(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023061908
(43)【公開日】2023-05-02
(54)【発明の名称】車両用のトランスミッション
(51)【国際特許分類】
F16H 3/48 20060101AFI20230425BHJP
B60K 17/12 20060101ALI20230425BHJP
【FI】
F16H3/48
B60K17/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022166129
(22)【出願日】2022-10-17
(31)【優先権主張番号】21203774.1
(32)【優先日】2021-10-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】512272672
【氏名又は名称】ボルボトラックコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(74)【代理人】
【識別番号】100169018
【弁理士】
【氏名又は名称】網屋 美湖
(74)【代理人】
【識別番号】100217076
【弁理士】
【氏名又は名称】宅間 邦俊
(72)【発明者】
【氏名】ヨハン・フォルケソン
【テーマコード(参考)】
3D042
3J528
【Fターム(参考)】
3D042AA06
3D042AB08
3D042BE01
3J528EA25
3J528EA27
3J528EB37
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3J528EB76
3J528FB05
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3J528GA07
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3J528GA15
3J528GA16
3J528HA22
3J528JA01
3J528JE01
3J528JE02
3J528JE03
3J528JF01
3J528JJ01
3J528JJ02
3J528JJ03
3J528JK01
3J528JM02
(57)【要約】 (修正有)
【課題】少なくとも部分的に電動式のパワートレインのために、改良され、かつ費用対効果の高いトランスミッションを提供する。
【解決手段】遊星ギアセット(PG)と、第1のギアホイール(11)、第2のギアホイール(12)、第3のギアホイール(13)、第4のギアホイール(14)、及び第5のギアホイール(15)と、出力シャフト(16)と、を備え、第1のギアホイール(11)は第2のギアホイール(12)と駆動接続状態にあり、第3及び第4のギアホイール(13、14)のそれぞれの1つのギアホイールは第5のギアホイール(15)と駆動接続状態にあり、第3、第4、又は第5のギアホイール(13、14、15)のうちの1つのギアホイールは出力シャフト(16)に回転可能に接続可能であるか又は接続されており、トランスミッション(T)は、少なくとも4つの選択可能なギア接続を提供するパワートレイン。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両(200)用のトランスミッション(T)であって、
使用中にパワーユニットに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている入力シャフト(5)と、
太陽ギアホイール(6)、1つ以上の遊星ギアホイール(7)、遊星ギアホイールホルダ(9)、及び遊星リングギアホイール(8)を備える遊星ギアセット(PG)と、
第1のギアホイール(11)、第2のギアホイール(12)、第3のギアホイール(13)、第4のギアホイール(14)、及び第5のギアホイール(15)と、
出力シャフト(16)と、
を備え、
前記第1のギアホイール(11)は、前記第2のギアホイール(12)と駆動接続状態にあり、前記第3及び第4のギアホイール(13、14)のそれぞれの1つのギアホイールは、前記第5のギアホイール(15)と駆動接続状態にあり、前記第3、第4、又は第5のギアホイール(13、14、15)のうちの1つのギアホイールは前記出力シャフト(16)に回転可能に接続可能であるか又は接続されており、
少なくとも4つの選択可能なギア接続を提供するように構成される少なくとも2つのギア係合デバイス(A1、A2、A12、A3、A4、A34)をさらに備え、前記少なくとも4つの選択可能なギア接続は、
前記遊星ギアセット(PG)が内部でロックされる第1の選択可能なギア接続(1a~1c)と、
前記遊星ギアホイールホルダ(9)が前記第3のギアホイール(13)に回転可能に接続される第2の選択可能なギア接続(2)と、
前記遊星リングギアホイール(8)が前記第4のギアホイール(14)に駆動可能に接続される第3の選択可能なギア接続(3)と、
前記遊星リングギアホイール(8)が固定部材(10)に回転可能にロックされる第4の選択可能なギア接続(4a~4b)と、
を含み、
前記遊星リングギアホイール(8)は、前記第1のギアホイール(11)に回転可能に接続されているか又は接続可能であり、前記少なくとも2つのギア係合デバイスの第1のギア係合デバイス(A3、A34)は、前記第2のギアホイール(12)を前記第4のギアホイール(14)に回転可能に接続する第1のギア係合デバイスの第1の状態と、前記第4のギアホイール(14)から前記第2のギアホイール(12)を回転可能に切り離す第1のギア係合デバイスの第2の状態と、において提供されるように構成され、前記第3の選択可能なギア接続(3)は、前記第1のギア係合デバイス(A3、A34)を前記第1のギア係合デバイスの第1の状態に少なくとも設定することによって提供される、トランスミッション(T)。
【請求項2】
前記少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイス(A12)は、前記第1の選択可能なギア接続(1a~1c)及び前記第2の選択可能なギア接続(2)を提供するように構成される、請求項1に記載のトランスミッション(T)。
【請求項3】
前記少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイス(A1)は、前記第1の選択可能なギア接続(1a~1c)を提供するように構成され、第3のギア係合デバイス(A2)は、前記第2の選択可能なギア接続(2)を提供するように構成される、請求項1に記載のトランスミッション(T)。
【請求項4】
前記遊星リングギアホイール(8)を前記固定部材(10)に直接ロックすることによって、又は、前記遊星リングギアホイール(8)を、前記第1のギアホイール(11)及び/若しくは前記第2のギアホイール(12)を介して前記固定部材(10)にロックすることによって、前記第4の選択可能なギア接続(4a~4b)を提供するように構成される、請求項1~3のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項5】
前記第1のギア係合デバイス(A34)は、前記第4の選択可能なギア接続(4a~4b)を提供するようにさらに構成される、請求項1~4のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項6】
前記少なくとも2つのギア係合デバイスの第4のギア係合デバイス(A4)は、前記第4の選択可能なギア接続(4a~4b)を提供するように構成される、請求項1~4のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項7】
前記第3、第4、又は第5のギアホイール(13、14、15)は、前記第3、第4、又は第5のギアホイール(13、14、15)の回転軸(x1、x2、x3)に直交するトランスミッションの第1の共通のギア平面内に設けられるように配置される、請求項1~6のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項8】
前記第1及び第2のギアホイール(11、12)は、前記第1及び第2のギアホイール(11、12)の回転軸(x1、x2)に直交するトランスミッションの第2の共通のギア平面内に設けられるように配置される、請求項1~7のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項9】
前記遊星ギアセット(PG)は、前記第1の共通のギア平面と前記第2の共通のギア平面との間に配置される、請求項7及び8に記載のトランスミッション(T)。
【請求項10】
前記ギアホイールの中で、前記第5のギアホイール(15)だけは、前記出力シャフト(16)に回転可能に接続可能であるか又は接続されている、請求項1~9のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項11】
前記出力シャフト(16)に駆動可能に接続されたレンジギアアセンブリ(114)をさらに備え、前記レンジギアアセンブリ(114)は、使用中であるときに、前記車両のプロペラシャフトに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている第2の出力シャフトを備える、請求項1~10のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)。
【請求項12】
第1のパワートレインモジュール(100’)を備えるパワートレイン(100)であって、
前記第1のパワートレインモジュールは、第1の電気機械等の第1のパワーユニット(110)及び第1のトランスミッション(T)を備え、前記第1のトランスミッション(T)は、請求項1から11のいずれか1項に記載のトランスミッションであり、前記第1のパワーユニット(110)は、前記第1のトランスミッション(T)の前記入力シャフト(5)に駆動可能に接続可能であるか又は接続されている、パワートレイン(100)。
【請求項13】
第2のパワートレインモジュールをさらに備え、前記第2のパワートレインモジュールは、第2の電気機械等の第2のパワーユニット及び第2のトランスミッションを備え、前記第2のトランスミッションは、請求項1~11のいずれか1項に記載のトランスミッションであり、前記第2のパワーユニットは、前記第2のトランスミッションの前記入力シャフト(5)に駆動可能に接続可能であるか又は接続されている、請求項12に記載のパワートレイン(100)。
【請求項14】
請求項1~11のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)又は請求項12~13のいずれか1項に記載のパワートレイン(100)を備える車両。
【請求項15】
請求項1~11のいずれか1項に記載のトランスミッション(T)のギアをシフトさせるための方法であって、
前記入力シャフト(5)と前記出力シャフト(16)との間の第1及び第2の別個のトルク経路が達成されるパワースプリットギア状態に前記トランスミッション(T)を設定することを含み、前記第1のトルク経路は、前記遊星リングギアホイール(8)、前記第1のギアホイール(11)、前記第2のギアホイール(12)、前記第4のギアホイール(14)、及び前記第5のギアホイール(15)を介して前記入力シャフト(5)と前記出力シャフト(16)との間に延在し、前記第2のトルク経路は、前記遊星ギアホイールホルダ(9)、前記第3のギアホイール(13)、及び前記第5のギアホイール(15)を介して前記入力シャフト(5)と前記出力シャフト(16)との間に延在し、
前記パワースプリットギア状態は、前記第2及び第3の選択可能なギア接続(2、3)を設けることによって設定される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用のトランスミッションに関する。また、本発明は、パワートレイン、車両及びトランスミッションのギアをシフトさせるための方法に関する。
【0002】
本発明は、トラック、バス、及び建設機械等の高耐久性の車両に適用することができる。本発明は、トラックに関して説明することになるが、本発明は、この特定の車両に限定されるものではなく、作業機械、バス、及び乗用車等の他の車両において使用することができる。
【背景技術】
【0003】
車両の電動化は、進展中の傾向にある。近年、同様に、完全に又は部分的に電動式のパワートレインを有する高耐久性のトラックを含む商用車両も開発されている。
【0004】
大型で重量のある電気車両の場合、パワートレインにおいてトランスミッションを使用することが知られている。大型で重量のある電気車両について利用可能な様々な種類のトランスミッションが存在しているが、これらのトランスミッションは、内燃機関を含む、従来のパワートレインに適合したものが多くなっている。
【0005】
したがって、少なくとも部分的に電動式のパワートレインのために、改良され、かつ費用対効果の高いトランスミッションを開発する努力がなされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記を考慮すると、本発明の目的は、従来技術の少なくとも1つの欠点を克服すること、又は、適切な代替物を少なくとも提供する車両用のトランスミッションを提供することである。本発明の更に他の目的は、車両用に改良されたトランスミッションを提供することであり、改良されたトランスミッションは、以下、1)パッケージングと性能の競合要件を解決すること、2)費用対効果が高いこと、3)異なるパワーレベルの及び/又は車両内での異なるタイプの設置を有する電動式のパワートレイン間で高い共通性を可能にすること、のうちの少なくとも1つを達成する。本発明の更なる目的は、改良されたパワートレイン、車両、及びトランスミッションのギアをシフトさせるための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の態様によれば、その目的は、請求項1に記載の車両用のトランスミッションによって少なくとも部分的に達成される。
【0008】
そのため、車両用のトランスミッションが提供され、トランスミッションは、
使用中にパワーユニットに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている入力シャフトと、
太陽ギアホイール、1つ以上の遊星ギアホイール、遊星ギアホイールホルダ、及び遊星リングギアホイールを備える遊星ギアセットと、
第1のギアホイール、第2のギアホイール、第3のギアホイール、第4のギアホイール、及び第5のギアホイールと、
出力シャフトと、
を備える。
【0009】
第1のギアホイールは第2のギアホイールと駆動接続状態にあり、第3及び第4のギアホイールのそれぞれの1つのギアホイールは第5のギアホイールと駆動接続状態にあり、第3、第4、又は第5のギアホイールのうちの1つのギアホイールは出力シャフトに回転可能に接続可能であるか又は接続されている。
【0010】
トランスミッションは、少なくとも4つの選択可能なギア接続を提供するように構成される少なくとも2つのギア係合デバイスをさらに備え、少なくとも4つの選択可能なギア接続は、
遊星ギアセットが内部でロックされる第1の選択可能なギア接続と、
遊星ギアホイールホルダが第3のギアホイールに回転可能に接続される第2の選択可能なギア接続と、
遊星リングギアホイールが第4のギアホイールに駆動可能に接続される第3の選択可能なギア接続と、
遊星リングギアホイールが固定部材に回転可能にロックされる第4の選択可能なギア接続と、
を含む。
【0011】
遊星リングギアホイールは、第1のギアホイールに回転可能に接続されているか又は接続可能であり、少なくとも2つのギア係合デバイスの第1のギア係合デバイスは、第2のギアホイールを第4のギアホイールに回転可能に接続する第1のギア係合デバイスの第1の状態と、第4のギアホイールから第2のギアホイールを回転可能に切り離す第1のギア係合デバイスの第2の状態と、において提供されるように構成され、第3の選択可能なギア接続は、第1のギア係合デバイスを第1のギア係合デバイスの第1の状態に少なくとも設定することによって提供される。
【0012】
本明細書で開示するトランスミッションの提供によって、上述した利点の少なくとも1つを提供する改良されたトランスミッションの構成が達成される。例えば、入力シャフトから出力シャフトにトルクスプリット又はパワースプリットを提供することが有益であることが認識されている。本明細書において、パワースプリットとは、入力シャフトから出力シャフトに単一トルク経路を提供する代わりに、2つの別個のトルク経路を介してトルクが入力シャフトから出力シャフトに伝達されることを意味する。選択されたギアについてパワースプリットを提供することによって、ギアホイールに加えられる力は、1つのトルク経路のみが使用された場合にギアホイールに加えられる力と比較して低減され得る。
本明細書で開示するトランスミッションによって、パワースプリット又はトルクスプリットを有する選択されたギアは、第2及び第3の選択可能なギア接続を提供することによって達成されることになる。第2及び第4のギアホイールが回転可能に接続され切り離されることができるように第3の選択可能なギア接続を構成することが有利であることがさらに認識されている。例えば、ギアホイール接続を、パワーユニットからできる限り遠い下流で、すなわち、できる限り遠く離れて、回転可能に切り離すことができることが有利であることが認識されている。第3の選択可能なギア接続の構成の結果として、第1のギアホイールは、出力シャフトにトルクを伝達することに関与していないとき、より低い回転速度で回転することができる。これは、トランスミッションの負荷に依存しない損失の低減を意味する。本発明の更なる利点は、本発明がより少数のギア係合デバイスをもたらすことができることであり、費用対効果が高く、コンパクトな構成を示唆する。
【0013】
任意選択で、少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイスは、第1の選択可能なギア接続及び第2の選択可能なギア接続を提供するように構成されてもよい。これは、より少数のギア係合デバイスを示唆することができる。すなわち、これは、よりコンパクトで費用対効果の高い構成をもたらすことができる。
【0014】
任意選択で、少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイスは、第1の選択可能なギア接続を提供するように構成されてもよく、第3のギア係合デバイスは、第2の選択可能なギア接続を提供するように構成されてもよい。この構成は、より大きい設計自由度を示唆することができる。
【0015】
任意選択で、トランスミッションは、遊星リングギアホイールを固定部材に直接ロックすることによって、又は、遊星リングギアホイールを、第1のギアホイール及び/若しくは第2のギアホイールを介して固定部材にロックすることによって、第4の選択可能なギア接続を提供するように構成されてもよい。
【0016】
任意選択で、第1のギア係合デバイスは、第4の選択可能なギア接続を提供するようにさらに構成されてもよい。これは、より少数のギア係合デバイスを示唆することができる、すなわち、これは、よりコンパクトで費用対効果の高い構成をもたらすことができる。
【0017】
任意選択で、少なくとも2つのギア係合デバイスの第4のギア係合デバイスは、第4の選択可能なギア接続を提供するように構成されてもよい。この構成は、より大きい設計自由度を示唆することができる。
【0018】
任意選択で、第3、第4、又は第5のギアホイールは、第3、第4、又は第5のギアホイールの回転軸に直交するトランスミッションの第1の共通のギア平面内に設けられるように配置されてもよい。さらに、任意選択で、第1及び第2のギアホイールは、第1及び第2のギアホイールの回転軸に直交するトランスミッションの第2の共通のギア平面内に設けられるように配置されてもよい。
【0019】
任意選択で、遊星ギアセットは、第1の共通のギア平面と第2の共通のギア平面との間に配置されてもよい。別の例として、第1の共通のギア平面は遊星ギアセットと第2の共通のギア平面との間に配置されてもよい。さらに別の例として、第2の共通のギア平面は遊星ギアセットと第1の共通のギア平面との間に配置されてもよい。
【0020】
任意選択で、ギアホイールのうちで、第5のギアホイールだけは、出力シャフトに回転可能に接続可能であるか又は接続されていてもよい。
【0021】
さらに、任意選択で、トランスミッションは、出力シャフトに駆動可能に接続されたレンジギアアセンブリをさらに備えることができる。レンジギアアセンブリは、使用中であるときに、車両のプロペラシャフトに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている第2の出力シャフトを備える。これにより、より多くの入力/出力速度比が達成されることができる。例えば、レンジギアアセンブリは、低レンジギアと高レンジギアとを選択的に提供するように構成されることができる。
【0022】
本発明の第2の態様によれば、その目的は、請求項12に記載のパワートレインによって少なくとも部分的に達成される。
【0023】
そのため、第1のパワートレインモジュールを備えるパワートレインが提供され、第1のパワートレインモジュールは、第1の電気機械等の第1のパワーユニット及び第1のトランスミッションを備える。第1のトランスミッションは、本発明の第1の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるトランスミッションであり、第1のパワーユニットは、第1のトランスミッションの入力シャフトに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている。
【0024】
本発明の第2の態様の利点及び効果は、本発明の第1の態様の利点及び効果とほぼ類似する。本発明の第1の態様の全ての実施形態が本発明の第2の態様の全ての実施形態に適用可能であり、その逆も同様であることも留意されるものとする。
【0025】
任意選択で、パワートレインは、第2のパワートレインモジュールをさらに備えることができ、第2のパワートレインモジュールは、第2の電気機械等の第2のパワーユニット及び第2のトランスミッションを備え、第2のトランスミッションは、本発明の第1の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるトランスミッションである。第2のパワーユニットは、第2のトランスミッションの入力シャフトに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている。
本発明は、複数の電気機械等の複数のパワーユニットを有するパワートレインを提供し、それぞれの各パワーユニットについて本明細書で開示する1つのトランスミッションを提供することが有利となり得るという認識にも基づいている。より詳細には、また、一例の実施形態によれば、パワートレインモジュールは、同じ出力シャフトをパワートレインモジュールが共有するように配置されてもよい。これにより、コンパクトで高性能なパワートレインを達成することができる。またさらに、更なる例の実施形態によれば、第1及び第2のトランスミッションのそれぞれの1つのトランスミッションは、同じ第3、第4、及び/又は第5のギアホイールを共有することができる。これは、また、コンパクトで高性能なパワートレイン構成を示唆する。またさらに、なお更なる例によれば、第1のトランスミッションの第3、第4,及び/又は第5のギアホイールの任意の1つのギアホイールは、第2のトランスミッションの第3、第4、及び/又は第5のギアホイールの任意の1つのギアホイールとすることができる。
【0026】
さらに、任意選択で、パワートレインは、第1及び/又は第2のパワートレインモジュールと同様な方法で構成される、3つ、4つ、5つ、又はそれより多くのパワートレインモジュール等の更なるパワートレインモジュールを備えることができる。
【0027】
本発明の第3の態様によれば、その目的は、請求項14に記載の車両によって少なくとも部分的に達成される。
【0028】
そのため、本発明の第1の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるトランスミッション又は本発明の第2の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるパワートレインを備える車両が提供される。
【0029】
車両は、トラック、バス、又は作業機械等の任意のタイプの車両とすることができる。
【0030】
本発明の第4の態様によれば、その目的は、請求項15に記載の方法によって少なくとも部分的に達成される。
【0031】
そのため、本発明の第1の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるトランスミッションのギアをシフトさせるための方法が提供される。
方法は、入力シャフトと出力シャフトとの間の第1及び第2の別個のトルク経路が達成されるパワースプリットギア状態にトランスミッションを設定することを含み、第1のトルク経路は、遊星リングギアホイール、第1のギアホイール、第2のギアホイール、第4のギアホイール、及び第5のギアホイールを介して入力シャフトと出力シャフトとの間に延在し、第2のトルク経路は、遊星ギアホイールホルダ、第3のギアホイール、及び第5のギアホイールを介して入力シャフトと出力シャフトとの間に延在する。パワースプリットギア状態は、第2及び第3の選択可能なギア接続を設けることによって設定される。
【0032】
本発明の更なる利点及び有利な特徴は、以下の説明において及び従属請求項において開示される。
【0033】
以下、添付図面を参照して、実施例として挙げた本発明の実施形態について、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【
図1】本発明の例示的な実施形態によるトランスミッションの概略図である。
【
図2】本発明の例示的な実施形態によるパワートレインの概略図である。
【
図3a】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図3b】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図3c】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図3d】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図3e】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図3f】本発明の例示的な実施形態のトランスミッションの概略図である。
【
図4】本発明の例示的な実施形態による車両の側面図である。
【
図5】本発明の例示的な実施形態による方法のフローチャートである。
【
図6】本発明の一実施形態による、ローギア~フォースギアを有する表である。
【0035】
図面は、本発明の図による例示的な実施形態を示し、したがって、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。図示及び説明した実施形態は例示であり、及び、本発明がこれらの実施形態に限定されないことが理解されるものとする。また、図面における一部の詳細が、本発明をよりよく説明し示すために誇張されている場合があることも留意するものとする。同様の参照符号は、別段の記載がない限り、説明全体を通して同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【0036】
図1は、本発明の例示的な実施形態によるトランスミッションTの概略図を示す。トランスミッションTは、例えば、
図4に示す車両200において使用されてもよい。したがって、車両200はトラックであってもよく、トラック200は、推進力に電力を使用する電気車両とすることができる。
【0037】
電気トラック200が示されても、車両は、内燃機関及び推進用の1つ以上の電気モーターを備えるハイブリッド車等の任意のタイプの車両とすることができることを留意するものとする。さらに、車両はトラックだけに限られない。したがって、車両は、バス、作業機械等のような任意のタイプの車両であり得る。
【0038】
図1に示すトランスミッションTは、
使用中にパワーユニット(図示せず)に駆動可能に接続可能であるか又は接続されている入力シャフト5と、
太陽ギアホイール6、1つ以上の遊星ギアホイール7、遊星ギアホイールホルダ9、及び遊星リングギアホイール8を備える遊星ギアセットPGと、
第1のギアホイール11、第2のギアホイール12、第3のギアホイール13、第4のギアホイール14、及び第5のギアホイール15と、
出力シャフト16と、
を備える。
【0039】
第1のギアホイール11は、第2のギアホイール12と駆動接続状態にあり、第3及び第4のギアホイール13、14のそれぞれの1つのギアホイールは、第5のギアホイール15と駆動接続状態にあり、第3、第4、又は第5のギアホイール13、14、15のうちの1つのギアホイールは、出力シャフト16に回転可能に接続可能であるか又は接続されている。図示の実施形態において、第1のギアホイール11は、第2のギアホイール12と噛み合っている状態にあり、第3及び第4のギアホイール13、14のそれぞれのギアホイールは、第5のギアホイール15と噛み合っている状態にある。
【0040】
さらに、示すように、第5のギアホイール15は、出力シャフト16に駆動可能に接続されていてもよい。より詳細には、第5のギアホイール15は、出力シャフト16と共に回転するように恒久的に配置されていてもよい。さらに、示すように、第5のギアホイール15は、ギアホイール13、14、及び15のうち、最大径を有するギアホイールであってもよい。
【0041】
出力シャフト16は、例えば、トランスミッションTが
図2に示すように車両200用のパワートレイン100の一部であるとき、プロペラシャフト(図示せず)に接続され得る。プロペラシャフトは、次に、駆動ホイール120に接続されてもよい。駆動ホイール120は、例えば、差動ギア(図示せず)を介してプロペラシャフトに接続されてもよい。
【0042】
トランスミッションTは、少なくとも4つの選択可能なギア接続を提供するように構成される少なくとも2つのギア係合デバイス(
図1に図示せず)をさらに備え、少なくとも4つの選択可能なギア接続は、
遊星ギアセットPGが内部でロックされる第1の選択可能なギア接続1a~1cと、
遊星ギアホイールホルダ9が第3のギアホイール13に回転可能に接続される第2の選択可能なギア接続2と、
遊星リングギアホイール8が第4のギアホイール14に駆動可能に接続される第3の選択可能なギア接続3と、
遊星リングギアホイール8が固定部材10に回転可能にロックされる第4の選択可能なギア接続4a~4bと、
を含む。
【0043】
固定部材10は、例えば、トランスミッションハウジング部材であってもよい。
【0044】
遊星リングギアホイール8は、図示の実施形態において、第1のギアホイール11に回転可能に接続されている。さらに、少なくとも2つのギア係合デバイスの第1のギア係合デバイスA3、A34(
図3a~3f参照)は、第1のギア係合デバイスA3、A34が第2のギアホイール12を第4のギアホイール14に回転可能に接続する第1のギア係合デバイスの第1の状態と、第1のギア係合デバイスA3、A34が第4のギアホイール14から第2のギアホイール12を回転可能に切り離す第1のギア係合デバイスの第2の状態と、において提供されるように構成され、第3の選択可能なギア接続3は、第1のギア係合デバイスA3、A34を第1のギア係合デバイスの第1の状態に設定することによって提供される。
【0045】
図1にさらに示すように、第3、第4、又は第5のギアホイール13、14、15は、第3、第4、又は第5のギアホイール13、14、15の回転軸x1、x2、x3に直交するトランスミッションTの第1の共通のギア平面内に設けられるように配置されてもよい。またさらに、
図1に示すように、第1及び第2のギアホイール11、12は、第1及び第2のギアホイール11、12の回転軸x1、x2に直交するトランスミッションの第2の共通のギア平面内に設けられるように配置されてもよい。
【0046】
図1にさらに示すように、遊星ギアセットPG、第1のギアホイール11、及び第3のギアホイール13は、共通の回転軸x1に対して整列されてもよい。またさらに、示すように、第2のギアホイール12及び第4のギアホイール14は、別の共通回転軸x2に対して整列されてもよい。回転軸x1、x2、x3は、好ましくは、互いに対して平行である。
【0047】
図2は、第1のパワートレインモジュール100’を備えるパワートレイン100の概略図を示す。第1のパワートレインモジュール100’は第1のパワーユニット110を備える。図示の実施形態において、パワーユニット110は第1の電気機械である。パワートレインモジュール100’は第1のトランスミッションTをさらに備え、第1のトランスミッションTは
図1に示すトランスミッションである。
第1のパワーユニット110は、第1のトランスミッションTの入力シャフト5に駆動可能に接続可能であるか又は接続されている。パワートレインモジュール100’は、パワーユニット110と入力シャフト5との間のクラッチ部材112等の及び/又は出力シャフト16と駆動ホイール120との間のレンジギアアセンブリ114等の更なる部材を備えることができる。レンジギアアセンブリ114は、少なくとも、1つの低レンジギア及び1つの高レンジギアを提供するために使用され、典型的には、遊星ギアセット(図示せず)を備える。
【0048】
パワートレイン100は、第2のパワートレインモジュール(図示せず)をさらに備えることができ、第2のパワートレインモジュールは、第2の電気機械等の第2のパワーユニット(図示せず)及び第2のトランスミッション(図示せず)を備え、第2のトランスミッションは、
図1に示すトランスミッションT等の本発明の第1の態様の実施形態のうちの任意の1つの実施形態によるトランスミッションであり、第2のパワーユニットは、第2のトランスミッションの入力シャフトに駆動可能に接続可能であるか又は接続されている。例えば、また、一例の実施形態によれば、パワートレインモジュールは、同じ出力シャフト、すなわちシャフト16を両方のパワートレインモジュールが共有するように配置されてもよい。これにより、コンパクトで高性能なパワートレインを達成することができる。
またさらに、更なる例の実施形態によれば、第1のトランスミッションT及び第2のトランスミッションのそれぞれの1つのトランスミッションは、同じ第5のギアホイール15を共有することができる。これも、コンパクトで高性能なパワートレイン構成を示唆する。したがって、第2のトランスミッションの第3のギアホイール及び第4のギアホイールは、第1のトランスミッションTの第5のギアホイール15と駆動接続状態にあるとすることができる。またさらに、なお更なる例として、第1のトランスミッションTの第3のギアホイール13、第4のギアホイール14、及び第5のギアホイール15のうちの任意の1つのギアホイールは、第2のトランスミッションの第3、第4、及び第5のギアホイールのうちの任意の1つのギアホイールとすることができる。
【0049】
図3a~3fは、本発明によるトランスミッションの例示的な実施形態を示し、選択可能なギア接続は、異なるギア係合デバイスA1、A2、A12、A3、A4、及びA34によって提供される。
【0050】
例えば、
図3b、3c、3e、及び3fに示すように、少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイスA12は、第1の選択可能なギア接続1a~1c及び第2の選択可能なギア接続2を提供するように構成され得る。
図3b及び3eにおいて、第1の選択可能なギア接続1b(
図1にも示す)は、太陽ギアホイール6を遊星ギアホイールホルダ9に回転可能に接続することによって提供される。さらに、
図3c及び3fにおいて、第1の選択可能なギア接続1c(
図1にも示す)は、遊星ギアホイールホルダ9を遊星リングギアホルダ8に回転可能に接続することによって提供される。
【0051】
例えば、
図3a及び3dに示すように、少なくとも2つのギア係合デバイスの第2のギア係合デバイスA1は、第1の選択可能なギア接続1a(
図1にも示す)を提供するように構成されてもよく、第3のギア係合デバイスA2は、第2の選択可能なギア接続2を提供するように構成されてもよい。第1の選択可能なギア接続1aは、太陽ギアホイール6を遊星リングギアホイール8に回転可能に接続することによって提供される。
【0052】
図3a、3b、及び3dに示すように、トランスミッションTは、遊星リングギアホイール8を固定部材10に直接ロックすることによって、第4の選択可能なギア接続(
図1にも示す)を提供するように構成されてもよい。図示の実施形態において、これは、第4のギア係合デバイスA4によって行われる。代替的に、
図3d、3e、及び3fに示すように、トランスミッションTは、遊星リングギアホイール8を第2のギアホイール12を介して固定部材10にロックすることによって、第4の選択可能なギア接続4b(
図1にも示す)を提供するように構成されてもよい。図示の実施形態において、これは、第1のギア係合デバイスA34によって行われ、第1のギア係合デバイスA34は、したがってこれらの実施形態において、第3の選択可能なギア接続及び第4の選択可能なギア接続を提供するように構成される。
【0053】
代替的に、第3の選択可能なギア接続3は、
図3a、3b、及び3cに示すように、第1のギア係合デバイスA3によって提供されてもよい。すなわち、これらの実施形態において、第1のギア係合デバイスA3は、第3の選択可能なギア接続を提供するだけである。
【0054】
ギア係合デバイスA1、A2、A12、A3、A4、及びA34は、例えば、それぞれのシフトフォーク(図示せず)に接続されるスリーブ形成部材とすることができる。シフトフォークは、好ましくは、アクチュエータ(図示せず)に接続され、アクチュエータは、次に、好ましくは、トランスミッション制御ユニット(図示せず)によって制御される。
図3a~3fに示すように、少なくとも4つの選択可能なギア接続は、2つから4つのギア係合デバイスによって提供されてもよい。
【0055】
図3a~3fにさらに示すように、遊星ギアセットPG並びに第1及び第2の共通のギア平面は、互いに対して異なるように配置されてもよい。例えば、
図3a、3b、3d、及び3eに示すように、遊星ギアセットPGは、第1の共通のギア平面と第2の共通のギア平面との間に配置されてもよい。代替的に、
図3c及び3fに示すように、第2の共通のギア平面は、遊星ギアセットPGと第1の共通のギア平面との間に配置されてもよい。
【0056】
図5は、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを示す。そのため、方法は、例えば、上述したように、トランスミッションTのギアをシフトさせるための方法である。
【0057】
本方法は、
S1:入力シャフト5と出力シャフト16との間の第1及び第2の別個のトルク経路が達成されるパワースプリットギア状態にトランスミッションTを設定することを含み、第1のトルク経路は、遊星リングギアホイール8、第1のギアホイール11、第2のギアホイール12、第4のギアホイール14、及び第5のギアホイール15を介して入力シャフト5と出力シャフト16との間に延在し、第2のトルク経路は、遊星ギアホイールホルダ9、第3のギアホイール13、及び第5のギアホイール15を介して入力シャフト5と出力シャフト16との間に延在し、
パワースプリットギア状態は、第2及び第3の選択可能なギア接続2、3を設けることによって設定される。
【0058】
したがって、これは、上述したように、ギア係合デバイスA3、A34、A12、及びA2の使用によって設定され得る。
【0059】
パワースプリットギア状態は、好ましくは、パワースプリットギア状態を設定する要求に応答して、上述したトランスミッション制御ユニット及び関連するアクチュエータの使用によって自動的に設定される。
【0060】
例えば、パワースプリットギア状態は、トランスミッションTの「ローギア(1st gear)」を指すことができる。
【0061】
トランスミッションTは、例えば、4つの異なる入力/出力速度比又は「ギア」を有することができる。
図6は、4つの異なる入力/出力速度比、すなわち、ローギア、セカンドギア、サードギア、及びフォースギアを有する表を示す。ローギア~フォースギアは、上述した少なくとも4つの選択可能なギア接続1~4によって提供される。
【0062】
したがって、ローギアは、パワースプリットモードを指すことができる。セカンドギアは、第2の選択可能なギア接続及び第4の選択可能なギア接続を選択することによって提供される。サードギアは、第1及び第3の選択可能なギア接続を選択することによって提供される。フォースギアは、第1及び第2の選択可能なギア接続を選択することによって提供される。
【0063】
例えば、
図3a~3f及び
図6から理解されるように、ギア係合デバイスA1、A2、A3、及びA4のそれぞれの1つのギア係合デバイスは、2つの異なる位置に設定可能であり、ギア係合デバイスA12及びA34のそれぞれの1つのギア係合デバイスは、3つの異なる位置に設定可能である。
【0064】
ローギア~フォースギアのそれぞれの1つのギアは、好ましくは、ローギア~フォースギアのそれぞれの入力/出力速度比を設定する要求に応答して、上述したトランスミッション制御ユニット及び関連するアクチュエータの使用によって自動的に設定される。
【0065】
本開示は、プログラムコード手段を含むコンピュータプログラムにも関連し、プログラムコード手段は、プログラムが、トランスミッション制御ユニット等のコンピュータ上で実行されると、方法のステップを実行するためのものである。したがって、本開示は、プログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体にも関連し、プログラムコード手段は、上記プログラムが、トランスミッション制御ユニットト等のコンピュータ上で実行されると、方法のステップを実行するためのものである。
【0066】
本発明は、上述し、図面に示した実施形態に限定されるものではなく、むしろ、当業者は、添付の請求項の範囲内で多くの変更及び修正がなされ得ることを認識するものと理解される。
【外国語明細書】