KR100535419B1 - Power transmit device of automatic transmission vehicle - Google Patents

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KR100535419B1 KR10-2003-0096565A KR20030096565A KR100535419B1 KR 100535419 B1 KR100535419 B1 KR 100535419B1 KR 20030096565 A KR20030096565 A KR 20030096565A KR 100535419 B1 KR100535419 B1 KR 100535419B1
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Abstract

본 발명은 토크 컨버터를 사용함에 따라 록업 작동점까지 유체 슬립의 발생으로 인한 동력 전달 효율 손실을 개선할 수 있으며, 풀리를 이용한 무단 변속 기술을 적용하여 가속 성능 및 연비 측면에서 기존 자동 변속기에 대비해 우수한 성능을 발휘할 수 있는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치에 관한 것으로, 자동 변속 차량의 엔진과 자동 변속기의 사이에 장착되어, 풀리를 이용한 무단 변속 기능을 가지며, 상기 엔진의 동력을 상기 자동 변속기로 전달 및 차단하는 동력 흐름 단속부를 포함하여 구성한다.The present invention can improve the power transmission efficiency loss due to the occurrence of fluid slip to the lock-up operating point by using a torque converter, and compared to the conventional automatic transmission in terms of acceleration performance and fuel economy by applying a continuously variable transmission technology using a pulley. The present invention relates to a power transmission device of an automatic transmission vehicle capable of exhibiting performance, and is mounted between an engine of an automatic transmission vehicle and an automatic transmission, and has a continuously variable transmission function using a pulley, and transmits power of the engine to the automatic transmission. It comprises a power flow interrupting portion to block.

Description

자동 변속 차량의 동력 전달 장치{POWER TRANSMIT DEVICE OF AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE}Power transmission device of automatic transmission vehicle {POWER TRANSMIT DEVICE OF AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE}

본 발명은 자동 변속 차량의 동력 전달 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission device of an automatic transmission vehicle.

통상적으로, 종래의 자동 변속기는 토크 컨버터(Torque Converter)를 사용하여 유체의 동적 특성을 활용한 토크 증대와 슬립의 적절한 이용을 통한 자동 변속 동력 성능 향상 및 편의성(시동을 꺼트리지 않음)을 구현했었다. Conventionally, conventional automatic transmissions have used torque converters to realize automatic transmission power performance improvement and convenience (without turning off starting) by appropriately using slip and torque increase using the dynamic characteristics of the fluid. .

그런데, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 토크 컨버터의 록업(Lock UP) 작동점까지 임펠러(Impeller)와 터빈(Turbine)의 회전 속도 차이에 의한 유체 슬립(Slip)의 발생으로 인하여 동력 전달 효율(η)적인 측면에서 손실이 크다.However, when the above method is used, power transmission efficiency (η) is generated due to the generation of fluid slip due to the difference in rotational speeds of the impeller and the turbine up to the lock-up operating point of the torque converter. The loss is large in terms of).

특히, 토크 컨버터 내부의 구성요소 형상과 작동 유체의 동역학적인 특성의 조합에서 오는 토크 증배 효과가 큰 저속 영역(Speed Ratio가 낮은 영역)에서 이러한 손실이 더욱 큰 문제점이 있었다.In particular, this loss is more problematic in the low speed region (low speed ratio region) where the torque multiplication effect comes from the combination of the component shape inside the torque converter and the dynamic characteristics of the working fluid.

본 발명의 목적은 토크 컨버터를 사용함에 따라 록업 작동점까지 유체 슬립의 발생으로 인한 동력 전달 효율 손실을 개선할 수 있으며, 풀리를 이용한 무단 변속 기술을 적용하여 가속 성능 및 연비 측면에서 기존 자동 변속기에 대비해 우수한 성능을 발휘할 수 있는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to improve the power transmission efficiency loss due to the occurrence of fluid slip to the lock-up operating point by using a torque converter, and to adopt the continuously variable transmission technology using the pulley to the existing automatic transmission in terms of acceleration performance and fuel economy In contrast, the present invention provides a power transmission device for an automatic transmission vehicle that can exhibit excellent performance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동 변속 차량의 동력 전달 장치에 있어서, 상기 자동 변속 차량의 엔진과 자동 변속기의 사이에 장착되어, 풀리를 이용한 무단 변속 기능을 가지며, 상기 엔진의 동력을 상기 자동 변속기로 전달 및 차단하는 동력 흐름 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a power transmission device of an automatic transmission vehicle, mounted between the engine and the automatic transmission of the automatic transmission vehicle, has a continuously variable transmission function using a pulley, It characterized in that it comprises a power flow control unit for transmitting and blocking to the automatic transmission.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

본 발명의 실시예는 자동 변속기에서 토크 컨버터를 제거하고, 풀리를 이용한 무단 변속 기능을 갖는 동력 흐름 단속부를 구성하여 엔진의 동력을 동력 흐름 단속부를 통해 자동 변속기로 전달함으로써 가속 성능 및 연비 측면에서 기존 자동 변속기에 대비하여 우수한 성능을 제공하는 특징이 있다.The embodiment of the present invention removes the torque converter from the automatic transmission, and configures a power flow control unit having a continuously variable function using a pulley to transfer the power of the engine to the automatic transmission through the power flow control unit in terms of acceleration performance and fuel economy. It is characterized by excellent performance compared to automatic transmission.

참고적으로, 무단 변속을 수행하는 무단 변속기(CVT)는 구동 풀리(110)와 종동 풀리(120)가 기본적인 구성이다. For reference, in the continuously variable transmission CVT performing the continuously variable transmission, the driving pulley 110 and the driven pulley 120 have a basic configuration.

현재 개발되고 있는 무단 변속기에서도 발진장치로는 거의 대부분이 토크 컨버터를 채용하고 있다. In the continuously-developed continuously variable transmission, almost all of the oscillators employ torque converters.

그런데, 토크 컨버터를 장착한 경우 토크 증배 효과와 엔진의 비틀림 진동 흡수 등 많은 장점들에도 불구하고 댐퍼 클러치의 작동에 의한 연비 향상에는 한계가 있다. However, when the torque converter is installed, there are limitations in improving fuel efficiency due to the operation of the damper clutch despite many advantages such as torque multiplication effect and engine torsional vibration absorption.

댐퍼 클러치의 작동시점인 록업(Lock UP)과 상반되는 토크 증배 효과의 감소 및 록업시 충격(Shock)등으로 최적의 록업 시점을 제어하는 것이 쉽지 않기 때문이다.This is because it is not easy to control the optimum lock-up timing due to the reduction of torque multiplication effect and the shock during lock-up, which is contrary to the lock up operation point of the damper clutch.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 동력 전달 장치 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a configuration of a power transmission device of an automatic transmission vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기존에 토크 컨버터가 있는 자리에 두 개의 풀리가 대신하는 형상을 알 수 있다.Referring to Figure 1, it can be seen that the shape of the two pulleys in place of the existing torque converter.

도 1의 'A' 부분 좌측은 엔진의 크랭크축(100)을 나타내고 우측은 구동 풀리(110)가 장착되는 구동 풀리 축(112)이다. The left side of part 'A' of FIG. 1 represents the crankshaft 100 of the engine and the right side is the drive pulley shaft 112 on which the drive pulley 110 is mounted.

본 발명의 실시예는 엔진과 자동 변속기의 사이에 장착되던 토크 컨버터를 제거하고 그 위치에 동력 흐름 단속부를 장착한 것이다.The embodiment of the present invention removes the torque converter mounted between the engine and the automatic transmission and mounts the power flow interrupter at that position.

동력 흐름 단속부는 풀리를 이용한 무단 변속 기능을 가지며, 엔진의 동력을 자동 변속기로 전달하기 위한 구성으로 구동 풀리 축(112), 종동 풀리 축(122)을 포함하여 구성한다.The power flow control unit has a continuously variable transmission function using a pulley, and includes a driving pulley shaft 112 and a driven pulley shaft 122 in a configuration for transmitting power of the engine to the automatic transmission.

구동 풀리 축(112)은 엔진의 크랭크축(100)과 축결합되며, 축상에 구동 풀리(110)가 장착된다.Drive pulley shaft 112 is axially coupled with the crankshaft 100 of the engine, the drive pulley 110 is mounted on the shaft.

종동 풀리 축(122)은 구동 풀리(110)의 구동에 연동되어 회전되는 종동 풀리(120)가 축상에 장착되며, 외력에 따라 자동 변속기의 입력축(102)과의 결합 상태가 연결 및 분리되는 기능을 한다.The driven pulley shaft 122 has a driven pulley 120 which is rotated in association with the driving of the drive pulley 110 and is mounted on the shaft, and the coupling state of the automatic transmission with the input shaft 102 of the automatic transmission is connected and disconnected. Do it.

한편, 자동 변속기의 입력축(102)에는 기어식 오일 펌프(130)가 축결합된다.On the other hand, the gear oil pump 130 is axially coupled to the input shaft 102 of the automatic transmission.

구동 풀리 축(112) 끝단에는 평기어를 형성하고, 기어식 오일 펌프(130)의 내측 기어(132)와 치합되어 연동되도록 한다.A spur gear is formed at the end of the drive pulley shaft 112 and meshes with the inner gear 132 of the gear oil pump 130 to interlock with each other.

종동 풀리 축(122)은 자동 변속기의 출력축 회전속도에 따라 검출되는 신호를 분석하여 변속 제어부(TCU)로부터 공급되는 동력 전달 및 차단 신호를 입력받아 구동된다.The driven pulley shaft 122 is driven by analyzing a signal detected according to the output shaft rotation speed of the automatic transmission and receiving power transmission and blocking signals supplied from the transmission control unit TCU.

종동 풀리 축(122)의 끝단은 스플라인 형상으로 하고 기어식 오일 펌프(130)의 내측 기어(132)를 관통하는 자동 변속기의 입력축(102)과 스플라인 연결 및 분리되도록 축방향 이동 제어된다.The end of the driven pulley shaft 122 is splined and axially controlled to spline connection and disconnection with the input shaft 102 of the automatic transmission penetrating the inner gear 132 of the geared oil pump 130.

예를 들어, 변속 제어부는 차량이 정지된 상태이면, 종동 풀리 축(122)이 동력 흐름 선상에서 분리되도록 동력 차단 제어 동작을 수행한다.For example, when the vehicle is stopped, the shift control unit performs a power cut control operation so that the driven pulley shaft 122 is separated on the power flow line.

한편, 종동 풀리 축(122)과 자동 변속기의 입력축(102)의 연결은 토크 컨버터 어셈블리 셸(Torque Converter Assembly Shell)과 터빈(Turbine)의 록업(lock-up) 작동을 위한 클러치 어셈블리(Clutch Assembly) 구조를 응용하여 구성할 수 있다.Meanwhile, the connection between the driven pulley shaft 122 and the input shaft 102 of the automatic transmission is a clutch assembly for lock-up operation of the torque converter assembly shell and the turbine. It can be configured by applying the structure.

즉, 차량 정지 상태에서는 자동 변속기의 입력축(102)의 중공 홀(Hole)을 지나는 유압이 낮아서 종동 풀리 축(122)만 공회전하다가(종동 풀리 축과 자동 변속기의 입력축 분리 → 시동이 안꺼짐) 차량이 출발할 때에는 유압이 작용하여 피스톤이 클러치 어셈블리에 작용하여 종동 풀리 축(122)과 자동 변속기의 입력축(102)이 일체가 되어 회전하게 구성할 수 있다.That is, in the vehicle stop state, the hydraulic pressure passing through the hollow hole (Hole) of the input shaft 102 of the automatic transmission is low so that only the driven pulley shaft 122 idles (the separation of the driven pulley shaft and the input shaft of the automatic transmission is not started). At this start, the hydraulic pressure acts so that the piston acts on the clutch assembly so that the driven pulley shaft 122 and the input shaft 102 of the automatic transmission are united to rotate.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 동력 전달 동작을 설명한다.A power transmission operation of an automatic transmission vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

기존에는 토크 컨버터의 센터 직경이 크기 때문에 이와 연결되는 크랭크축 (100)의 드라이브 플레이트의 직경도 따라서 커지게 되어 엔진과 자동 변속기 연결 부분이 커지게 된다.Since the diameter of the center of the torque converter is large, the diameter of the drive plate of the crankshaft 100 connected thereto is also increased, thereby increasing the connection portion of the engine and the automatic transmission.

하지만, 토크 컨버터를 사용하지 않고 풀리를 사용하게 되면 연결부분의 단면 크기를 크게 줄일 수 있기 때문에 레이아웃(Layout) 측면에서 유리하다.However, using a pulley without using a torque converter is advantageous in terms of layout since the cross-sectional size of the connection can be greatly reduced.

즉, 하나의 일직선 상으로 드라이브 라인(Drive Line)이 놓여있던 기존 자동 변속기의 동력 흐름의 특성이 구동 풀리 축(112)과 종동 풀리 축(122)의 두개로 확장되었다 하더라도 토크 컨버터가 차지하던 공간만큼만 두 풀리간의 축간 거리를 형성하므로 레이아웃 측면에서 불리함은 없다.That is, the space occupied by the torque converter even if the characteristics of the power flow of the existing automatic transmission in which the drive line is placed in one straight line are extended to two of the driving pulley shaft 112 and the driven pulley shaft 122. There is no disadvantage in terms of layout since it only forms the interaxial distance between the two pulleys.

기존의 오일 펌프의 내측 기어(Inner Gear)는 토크 컨버터 허브의 외륜과 연결되어 임펠러와 항상 같은 속도(=엔진 회전수)로 회전하였다. The inner gear of the conventional oil pump is connected to the outer ring of the torque converter hub and always rotates at the same speed (= engine speed) as the impeller.

그런데, 본 발명의 실시예에서와 같이 토크 컨버터를 사용하지 않는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 풀리 축(112) 끝단에 평기어를 두어 기어식 오일 펌프(130)의 내측 기어(132)와 치합되어 함께 움직이게 한다.However, when the torque converter is not used as in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the inner gear 132 of the gear oil pump 130 is provided with a spur gear at the end of the drive pulley shaft 112. And mesh together to move together.

따라서, 기존의 경우처럼 오일 펌프의 내측 기어와 외측 기어(Outer Gear)가 같은 선상에 놓이는 것이 아니라 도 1에 도시된 바와 같이 내측 기어(132)의 축상의 길이가 외측 기어(134)의 축상 길이보다 더 길어지게 된 것이다.Therefore, the inner gear and the outer gear of the oil pump are not placed on the same line as in the conventional case, but the axial length of the inner gear 132 is the axial length of the outer gear 134 as shown in FIG. 1. It is longer than ever.

또한, 토크 컨버터를 사용하지 않고 풀리를 사용하게 되면 차량이 정지한 상태에서 변속 레버를 'D' 레인지(Range)에 위치시킨 상태에서 브레이크 페달을 밟고 있을 때, 유체 슬립에 의해 차량 시동이 꺼지지 않는 작동이 불가하다.In addition, if the pulley is used without using the torque converter, when the brake pedal is pressed while the shift lever is positioned in the 'D' range while the vehicle is stopped, the vehicle does not turn off due to fluid slip. Operation is not possible.

이러한 작동이 가능하기 위해선 차량이 정지해 있을 때, 자동 변속기의 출력축(Output Shaft)에 장착된 속도 센서의 신호를 변속 제어부(TCU)에 보내어 종동 풀리 축(122)이 동력 흐름 선상에서 분리되게끔 유압 제어를 해야한다.In order to enable this operation, when the vehicle is stopped, a signal of a speed sensor mounted on an output shaft of the automatic transmission is sent to the shift control unit (TCU) so that the driven pulley shaft 122 is separated from the power flow line. Hydraulic control should be done.

이때 종동 풀리 축(122)의 끝단은 스플라인 형상으로 하고 기어식 오일 펌프(130)의 내측 기어(132)를 관통하는 입력축(102)(Input Shaft)과 연결 및 분리가 되게 제어한다.At this time, the end of the driven pulley shaft 122 has a spline shape and controls to be connected to and disconnected from the input shaft 102 (Input Shaft) passing through the inner gear 132 of the gear oil pump 130.

출발시에는 구동 풀리(110)의 직경이 종동 풀리(120)의 직경보다 작아서 토크 컨버터에서의 토크 증배 효과를 발휘하여 큰 구동력을 얻고, 고속 영역에서는 두 풀리의 직경이 같아진다. At the start, the diameter of the driving pulley 110 is smaller than the diameter of the driven pulley 120, thereby exhibiting a torque multiplication effect in the torque converter, thereby obtaining a large driving force, and in the high speed region, the diameters of the two pulleys are equal.

이것은 토크 컨버터에서 임펠러와 터빈이 직결되어 동일 속도로 회전하는 것과 같은 원리이다. This is the same principle that the impeller and turbine are directly connected and rotated at the same speed in the torque converter.

일반 무단 변속기에서처럼 고속 영역에서 큰 직경의 구동 풀리(110)가 작은 직경의 종동 풀리(120)를 회전시킴으로써 가해지는 구동축에 작용하는 토크를 감쇄시켜줌으로써 동력 전달 안정성이 증가한다.As in the conventional continuously variable transmission, power transmission stability is increased by reducing the torque acting on the drive shaft applied by the large diameter drive pulley 110 by rotating the small diameter driven pulley 120 in the high speed region.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속 차량의 동력 전달 장치는 자동 변속기에서 토크 컨버터를 제거하고, 록업 작동 시점까지만 풀리를 이용한 무단 변속 기술을 적용하여 가속 성능 및 연비 측면에서 기존 자동 변속기에 대비해 우수한 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.As described above, the power transmission device of the automatic transmission vehicle according to the present invention is superior to the conventional automatic transmission in terms of acceleration performance and fuel economy by removing the torque converter from the automatic transmission and applying a continuously variable transmission technology using a pulley only until the lock-up operation point. It has the effect of exerting performance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 동력 전달 장치 구성을 도시한 도면.1 is a view showing a configuration of a power transmission device of an automatic transmission vehicle according to an embodiment of the present invention.

Claims (7)

자동 변속 차량의 동력 전달 장치에 있어서,In the power transmission device of an automatic transmission vehicle, 상기 자동 변속 차량의 엔진과 자동 변속기의 사이에 장착되어, 풀리를 이용한 무단 변속 기능을 가지며, 상기 엔진의 동력을 상기 자동 변속기로 전달 및 차단하는 동력 흐름 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.It is mounted between the engine and the automatic transmission of the automatic transmission vehicle, has a continuously variable transmission function using a pulley, and comprises a power flow control unit for transmitting and blocking the power of the engine to the automatic transmission Power transmission device for variable speed vehicles. 제1항에 있어서, 상기 동력 흐름 단속부는 The method of claim 1, wherein the power flow control unit 엔진의 크랭크축과 축결합되며, 축상에 구동 풀리가 장착되는 구동 풀리 축과;A drive pulley shaft axially coupled to the crankshaft of the engine, the drive pulley shaft being mounted on the shaft; 상기 구동 풀리의 구동에 연동되어 회전되는 종동 풀리가 축상에 장착되며, 외력에 따라 상기 자동 변속기의 입력축과의 결합 상태가 연결 및 분리되는 종동 풀리 축을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.A driven pulley rotated in conjunction with the driving of the drive pulley is mounted on the shaft, and the driven pulley shaft is configured to include a driven pulley shaft connected and disconnected from the input shaft of the automatic transmission according to an external force. Power train. 제2항에 있어서, 상기 자동 변속기의 입력축에는 기어식 오일 펌프가 축결합되는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.The power transmission device of an automatic transmission vehicle according to claim 2, wherein a gear oil pump is axially coupled to the input shaft of the automatic transmission. 제3항에 있어서, 상기 구동 풀리 축 끝단에 평기어를 형성하고, 상기 기어식 오일 펌프의 내측 기어와 치합되어 연동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.4. The power transmission device of an automatic transmission vehicle according to claim 3, wherein a spur gear is formed at an end of the drive pulley shaft and meshes with an inner gear of the gear oil pump. 제3항에 있어서, 상기 종동 풀리 축의 끝단은 스플라인 형상으로 하고 상기 기어식 오일 펌프의 내측 기어를 관통하는 상기 자동 변속기의 입력축과 스플라인 연결 및 분리되도록 축방향 이동 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.4. The automatic transmission vehicle according to claim 3, wherein the end of the driven pulley shaft is splined and axially controlled to be splined and disconnected from the input shaft of the automatic transmission penetrating the inner gear of the geared oil pump. Power transmission device. 제5항에 있어서, 상기 종동 풀리 축은 출력축 회전속도에 따라 검출되는 신호를 분석하여 변속 제어부(TCU)로부터 공급되는 동력 전달 및 차단 신호를 입력받아 구동되는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.The power transmission apparatus of claim 5, wherein the driven pulley shaft is driven by analyzing a signal detected according to an output shaft rotation speed and receiving a power transmission and a blocking signal supplied from a transmission control unit (TCU). . 제6항에 있어서, 상기 변속 제어부는 차량이 정지된 상태이면, 종동 풀리 축이 동력 흐름 선상에서 분리되도록 동력 차단 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 동력 전달 장치.7. The power transmission apparatus of claim 6, wherein the shift control unit performs a power cut control operation so that the driven pulley shaft is separated on the power flow line when the vehicle is stopped.
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