JP6209297B1

JP6209297B1 - 電気車両用二速トランスアクスル

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Publication number: JP6209297B1
Application number: JP2017079771A
Authority: JP
Inventors: フーハイドゥァン; ユーワン; ジュンチェン
Original assignee: Guangzhou Xinyu Power Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Xinyu Power Technology Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: US9719584B1; ES2715778T3; EP3266635A1; HUE042318T2; JP2017211079A; EP3266635B1

Abstract

【課題】駆動力の低下が生じないシフト動作を可能にする。【解決手段】電気車両用二速トランスアクスルは、電気モータから動力を得る入力シャフトと、動力を供給して車両を駆動する二つの出力シャフトとを有している。少なくとも一つの遊星ギアセットを用いている。各遊星ギアセットは、共通キャリアに支持される複数の遊星ギアとそれぞれ噛み合うように係合する外側のギア部材のみを有している。第一キャリパーブレーキシステム及び第二キャリパーブレーキシステムが切り離され、一方向クラッチによって第一太陽ギアとトランスアクスル筐体とが接続された場合に、二速トランスアクスルの第一前進速度比が発生する。第二前進速度比は、第二油圧ブレーキが第二太陽ギアと係合して第二太陽ギアを固定する際に発生する。逆進駆動及び回生操作は、第一油圧ブレーキが第一太陽ギアを固定し、動力の流れる方向が反転した際に発生する。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、中国特許出願第２０１６１０３６４２１８.４号（出願日：２０１６年５月２５日）、第２０１６１０７０４３９９.０号（出願日：２０１６年８月２２日）、第２０１６１０７０３１３８.７号（出願日：２０１６年８月２２日）、及び、第２０１６１０７０２１９２.Ｘ号（出願日：２０１６年８月２２日）に記載されたものであり、これらの内容を本明細書において参照により引用する。

本発明は全般的に車両用トランスアクスルに関し、より具体的には蓄積電気エネルギー源からの入力電力を受け取り可能な車両用トランスアクスルに関する。更に具体的には、本発明は電気モータ、キャリパーブレーキシステム、及び、差動アセンブリに動力を伝達する駆動ギアと協働可能に接続された遊星ギアセットを少なくとも一つ利用する二速トランスアクスルに関する。

これまで、電気車両用の駆動列としての二速トランスアクスルの利用が提案されている。従来の二速トランスアクスルは、二つの駆動ギアを有する入力シャフトを備える。速度の選択は、中間シャフトアセンブリの二つの位置の間にある同期装置のスリーブをスライドさせることにより行う。ファイナルドライブギアセットのドライブピニオンが前記中間シャフトアセンブリの一部を構成していることもある。ファイナルドライブ出力ギアは、電気車両左右の車輪に出力トルクを分配する、ベベル(Ｂｅｖｅｌ)とサイドギア差動アセンブリに取り付けられている。このような二速トランスアクスルを採用することにより、電気駆動列を小さく設計することが可能になり、コスト面において明らかに有利である。しかし、このような同期装置のスリーブをスライドさせる変速機の構成は、シフト動作中における駆動力の低下を引き起こす。電気車両にとって、前記駆動力の低下は快適性の著しい損失となり、ドライバにとって許容し難いものである。

本発明の目的は車両用の駆動列、好ましくは電気車両用の駆動列、ハイブリッド車の補助駆動列に利用可能であり、駆動力の低下が生じないシフト動作、つまり「負荷シフト動作(ｌｏａｄｓｈｉｆｔｉｎｇ)」を可能にする二速トランスアクスルを提供することにある。

上記二速トランスアクスルは、上記二速トランスアクスルをコンパクトに構成できるという効果がある。電気モータで発生したトルクは、ベース太陽ギアを介して遊星ギアセットに供給される。これにより、前記遊星ギアセットはリングギアを有さないため、径方向のサイズが小さい二速トランスアクスルを構成することが可能となる。

前記二速トランスアクスルは、車両の専用駆動装置に、又は、内燃エンジンを主要な駆動源として有する車両の、ハイブリッド駆動装置としても選択される補助的な駆動装置に適している。前記二速トランスアクスルは、任意の駆動アクスルとして、すなわちフロントアクスル、又は、リアアクスルとして利用可能である。

特に好ましい例としての実施形態において、少なくとも一対のパッドプレートと一対の独立した油圧ピストンとを有する乾式ブレーキディスクを備えたキャリパーディスクブレーキシステムとして、調節可能なクラッチシステムを設計する。前記キャリパーディスクブレーキシステムは、前記二速トランスアクスル筐体の外に搭載されているので、オイル損失が非常に少なく、シフト動作熱（シフト動作による熱が空気中に伝達されること）がない。従って、高効率で信頼性の高い二速トランスアクスルを得ることができる。

特に好ましい例としての実施形態において、第一キャリパーブレーキシステム及び第二キャリパーブレーキシステムが切り離され、一方向クラッチによって前記第一太陽ギアと前記二速トランスアクスル筐体とが接続された場合に、前記二速トランスアクスルの第一前進速度比が発生するので、シフト動作で無駄となる動力が少なく、電気車両の駆動信頼性が向上する。

本発明の概念を具現化する二速トランスアクスルは、全般的に、電気モータからの動力を得るための入力手段と、動力を伝達して車両を駆動する動力出力手段を備えている。前記電気モータは、電池等のエネルギー蓄積装置に接続されており、エネルギー蓄積装置は、電気モータからの動力を得たり、動力を電気モータに供給できるようになっている。前記エネルギー蓄積装置と前記電気モータとの間の動力の流れは、制御ユニットによって管理される。

コンパクトで既存の空間に容易に納めることができる、電気車両の二速トランスアクスルが提案されている。より具体的には、電気モータと前記電気モータによって駆動可能な二速トランスミッションとを備える車両用電気二速トランスアクスルが開示されている。前記二速トランスミッションは、遊星ギアセットと、二段ギアと、油圧ディスクブレーキシステムと、差動アセンブリとを備える。前記電気モータ、ブレーキディスク、及び、遊星ギアセットは、回転軸と同軸に配置されている。前記遊星ギアセットは、ベース太陽ギアと、第一太陽ギアと、第二太陽ギアと、複数のベース遊星ギアと、複数の第一遊星ギアと、複数の第二遊星ギアと、共通遊星キャリアとを備えており、前記ベース太陽ギアは入力シャフトに回転可能に固定接続されており、前記電気モータにより前記回転軸を中心に回転駆動可能である。前記第一太陽ギアは、前記第一ブレーキディスクに回転可能に固定又は形成されていてよい。前記第二太陽ギアは、前記第二ブレーキディスクに回転可能に固定又は形成されていてよい。前記遊星ギアセットの出力ギアは、前記遊星キャリアに回転可能に固定又は形成されていてよい。ファイナルステージギアは、電気車両左右の車輪に出力トルクを分配する、差動アセンブリの差動キャリアに取り付けられている。

前記二速トランスアクスルはまた、第一及び第二シフトシステムを有しており、前記第一及び第二シフトシステムはそれぞれ、第一及び第二シフト電気モーターと、第一及び第二油圧アクチュエータシリンダと、第一及び第二圧力警告スイッチと、第一及び第二オイルタンクとを備え、前記第一及び第二油圧アクチュエータシリンダ壁は、それぞれ前記第一及び第二油圧油圧アクチュエータシリンダの前方で、第一及び第二オイルタンクと接続されており、それぞれ前記第一及び第二油圧アクチュエータシリンダの後方で、第一及び第二圧力警告スイッチ、及び、ブレーキ回路への開口と接続されており、前記第一及び第二油圧アクチュエータシリンダは、前記二速トランスアクスル筐体又は車両床の外部に搭載されていてもよく、前記第一及び第二油圧アクチュエータシリンダは、それぞれ第一及び第二シフト電気モータがアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。

本発明の実施形態において、前記電気モータの回転シャフトは中空であり、前記第二乾式ブレーキディスクは、前記電気モータの左後端に装備されており、二速トランスアクスルの第二前進速度比が発生するように操作される。更に、いくつかの実施形態において、前記第二ブレーキシャフトは中空であり、第二乾式ブレーキディスクは、前記電気モータの筐体と二速トランスアクスル筐体との間の隙間に搭載されている。

本発明に最も緊密に関連する分野における当業者の理解を深めるために、本発明を実施する上で最良の形態を示す、二速トランスアクスルの非常に好ましい三つの実施形態を、本明細書の一部を成す添付図面を参照しながら以下に説明する。以下のトランスアクスルの例についての詳述において、本発明を具体化可能な種々の多様性や変形例全てに関する説明は省略する。従って、以下に示す実施形態は飽くまでも例示であり、本発明の範囲を逸脱すること無く種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかである。本発明は以下に続く特許請求項によって評価されるものであり、明細書中に記載の詳細によって評価されるべきではない。

本発明の第一の代表的な好ましい実施形態による二速トランスアクスルの縦断面図である。図１に示す前記二速トランスアクスルの模式図である。図１及び図２に示すベース太陽ギア、アイドル遊星ギア、及び、ベース遊星ギアの部分断面図である。図１及び図２に示す第一太陽ギア、第二ギア、第一遊星ギア、及び、第二遊星ギアの部分断面図である。図１及び図２に示す共通遊星キャリア、及び、複数の共通遊星シャフトの部分断面図である。本発明の第二の代表的な好ましい実施形態による二速トランスアクスルの縦断面図である。図６に示す前記二速トランスアクスルの模式図である。本発明の第三の代表的な好ましい実施形態による二速トランスアクスルの縦断面図である。図８に示す前記二速トランスアクスルの模式図である。従来技術による車両用動力トランスミッションシステムの模式図である。

本発明の概念を具体化する二速トランスアクスルの一代表形態は、全般的に図１及び図２において符号１０を付与する。特に、図１及び図２には、電気モータ２４と動力入力装置とを含む二速トランスアクスル１０が示されており、前記動力入力装置は入力シャフト１１、ベース遊星ギアセット７１、第一遊星ギアセット７３、第二遊星ギアセット７２、及び、差動アセンブリ７４を含む。前記二速トランスアクスル１０は、電気車両又はハイブリッド車等のドライバによって駆動される車両（図示せず）での使用を意図している。

図２に示すように、前記二速トランスアクスル１０は、電気モータ２４及び蓄電装置２２から選択的に動力を得る。また、二速トランスアクスル１０は、以下で詳述するように、減速時に車両の右側アクスル１８及び左側アクスル１７から、フィードバック動力を得る。本例示的な実施形態において、前記電気モータ２４は可変速交流モータであり、前記蓄電装置２２は一つ又は複数の電池である。尚、電力を蓄積及び供給できる機能を有するものであれば、本発明の概念を逸脱することなく、他の蓄電装置を前記電池に代えることが可能である。前記蓄電装置２２は、二つの第一伝達導電体６４Ａ、６４Ｂによって、電気制御ユニット(ＥＣＵ)２３に接続されている。前記ＥＣＵ２３は、二つの第二伝達導電体６５Ａ、６５Ｂによって、前記電気モータ２４に接続されており、同様に前記ＥＣＵ２３は、第三伝達導電体６６によって第一シフト電気モータ２１、及び、第四転写導電体７０によって第二シフト電気モータ２０に接続されている。また、前記ＥＣＵ２３は、第五転写導電体６７によって、第一圧力警告スイッチ５１に接続されており、第六転写導電体６９によって、第二圧力警告スイッチ３７に接続されており、第七転写導電体６８によって第一速度センサ５５に接続されており、第八転写導電体７５によって第二速度センサ４９に接続されている。

回転シャフト４７を有する前記電気モータ２４からの動力は前記ベース遊星ギアセット７１を有する入力シャフト１１との接続を介して、前記二速トランスアクスル１０に供給される。図２及び図３に示すように、前記ベース遊星ギアセット７１は、ベース太陽ギア２５及び複数のベース遊星ギア２６と、複数のアイドル遊星ギア１２を回転可能に支持する共通遊星ギアキャリア７６とを備えている。前記ベース太陽ギア２５は、前記入力シャフト１１に回転可能に固定又は形成されていてよい。前記共通遊星キャリア７６は中空であり、その中央を前記入力シャフト１１が前記ベース太陽ギア２５から前記回転部材スリーブシャフト４７へ通過するように構成されている。前記複数のアイドル遊星ギア１２はそれぞれベース太陽ギア２５と複数のベース遊星ギア２６と相互に噛み合っている。

図２及び図４に示すように、第一遊星ギアセット７３は、第一太陽ギア３０、第一遊星ギア２９を回転可能に支持する共通遊星ギアキャリア７６を備えている。前記複数の第一遊星ギア２９は、前記第一太陽ギア３０に連続的に噛み合って係合している。前記第一太陽ギア３０は、一方向オーバーランニングクラッチ６３に接続されており、前記一方向オーバーランニングクラッチ６３の内輪１５に回転可能に固定又は形成されており、前記一方向オーバーランニングクラッチ６３の外輪６４は回転に逆らうように前記二速トランスアクスル筐体に固定されている。第一キャリパーブレーキシステム及び第二キャリパーブレーキシステムが切り離され、一方向クラッチによって前記第一太陽ギア３０と前記二速トランスアクスル筐体とが接続された際に、前記二速トランスアクスル１０の第一前進速度比が発生する。また前記第一太陽ギア３０は、二速トランスアクスル筐体に設けられており、逆進駆動、ヒルブレーキ、ローギア及び回生ブレーキに利用される第一乾式ブレーキディスク５４に接続されている。前記第一乾式ブレーキディスク５４が、第一右側パッドプレート５６と第一左側パッドプレート５７によって停止させられると、前記第一太陽ギア３０は回転に逆らって二速トランスアクスル筐体に固定される。

第二遊星ギアセット７２は、第二太陽ギア２７と、複数の第二遊星ギア２８を回転可能に支持する共通遊星キャリア７６とを備えている。前記複数の第二遊星ギア２８は、前記第二太陽ギア２７に連続的に噛み合っている。前記第二太陽ギア２７は、前記第二乾式ブレーキディスク４８に接続された第二ブレーキシャフト１３に回転可能に固定又は形成されている。前記第二乾式ブレーキディスク４８は、前記二速トランスアクスル筐体に設けられており、二速トランスアクスルの第二前進速度比が発生するように動作する。前記第二前進速度比は、前記第二乾式ブレーキディスク４８が、第二右側パッドプレート４４と第二左側パッドプレート４５によって停止させられ、前記第二太陽ギア２７が回転に逆らって二速トランスアクスル筐体に固定された場合に発生する。

図２〜５に示されるように、複数のベース遊星ギア２６、複数の第二遊星ギア２８、及び、複数の第一遊星ギア２９は、共通遊星キャリア７６に支持される複数の遊星シャフト１４ａにこの順で回転可能に固定又は形成されている。

第一段減速ユニットは、第一従動ギア３１と常時噛み合う第一駆動ギア１９を有しており、同様に第二段減速ユニットは、第三従動ギア３３と常時噛み合った第二駆動ギア３２を有する。前記第一駆動ギア１９は、共通遊星キャリア７６とともに回転するように固定され、遊星ギアセットからの動力を提供する。前記第一従動ギア３１及び第二駆動ギア３２は、二速トランスアクスル筐体に回転可能に支持されたカウンターシャフト１６と共に回転するように固定されている。前記第三従動ギア３３が差動アセンブリ７４のキャリアに固定されているとともに、前記第二駆動ギア３２が前記カウンターシャフト１６と共に回転するようにスプライン結合によってカウンターシャフト１６に固定されている。前記差動アセンブリ７４は、その軸を中心に回転駆動可能な差動キャリアと、二つのサイドシャフト１７、１８を有している。前記電気モータ２４からの動力は、前記第三従動ギア３３を介して差動アセンブリ７４に伝達され、この動力が両側シャフト１７、１８を介して車両の車輪３４、３５に供給される。

第一キャリパーディスクブレーキシステムは、固定キャリパー構成を有しており、第一乾式ブレーキディスク５４と、前記第一乾式ブレーキディスク５４の状態を監視する第一速度センサ５５と、第一左側パッドプレート５７と、第一右側パッドプレート５６と、二対の第一独立油圧ピストン６１、６０と、二つの第一キャリパー６２、５９とを備えている。前記第一キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図１及び図２に示すように、第一左側パッドプレート５７と第一右側パッドプレート５６とは、前記第一キャリパー６２、５９内において、第一油圧回路５８を介して、同一の圧力源である油圧アクチュエータシリンダ５２に並列に接続される二対の第一独立油圧ピストン６１、６０によって、第一乾式ブレーキディスク５４に押し付けられる。前記第一キャリパー６２、５９及び第一乾式ブレーキディスク５４は、前記二速トランスアクスル筐体の外側に搭載されている。

第一シフトシステムは、第一シフト電気モータ２１と、第一油圧アクチュエータシリンダ５２と、前記第一圧力警告スイッチ５１と、第一オイルタンク５０とを備えている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ５２の壁は、その前方で前記第一オイルタンク５０と接続されており、その後方で前記第一圧力警告スイッチ５１及びブレーキ回路５３への開口と繋がっている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ５２は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に搭載されている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ５２は、第一シフト電気モータ２１がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第一シフト電気モータ２１が初期位置に戻った直後に、前記第一油圧アクチュエータシリンダ５２のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第一独立油圧ピストン６１、６０が、封止リングからの弾性力によって第一乾式ブレーキディスク５４から引き離されるので、前記第一パッドプレート５６、５７と前記第一乾式ブレーキディスク５４との間に摩擦がなくなる。

第二キャリパーディスクブレーキシステムもまた、固定キャリパー構成を有しており、第二乾式ブレーキディスク４８と、前記第二乾式ブレーキディスク４８の状態を監視する第二速度センサ４９と、第二左側パッドプレート４５と、第二右側パッドプレート４４と、二対の第二独立油圧ピストン４６、４３と、二つの第二キャリパー４１、４２とを備えている。前記第二キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図１及び図２に示すように、第二左側パッドプレート４５と第二右側パッドプレート４４とは、前記第二キャリパー４１、４２内において、第二油圧回路４０を介して、同一の圧力源である第二油圧アクチュエータシリンダ３８に並列に接続される二対の第二独立油圧ピストン４６、４３によって、第二乾式ブレーキディスク４８に押し付けられる。前記第二キャリパー４６、４３及び第二乾式ブレーキディスク４８は、前記二速トランスアクスル筐体の外側に搭載されている。

第二シフトシステムは、第二シフト電気モータ２０と、第二油圧アクチュエータシリンダ３８と、前記第二圧力警告スイッチ３７と、第二オイルタンク３６を備えている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ３８の壁は、その前方で前記第二オイルタンク３６と接続されており、その後方で前記第二圧力警告スイッチ３７及びブレーキ回路３９への開口と繋がっている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ３８は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に搭載されている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ３８は、第二シフト電気モータ２０がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第二シフト電気モータ２０が初期位置に戻った直後に、前記第二油圧アクチュエータシリンダ３８のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第二ピストン４６、４３が、封止リングからの弾性力によって第二乾式ブレーキディスク４８から引き離されるので、前記第二パッドプレート４４、４５と前記第二乾式ブレーキディスク４８との間に摩擦がなくなる。

好ましい例示的な実施形態の操作

前記車両の操縦者は三つの主要な装置を用いて前記二速トランスアクスル１０を制御する。そのうちの一つの主要な制御装置は、周知のドライブレンジ選択部（図示せず）であり、これによって前記トランスアクスルを駐車、バック、ニュートラル、前進の何れかのドライブレンジに設定するようＥＣＵ２３に指示する。第二、第三の主要な制御装置はアクセルペダル（図示せず）とブレーキペダル（図示せず）から構成される。これら三つの主要な制御源を通して前記ＥＣＵ２３が得る情報を以下において、「操縦者の要求」と称す。前記ＥＣＵ２３はまた、第一及び第二シフト電気モータ２１、２０、第一及び第二圧力警告スイッチ５１、３７、電気モータ２４、及び、蓄電装置２２からも情報を得る。操縦者の操作を受けて、前記ＥＣＵ２３は何が要求されているのかを判断し、前記操縦者の要求に適切に対応すべく、選択的に操縦された二速トランスアクスル１０のコンポーネントを操作する。

例えば、図２に示す例示的な実施形態において、操縦者があるドライブレンジを選択し、アクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合、前記ＥＣＵ２３はこの操作によって車両が加速と減速の何れを行うべきかを判断する。ＥＣＵ２３はまた、前記電源の状態を監視し、求められる加速率又は減速率を達成するために必要なトランスアクスルからの出力速度を決定する。前記ＥＣＵ２３の制御下で、前記トランスアクスルは「ゆっくり」から「速い」の速度範囲を出力可能であり、これによって加速又は減速要求に対応する。

本発明のコンセプトを実現するトランスアクスルの動作に関してより詳述するために、様々な動作状況下での操縦者の要求に必要となる出力速度を実現する動作モードを、第一の好ましい実施形態を用いて説明する。前記動作状況としては、車両が所望の速度まで加速するのか、速度を維持するのか、車両が減速するのか否か、車両がバックするのか否か、が挙げられる。従って、ＥＣＵ２３は常に、前記電源を含めて車両の動作状況を表す情報とともに、操縦者の要求を読取り、要求に対応する。以下の説明において、符号１０として示す二速トランスアクスルの各種動作状況を説明する。好ましい実施形態がどのように動作するか、その概要を理解できれば、本紙において後述される変形例においても同様にこれらコンセプトを適用して理解できるであろう。

詳細な説明が進むにつれて明らかとなるように、前記二速トランスアクスル１０は、二速の、自動の、電気モータにより駆動されるディスクブレーキによってシフト動作が行われるトランスアクスルである。すなわち、両側シャフト１７，１８が、前記二速トランスアクスル１０の二つの異なるギア列を通して動力を得たり伝えたりする。第一のギア列は、ベース太陽ギア２５が電気モータ２４により駆動されるときであって、第一太陽ギア３０が一方向クラッチ又は第一乾式ブレーキディスク５４によって二速トランスアクスル筐体に固定されたときに構成される。第二のギア列もまた、ベース太陽ギア２５が電気モータ２４により駆動されるときであって、第二太陽ギア２７が第二乾式ブレーキディスク４８によって二速トランスアクスル筐体に固定されたときに構成される。

これら二つのギア列はＥＣＵ２３とともに、それぞれ稼働中のギア列の「比較的ゆっくりの速度」から「比較的速い速度」までの範囲の出力速度を提供する。この「ゆっくり」から「速い」までの出力速度範囲の二つのスピードの組み合わせによって、二速トランスアクスル１０は車両を停止状態から高速道路での速度で前進させることが可能となり、さらに本発明のその他の目的を達成することができる。更に、前記ＥＣＵ２３が前記第一のギア列と第二ギア列との間でのシフト動作を同期できるように二速トランスアクスル１０の動作を調整する。

前記二速トランスアクスル１０が電気車両に提供する動力について、四つのモードが存在する。即ち、第一前進比駆動、第二前進比駆動、逆進駆動、及び、減速回生動作である。

蓄電装置２２が唯一の駆動力源となる運転状況下において、ＥＣＵ２３が操縦者が所望の車両速度まで加速したがっている、又は、当該速度を維持したがっていると判断した場合、ＥＣＵ２３は同時に第一及び第二のギア列を利用して出力速度を落とし、その後第二ギア列に変えて速い出力速度を提供する。

I 第一前進比駆動
ＥＣＵ２３は、第一及び第二シフト電気モータ２１，２０を初期位置に留めるように制御を行う。つまり、第一油圧ピストン６０、６１及び第二油圧ピストン４３、４６を押す圧力が無い状態にする。前記第一パッドプレート５６、５７と前記第一乾式ブレーキディスク５４との間のクリアランスは保持される。また、前記第二パッドプレート４４、４５と前記第二乾式ブレーキディスク４８との間のクリアランスも保持される。

前記第一キャリパーディスクブレーキシステムも前記第二キャリパーディスクブレーキシステムも切り離された状態で、前記第一のギア列、即ち第一前進比駆動が発生する。代わりに、オーバーランニングクラッチ６３の内輪１５がトルクを外輪６４へ伝達し、前記第一太陽ギア部材３０を、内輪と外輪との間の接続による回転に逆らって、二速トランスアクスル筐体に固定する。前記共通遊星キャリア７６、つまり前記第一ベース遊星ギアセットの従動部材は、電気モータ２４からの動力を第一駆動ギア１９へ伝達する。前記第一駆動ギア１９からの動力は、二つの減速駆動ユニットによって前記差動アセンブリ７４に供給される。第一比駆動運転での第一トルク供給経路は、前記入力シャフト１１を介して、電気モータ２４によって駆動されるベース太陽ギア２５と、複数のアイドル遊星ギア１２と、複数のベース遊星ギア２６と、複数の第一遊星ギア２９と、複数の遊星シャフト１４ａと、ローギアでトランスアクスルにトルク反作用点を提供する一方向オーバーランニングクラッチ６３によって固定される第一太陽ギア３０と、前記第一駆動ギア１９を駆動する共通遊星キャリア７６と、前記第一駆動ギア１９によって駆動される第一従動ギア３１と、カウンターシャフト１６を介して、前記第一従動ギア３１によって駆動される第二駆動ギア３２と、前記第二駆動ギア３２によって駆動される第三従動ギア３３とを含み、第三従動ギア３３は、前記差動アセンブリ７４を駆動して動力をサイドシャフト１７、１８に伝達する。前記第二太陽ギア２７は、前記乾式ブレーキディスク４８が前記第二ブレーキシャフト１３を中心に自由に摩擦無しで回転するように乾式ブレーキディスク４８を駆動する。

当技術分野において周知であるサイズ上の制限と遊星ギアセットに基づいて、前記二速トランスアクスル１０の第一のギア列を通した減速とトルク上昇比は、ギア歯比に基づいて選択される。
上記式において、
Ｚ２６は、前記ベース遊星ギア２６の歯数であり、
Ｚ３０は、前記第一太陽ギア３０の歯数であり、
Ｚ２５は、前記ベース太陽ギア２５の歯数であり、
Ｚ２９は、前記第一遊星ギア２９の歯数であり、
Ｚ１９は、前記第一駆動ギア１９の歯数であり、
Ｚ３１は、前記第一従動ギア３１の歯数であり、
Ｚ３２は、前記第二駆動ギア３２の歯数であり、
Ｚ３３は、前記第三従動ギア３３の歯数である。

II 第二前進比駆動
ＥＣＵ２３は、第二シフト電気モータ２０に、アクチュエータスクリューを介して、第二油圧アクチュエータシリンダ３８を押すように命令する。その後、高圧油が、パイプ回路３９を介して、第二油圧ピストン４３、４６と第二キャリパー４１、４２との間に形成されるキャビティに送り込まれる。前記第二油圧ピストン４３、４６は、流体圧力によって稼働し、これによって前記第二パッドプレート４４、４５を駆動して乾式ブレーキディスク４８を固定する。従って、前記第二太陽ギア部材２７は、二速トランスアクスル筐体に緩やかに固定される。

前記第二キャリパーディスクブレーキシステムが係合しており、前記第一キャリパーディスクブレーキシステムが切り離された状態にあると、前記第二のギア列、即ち第二比、又は、高速比が生じる。この比が発生している際、オーバーランニングクラッチ６３は、前記第一太陽ギア３０を前記二速トランスアクスル筐体にロックしなくなる。第二比駆動運転での第二トルク供給経路は、前記入力シャフト１１を介して、電気モータ２４によって駆動されるベース太陽ギア２５と、複数のアイドル遊星ギア１２と、複数のベース遊星ギア２６と、複数の第二遊星ギア２８と、複数の遊星シャフト１４ａと、ハイギアでトランスアクスルにトルク反作用点を提供する第二キャリパーディスクブレーキシステムによって固定される第二太陽ギア２７と、前記第一駆動ギア１９を駆動する共通遊星キャリア７６と、前記第一駆動ギア１９によって駆動される第一従動ギア３１と、カウンターシャフト１６を介して、前記第一従動ギア３１によって駆動される第二駆動ギア３２と、前記第二駆動ギア３２によって駆動される第三従動ギア３３とを含み、第三従動ギア３３は、前記差動アセンブリ７４を駆動して動力をサイドシャフト１７、１８に伝達する。前記第一太陽ギア３０は、前記乾式ブレーキディスク５４が前記一方向オーバーランニングクラッチ６３の内輪１５の周りを自由に摩擦無しで回転するように駆動する。

当技術分野において周知であるサイズ上の制限と遊星ギアセットに基づいて、前記二速トランスアクスル１０の第一のギア列を通した減速とトルク上昇比は、ギア歯比に基づいて選択される。
上記式において、
Ｚ２６は、前記ベース遊星ギア２６の歯数であり、
Ｚ２７は、前記第二太陽ギア２７の歯数であり、
Ｚ２５は、前記ベース太陽ギア２５の歯数であり、
Ｚ２８は、前記第一遊星ギア２８の歯数であり、
Ｚ１９は、前記第一駆動ギア１９の歯数であり、
Ｚ３１は、前記第一従動ギア３１の歯数であり、
Ｚ３２は、前記第二駆動ギア３２の歯数であり、
Ｚ３３は、前記第三従動ギア３３の歯数である。

III 逆進駆動
ＥＣＵ２３は、第一シフト電気モータ２１に、アクチュエータスクリューを介して、第一油圧アクチュエータシリンダ５２を押すように命令する。その後、高圧油が、パイプ回路５３を介して、第一油圧ピストン６１、６０と第一キャリパー６２、５９との間に形成されるキャビティに送り込まれる。前記第一油圧ピストン６１、６０は、流体圧力によって稼働し、これによって前記第一パッドプレート５６、５７を駆動して乾式ブレーキディスク５４を固定する。従って、前記第一太陽ギア部材３０は、二速トランスアクスル筐体に固定される。

入力シャフト１１の回転方向を反転させると逆進する。例えば、動力源である電気モータ２４の回転を反転させ、第一キャリパーブレーキシステムを適用すると逆進駆動となる。入力シャフトの回転方向が反転すると、一方向クラッチ６３がオーバーランするが、前記第一キャリパーブレーキシステムが係合しており、第一太陽ギア３０が二速トランスアクスル筐体に固定されるので、前記第一太陽ギア３０は回転に逆らって固定されたままとなる。逆進動作において、トルク供給経路は前述の第一前進速度比駆動と同一である。前記電気モータ２４がモータ回転シャフト４７を通して入力シャフト１１を駆動する。入力シャフト１１は動力をベース太陽ギア２５へ伝達する。反転ギア駆動時、二速トランスアクスル１０にトルク反作用点を提供する、複数の遊星ギア１２、２６、２９、及び、第一太陽ギア３０は共通遊星キャリア７６を駆動して第一駆動ギア１９を駆動する。出力される動力は、差動アセンブリ７４を通してサイドシャフト１７、１８へ動力を伝達する第一従動ギア３１、第二駆動ギア３２、及び、第三従動ギア３３によって伝達される。

IV 減速、及び、回生動作
電気車両の動的エネルギーは蓄電装置２２の充電に使用される。
動いている電気車両の動的エネルギーを蓄電装置２２の充電という目的のみにフィードバックする運転状況下で、操縦者が減速を要求しているとＥＣＵ２３が判断した場合、前記ＥＣＵ２３は、フィードバックされる速度が第二フィードバックスピード範囲であれば、前記第一ギア比及び第二ギア比駆動の双方において動作指示をし、フィードバックされる速度が第一フィードバックスピード範囲であれば、前記第一ギア比駆動のみの動作を指示する。

前記第一速度比での運転において、ＥＣＵ２３は、第一キャリパーブレーキシステムの係合又は適用を指示し、第二キャリパーブレーキシステムの切り離し、又は、解放を指示する。二速トランスアクスル１０が第一ギア比のみで稼働するトランスミッションを構成するには、前記ＥＣＵ２３が第二ギア比を切り離すだけでよい。従って、第一キャリパーブレーキシステムは係合したままとなる。

ＥＣＵ２３は、第一シフト電気モータ２１に、アクチュエータスクリューを介して、第一油圧アクチュエータシリンダ５２を押すように命令する。その後、高圧油が、パイプ回路５３を介して、第一油圧ピストン６１、６０と第一キャリパー６２、５９との間に形成されるキャビティに送り込まれる。前記第一油圧ピストン６１、６０は、流体圧力によって稼働し、これによって前記第一パッドプレート５６、５７を駆動して乾式ブレーキディスク５４を固定する。従って、前記第一太陽ギア部材３０は、二速トランスアクスル筐体に緩やかに固定される。圧力が最高値に達すると、第一圧力警告スイッチ５１は信号を発生させる。ＥＣＵ２３制御装置が前記信号を受信すると、情報処理を行い、第一シフト電気モータ２１を制御する出力信号を発生させる。ＥＣＵ２３が第一シフト電気モータ２１の停止と、アクチュエータスクリューのロックを命令するので、前記圧力は保持される。

前記第一ギア比が選択されている状況下では、前記サイドシャフト１７、１８からフィードバック動力を得る。第一比駆動運転における動的エネルギー供給経路は、前記差動アセンブリ７４を駆動して動的エネルギーを第三従動ギア３３に伝達するサイドシャフト１７、１８と、前記第三従動ギア３３によって駆動される第二駆動ギア３２と、カウンターシャフト１６を介して、前記第二駆動ギア３２によって駆動される第一従動ギア３１と、前記第一従動ギア３１によって駆動される第一駆動ギア１９と、共通遊星キャリア７６を駆動する第一駆動ギア１９と、第一ギア比（回生モード）でトランスアクスルにトルク反作用点を提供する第一キャリパーディスクブレーキシステムによって固定される第一太陽ギア部材３０と、複数の遊星シャフト１４ａと、複数の第一遊星ギア２９と、複数のベース遊星ギア２６と、複数のアイドル遊星ギア１２と、前記入力シャフト１１を介して、ベース太陽ギア２５によって駆動される電気モータ２４とを含む。

前記第二速度比での運転において、ＥＣＵ２３は、第二キャリパーブレーキシステムの係合又は適用を指示し、第一キャリパーブレーキシステムの切り離し、又は、解放を指示する。二速トランスアクスル１０が第二ギア比のみで稼働するトランスミッションを構成するには、前記ＥＣＵ２３が第一ギア比を切り離すだけでよい。従って、第二キャリパーブレーキシステムは係合したままとなる。

ＥＣＵ２３は、第二シフト電気モータ２０に、アクチュエータスクリューを介して、第二油圧アクチュエータシリンダ３８を押すように命令する。その後、高圧油が、パイプ回路３９を介して、第二油圧ピストン４３、４６と第二キャリパー４１、４２との間に形成されるキャビティに送り込まれる。前記第二油圧ピストン４３、４６は、流体圧力によって稼働し、これによって前記第二パッドプレート４４、４５を駆動して乾式ブレーキディスク４８を固定する。従って、前記第二太陽ギア部材２７は、二速トランスアクスル筐体に緩やかに固定される。圧力が最高値に達すると、第二圧力警告スイッチ３７は信号を発生させる。ＥＣＵ２３制御装置が前記信号を受信すると、情報処理を行い、第一シフト電気モータ２０を制御する出力信号を発生させる。ＥＣＵ２３が第二シフト電気モータ２０の停止と、アクチュエータスクリューのロックを命令するので、前記圧力は保持される。

前記第二ギア比が選択されている状況下では、前記サイドシャフト１７、１８からフィードバック動力を得る。第二比駆動運転における動的・BR>Gネルギー供給経路は、前記差動アセンブリ７４を駆動して動的エネルギーを第三従動ギア３３に伝達するサイドシャフト１７、１８と、前記第三従動ギア３３によって駆動される第二駆動ギア３２と、カウンターシャフト１６を介して、前記第二駆動ギア３２によって駆動される第一従動ギア３１と、前記第一従動ギア３１によって駆動される第一駆動ギア１９と、共通遊星キャリア７６を駆動する第一駆動ギア１９と、第二ギア比（回生モード）でトランスアクスルにトルク反作用点を提供する第二キャリパーディスクブレーキシステムによって固定される第二太陽ギア部材２７と、複数の遊星シャフト１４ａと、複数の第二遊星ギア２８と、複数のベース遊星ギア２６と、複数のアイドル遊星ギア１２と、前記入力シャフト１１を介して、ベース太陽ギア２５によって駆動される電気モータ２４とを含む。

第二の実施形態
本発明のコンセプトを実施する第二の非常に好ましい二速トランスアクスルは、全般的に図６及び図７において符号１１０を付与する。特に図７に示されるように、二速トランスアクスル１１０は、電気モータ１２４と、入力シャフト１１１と、ベース遊星ギアセット１７１と、第一遊星ギアセット１７３と、第二遊星ギアセット１７２と、共通遊星キャリアと、第一及び第二キャリパーブレーキシステムとを備えている。前記二速トランスアクスル１１０はまた、第一駆動ギア１１９と、第一従動ギア１３１と、第二駆動ギア１３２と、第三従動ギア１３３と、差動アセンブリ１７４とを備える。

前記二速トランスアクスル１１０は、電気車両又はハイブリッド車等の操縦者によって駆動される車両（図示せず）での使用を意図している。前記二速トランスアクスル１１０は、蓄電装置１２２から動力を得る。前記二速トランスアクスル１１０は、以下にさらに詳述するように、車両の減速時に車両アクスルから、フィードバック動力を得る。第二の実施形態において、前記電気モータ１２４は可変速交流モータであり、前記蓄電装置１２２は一つ又は複数の電池である。尚、電力を蓄積及び供給できる機能を有するものであれば、他の蓄電装置を本発明の概念を逸脱することなく、前記電池に代えることが可能である。前記蓄電装置１２２は、二つの第一伝達導電体１６４Ａ、１６４Ｂによって、電気制御ユニット(ＥＣＵ)１２３に接続されている。前記ＥＣＵ１２３は、二つの第二伝達導電体１６５Ａ、１６５Ｂによって、前記電気モータ１２４に接続されており、同様に前記ＥＣＵ１２３は、第一伝達導電体１６６によって第一シフト電気モータ１２１、及び、第二転写導電体１７０によって第二シフト電気モータ１２０に接続されている。また、前記ＥＣＵ１２３は、第三伝達導電体１６７によって、第一圧力警告スイッチ１５１に接続されており、第四伝達導電体１６９によって、第二圧力警告スイッチ１３７に接続されており、第五伝達導電体１６８によって第一速度センサ１５５に接続されており、第六伝達導電体１７５によって第二速度センサ１４９に接続されている。

回転シャフト１４７を有する前記電気モータ１２４からの動力は前記ベース遊星ギアセット１７１を有する入力シャフト１１１との接続を介して、前記二速トランスアクスル１１０に供給される。図７に示すように、前記ベース遊星ギアセット１７１は、ベース太陽ギア部材１２５と、複数のアイドル遊星ギア１１２及び複数のベース遊星ギア１２６を回転可能に支持する共通遊星ギアキャリア部材１７６とを備えている。前記ベース太陽ギア１２５は、前記入力シャフト１１１に回転可能に固定又は形成されている。前記共通遊星キャリア１７６は中空であり、その中央を前記入力シャフト１１１が前記ベース太陽ギア１２５から前記回転シャフト１４７へ通過するように構成されている。前記回転シャフト１４７は中空であり、その中央を第二ブレーキシャフト１１３が前記第二遊星ギアセット１７２から第二太陽ギア１２７へ通過するように構成されている。前記入力シャフト１１１もまた中空であり、その中央を第二ブレーキシャフト１１３が通過するように構成されている。前記複数のアイドル遊星ギア１１２はそれぞれベース太陽ギア１２５及び複数のベース遊星ギア１２６と相互に噛み合っている。

前記第一遊星ギアセット１７３は、第一太陽ギア１３０と、複数の第一遊星ギア１２９を回転可能に支持する共通遊星キャリア１７６とを備えている。前記複数の第一遊星ギア１２９は、前記第一太陽ギア１３０に連続的に噛み合っている。前記第一太陽ギア１３０は、一方向オーバーランニングクラッチ１６３に接続されており、前記一方向又はオーバーランニングクラッチの内輪１１５に回転可能に固定又は形成されており、前記一方向又はオーバーランニングクラッチの外輪１６４は回転に逆らうように前記二速トランスアクスル筐体に固定されている。第一油圧ブレーキシステム及び第二油圧ブレーキシステムが切り離され、一方向クラッチによって前記第一太陽ギア１３０と前記二速トランスアクスル筐体とが接続された場合、前記二速トランスアクスル１１０の第一前進速度比が発生する。また前記第一太陽ギア１３０は、二速トランスアクスルの１１０の右後端に設けられており、逆進駆動、ヒルブレーキ、ローギア及び回生ブレーキに利用される第一乾式ブレーキディスク１５４に接続されている。前記第一乾式ブレーキディスク１５４が、第一右側パッドプレート１５６と第一左側パッドプレート１５７によって停止させられると、前記第一太陽ギア１３０は回転に逆らって二速トランスアクスル筐体に固定される。第二遊星ギアセット１７２は、第二太陽ギア１２７と、複数の第二遊星ギア１２８を回転可能に支持する共通遊星キャリア１７６とを備えている。前記複数の第二遊星ギア１２８は、前記第二太陽ギア１２７に連続的に噛み合っている。前記第二太陽ギア１２７は、第二摩擦乾式ブレーキディスク１４８に接続される第二ブレーキシャフト１１３に回転可能に固定されていても形成されていてもよい。前記第二乾式ブレーキディスク１４８は、前記電気モータ１２４の左後端に装備されており、二速トランスアクスル１１０の第二前進速度比が発生するように操作される。前記第二前進速度比は、前記第二ディスクブレーキ１４８が、第二右側パッドプレート１４４と第二左側パッドプレート１４５によって停止させられ、前記第二太陽ギア１２７が回転に逆らって電気モーター１２４の筐体に固定された場合に発生する。

図６〜７に示されるように、複数のベース遊星ギア１２６、複数の第二遊星ギア１２８、及び、複数の第一遊星ギア１２９は、共通遊星キャリア１７６に支持される遊星シャフト１１４ａにこの順で回転可能に固定、又は、形成されていてもよい。

第一段減速ユニットは、第一従動ギア１３１と常時噛み合う第一駆動ギア１１９を有しており、同様に第二段減速ユニットは、第三従動ギア１３３と常時噛み合った第二駆動ギア１３２を有する。第一駆動ギア１１９は、共通遊星キャリア１７６とともに回転するように固定され、遊星ギアセットからの動力を提供する。前記第一従動ギア１３１及び第二駆動ギア１３２は、二速トランスアクスル１１０の筐体に回転可能に支持されたカウンターシャフト１１６と共に回転するように固定されている。前記第三従動ギア１３３が差動アセンブリ１７４のキャリアに固定されているとともに、第二駆動ギア１３２は、前記カウンターシャフト１１６と共に回転するようにスプライン結合によって固定されている。前記差動アセンブリ１７４は、その軸を中心に回転駆動可能な差動キャリアと、二つのサイドシャフト１１７、１１８を有している。前記電気モータ１２４からの動力は、前記第三従動ギア１３３を介して差動アセンブリ１７４に伝達され、この動力が両側シャフト１１７、１１８を介して車両の車輪１３４、１３５に供給される。

第一キャリパーディスクブレーキシステムは、固定キャリパー構成を有しており、第一乾式ブレーキディスク１５４と、前記第一乾式ブレーキディスク１５４の状態を監視する第一速度センサ１５５と、第一左側パッドプレート１５７と、第一右側パッドプレート１５６と、二対の第一独立油圧ピストン１６１、１６０と、二つの第一キャリパー１６２、１５９とを備えている。前記第一キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図６及び図７に示すように、第一左側パッドプレート１５７と第一右側パッドプレート１５６とは、前記第二キャリパー１６２、１５９内において、第一油圧回路１５８を介して、同一の圧力源である第一油圧アクチュエータシリンダ１５２に並列に接続される二対の第一独立油圧ピストン１６１、１６０によって、第一乾式ブレーキディスク１５４に押し付けられる。前記第一キャリパー１６２、１５９及び第一乾式ブレーキディスク１５４は、前記二速トランスアクスル１１０の筐体右後端に搭載されている。

第一シフトシステムは、前記第一シフト電気モータ１２１と、前記第一油圧アクチュエータシリンダ１５２と、前記第一圧力警告スイッチ１５１と、第一オイルタンク１５０とを備えている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ１５２の壁は、その前方で前記第一オイルタンク１５０と接続されており、その後方で前記第一圧力警告スイッチ１５１及びブレーキ回路１５３への開口と繋がっている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ１５２は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に搭載されている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ１５２は、第一シフト電気モータ１２１がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第一シフト電気モータ１２１が初期位置に戻った直後に、前記第一油圧アクチュエータシリンダ１５２のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第一ピストン１６１、１６０が、封止リングからの弾性力によって第一乾式ブレーキディスク一１５４から引き離されるので、前記第一パッドプレート１５６、１５７と前記第一乾式ブレーキディスク１５４との間に摩擦がなくなる。

第二キャリパーディスクブレーキシステムもまた、固定キャリパー構成を有しており、第二乾式ブレーキディスク１４８と、前記第二乾式ブレーキディスク１４８の状態を監視する第二速度センサ１４９と、第二左側パッドプレート１４５と、第二右側パッドプレート１４４と、二対の第二独立油圧ピストン１４６、１４３と、第二キャリパー１４１、１４２とを備えている。前記第二キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図６及び図７に示すように、第二左側パッドプレート１４５と第二右側パッドプレート１４４とは、前記第一キャリパー１４１、１４２内において、第二油圧回路１４０を介して、同一の圧力源である第二油圧アクチュエータシリンダ１３８に並列に接続される二対の第二独立油圧ピストン１４６、１４３によって、第二乾式ブレーキディスク１４８に押し付けられる。前記第二キャリパー１４６、１４３及び第二乾式ブレーキディスク１４８は、前記電気モータ１２４の筐体左後端に搭載されている。

第二シフトシステムは、前記第二シフト電気モータ１２０と、前記第二油圧アクチュエータシリンダ１３８と、前記第二圧力警告スイッチ１３７と、第二オイルタンク１３６とを備えている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ１３８の壁は、その前方で前記第二オイルタンク１３６と接続されており、その後方で前記第二圧力警告スイッチ１３７及びブレーキ回路１３９への開口と繋がっている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ１３８は、前記二速トランスアクスル１１０の筐体又は電気モータ１２４の筐体に搭載されている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ１３８は、第二シフト電気モータ１２０がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第二シフト電気モータ１２０が初期位置に戻った直後に、前記第二油圧アクチュエータシリンダ１３８のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第二ピストン１４６、１４３が、封止リングからの弾性力によって第二乾式ブレーキディスク１４８から引き離されるので、前記第二パッドプレート１４４、１４５と前記第二乾式ブレーキディスク１４８との間に摩擦がなくなる。

第三の実施形態
本発明のコンセプトを実施する第二の非常に好ましい二速トランスアクスルは、全般的に図８及び図９において符号２１０を付与する。特に図９に示されるように、二速トランスアクスル２１０は、電気モータ２２４と、入力シャフト２１１と、ベース遊星ギアセット２７１と、第一遊星ギアセット２７３と、第二遊星ギアセット２７２と、共通遊星キャリアと、第一及び第二キャリパーブレーキシステムとを備えている。前記二速トランスアクスル２１０はまた、第一駆動ギア２１９と、第一従動ギア２３１と、第二駆動ギア２３２と、第三従動ギア２３３と、差動アセンブリ２７４とを備える。

前記二速トランスアクスル２１０は、電気車両又はハイブリッド車等の操縦者によって駆動される車両（図示せず）での使用を意図している。前記二速トランスアクスル２１０は、蓄電装置２２２から動力を得る。前記二速トランスアクスル２１０は、以下にさらに詳述するように、車両の減速時に車両アクスルから、フィードバック動力を得る。本例示的な実施形態において、前記電気モータ２２４は可変速交流モータであり、前記蓄電装置２２２は一つ以上の電池である。尚、電力を蓄積及び供給できる機能を有するものであれば、他の蓄電装置を本発明の概念を逸脱することなく、前記電池に代えることが可能である。前記蓄電装置２２２は、二つの第一伝達導電体２６４Ａ、２６４Ｂによって、電気制御ユニット(ＥＣＵ)２２３に接続されている。前記ＥＣＵ２２３は、二つの第二伝達導電体２６５Ａ、２６５Ｂによって、前記電気モータ２２４に接続されており、同様に前記ＥＣＵ２２３は、第三伝達導電体２６６によって第一シフト電気モータ２２１、及び、第四転写導電体２７０によって第二シフト電気モータ２２０に接続されている。また、前記ＥＣＵ２２３は、第五伝達導電体２６７によって、第一圧力警告スイッチ２５１に接続されており、第六伝達導電体２６９によって、第二圧力警告スイッチ２３７に接続されており、第七転写導電体２６８によって第一速度センサ第２５５に接続されており、第八伝達導電体２７５によって第二速度センサ２４９に接続されている。

回転シャフト２４７を有する前記電気モータ２２４からの動力は前記ベース遊星ギアセット２７１を有する入力シャフト２１１との接続を介して、前記二速トランスアクスル２１０に供給される。図９に示すように、前記ベース遊星ギアセット２７１は、ベース太陽ギア２２５と、複数のアイドル遊星ギア２１２及び複数のベース遊星ギア２２６を回転可能に支持する共通遊星キャリア部材２７６とを備えている。前記ベース太陽ギア２２５は、前記入力シャフト２１１に回転可能に固定又は形成されている。前記共通遊星キャリア２７６は中空であり、その中央を前記入力シャフト２１１が前記ベース太陽ギア２２５から前記回転シャフト２４７へ通過するように構成されている。前記共通遊星キャリア２７６もまた中空であり、その中央を第二ブレーキシャフト２１３が第二太陽ギア２２７から第二乾式ブレーキディスク２４８へ通過するように構成されている。前記第二ブレーキシャフト２１３もまた中空であり、その中央を前記入力シャフト２１１が前記ベース太陽ギア２２５から前記電気モータ回転シャフト２４７へ通過するように構成されている。前記複数のアイドル遊星ギア２１２はそれぞれベース太陽ギア部材２２５及び複数のベース遊星ギア２２６と相互に噛み合っている。

図８〜９に示されるように、複数の第二遊星ギア２２８、複数のベース遊星ギア２２６、及び、複数の第一遊星ギア２２９は、共通遊星キャリア２７６に支持される遊星シャフト２１４ａにこの順で回転可能に固定、又は、形成されていてもよい。

第一段減速ユニットは、第一従動ギア２３１と常時噛み合う第一駆動ギア２１９を有しており、同様に第二段減速ユニットは、第三従動ギア２３３と常時噛み合った第二駆動ギア２３２を有する。前記第一駆動ギア２１９は、共通遊星キャリア２７６とともに回転するように固定され、遊星ギアセットからの動力を提供する。前記第一従動ギア２３１及び第二駆動ギア２３２は、二速トランスアクスル２１０の筐体に回転可能に支持されたカウンターシャフト２１６と共に回転するように固定されている。前記第三従動ギア２３３が差動アセンブリ２７４のキャリアに固定されているとともに、前記第二駆動ギア２３２が前記カウンターシャフト２１６と共に回転するようにスプライン結合によって固定されている。前記差動アセンブリ２７４は、その軸を中心に回転駆動可能な差動キャリアと、二つのサイドシャフト２１７、２１８とを有している。前記電気モータ２２４からの動力は、前記第二従動ギア２３３を介して差動アセンブリ２７４に伝達され、この動力が両側シャフト２１７、２１８を介して車両の車輪２３４、２３５に供給される。

第一キャリパーディスクブレーキシステムは、固定キャリパー構成を有しており、第一乾式ブレーキディスク２５４と、前記第一乾式ブレーキディスク２５４の状態を監視する第一速度センサ２５５と、第一左側パッドプレート２５７と、第一右側パッドプレート２５６と、二対の第一独立油圧ピストン２６１、２６０と、第一キャリパー２６２、２５９とを備えている。前記第一キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図８及び図９に示すように、第一左側パッドプレート２５７と第一右側パッドプレート２５６とは、前記第二キャリパー２６２、２５９内において、第一油圧回路２５８を介して、同一の圧力源である第一油圧アクチュエータシリンダ２５２に並列に接続される二対の第一独立油圧ピストン２６１、２６０によって、第一乾式ブレーキディスク２５４に押し付けられる。前記第一キャリパー２６２、２５９及び第一乾式ブレーキディスク２５４は、前記二速トランスアクスル２１０の筐体右後端に搭載されている。

第一シフトシステムは、前記第一シフト電気モータ２２１と、前記第一油圧アクチュエータシリンダ２５２と、前記第一圧力警告スイッチ２５１と、第一オイルタンク２５０とを備えている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ２５２の壁は、その前方で前記第一オイルタンク２５０と接続されており、その後方で前記第一圧力警告スイッチ２５１及びブレーキ回路２５３への開口と繋がっている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ２５２は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に搭載されている。前記第一油圧アクチュエータシリンダ２５２は、第一シフト電気モータ２２１がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第一シフト電気モータ２２１が初期位置に戻った直後に、前記第一油圧アクチュエータシリンダ２５２のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第一ピストン２６１、２６０が、封止リングからの弾性力によって第一乾式ブレーキディスク２５４から引き離されるので、前記第一パッドプレート２５６、２５７と前記第一乾式ブレーキディスク２５４との間に摩擦がなくなる。

第二キャリパーディスクブレーキシステムもまた、固定キャリパー構成を有しており、第二乾式ブレーキディスク２４８と、前記第二乾式ブレーキディスク２４８の状態を監視する第二速度センサ２４９と、第二左側パッドプレート２４５と、第二右側パッドプレート２４４と、二対の第二独立油圧ピストン２４６、２４３と、第二キャリパー２４１、２４２とを備えている。前記第二キャリパーディスクブレーキシステムにおいて、図８及び図９に示すように、第二左側パッドプレート２４５と第二右側パッドプレート２４４とは、前記第二キャリパー２４１、２４２内において、第二油圧回路２４０を介して、同一の圧力源である第二油圧アクチュエータシリンダ２３８に並列に接続される二対の第二独立油圧ピストン２４６、２４３によって、第二乾式ブレーキディスク２４８に押し付けられる。前記第二キャリパー２４６、２４３及び第二乾式ブレーキディスク２４８は、前記電気モータ２２４の筐体と二速トランスアクスル筐体との間の隙間に搭載されている。

第二シフトシステムは、第二シフト電気モータ２２０と、第二油圧アクチュエータシリンダ２３８と、前記第二圧力警告スイッチ２３７と、第二オイルタンク２３６とを備えている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ２３８の壁は、その前方で前記第二オイルタンク２３６と接続されており、その後方で前記第二圧力警告スイッチ２３７及びブレーキ回路２３９への開口と繋がっている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ２３８は、前記二速トランスアクスル２１０の筐体又は電気モータ２２４の筐体に搭載されている。前記第二油圧アクチュエータシリンダ２３８は、第二シフト電気モータ２２０がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働する。第二シフト電気モータ２２０が初期位置に戻った直後に、前記第二油圧アクチュエータシリンダ２３８のピストンが、戻しバネとアクチュエータスクリューの逆回転によって初期位置に戻され、油圧がゼロに設定される。第二ピストン２４６、２４３が、封止リングからの弾性力によって第二乾式ブレーキディスク２４８から引き離されるので、前記第二パッドプレート２４４、２４５と前記第二乾式ブレーキディスク２４８との間に摩擦がなくなる。

結論
本発明の非常に好ましい実施形態の幾つかを以上に記載した。しかし、当業者にとって、これら実施形態に種々の変更を加えることが可能であることは明確に理解されるべきである。従って、本発明の範囲は上で述べ詳述したものに限定されず、以下に記載する特許請求項の範囲内で行われる種々の変更や変形例を含む。

以上によって、本発明の概念を具現化する二速トランスアクスルの教示は、その目的を達成することが可能であることが明確になったであろう。

図１０に示す先行技術に関して、中国特許公開公報ＣＮ１０４９６０４１４に開示される動力伝達システム及びそれを搭載する車両には、以下の車両のシフト方法が開示されている。

第一ギアトランスミッション処理では、駆動モータ３３０が、モータシャフトを介して、入力シャフト３１６に動力を伝達し、第一クラッチ３３７の第一駆動ディスク３１４が第一駆動ディスク３１５と係合し、入力シャフト３１６が、第一クラッチ３３７を介して、第一遊星ギア機構３２４の第一太陽ギア３１７に動力を伝達し、第一遊星ギア３２１は第一遊星ギア機構３２４の動力入力端となるようにリングギア３１２及びハウジング３２０が固定され、第一遊星キャリア３２１から出力される動力が出力ギア３１８へ伝えられ、出力ギア３１８がメイン減速ギア３１９に係合することにより、動力を差動アセンブリ３２３に伝達し、メイン減速機を介して車両が駆動される。尚、動力トランスミッションシステム３００では、駆動モータ３３０は正回転となるように設定されており、前記駆動モータ３３０が逆回転することにより、逆方向への走行を可能にしている。

第二ギアトランスミッション処理では、駆動モータ３３０が、モータシャフトを介して、入力シャフト３１６に動力を伝達し、第二クラッチ３３８の第二駆動板部３２９が第二駆動ディスク３２８と係合し、入力シャフト３１６が、第二クラッチ３３８を介して、第二キャリア３２７に動力を伝達し、第二キャリア３２５は、第二遊星ギア機構３３５の動力入力端として機能し、第二リングキャリア３２５は、第二遊星ギア機構３３５の動力出力端として機能する。前記第二リングギア３２５が、第一遊星キャリア３２１に固定接続されているので、第二リングギア３２５は出力ギア３１８に動力を伝達可能となり、前記出力ギア３１８がメイン減速ギア３１９に係合しているので、動力がメイン減速機を通じて差動アセンブリ３２３を通して車両が駆動される。

「ＣＮ１０４９６０４１４」は、本発明の車両駆動の位置とは全く異なっており、「ＣＮ１０４９６０４１４」では、第一クラッチ３３７と第二クラッチ３３８とでシフトを行っており、従来のフォークシフトモードに属している。一方、本発明は、外部乾式ブレーキディスクタイプシフト方法を採用している。即ち、本発明は、第一キャリパーディスクブレーキシステム"、"第二キャリパーディスクブレーキシステム"、"第一乾式ブレーキディスク５４"、及び、"第二乾式ブレーキディスク４８"で車両のギアシフトポジションをなしている。

「ＣＮ１０４９６０４１４」のシフトモードは、動力切断及びシフトショック不良を起こし得る。しかし、本発明によれば、変速機内でのギアシフト及びシフトショックの問題を完全に解決可能である。

「ＣＮ１０４９６０４１４」のシフトモードは、登坂時に自発的に低速の第一ギア構成を形成しない。従って、低速シフトギアが損傷すると、車両の大きな事故に繋がり得る。本発明は、乾式ブレーキ低速第一ギア及び一方向クラッチデュアルギア機構を採用することにより、車両全ての条件の向上を確実にし、自発的な低速ギア構成を形成する。

「ＣＮ１０４９６０４１４」の全てのシフト機構は変速機の内部に設けられている。従って、シフト工程で発生する埃は変速機内に残る。ギアシフト機構が動作不良を起こすと、手動で解体し、検査とメンテナンスを行なわなければならない。一方、本発明は、外部乾式ブレーキ機構であり、シフト機構は変速機の外部に設けられている。従って、シフト工程で発生する埃は変速機の内部に影響しない。また、シフト機構の外側を変速機からいつでも観察・メンテナンスすることが可能となる。

「ＣＮ１０４９６０４１４」のシフト動作時間は長く、リアルタイムでの高効率の制動エネルギー回収には不向きである。本発明で採用する乾式ブレーキギアシフト方法であれば、時間が非常に短いので制動エネルギー回収を効果的且つ効率的に行うことができる。

「ＣＮ１０４９６０４１４」は、二組の遊星ギア列構成に使用されており、二つのアームと二つの内部リングギアコンポーネントを有している。軸方向と径方向のサイズは大きく、製造コストとオイル損失の急激な増加の原因となる。一方本発明では、単一のアーム部材を使用しており、製造コストのかかるリングギア部材を使用していない。従って「ＣＮ１０４９６０４１４」と比較してコンパクトな構成が可能となり、サイズ、製造コスト、及び、オイルロスの削減を可能にする。

「ＣＮ１０４９６０４１４」において、一旦車両が進行を開始すると、モータと車輪との接続構成は精密な接続構成であり、過負荷に対する緩衝や保護はないので、車両の車軸及びトランスミッションシステムに大きな損傷が発生し得る。本発明では、乾式ブレーキディスク構成を採用しており、モーターと車輪との間に過負荷に対する保護装置を設けるのと同等である。一旦衝撃負荷が設定閾値を超えると、ブレーキディスクのオートスリップバッファが、車軸及び駆動システムにかかるピーク衝撃負荷によるリスクを回避する。

Claims

電気車両用の二速トランスアクスルであって、電気モータ（２４）と、前記電気モータ（２４）で駆動可能なトランスアクスルとを備え、
前記トランスアクスルは、前記電気モータ（２４）の回転シャフト（４７）の回転軸と同軸に配置された、遊星ギアセット（７１）、第一乾式ブレーキディスク（５４）、及び、第二乾式ブレーキディスク（４８）を備え、
前記遊星ギアセット（７１）は、ベース太陽ギア部材（２５）と、第一太陽ギア部材（３０）と、第二太陽ギア部材（２７）と、複数のベース遊星ギア（２６）と、複数のアイドル遊星ギア（１２）と、複数の第一遊星ギア（２９）と、複数の第二遊星ギア（２８）と、共通遊星キャリア（７６）とを備え、
前記ベース太陽ギア部材（２５）は、電気モータ（２４）によって、前記電気モータの回転シャフト（４７）の回転軸を中心に回転駆動可能であり、
前記第一太陽ギア部材（３０）は、第一ブレーキシャフトを介して、前記第一乾式ブレーキディスク（５４）とオーバーラニング又は一方向クラッチの内輪と同時に接続されており、前記一方向クラッチの外輪は、二速トランスアクスル筐体に固定されており、
前記第二太陽ギア部材は、第二ブレーキシャフトを介して前記第二乾式ブレーキディスクに接続されており、
前記二速トランスアクスル筐体の外側に、第一キャリパーディスクブレーキシステム及び第二キャリパーディスクブレーキシステムが搭載されており、
前記第一キャリパーディスクブレーキシステムは、前記第一乾式ブレーキディスク（５４）と、前記第一乾式ブレーキディスク（５４）の状態を監視する第一速度センサ（５５）と、第一左側パッドプレート（５７）と、第一右側パッドプレート（５６）と、二対の第一独立油圧ピストン（６１、６０）と、二つの第一キャリパー（６２、５９）とを備え、
前記第二キャリパーディスクブレーキシステムは、前記第二乾式ブレーキディスクと、前記第二乾式ブレーキディスクの状態を監視する第二速度センサ（４９）と、第二左側パッドプレート（４５）と、第二右側パッドプレート（４４）と、二対の第二独立油圧ピストン（４６、４３）と、二つの第二キャリパー（４１、４２）とを備え、
前記複数のベース遊星ギア（２６）、アイドル遊星ギア（１２）、第一遊星ギア（２９）、及び、第二遊星ギア（２８）は、前記共通遊星キャリア（７６）に搭載されており、前記共通遊星キャリア（７６）には第一駆動ギア（１９）が回転可能に固定又は形成されており、前記第一駆動ギア（１９）は、前記電気モータ（２４）からの動力を差動アセンブリ（７４）へ伝達する前記遊星ギアセット（７１）の出力部材であり、
前記第一及び第二乾式ブレーキディスク（５４、４８）は、前記二速トランスアクスル筐体の外側に搭載されており、
前記トランスアクスルは更に、第一シフトシステム及び第二シフトシステムを備え、
前記第一シフトシステムは、前記第一乾式ブレーキディスク（５４）を前記二速トランスアクスル筐体に係合又は解放させるために使用され、前記第二シフトシステムは、前記第二乾式ブレーキディスク（４８）を前記二速トランスアクスル筐体に係合又は解放させるために使用され、
前記第一シフトシステムは、第一シフト電気モータ（２１）と、第一油圧アクチュエータシリンダ（５２）と、第一圧力警告スイッチ（５１）と、第一オイルタンク（５０）とを備え、
前記第二シフトシステムは、第二シフト電気モータ（２０）と、第二油圧アクチュエータシリンダ（３８）と、第二圧力警告スイッチ（３７）と、第二オイルタンク（３６）とを備え、
前記第一及び第二シフトシステムは、前記二速トランスアクスル筐体の外側に搭載されていることを特徴とする電気車両用の二速トランスアクスル。
前記トランスアクスルは、回転駆動可能な入力シャフト（１１）を備えており、前記入力シャフト（１１）は動力を導入する手段を備えており、前記ベース太陽ギア部材（２５）に固定又は形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記遊星ギアセット（７１）及び前記電気モータ（２４）は軸方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記複数のアイドル遊星ギア（１２）のそれぞれは、前記ベース太陽ギア部材（２５）と前記複数のベース遊星ギア（２６）との双方に噛み合うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記複数の第一遊星ギア（２９）は、前記第一太陽ギア部材（３０）に連続的に噛み合っており、前記第一太陽ギア部材（３０）は、一方向又はオーバーランニングクラッチに接続されており、前記一方向又はオーバーランニングクラッチの前記内輪に回転可能に固定又は形成されており、前記一方向又はオーバーランニングクラッチの外輪は回転に逆らうように前記二速トランスアクスル筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記複数の第二遊星ギア（２８）は、前記第二太陽ギア部材（２７）に連続的に噛み合っており、前記第二太陽ギア部材（２７）は、前記第二乾式ブレーキディスクに接続された前記第二ブレーキシャフト（１３）に回転可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記複数のベース遊星ギア（２６）、前記複数の第二遊星ギア（２８）、及び、前記複数の第一遊星ギア（２９）は、共通遊星キャリア（７６）に支持される複数の遊星シャフトにこの順で回転可能に固定又は形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記第一油圧アクチュエータシリンダ（５２）の壁は、その前方で前記第一オイルタンク（５０）と接続されており、その後方で前記第一圧力警告スイッチ（５１）及びブレーキ回路（５３）への開口と繋がっており、前記第一油圧アクチュエータシリンダ（５２）は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に装備されており、前記第一油圧アクチュエータシリンダ（５２）は、第一シフト電気モータ（２１）がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働することを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。
前記第二油圧アクチュエータシリンダ（３８）の壁は、その前方で前記第二オイルタンク（３６）と接続されており、その後方で前記第二圧力警告スイッチ（３７）及びブレーキ回路（３９）への開口と繋がっており、前記第二油圧アクチュエータシリンダ（３８）は、前記二速トランスアクスル筐体の外部又は車両床に搭載されており、前記第二油圧アクチュエータシリンダ（３８）は、第二シフト電気モータ（２０）がアクチュエータスクリューを駆動することによって印加される応力によって稼働することを特徴とする請求項１に記載の電気車両用の二速トランスアクスル。