KR101305818B1

KR101305818B1 - 차량용 변속기

Info

Publication number: KR101305818B1
Application number: KR1020110095034A
Authority: KR
Inventors: 심휴태; 서강수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-09-06
Also published as: KR20130031456A; JP2013068319A; JP5964035B2; DE102011056746A1; DE102011056746B4; CN103016652B; US8303454B1; CN103016652A

Abstract

본 발명은 가급적 적은 부품을 사용하여 비교적 간단한 구성을 가지면서도 전진 11속 후진 1속의 변속단을 구비할 수 있도록 하여, 변속기에 연결되는 엔진의 운전상태를 보다 최적화할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 향상시키고 원활한 주행성능을 확보할 수 있도록 한다.

Description

차량용 변속기{TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진 11속 후진 1속의 변속비를 구현할 수 있도록 한 변속기의 구조에 관한 기술이다.

차량에는 그 운전상황에 맞게 엔진과 같은 동력원으로부터 발생된 동력을 구동륜으로 적절한 회전속도와 토크로 변환하여 공급할 수 있도록 하기 위하여 변속기가 구비된다.

상기한 바와 같은 변속기는 최대 등판능력을 충족시키기 위한 최대 변속비로부터 차량의 최고속도를 달성할 수 있도록 하기 위한 최소 변속비까지의 사이에 다수의 변속단을 구비하는 것이 일반적이며, 이론적으로는 변속단 수가 많을수록 엔진의 최적 운전점 확보에 유리하여 차량의 연비 향상에 기여할 수 있다.

참고로, 하기의 선행기술문헌은 전진 10속 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있는 변속기의 구조에 대하여 개시하고 있다.

KR

10-2010-0097706

A

본 발명은 가급적 적은 부품을 사용하여 비교적 간단한 구성을 가지면서도 전진 11속 후진 1속의 변속단을 구비할 수 있도록 하여, 변속기에 연결되는 엔진의 운전상태를 보다 최적화할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 향상시키고 원활한 주행성능을 확보할 수 있도록 한 차량용 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 변속기는

제1유성기어장치와 제2유성기어장치가 결합되어 구성된 제1복합유성기어장치와;

제3유성기어장치와 제4유성기어장치가 결합되어 구성되고, 적어도 하나 이상의 회전요소가 상기 제1복합유성기어장치의 회전요소와 연결되는 제2복합유성기어장치와;

상기 제1복합유성기어장치의 적어도 한 회전요소에 영구 연결됨과 아울러 선택적으로 상기 제1복합유성기어장치의 다른 회전요소 및 제2복합유성기어장치의 회전요소에 연결되는 입력축과;

상기 제2복합유성기어장치의 한 회전요소에 연결된 출력축과;

상기 제1복합유성기어장치의 회전요소들을 각각 고정하는 제1브레이크 및 제2브레이크와;

상기 제2복합유성기어장치의 회전요소를 고정하는 제3브레이크와;

상기 제1유성기어장치와 제2유성기어장치의 회전요소들 사이를 선택적으로 연결하는 제1클러치;

를 포함하여 구성되고,
상기 입력축은 상기 제1복합유성기어장치의 회전요소들에 서로 독립적인 복수개 이상의 선택적인 경로로 연결된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 변속기의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 변속기의 작동요소들의 작동표,
도 3은 도 1의 변속기의 작동을 설명한 레버 다이어그램이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예의 차량용 변속기는 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)가 결합되어 구성된 제1복합유성기어장치(CG1)와; 제3유성기어장치(PG3)와 제4유성기어장치(PG4)가 결합되어 구성되고, 적어도 하나 이상의 회전요소가 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 회전요소와 연결되는 제2복합유성기어장치(CG2)와; 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 적어도 한 회전요소에 영구 연결됨과 아울러 선택적으로 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 다른 회전요소 및 제2복합유성기어장치(CG2)의 회전요소에 연결되는 입력축(IN)과; 상기 제2복합유성기어장치(CG2)의 한 회전요소에 연결된 출력축(OUT)과; 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 회전요소들을 각각 고정하는 제1브레이크(B1) 및 제2브레이크(B2)와; 상기 제2복합유성기어장치(CG2)의 회전요소를 고정하는 제3브레이크(B3)와; 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들 사이를 선택적으로 연결하는 제1클러치(CL1)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 입력축(IN)은 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 회전요소들에 서로 독립적인 복수개 이상의 선택적인 경로로 연결된다.

상기한 바와 같이 상기 입력축(IN)은 다수의 경로를 통해 상기 제1복합유성기어장치(CG1) 및 제2복합유성기어장치(CG2)의 회전요소들에 연결되는 바, 본 실시예에서는 상기 입력축(IN)이 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소에 영구 연결된 것 이외에도, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소에 제2클러치(CL2)로 선택적으로 연결되며, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제2회전요소에 제3클러치(CL3)로 선택적으로 연결되고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소에 제4클러치(CL4)로 선택적으로 연결된 구조이다.

또한, 상기 출력축(OUT)은 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소에 연결되고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제3회전요소에 영구 연결된 구조이다.

상기 제1복합유성기어장치(CG1)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소가 영구 연결되고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소와 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소 사이를 상기 제1클러치(CL1)로 선택적으로 연결할 수 있도록 구성된다.

상기 제2복합유성기어장치(CG2)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제1회전요소를 영구 연결하고, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제2회전요소를 영구 연결하여 구성된다.

상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1), 제1링기어(R1)에 해당하고, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2), 제2링기어(R2)에 해당하며, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3), 제3링기어(R3)에 해당하고, 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제4선기어(S4), 제4캐리어(C4), 제4링기어(R4)에 해당한다.

따라서, 상기 제1복합유성기어장치(CG1)는 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)가 영구 연결되고, 상기 제1링기어(R1)가 상기 제2캐리어(C2)에 상기 제1클러치(CL1)로 선택적으로 연결되어, 상기 제1클러치(CL1)가 연결되면 CR-CR식 복합유성기어장치를 구성하는 것이다.

또한, 상기 제2복합유성기어장치(CG2)는 상기 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)가 영구 연결되고, 상기 제3링기어(R3)와 제4캐리어(C4)가 영구 연결되어 심프슨식 복합유성기어장치를 구성하는 것이다.

상기 입력축(IN)은 상기 제2선기어(S2)에 영구 연결되고, 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체에 제2클러치(CL2)로 선택적으로 연결되며, 상기 제3링기어(R3)와 제4캐리어(C4)의 연결체에 제3클러치(CL3)로 선택적으로 연결되고, 상기 제1선기어(S1)에 제4클러치(CL4)로 선택적으로 연결되며, 상기 출력축(OUT)은 제3캐리어(C3)에 연결되고, 상기 제4링기어(R4)는 상기 제1링기어(R1)에 영구 연결된 것이다.

상기 제1브레이크(B1)는 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치되고, 상기 제2브레이크(B2)는 상기 제1선기어(S1)를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치되며, 상기 제3브레이크(B3)는 상기 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)의 연결체를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치된 것이다.

또한, 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체가 역회전하는 것을 방지할 수 있도록 하는 원웨이클러치(F1)를 구비하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 차량용 변속기는 도 2와 같은 작동표에 따라 상기 제1클러치(CL1) 내지 제4클러치(CL4)와 상기 제1브레이크(B1) 내지 제3브레이크(B3)가 작동되어, 전진 1속 내지 11속의 변속단과 후진 1속의 변속단을 구현하는 바, 도 3의 레버 다이어그램에 이와 같은 작동상태가 설명되어 있다.

즉, 상기 제1복합유성기어장치(CG1)는 도 3의 좌측에 표현된 바와 같이, 2개의 정방향 감속비와, 1개의 역방향 감속비, 1개의 증속비, 1개의 1:1비 및 1개의 Zero비를 구현하고, 이와 같은 변속비로 변속된 동력을 받아서, 상기 제2복합유성기어장치(CG2)는 도 3의 우측에 도시된 바와 같이 전진 11속과 후진 1속의 변속비를 구현하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
CG1; 제1복합유성기어장치
PG3; 제3유성기어장치
PG4; 제4유성기어장치
CG2; 제2복합유성기어장치
IN; 입력축
OUT; 출력축
B1; 제1브레이크
B2; 제2브레이크
B3; 제3브레이크
CL1; 제1클러치
CL2; 제2클러치
CL3; 제3클러치
CL4; 제4클러치
S1; 제1선기어
C1; 제1캐리어
R1; 제1링기어
S2; 제2선기어
C2; 제2캐리어
R2; 제2링기어
S3; 제3선기어
C3; 제3캐리어
R3; 제3링기어
S4; 제4선기어
C4; 제4캐리어
R4; 제4링기어
F1; 원웨이클러치

Claims

제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)가 결합되어 구성된 제1복합유성기어장치(CG1)와;
제3유성기어장치(PG3)와 제4유성기어장치(PG4)가 결합되어 구성되고, 적어도 하나 이상의 회전요소가 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 회전요소와 연결되는 제2복합유성기어장치(CG2)와;
상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 적어도 한 회전요소에 영구 연결됨과 아울러 선택적으로 상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 다른 회전요소 및 제2복합유성기어장치(CG2)의 회전요소에 연결되는 입력축(IN)과;
상기 제2복합유성기어장치(CG2)의 한 회전요소에 연결된 출력축(OUT)과;
상기 제1복합유성기어장치(CG1)의 회전요소들을 각각 고정하는 제1브레이크(B1) 및 제2브레이크(B2)와;
상기 제2복합유성기어장치(CG2)의 회전요소를 고정하는 제3브레이크(B3)와;
상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들 사이를 선택적으로 연결하는 제1클러치(CL1);
를 포함하여 구성되고,
상기 입력축(IN)은 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소에 제2클러치(CL2)로 선택적으로 연결되며;
상기 입력축(IN)은 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제2회전요소에 제3클러치(CL3)로 선택적으로 연결되고;
상기 입력축(IN)은 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소에 제4클러치(CL4)로 선택적으로 연결되며;
상기 출력축(OUT)은 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소에 연결되고;
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제3회전요소에 영구 연결된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1복합유성기어장치(CG1)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소가 영구 연결되고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소와 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소 사이를 상기 제1클러치(CL1)로 선택적으로 연결할 수 있도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제2복합유성기어장치(CG2)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제1회전요소를 영구 연결하고, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제2회전요소를 영구 연결하여 구성된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1), 제1링기어(R1)에 해당하고;
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2), 제2링기어(R2)에 해당하며;
상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3), 제3링기어(R3)에 해당하고;
상기 제4유성기어장치(PG4)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 차례로 제4선기어(S4), 제4캐리어(C4), 제4링기어(R4)에 해당하며;
상기 제1복합유성기어장치(CG1)는 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)가 영구 연결되고, 상기 제1링기어(R1)가 상기 제2캐리어(C2)에 상기 제1클러치(CL1)로 선택적으로 연결되어, 상기 제1클러치(CL1)가 연결되면 CR-CR식 복합유성기어장치를 구성하는 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 5에 있어서,
상기 제2복합유성기어장치(CG2)는 상기 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)가 영구 연결되고, 상기 제3링기어(R3)와 제4캐리어(C4)가 영구 연결되어 심프슨식 복합유성기어장치를 구성하며;
상기 제4링기어(R4)는 상기 제1링기어(R1)에 영구 연결된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 6에 있어서,
상기 입력축(IN)은 상기 제2선기어(S2)에 영구 연결되고, 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체에 제2클러치(CL2)로 선택적으로 연결되며, 상기 제3링기어(R3)와 제4캐리어(C4)의 연결체에 제3클러치(CL3)로 선택적으로 연결되고, 상기 제1선기어(S1)에 제4클러치(CL4)로 선택적으로 연결되며;
상기 출력축(OUT)은 제3캐리어(C3)에 연결된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 7에 있어서,
상기 제1브레이크(B1)는 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치되고;
상기 제2브레이크(B2)는 상기 제1선기어(S1)를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치되며;
상기 제3브레이크(B3)는 상기 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)의 연결체를 선택적으로 고정할 수 있도록 설치된 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 8에 있어서,
상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 연결체가 역회전하는 것을 방지할 수 있도록 하는 원웨이클러치(F1)를 더 구비한 것
을 특징으로 하는 차량용 변속기.