결합이 특히 차동 기어장치를 통해 수행된다.
적어도 하나의 이러한 구동 차축은 본 발명의 범주에서, 특히 전기 상용차인 전기 자동차에 제공된다. 이 경우, 전기 자동차는 특히 전기 구동 수송 차량 또는 경량 내지 중형 버스 또는 화물차일 수 있다.
자동차 변속기의 2개의 부품이 일체로 회전 가능하게 "연결" 또는 "결합"되거나 "서로 연결되어 있다"는 말은 본 발명의 의미에서 상기 부품들의 영구적인 결합을 의미하며, 그에 따라 이들 부품은 서로 독립적으로 회전할 수 없다. 이와 관련하여, 유성 기어 세트의 요소 및/또는 샤프트 및/또는 변속기의 일체 회전식 부품일 수 있는 상기 부품들 사이에는 시프팅 요소가 제공되지 않고, 해당 부품들이 고정된 속도비로 서로 결합된다.
그에 반해, 2개의 부품 사이에 적어도 기능적으로 하나의 시프팅 요소가 제공된다면, 이들 부품이 서로 영구적으로 일체로 회전 가능하게 결합되는 것이 아니라 오히려 적어도 기능적으로 중간 시프팅 요소가 작동되어야 비로소 일체 회전식 결합이 수행된다. 이 경우, 본 발명의 의미에서 시프팅 요소의 작동은, 관련 시프팅 요소가 폐쇄 상태로 전환되고, 그 결과 상기 시프팅 요소에 직접 결합된 부품이 회전 운동으로 조정됨을 의미한다. 관련 시프팅 요소가 형상 결합식 시프팅 요소로서 구성된 경우, 이를 통해 직접 일체로 회전 가능하게 서로 연결된 부품들이 동일한 속도로 작동하는 한편, 강제 결합식 시프팅 요소로서 구성된 경우에는 이 시프팅 요소의 작동 이후에도 부품들 사이에 속도차가 존재할 수 있다. 그럼에도, 이러한 의도한 상태 또는 의도하지 않은 상태도 본 발명의 범주에서 시프팅 요소를 통한 각 부품의 일체 회전식 연결로서 지칭된다.
본 발명은 주 청구항 또는 이에 종속된 청구항의 특징들의 명시된 조합으로 제한되지 않는다. 나아가, 개별 특징이 청구 범위, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명 또는 직접 도면으로부터 확인되더라도 상기 개별 특징을 서로 결합할 수 있는 가능성도 있다. 청구항에서 참조 부호를 사용한 도면의 참조는 청구항의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다.
아래에 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예들은 도면들에 도시된다.
도 1은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동 유닛을 갖는, 도 1의 전기 자동차의 구동 차축의 개략도이다.
도 3은 도 2의 구동 유닛의 자동차 변속기의 예시적인 시프팅 방식을 나타낸 도면이다.
도 1은 특히 예를 들어 수송 차량과 같은 전기 상용차인 전기 자동차(1)의 개략도를 도시한다. 조향 가능한 비구동 차축(2)에 더하여, 전기 자동차(1)는 전기 차축 구동 유닛으로서의 구동 유닛(4)이 제공된 구동 차축(3)도 갖는다. 차축(2)은 전기 자동차(1)의 앞차축인 한편, 구동 차축(3)은 전기 자동차(1)의 뒤차축이다. 물론, 구동 차축(3)의 대안으로 또는 이에 추가하여, 차축(2)도 구동되는 축으로서 구성될 수도 있다.
도 2에는 구동 차축(3) 및 특히 구동 유닛(4)이 더 상세히 도시되어 있으며, 후자는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라 구현된다. 여기에서 볼 수 있는 바와 같이, 구동 유닛(4)은 본 발명의 한 바람직한 구성 가능성에 따라 구현된 전기 기계(5) 및 자동차 변속기(6)로 구성된다. 전기 기계(5)는 통상의 기술자에게 기본적으로 공지된 방식으로 고정자(7) 및 회전자(8)로 형성되며, 이 경우 전기 기계(5)는 한편으로 제너레이터로서 그리고 다른 한편으로는 전기 모터로서 작동될 수 있다.
자동차 변속기(6)는 구동 샤프트(9) 및 출력 샤프트(10) 외에, 각각 하나의 제1 요소(E11 또는 E12 또는 E13), 하나의 제2 요소(E21 또는 E22 또는 E23) 및 하나의 제3 요소(E31 또는 E32 또는 E33)로 구성되는 3개의 유성 기어 세트(P1, P2 및 P3)를 포함한다. 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 제1 요소(E11 또는 E12 또는 E13)는 각각의 썬 기어인 반면, 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 제2 요소(E21 또는 E22 또는 E23)는 각각의 유성 스파이더로서 구현된다. 또한, 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 제3 요소(E31 또는 E32 또는 E33)는 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 링 기어로서 존재한다.
이 경우, 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 유성 스파이더에서 각각 적어도 하나의 유성 기어가 회전 가능하게 지지되며, 이는 각각의 유성 기어 세트(P1 또는 P2 또는 P3)의 각각의 썬 기어 및 각각의 링 기어 모두와 톱니 맞물림 상태에 있다. 이와 관련하여, 유성 기어 세트(P1, P2, P3)는 마이너스 유성 기어 세트로서 구현된다.
그러나, 본 발명의 범주에서, 하나 이상의 유성 기어 세트(P1 내지 P3)를 플러스 유성 기어 세트로 구현하는 것도 가능하며, 이를 위해 마이너스 유성 기어 세트로서의 각각의 구현에 비해, 각각의 제2 요소(E21 또는 E22 또는 E23)가 각각의 링 기어에 의해 형성될 수 있고, 각각의 제3 요소(E31 또는 E32 또는 E33)는 각각의 유성 스파이더에 의해 형성될 수 있다. 또한, 각각의 유성 기어 세트가 플러스 유성 기어 세트로 구현될 경우, 마이너스 유성 기어 세트로서 구현되는 경우에 비해 고정 기어비가 1만큼 증가되어야 한다. 플러스 유성 기어 세트에서는 각각의 유성 스파이더에 적어도 하나의 유성 기어 쌍이 회전 가능하게 지지되며, 그의 유성 기어들 중 하나의 유성 기어는 각각의 썬 기어와 그리고 하나의 유성 기어는 각각의 링 기어와 톱니 맞물림 상태에 있다. 또한, 적어도 하나의 유성 기어 쌍의 유성 기어들이 서로 톱니 맞물림 상태에 있다.
이 경우, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)가 구동 샤프트(9)와 일체로 회전 가능하게 연결되고, 이 구동 샤프트는 또한 전기 기계(5)의 회전자(8)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 이와 관련하여, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)와 회전자(8)도 구동 샤프트(9)를 통해 서로 일체로 회전 가능하게 연결되며, 그 결과 제1 요소(E11)와 회전자(8)는 항시 동일한 속도로 회전한다. 본 발명의 범주에서, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)는 구동 샤프트(9)와 일체형으로 구성될 수 있다. 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21)는 제2 유성 기어 세트(P2)의 제1 요소(E12)와 영구적으로 일체로 회전 가능하게 연결되어, 이 두 요소(E21, E12)는 지속적으로 동일한 속도로 작동한다. 마찬가지로, 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22)와 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)는 지속적으로 서로 일체로 회전 가능하게 연결됨으로써, 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22)와 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)가 영구적으로 함께 회전한다. 이 경우, 각각의 일체 회전식 연결은 바람직하게 각각 하나의 중간 샤프트를 통해 수행된다.
또한, 도 2에서 확인되듯이, 제3 유성 기어 세트(P3)의 제3 요소(E33)는 영구 고정된 부품(11)에 고정됨으로써 지속적으로 회전 운동이 방지된다. 이 경우, 상기 부품(11)은 바람직하게 자동차 변속기(6)의 변속기 하우징, 이러한 변속기 하우징의 일부 또는 이에 일체로 회전 가능하게 연결된 구성요소이다. 이 경우, 제3 유성 기어 세트(P3)의 제3 요소(E33)는 본 발명의 범주에서 상기 부품(11)과 일체형으로 구성될 수도 있다. 반면, 제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23)와 제2 유성 기어 세트(P2)의 제3 요소(E32)는 서로 그리고 자동차 변속기(6)의 출력 샤프트(10)와 일체로 회전 가능하게 연결되고, 그로 인해 제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23) 및 제2 유성 기어 세트(P2)의 제3 요소(E32)가 영구적으로 출력 샤프트(10)와 함께 회전한다. 이 경우, 제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23) 및/또는 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E32)는 필요에 따라 출력 샤프트(10)와 일체형으로도 구성될 수 있다.
제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23)에 추가로, 출력 샤프트(10)는 또한 차동 기어장치(13)의 차동 케이지(12)와 영구적으로 일체로 회전 가능하게 연결된다. 이 차동 기어장치(13)는, 통상의 기술자에게 기본적으로 공지된 방식으로 출력 샤프트(10)를 통해 차동 케이지(12) 내에 도입된 구동력을 구동 차축(3)의 종동 샤프트(14 및 15)로 분할하는 베벨 기어식 차동 장치로서 구현된다. 이 경우, 종동 샤프트(14 및 15)와 구동 차축(3)의 각각 하나의 구동 휠(16 또는 17)이 구동적으로 연결된다.
자동차 변속기(6)의 경우, 시프팅 장치(18)도 제공되며, 이 시프팅 장치를 통해 형상 결합에 의해 다양한 결합이 구현될 수 있다. 이 경우, 시프팅 장치(18)는 비동기 시프팅 장치로서 구성되며, 이를 통해 기능상 도 2에 도시된 3개의 시프팅 요소(A, B 및 C)가 매핑된다. 시프팅 장치(18)는, 슬라이딩 슬리브 유형으로 구성되고 가이드 톱니부(20)에서 일체로 회전 가능하게 그리고 톱니부(21)에서 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 결합 요소(19)를 구비한다. 톱니부(21)는 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 또한, 결합 요소(19)에는 제1 맞물림 톱니부(22), 제2 맞물림 톱니부(23) 및 제3 맞물림 톱니부(24)가 구비되며, 관련 제어 액추에이터(25)를 통해 3개의 상이한 시프팅 위치 및 2개의 중간 중립 위치로 이동될 수 있다. 제어 액추에이터(25)는 바람직하게 전기 기계식 액추에이터이다.
제1 시프팅 위치에서, 시프팅 장치(18)의 결합 요소(19)는 맞물림 톱니부(22)를 이용해서 부품(11)과 일체로 회전 가능하게 연결된 톱니부(26)에 맞물린다. 이를 통해 기능상 시프팅 요소(A)의 한 작동된 상태가 구현되며, 이 상태에서는 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 결합 요소(19)를 통해 일체 회전식 부품(11)에 고정되고, 그에 따라 회전 운동이 방지된다. 결합 요소(19)의 이러한 제1 시프팅 위치는 도 2에 도시되어 있다.
제1 시프팅 위치로부터, 시프팅 장치(18)의 결합 요소(19)는 제어 액추에이터(25)를 통해 제1 중립 위치로 이동될 수 있으며, 제1 중립 위치에서는 맞물림 톱니부(22)와 톱니부(26) 사이의 톱니 맞물림이 취소되고 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 분리된다. 제1 중립 위치로부터 추가 축방향 이동 시, 제1 시프팅 위치로의 이동에 더하여 결합 요소(19)의 제2 시프팅 위치로의 이동도 구현될 수 있으며, 상기 제2 시프팅 위치에서는 톱니부(27)로의 맞물림 톱니부(23)의 톱니 맞물림이 구현된다. 상기 톱니부(27)는, 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 상기 톱니 맞물림의 결과로, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 결합 요소(19)를 통해 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 결합 요소(19)의 상기 제2 시프팅 위치는 기능상 시프팅 요소(B)의 한 작동된 상태에 상응한다.
제2 시프팅 위치로부터 결합 요소(19)는 제어 액추에이터(25)를 통해 일측 축방향으로 다시 제1 중립 위치로 이동될 수 있고, 대안적으로 타측 축방향으로 제2 중립 위치로 이동될 수 있으며, 상기 제2 중립 위치에서는 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 마찬가지로 완전히 분리된다.
제어 액추에이터(25)는 결합 요소(19)를 한편으로는 제2 중립 위치로부터 다시 제2 시프팅 위치로 이동시킬 수 있고, 다른 한편으로는 그 반대 방향으로의 축방향 변위에 의해 제3 시프팅 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 제3 시프팅 위치에서 결합 요소(19)는 그의 맞물림 톱니부(24)에서, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21) 및 제2 유성 기어 세트(P2)의 제1 요소(E12)와 영구적으로 일체로 회전 가능하게 연결된 톱니부(28)에 맞물린다. 이를 통해, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21) 및 제2 유성 기어 세트(P2)의 제1 요소(E12)와 일체로 회전 가능하게 연결되는, 시프팅 요소(C)의 작동된 상태가 매핑된다. 그 결과, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21)와 제3 요소(E31) 사이의 일체 회전식 연결로 인해 제1 유성 기어 세트(P1)의 로킹 및 그에 따른 제1 유성 기어 세트의 블록 회전이 야기된다.
이 경우, 구동 유닛(4)은 구동 차축(3)에 대해 평행하게 그리고 종동 샤프트(14 및 15)와 함께 하나의 평면 내에 배치되며, 구동 유닛(4)은 축방향으로 구동 휠(16과 17) 사이에 배치된다. 이 경우, 전기 기계(5)는 구동 휠(17)에 대해 축방향으로 인접하여 배치되고, 자동차 변속기(6)의 제1 유성 기어 세트(P1)는 축방향으로 전기 기계(5)의 고정자(7)의 높이에 상기 고정자의 반경방향 내측에 놓이도록 배치된다. 축방향으로 제1 유성 기어 세트(P1) 다음에 먼저 제2 유성 기어 세트(P2)가 그리고 계속해서 제3 유성 기어 세트(P3) 및 차동 기어장치(13)가 뒤따르며, 차동 기어장치는 자동차 변속기(6)의 변속기 하우징 내에 유성 기어 세트(P1 내지 P3)와 함께 수용될 수 있다.
시프팅 장치(18)는 축방향으로 제1 유성 기어 세트(P1)와 제2 유성 기어세트(P2) 사이에 배치되고, 구체적으로 말하면 시프팅 장치(18)는 축방향으로 부품(11)에 대한 톱니부(26)의 반경방향 연결부와 제2 유성 기어 세트(P2) 사이에 배치된다. 시프팅 장치(18)의 제어 액추에이터(25)는 축방향으로 역시 제2 유성 기어 세트(P2)와 그의 반경방향 연결부 사이에, 2개의 유성 기어 세트(P1 및 P2)를 반경방향으로 둘러싸면서 배치되며, 제어 액추에이터(25)는 시프트 링키지(29)를 통해 결합 요소(19)에 결합된다.
또한, 도 3은 도 2의 자동차 변속기(6)의 예시적인 시프팅 방식을 도시한다. 여기서는 자동차 변속기(6)에서 제1 기어단(G1), 제2 기어단(G2) 및 제3 기어단(G3)이 시프팅될 수 있음을 알 수 있으며, 도 3의 표에서 X는 시프팅 장치(18)에 의해 형성된 시프팅 요소(A, B 및 C) 중에서 어느 것이 작동되어야 하는지를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 각각의 시프팅 요소(A 또는 B 또는 C)의 한 작동된 상태를 구현하기 위해, 결합 요소(19)는 관련 시프팅 위치로 이동된다.
제1 기어단(G1)은 구동 샤프트(9)와 출력 샤프트(10) 사이에서 시프팅 요소(A)의 작동에 의해 도출된다. 이 경우, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 결합 요소(19)를 통해 부품(11)에 고정된다.
한편, 제2 기어단(G2)의 시프팅을 위해서는 기능상 시프팅 요소(B)가 작동되어야 하며, 그에 따라 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 이제 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)와 일체로 회전 가능하게 연결된다. 이와 관련하여, 제1 기어단(G1)으로부터 제2 기어단(G2)으로의 시프팅을 위해, 시프팅 장치(18)의 결합 요소(19)가 제1 시프팅 위치{시프팅 요소(A)의 작동된 상태}로부터 제1 중립 위치를 거쳐 제2 시프팅 위치{시프팅 요소(B)의 작동된 상태}로 이동되어야 한다.
마지막으로, 기능상 시프팅 요소(C)가 작동됨으로써 추가로 자동차 변속기(6)의 제3 기어단(G3)이 시프팅된다. 이에 상응하게, 시프팅 장치(18)에서 결합 요소(19)는, 맞물림 톱니부(24)가 톱니부(28)와 톱니 맞물림 상태에 있는 시프팅 위치로 이동되어야 한다. 이를 통해 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)를 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21)와 일체로 회전 가능하게 연결되고, 그에 따라 제1 유성 기어 세트(P1)가 로킹된다. 제2 기어단(G2)으로부터 제3 기어단(G3)으로의 시프팅을 위해, 시프팅 요소(18)의 결합 요소(19)가 제2 시프팅 위치{시프팅 요소(B)의 작동된 상태}로부터 제2 중립 위치를 거쳐 제3 시프팅 위치{시프팅 요소(C)의 작동된 상태}로 이동되어야 한다. 기어단(G1과 G2 및 G2와 G3) 간 기어 변경 시, 각각 필요한 동기 속도는 결합 요소(19)에서 전기 기계(5)를 통해 상응하는 속도 제어에 의해 조정된다.
본 발명에 따른 자동차 변속기의 구성에 의해 상이한 기어단이 컴팩트한 방식으로 구현될 수 있다.
1 전기 자동차
2 차축
3 구동 차축
4 구동 유닛
5 전기 기계
6 자동차 변속기
7 고정자
8 회전자
9 구동 샤프트
10 출력 샤프트
11 부품
12 차동 케이지
13 차동 기어장치
14 종동 샤프트
15 종동 샤프트
16 구동 기어
17 구동 기어
18 시프팅 장치
19 결합 요소
20 가이드 톱니부
21 톱니부
22 맞물림 톱니부
23 맞물림 톱니부
24 맞물림 톱니부
25 제어 액추에이터
26 톱니부
27 톱니부
28 톱니부
29 시프트 링키지
P1 제1 유성 기어 세트
P2 제2 유성 기어 세트
P3 제3 유성 기어 세트
E11 제1 유성 기어 세트의 제1 요소
E21 제1 유성 기어 세트의 제2 요소
E31 제1 유성 기어 세트의 제3 요소
E12 제2 유성 기어 세트의 제1 요소
E22 제2 유성 기어 세트의 제2 요소
E32 제2 유성 기어 세트의 제3 요소
E13 제3 유성 기어 세트의 제1 요소
E23 제3 유성 기어 세트의 제2 요소
E33 제3 유성 기어 세트의 제3 요소
A 시프팅 요소
B 시프팅 요소
C 시프팅 요소
G1 제1 기어단
G2 제2 기어단
G3 제3 기어단

Claims (14)

  1. 구동 기계와의 연결을 위해 제공된 구동 샤프트(9); 출력 샤프트(10); 그리고 각각 썬 기어, 유성 스파이더(planetary spider) 및 링 기어 형태의 제1 요소(E11, E12, E13), 제2 요소(E21, E22, E23) 및 제3 요소(E31, E32, E33)를 각각 하나씩 갖는 제1 유성 기어 세트(P1), 제2 유성 기어 세트(P2) 및 제3 유성 기어 세트(P3);를 포함하는 자동차 변속기(6), 특히 전기 자동차 변속기이며, 적어도 기능적으로 제1 시프팅 요소(A), 제2 시프팅 요소(B) 및 제3 시프팅 요소(C)가 제공되고, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)는 구동 샤프트(9)와 일체로 회전 가능하게 연결되며, 제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23)는 출력 샤프트(10)와 일체로 회전 가능하게 연결되는, 자동차 변속기(6)에 있어서,
    제3 유성 기어 세트(P3)의 제3 요소(E33)는 고정되며,
    제2 유성 기어 세트(P2)의 제3 요소(E32)는 제3 유성 기어 세트(P3)의 제2 요소(E23)및 출력 샤프트(10)와 일체로 회전 가능하게 연결되며,
    제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21)와 제2 유성 기어 세트(P2)의 제1 요소(E12)가 서로 일체로 회전 가능하게 연결되며,
    제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22)와 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)가 서로 일체로 회전 가능하게 연결되며,
    제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)가 제1 시프팅 요소(A)를 통해 고정될 수 있고, 제2 시프팅 요소(B)에 의해 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)와 일체로 회전 가능하게 연결될 수 있으며,
    제1 유성 기어 세트(P1)의 요소(E11, E21, E31) 중 2개는 제3 시프팅 요소(C)를 통해 서로 일체로 회전 가능하게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  2. 제1항에 있어서,
    구동 샤프트(9)와 출력 샤프트(10) 사이에 제1 시프팅 요소(A)의 폐쇄를 통해 제1 기어단(G1)이 형성되고,
    구동 샤프트(9)와 출력 샤프트(10) 사이에 제2 시프팅 요소(B)의 작동을 통해 제2 기어단(G2)이 형성되며,
    구동 샤프트(9)와 출력 샤프트(10) 사이에 제3 시프팅 요소(C)의 폐쇄를 통해 제3 기어단(G3)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 시프팅 요소(A, B 및 C)는 형상 결합식 시프팅 요소로서, 바람직하게는 비동기 상시 물림식(constant-mesh) 시프팅 요소로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 시프팅 요소(C)는 작동 시 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)를 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21) 또는 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)와 일체로 회전 가능하게 연결하는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  5. 제3항 및 제4항에 있어서, 제1 시프팅 요소(A), 제2 시프팅 요소(B) 및 제3 시프팅 요소(C)는, 제1 시프팅 위치, 제2 시프팅 위치 및 제3 시프팅 위치에 각각 배치될 수 있는 결합 요소(19)를 갖는 시프팅 장치(18)에 의해 형성되고, 결합 요소(19)는 제1 시프팅 위치에서 제1 시프팅 요소(A)의 작동 상태를 기능적으로 매핑하고, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)를 고정하며, 결합 요소(19)는 제2 시프팅 위치에서 제2 시프팅 요소(B)의 작동 상태를 기능적으로 매핑하고, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)를 제2 유성 기어 세트(P2)의 제2 요소(E22) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 제1 요소(E13)와 일체로 회전 가능하게 연결하며, 결합 요소(19)는 제3 시프팅 위치에서 제3 시프팅 요소(C)의 작동 상태를 기능적으로 매핑하고, 제1 유성 기어 세트(P1)의 제3 요소(E31)를 제1 유성 기어 세트(P1)의 제2 요소(E21)와 일체로 회전 가능하게, 또는 제1 유성 기어 세트(P1)의 제1 요소(E11)와 일체로 회전 가능하게 연결하는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 샤프트(10)는 차동 기어장치(13)의 입력측과 결합되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유성 기어 세트(P1, P2, P3)는 구동 샤프트(9)를 구동 기계(6)에 결합하는 데 사용되는, 구동 샤프트(9)의 연결 지점에, 제1 유성 기어 세트(P1), 제2 유성 기어 세트(P2) 및 제3 유성 기어 세트(P3)의 순서로 배열되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  8. 제7항에 있어서, 제1 시프팅 요소(A), 제2 시프팅 요소(B) 및 제3 시프팅 요소(C)는 축방향으로 제1 유성 기어 세트(P1)와 제2 유성 기어 세트(P2) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  9. 제5항 및 제8항에 있어서, 제1 시프팅 요소(A), 제2 시프팅 요소(B) 및 제3 시프팅 요소(C)를 기능적으로 형성하는 시프팅 장치(18)의 결합 요소(19)를 제1 시프팅 위치, 제2 시프팅 위치 및 제3 시프팅 위치로 각각 이동시킬 수 있는 제어 액추에이터(25)가 축방향으로 제1 유성 기어 세트(P1)와 제2 유성 기어 세트(P2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기(6).
  10. 전기 기계(5) 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 따른 자동차 변속기(6)를 포함하는 전기 자동차(1)용 구동 유닛(4), 특히 전기 차축 구동 유닛이며, 전기 기계(5)의 회전자(8)가 자동차 변속기(6)의 구동 샤프트(9)와 결합되는, 구동 유닛(4).
  11. 제10항에 있어서, 자동차 변속기(6)의 제1 유성 기어 세트(P1)는 축방향으로 전기 기계(5)의 높이에서 상기 전기 기계의 반경방향 내측에 놓이도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 구동 유닛(4).
  12. 제10항 또는 제11항에 따른 구동 유닛(4)을 포함하는, 전기 자동차(1)용 구동 차축(3).
  13. 제12항에 있어서, 구동 유닛(4)은 종동 샤프트들(14, 15)과 함께 하나의 평면에 배치되며, 이들 종동 샤프트는 각각 적어도 하나의 구동 휠(16, 17)에 할당되고 자동차 변속기(6)의 출력 샤프트(10)와 결합되는 것을 특징으로 하는, 구동 차축(3).
  14. 제12항 또는 제13항에 따른 적어도 하나의 구동 차축(3)을 포함하는 전기 자동차(1).
KR1020230006486A 2022-01-20 2023-01-17 자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기 KR20230112545A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022200607.0 2022-01-20
DE102022200607.0A DE102022200607A1 (de) 2022-01-20 2022-01-20 Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere Elektrofahrzeuggetriebe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230112545A true KR20230112545A (ko) 2023-07-27

Family

ID=86990624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230006486A KR20230112545A (ko) 2022-01-20 2023-01-17 자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11794575B2 (ko)
KR (1) KR20230112545A (ko)
CN (1) CN116464744A (ko)
DE (1) DE102022200607A1 (ko)

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0571622A (ja) 1991-09-12 1993-03-23 Honda Motor Co Ltd 自動変速機の制御装置
DE4304779B4 (de) 1992-06-20 2005-11-24 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Steuerung des von einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs abzugebenden Drehmoments
US5778329A (en) 1993-12-30 1998-07-07 Agco Corporation Powershift transmission system with torque-mapped shifts
SE502807C2 (sv) 1994-05-13 1996-01-22 Scania Cv Ab Förfarande för styrning av motormomentet vid växling
US5582069A (en) 1994-05-16 1996-12-10 Eaton Corporation Engine accessory torque and engine deceleration rate determination method/system
JPH1048074A (ja) 1996-07-31 1998-02-20 Nippon Soken Inc 補機トルク検出装置
US6071211A (en) 1998-11-18 2000-06-06 Eaton Corporation Idle drive torque control for automated vehicle master clutch
US6022292A (en) 1999-02-12 2000-02-08 Deere & Company Method of adjusting an engine load signal used by a transmission controller
US6379283B1 (en) 2000-04-18 2002-04-30 Ford Global Technologies, Inc. Torque estimation method for an internal combustion engine
US6958031B2 (en) * 2003-08-01 2005-10-25 Zf Friedrichshafen Ag Automatically shiftable motor vehicle transmission
JP4055730B2 (ja) 2004-03-24 2008-03-05 トヨタ自動車株式会社 エンジン出力制御装置
DE102004023960A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-01 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102006006623A1 (de) * 2006-02-14 2007-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US7452296B2 (en) 2006-03-10 2008-11-18 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission having three planetary gear sets, two fixed constraints and a stationary member
SE530828C2 (sv) 2007-01-31 2008-09-23 Scania Cv Ab Metod och system vid ett fordon
US8777797B2 (en) * 2012-02-02 2014-07-15 Gm Global Technology Operations, Llc. Multi-speed transmission
DE102012201692A1 (de) * 2012-02-06 2013-08-08 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102013204172A1 (de) 2013-03-12 2014-09-18 Zf Friedrichshafen Ag Fahrzeuggetriebe
DE102013204918A1 (de) 2013-03-20 2014-09-25 Zf Friedrichshafen Ag Fahrzeuggetriebe
DE102013225209B4 (de) 2013-12-06 2019-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102016220143A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018122936A1 (de) 2018-09-19 2020-03-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102019202207A1 (de) 2019-02-19 2020-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsachse eines Elektrofahrzeuges
DE102019202994A1 (de) 2019-03-06 2020-09-10 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug und Antriebsachse mit einer Antriebseinheit
DE102019209461A1 (de) 2019-06-28 2020-12-31 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe mit einer Torque-Vectoring-Überlagerungseinheit
DE102019129633A1 (de) 2019-11-04 2021-05-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022200607A1 (de) 2023-07-20
US20230226905A1 (en) 2023-07-20
US11794575B2 (en) 2023-10-24
CN116464744A (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113165493A (zh) 具有两个行星轮组和多个切换装置的混合动力变速器单元；以及机动车辆
CN104936808A (zh) 变速器及操作该变速器的方法
CN112041594B (zh) 用于具有至少一个电机的车辆的多挡行星传动机构
CN108297668B (zh) 混合动力变速驱动桥
US20220307573A1 (en) Electric vehicle transmission
CN113597383A (zh) 用于机动车辆的混合动力驱动系统的换挡装置、驱动系统和机动车辆
US20200347917A1 (en) Transmission device for a motor vehicle
CN116507518A (zh) 用于机动车辆的动力系统
CN111051106A (zh) 用于机动车的传动设备
US11619290B2 (en) Assembly set for transmission devices for motor vehicles
US20200318718A1 (en) Power split transmission and method to operate a power split transmission and powertrain
CN111684177B (zh) 用于机动车尤其是汽车的传动装置
CN110603391B (zh) 机动车的传动装置
KR20230112545A (ko) 자동차 변속기, 특히 전기 자동차 변속기
CN117355435A (zh) 用于机动车的混合动力变速器系统
CN112313429B (zh) 用于机动车尤其是汽车的传动设备
KR20230061264A (ko) 전기 자동차 변속기
CN219932868U (zh) 机动车传动装置、驱动单元和驱动系
JP7042841B2 (ja) 自動車用変速機
US11668380B2 (en) Electric vehicle transmission
CN116464745A (zh) 机动车变速器、特别是电动车辆变速器
US20240068544A1 (en) Motor vehicle transmission for an at least partially electrically driven motor vehicle
CN221023273U (zh) 机动车传动装置、驱动单元和驱动系
CN115891620A (zh) 用于机动车的变速器以及动力传动系和机动车
CN116906511A (zh) 用于至少部分电驱动的机动车的机动车变速器