KR0183226B1

KR0183226B1 - Infinite variable-speed drive for a car

Info

Publication number: KR0183226B1
Application number: KR1019960036759A
Authority: KR
Inventors: 박동훈
Original assignee: 박병재; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR19980017008A

Abstract

2개소에서 입력이 이루어지도록 하여 상호 복합적인 작동에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 함으로써, 구조를 간단히 하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속시스템을 제공할 목적으로; 각각 별도의 회전 동력을 발생시켜 2개의 출력하는 동력 발생수단과; 싱글 유성기어 셋트로 이루어져 상기 동력 발생수단의 제1동력원으로부터 동력을 전달받아 무단 변속을 행하는 무단 변속수단과; 더블 피니언 유성기어 셋트로 이루어져 상기 동력 발생수단의 제2동력원으로부터 동력을 전달받아 감속 또는 동속의 출력이 이루어지면서 상기 무단 변속수단에 반력작용을 하는 반력수단과; 상기 반력수단의 2개의 요소가 일체가 되어 직결이 되도록 하는 클러치 수단과; 상기 반력수단의 어느 한 요소가 반력으로 작동할 수 있도록 하는 브레이크 수단과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속시스템을 제공함에 있다.The present invention relates to a vehicular continuously variable transmission system capable of simplifying a structure and enhancing durability by allowing input to be made at two points so as to achieve a continuously variable transmission by a combined operation. Two power generation means for generating separate rotational power to output two; Continuously-variable shifting means comprising a single planetary gear set for receiving power from a first power source of the power generating means and performing a continuously-variable shifting; A reaction force means which is composed of a double pinion planetary gear set and receives power from a second power source of the power generation means to perform a reaction action on the continuously-variable shifting means while outputting a decelerated or kinetic output; A clutch means for allowing the two elements of the reaction force means to be integrated and connected directly; A brake means for allowing any one element of the reaction force means to operate as a reaction force; The present invention provides a vehicular stepless speed change system comprising:

Description

Automotive stepless transmission system

제1도는 본 발명에 의한 변속시스템의 구성도.FIG. 1 is a configuration diagram of a transmission system according to the present invention; FIG.

제2도는 본 발명을 운용하기 위한 제어부의 구성도.FIG. 2 is a configuration diagram of a control unit for operating the present invention; FIG.

제3도는 본 발명의 작동설명을 위한 유성기어셋트의 레버 해석도이다.3 is a lever analysis view of a planetary gear set for explaining the operation of the present invention.

본 발명은 차량용 무단 변속시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개소에서 입력이 이루어지도록 하여 상호 복합적인 작동에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 함으로써, 구조가 간단하고, 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 무단 변속시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a continuously variable transmission system for a vehicle, and more particularly, to a continuously variable transmission system for a vehicle, in which input is made at two points and a continuously variable shifting operation is performed by a combined operation, &Lt; / RTI >

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.The transmission of the vehicle has a function of transmitting the driving force of the engine to the drive wheels. The transmission includes a manual transmission device in which the driver directly selects the transmission stage at the driver's request, and a manual transmission device that automatically shifts Speed automatic transmission, and a continuously-variable shifting device in which continuously variable shifting is performed without any specific shifting region between respective speed change stages.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a continuously variable transmission having an advantage in terms of fuel consumption, power transmission performance, and weight by complementing the disadvantage of an automatic transmission using hydraulic pressure, A method of using the displacement of the diameter of the pulley mounted on the output shaft is mainly used.

그러나 종래 무단 변속장치는 벨트 하나에 차량을 구동하기 위한 모든 하중이 걸리기 때문에 내구성이 취약하다는 문제점을 내포하고 있다.However, the conventional continuously variable transmission has a problem in that durability is weak because all the loads for driving the vehicle are applied to one belt.

그리고 입력축과 출력축 등 적어도 2개의 축을 사용하여야 하는 바, 그 구성이 매우 복잡해지고, 제조원가가 상승되며, 경량화에 역행한다는 문제점을 내포하고 있다.Further, at least two shafts, such as an input shaft and an output shaft, must be used, which complicates the structure, increases the manufacturing cost, and runs counter to the weight reduction.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개소에서 입력이 이루어지도록 하여 상호 복합적인 작동에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 함으로써, 구조를 간단히 하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a continuously variable transmission in which input is made at two places, The present invention provides a continuously variable transmission system for a vehicle.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 각각 별도의 회전 동력을 발생시켜 2개의 동력을 출력하는 동력 발생수단과; 싱글 유성기어 셋트로 이루어져 상기 동력 발생수단의 제1동력원으로부터 동력을 전달받아 무단 변속을 행하는 무단 변속수단과; 더블 피니언 유성기어 셋트로 이루어져 상기 동력 발생수단의 제2동력원으로부터 동력을 전달받아 감속 또는 동속의 출력이 이루어지면서 상기 무단 변속수단에 반력작용을 하는 반력수단과; 상기 반력수단의 2개의 요소가 일체가 되어 직결이 되도록 하는 클러치 수단과; 상기 반력수단의 어느 한 요소가 반력으로 작동할 수 있도록 하는 브레이크 수단과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속시스템을 제공함에 있다.In order to achieve this, the present invention is characterized by comprising: power generating means for generating separate rotational power to output two powers; Continuously-variable shifting means comprising a single planetary gear set for receiving power from a first power source of the power generating means and performing a continuously-variable shifting; A reaction force means which is composed of a double pinion planetary gear set and receives power from a second power source of the power generation means to perform a reaction action on the continuously-variable shifting means while outputting a decelerated or kinetic output; A clutch means for allowing the two elements of the reaction force means to be integrated and connected directly; A brake means for allowing any one element of the reaction force means to operate as a reaction force; The present invention provides a vehicular stepless speed change system comprising:

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 의한 무단 변속시스템의 구성도로서, 부호 2는 동력 발생수단을 지칭한다.FIG. 1 is a configuration diagram of a continuously variable transmission system according to the present invention, and reference numeral 2 denotes a power generating means.

상기 동력 발생수단(2)은 각기 별도의 회전 동력을 발생시키는 제1, 2동력원(4)(6)으로 이루어지게 되는데, 본 발명의 실시예에서는 하나의 엔진에 내장되는 피스톤을 2부분(4기통의 경우에는 2기통씩)으로 나누어 각각의 크랭크 축(8)(10)을 구동시켜 2개의 동력이 출력되도록 한 것을 도시하고 있다.The power generating means 2 comprises first and second power sources 4 and 6 for generating separate rotational power. In the embodiment of the present invention, the pistons built in one engine are divided into two portions 4 And two cylinders in the case of a cylinder), and drives each of the crankshafts 8 and 10 to output two motive powers.

그리고 이들은 각각 별도로 형성되는 흡기계통에 의하여 제어되면서 각기 다른 회전동력을 출력할 수 있도록 하고 있다.In addition, they are controlled by an intake system formed separately and are capable of outputting different rotational power.

이는 실린더 블록은 하나를 사용하되, 2개의 크랭크 축을 병설하고, 이에 해당되는 피스톤과 커넥팅 로드를 연결하면 되며, 또한, 별도의 흡기계통을 사용함으로써, 2개의 회전동력을 출력할 수 있게 되는 것이다.In this case, one cylinder block is used, two crankshafts are provided in parallel, and the piston and the connecting rod are connected to each other. Further, by using a separate intake system, two rotary motors can be output.

즉, 이러한 동력 발생수단(2)을 운위하여는 제2도에서와 같이, 전자 제어유닛(12)에서 가속페달 위치센서(14)와 차속센서(16)로부터 전기적 신호를 받아 이에 알맞게 제1, 2스텝모터(18)(20)를 제어하여 이에 연결되어 있는 제1, 2스로틀 밸브(22)(24)를 개도시킬 수 있도록 하면 된다.2, the electronic control unit 12 receives an electrical signal from the accelerator pedal position sensor 14 and the vehicle speed sensor 16 to receive the electric power from the accelerator pedal position sensor 14 and the vehicle speed sensor 16, The two-step motors 18 and 20 may be controlled to open the first and second throttle valves 22 and 24 connected thereto.

구체적으로는 가속페달 위치센서(14)와 차속센서(16)로부터 입력되는 신호에 따라 제1, 2스로틀 밸브(22)(24)가 각각 별도로 제어되도록 하면 제1, 2동력원(4)(6)은 서로 다른 회전동력이 출력됨으로써, 2개의 회전 동력을 얻을 수 있게 된다.More specifically, when the first and second throttle valves 22 and 24 are separately controlled according to signals input from the accelerator pedal position sensor 14 and the vehicle speed sensor 16, the first and second power sources 4 and 6 Are output different rotational powers, so that two rotational powers can be obtained.

그리고 본 발명의 동력 발생수단(2)에 있어서는 상기와 같은 동력원으로 한정되는 것은 결코 아니며, 상호 독립제어가 가능한 어떠한 동력원도 사용이 가능하다.In addition, the power generating means 2 of the present invention is not limited to the above-described power source, and any power source capable of independent control can be used.

일예로서는 독립 제어가 이루어지는 구동모터를 사용하여도 좋다.As one example, a drive motor in which independent control is performed may be used.

또한, 제1동력원(4)으로부터 발생된 회전동력을 무단 변속하는 무단 변속수단(26)은 싱글 피니언 유성기어 셋트로 이루어지는데, 이는 선기어(28)가 제1동력원(4)의 크랭크 축(8)에 직결되는 입력축(30)과 연결되어 입력요소로 작용하게 되며, 유성 캐리어(32)가 출력요소로 작용하고, 링기어(34)가 반력요소로 작용하게 되는데, 이의 링기어(34)는 반력수단(36)과 연결된다.The continuously-variable shifting means 26 for continuously varying the rotational power generated from the first power source 4 is constituted by a single pinion planetary gear set. This is because the sun gear 28 is connected to the crankshaft 8 of the first power source 4 And the planetary carrier 32 acts as an output element and the ring gear 34 acts as a reaction force element. The ring gear 34 of the ring gear 34 functions as an input element, And is connected to the reaction force means 36.

상기 반력수단(36)은 더블 피니언 유성기어 셋트로 이루어지게 되는데, 이는 링기어(38)가 상기 제2동력원(6)의 출력기어(40)와 아이들러 기어(42)를 개재시켜 치합되는 입력기어(44)와 동력 전달부재(46)를 개재시켜 연결되어 입력요소로 작용하게 된다.The reaction force means 36 is constituted by a double pinion planetary gear set in which the ring gear 38 is meshed with the output gear 40 of the second power source 6 via the idler gear 42, (44) and the power transmitting member (46) to act as an input element.

그리고 유성 캐리어(48)는 변속기 하우징(50)과 브레이크(52)를 개재시켜 연결되어 선택적인 반력요소로 작용하고, 선기어(54)는 상기 무단 변속수단(26)의 링기어(34)와 연결되어 출력요소로 작용하되, 유성 캐리어(48)와는 클러치(56)를 개재시켜 연결되어 선택적으로 반력수단이 록킹되어 직결의 상태가 되도록 한다.The planetary carrier 48 is connected to the transmission housing 50 via the brake 52 and acts as a selective reaction force element and the sun gear 54 is connected to the ring gear 34 of the continuously- And is connected to the planetary carrier 48 via the clutch 56, so that the reaction force means is selectively locked to be in a directly connected state.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

제3도는 본 발명의 무단 변속시스템을 레버 해석법으로 설명하기 위한 도면으로서, 제1레버(L1)는 무단 변속수단(26)의 작동을 해석하기 위한 것으로서, 제1노드(N1)는 선기어(28), 제2노드(N2)는 유성 캐리어(32), 제3노드(N3)는 링기어(34)로 설정된다.The first lever L1 is for analyzing the operation of the continuously-variable transmission means 26. The first node N1 is connected to the sun gear 28 ), The second node N2 is set to the planetary carrier 32, and the third node N3 is set to the ring gear 34. [

그리고 제2레버(L2)는 반력수단(36)의 작동을 해석하기 위한 것으로서, 제1노드(n1)는 선기어(54), 제2노드(n2)는 링기어(38), 제3노드(n3)는 유성 캐리어(48)로 설정된다.And the second lever L2 is for analyzing the operation of the reaction force means 36. The first node n1 is connected to the sun gear 54, the second node n2 is connected to the ring gear 38, n3 are set to the planetary carrier 48. [

상기에서의 노드 설정은 싱글 피니언 유성기어 셋트와, 더블 피니언 유성기어 셋트를 해석하기 위한 공지의 것으로서, 그 상세한 설명은 생략한다.The above node setting is known for analyzing the single pinion planetary gear set and the double pinion planetary gear set, and a detailed description thereof will be omitted.

먼저 운전자가 주행을 위한 가속페달을 밟으면 이의 가속페달의 밟음 정도에 따라 제1, 2스로틀 밸브(22)(24)가 개도되면서 시동되어 있던 제1, 2동력원(4)(6)으로부터 출력이 이루어지게 된다.First, when the driver depresses the accelerator pedal for driving, the first and second throttle valves 22 and 24 are opened according to the depression degree of the accelerator pedal, and the output from the first and second power sources 4 and 6 .

그러면 제1동력원(4)의 회전 동력은 입력축(30)을 통해 무단 변속수단(26)의 선기어(28)로 입력이 이루어지게 된다.Then, the rotational power of the first power source 4 is input to the sun gear 28 of the continuously-variable transmission means 26 through the input shaft 30.

그리고 이와 동시에 제2동력원의 회전동력은 출력기어(40)와 아이들러 기어(42), 그리고 입력기어(44)를 통해 반력수단의 링기어(38)로 입력이 이루어지게 된다.At the same time, the rotational power of the second power source is input to the ring gear 38 of the reaction force means through the output gear 40, the idler gear 42, and the input gear 44.

이러한 상태에서 클러치(56)가 작동하면 반력수단(36)의 더불 유성기어 셋트는 록킹이 이루어지면서 직결되어 선기어(54)를 통해 무단 변속수단(26)의 링기어(34)로 입력이 이루어지게 된다.When the clutch 56 is operated in this state, the planetary gear set of the reaction force means 36 is directly linked with locking and input to the ring gear 34 of the continuously-variable shifting means 26 via the sun gear 54 do.

그러나 이때 제2동력원(6)은 매우 저속으로 운전이 되고, 또한 출력기어(40)와 입력기어(44)의 기어수 차이에 의하여 감속이 이루어져 무단 변속수단(26)의 링기어(34)로 입력이 이루어지더라도 매우 작은 회전수로 입력이 이루어지기 때문에 결과적으로 무단 변속수단(26)의 링기어(34)가 반력요소로 작용하면서 출력요소인 유성 캐리어(32)로 출력이 이루어져 서서히 차량의 출발이 이루어지게 된다.At this time, however, the second power source 6 is operated at a very low speed, and deceleration is performed by the difference in the number of gears of the output gear 40 and the input gear 44, so that the ring gear 34 of the continuously- As a result, the ring gear 34 of the continuously-variable shifting means 26 acts as a reaction force element and an output is made to the planetary carrier 32 as an output element, Departure will be made.

이러한 상태에서 제2동력원(6)의 회전수가 서서히 증가함과 동시에 클러치(56)의 작동을 해제하고 브레이크(52)를 서서히 작동시키면 유성 캐리어(48)가 반력요소로 작동하면서 선기어(54)를 증속시키게 되는 바, 무단 변속수단(26)의 출력 속도는 점점 증가하면서 고속으로 출력이 이루어지게 된다.In this state, when the rotational speed of the second power source 6 gradually increases and the operation of the clutch 56 is released and the brake 52 is actuated slowly, the planetary carrier 48 operates as a reaction element and the sun gear 54 The output speed of the continuously-variable transmission means 26 is gradually increased, and output is performed at high speed.

즉, 제1동력원(4)의 회전 속도는 일정기간 동안 일정의 속도로 이루어지고, 제2동력원(6)의 회전속도와 반력수단(36)의 작동에 의하여 선기어(54)가 증속되면서 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.That is, the rotational speed of the first power source 4 is constant at a constant speed and the sun gear 54 is accelerated by the rotational speed of the second power source 6 and the operation of the reaction force means 36, .

상기와 같은 작동과정을 제3도를 보면서 가시적으로 설명하면 다음과 같다.The above-described operation will be described in detail with reference to FIG. 3.

먼저, 출발 초기에는 무단 변속수단(26)의 선기어(28)를 통해 제1노드(N1)의 제1속도 입력선(I1)의 상태로 입력이 이루어지는 상태가 된다.First, at the beginning of the start, input is made to the state of the first speed input line I1 of the first node N1 through the sun gear 28 of the continuously-variable transmission means 26. [

이러한 상태에서 반력수단(36)에서는 링기어(54)를 통해 제1노드(n1)의 제1 입력 속도선(i1)의 입력이 이루어지고 클러치(56)의 작동으로 직결의 상태가 되므로 선기어(54)를 통해 저속의 상태로 출력(d1)이 이루어지게 된다.In this state, the reaction force means 36 receives the input of the first input speed line i1 of the first node n1 through the ring gear 54 and becomes in a state of being directly connected by the operation of the clutch 56, The output d1 is generated at a low speed through the output terminals 54a and 54b.

그러면 반력수단(46)의 출력은 무단 변속수단(26)의 제1노드(N1)를 통한 입력이 이루어지는 상태에서 제3노드(N3)를 형성하는 링기어(34)로 아주 작은 입력이 이루어지게 되는 바, 반력요소로 작용하면서 제2노드(N2)를 형성하는 유성 캐리어(32)를 통해 저속의 출력(D1)이 이루어지면서 차량이 출발되는 것이다.Then, the output of the reaction force means 46 is input to the ring gear 34 forming the third node N3 in a state where the input through the first node N1 of the continuously-variable transmission means 26 is made, And the low-speed output D1 is generated through the planetary carrier 32 forming the second node N2 while acting as a reaction force element, thereby starting the vehicle.

상기와 같은 과정으로 차량이 출발된 후에는 반력수단(36)에서는 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 서서히 클러치(56)의 작동이 해제되고, 브레이크(52)의 작동이 이루어지게 된다.After the vehicle is started as described above, the reaction force control unit of the reaction force control unit 36 gradually releases the operation of the clutch 56, and the operation of the brake 52 is performed.

그러면 제3노드(n3)인 유성캐리어(48)가 반력요소로 작용하게 되는 바, 선기어(54)를 통해 제2의 출력(d2)이 이루어지고 또한, 제2노드(n2)의 입력이 증가하면 제2입력 속도선(i2)과 같이 증가하므로 제3출력(d3)이 이루어지게 된다.Then, the planetary carrier 48, which is the third node n3, acts as a reaction force element, so that the second output d2 is made through the sun gear 54 and the input of the second node n2 is increased The second input speed line i2 is increased as shown in FIG.

상기와 같은 과정으로 반력이 작용하면 무단 변속수단(26)에서는 반력의 입력이 서서히 증가되므로 이의 입력속도가 제1입력 속도선(I1)과 동일하게 되는 경우에는 록킹이 될 때까지 무단 변속이 이루어지면서 증속이 이루어지게 되는 것이다.When the reaction force acts as described above, the input of the reaction force is gradually increased in the continuously-variable shifting means 26, so that when the input speed becomes equal to the first input speed line I1, the continuously-variable shifting is performed until locking It will be done.

물론, 제3도에서는 반력수단(36)의 출력을 단계적으로 도시하고 있으나, 이는 설명의 편의상 도시한 것이며, 실제로는 서서히 단계없이 증속이 이루어지게 되는 것이다.Of course, although the output of the reaction force means 36 is shown stepwise in FIG. 3, this is shown for the sake of explanation, and in fact, the acceleration is gradually increased without a step.

즉, 이는 제1동력원(4)의 회전은 일정하게 하고, 제2동력원(6)의 회전수를 증감시켜 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.That is, the rotation of the first power source 4 is made constant, and the speed of the second power source 6 is increased or decreased to effect the continuously-variable shifting.

또한, 상기와 같은 무단 변속시스템에 의하면, 제2동력원(6) 회전수 증감의 폭을 아주 적게 하더라도 변속폭을 매우 크게 할 수 있게 된다.In addition, according to the above-described continuously variable transmission system, the shift width can be made very large even if the width of the increase / decrease of the rotation speed of the second power source 6 is very small.

그리고 종래와 같은 벨트를 사용하지 않음으로써, 내구성을 크게 향상시킬 수 있으며, 단순히 2개의 유성기어 셋트를 직렬의 상태로 배치하게 되는 바, 그 구성을 매우 간단히 할 수 있는 잇점이 있다.By not using a conventional belt, durability can be greatly improved, and the two planetary gear sets can be arranged in a state of being in series, which has the advantage that the construction can be greatly simplified.

Claims

A power generating unit configured to independently drive a pair of crankshafts while separately controlling pistons built in one engine and dividing the pistons into two parts and outputting two powers; The electronic control unit receives the electrical signals from the accelerator pedal position sensor and the vehicle speed sensor and independently controls the first and second step motors so as to independently open the first and second throttle valves connected thereto, Wow; Wherein the sun gear is connected to an input shaft which is directly connected to a crankshaft of the first power source to act as an input element, and the planetary carrier serves as an input element, And the ring gear is constituted to be able to act as a reaction force element; And a ring gear is formed as a double planetary gear set to receive power from a second power source of the power generating means and to perform a reaction action on the continuously-variable shifting means while outputting a reduced or coincident output, The planetary carrier is connected to the transmission housing via a brake and acts as a selective reaction element, and the sun gear is connected to the ring gear of the continuously-variable shifting means A reaction force means acting as an output element, the reaction force means being connected to the planetary carrier via a clutch and being selectively locked to form a series state; A clutch means for directly coupling the transmission housing and the clutch; A brake means for allowing the planetary carrier to act as a reaction force; And the vehicle-mounted continuously variable transmission system.