KR100579244B1

KR100579244B1 - 무단 변속기의 보조 변속 장치

Info

Publication number: KR100579244B1
Application number: KR1020030077724A
Authority: KR
Inventors: 신성호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2006-05-11
Also published as: KR20050042674A

Abstract

본 발명은 무단 변속 차량의 급정지 시에 종동축이 정지하지 않고 계속 회전하여 변속이 로우 변속비 까지 계속 수행될 수 있도록 변속을 보조하는 무단 변속기의 보조 변속 장치에 관한 것으로, 무단 변속기의 종동축에 연결되는 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에 장착되어 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 동력 전달 단속부를 포함하여 구성한다.

무단 변속기, 종동축, 풀리, 동력 전달 단속부, 원심 클러치

Description

무단 변속기의 보조 변속 장치{SUBSIDIARY TRANSMISSION DEVICE OF CONTINUOUS VARIABLE TRANSMISSION}

도 1은 무단 변속기의 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 보조 변속 장치 구성을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 보조 변속 장치 구동에 따른 토크 전달 용량을 도시한 도면.

본 발명은 무단 변속기의 보조 변속 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 금속 벨트(V 벨트) 타입(Type)의 무단 변속기(CVT)는 벨트-풀리 시스템의 구동측과 종동측 풀리에 유압으로 추력(Thrust)을 가하여 풀리 폭을 변경시켜 금속 벨트와 풀리의 접촉 반경을 연속적으로 변화시킴으로써 운전 조건에 따라 로우(Low) 변속비부터 오버 드라이브(OD ; Over Drive) 변속비까지 무한한 변속비를 얻게 된다.

기존 무단 변속기에서 변속을 구현하는데 있어 가장 어려운 경우는 급 브레이크(Brake)를 밟아 급정지시 차량 정지 전 까지 오버 드라이브 변속비에서 로우 변속비 까지 아주 빠르게 변속이 되어야 한다.

이를 위해서는 프라이머리(Primary)축이 계속 회전하고 있어야 하고, 세컨더리 풀리(Secondary Pulley) 추력(Fs)이 커야 한다.

아래의 [수학식 1]은 벨트-풀리에서의 변속비 변화율을 나타낸다.

여기서, k ; 계수

N_p; 프라이머리 풀리(Primary Pulley) 회전속도

F_s; 세컨더리 풀리(Secondary Pulley) 추력

F_p; 프라이머리 풀리(Primary Pulley) 추력

kpks ; 정상상태(변속이 없을 때) 추력비

F_p/F_s ; 변속시 작용하는 추력비

그러나, 급정지시에는 바퀴(Tire)가 로크(Lock)되어 프라이머리 축이 정지하게 되어 변속은 멈추고 단지 세컨더리 풀리 추력(Fs)과 프라이머리 풀리 추력(Fp)의 힘의 불균형에 의한 사이드 슬립(Side Slip)에 의해 서서히 변속을 수행하게 된다.

그렇지 않으면 제동(Braking)이 완료되기 전에 변속이 완료되면 되겠지만 이를 위해서는 세컨더리 풀리 추력(Fs)을 매우 크게 증대시켜야 하는데 이를 위해서는 오일 펌프 용량이 매우 크게 설계되어야 하고 또한 최대 라인 압력이 높게 설정해야 한다.

라인 압력이 높아지고 오일 펌프 용량이 증대되면 정상 상태 운전에서 무단 변속기의 손실이 증대되므로 차량의 연비 및 가속 성능이 나빠지고 무단 변속기의 부피가 커지므로 탑재 성능 및 중량 측면에서 매우 불리하게 된다.

따라서, 라인 압력을 높이고 오일 펌프의 용량을 증대시키는 데는 한계가 있으므로 결국 급정지시 오버 드라이브에서 로우 변속비 까지 완전히 변속이 이루어지지 못하고 중간에서 변속이 멈추게 되어 곧바로 출발 시 로우 변속비에서 출발하지 못하게 된다.

본 발명의 목적은 무단 변속 차량의 급정지 시에 종동축이 정지하지 않고 계속 회전하여 변속이 로우 변속비 까지 계속 수행될 수 있도록 변속을 보조하는 무단 변속기의 보조 변속 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무단 변속기의 보조 변속 장치에 있어서, 상기 무단 변속기의 종동축에 연결되는 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에 장착되어 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 동력 전달 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

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.

도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 보조 변속 장치 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 무단 변속기의 보조 변속 장치에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 무단 변속기의 종동축에 연결되는 세컨더리 풀리(Secondary Pulley)와 최종 기어(Final Gear) 사이에 장착되어 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 동력 전달 단속부(210)를 포함하여 구성한다.

동력 전달 단속부(210)는 무단 변속기를 장착한 차량의 급정지 시 바퀴가 브레이크에 의해 로크되는 경우 차량의 엔진 아이들 회전수에 따라 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 기능을 한다.

예를 들어, 동력 전달 단속부(210)는 엔진 아이들 회전수 이상에서 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에서 동력을 전달한다.

그리고, 동력 전달 단속부(210)는 차량의 급정지 시 엔진의 아이들 회전수 이하에서는 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에서 동력이 끊어져 바퀴가 로크된 후에도 종동축이 계속 회전하여 변속이 완료되도록 구성한다.

본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 단속부(210)는 원심 클러치로 구성한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 보조 변속 장치 구성을 설명한다.

동력 전달 단속부(210)는 입력축(212)(Input Shaft), 핀(214)(Pin), 디스크(216)(Disk), 드럼(218)(Drum), 출력축(220)(Output Shaft)을 포함하여 구성한다.

입력축(212)은 세컨더리 풀리와 연결된다.

핀(214)은 입력축(212)의 일단에 결합된다.

디스크(216)는 도 3에 도시된 바와 같이 핀(214)에 연결되며 입력축(212)의 회전에 따라 전달되는 원심력을 통해 핀(214)을 중심으로 회전한다.

드럼(218)은 디스크(216)의 외주면과 접하는 내면을 가지며, 디스크(216)의 회전에 따라 발생하는 디스크(216)의 외주면과 내면 사이의 마찰력을 통해 입력축(212)의 동력을 전달받는 기능을 한다.

출력축(220)은 드럼(218)과 일체형으로 결합되어 바퀴 쪽의 최종 기어와 연결된다.

즉, 동력 전달 단속부(210)의 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 입력축(212)은 세컨더리 풀리와 연결되어 디스크(216)와 연결되어 있고, 출력축(220)은 드럼(218)과 바퀴 쪽의 최종 기어와 연결되어 있다.

동력 전달 단속부(210)의 토크 전달 용량은 도 4에 도시된 바와 같이 회전 속도의 제곱에 비례하여 증가하게 된다.

따라서, 회전 속도가 증가하면 디스크(216)가 원심력을 받아 입력축(212)과 일체로 된 핀(214)을 중심으로 회전하여 드럼(218)에 밀착되어 디스크(216) 외주면과 드럼(218)의 내면 사이의 마찰력이 발생하여 동력을 전달한다.

반대로 회전 속도가 감소하여 어느 속도 이하가 되면 디스크(216)와 드럼(218)이 밀착되지 않아서 동력을 전달하지 못하도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 기존 무단 변속기에서 종동축의 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에 동력 전달 단속부(210)를 설치하여 차량의 급정지 시 바퀴(Tire)가 브레이크(Brake)에 의해 로크(Lock)되어 세컨더리 풀리가 회전하지 않아서 로우 변속비로 변속이 완료되지 않기 때문에 차량 정지 후 출발 시 로우 변속비가 아닌 변속비에서 출발하게 되므로 차량의 구동력이 부족해 출발이 잘 되지 않는 현상을 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 엔진의 아이들 회전수(Idle rpm) 이상에서는 동력을 전달하고 급정지 시에는 차량의 감속도 정도에 따라 급정지 여부를 판단하여 엔진의 아이들 회전수를 기존 아이들 회전수보다 작게 설정하여 엔진의 아이들 회전수 이하에서는 동력이 끊어져 바퀴가 로크된 후에도 축이 계속 회전하여 변속이 완료되도록 할 수 있다.

이를 위해서는 엔진의 아이들 회전수를 정상 운전 시에는 기존의 아이들 회전수(800rpm)로 유지하고 급정지 시에는 차량의 감속도 정도에 따라 급정지 여부를 판단하여 제어부에서 엔진 아이들 회전수를 기존 아이들 회전수보다 작게 약 700rpm 정도로 설정해야 한다.

정상 운전 상태에서는 동력 전달 단속부(210)가 작동하여 정상적으로 동력을 전달하다가 급 브레이크를 밟아 차가 급정지하게 되면 엔진 아이들 회전수를 기존 아이들 회전수 보다 작게 하여 종동축의 회전수가 동력 전달 단속부(210)가 동작하는 속도이하로 떨어져 동력 전달이 해제되므로 세컨더리 풀리가 정지하지 않고 계속 회전하게 되므로 벨트-풀리에서의 변속이 멈추지 않고 계속 변속이 진행되어 빠르게 로우 변속비로 변속되어 재 출발 시 로우 변속비에서 출발할 수 있으므로 원하는 차량의 구동력을 얻어 출발이 원활하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무단 변속기의 보조 변속 장치는 최대 라인 압력 감소 및 오일 펌프 용량 축소로 전달 효율을 증대시킬 수 있으므로 변속 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 무단 변속 차량의 경사길 정지 후 출발시 원활한 출발이 가능하므로 운전에 편의성을 제공하는 효과가 있다.

Claims

삭제
무단 변속기의 종동축에 연결되는 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에 장착되어 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 동력 전달 단속부를 포함하는 무단 변속기의 보조 변속 장치에 있어서,

상기 동력 전달 단속부는

상기 무단 변속기를 장착한 차량의 급정지 시 바퀴가 브레이크에 의해 로크되는 경우 상기 차량의 엔진 아이들 회전수에 따라 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이의 동력 전달을 단속하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 보조 변속 장치.
제2항에 있어서, 상기 동력 전달 단속부는 원심 클러치로 구성하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 보조 변속 장치.
제2항에 있어서, 상기 동력 전달 단속부는 엔진 아이들 회전수 이상에서 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에서 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 보조 변속 장치.
제2항에 있어서, 상기 동력 전달 단속부는 상기 차량의 급정지 시 엔진의 아이들 회전수 이하에서는 상기 세컨더리 풀리와 최종 기어 사이에서 동력이 끊어져 바퀴가 로크된 후에도 종동축이 계속 회전하여 변속이 완료되도록 하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 보조 변속 장치.
제2항 내지 제5항 가운데 어느 한 항에 있어서, 상기 동력 전달 단속부는

상기 세컨더리 풀리와 연결되는 입력축과;

상기 입력축의 일단에 결합되는 핀과;

상기 핀에 연결되며, 상기 입력축의 회전에 따라 전달되는 원심력을 통해 상기 핀을 중심으로 회전하는 디스크와;

상기 디스크의 외주면과 접하는 내면을 가지며, 상기 디스크의 회전에 따라 발생하는 상기 디스크의 외주면과 내면 사이의 마찰력을 통해 입력축의 동력을 전달받는 드럼과;

상기 드럼과 결합되어 바퀴 쪽의 최종 기어와 연결되는 출력축을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 보조 변속 장치.