KR101338458B1

KR101338458B1 - 차량용 변속장치

Info

Publication number: KR101338458B1
Application number: KR1020120132514A
Authority: KR
Inventors: 조형욱; 이승호; 박종술
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-12-10

Abstract

차량용 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있는 모터/제너레이터로 이루어지는 전기 보조 구동유닛; 제1,2,3 회전요소를 갖는 유성기어셋트로 이루어져 상기 제1 회전요소가 상기 전기 보조 구동유닛과 연결되고, 상기 제2 회전요소가 동력원인 엔진과 연결되며, 상기 제3 회전요소가 출력요소로 작동하는 토크변환수단; 중공축으로 이루어져 전단부가 상기 제2 회전요소와 가변 연결되고, 후측부 외주연상에는 기어 잇수를 달리하는 제1,2,3 입력기어가 고정 배치되는 제1 입력축과, 상기 제1 입력축의 중공부를 회전 간섭 없이 관통하여 전단부가 상기 제3 회전요소와 직접 연결되고, 후단부 외주연상에 기어 잇수를 달리하는 제4,5,6,7 입력기어가 고정 배치되는 제2 입력축으로 이루어지는 입력수단; 상기 토크변환수단의 직결용으로 작동되는 제1 클러치와, 동력단속용으로 작동되는 제2 클러치로 이루어지는 가변연결수단; 상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축 상에 제1, 제2 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제1, 제2 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제1 변속출력기구와, 상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축 상에 제3, 제4 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제3, 4 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제2 변속출력기구로 이루어지는 변속출력수단; 상기 제2 입력축과 평행하게 배치되는 후진축과, 상기 후진축 상에 배치되어 상기 제1,2 입력축 상의 어느 한 입력기어와 상기 싱크로나이저 기구 중 어느 하나에 구성된 후진기어 사이에 치합되는 아이들 기어로 이루어지는 후진변속수단을 포함한다.

Description

차량용 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 더블 클러치 변속장치에 전기 보조 구동수단과 토크변환수단을 추가하여 부드러운 발진 및 변속을 구현하고, 연비 및 가속 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.

상기 미래형 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.

또한, 자동차 메이커에서는 각 국의 배기가스 규제를 만족시키고 연비성능의 향상을 위하여 동력 전달계통의 효율향상을 위한 수단으로 ISG(Idle Stop And Go)장치와, 회생제동(Regenerative Braking)장치 등의 기술을 실용화하기 위하여 노력하고 있다.

상기 ISG장치는 차량 정지시 엔진을 정지시키고, 출발시 엔진을 시동시키는 기술이며, 상기 회생제동장치는 차량 제동시 기존의 마찰에 의한 제동 대신에 차량의 운동에너지를 이용하는 발전기를 구동시키고, 이때 발생되는 전기에너지를 배터리에 저장하였다가 차량 구동시 재사용 하는 기술이다.

그리고 본 발명의 변속장치가 적용될 수 있는 하이브리드 전기자동차는 2개 이상의 에너지원(Power Source)을 사용하는 자동차로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있는데, 통상적으로 기존 화석 연료를 사용하는 가솔린엔진 또는 디젤엔진과, 전기 에너지에 의하여 구동되는 모터/제너레이터가 혼합(Hybrid)되어 구성된다.

또한, 상기와 같은 하이브리드 전기자동차에 적용될 수 있는 변속기로서는 DCT(더블 클러치 변속기)를 하나의 예로 들 수 있으며, 이의 DCT는 수동 변속기 구조에 2개의 클러치를 적용하여 효율을 높이고, 편의성을 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 DCT는 클러치 2개를 적용하여 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지는 변속기로서, 상기와 같이 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키는 매커니즘은 기존 MT(수동변속기) 및 AMT(자동화 수동 변속기)가 갖고 있는 변속시 토크 단절감을 개선할 수 있다.

그러나 상기 DCT는 발진시 클러치 슬립에 의한 클러치 소손 및 에너지 손실이 크고, 등판 발진시 클러치 슬립에 의한 후방 밀림이 과다하게 발생하여 안전상의 문제가 있으며, 클러치 열용량의 문제로 변속시간을 짧게 제어해야 하므로 자동 변속기에 비하여 변속 충격이 크다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 실시 예는 더블 클러치 변속장치에 전기 보조 구동수단과 토크변환수단을 추가하여 부드러운 발진 및 변속을 구현하고, 회생제동을 가능하게 하여 연비를 향상시키며, 가속시 모터/제너레이터의 토크를 보조받아 가속성능을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 변속장치를 제공함에 있다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있는 모터/제너레이터로 이루어지는 전기 보조 구동유닛; 제1,2,3 회전요소를 갖는 유성기어셋트로 이루어져 상기 제1 회전요소가 상기 전기 보조 구동유닛과 연결되고, 상기 제2 회전요소가 동력원인 엔진과 연결되며, 상기 제3 회전요소가 출력요소로 작동하는 토크변환수단; 중공축으로 이루어져 전단부가 상기 제2 회전요소와 가변 연결되고, 후측부 외주연상에는 기어 잇수를 달리하는 제1,2,3 입력기어가 고정 배치되는 제1 입력축과, 상기 제1 입력축의 중공부를 회전 간섭 없이 관통하여 전단부가 상기 제3 회전요소와 직접 연결되고, 후단부 외주연상에 기어 잇수를 달리하는 제4,5,6,7 입력기어가 고정 배치되는 제2 입력축으로 이루어지는 입력수단; 상기 토크변환수단의 직결용으로 작동되는 제1 클러치와, 동력단속용으로 작동되는 제2 클러치로 이루어지는 가변연결수단; 상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축 상에 제1, 제2 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제1, 제2 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제1 변속출력기구와, 상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축 상에 제3, 제4 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제3, 4 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제2 변속출력기구로 이루어지는 변속출력수단; 상기 제2 입력축과 평행하게 배치되는 후진축과, 상기 후진축 상에 배치되어 상기 제1,2 입력축 상의 어느 한 입력기어와 상기 싱크로나이저 기구 중 어느 하나에 구성된 후진기어 사이에 치합되는 아이들 기어로 이루어지는 후진변속수단을 포함하는 차량용 변속장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 전기 보조 구동유닛은 상기 토크변환수단의 제1 회전요소와 연결되는 로터와, 상기 로터의 외주측에 배치되어 변속기 하우징에 고정되는 스테이터로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 토크변환수단은 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와, 유성캐리어로 이루어지는 제2 회전요소와, 링기어로 이루어지는 제3 회전요소를 보유하는 더블 피니언 유성기어셋트로 구성될 수 있다.

또한, 상기 가변연결수단은 상기 토크변환수단의 제2 회전요소와 제2 입력축 사이에 배치되는 제1 클러치와, 상기 토크변환수단의 제2 회전요소와 제1 입력축 사이에 배치되는 제2 클러치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 입력축 상의 제1,2,3 입력기어는 전측에서 후측으로 순차적 배치가 이루어지되, 제1 입력기어는 제2속 입력기어, 제2 입력기어는 후진기어, 제3 입력기어는 제4속 및 제6속 입력기어로 작동하도록 형성할 수 있다.

상기 제2 입력축 상의 제4,5,6,7 입력기어는 전측에서 후측으로 순차적 배치가 이루어지되, 제4 입력기어는 제5속 입력기어, 제5 입력기어는 제1속 입력기어, 제6 입력기어는 제7속 입력기어, 제7 입력기어는 제3속 입력기어로 작동하도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1 싱크로나이저 기구는 제1 입력기어와 치합되는 제2속 기어와, 제3 입력기어와 치합되는 제6속 기어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 싱크로나이저 기구는 제5 입력기어와 치합되는 제1속 기어와, 제7 입력기어와 치합되는 제3속 기어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 싱크로나이저 기구는 후진 변속수단의 아이들 기어와 치합되는 후진기어와, 제3 입력기어와 치합되는 제4속 기어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 후진변속수단의 아이들 기어는 제2 입력축의 제2 입력기어와 치합될 수 있다.

또한, 상기 제4 싱크로나이저 기구는 제4 입력기어와 치합되는 제5속 기어와, 제6 입력기어와 치합되는 제7속 기어를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 전기 보조 구동수단인 모터/제너레이터와 토크변환수단인 유성기어셋트를 이용하여 발진과 변속이 이루어지도록 함으로써, 부드러운 발진과 변속을 구현할 수 있다.

그리고 클러치의 슬립을 최소화하고, 감속시 회생제동이 이루어짐으로써, 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 가속시 전기 보조 구동수단인 모터/제너레이터로부터 토크 보조가 이루어짐으로써, 가속 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여함을 전제로 한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 구성 다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치는 전기 보조 구동유닛, 토크변환수단, 입력수단, 가변연결수단, 출력수단, 후진변속수단을 포함하여 이루어진다.

상기 전기 보조 구동유닛(Electric Supplementary Drive Unit)은 일반 전기 자동차에 적용되는 것과 같이 로터(R)와 스테이터(S)로 이루어져 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있는 모터/제너레이터(MG)로 이루어진다.

상기에서 로터(R)는 토크 변환수단의 어느 한 회전요소와 연결되며, 상기 스테이터(S)는 변속기 하우징(H)에 고정된다.

상기 토크 변환수단은 유성기어셋트(PG)로 이루어지며, 본 발명에서는 3개의 회전요소를 갖는 더블 피니언 유성기어셋트를 적용한다.

상기 3개의 회전요소는 선기어(SG)로 이루어지는 제1 회전요소(N1)와, 유성캐리어(PC)로 이루어지는 제2 회전요소(N2)와, 링기어(RG)로 이루어지는 제3 회전요소(N3)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 회전요소(N1)는 상기 로터(R)와 연결되어 상기 로터(R)의 회전력을 전달받거나 반대로 로터(R)에 회전력을 전달한다.

상기 제2 회전요소(N2)는 입력축(IS)과 직접 연결되어 동력원인 엔진(ENG)으로부터 동력을 전달받음과 동시에 입력 그대로인 회전동력을 변속기구측으로 전달한다.

상기 제3 회전요소(N3)는 변속기구측으로 동력을 전달하는 출력요소로만 작동한다.

상기 입력수단은 제1 회전축(IS1)과 제2 회전축(IS2)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1 회전축(IS1)은 중공축으로 이루어져 전단부가 상기 토크변환수단의 제2 회전요소(N2)와 가변 연결되며, 상기 제2 회전축(IS2)은 상기 제1 회전축(IS1)의 중공부를 회전 간섭없이 관통하여 전단부가 상기 토크변환수단의 제3 회전요소(N3)와 직접 연결된다.

상기 제1 입력축(IS1)에는 제1,2,3 입력기어(G1)(G2)(G3)가 상호 소정의 간격을 두고 배치되는데, 전측에서 후측으로 제1, 2, 3 입력기어(G1)(G2)(G3)가 순차 배치된다.

상기 제2 입력축(IS2)에는 제4, 5, 6, 7 입력기어(G4)(G5)(G6)(G7)가 상호 소정의 간격을 두고 배치되는데, 이들 입력기어는 상기 제1 입력축(IS1)을 관통한 후측 부분에 위치하며, 전측에서 후측으로 제4, 5, 6, 7 입력기어(G4)(G5)(G6)(G7)가 순차 배치된다.

상기에서 제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 입력기어(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)(G6)(G7)는 각 변속단별 입력기어로서, 제1 입력기어(G1)는 제2속 입력기어, 제2 입력기어(G2)는 후진 입력기어, 제3 입력기어(G3)는 제4속 및 제6속 입력기어, 제4 입력기어(G4)는 제5속 입력기어, 제5 입력기어(G5)는 제1속 입력기어, 제6 입력기어(G6)는 제7속 입력기어, 제7 입력기어는 제3속 입력기어로 작용할 수 있도록 기어 잇수가 설정된다.

즉, 상기 제1 입력축(IS1)에는 짝수 변속단을 위한 입력기어가 형성되고, 제2 입력축(IS2)에는 홀수 변속단을 위한 입력기어가 형성된다.

상기 가변연결수단은 제1 클러치(CL1)와 제2 클러치(CL2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 클러치(CL1)는 상기 제2 입력축(IS2)과 제2 회전요소(N2) 사이에 배치되어 토크변환수단인 유성기어셋트(PG)를 선택적으로 직결 상태가 되도록 한다.

상기 제2 클러치(CL2)는 상기 제2 입력축(IS2)과 제2 회전요소(N2) 사이에 배치되어 토크변환수단으로부터 제1 입력축(IS1)으로 전달되는 동력을 단속한다.

상기 가변연결수단을 형성하는 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)는 통상의 유체 다판 클러치로 이루어지며, 도시하지 않은 유압제어시스템에 의하여 작동 및 비작동 제어된다.

상기 입력수단의 각 입력기어로부터 동력을 전달받아 변속을 행한 후 출력하는 상기 변속출력수단은 상기 제1, 2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 제1,2 변속출력기구(OUT1)(OUT2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 변속출력기구(OUT1)는 상기 제1, 2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 제1 출력축(OS1)과, 제2속 및 제6속 기어(D2)(D6)를 구비하며 상기 제1 출력축(OS1)상에 배치되는 제1 싱크로나이저 기구(SL1)와, 제1속 및 제3속 기어(D1)(D1)를 구비하며 상기 제1 출력축(OS1)상에 배치되는 제2 싱크로나이저 기구(SL2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)를 형성하는 제2속 기어(D2)는 입력수단의 제1 입력기어(G1)와 치합되고, 제6속 기어(D6)는 제3 입력기어(G3)와 치합된다.

상기 제2 싱크로나이저 기구(SL2)를 형성하는 제1속 기어(D1)는 제5 입력기어(G5)와 치합되고, 제3속 기어(D3)는 제7 입력기어(G7)와 치합된다.

그리고 상기 제1 변속출력기구(OUT1)를 통해 변속된 회전동력은 제1 출력축(6)의 전단부 또는 후단부에 장착되어 있는 미도시한 제1 출력기어를 통해 공지의 디프렌셜 기구로 전달된다.

상기 제2 변속출력기구(OUT2)는 상기 제1, 2 입력축(IS1)(IS2)과 소정 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2 출력축(OS2)과, 후진기어 및 제4속 기어(RE)(D4)를 구비하며 상기 제2 출력축(OS2)상에 배치되는 제3 싱크로나이저 기구(SL3)와, 제5속 및 제7속 기어(D5)(D7)를 구비하며 상기 제2 출력축(OS2)상에 배치되는 제4 싱크로나이저 기구(SL4)를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 싱크로나이저 기구(SL3)를 형성하는 후진기어(RG)는 제2 입력기어(G2)와 치합되며, 제4속 기어(D4)는 제3 입력기어(G3)와 치합된다.

상기 제4 싱크로나이저 기구(SL4)를 형성하는 제5속 기어(D5)는 제4 입력기어(G4)와 치합되고, 제7속 기어(D7)는 제6 입력기어(G6)와 치합된다.

그리고 상기 제2 변속출력기구(OUT2)를 통해 변속된 회전동력은 제2 출력축(IS2)의 전단부 또는 후단부에 장착되어 미도시한 제2 출력기어를 통해 공지의 디프렌셜 기구로 전달된다.

상기 후진변속수단은 후진축(RS)과 일체로 형성되는 아이들 기어(ID)를 포함하여 이루어진다.

상기 아이들 기어(ID)는 상기 제6 입력기어(G6)와 후진기어(RG) 사이에 치합되어 제1 회전축(IS1)의 회전시 제2 입력기어(G2)의 회전력을 상기 후진기어(RG)에 역회전 전달하며, 역회전 변속된 회전동력은 제2 출력축(OS2)을 통해 공지의 디프렌셜 기구로 전달된다.

상기에서 제1, 2, 3, 4 싱크로나이저 기구(SL1 ∼ SL4)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1, 2, 3, 4 싱크로나이저 기구(SL1 ∼ SL4)에 적용되는 각각의 슬리이브(SLE1)(SLE2)(SLE3)(SLE4)는 공지에서와 같이 미도시된 별도의 엑추에이터를 구비하며, 상기 엑추에이터는 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어되면서 변속을 실시한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.

도 2를 참조하면, 제1 클러치(CL1)는 후진 변속단과 충전시, 그리고 짝수 변속단에서 작동하고, 제2 클러치(CL2)는 홀수 변속단에서 작동하며, 상기 제1,2,3,4 싱크로나이저 기구(S1 ~ S4)의 각 슬리이브(SLE1 ~ SLE4)는 선택적으로 해당 변속단의 기어와 동기 치합되면서 변속이 이루어지게 된다.

[중립]

중립(N) 상태에서는 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제2속 기어(D2)를 동기 치합시킨 상태를 유지하거나, 또는 중립의 상태를 유지하게 된다.

중립상태에서 제1 출력축(OS1)과 제2속 기어(D2)를 동기 치합시킨 것은 전진 1속 변속이 이루어지기 전에 전진 2속으로 발진이 이루어지도록 하기 위함이다.

그리고 중립(N) 충전시에는 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하여 토크변환수단이 직결의 상태가 되면서 엔진의 회전동력을 로터(R)로 전달하여 효과적인 충전이 이루어지도록 한다.

[후진]

상기와 같은 중립(N)의 상태에서 후진 발진시에는 제2 클러치(CL2)의 작동 이전까지 제3 싱크로나이저 기구(SL3)의 슬리이브(SLE3)를 통해 제2 출력축(OS2)과 후진기어(RG)를 동기 치합시킨 상태에서 후진 발진이 이루어지고, 상기 제2 클러치(CL2)의 작동으로 후진 변속이 완료된다.

[전진 1속]

상기와 같은 중립(N)의 상태에서 전진 발진시에는 상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제2속 기어(D2)를 동시 치합시킨 상태에서 발진이 이루어진다.

상기와 같은 발진과정에서 상기 제2 싱크로나이저 기구(SL2)의 슬리이브(SLE2)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제1속 기어(D1)를 동기 치합시킨 후, 제1 클러치(CL1)를 작동시키면 전진 1속으로의 변속이 완료된다.

[전진 2속]

전진 2속에서는 상기와 같은 전진 1속 상태에서 상기 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하고, 상기 제2 싱크로나이저 기구(SL2)의 슬리이브(SLE2)를 중립 위치로 이동 제어한 후, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하면 전진 2속의 변속이 완료된다.

[전진 3속]

전진 2속에서는 상기와 같은 전진 2속 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하고, 상기 제2 싱크로나이저 기구(SL2)의 슬리이브(SLE2)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제3속 기어(D3)를 동기 치합시킨 후, 제1 클러치(CL1)를 작동시키면 전진 3속의 변속이 완료된다.

이때, 상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제2속 기어(D2)의 동시 치합 상태를 유지하지만, 변속에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

[전진 4속]

전진 4속에서는 상기와 같은 전진 3속 상태에서 상기 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하고, 상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)와 상기 제2 싱크로나이저 기구(SL2)의 슬리이브(SLE2)가 중립 위치로 이동 제어한 후, 상기 제3 싱크로나이저 기구(SL3)의 슬리이브(SLE3)를 통해 제2 출력축(OS2)과 제4속 기어(D4)를 동기 치합시키고, 상기 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하면 전진 4속의 변속이 완료된다.

[전진 5속]

전진 5속에서는 상기와 같은 전진 4속 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하고, 상기 제5 싱크로나이저 기구(SL5)의 슬리이브(SLE5)를 통해 제2 출력축(OS2)과 제5속 기어(D5)를 동기 치합시킨 후, 제1 클러치(CL1)을 작동 제어하면 전진 5속의 변속이 완료된다.

이때, 상기 제3 싱크로나이저 기구(SL3)의 슬리이브(SLE3)를 통해 제2 출력축(OS2)과 제4속 기어(D4)의 동시 치합 상태를 유지하지만, 변속에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

[전진 6속]

전진 6속에서는 상기와 같은 전진 5속 상태에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하고, 상기 제3 싱크로나이저 기구(SL3)의 슬리이브(SLE3)와 상기 제4 싱크로나이저 기구(SL4)의 슬리이브(SLE4)가 중립 위치로 이동 제어한 후, 상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제6속 기어(D6)를 동기 치합시키고, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하면 전진 6속의 변속이 완료된다.

[전진 7속]

전진 7속에서는 상기와 같은 전진 6속 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하고, 상기 제4 싱크로나이저 기구(SL4)의 슬리이브(SLE4)를 통해 제2 출력축(OS2)과 제7속 기어(D7)를 동기 치합시킨 후, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하면 전진 7속의 변속이 완료된다.

이때, 상기 제1 싱크로나이저 기구(SL1)의 슬리이브(SLE1)를 통해 제1 출력축(OS1)과 제6속 기어(D6)의 동시 치합 상태를 유지하지만, 변속에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

그리고 상기 제2 클러치(CL2)가 작동되지 않는 상태에서 전기 보조 구동유닛인 모터/제너레이터(MG)가 구동하게 되면, 상기 토크변환수단에서는 상기 모터/제너레이터(MG)와 엔진(ENG)의 회전속도에 따라 토크 변환이 이루어져 출력된다.

또한, 상기와 같은 전진 및 후진 주행시 전기 보조 구동유닛인 모터/제너레이터(MG)가 작동하게 되면, 회생제동이 가능하다.

이상에서와 같이, 본 발명은 전기 보조 구동수단인 모터/제너레이터와 토크변환수단인 유성기어셋트를 이용하여 발진과 변속이 이루어지도록 함으로써, 부드러운 발진과 변속을 구현할 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

MG... 모터/제네레이터 R... 로터
S... 스테이터 IS1... 제1 입력축
IS2... 제2 회전축 OS1... 제1 출력축
OS2... 제2 출력축 RS... 후진축
CL1, CL2... 제1, 제2 클러치 IS... 입력축
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7... 제1,2,3,4,5,6,7 기어
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7... 제1,2,3,4,5,6,7 입력기어
SL1,SL2,SL3,SL4... 제1,2,3,4 싱크로나이저 기구

Claims

모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있는 모터/제너레이터로 이루어지는 전기 보조 구동유닛;
제1,2,3 회전요소를 갖는 유성기어셋트로 이루어져 상기 제1 회전요소가 상기 전기 보조 구동유닛과 연결되고, 상기 제2 회전요소가 동력원인 엔진과 연결되며, 상기 제3 회전요소가 출력요소로 작동하는 토크변환수단;
중공축으로 이루어져 전단부가 상기 제2 회전요소와 가변 연결되고, 후측부 외주연상에는 기어 잇수를 달리하는 제1,2,3 입력기어가 고정 배치되는 제1 입력축과, 상기 제1 입력축의 중공부를 회전 간섭 없이 관통하여 전단부가 상기 제3 회전요소와 직접 연결되고, 후단부 외주연상에 기어 잇수를 달리하는 제4,5,6,7 입력기어가 고정 배치되는 제2 입력축으로 이루어지는 입력수단;
상기 토크변환수단의 직결용으로 작동되는 제1 클러치와, 동력단속용으로 작동되는 제2 클러치로 이루어지는 가변연결수단;
상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축 상에 제1, 제2 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제1, 제2 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제1 변속출력기구와, 상기 제1, 2 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축 상에 제3, 제4 싱크로나이저 기구가 배치되어 상기 제3, 4 싱크로나이저 기구의 선택적인 작동에 의하여 4개의 변속비로 출력하는 제2 변속출력기구로 이루어지는 변속출력수단;
상기 제2 입력축과 평행하게 배치되는 후진축과, 상기 후진축 상에 배치되어 상기 제1,2 입력축 상의 어느 한 입력기어와 상기 싱크로나이저 기구 중 어느 하나에 구성된 후진기어 사이에 치합되는 아이들 기어로 이루어지는 후진변속수단을 포함하는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 전기 보조 구동유닛은
상기 토크변환수단의 제1 회전요소와 연결되는 로터와, 상기 로터의 외주측에 배치되어 변속기 하우징에 고정되는 스테이터로 이루어지는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 토크변환수단은
선기어로 이루어지는 제1 회전요소와, 유성캐리어로 이루어지는 제2 회전요소와, 링기어로 이루어지는 제3 회전요소를 보유하는 더블 피니언 유성기어셋트로 구성되는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 가변연결수단은
상기 토크변환수단의 제2 회전요소와 제2 입력축 사이에 배치되는 제1 클러치와, 상기 토크변환수단의 제2 회전요소와 제1 입력축 사이에 배치되는 제2 클러치를 포함하는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 입력축 상의 제1,2,3 입력기어는
전측에서 후측으로 순차적 배치가 이루어지되, 제1 입력기어는 제2속 입력기어, 제2 입력기어는 후진기어, 제3 입력기어는 제4속 및 제6속 입력기어로 작동하도록 형성한 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 입력축 상의 제4,5,6,7 입력기어는
전측에서 후측으로 순차적 배치가 이루어지되, 제4 입력기어는 제5속 입력기어, 제5 입력기어는 제1속 입력기어, 제6 입력기어는 제7속 입력기어, 제7 입력기어는 제3속 입력기어로 작동하도록 형성한 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 싱크로나이저 기구는
제1 입력기어와 치합되는 제2속 기어와, 제3 입력기어와 치합되는 제6속 기어를 포함하는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 싱크로나이저 기구는
제5 입력기어와 치합되는 제1속 기어와, 제7 입력기어와 치합되는 제3속 기어를 포함하는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제3 싱크로나이저 기구는
후진 변속수단의 아이들 기어와 치합되는 후진기어와, 제3 입력기어와 치합되는 제4속 기어를 포함하는 차량용 변속장치.
제1항 또는 제9항에 있어서,
상기 후진변속수단의 아이들 기어는
제2 입력축의 제2 입력기어와 치합되는 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 제4 싱크로나이저 기구는
제4 입력기어와 치합되는 제5속 기어와, 제6 입력기어와 치합되는 제7속 기어를 포함하는 차량용 변속장치.