KR20030017866A - continuous variable transmission for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 힘을 받을 때 그 축을 일방향 클러치로 잡아줌으로서 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지시키는 차량용 무단변속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuously variable transmission for a vehicle, and more particularly, to a continuously variable transmission for a vehicle which prevents the vehicle from being pushed back on the ramp by grasping the shaft with a one-way clutch when the vehicle is pushed back on the ramp.
일반적으로 벨트식 무단변속기는 벨트로 연결된 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리의 직경을 변화시켜 무단변속을 실현하는 것으로서, 엔진과 전후진제어장치 사이에 발진장치를 구비하고 있다.In general, the belt type continuously variable transmission realizes continuously variable speed by changing the diameters of the primary pulley and the secondary pulley connected by the belt, and includes an oscillation device between the engine and the forward and backward control device.
이 벨트식 무단변속기는 발진장치로 파우더 클러치, 단판 클러치 또는 다판 클러치를 사용하고 있는 데, 이 클러치들의 무게가 가볍기 때문에, 토크 컨버터를 사용하는 자동변속기에 비하여, 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 정도를 보다 크게 한다.This belt-type continuously variable transmission uses powder clutches, single-plate clutches or multi-plate clutches as an oscillator. Since the weight of these clutches is light, the speed of the vehicle being pushed back on the slope is higher than that of an automatic transmission using a torque converter. Increase
이는 기존 자동변속기 차량을 무단변속기 차량으로 대체한 운전자를 불만스럽게 하고 있다. 또 경사로에서 차량 정지 후, 다시 출발하게 되면, 차량이 뒤로 밀리는 현상 때문에 파우더 클러치, 다판 및 단판 클러치의 부드러운 인게이지를 어렵게 한다.This is dissatisfied with the driver who replaced the existing automatic transmission vehicle with a continuously variable transmission vehicle. In addition, when the vehicle is started again after the vehicle stops on the slope, the smooth engagement of the powder clutch, the multi-plate and the single-plate clutch becomes difficult due to the phenomenon of the vehicle being pushed back.
또, 토크 컨버터를 사용하는 벨트식 무단변속기의 경우에 있어서도, 연비 증대를 위하여 토크비가 작은 것이 적용되고 있다. 이 경우에도 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 현상은 개선되지 않고 있다.Also in the case of a belt type continuously variable transmission using a torque converter, a small torque ratio is applied to increase fuel efficiency. Even in this case, the phenomenon that the vehicle is pushed back on the slope has not been improved.
특히, 토크 컨버터를 사용하는 경우에는 D레인지에서 차량이 뒤로 밀려 약 15km/h정도까지 가속될 경우에는 토크 컨버터의 터빈 러너가 엔진 회전의 반대 방향으로 회전하게 되어 손상될 우려가 있으며, 반대 방향으로의 회전이 더 강해질 경우에는 엔진을 정지시키게 된다.In particular, in case of using a torque converter, if the vehicle is pushed backward in the D range and accelerated to about 15 km / h, the turbine runner of the torque converter may rotate in the opposite direction of the engine rotation and be damaged. If the rotation becomes stronger, the engine will be stopped.
본 발명은 상기와 같은 점들을 감안한 것으로서, 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 힘을 받을 때 엔진의 반대 방향으로 회전하려는 축을 고정시켜 줌으로서, 파우더 클러치나 단판 및 다판 클러치 그리고 작은 토크비의 토크 컨버터를 사용하는 경우에도, 연비 개선을 실현함은 물론이고 차량이 뒤로 밀리는 것을 방지할 수 있는 차량용 무단변속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by using a powder clutch or single plate and multi-plate clutch and a small torque ratio torque converter by fixing the shaft to rotate in the opposite direction of the engine when the vehicle is pushed back on the ramp Even in this case, it is an object of the present invention to provide a continuously variable transmission for a vehicle that can improve fuel economy and prevent the vehicle from being pushed back.
이 차량용 무단변속기는, 엔진에 연결되는 발진장치;The continuously variable transmission for a vehicle includes an oscillator connected to an engine;
이 발진장치에 입력축으로 연결되어 발진장치로부터 전달되는 출력의 회전 방향을 전진 및 후진으로 제어하도록 유성기어 셋과, 이 유성기어 셋의 요소를 제어하는 포워드 클러치 및 리버스 브레이크로 구성되는 전후진제어장치;A forward and backward control device comprising a planetary gear set connected to the oscillation device as an input shaft to control the rotation direction of the output transmitted from the oscillation device forward and backward, and a forward clutch and reverse brake controlling the elements of the planetary gear set. ;
이 전후진제어장치의 유성기어 요소 중에서 한 요소에 프라이머리 축으로 고정 연결되는 프라이머리 풀리와, 이 프라이머리 풀리에 벨트로 연결되는 세컨더리 풀리로 구성되는 무단변속장치;A continuously variable transmission comprising a primary pulley fixedly connected to one of the planetary gear elements of the forward and backward control device by a primary shaft, and a secondary pulley connected to the primary pulley by a belt;
경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 힘을 받을 때, 바퀴 측과 동력전달 가능하게 연결된 요소 중에서 엔진의 반대 방향으로 회전하려는 요소를 변속기 케이스에 가변적으로 고정시키는 밀림 방지 수단을 포함하고 있다.When the vehicle is pushed back on the ramp, it includes anti-rolling means for variably fixing to the transmission case an element to be rotated in the opposite direction of the engine among the elements that are power transmissionally connected to the wheel side.
여기서, 발진장치는 파우더 클러치로 구성되어 있다.Here, the oscillation device is composed of a powder clutch.
전후진제어장치는 싱글 피니언 유성기어 셋으로 구성되며, 링기어가 입력축에 고정 연결되고, 선기어가 포워드 클러치를 개재하여 입력축에 가변 연결되며, 유성 캐리어가 리버스 브레이크를 개재하여 변속기 케이스에 가변 고정되어 있다.The forward and backward control unit is composed of a single pinion planetary gear set, the ring gear is fixedly connected to the input shaft, the sun gear is variably connected to the input shaft via the forward clutch, and the planet carrier is variably fixed to the transmission case via the reverse brake. have.
밀림 방지 수단은 일방향 클러치로 구성되며, 이너 레이스는 링기어에 고정 연결된 입력축에 고정되고, 아웃 레이스는 변속기 케이스에 고정되어, 입력축이 엔진의 반대 방향으로 회전하는 것을 방지시킨다.The anti-rolling means is composed of a one-way clutch, the inner race is fixed to the input shaft fixedly connected to the ring gear, and the out race is fixed to the transmission case, thereby preventing the input shaft from rotating in the opposite direction of the engine.
다른 밀림 방지 수단은 일방향 클러치로 구성되며, 일방향 클러치의 이너 레이스는 프라이머리 축에 고정되고, 아웃 레이스는 포워드 브레이크를 개재하여 변속기 케이스에 가변적으로 고정되어, 프라이머리 축이 엔진의 반대 방향으로 회전하는 것을 방지시킨다.The other anti-rolling means consists of a one-way clutch, the inner race of the one-way clutch is fixed to the primary shaft, and the out race is variably fixed to the transmission case via the forward brake, so that the primary shaft rotates in the opposite direction of the engine. To prevent it.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 무단변속기는 밀림 방지 수단을 구비하여, 경사로에서 정지 후, 다시 출발하여 차량이 뒤로 밀리는 힘을 받을 때, 바퀴에 동력전달 가능하게 연결된 요소 중에서 엔진의 반대 방향으로 회전하려는 요소를 밀림 방지 수단으로 변속기 케이스에 고정시킴으로서, 파우더 클러치나 단판 및 다판 클러치 그리고 작은 토크비의 토크 컨버터를 사용하는 경우에도, 연비를 개선하면서 차량이 뒤로 밀리는 것을 방지할 수 있다.As described above, the continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention includes an anti-rolling means, which, when stopped on a ramp, attempts to rotate in the opposite direction of the engine among elements connected to the wheels when the vehicle is pushed back when the vehicle is pushed back. By fixing the element to the transmission case with anti-rolling means, it is possible to prevent the vehicle from being pushed back while improving fuel economy even when using a powder clutch, a single plate and a multiple plate clutch, and a torque converter with a small torque ratio.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 무단변속기 제1실시 예의 구성 및 중립 상태도.1 is a configuration and a neutral state diagram of a vehicle continuously variable transmission according to the first embodiment of the present invention.
도 2는 제1실시 예의 마찰요소 작동표.Figure 2 is a friction element operation table of the first embodiment.
도 3은 제1실시 예의 전진 및 경사로 밀림 상태도.Figure 3 is a forward and inclined road slide state of the first embodiment.
도 4는 제1실시 예의 후진 상태도.4 is a reverse state diagram of the first embodiment;
도 5는 본 발명에 따른 차량용 무단변속기 제2실시 예의 구성 및 중립 상태도.Figure 5 is a configuration and neutral state diagram of a second continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention.
도 6은 제2실시 예의 마찰요소 작동표.Figure 6 is a friction element operation table of the second embodiment.
도 7은 제2실시 예의 전진 및 경사로 밀림 상태도.Figure 7 is a forward and inclined road slide state of the second embodiment.
도 8은 제2실시 예의 후진 상태도.8 is a reverse state diagram of the second embodiment;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
5 : 입력축 13 : 싱글 피니언 유성기어 셋5: Input shaft 13: Single pinion planetary gear set
17 : 선기어 23 : 무단변속장치17: sun gear 23: continuously variable transmission
27 : 프라이머리 축27: primary axis
FC : 포워드 클러치 FB : 포워드 브레이크FC: Forward Clutch FB: Forward Brake
RB : 리버스 브레이크 OWC1,2 : 일방향 클러치RB: reverse brake OWC1,2: one-way clutch
본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.Advantages and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 무단변속기 제1실시 예의 구성 및 중립 상태도로서, 엔진(1)에 연결되는 파우더 클러치(3)를 통하여 입력축(5)으로 동력을 전달하도록 구성되어 있다.1 is a configuration and a neutral state diagram of a first continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention, and is configured to transmit power to the input shaft 5 through a powder clutch 3 connected to the engine 1.
여기서 파우더 클러치(3)는 발진장치의 한 예로서, 다판 및 단판 클러치(미도시) 그리고 토크 컨버터(미도시)로 대치될 수 있다. 또 파우더 클러치(3)와 변속기 케이스(7) 사이에는 유압 펌프(9)가 구비되어 있다. 이 유압 펌프(9)는 엔진(1) 구동 시 유압을 발생할 수 있도록 구성되어 있다.Here, the powder clutch 3 may be replaced with an example of the oscillation device, a multi-plate and single-plate clutch (not shown) and a torque converter (not shown). In addition, a hydraulic pump 9 is provided between the powder clutch 3 and the transmission case 7. The hydraulic pump 9 is configured to generate hydraulic pressure when the engine 1 is driven.
입력축(5)도 역시 엔진(1)이 구동하는 동안 구동되며, 이 입력축(5)에는 엔진(1)에서 출력된 회전 방향을 전진 또는 후진으로 제어하는 전후진제어장치(11)가 제공되어 있다.The input shaft 5 is also driven while the engine 1 is driven, and the input shaft 5 is provided with a forward and backward control device 11 for controlling the rotation direction output from the engine 1 forward or backward. .
이 전후진제어장치(11)는 싱글 피니언 유성기어 셋(13)과 이를 제어하는 포워드 클러치(FC)와 리버스 브레이크(RB)로 구성되어 있다. 싱글 피니언 유성기어 셋(13)은 더블 피니언 유성기어(미도시, 이하 생략)로 대치되며, 이때에는 더블 피니언 유성기어 셋이 싱글 피니언 유성기어 셋(13)과 같은 작동을 할 수 있도록 포워드 클러치(FC)와 리버스 브레이크(RB)를 싱글 피니언 유성기어 셋(13)의 각 요소에 연결하여야 한다.This forward and backward control device 11 is composed of a single pinion planetary gear set 13, a forward clutch FC and a reverse brake RB for controlling it. The single pinion planetary gear set 13 is replaced with a double pinion planetary gear (not shown, hereinafter omitted), in which case the double pinion planetary gear set can operate as a single pinion planetary gear set 13 and a forward clutch ( FC) and reverse brake (RB) shall be connected to each element of the single pinion planetary gear set (13).
이 싱글 피니언 유성기어 셋(13)에서, 링기어(15)는 입력축(5)에 고정 연결되고, 선기어(17)는 포워드 클러치(FC)를 개재하여 입력축(5)에 가변 연결되며, 유성 캐리어(19)는 리버스 브레이크(RB)를 개재하여 변속기 케이스(7)에 가변적으로 고정되어 있다.In this single-pinion planetary gear set 13, the ring gear 15 is fixedly connected to the input shaft 5, the sun gear 17 is variably connected to the input shaft 5 via the forward clutch FC, and the planetary carrier 19 is fixedly fixed to the transmission case 7 via the reverse brake RB.
따라서, 포워드 클러치(FC)가 작동되고, 리버스 브레이크(RB)가 해방되면, 싱글 피니언 유성기어 셋(13)이 일체로 구동되면서 엔진(1)의 회전 방향과 같은 전진 상태로 제어된다.Accordingly, when the forward clutch FC is operated and the reverse brake RB is released, the single pinion planetary gear set 13 is integrally driven and controlled to be in the same forward direction as the rotation direction of the engine 1.
그리고, 포워드 클러치(FC)가 해방되고, 리버스 브레이크(RB)가 작동되면, 싱글 피니언 유성기어 셋(13)의 선기어(17)가 엔진(1)의 회전 방향과 반대인 후진 상태로 제어된다.When the forward clutch FC is released and the reverse brake RB is actuated, the sun gear 17 of the single pinion planetary gear set 13 is controlled to the reverse state opposite to the rotation direction of the engine 1.
이렇게 제어된 전진 및 후진 출력은 무단변속장치(23)로 전달되어 무단으로 변속된다. 이 무단변속장치(23)의 프라이머리 풀리(25)는 프라이머리 축(27)으로 선기어(17)에 직결됨과 동시에 벨트(29)를 통하여 세컨더리 풀리(31)에 연결되어 있다. 이 프라이머리 풀리(23)와 세컨더리 풀리(31)는 공지된 바와 같이 그 직경을 가변시켜 무단변속을 실현하는 것으로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The controlled forward and backward outputs are transmitted to the continuously variable transmission 23 and continuously shifted. The primary pulley 25 of the continuously variable transmission 23 is directly connected to the sun gear 17 by the primary shaft 27 and connected to the secondary pulley 31 through the belt 29. As the primary pulley 23 and the secondary pulley 31 realize a stepless speed change by changing the diameter as is known, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같이 구성되는 무단변속기는 경사로에서 차량이 정지한 후 다시 출발하게 될 때, 차량이 받는 뒤로 밀리는 힘에 대항할 수 있는 밀림 방지 수단을 구비하고 있다.The CVT configured as described above is provided with an anti-rolling means capable of counteracting the force pushed back by the vehicle when the vehicle is started again after the vehicle stops on the slope.
이 밀림 방지 수단은 다양한 방법으로 가능하겠으나, 여기서는 바퀴(미도시) 측과 동력전달 가능하게 연결된 요소 중에서 엔진(1)의 반대 방향으로 회전하려는 요소를 변속기 케이스(7)에 가변적으로 고정시키는 방법을 채택하고 있다.This anti-rolling means may be possible in a variety of ways, but here, a method of variably fixing the element to be rotated in the opposite direction of the engine 1 among the elements that are connected to the wheel (not shown) in a power transmission manner is variably fixed to the transmission case 7. Adopted.
이러한 방법으로 구현되는 밀림 방지 수단은 다양하게 구성될 수 있으며, 제1실시 예에는 일방향 클러치(OWC1)로 구성된 것을 예시하고 있다.The anti-rolling means implemented in this way can be configured in various ways, the first embodiment illustrates that the one-way clutch (OWC1).
이 일방향 클러치(OWC1)는 이너 레이스(33)가 링기어(15) 및 입력축(5)에 고정되고, 아웃 레이스(35)는 변속기 케이스(35)에 고정되어 있다. 따라서 이 일방향 클러치(OWC1)는 이너 레이스(33)가 엔진(1)의 회전 방향으로의 구동이 자유롭고 그 반대로의 구동이 제한되고 있다.In this one-way clutch OWC1, the inner race 33 is fixed to the ring gear 15 and the input shaft 5, and the out race 35 is fixed to the transmission case 35. Therefore, in this one-way clutch OWC1, the inner race 33 is free to drive in the rotational direction of the engine 1, and vice versa.
이와 같이 구성되는 차량용 무단변속기는 도 2에 도시된 작동표에서와 같이 전자제어유닛이 포워드 클러치(FC), 포워드 브레이크(FB)를 제어함으로서 전진 및 후진 상태에서 무단 변속을 실행하게 된다.The continuously variable transmission for a vehicle configured as described above performs the continuously variable transmission in the forward and reverse states by controlling the forward clutch FC and the forward brake FB as shown in the operation table shown in FIG. 2.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 포워드 클러치(FC)가 작동되고, 리버스 브레이크(RB)가 해방되면, 싱글 피니언 유성기어 셋(13)은 일체로 구동되면서 엔진(1)의 회전 방향과 같은 전진 상태로 제어된다.First, as shown in FIG. 3, when the forward clutch FC is actuated and the reverse brake RB is released, the single pinion planetary gear set 13 is integrally driven and the same as the rotation direction of the engine 1. Controlled forward.
이렇게 제어된 전진 출력은 프라이머리 축(27)을 통하여 무단변속장치(23)로 입력되고, 여기서 프라이머리 풀리(25)와 세컨더리 풀리(31)의 직경 변화에 의하여 무단으로 변속된다.The controlled forward output is input to the continuously variable transmission 23 through the primary shaft 27, and is continuously shifted by the change in diameter of the primary pulley 25 and the secondary pulley 31.
이 상태로 경사로를 주행하다가 정지한 후, 다시 출발하게 되면, 차량이 받는 뒤로 밀리는 힘은 바퀴(미도시)를 통하여 무단변속장치(23), 그리고 입력축(5)으로 전달된다.In this state, after driving down the ramp and stopping again, the force pushed back by the vehicle is transmitted to the continuously variable transmission 23 and the input shaft 5 through wheels (not shown).
그러나 이 입력축(5)에는 일방향 클러치(OWC1)가 구비되어 있다. 이 일방향 클러치(OWC1)는 입력축(5)을 비롯한 무단변속장치(23), 그리고 바퀴가 엔진(1)의 반대 방향으로 회전하는 것을 방지하여, 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 것을 방지해 준다.However, this input shaft 5 is provided with a one-way clutch OWC1. This one-way clutch OWC1 prevents the continuously variable transmission 23, including the input shaft 5, and the wheels from rotating in the opposite direction of the engine 1, thereby preventing the vehicle from being pushed back on the slope.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 포워드 클러치(FC)가 해방되고, 리버스 브레이크(RB)가 작동되면, 싱글 피니언 유성기어 셋(13)의 선기어(17)가 엔진(1)의 회전 방향과 반대인 후진 상태로 제어되다.Then, as shown in FIG. 4, when the forward clutch FC is released and the reverse brake RB is activated, the sun gear 17 of the single pinion planetary gear set 13 is opposite to the rotation direction of the engine 1. Being controlled in reverse.
이렇게 제어된 후진 출력은 프라이머리 축(27)을 통하여 무단변속장치(23)로 입력되고, 여기서 프라이머리 풀리(25)와 세컨더리 풀리(31)의 직경 변화에 의하여 무단으로 변속된다.The controlled reverse output is input to the continuously variable transmission 23 through the primary shaft 27, and is continuously shifted by the diameter change of the primary pulley 25 and the secondary pulley 31.
한편, 도 5는 본 발명의 제2실시 예로서, 제1실시 예와 전체적인 구성 및 작용이 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 다른 부분에 대해서만 제1실시 예와 비교 설명한다.On the other hand, Figure 5 is a second embodiment of the present invention, the overall configuration and operation is the same as the first embodiment, the description of the same parts will be omitted, and only the other parts compared with the first embodiment.
제1실시 예에서는 일방향 클러치(OWC1)가 링기어(15)에 연결된 입력축(5)과 변속기 케이스(7)사이에 설치되어 있는 데, 제2실시 예에서는 일방향 클러치(OWC2)가 선기어(17)에 연결된 프라이머리 축(27)과 변속기 케이스(7)사이에 설치되어 있다.In the first embodiment, the one-way clutch OWC1 is provided between the input shaft 5 connected to the ring gear 15 and the transmission case 7. In the second embodiment, the one-way clutch OWC2 is the sun gear 17. It is installed between the primary shaft 27 connected to the transmission case and the transmission case 7.
따라서, 제1실시 예에서는 일방향 클러치(OWC1)가 변속기 케이스(7)에 직접 설치되어 있는 데, 제2실시 예에서는 프라이머리 축(27)의 후진 구동을 방해하지 않도록 일방향 클러치(OWC2)를 포워드 브레이크(FB)를 개재하여 변속기 케이스(7)에 설치되어 있다. 이 포워드 브레이크(FB)는 전진에서만 작동하고 후진에서는 해방된다.Therefore, in the first embodiment, the one-way clutch OWC1 is directly installed in the transmission case 7, whereas in the second embodiment, the one-way clutch OWC2 is forwarded so as not to interfere with the reverse drive of the primary shaft 27. It is provided in the transmission case 7 via the brake FB. This forward brake FB only works forward and releases backward.
즉, 일방향 클러치(OWC2)의 이너 레이스(37)는 프라이머리 축(27)에 고정되고, 아웃 레이스(39)는 포워드 브레이크(FB)를 개재하여 변속기 케이스(7)에 가변적으로 고정되어 있다.That is, the inner race 37 of the one-way clutch OWC2 is fixed to the primary shaft 27, and the out race 39 is variably fixed to the transmission case 7 via the forward brake FB.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 무단변속기는 밀림 방지 수단을 일방향 클러치 또는 일방향 클러치와 포워드 브레이크로 구비하여, 경사로에서 정지 후, 다시 출발하여 차량이 뒤로 밀리는 힘을 받을 때, 바퀴에 동력전달 가능하게 연결된 요소 중에서 엔진의 반대 방향으로 회전하려는 요소인 입력축 또는 프라이머리 축을 변속기 케이스에 고정시킴으로서, 종래기술에서와 같이, 파우더 클러치나 단판 및 다판 클러치 그리고 작은 토크비의 토크 컨버터를 사용하는 경우에도, 연비를 향상시키면서 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수 있다.As described above, the continuously variable transmission for a vehicle according to the present invention includes a one-way clutch or a one-way clutch and a forward brake, so that when the vehicle is pushed back when the vehicle is pushed back after stopping on a slope, the vehicle is connected to the power transmission system. By fixing the input shaft or the primary shaft, which is an element to be rotated in the opposite direction of the engine, to the transmission case, as in the prior art, even when using a powder clutch, a single plate and a multi-plate clutch, and a small torque ratio torque converter, It is possible to prevent the vehicle from being pushed back while improving.
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