KR101358072B1 - Planetary gear device having measures for restricting degrees of freedom thereof and transmission device using the same - Google Patents

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Abstract

자유도 구속수단을 구비하는 유성기어장치가 제공된다. 유성기어장치는 선 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제1 축, 플래너터리 기어의 캐리어와 연결되어 이와 함께 회전하는 제2 축, 링 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제3 축을 구비한다. 제1 축 내지 제3 축 중의 어느 두 개의 축은 동기화 장치에 의해 서로 같은 속도로 회전하도록 하는 동기화될 수 있다. 이러한 유성기어장치는, 차량의 기어변속장치에 적용될 수 있다. 자유도 구속수단으로서는 작동이 에너지 효율적인 도그클러치 또는 동기물림 장치 등이 이용된다. 기어변속장치는 차량이 변속이 필요없는 효율적인 속도로 주행하는 경우 유성기어장치의 2개의 축의 회전을 동기화시킴으로써 유성기어장치의 선 기어, 플래너터리 기어 및 링 기어가 모두 같은 회전속도로 회전한다. 이로써, 유성기어장치의 각 기어들이 다른 속도로 회전하는 경우 발생하는 손실을 방지할 수 있다.A planetary gear device having a degree of freedom restraint is provided. The planetary gear device includes a first shaft connected with and rotating with the sun gear, a second shaft connected with and rotating with the carrier of the planetary gear, and a third shaft connected with and rotating with the ring gear. Any two of the first to third axes can be synchronized to allow the synchronization device to rotate at the same speed as each other. Such a planetary gear device can be applied to a gear transmission of a vehicle. As the degree of freedom restraint means, a dog clutch or a synchronous gripping device which is energy efficient in operation is used. The gear transmission synchronizes the rotation of two shafts of the planetary gear unit when the vehicle travels at an efficient speed that does not require shifting so that the sun gear, planetary gear and ring gear of the planetary gear unit all rotate at the same rotational speed. As a result, it is possible to prevent losses caused when the respective gears of the planetary gear device rotate at different speeds.

Description

자유도 구속수단을 갖는 유성기어장치 및 이를 이용하는 기어변속장치 {Planetary gear device having measures for restricting degrees of freedom thereof and transmission device using the same}Planetary gear device having measures for restricting degrees of freedom about and transmission device using the same}

본 발명은 자유도 구속수단을 갖는 유성기어장치 및 이를 이용하는 기어변속 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 2자유도를 갖는 유성기어장치에 대해 필요한 경우 자유도를 구속함으로써 기어들간의 상대운동으로 인한 손실을 줄일 수 있도록 한 유성기어장치, 및 변속시간을 단축하기 위하여 변속기의 동기잠금장치들이 설치된 축의 외부에 단속 장치를 추가한 기어 변속장치를 이용한 차량용 기어변속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a planetary gear device having a degree of freedom restraint means and a gear shift device using the same. More specifically, the planetary gear device having a two degree of freedom has a loss due to relative movement between gears by restraining the degree of freedom if necessary. The present invention relates to a gear transmission for a vehicle using a planetary gear device capable of reducing the speed, and a gear shift device in which an intermittent device is added to the outside of an axis in which a synchronous lock device of a transmission is installed to shorten the shift time.

유성기어장치는 선 기어, 플래너터리 기어 및 링 기어를 구비하며, 3개의 축을 갖는다. 유성기어장치는 2자유도를 갖기 때문에 일반적으로 2개의 축이 입력축으로서 이용되고 나머지 1개의 축이 출력축으로서 이용된다. 이러한 유성기어장치는 효율면에서 대략 3%의 손실을 갖는 것으로 알려져 있다. 유성기어장치는 조밀한 공간에서 기어비에 따른 입력과 출력을 얻을 수 있기 때문에 차량의 변속기 등에 널리 적용되고 있다.The planetary gear device has a sun gear, a planetary gear and a ring gear, and has three axes. Since the planetary gear device has two degrees of freedom, two axes are generally used as the input shaft and the other one is used as the output shaft. Such planetary gear units are known to have a loss of approximately 3% in efficiency. Planetary gear devices are widely applied to transmissions of vehicles because they can obtain inputs and outputs according to gear ratios in a compact space.

이러한 유성기어장치가 이용된 대표적인 일예로서, 종래의 차량의 동력분할장치가 있다. 이 동력분할장치는 내연기관 엔진의 구동축이 플래너터리 기어의 캐리어와 연결되고 2개의 모터/제너레이터의 회전축이 각각 선 기어와 링 기어에 연결된 구조의 유성기어장치를 구비한다. 이러한 구조에서 링 기어는 차량의 구동 바퀴측과 연결된다. 이러한 방식의 동력분할장치를 이용하는 경우, 선 기어와 연결된 제1 모터/제너레이터는 배터리의 충전 상태 및 소요 전기량에 따라 많은 발전을 하거나 혹은 적은 발전을 하게 되며, 그러한 조절을 위해서는 엔진 속도에 관계없이 제1 모터/제너레이터의 회전이 조절된다. 따라서, 엔진의 구동축에 연결된 플래너터리 기어와 제1 모터/제너레이터의 회전축에 연결된 선 기어는 서로 다른 속도로 회전하면서 기어 메슁(meshing)에 의한 에너지 손실, 즉, 전달되는 에너지의 3% 정도의 에너지 손실을 야기시키게 된다. 또한 동력 분할장치임으로 엔진의 동력이 항상 발전기와 구동축으로 분할되어 나가고 있다.
As a representative example of using such a planetary gear device, there is a power split device of a conventional vehicle. The power split device includes a planetary gear device having a structure in which a drive shaft of an internal combustion engine engine is connected to a carrier of a planetary gear, and two motor / generators are connected to a sun gear and a ring gear, respectively. In this structure, the ring gear is connected to the drive wheel side of the vehicle. When using this type of power split, the first motor / generator connected to the sun gear generates much or less power depending on the state of charge of the battery and the amount of electricity required. 1 The rotation of the motor / generator is controlled. Therefore, the planetary gear connected to the drive shaft of the engine and the sun gear connected to the rotation shaft of the first motor / generator rotate at different speeds and lose energy due to meshing, that is, about 3% of the energy transmitted. Will cause loss. In addition, since the power splitter, the engine power is always divided into a generator and a drive shaft.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 필요에 따라 유성기어장치의 자유도를 구속함으로써, 유성기어장치의 각 기어가 다른 회전속도로 회전할 경우에 감소하는 3% 정도의 효율을 방지할 수 있는 유성기어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 필요할 때, 발전기가 모터로 변신하여 상당한 량의 추가 동력을 얻을 수 있다.The present invention is to solve the above problems, by restraining the degree of freedom of the planetary gear device, if necessary, it is possible to prevent the efficiency of about 3% reduced when each gear of the planetary gear device rotates at different rotational speeds An object of the present invention is to provide a planetary gear device. Also, when needed, the generator can be transformed into a motor to obtain a significant amount of additional power.

또한, 차량의 기어변속장치에서 유성기어장치를 사용하는 경우, 본 발명에 따른 유성기어장치를 적용함으로써, 변속시간이 단축되어 승차감이 개선되고 효율이 향상된 기어변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, when the planetary gear device is used in the gear transmission of the vehicle, it is an object of the present invention to provide a gear transmission by reducing the shift time to improve the riding comfort and efficiency by applying the planetary gear device according to the present invention.

본 발명의 일 형태에 따라, 모터/제너레이터 장치와 내연기관 엔진을 이용하여 구동되는 차량에 적용되며 클러치를 필요로 하지 않는 기어변속장치는, 선 기어, 1개 이상의 플래너터리 기어 및 링 기어를 갖고, 상기 선 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제1 축, 상기 플래너터리 기어의 캐리어와 연결되어 이와 함께 회전하는 제2 축, 상기 링 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제3 축; 및 작동 조건에 따라, 상기 제1 축 내지 제3 축 중의 어느 두 개의 축을 서로 동기화시켜 상기 제1 축 내지 제3 축이 모두 같은 속도로 회전하도록 하는 동기화 장치를 구비하는 자유도 구속수단을 갖는 유성기어장치; 및 1개의 입력축과 1개의 출력축을 가지며, 미리 정해진 복수개의 속도비에 따른 다단 변속이 가능하도록 형성되고, 상기 입력축 또는 출력축이 상기 유성기어장치의 어느 한 축과 연결되는 변속기어열을 포함하며, 상기 유성기어장치의 어느 한 축은 모터/제너레이터와 연결되고, 나머지 두 축 중의 어느 한 축은 차량의 엔진과 연결되며, 나머지 하나는 변속기어열과 연결되고, 상기 동기화 장치는 차량이 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 경우 연결된 2개의 축의 회전을 동기화시킴으로써 유성기어장치의 선 기어, 캐리어 및 링 기어가 모두 같은 회전속도로 회전하도록 한다.
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제2 축과 상기 제1 축을 동기화시키도록 설치될 수 있다.
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제2 축과 상기 제3 축을 동기화시키도록 설치될 수 있다.
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제1 축과 상기 제3 축을 동기화시키도록 설치될 수 있다.
상기 유성기어장치의 축과 상기 변속기어열의 축 사이에 배치되어 이들을 서로 연결함으로써 동기화시켜 같은 속도로 회전하도록 하거나 연결을 해제시키는 단속 연결장치를 더 포함할 수 있다.
상기 단속 연결장치는 싱크로 메시일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기어변속장치를 이용하여 차량의 구동을 제어하는 방법은, (a) 차량의 주행 상태를 확인하는 단계; (b) 단계 (a)에서 확인된 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태인 경우, 상기 동기화 장치를 작동시켜 연결된 2개의 축의 회전속도를 동기화시키는 단계를 포함한다.
상기 단계 (b)에서 상기 동기화 장치가 작동하여 2개의 축이 연결되기 전에, 연결될 2개의 축의 회전속도가 모터/제너레이터에 의해 동기화될 수 있다.
(c) 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태에서 벗어났다고 판단되는 경우, 상기 동기화 장치에 의해 연결된 2개의 축의 연결을 해제시켜 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 기어변속장치를 이용하여 차량의 구동을 제어하는 방법은, (a) 차량의 주행 상태를 확인하는 단계; (b) 단계 (a)에서 확인된 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태인 경우, 상기 단속 연결장치에 의한 연결이 해제되는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b) 이후에, 상기 유성기어장치의 동기화 장치에 의해 상기 제1 축과 상기 제2 축의 회전속도가 동기화되는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a gear transmission that is applied to a vehicle driven by using a motor / generator device and an internal combustion engine engine and does not require a clutch has a sun gear, at least one planetary gear and a ring gear. A first shaft connected with and rotating with the sun gear, a second shaft connected with and rotating with the carrier of the planetary gear, and a third shaft connected with and rotating with the ring gear; And a synchronizing device for synchronizing any two axes of the first to third axes with each other such that the first to third axes rotate at the same speed, depending on the operating conditions. Gear device; And a transmission gear train having one input shaft and one output shaft and configured to be multi-shifted according to a plurality of predetermined speed ratios, wherein the input shaft or output shaft is connected to any one shaft of the planetary gear device. One axis of the planetary gear is connected to the motor / generator, one of the other two is connected to the engine of the vehicle, the other is connected to the transmission gear train, and the synchronizer is a speed at which the vehicle does not require shifting operation. When driving, synchronize the rotation of the two connected shafts so that the sun gear, carrier and ring gear of the planetary gear system all rotate at the same rotational speed.
The synchronization device may be installed to synchronize the second axis and the first axis of the planetary gear device.
The synchronization device may be installed to synchronize the second axis and the third axis of the planetary gear device.
The synchronization device may be installed to synchronize the first axis and the third axis of the planetary gear device.
It may further include an intermittent coupling device disposed between the shaft of the planetary gear device and the shaft of the transmission gear train to connect them to each other to synchronize and rotate at the same speed.
The intermittent coupling device may be a synchro mesh.
According to another aspect of the invention, the method for controlling the driving of the vehicle using the gear transmission, (a) checking the driving state of the vehicle; (b) if the driving state of the vehicle identified in step (a) is a state of traveling at a speed that does not require a shift operation, operating the synchronization device to synchronize the rotation speeds of the two connected axes.
Before the synchronization device is operated in step (b) to connect the two axes, the rotational speeds of the two axes to be connected can be synchronized by the motor / generator.
(c) if it is determined that the driving state of the vehicle is out of the state of traveling at a speed that does not require the shift operation, disconnecting the two axes connected by the synchronization device so that the rotation of the vehicle may be performed independently of each other. Can be.
According to another aspect of the invention, the method for controlling the driving of the vehicle using the gear transmission, (a) checking the driving state of the vehicle; (b) if the driving state of the vehicle identified in step (a) is a state of traveling at a speed that does not require a shift operation, disconnecting by the intermittent connection device; And (c) after step (b), the rotation speed of the first shaft and the second shaft is synchronized by the synchronization device of the planetary gear device.

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본 발명에 따라, 필요에 따라 유성기어장치의 자유도를 구속함으로써 유성기어장치의 각 기어가 다른 회전속도로 회전할 경우에 감소하는 3% 정도의 효율을 방지할 수 있는 유성기어장치가 제공된다. According to the present invention, there is provided a planetary gear device capable of preventing an efficiency of about 3% that is reduced when each gear of the planetary gear device rotates at different rotational speeds by constraining the degrees of freedom of the planetary gear device as necessary.

또한, 유성기어장치를 사용하는 차량의 기어변속장치에서 본 발명에 따른 유성기어장치를 적용함으로써, 효율이 향상될 수 있다. 또한 추가의 출력이 필요한 경우, 기존의 동력분할장치와 다르게 모든 유성기어가 상대운동이 억제되어 있어 같은 속도로 회전함으로 발전기가 모터로 변신하여 모터의 동력이 추가될 수 있다. 또한 기어변속기 내부에 동기물림장치가 달려 있는 축의 외부연결에 단속 장치를 추가함으로써 동기물림에 요구되는 하중을 대폭 줄여 기어 변속시간을 줄일 수 있다.In addition, by applying the planetary gear device according to the present invention in the gear transmission of the vehicle using the planetary gear device, the efficiency can be improved. In addition, when additional power is required, all planetary gears, unlike conventional power splitters, have relative motion suppressed, so that the generator rotates at the same speed so that the power of the motor can be added. In addition, the gear shift time can be reduced by significantly reducing the load required for the synchronous clutch by adding an interruption device to the external connection of the shaft with the synchronous clutch inside the gear transmission.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유성기어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유성기어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유성기어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유성기어장치를 적용한 기어변속장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 12는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어변속장치들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 4 내지 도 8에 적용되는 변속기어열의 일예를 도시한 도면이다.
도 14는 도 9 내지 도 12에 적용되는 변속기어열의 일예로서 도 13에 도시된 변속기어열과 대칭인 구조를 갖는 변속기어열을 도시한 도면이다.
도 15는 단속 연결장치(60)를 변속기 내부에 설치한 경우를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a planetary gear device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a planetary gear device according to another embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a planetary gear device according to another embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a gear transmission to which the planetary gear device according to the present invention is applied.
5 to 12 are schematic views showing gear transmissions according to another embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a transmission gear train applied to FIGS. 4 to 8.
FIG. 14 is a diagram illustrating a transmission gear train having a structure symmetrical with the transmission gear train shown in FIG. 13 as an example of the transmission gear train applied to FIGS. 9 to 12.
15 is a diagram illustrating a case where the intermittent coupling device 60 is installed inside the transmission.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 유성기어장치는 유성기어장치, 및 유성기어장치와 연결된 3개의 축 중에서 어느 두 개의 축을 서로 동기화시켜 같은 속도로 회전하도록 하는 동기화 장치를 포함한다. 도 1 내지 3에는, 이러한 기술적 구성을 갖는, 본 발명에 따른 유성기어장치의 실시예가 각각 도시되어 있다.
The planetary gear device according to the present invention includes a planetary gear device and a synchronization device for rotating at the same speed by synchronizing any two of the three axes connected to the planetary gear device with each other. 1 to 3 show embodiments of the planetary gear apparatus according to the present invention, each having such a technical configuration.

도 1에 도시된 제1 실시예에서, 유성기어장치(100)는 선 기어(110), 플래너터리 기어(120) 및 링 기어(130)를 구비하는 유성기어를 포함한다. 플래너터리 기어(120)는 1개 이상 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 2개의 플래너터리 기어가 도시되어 있다. 플래너터리 기어들은 캐리어(120c)에 의하여 연결된다.In the first embodiment shown in FIG. 1, the planetary gear device 100 includes a planetary gear having a sun gear 110, a planetary gear 120, and a ring gear 130. One or more planetary gears 120 may be provided, and two planetary gears are shown in this embodiment. The planetary gears are connected by the carrier 120c.

유성기어장치는 3개의 축과 연결되는데, 제1 축(10)은 선 기어(110)와 연결되어 이와 함께 회전하며, 제2 축(20)은 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c)와 연결되어 이와 함께 회전하고, 제3 축(30)은 링 기어(130)와 연결되어 이와 함께 회전한다.The planetary gear device is connected to three shafts. The first shaft 10 is connected to the sun gear 110 and rotates therewith, and the second shaft 20 is connected to the carrier 120c of the planetary gear 120. Connected and rotate with it, and the third shaft 30 is connected with the ring gear 130 to rotate with it.

도시된 실시예에서, 제1 축(10)과 제2 축(20)은 동기화 장치(50)에 의하여 선택적으로 회전속도가 동기화될 수 있다. 동기화 장치(50)가 제1 축(10)과 제2 축(20)의 회전을 동기화 하도록 설정되는 경우와 동기화가 해제되도록 하는 경우는 유성기어장치가 적용되는 분야에서의 작동 조건에 따른다. 예를 들어, 본 발명에 따른 유성기어장치는 차량의 기어변속장치(geared transmission)에 적용될 수 있으며, 이에 대해서는 도 4 내지 도 14를 참조하여 후술한다.In the illustrated embodiment, the rotational speed of the first shaft 10 and the second shaft 20 may be selectively synchronized by the synchronization device 50. The case where the synchronization device 50 is set to synchronize the rotation of the first shaft 10 and the second shaft 20 and the case where the synchronization is released are dependent on the operating conditions in the field where the planetary gear device is applied. For example, the planetary gear device according to the present invention may be applied to a geared transmission of a vehicle, which will be described later with reference to FIGS. 4 to 14.

동기화 장치(50)로는 도그 클러치(dog clutch) 또는 싱크로 메시(synchro mesh) 등과 같이 잠금 상태를 유지하는데 추가의 동력이 필요하지 않는 장치를 이용한다.
As the synchronizing device 50, a device such as a dog clutch or a synchro mesh or the like that does not require additional power to maintain a lock state is used.

유성기어장치는 2자유도를 가지며, 일반적으로 2개의 축은 입력축으로 나머지 1개의 축은 출력축으로 이용된다. 그러나, 본 발명에서와 같이, 3개의 축 중에서 2개의 축의 회전이 동기화되는 경우, 유성기어장치의 자유도는 1이 된다. 즉, 선 기어(110), 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c) 및 링 기어(130)와 연결된 3개의 축이 모두 같은 속도로 회전하게 된다. 이 경우 1개의 축, 예를 들어, 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c)와 연결된 제2 축(20)이 입력축이라면, 다른 2개의 축은 입력축과 동일한 속도로 회전하게 된다.The planetary gear unit has two degrees of freedom, and generally two axes are used as input shafts and the other one is used as output shafts. However, as in the present invention, when the rotation of two of the three axes is synchronized, the degree of freedom of the planetary gear device becomes one. That is, all three axes connected to the sun gear 110, the carrier 120c of the planetary gear 120, and the ring gear 130 are rotated at the same speed. In this case, if one shaft, for example, the second shaft 20 connected to the carrier 120c of the planetary gear 120 is the input shaft, the other two shafts rotate at the same speed as the input shaft.

전술한 바와 같이, 유성기어장치는 각 기어의 독립적인 회전에 따라, 대략 3% 정도의 동력 손실이 있는 것으로 알려져 있는데, 동기화 장치(50)에 의하여 자유도가 감소하면 각 기어 간의 상대적인 운동에 의한 손실이 발생되지 않게 된다.
As described above, the planetary gear device is known to have a power loss of about 3% according to the independent rotation of each gear. When the degree of freedom is reduced by the synchronizing device 50, the loss due to the relative motion between the gears is reduced. Will not occur.

도 2에는 본 발명에 따른 유성기어장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예는 제1 실시예와 비교하여 동기화 장치가 동기화시키는 축에 차이가 있을 뿐이고 나머지는 동일하다.2 shows a second embodiment of the planetary gear apparatus according to the present invention. This embodiment differs from the first embodiment only in the axis that the synchronization device synchronizes with the rest being the same.

제2 실시예에서는, 유성기어장치(100')의 선 기어(110)와 연결된 제1 축(10)과 링 기어(130)와 연결된 제3 축(30)이 동기화 장치(50)에 의하여 동기화된다. 동기화되도록 설정되면, 제1 실시예에서와 마찬가지로 3개의 축은 모두 동일한 회전속도로 회전하게 된다. 따라서, 예를 들어, 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c)와 연결된 제2 축(20)이 입력축인 경우, 선 기어(110)와 연결된 제1 축(10) 및 링 기어(130)와 연결된 제3 축(30)은 입력축인 제2 축(20)의 회전속도와 동일한 속도로 회전하게 된다.
In the second embodiment, the first shaft 10 connected to the sun gear 110 of the planetary gear device 100 'and the third shaft 30 connected to the ring gear 130 are synchronized by the synchronization device 50. do. When set to be synchronized, all three axes rotate at the same rotational speed as in the first embodiment. Thus, for example, when the second shaft 20 connected to the carrier 120c of the planetary gear 120 is an input shaft, the first shaft 10 and the ring gear 130 connected to the sun gear 110 may be connected to each other. The connected third shaft 30 is rotated at the same speed as the rotation speed of the second shaft 20 which is the input shaft.

도 3에는 본 발명에 따른 유성기어장치의 제3 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예는 전술한 실시예들과 비교하여 동기화 장치가 동기화시키는 축에 차이가 있을 뿐이고 나머지는 동일하다.3 shows a third embodiment of the planetary gear apparatus according to the present invention. This embodiment differs from the above-described embodiments in that the synchronization device synchronizes the axes, and the rest are the same.

제3 실시예에서는, 유성기어장치(100'')의 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c)와 연결된 제2 축(20)과 링 기어(130)와 연결된 제3 축(30)이 동기화 장치(50)에 의하여 동기화된다. 동기화되도록 설정되면, 앞의 실시예들에서와 마찬가지로 3개의 축은 모두 동일한 회전속도로 회전하게 된다. 따라서, 예를 들어, 플래너터리 기어(120)의 캐리어(120c)와 연결된 제2 축(20)이 입력축인 경우, 선 기어(110)와 연결된 제1 축(10) 및 링 기어(130)와 연결된 제3 축(30)은 입력축인 제2 축(20)의 회전속도와 동일한 속도로 회전하게 된다.
In the third embodiment, the second shaft 20 connected with the carrier 120c of the planetary gear 120 of the planetary gear device 100 '' and the third shaft 30 connected with the ring gear 130 are synchronized. Synchronized by the device 50. When set to be synchronized, all three axes rotate at the same rotational speed as in the previous embodiments. Thus, for example, when the second shaft 20 connected to the carrier 120c of the planetary gear 120 is an input shaft, the first shaft 10 and the ring gear 130 connected to the sun gear 110 may be connected to each other. The connected third shaft 30 is rotated at the same speed as the rotation speed of the second shaft 20 which is the input shaft.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 유성기어장치는 다양한 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 4에는 본 발명에 따른 유성기어장치가 차량의 엔진으로부터 출력측 장치로 구동력을 전달하는 경로 상에 배치된 경우가 도시되어 있다. 출력측 장치로는 변속기어열 등을 생각할 수 있다. 이하에서는, 전술한 바와 같은 기술적 구성을 갖는 본 발명에 따른 유성기어장치를 이용하는 차량의 기어변속장치에 대해서 설명한다.
The planetary gear device according to the present invention described above can be applied to various systems. For example, FIG. 4 illustrates a case where the planetary gear device according to the present invention is disposed on a path for transmitting driving force from the engine of the vehicle to the output side device. As the output side device, a transmission gear train or the like can be considered. Hereinafter, a gear transmission of a vehicle using the planetary gear device according to the present invention having the technical configuration as described above will be described.

도 4에는 본 발명에 따른 유성기어장치가 적용된 차량의 기어변속장치가 도시되어 있다. 기어변속장치는, 본 발명에 따른 자유도 구속 수단을 구비하는 유성기어장치, 모터/제너레이터(MG) 및 출력측 장치로서 변속기어열(200)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 유성기어장치는 도 1에 도시된 실시예에 따른 기술적 구성을 갖는다.4 shows a gear transmission of a vehicle to which the planetary gear device according to the present invention is applied. The gear transmission includes a planetary gear device having a degree of freedom restraint means according to the present invention, a motor / generator MG, and a transmission gear train 200 as an output side device. In the illustrated embodiment, the planetary gear device has a technical configuration according to the embodiment shown in FIG.

도시된 실시예에서, 유성기어장치의 선 기어와 연결된 제1 축(10)은 모터/제너레이터(MG)와 연결되고, 플래너터리 기어의 캐리어와 연결된 제2 축(20)은 차량의 엔진(ICE)과 연결되며, 링 기어와 연결된 제3 축(30)은 변속기어열(200)과 연결된다. 동기화 장치(50, 도그 클러치 또는 싱크로 메시)는 선 기어와 연결된 제1 축(10)과 플래너터리 기어의 캐리어와 연결된 제2 축(20) 사이에 마련된다. 유성기어장치 기준으로 볼 때 어느 축이 입력축 또는 출력축이 되는지는 차량의 작동 상태에 따라 달라질 수 있다.
변속기어열(200)은, 1개의 입력축과 1개의 출력축을 가지며, 미리 정해진 복수개의 속도비에 따른 다단 변속이 가능하도록 형성되고, 상기 입력축 또는 출력축이 상기 유성기어장치의 어느 한 축과 연결된다.In the illustrated embodiment, the first shaft 10 connected to the sun gear of the planetary gear device is connected to the motor / generator MG, and the second shaft 20 connected to the carrier of the planetary gear is the engine ICE of the vehicle. ) And the third shaft 30 connected to the ring gear is connected to the transmission gear train 200. The synchronization device 50 (dog clutch or synchro mesh) is provided between the first shaft 10 connected with the sun gear and the second shaft 20 connected with the carrier of the planetary gear. Based on the planetary gear system, which axis becomes the input shaft or the output shaft may vary depending on the operating state of the vehicle.
The transmission gear train 200 has one input shaft and one output shaft, and is formed to enable multiple speed shifts according to a plurality of predetermined speed ratios, and the input shaft or the output shaft is connected to any one shaft of the planetary gear device.

도 4의 기어변속장치가 작동되는 방식은 예를 들어 다음과 같다: The manner in which the gearshift of FIG. 4 operates is for example as follows:

먼저, 차량의 엔진이 정지된 상태에서 시동을 거는 경우에는 차량의 엔진(ICE)과 연결된 제2 축(20)이 출력축으로서 작동하고, 시동 모터로서 작동하는 모터/제너레이터(MG)가 연결된 제1 축(10)이 입력축으로서 작동한다. 제3 축(30)은 변속기어열(200)과 연결되기 때문에, 차량이 정지한 상태에서는 정지된 상태로 유지된다.First, when the engine of the vehicle is started while the engine is stopped, the first shaft 20 connected to the engine ICE of the vehicle operates as an output shaft and the motor / generator MG operating as a starting motor is connected. The shaft 10 acts as the input shaft. Since the third shaft 30 is connected to the transmission gear train 200, the third shaft 30 is maintained in the stopped state when the vehicle is stopped.

다음으로, 시동이 걸린 후에 차량이 운행 중인 경우에는, 차량의 엔진(ICE)과 연결된 제2 축(20)이 입력축으로서 작동하고, 변속기어열(200)과 연결된 제3 축(30)이 출력축으로서 작동한다. 모터/제너레이터(MG)와 연결된 제1 축(10)은 선택에 따라 입력축으로 작동하거나 출력축으로 작동할 수 있다. 엔진(ICE)과 연결된 제2 축(20)이 입력축으로 작동하고 있는 상태에서 제1 축(10)도 입력축으로 작동하기 위해서 동기화 장치(50)는 해제된 상태로 유지된다. 이 경우, 엔진(ICE)의 구동력과 모터/제너레이터(MG)의 구동력이 유성기어장치의 기구학적 특성에 따라 결합되어 제3 축(30)을 통해 변속기어열(200)로 전달된다. Next, when the vehicle is in operation after starting, the second shaft 20 connected to the engine ICE of the vehicle operates as the input shaft, and the third shaft 30 connected to the transmission gear train 200 is the output shaft. Works. The first shaft 10 connected to the motor / generator MG may be operated as an input shaft or an output shaft according to a selection. In order to operate the first shaft 10 also as the input shaft while the second shaft 20 connected to the engine ICE is operating as the input shaft, the synchronization device 50 is maintained in a released state. In this case, the driving force of the engine ICE and the driving force of the motor / generator MG are combined according to the kinematic characteristics of the planetary gear device and transmitted to the transmission gear train 200 through the third shaft 30.

이하에서는, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 기어변속장치를 구비한 차량의 구동을 제어하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the driving of a vehicle having a gear transmission according to the present invention as described above will be described.

먼저 차량의 속도계 등을 이용하여 차량의 주행 상태를 확인한다. 확인된 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 효율적인 속도로 주행하는 상태인 경우, 동기화 장치를 작동시켜 연결된 2개의 축의 회전속도를 동기화시킨다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 동기화 장치(50)와 연결된 축이 제1 축(10) 및 제2 축(20)인 경우, 이들 축의 회전속도를 동기화시킨다. 이에 따라, 유성기어장치의 선 기어, 플래너터리 기어의 캐리어 및 링 기어와 연결된 3개의 축은 모두 같은 속도로 회전하게 된다.First, check the driving state of the vehicle using a speedometer of the vehicle. When the driving state of the identified vehicle is driving at an efficient speed that does not require a shift operation, the synchronization device is activated to synchronize the rotation speeds of the two connected axes. For example, as shown in FIG. 4, when the axes connected to the synchronization device 50 are the first axis 10 and the second axis 20, the rotation speeds of these axes are synchronized. Accordingly, the three shafts connected to the sun gear of the planetary gear device, the carrier of the planetary gear and the ring gear all rotate at the same speed.

이후, 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도를 유지할 수 있는 주행 상태에서 벗어났다고 판단되면, 동기화 장치(50)에 의해 연결된 2개의 축(10 및 20)의 연결을 해제시켜 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 한다. 이로써, 차량이 변속기(200)의 변속기어비를 변환시켜 가속하거나 감속할 수 있게 된다.
Subsequently, if it is determined that the driving state of the vehicle is out of the driving state capable of maintaining the speed at which the shift operation is unnecessary, the two axes 10 and 20 connected by the synchronization device 50 may be disconnected to rotate independently of each other. To help. As a result, the vehicle converts the gear ratio of the transmission 200 to accelerate or decelerate.

도 5에는 본 발명에 따른 다른 실시예가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 유성기어장치의 선 기어와 연결된 제1 축(10)은 모터/제너레이터(MG)와 연결되고, 플래너터리 기어의 캐리어와 연결된 제2 축(20)은 변속기어열(200)과 연결되며, 링 기어와 연결된 제3 축(30)은 차량의 엔진(ICE)과 연결된다. 동기화 장치(50, 도그 클러치 또는 싱크로 메시)는 선 기어와 연결된 제1 축(10)과 플래너터리 기어의 캐리어와 연결된 제2 축(20) 사이에 마련된다. 또한, 제2 축과 변속기(200) 사이에 단속 연결장치(60)가 마련될 수 있다.
변속기어열(200)은, 1개의 입력축과 1개의 출력축을 가지며, 미리 정해진 복수개의 속도비에 따른 다단 변속이 가능하도록 형성되고, 상기 입력축 또는 출력축이 상기 유성기어장치의 어느 한 축과 연결된다.5 shows another embodiment according to the invention. In the illustrated embodiment, the first shaft 10 connected to the sun gear of the planetary gear device is connected to the motor / generator MG, and the second shaft 20 connected to the carrier of the planetary gear is the transmission gear train 200. The third shaft 30 connected to the ring gear is connected to the engine ICE of the vehicle. The synchronization device 50 (dog clutch or synchro mesh) is provided between the first shaft 10 connected with the sun gear and the second shaft 20 connected with the carrier of the planetary gear. In addition, an intermittent coupling device 60 may be provided between the second shaft and the transmission 200.
The transmission gear train 200 has one input shaft and one output shaft, and is formed to enable multiple speed shifts according to a plurality of predetermined speed ratios, and the input shaft or the output shaft is connected to any one shaft of the planetary gear device.

도 5의 기어변속장치가 작동되는 방식은 예를 들어 다음과 같다: The manner in which the gearshift of FIG. 5 works is for example as follows:

먼저, 차량의 엔진이 정지된 상태에서 시동을 거는 경우에는 차량의 엔진(ICE)과 연결된 제3 축(30)이 출력축으로서 작동하고, 시동 모터로서 작동하는 모터/제너레이터(MG)가 연결된 제1 축(10)이 입력축으로서 작동한다. 제2 축(20)은 변속기어열(200)과 연결되기 때문에, 차량이 정지한 상태에서는 정지된 상태로 유지된다.First, when the engine of the vehicle is started while the engine is stopped, the first shaft 30 connected to the engine ICE of the vehicle operates as an output shaft and the motor / generator MG operating as a starting motor is connected. The shaft 10 acts as the input shaft. Since the second shaft 20 is connected to the transmission gear train 200, the second shaft 20 is stopped when the vehicle is stopped.

다음으로, 시동이 걸린 후에 차량이 운행 중인 경우에는, 차량의 엔진(ICE)과 연결된 제3 축(30)이 입력축으로서 작동하고, 변속기어열(200)과 연결된 제2 축(20)이 출력축으로서 작동한다. 모터/제너레이터(MG)와 연결된 제1 축(10)은 선택에 따라 입력축으로 작동하거나 출력축으로 작동할 수 있다. 엔진(ICE)과 연결된 제3 축(30)이 입력축으로 작동하고 있는 상태에서 제1 축(10)도 입력축으로 작동하기 위해서 동기화 장치(50)는 해제된 상태 또는 동기화 장치(50)가 결합된 상태로 유지된다. 이 경우, 엔진(ICE)의 구동력과 모터/제너레이터(MG)의 구동력이 유성기어장치의 기구학적 특성에 따라 결합되어 제2 축(20)을 통해 변속기어열(200)로 전달된다. 반면, 제1 축(10)이 출력축으로 작동하는 경우에는 동기화 장치(50)가 결합된 상태로 유지되어 제1 축(10)과 제2 축(20)은 물론 제3 축(30)도 모두 동일한 속도로 회전한다. 이 경우, 모터/제너레이터(MG)는 필요에 따라 발전기로서 작동하여 전력을 발전시키거나 무부하 상태로 공회전할 수 있다. Next, when the vehicle is in operation after starting, the third shaft 30 connected to the engine ICE of the vehicle operates as an input shaft, and the second shaft 20 connected to the transmission gear train 200 serves as the output shaft. Works. The first shaft 10 connected to the motor / generator MG may be operated as an input shaft or an output shaft according to a selection. In order to operate the first shaft 10 as the input shaft while the third shaft 30 connected to the engine ICE is operating as the input shaft, the synchronization device 50 is released or the synchronization device 50 is coupled. Stays in the state. In this case, the driving force of the engine ICE and the driving force of the motor / generator MG are combined according to the kinematic characteristics of the planetary gear device and transmitted to the transmission gear train 200 through the second shaft 20. On the other hand, when the first shaft 10 operates as an output shaft, the synchronization device 50 remains coupled to both the first shaft 10 and the second shaft 20 as well as the third shaft 30. Rotate at the same speed In this case, the motor / generator MG can operate as a generator as needed to generate power or idle at no load.

즉, 본 발명에 따른 유성기어장치를 이용하는 기어변속장치에서는 차량이 변속 작동, 즉, 변속기어의 변환이 필요 없는 속도로 주행하는 경우 동기화 장치(50)를 이용하여 유성기어장치의 모든 축(10, 20, 30)이 동일한 속도로 회전하도록 한다. 따라서, 유성기어장치의 각 기어들이 독립적으로 작동하는 것에 따른 손실을 방지할 수 있다. 이 때, 차량의 엔진(ICE)의 구동력만으로 차량을 구동시키고 모터/제너레이터(MG)는 발전기로서 작동하도록 할 수 있다. 모터/제너레이터에 의해 발생된 전력은 배터리에 저장될 수 있다. That is, in the gear transmission using the planetary gear device according to the present invention, all the shafts 10 of the planetary gear device using the synchronization device 50 when the vehicle is shifting, that is, traveling at a speed that does not require shifting of the gear. , 20, 30) to rotate at the same speed. Therefore, it is possible to prevent the loss by operating each gear of the planetary gear device independently. At this time, the vehicle may be driven only by the driving force of the engine ICE of the vehicle and the motor / generator MG may be operated as a generator. The power generated by the motor / generator can be stored in the battery.

또한 추가의 출력이 필요한 경우, 기존의 하이브리드 자동차에서의 동력분할장치와 다르게 유성기어장치와 연결된 3개의 축이 모두 같은 속도로 회전하므로 발전기가 모터로 변신하여 모터의 동력이 추가될 수 있다. 또한 기어변속기 내부에 동기물림장치가 달려 있는 축의 외부연결에 단속 장치를 추가함으로써 동기물림에 요구되는 하중을 대폭 줄여 기어 변속시간을 줄일 수 있다.In addition, if additional power is required, unlike the power splitter in a hybrid vehicle, all three shafts connected to the planetary gear rotate at the same speed, so that the generator can be transformed into a motor and the power of the motor can be added. In addition, the gear shift time can be reduced by significantly reducing the load required for the synchronous clutch by adding an interruption device to the external connection of the shaft with the synchronous clutch inside the gear transmission.

한편, 도 5에 도시된 실시예에서는 유성기어장치의 출력측에 단속 연결장치(60), 예를 들어 싱크로 메시를 구비한다. 이에 따라, 전술한 실시예와 달리 유성기어장치의 제2 축(20)은 직접 출력측 장치인 변속기어열(200)에 연결되지 않고 싱크로 메시(60)를 경유하여 출력축(40)과 연결된다. 출력축(40)은 변속기어열(200)과 연결된다.On the other hand, in the embodiment shown in Figure 5 is provided with an intermittent coupling device 60, for example a synchro mesh on the output side of the planetary gear device. Accordingly, unlike the embodiment described above, the second shaft 20 of the planetary gear device is not directly connected to the transmission gear train 200 which is the output side device, but is connected to the output shaft 40 via the synchro mesh 60. The output shaft 40 is connected to the transmission gear train 200.

이와 같이 기어변속장치의 출력측에 싱크로 메시가 마련되는 경우 유성기어장치의 동기화 장치(50)의 부담을 줄여줄 수 있다. 즉 싱크로 메시(60)를 사용함으로써 모터에 의하여 어느 정도 동기화 시키고 추가의 동기화 작업을 싱크로 메시가 부담하게 됨으로 동기화를 위한 정밀한 속도 측정이 필요 없게 된다. 또한, 유성기어장치의 동기화 장치(50)의 동기화 작업을 위하여 모터/제너레이터를 작동시킬 경우, 출력측의 싱크로 메시(60)를 이용하여 제2 축(20)과 출력축(40)을 잠시 분리시킬 수 있다. 이 경우, 모터/제너레이터의 부담을 줄여 동기화 작업에 소요되는 시간을 반 정도로 줄일 수 있으며, 유성기어장치의 동기화 작업도 동시에 실행할 수 있게 된다. 이로써 변속 작업에 소요되는 시간이 대폭 줄어들게 된다. 예를 들어, 유성기어장치의 출력측에 추가의 싱크로 메시(60)가 마련되지 않은 경우 변속 작업에 소요되는 시간이 대략 0.7초 정도로 예상되는 반면, 싱크로 메시가 마련되는 경우에는 약 0.4초의 시간이 소요되는 것으로 예상된다. 이에 따라, 차량의 승차감이 크게 향상되게 된다.As such, when the synchro mesh is provided on the output side of the gear transmission, the burden on the synchronization device 50 of the planetary gear device may be reduced. That is, by using the synchro mesh 60 is synchronized to some extent by the motor and additional synchronization work is burdened by the synchro mesh so that precise speed measurement for synchronization is not necessary. In addition, when the motor / generator is operated for synchronizing the synchronizing device 50 of the planetary gear device, the second shaft 20 and the output shaft 40 may be temporarily separated using the synchro mesh 60 on the output side. have. In this case, the burden on the motor / generator can be reduced to reduce the time required for the synchronizing operation by half, and the synchronizing operation of the planetary gear device can be simultaneously executed. This greatly reduces the time required for shifting operations. For example, when no additional synchro mesh 60 is provided on the output side of the planetary gear unit, the time required for the shifting operation is expected to be about 0.7 seconds, while about 0.4 seconds is required when the synchro mesh is provided. It is expected to be. As a result, the riding comfort of the vehicle is greatly improved.

본 실시예에 따른 기어변속장치는 다음과 같은 방식으로 작동된다:The gear shift according to this embodiment is operated in the following way:

전술한 실시예에서는 차량이 변속이 필요없는 속도로 주행한다고 판단되는 경우 유성기어장치의 동기화 장치(50)가 작동하여 연결된 2개의 축을 동기화시키게 된다. 본 실시예에서는 유성기어장치의 동기화 장치(50)가 작동하기 전에 추가의 동기화 장치인 싱크로 메시(60)가 먼저 작동하여 출력측의 동력 전달을 해제시킨다. 이에 따라 제2 축(20)과 출력축(40)의 연결이 해제된다. 이 상태에서 모터/제너레이터는 제1 축과 제2 축의 회전을 동기화시킨다. 제1 축과 제2 축의 회전속도가 충분히 동기화 된다고 예상될 때 유성기어장치의 동기화 장치(50)가 작동하여 제1 축과 제2 축을 결합하여 유성기어장치의 선 기어, 플래너터리 기어 및 링 기어가 모두 같은 회전속도로 회전하도록 한다.
In the above-described embodiment, when it is determined that the vehicle travels at a speed that does not require shifting, the planetary gear device synchronizing device 50 is operated to synchronize the two connected axes. In this embodiment, before the synchronizing device 50 of the planetary gear device operates, the synchro mesh 60, which is an additional synchronizing device, is operated first to release power transmission at the output side. As a result, the connection between the second shaft 20 and the output shaft 40 is released. In this state the motor / generator synchronizes the rotation of the first and second axes. When the rotational speeds of the first and second shafts are expected to be sufficiently synchronized, the planetary gear unit synchronization device 50 is operated to combine the first and second shafts to form the sun gear, planetary gear and ring gear of the planetary gear unit. Let all rotate at the same speed.

이러한 클러치 없는 자동화 기어 변속기를 구현하는 방법은 여러 형태가 있을 것이다. 즉 엔진(Engine)을 E로, 유성기어장치(Planetary gear device)를 P로, 변속기(Transmission)를 T로, 모터(Moter)를 M으로, 동기화 잠금장치(Interlock)를 I로 각각 명시하였을 때, 이들 6 요소들의 결합 방식에 따라 EPMiT, EMiPT, EiMPT, EPiMT, ETiMP, ETMiP, ETPiM, ETPMi 의 경우를 생각할 수 있으며, 각 경우에 대해 단속 연결장치(junction; 60)를 중간에 삽입한 경우들을 도 5 내지 12에 도시하였다.There are many ways to implement such a clutchless automated gear transmission. In other words, when the engine is set to E, the planetary gear device is set to P, the transmission is set to T, the motor is set to M, and the interlock is set to I, respectively. In this case, EPMiT, EMiPT, EiMPT, EPiMT, ETiMP, ETMiP, ETPiM, and ETPMi can be considered according to the combination method of these six elements, and in each case, intermittent junction 60 is inserted. 5 to 12 are shown.

도 13에는 도 5 내지 도 12에 도시된 실시예에 적용될 수 있는 변속기어열(200)의 일예가 도시되어 있다. 다만, 도 9 내지 도 12의 변속기어열(200a)의 경우에는 도 13에 도시된 변속기어열(200)에 대해 도 14와 같이 좌우 대칭인 구조를 갖는다. 각 변속기어열(200, 200a)은 변속시간을 줄일 수 있도록 각각 독립적으로 작동되는 동기잠금장치(201, 202)를 구비하는 자동화 변속기이다. 그림에는 변속기어열의 기어 조합의 순서가 5단(250), 3단(230), 2단(220), 4단(240)의 순서를 보여주고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 3단, 5단, 4단, 2단의 순서 또는 2단, 4단, 5단, 3단의 순서 또는 4단, 2단, 3단, 5단의 순서가 가능하다. 또한, 도 13에서는 4단 변속기를 일예로 도시하였으나 2단에서 8단까지 같은 방식으로 다양하게 구성할 수 있다.FIG. 13 illustrates an example of a transmission gear train 200 that may be applied to the embodiment illustrated in FIGS. 5 to 12. However, in the case of the transmission gear train 200a of FIGS. 9 to 12, the transmission gear train 200 shown in FIG. 13 has a symmetrical structure as shown in FIG. 14. Each transmission gear train 200, 200a is an automatic transmission having synchronous locking devices 201, 202 that operate independently of each other so as to reduce a shift time. In the figure, the gear combination sequence of the transmission gear train is shown in the order of the fifth gear 250, the third gear 230, the second gear 220, the fourth gear 240, but is not limited thereto. , Four-stage, two-stage order or two-stage, four-stage, five-stage, three-stage order or four-stage, two-stage, three-stage, five-stage order. In addition, although the four-speed transmission is shown as an example in FIG.

도 15는 도 13에 도시된 변속기어열의 내부에 단속 연결장치(60)를 설치한 예이다. 단속 연결장치(60)가 변속기어열의 내부에 마련되는 경우, 전체 동력 전달 시스템이 차지하는 부피를 줄일 수 있다.
15 is an example in which the intermittent connection device 60 is installed inside the transmission gear train illustrated in FIG. 13. When the intermittent coupling device 60 is provided inside the transmission gear train, the volume occupied by the entire power transmission system can be reduced.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기초로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 점은 명백하다. 본 명세서에 기재된 어떤 사항도 본 발명의 범위를 첨부된 특허청구의 범위보다 좁히려는 것은 아니다. 전술한 실시예들은 예시를 위한 것이며 이와 다른 실시 형태를 갖는 것을 배제하고자 하는 것은 아니다.
Although the invention has been described in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings, it is apparent that various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Nothing described herein is intended to narrow the scope of the invention to the scope of the appended claims. The foregoing examples are for illustrative purposes only and are not intended to exclude those having other embodiments.

10: 제1 축
20: 제2 축
30: 제3 축
110: 선 기어
120: 플래너터리 기어
120c: 플래너터리 기어의 캐리어
130: 링 기어
50: 동기화 장치(interlock)
40: 출력축
60: 단속 연결장치(junction)
200, 200a, 200': 변속기어열10: first axis
20: second axis
30: third axis
110: sun gear
120: planetary gear
120c: carrier of the planetary gear
130: ring gear
50: interlock
40: output shaft
60: intermittent junction
200, 200a, 200 ': Gear train

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 모터/제너레이터 장치와 내연기관 엔진을 이용하여 구동되는 차량에 적용되며 클러치를 필요로 하지 않는 기어변속장치로서,
선 기어, 1개 이상의 플래너터리 기어 및 링 기어를 갖고, 상기 선 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제1 축, 상기 플래너터리 기어의 캐리어와 연결되어 이와 함께 회전하는 제2 축, 상기 링 기어와 연결되고 이와 함께 회전하는 제3 축; 및 작동 조건에 따라, 상기 제1 축 내지 제3 축 중의 어느 두 개의 축을 서로 동기화시켜 상기 제1 축 내지 제3 축이 모두 같은 속도로 회전하도록 하는 동기화 장치를 구비하는 자유도 구속수단을 갖는 유성기어장치; 및
1개의 입력축과 1개의 출력축을 가지며, 미리 정해진 복수개의 속도비에 따른 다단 변속이 가능하도록 형성되고, 상기 입력축 또는 출력축이 상기 유성기어장치의 어느 한 축과 연결되는 변속기어열
을 포함하며,
상기 유성기어장치의 어느 한 축은 모터/제너레이터와 연결되고, 나머지 두 축 중의 어느 한 축은 차량의 엔진과 연결되며, 나머지 하나는 변속기어열과 연결되고,
상기 동기화 장치는 차량이 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 경우 연결된 2개의 축의 회전을 동기화시킴으로써 유성기어장치의 선 기어, 캐리어 및 링 기어가 모두 같은 회전속도로 회전하도록 하는
차량에서 이용되는 기어변속장치.
A gear transmission that is applied to a vehicle driven by a motor / generator device and an internal combustion engine, and does not require a clutch,
A first shaft having a sun gear, at least one planetary gear and a ring gear, connected to and rotating with the sun gear, a second shaft connected with and rotating with a carrier of the planetary gear, the ring gear and A third shaft connected and rotating therewith; And a synchronizing device for synchronizing any two axes of the first to third axes with each other such that the first to third axes rotate at the same speed, depending on the operating conditions. Gear device; And
A transmission gear train having one input shaft and one output shaft and configured to allow multiple speed shifts according to a plurality of predetermined speed ratios, wherein the input shaft or output shaft is connected to any one shaft of the planetary gear device;
/ RTI >
One shaft of the planetary gear device is connected to the motor / generator, one of the other two shafts is connected to the engine of the vehicle, the other is connected to the transmission gear train,
The synchronizing device synchronizes rotation of two connected axles when the vehicle travels at a speed that does not require shifting operation, so that the sun gear, carrier and ring gear of the planetary gear device all rotate at the same rotational speed.
Gear transmission used in vehicles.
청구항 8에 있어서,
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제2 축과 상기 제1 축을 동기화시키도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기어변속장치.
The method according to claim 8,
And the synchronizing device is installed to synchronize the second axis and the first axis of the planetary gear device.
청구항 8에 있어서,
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제2 축과 상기 제3 축을 동기화시키도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기어변속장치.
The method according to claim 8,
And the synchronizing device is installed to synchronize the second axis and the third axis of the planetary gear device.
청구항 8에 있어서,
상기 동기화 장치는 상기 유성기어장치의 상기 제1 축과 상기 제3 축을 동기화시키도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기어변속장치.
The method according to claim 8,
And the synchronizing device is installed to synchronize the first axis and the third axis of the planetary gear device.
청구항 8에 기재된 기어변속장치를 이용하여 차량의 구동을 제어하는 방법으로서,
(a) 차량의 주행 상태를 확인하는 단계;
(b) 단계 (a)에서 확인된 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태인 경우, 상기 동기화 장치를 작동시켜 연결된 2개의 축의 회전속도를 동기화시키는 단계
를 포함하는 차량의 구동 제어 방법.
A method of controlling the driving of a vehicle using the gear transmission according to claim 8,
(a) checking a driving state of the vehicle;
(b) if the driving state of the vehicle identified in step (a) is a state of traveling at a speed that does not require a shift operation, operating the synchronization device to synchronize the rotation speeds of the two connected axes;
Driving control method of a vehicle comprising a.
청구항 12에 있어서, 상기 단계 (b)에서 상기 동기화 장치가 작동하여 2개의 축이 연결되기 전에, 연결될 2개의 축의 회전속도가 모터/제너레이터에 의해 동기화되는
것을 특징으로 하는 차량의 구동 제어 방법.
The rotational speed of the two axes to be connected is synchronized by a motor / generator according to claim 12, before the synchronization device is actuated in step (b) to connect the two axes.
Drive control method of a vehicle, characterized in that.
청구항 12에 있어서,
(c) 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태에서 벗어났다고 판단되는 경우, 상기 동기화 장치에 의해 연결된 2개의 축의 연결을 해제시켜 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 제어 방법.
The method of claim 12,
(c) if it is determined that the driving state of the vehicle is out of the state of traveling at a speed that does not require the shift operation, disconnecting the two axes connected by the synchronization device to rotate independently of each other;
Driving control method of a vehicle further comprising.
청구항 8에 있어서,
상기 유성기어장치의 축과 상기 변속기어열의 축 사이에 배치되어 이들을 서로 연결함으로써 동기화시켜 같은 속도로 회전하도록 하거나 연결을 해제시키는 단속 연결장치
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어변속장치.
The method according to claim 8,
An intermittent coupling device disposed between the shaft of the planetary gear device and the shaft of the transmission gear train and connected to each other so as to synchronize and rotate at the same speed.
Gear transmission characterized in that it further comprises.
청구항 15에 있어서,
상기 단속 연결장치는 싱크로 메시인 것을 특징으로 하는 기어변속장치.
16. The method of claim 15,
The intermittent coupling device is a gear transmission, characterized in that the synchro mesh.
청구항 15에 기재된 기어변속장치를 이용하여 차량의 구동을 제어하는 방법으로서,
(a) 차량의 주행 상태를 확인하는 단계;
(b) 단계 (a)에서 확인된 차량의 주행 상태가 변속 작동이 필요없는 속도로 주행하는 상태인 경우, 상기 단속 연결장치에 의한 연결이 해제되는 단계; 및
(c) 상기 단계 (b) 이후에, 상기 유성기어장치의 동기화 장치에 의해 상기 제1 축과 상기 제2 축의 회전속도가 동기화되는 단계
를 포함하는 차량의 구동 제어 방법.A method of controlling the drive of a vehicle using the gear transmission according to claim 15,
(a) checking a driving state of the vehicle;
(b) if the driving state of the vehicle identified in step (a) is a state of traveling at a speed that does not require a shift operation, disconnecting by the intermittent connection device; And
(c) after the step (b), the rotation speed of the first shaft and the second shaft is synchronized by the synchronization device of the planetary gear device;
Driving control method of a vehicle comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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