KR100412653B1 - 무단 변속기의 변속 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 무단변속기 차량에서 휠 록(Wheel Lock)이 발생되는 급제동시 변속기의 이차축과 바퀴축 사이의 동력전달을 차단함으로서 고속단 변속비 고정에 의한 차기 발진시 발진감 부족 및 엔진 스톨 현상을 없앨 수 있도록 하는 무단 변속기의 변속 제어장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 차량 엔진과 구동바퀴와의 사이에 설치되어 있으며 자신의 변속 기어단을 무단으로 조절 가능한 일차축 및 이차축을 포함하고 있는 무단 변속기에 있어서, 상기 변속기의 이차축과 바퀴축에 설치되어 바퀴축의 회전에 의한 원심력으로 이차축과 연결되고 바퀴 제동시 이차축으로부터 바퀴축의 연결을 해제하도록 된 원심클러치와, 상기 원심클러치의 내측에 설치되어 바퀴 제동시 이차축의 구동에 의해 팽창되어 클러치의 하우징을 원심추에 연결시켜 이차축의 동력을 바퀴축으로 전달하기 위한 원심 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어장치를 제공한다.

Description

무단 변속기의 변속 제어장치{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 벨트식 무단 변속기에 관한 것으로, 특히 급제동시 변속단을 제어하여 변속비 고정에 의한 발진감 부족과 엔진 스톨현상을 방지할 수 있도록 된 무단 변속기의 변속 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 등은 구동수단으로서 엔진과, 부하의 크기에 따라 엔진에서 출력된 동력을 적절하게 가변시킬 수 있게 하는 변속기가 요구된다.

많은 연구결과 차량에 가해지는 부하의 크기에 상관없이 엔진의 출력상태가 항상 일정하게 유지될 수 있게 하고 그 제어도 용이하게 하면서 무단으로 동력이 가변 되어지게 한 무단 변속기가 출현되었다.

연속 제어 가능한 차량 변속기어, 일반적으로 CVT라 알려진 변속기에 대해서는 많은 기술이 개시되어 있으며, 이와 같은 CVT 변속기는 일반적으로 유압식이 주종을 이루며, 유압식의 경우, 엔진회전수가 적을 때에도 주행이 가능하도록 되어야 한다.

여기에 요구되는 유압은 차량 엔진에 의해서 구동된 유압펌프를 통해 전달되는 데, 고속주행중 갑작스럽고 강한 급제동은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있다.

즉, 상기한 강한 급제동이 일어났을 때 CVT 변속기는 사정에 따라 차량정지상태에서도 여전히 고속 기어단을 그대로 유지할 수 있는데, 그 이유는 이차축과 바퀴축이 기어로만 연결되어 있는 기존 CVT의 구조에서 급작스런 휠 록(Wheel Lock) 이 발생되면 CVT 기구의 이차축 또한 록(LOCK)이 되어 미처 저속 기어단으로 변속을 하기 전에 변속이 끝나 버리는 경우가 있기 때문이다.

이에 따라 급제동 후 다음 발진시 발진감이 부족해지고, 엔진스톨(stall)현상이 발생하게 된다.

따라서 제동 과정의 마지막에 상기한 시동변속단을 조절할 수 있도록, 변속기는 큰 감속이 일어났음을 인식했을 때 가능한 한 빨리 높은 변속단수로 조절하게 된다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로 제동동작이 일어나는 중에 엔진의 공회전수를 증가시켜 구동하는 방법이 있다.

그러나 차량이 감속하면 엔진회전수가 증가함으로 인해 어떠한 추진역률도 바퀴들에 가해질 수 없기 때문에 이 방법 역시 매우 제한된 범위로만 적용된다.

또한, CVT와 함께 ABS를 장착함으로서 상기한 현상을 없앨 수 있으나, 이와 같이 고가의 ABS를 장착함에 따라 차량 가격상승의 부담이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 급제동시 변속기의 이차축과 바퀴축 사이의 동력전달을 차단하여 고속단 변속비 고정에 의한 고유한 제동과정을 연장하지 않고서도 시동을 위한 변속동작을 수행할 수 있도록 된 무단 변속기의 변속 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 변속 제어장치가 무단 변속기의 종동축에 설치된 상태를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 본 발명에 따른 변속 제어장치만을 도시한 개략적인 도면이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 CVT 변속기에 있어서, 변속기의 이차축과 바퀴축에 설치되어 바퀴축의 회전에 의한 원심력으로 이차축과 연결되고 바퀴 제동시 이차축으로부터 바퀴축의 연결을 해제하도록 된 원심클러치와, 상기 원심클러치의 내측에 설치되어 바퀴 제동시 이차축의 구동에 의해 팽창되어 클러치의 하우징을 원심추에 연결시켜 이차축의 동력을 바퀴축으로 전달하기 위한 원심 스프링을 포함하여 이루어진다.

이로써 급제동시 원심클러치에 의해 변속기의 이차축과 바퀴축이 완전히 차단됨에 따라 변속기는 이차축의 가변 스피드 기어내에 설치되어 있는 스프링에 의해 자동으로 높은단수의 시동기어로 변속이 이루어져 차기 발진시 충분한 발진력을 확보할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 변속 제어장치가 무단 변속기의 종동축에 설치된 상태를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 변속 제어장치만을 도시한개략적인 도면이다.

상기한 도면에 의하면, 엔진으로부터 바퀴 구동축으로 동력을 전달하기 위한 무단 변속기는 구동축인 일차축(10)과 피구동축인 이차축(20), 각 축에 설치되는 가변스피드기어(11,12)와 가변스피드기어(11,12)에 설치되는 테이퍼 디스크 셋트(도시되지 않음)를 포함하며, 체인이나 슬라이드링크밴드(30)에 의해서 일차축(10)으로부터 이차축(20)으로 동력이 전달된다.

그리고 테이퍼디스크셋트는 하나의 축방향으로 고정된 디스크와 하나의 축방향으로 운동하는 디스크(도시되지 않음)로 구성되어 있어서 일차축 디스크셋트로 그리고 이차축 디스크셋트로의 상기 축방향으로 이동하는 디스크를 변경시킴으로써, 가변 스피드 기어의 변속을 높은 시동변속단과 낮은 변속단 사이에서 변경한다.

여기서 본 발명은 차량의 CVT 변속기에 있어서, 변속기의 이차축(20)과 바퀴축(40)에 설치되어 바퀴축(40)의 회전에 의한 원심력으로 이차축(20)과 연결되고 바퀴 제동시 이차축(20)으로부터 바퀴축(40)의 연결을 해제하도록 된 원심클러치 (50)와, 상기 원심클러치(50)의 내측에 설치되어 바퀴 제동시 이차축(20)의 구동에 의해 팽창되어 클러치의 하우징을 원심추(52)에 연결시켜 이차축(20)의 동력을 바퀴축(40)으로 전달하기 위한 원심 스프링(60)을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 원심클러치(50)는 이차축(20)에 고정 설치되는 클러치 하우징(51)과, 바퀴축(40)에 설치되고 원심력에 의해 방사방향으로 회동되어 클러치 하우징 (51) 내측에 밀착되는 원심추(52), 원심추(52)를 원위치로 복귀시키기 위한 스프링(53)을 포함한다.

따라서 바퀴축(40) 구동시 원심추(52)가 회동되어 벌어짐으로써 원심클러치 (50)가 연결되어 이차축(20)과 바퀴축(40)을 연결시키게 되고, 바퀴축(40) 급제동시에는 원심추(52)가 스프링(53)에 의해 복귀되면서 클러치를 해제시켜 동력을 차단하게 된다.

또한 상기 원심 스프링(60)은 클러치 하우징(51)의 내측에 일정각도를 두고 다수개가 설치되며, 원심 스프링(60)과 클러치의 원심추(52) 사이에는 클러치의 방사방향으로 유동할 수 있도록 된 리테이너 플레이트(70)가 설치된다.

따라서 원심 스프링(60)은 이차축(20) 회전에 따라 외측으로 벌어지면서 클러치 하우징(51) 내측면과 리테이너 플레이트(70) 사이에서 팽창되어 리테이너 플레이트(70)를 클러치의 원심추(52)에 밀착시킴으로써 동력을 연결시키게 된다.

바람직하게는 상기 원심 스프링(60)은 이차축(20)의 회전수가 아이들 rpm 상태보다 일정량 높은 경우 즉, 일차축(10)이 약 1500rpm인 경우 이차축(20) 회전수가 1500/(가장 높은 시동변속비(약 2.5))rpm 이상일 경우 팽창하도록 설정한다.

즉, 아이들 상태에서는 원심 스프링(60)은 작동하지 않으며 아이들 회전수보다 높은 경우 원심 스프링(60)이 작동하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 최초 정지해 있는 바퀴축(40)을 구동시에는 동력연결이 원심 스프링(60)에 의해 이루어지고, 바퀴축(40)이 회전하는 동안에는 원심클러치(50)와 병행하에 동력연결이 이루어지게 된다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

차량 주행 중 급제동에 의한 휠록(wheel lock)이 발생되면 변속기는 고속 상태인 낮은 기어단을 그대로 유지한 상태에서 바퀴축(40)에 제동이 가해져 정지하게 된다.

바퀴축(40)이 정지함과 동시에 바퀴축(40)의 회전에 따른 원심력에 의해 벌어져 있던 원심추(52)가 원심력이 없어짐으로써 스프링의 복귀력에 의해 원위치로 복귀되어 수축된다.

원심추(52)의 수축에 의해 리테이너 플레이트(70)의 구속이 풀리고 원심클러치(50)는 해제되어 이차축(20)으로부터 바퀴축(40)으로 인가되는 동력은 차단된다.

따라서 이차축(20)과 바퀴축(40)이 차단됨으로써, 변속기는 이차축(20)의 가변스피드기어(12)내에 설치되어 있는 스프링(도시되지 않음)에 의해 자동적으로 높은 단수의 시동 기어비에 해당되는 변속비로 변속이 이루어지게 된다.

이와 같이 시동변속비로 변속됨에 따라 급제동 후 차기 발진시 충분한 발진력을 확보할 수 있게 되어 발진감 부족현상을 없앨 수 있는 것이다.

한편, 급제동과 동시에 이차축(20)과 바퀴축(40)이 차단되어 동력전달이 끊기게 되고 이후의 발진을 위해서는 이차축(20)과 바퀴축(40)의 동력을 연결시켜야 하는 데, 이때 원심 스프링(60)이 작용하여 이 역할을 수행하게 된다.

즉, 변속기가 높은 단수의 시동기어 상태로 되어 원심 스프링(60)과 원심클러치(50)가 모두 해제된 상태에서 운전자가 차량을 재발진시키게 되면, 아이들 회전수 이상으로 변속기의 이차축(20) 회전수가 높아지면서 바로 원심 스프링(60)이 이차축(20)의 회전에 의한 원심력으로 팽창하게 된다.

원심 스프링(60)이 원심클러치의 클러치 하우징(51)과 리테이너 플레이트 (70) 사이에서 팽창에 따라 리테이너 플레이트(70)를 밀어 고정되어 있는 바퀴축 (40)의 원심추(52)에 밀착시키게 된다.

따라서 원심 스프링(60)에 의해 이차축(20)의 클러치 하우징(51)과 바퀴축 (40)의 원심추(52)가 상호 밀착 연결되어 이차축(20)의 동력이 바퀴축(40)에 전달되고. 이때의 변속기는 높은 단수의 시동기어 상태이므로 차기 발진시 발진감 부족현상이 해소되어 원활한 발진이 이루어지게 되는 것이다.

발진이 된 후에는 바퀴축(40)의 회전에 따라 원심추(52)가 외측으로 벌어지면서 역시 리테이너 플레이트(70)를 밀게 되어 원심클러치(50)를 더욱 확실하게 구속시키게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 무단 변속기의 변속 제어장치에 의하면, 급제동 후에 차기 발진시 발진감 부족현상을 없애 승차감을 높일 수 있는 잇점이 있다.

또한, 엔진스톨현상을 방지하며 고가의 ABS 등을 장착하지 않고도 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차량 엔진과 구동바퀴와의 사이에 설치되어 있으며 자신의 변속 기어단을 무단으로 조절 가능한 일차축 및 이차축을 포함하고 있는 무단 변속기에 있어서,

   상기 변속기의 이차축과 바퀴축에 설치되어 바퀴축의 회전에 의한 원심력으로 이차축과 연결되고 바퀴 제동시 이차축으로부터 바퀴축의 연결을 해제하도록 된 원심 클러치와, 상기 원심 클러치의 내측에 설치되어 바퀴 제동시 이차축의 구동에 의해 팽창되어 클러치의 하우징을 원심추에 연결시켜 이차축의 동력을 바퀴축으로 전달하기 위한 원심 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원심 스프링은 클러치 하우징의 내측에 일정각도를 두고 다수개 설치되며, 원심 스프링과 클러치의 원심추 사이에 클러치의 방사방향으로 유동하는 리테이너 플레이트가 더욱 설치된 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 원심 스프링은 이차축의 회전수가 시동변속비 이상인 경우 팽창 작동하도록 된 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어장치.