KR102451888B1 - 차량용 변속장치 - Google Patents

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KR102451888B1
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김기태
국재창
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    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0813—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one input shaft
    • F16H37/082—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one input shaft and additional planetary reduction gears
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Abstract

차량용 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 엔진의 회전동력이 전달되는 엔진 출력축, 상기 엔진 출력축으로부터 입력되는 회전동력을 2단으로 변속하여 중간 출력축으로 출력하는 제1 변속부, 상기 중간 출력축으로부터 2개의 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 변속부를 포함하되, 상기 제2 변속부는 상기 중간 출력축과 동일 축선 상으로 배치되며, 제1 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되고, 고정 연결된 하나의 구동기어와, 제1 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제1 입력축, 상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 제2 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되며, 고정 연결된 중간 구동기어를 포함하는 제2 입력축, 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 고정 연결된 중간 피동기어와, 제2 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제3 입력축, 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제2 입력축의 회전동력을 상기 제3 입력축에 전달하는 아이들 기어와, 제3 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어를 포함하는 아이들 축, 및 상기 제1, 제3 입력축과 상기 아이들 축 사이에 평행하게 배치되며, 상기 제1, 제3 입력축과 아이들 축 상에 구성된 각 구동기어들과 외접 기어 연결되는 각 4개의 피동기어와, 변속된 회전동력을 종감속기구로 전달하는 출력기어를 포함하는 출력축을 포함한다.

Description

차량용 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 구동에 의한 전진 9속과 후진 2속의 고정 변속단을 구현하고, 1개의 모터/제너레이터를 추가 배치하여 전기자동차 모드(EV 모드)에서 전진 5속의 변속단을 구현할 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 전기자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 듀얼 클러치 변속기(DCT : Dual Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기에서 본 발명과 관련되는 DCT는 자동변속기내에 2개의 클러치 기구(clutch device)와, 기본적인 수동 변속기의 기어 트레인을 보유하며, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달되도록 하고, 상기한 기어 트레인을 이용하여 변속한 후 출력한다.
이러한 DCT는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트(compact)하게 구현하기 위해 시도되고 있으며, 2개의 클러치와 동기장치(synchronizing device)들을 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 운전자의 수동적인 변속을 불필요하게 하는 AMT(Auto Manual Transmission)로 구현되고 있다.
이에 따라, DCT는 유성기어 타입의 자동변속기와 비교하여 동력전달 효율이 우수하고, 다단화에 따른 부품의 변경 및 추가가 용이하다는 장점이 연비 규제와 다단화 효율의 중요성에 부응할 수 있기 때문에 더욱 각광을 받고 있다.
또한, 최근에는 상기의 DCT에 적어도 1개 이상의 유성기어세트를 추가 배치하여 전기자동차 모드로의 주행이 가능하도록 하여 하이브리드 전기자동차에 적용할 수 있도록 하고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 엔진의 구동에 의한 전진 9속과 후진 2속의 고정 변속단을 구현하고, 1개의 모터/제너레이터를 추가 배치하여 전기자동차 모드(EV 모드)에서 전진 5속의 변속단을 구현할 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 3개의 싱크로나이저를 이용하는 DCT 구조에 1개의 유성기어세트를 추가하여 전진 9속과 후진 2속의 고정 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 간단한 구성으로 다단화를 실현하여 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 3개의 싱크로나이저를 각각 별도의 축에 배치하여 전장을 최소화함으로써, 탑재성을 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 회전동력이 전달되는 엔진 출력축, 상기 엔진 출력축으로부터 입력되는 회전동력을 2단으로 변속하여 중간 출력축으로 출력하는 제1 변속부, 상기 중간 출력축으로부터 2개의 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 변속부를 포함하되, 상기 제2 변속부는 상기 중간 출력축과 동일 축선 상으로 배치되며, 제1 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되고, 고정 연결된 하나의 구동기어와, 제1 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제1 입력축, 상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 제2 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되며, 고정 연결된 중간 구동기어를 포함하는 제2 입력축, 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 고정 연결된 중간 피동기어와, 제2 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제3 입력축, 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제2 입력축의 회전동력을 상기 제3 입력축에 전달하는 아이들 기어와, 제3 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어를 포함하는 아이들 축, 및 상기 제1, 제3 입력축과 상기 아이들 축 사이에 평행하게 배치되며, 상기 제1, 제3 입력축과 아이들 축 상에 구성된 각 구동기어들과 외접 기어 연결되는 각 4개의 피동기어와, 변속된 회전동력을 종감속기구로 전달하는 출력기어를 포함하는 출력축을 포함하는 차량용 변속장치가 제공될 수 있다.
상기 제1 변속부는 엔진의 회전동력을 감속과 동속 2단으로 출력이 이루어지는 싱글 피니언 유성기어세트로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 싱글 피니언 유성기어세트는 선기어가 상기 엔진 출력축과 고정 연결됨과 동시에 유성캐리어와 제1 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 상기 유성캐리어가 상기 중간 출력축과 고정 연결되고, 링기어가 제1 브레이크를 통해 변속기 하우징에 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 변속부는 엔진의 회전동력을 동속과 증속 2단으로 출력이 이루어지는 싱글 피니언 유성기어세트로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 싱글 피니언 유성기어세트는 선기어가 상기 중간 출력축과 고정 연결되고, 유성캐리어가 상기 엔진 출력축과 고정 연결됨과 동시에 상기 선기어와 제1 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 링기어가 제1 브레이크를 통해 변속기 하우징에 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 입력축은 상기 제2 입력축을 관통하여 노출되는 부분의 끝단부에 제1속 구동기어가 고정 연결되고, 상기 제1속 구동기어와 제2 입력축 사이에, 상기 제1 싱크로나이저에 의해 상기 제1 입력축에 선택적으로 동기 연결되는 제3/7속 구동기어와 제5/9속 구동기어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 입력축은 끝단부에 상기 중간 구동기어가 일체로 연결되어 상기 아이들 축 상의 아이들 기어와 외접 치합될 수 있다.
또한, 상기 제3 입력축은 전단부에 상기 중간 피동기어가 고정 연결되고, 상기 중간 피동기어의 후측에, 상기 제2 싱크로나이저에 의해 상기 제3 입력축에 선택적으로 동기 연결되는 제2/6속 구동기어와 제4/8속 구동기어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 아이들 축은 전단부에 상기 아이들 기어가 고정 연결되어 상기 제2 입력축의 중간 구동기어와 상기 제3 입력축의 중간 피동기어에 외접 기어 연결되고, 상기 아이들 기어의 후측에, 상기 제3 싱크로나이저에 의해 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 출력축은 제1속 피동기어, 제2/3/6/7속 피동기어, 후진 피동기어, 제4/5/8/9속 피동기어, 출력기어가 배치되며, 상기 제1속 피동기어는 상기 제1 입력축의 제1속 구동기어와 외접 기어 연결됨과 동시에 상기 출력축과는 원웨이 클러치를 통해 연결되고, 상기 제2/3/6/7속 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 제3/7속 구동기어와 상기 제2/6속 구동기어에 각각 외접 기어 연결되고, 상기 후진 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 후진 구동기어에 외접 기어 연결되고, 상기 제4/5/8/9속 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 제5/9속 구동기어와 상기 제4/8속 구동기어에 외접 기어 연결되고, 상기 출력기어는 상기 출력축의 전측단에 고정 연결되어 종감속기구의 종감속 기어와 외접 기어 연결될 수 있다.
상기 제1 변속부에는 모터/제너레이터를 더 포함하되, 상기 모터/제너레이터는 유성캐리어에 고정 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 변속부에는 모터/제너레이터를 더 포함하되, 상기 모터/제너레이터는 선기어에 고정 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 변속부에는 모터/제너레이터를 더 포함하되, 상기 모터/제너레이터는 엔진 출력축에 고정 연결되고, 상기 모터/제너레이터와 상기 엔진 사이의 엔진 출력축 상에는 제2 엔진 클러치가 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 3개의 싱크로나이저를 이용하는 DCT 구조에 1개의 유성기어세트를 추가하여 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 다단화를 실현하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 3개의 싱크로나이저와 1개의 유성기어세트를 적용하여 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 부품 감소로 내부 구성을 간단히 하고, 중량을 최소화하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 3개의 싱크로나이저를 각각 별도의 축에 배치하여 전장을 최소화함으로써, 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2, 제3 실시 예에 따른 변속장치는 상기 제1 실시 예의 변속장치에 1개의 모터/제너레이터를 추가 배치하여 엔진의 구동에 의한 전진 9속과 후진 2속의 고정 변속단을 구현하고, 전기자동차 모드(EV 모드)에서 전진 5속의 변속단을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 변속장치는 상기 제1 실시 예의 변속장치에 1개의 모터/제너레이터와 1개의 엔진 클러치를 추가 배치하여 엔진의 구동에 의한 전진 9속 및 후진 2속과, 모터/제너레이터의 구동에 의한 전기자동차 모드에서 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있다.
이외에, 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 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 제1 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 동력원인 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 변속부(T1)에서 2개의 변속단으로 변속되어 출력되고, 상기 제1 변속부(T1)로부터 2개의 경로를 통해 출력되는 회전동력은 제2 변속부(T2)에서 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단으로 변속되어 출력된다.
상기 동력원인 엔진(ENG)은 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다.
상기 엔진(ENG)의 회전동력을 2개의 변속단으로 변속하여 출력하는 제1 변속부(T1)는 유성기어세트(PG)를 포함하여 이루어진다.
상기 유성기어세트(PG)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 선기어(S), 상기 선기어(S)와 외접으로 맞물리는 복수의 피니언을 회전 지지하는 유성캐리어(PC), 상기 복수의 피니언과 내접으로 맞물리는 링기어(R)를 포함한다.
상기 선기어(S)는 상시 입력요소로서, 엔진 출력축(EOS)과 고정 연결됨과 동시에 유성캐리어(PC)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 통해 선택적으로 연결되고, 상기 유성캐리어(PC)는 상시 출력요소로서, 중간 출력축(COS)과 고정 연결되고, 상기 링기어(R)는 선택적인 고정요소로서, 제1 브레이크(B1)를 통해 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결된다.
이에 따라, 상기 선기어(S)로 입력이 이루어지고 있는 상태에서, 제1 브레이크(B1)가 작동 제어되면, 유성캐리어(PC)를 통해 감속 출력이 이루어지고, 제1 엔진 클러치(ECL1)가 작동 제어되면, 유성기어세트(PG) 전체가 하나로 회전하는 상태가 되면서 유성캐리어(PC)를 통해 동속 출력이 이루어진다.
상기 중간 출력축(COS)으로부터 2개의 경로를 통해 동력을 전달받는 제2 변속부(T2)는 상호 회전 간섭 없이 중첩 배치되는 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2), 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 출력축(OS), 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 출력축(OS) 사이에서 평행하게 배치되는 아이들 축(IDS), 상기 출력축(OS)과 아이들 축(IDS) 사이에서 평행하게 배치되는 제3 입력축(IS3), 상기 5개의 축(IS1)(IS2)(IS3)(IDS)(OS)상에 배치되는 다수의 기어들을 포함한다.
상기 제1 입력축(IS1)은 실축으로 이루어져, 중간 출력축(COS)과 제1 클러치(CL1)를 통해 선택적으로 연결되어 홀수 변속단에 관련하는 회전동력을 전달한다.
상기 제2 입력축(IS2)은 중공축으로 이루어져, 제1 입력축(IS1)의 외주 측에 상호 회전 간섭 없이 중첩 배치되어 중간 출력축(COS)과 제2 클러치(CL2)를 통해 선택적으로 연결되면서 짝수 변속단과 후진 변속단에 관련되는 회전동력을 전달한다.
상기 제1 입력축(IS1)에는 상기 제2 입력축(IS2)을 관통하여 노출되는 부분에 제1속 구동기어(D1)와, 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제5/9속 구동기어(D5/9) 및 제1 싱크로나이저(SL1)가 배치된다.
상기 제1속 구동기어(D1)는 제1 입력축(IS1)의 끝단부에 고정 연결된다.
상기 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제5/9속 구동기어(D5/9)는 상기 제1속 구동기어(D1)와 제2 입력축(IS2) 사이에서, 상기 제1 입력축(IS1) 상에 회전 가능하게 배치되며, 상기 제1 싱크로나이저(SL1)는 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제5/9속 구동기어(D5/9)를 선택적으로 제1 입력축(IS1)에 동기 연결한다.
상기 제2 입력축(IS2)에는 중간 구동기어(CDG)가 고정 연결되고, 상기 중강 구동기어(CDG)는 중간 출력축(COS)의 회전동력을 상기 아이들 축(IDS)을 통해 제3 입력축(IS3)으로 전달한다.
상기 제3 입력축(IS2)은 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 중간 피동기어(CPG)와, 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제4/8속 구동기어(D4/8) 및 제2 싱크로나이저(SL2)가 배치된다.
상기 중간 피동기어(CPG)는 제3 입력축(IS3)의 전단부에 고정 연결된다.
상기 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제4/8속 구동기어(D4/8)는 중간 피동기어(CPG)의 후측에서, 상기 제3 입력축(IS3) 상에 회전가능하게 배치되고, 상기 제2 싱크로나이저(SL2)는 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제4/8속 구동기어(D4/8)를 선택적으로 제3 입력축(IS3)에 동기 연결한다.
상기 아이들 축(IDS)은 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되고, 아이들 기어(IDG)와 후진 구동기어(RDG) 및 제3 싱크로나이저(SL3)가 배치된다.
상기 아이들 기어(IDG)는 아이들 축(IDS)의 전측단에 고정 연결되어 상기 제2 입력축(IS2)의 중간 구동기어(CDG)와 상기 제3 입력축(IS3)의 중간 피동기어(CPG)와 외접 기어 연결된다.
상기 후진 구동기어(RDG)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 회전 가능하게 배치되고, 상기 제3 싱크로나이저(SL3)는 후진 구동기어(RDG)를 선택적으로 아이들 축(IDS)에 동기 연결한다.
상기 출력축(OS)은 상기 제1, 제2, 제3 입력축(IS1)(IS2)(IS3)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.
상기 출력축(OS)상에는 제1속 피동기어(P1), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 후진 피동기어(RPG), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력기어(OG)가 일체로 구성된다.
상기 제1속 피동기어(P1)는 상기 제1속 구동기어(D1)와 외접 기어 연결되며, 상기 출력축(OS)과는 원웨이 클러치(OWC)를 개재하여 연결되는데, 상기 원웨이 클러치(OWC)는 전진 1속에서만 동력 전달이 가능하도록 작동된다.
상기 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7)는 출력축(OS)과 고정 연결되며, 상기 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제2/6속 구동기어(D2/6)에 외접 기어 연결되어 상기 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제2/6속 구동기어(D2/6)로부터 전달되는 제2/3/6/7속의 회전동력을 출력축(OS)으로 전달한다.
상기 후진 피동기어(RPG)는 출력축(OS)과 고정 연결되며, 상기 아이들 축(IDS)의 후진 구동기어(RDG)와 외접 기어 연결되어 상기 후진 구동기어(RDG)로부터 전달되는 후진 회전동력을 출력축(OS)으로 전달한다.
상기 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9)는 출력축(OS)과 고정 연결되며, 상기 제5/9속 구동기어(D5/9)와 제4/8속 구동기어(D4/8)에 외접 기어 연결되어 상기 제5/9속 구동기어(D5/9)와 제4/8속 구동기어(D4/8)로부터 전달되는 제4/5/8/9속의 회전동력을 출력축(OS)으로 전달한다.
상기 출력기어(OG)는 출력축(OS)의 일측단에 고정 연결되며, 디프렌셜(DIFF)를 포함하는 종감속기구(FD)의 종감속기어(FG)와 외접 기어 연결된다.
여기서, 결합요소인 상기 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2), 제1 엔진 클러치(ECL1), 제1 브레이크(B1)는 유압제어장치로부터 공급되는 유압에 의하여 작동되는 유압마찰결합유닛으로서, 주로 습식 다판형 유압마찰결합유닛이 사용되지만, 전자제어장치로부터 공급되는 전기적인 신호에 따라 작동될 수 있는 건식 다판 클러치와 같은 결합유닛으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2, 제3 싱크로나이저(SL1)(SL2)(SL3)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1, 제2, 제3 싱크로나이저(SL1)(SL2)(SL3)에 적용되는 제1, 제2, 제3 슬리이브(SLE1)(SLE2)(SLE3)는 공지에서와 같이 미도시된 별도의 액추에이터를 구비하며, 상기 액추에이터는 트랜스미션 제어유닛에 의하여 제어되면서 변속을 실시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
[전진 1속]
전진 1속(D1)에서는 도 2에서와 같이, 제1 클러치(CL1)와 제1 브레이크(B1)를 작동 제어한다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제1속 구동기어(D1), 제1속 피동기어(P1), 원웨이 클러치(OWC), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 1속 주행이 이루어진다.
[전진 2속]
전진 2속(D2)에서는 도 2에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 브레이크(B1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제2/6 구동기어(D2/6), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 2속 주행이 이루어진다.
[전진 3속]
전진 3속(D3)에서는 도 2에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)와 제1 브레이크(B1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제3/7 구동기어(D3/7), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 3속 주행이 이루어진다.
[전진 4속]
전진 4속(D4)에서는 도 2에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제4/8속 구동기어(D4/8)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 브레이크(B1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제4/8 구동기어(D4/8), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 4속 주행이 이루어진다.
[전진 5속]
전진 5속(D5)에서는 도 2에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제5/9속 구동기어(D5/9)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)와 제1 브레이크(B1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제5/9 구동기어(D5/9), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 5속 주행이 이루어진다.
[전진 6속]
전진 6속(D6)에서는 도 2에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 엔진 클러치(ECL1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)가 하나로 회전하는 상태가 되면서 등속으로 출력되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제2/6 구동기어(D2/6), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 6속 주행이 이루어진다.
[전진 7속]
전진 7속(D7)에서는 도 2에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 엔진 클러치(ECL1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)가 하나로 회전하는 상태가 되면서 등속으로 출력되어 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제3/7 구동기어(D3/7), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 7속 주행이 이루어진다.
[전진 8속]
전진 8속(D8)에서는 도 2에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제4/8속 구동기어(D4/8)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 엔진 클러치(ECL1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)가 하나로 회전하는 상태가 되면서 등속으로 출력되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제4/8 구동기어(D4/8), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 8속 주행이 이루어진다.
[전진 9속]
전진 9속(D9)에서는 도 2에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제5/9속 구동기어(D5/9)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 엔진 클러치(ECL1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)가 하나로 회전하는 상태가 되면서 등속으로 출력되어 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제5/9 구동기어(D5/9), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 전진 9속 주행이 이루어진다.
[후진 1속]
후진 1속(REV1)에서는 도 2에서와 같이, 제3 싱크로나이저(SL3)의 슬리이브(SEL3)를 통해 후진 구동기어(RDG)와 아이들 축(IDS)을 동기 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 브레이크(B1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)에서 감속되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 아이들 축(IDS), 후진 구동기어(RDG), 후진 피동기어(RPG), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 역회전 출력되면서 후진 1속 주행이 이루어진다.
[후진 2속]
후진 2속(REV2)에서는 도 2에서와 같이, 제3 싱크로나이저(SL3)의 슬리이브(SEL3)를 통해 후진 구동기어(RDG)와 아이들 축(IDS)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동시킨다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력은 제1 엔진 클러치(ECL1)의 작동에 의하여 제1 변속부(T1)가 하나로 회전하는 상태가 되면서 등속으로 출력되어 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 아이들 축(IDS), 후진 구동기어(RDG), 후진 피동기어(RPG), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 역회전 출력되면서 후진 2속 주행이 이루어진다.
상기와 같은 변속과정의 설명은 각 변속단에서의 현재 작동 상태만을 설명한 것으로서, 상위 변속단으로의 순차적인 변속이 이루어질 때는 다음 상위 변속단에 관계하는 싱크로나이저를 예비 작동시킬 수 있으며, 하위 변속단으로의 순차적인 변속이 이루어질 때는 다음 하위 변속단에 관계하는 싱크로나이저를 예비 작동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 본 발명의 제1 실시 예에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있는 변속장치를 개시하고 있으나, 제2 실시 예에서는 상기 제1 실시 예에 의한 변속장치에 보조 동력원인 모터/제너레이터(MG)를 추가 배치하여 전기자동차 모드로도 주행이 가능할 수 있도록 하였다.
상기 모터/제너레이터(MG)는 공지와 같이 모터와 제너레이터 기능을 수행하며, 변속기 하우징(H)에 고정되는 스테이터(ST)와, 상기 스테이터(ST)의 반경방향 내측에서 회전 가능하게 지지되는 로터(RT)를 포함하여 이루어지며, 상기 로터(RT)는 제1 변속부(T1)의 유성캐리어(PC)에 고정 연결된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 실시 예와 같이 엔진(ENG)의 구동력에 의한 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단에서는 상기 모터/제너레이터(MG)에 의한 토크 어시스트 구동이 가능할 수 있지만, 변속 과정이 동일하게 이루어지므로 상세한 변속 과정의 설명은 생략한다.
하지만, 전기자동차 모드(EV 모드) 주행에서는 엔진(ENG)의 구동력은 전혀 사용하지 않고, 모터/제너레이터(MG)의 구동력에 의한 전진 5속 및 후진 1속의 변속이 이루어지므로 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.
[EV 전진 1속]
EV 전진 1속(e-D1)에서는 도 4에서와 같이, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어한다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제1속 구동기어(D1), 제1속 피동기어(P1), 원웨이 클러치(OWC), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 EV 전진 1속 주행이 이루어진다.
[EV 전진 2속]
EV 전진 2속(e-D2)에서는 도 4에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제2/6속 구동기어(D2/6)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동시킨다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제2/6 구동기어(D2/6), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 EV 전진 2속 주행이 이루어진다.
[EV 전진 3속]
EV 전진 3속(e-D3)에서는 도 4에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제3/7속 구동기어(D3/7)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)를 작동시킨다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제3/7 구동기어(D3/7), 제2/3/6/7속 피동기어(P2/3/6/7), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 EV 전진 3속 주행이 이루어진다.
[EV 전진 4속]
EV 전진 4속(e-D4)에서는 도 4에서와 같이, 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제4/8속 구동기어(D4/8)와 제3 입력축(IS3)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동시킨다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 중간 피동기어(CPG), 제3 입력축(IS3), 제4/8 구동기어(D4/8), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 EV 전진 4속 주행이 이루어진다.
[EV 전진 5속]
EV 전진 5속(e-D5)에서는 도 4에서와 같이, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제5/9속 구동기어(D5/9)와 제1 입력축(IS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)를 작동시킨다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제5/9 구동기어(D5/9), 제4/5/8/9속 피동기어(P4/5/8/9), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 출력되면서 EV 전진 5속 주행이 이루어진다.
[EV 후진]
EV 후진(e-REV)에서는 도 4에서와 같이, 제3 싱크로나이저(SL3)의 슬리이브(SEL3)를 통해 후진 구동기어(RDG)와 아이들 축(IDS)을 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동시킨다.
그러면 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 유성캐리어(PC), 중간 출력축(COS), 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 중간 구동기어(CDG), 아이들 기어(IDG), 아이들 축(IDS), 후진 구동기어(RDG), 후진 피동기어(RPG), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 역회전 출력되면서 EV 후진 주행이 이루어진다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 5를 참조하면, 상기 본 발명의 제2 실시 예에서는 엔진(ENG)의 회전동력을 제1 변속부(T1)에서 감속 또는 동속으로 변속하여 출력할 수 있도록 하고 있으나, 제3 실시 예에서는 엔진의 회전동력을 제1 변속부에서 동속 또는 증속으로 변속하여 출력하도록 하였다.
이를 위하여, 제3 실시 예에서는 제1 변속부(T1)를 형성하는 유성기어세트(PG)의 선기어(S)를 중간 출력축(COS)에 고정 연결하고, 유성캐리어(PC)는 엔진(ENG)의 출력축(EOS)에 고정 연결함과 동시에 상기 선기어(S)와 제1 엔진 클러치(ECL1)를 통해 선택적으로 연결하고, 링기어(R)는 제1 브레이크(B1)를 통해 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결하였다.
또한, 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)는 상기 중간 출력축(COS)에 고정 연결된다.
이에 따라, 제1 변속부(T1)에서는 상기 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동 제어하여 엔진(ENG)의 회전동력이 입력 그대로 중간 출력축(COS)으로 출력되거나, 상기 제1 브레이크(B1)를 작동 제어하여 증속 출력되도록 이루어진다.
그리고 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 중간 출력축(COS)에 직접 전달된다.
상기와 같은 제3 실시 예는 상기 제2 실시 예와 비교하여 제1 변속부(T1)로부터 출력되는 출력 조건만 달리할 뿐, 상기 제2 실시 예와 동일하게 모터/제너레이터(MG)의 토크 어시스트를 받을 수 있는 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단을 구현할 수 있으며, 보조 동력원인 모터/제너레이터(MG)의 구동력에 의한 전진 5속과 후진 1속의 전기자동차 모드(EV 모드)로도 주행이 가능할 수 있도록 변속이 이루진다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 6을 참조하면, 상기 제2 실시 예에서는 엔진(ENG)의 회전동력을 감속시키기 위하여 전진 제1, 제2, 제3, 제4, 제5속과 후진 1속에서 제1 브레이크(B1)를 작동 제어하고, 동속 출력을 위하여 전진 제6, 제7, 제8 제9속과 후진 2속에서 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동 제어하고 있다.
그러나 제3 실시 예에서는 엔진(ENG)의 회전동력을 동속 출력하기 위하여 전진 제1, 제2, 제3, 제4, 제5속과 후진 1속에서 제1 엔진 클러치(ECL1)를 작동 제어하고, 증속 출력을 위하여 전진 제6, 제7, 제8 제9속과 후진 2속에서 제1 브레이크(B1)를 작동 제어하는 출력 조건만 달리할 뿐, 다른 변속 과정은 도 4의 변속 과정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 7을 참조하면, 상기 본 발명의 제1 실시 예에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있는 변속장치를 개시하고 있으나, 제4 실시 예에서는 상기 제1 실시 예에 의한 변속장치에 보조 동력원인 모터/제너레이터(MG)와 제2 엔진 클러치(ECL2)를 추가 배치하여 전기자동차 모드(EV 모드)로도 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 하였다.
상기 모터/제너레이터(MG)는 공지와 같이 모터와 제너레이터 기능을 수행하며, 변속기 하우징(H)에 고정되는 스테이터(ST)와, 상기 스테이터(ST)의 반경방향 내측에서 회전 가능하게 지지되는 로터(RT)를 포함한다.
상기와 같은 모터/제너레이터(MG)와 제2 엔진 클러치(ECL2)를 배치함에 있어서, 상기 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)를 엔진 출력축(EOS)에 배치하고, 상기 제2 엔진 클러치(ECL2)는 모터/제너레이터(MG)와 엔진(ENG) 사이의 엔진 출력축(EOS) 상에 배치하였다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 상기 제2 엔진 클러치(ECL2)가 작동 할 때만 엔진 출력축(EOS)으로 전달되도록 함으로써, 상기 모터/제너레이터(MG)만이 구동되는 전기자동차 모드(EV 모드)에서 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 엔진(ENG)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 변속장치는 엔진(ENG)의 구동력에 의한 전진 9속 및 후진 2속의 엔진 주행에 의한 고정 변속단과, 모터/제너레이터(MG)의 구동력에 의한 전기자동차 모드(EV 모드)에서의 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단으로 주행이 가능하다.
제4 실시 예에 따른 변속장치는 엔진(ENG)의 구동력에 의한 전진 9속 및 후진 2속의 엔진 주행에서의 고정 변속단에서는 상기 제1 실시 예(도 2)와 비교하여 제2 엔진 클러치(CL2)의 작동이 추가될 뿐, 동일한 변속 과정으로 변속이 이루어지며, 이때 상기 모터/제너레이터(MG)에 의한 토크 어시스트 구동이 가능할 수 있다.
또한, 제4 실시 예에 따른 변속장치는 모터/제너레이터(MG)의 구동력에 의한 전기자동차 모드(EV 모드)에서는 상기 제2 엔진 클러치(ECL2)의 작동이 해제되고, 동력원이 엔진(ENG)에서 모터/제너레이터(MG)로 바뀌었을 뿐, 전진 9속 및 후진 2속의 변속 과정이 엔진(ENG)의 구동력에 의한 변속 과정과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 3개의 싱크로나이저를 이용하는 DCT 구조에 1개의 유성기어세트를 추가하여 전진 9속 및 후진 2속의 고정 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 다단화를 실현하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 3개의 싱크로나이저와 1개의 유성기어세트를 적용하여 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 부품 감소로 내부 구성을 간단히 하고, 중량을 최소화하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 3개의 싱크로나이저를 각각 별도의 축에 배치하여 전장을 최소화함으로써, 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2, 제3 실시 예에 따른 변속장치는 상기 제1 실시 예의 변속장치에 1개의 모터/제너레이터를 추가 배치하여 엔진의 구동에 의한 전진 9속과 후진 2속의 고정 변속단을 구현하고, 전기자동차 모드(EV 모드)에서 전진 5속과 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 변속장치는 상기 제1 실시 예의 변속장치에 1개의 모터/제너레이터와 1개의 엔진 클러치를 추가 배치하여 엔진의 구동에 의한 전진 9속 및 후진 2속과, 모터/제너레이터의 구동에 의한 전기자동차 모드(EV 모드)에서 전진 9속 및 후진 2속의 변속단을 각각 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
B1... 제1 브레이크
EOS... 엔진 출력축
CDG... 중간 구동기어
COS... 중간 출력축
CPG... 중간 피동기어
CL1,CL2... 제1, 제2 클러치
D1... 제1속 구동기어
D2/6... 제2/6속 구동기어
D3/7... 제3/7속 구동기어
D4/8... 제4/8속 구동기어
D5/9... 제5/9속 구동기어
ECL1,ECL2... 제1, 제2 엔진 클러치
IDG... 아이들 기어
IDS... 아이들 축
IS1,IS2,IS3...제1, 제2, 제3 입력축
OG... 출력기어
OS... 출력축
OWC... 원웨이 클러치
P1... 제1속 피동기어
P2/3/6/7... 제2/3/6/7속 피동기어
P4/5/8/9... 제4/5/8/9속 피동기어
PG... 유성기어세트
RDG... 후진 구동기어
RPG... 후진 피동기어
SL1,SL2,SL2... 제1, 제2, 제3 싱크로나이저
T1... 제1 변속부
T2... 제2 변속부

Claims (13)

  1. 엔진의 회전동력이 전달되는 엔진 출력축;
    상기 엔진 출력축으로부터 입력되는 회전동력을 2단으로 변속하여 중간 출력축으로 출력하는 제1 변속부;
    상기 중간 출력축으로부터 2개의 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 변속부를 포함하되,
    상기 제2 변속부는
    상기 중간 출력축과 동일 축선 상으로 배치되며, 제1 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되고, 고정 연결된 하나의 구동기어와, 제1 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제1 입력축;
    상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 제2 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되며, 고정 연결된 중간 구동기어를 포함하는 제2 입력축;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 고정 연결된 중간 피동기어와, 제2 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제3 입력축;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제2 입력축의 회전동력을 상기 제3 입력축에 전달하는 아이들 기어와, 제3 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어를 포함하는 아이들 축; 및
    상기 제1, 제3 입력축과 상기 아이들 축 사이에 평행하게 배치되며, 상기 제1, 제3 입력축과 아이들 축 상에 구성된 각 구동기어들과 외접 기어 연결되는 각 4개의 피동기어와, 변속된 회전동력을 종감속기구로 전달하는 출력기어를 포함하는 출력을 포함하며,
    상기 제1 입력축은 상기 제2 입력축을 관통하여 노출되는 부분의 끝단부에 제1속 구동기어가 고정 연결되고, 상기 제1속 구동기어와 제2 입력축 사이에, 상기 제1 싱크로나이저에 의해 상기 제1 입력축에 선택적으로 동기 연결되는 제3/7속 구동기어와 제5/9속 구동기어가 배치되는 차량용 변속장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변속부는
    엔진의 회전동력을 감속과 동속 2단으로 출력이 이루어지는 싱글 피니언 유성기어세트로 구성되는 차량용 변속장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 싱글 피니언 유성기어세트는
    선기어가 상기 엔진 출력축과 고정 연결됨과 동시에 유성캐리어와 제1 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 상기 유성캐리어가 상기 중간 출력축과 고정 연결되고, 링기어가 제1 브레이크를 통해 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 차량용 변속장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변속부는
    엔진의 회전동력을 동속과 증속 2단으로 출력이 이루어지는 싱글 피니언 유성기어세트로 구성되는 차량용 변속장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 싱글 피니언 유성기어세트는
    선기어가 상기 중간 출력축과 고정 연결되고, 유성캐리어가 상기 엔진 출력축과 고정 연결됨과 동시에 상기 선기어와 제1 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 링기어가 제1 브레이크를 통해 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 차량용 변속장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 입력축은
    끝단부에 상기 중간 구동기어가 일체로 연결되어 상기 아이들 축 상의 아이들 기어와 외접 치합되는 차량용 변속장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 입력축은
    전단부에 상기 중간 피동기어가 고정 연결되고, 상기 중간 피동기어의 후측에, 상기 제2 싱크로나이저에 의해 상기 제3 입력축에 선택적으로 동기 연결되는 제2/6속 구동기어와 제4/8속 구동기어가 배치되는 차량용 변속장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아이들 축은
    전단부에 상기 아이들 기어가 고정 연결되어 상기 제2 입력축의 중간 구동기어와 상기 제3 입력축의 중간 피동기어에 외접 기어 연결되고, 상기 아이들 기어의 후측에, 상기 제3 싱크로나이저에 의해 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어가 배치되는 차량용 변속장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력축은
    제1속 피동기어, 제2/3/6/7속 피동기어, 후진 피동기어, 제4/5/8/9속 피동기어, 출력기어가 배치되며,
    상기 제1속 피동기어는 상기 제1 입력축의 제1속 구동기어와 외접 기어 연결됨과 동시에 상기 출력축과는 원웨이 클러치를 통해 연결되고,
    상기 제2/3/6/7속 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 제3/7속 구동기어와 상기 제2/6속 구동기어에 각각 외접 기어 연결되고,
    상기 후진 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 후진 구동기어에 외접 기어 연결되고,
    상기 제4/5/8/9속 피동기어는 상기 출력축에 고정 연결되어 상기 제5/9속 구동기어와 상기 제4/8속 구동기어에 외접 기어 연결되고,
    상기 출력기어는 상기 출력축의 전측단에 고정 연결되어 종감속기구의 종감속 기어와 외접 기어 연결되는 차량용 변속장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제1 변속부에는
    모터/제너레이터를 더 포함하되, 상기 모터/제너레이터는 유성캐리어에 고정 연결되는 차량용 변속장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1 변속부에는
    모터/제너레이터를 더 포함하되, 상기 모터/제너레이터는 선기어에 고정 연결되는 차량용 변속장치.
  13. 엔진의 회전동력이 전달되는 엔진 출력축;
    상기 엔진 출력축으로부터 입력되는 회전동력을 2단으로 변속하여 중간 출력축으로 출력하는 제1 변속부;
    상기 중간 출력축으로부터 2개의 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 변속부를 포함하되,
    상기 제2 변속부는
    상기 중간 출력축과 동일 축선 상으로 배치되며, 제1 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되고, 고정 연결된 하나의 구동기어와, 제1 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제1 입력축;
    상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 제2 클러치를 통해 상기 중간 출력축과 선택적으로 연결되며, 고정 연결된 중간 구동기어를 포함하는 제2 입력축;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 고정 연결된 중간 피동기어와, 제2 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되는 2개의 구동기어를 포함하는 제3 입력축;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제2 입력축의 회전동력을 상기 제3 입력축에 전달하는 아이들 기어와, 제3 싱크로나이저를 통해 선택적으로 동기 연결되는 후진 구동기어를 포함하는 아이들 축; 및
    상기 제1, 제3 입력축과 상기 아이들 축 사이에 평행하게 배치되며, 상기 제1, 제3 입력축과 아이들 축 상에 구성된 각 구동기어들과 외접 기어 연결되는 각 4개의 피동기어와, 변속된 회전동력을 종감속기구로 전달하는 출력기어를 포함하는 출력을 포함하며,
    상기 제1 변속부는
    엔진의 회전동력을 감속과 동속 2단으로 출력이 이루어지는 싱글 피니언 유성기어세트로, 선기어가 상기 엔진 출력축과 고정 연결됨과 동시에 유성캐리어와 제1 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 상기 유성캐리어가 상기 중간 출력축과 고정 연결되고, 링기어가 제1 브레이크를 통해 변속기 하우징에 선택적으로 연결되며,
    모터/제너레이터가 엔진 출력축에 고정 연결되고, 상기 모터/제너레이터와 상기 엔진 사이의 엔진 출력축 상에는 제2 엔진 클러치가 배치되는 차량용 변속장치.
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