KR20050038515A - 차량의 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축 내접 기어를 이용하여 차량의 주행중에 운전자가 변속 레버를 조작하지 않고도 각 변속단에 맞게 자동으로 변속할 수 있는 차량의 변속 장치에 관한 것으로, 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 차량의 엔진 회전력이 전달되는 변속 입력축에 연결되어 동력을 전달받는 입력 기어와; 각 변속단에 해당되는 단차를 갖도록 계단식으로 형성되며, 각 단차에 기어가 형성되는 출력 기어와; 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 출력 기어에 형성되는 단차에 각각 내접되는 내접 기어와; 상기 입력 기어와 상기 내접 기어를 상호 대응되도록 각각 연결하는 변속축과; 상기 변속축의 위치를 제어하여 상기 내접 기어와 출력 기어의 내접상태를 단속하는 변속축 위치 조절부와; 상기 차량의 운전상태에 따라 해당되는 변속 제어신호를 발생하는 변속 제어부와; 상기 변속 제어부로부터 공급되는 변속 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 변속축 위치 조절부로 동력을 공급하는 변속축 구동부를 포함하여 구성한다.

Description

차량의 변속 장치{TRANSMISSION DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기를 장착한 차량은 가속 페달, 브레이크 페달과 함께 클러치 페달이 설치되어 있다.

운전자가 차속을 변속하거나 차량을 정지시키고자 할 때 클러치 페달을 밟음으로써 클러치를 이격시켜 수동 변속기와 엔진의 동력을 차단할 수 있게 되어 있다.

그러나, 이와 같은 수동 변속용 차량은 운전자가 기어 변속을 하거나 정지하고자 할 때에는 항상 클러치 페달을 밟아야 되기 때문에 운전자의 운전 조작이 번거로울 뿐만 아니라 이와 같은 상태로 오랜 시간을 주행하게 될 때에는 운전자의 피로감이 상당히 커지게 된다.

한편, 자동 변속기를 장착한 차량은 클러치 페달이 설치되어 있지 않아 클러치 페달을 사용하지 않고도 차속을 변속할 수 있다.

물론 차량을 정지시킬 수 있기 때문에 운전 조작이 상당히 편리해지는 장점이 있으나 수동 변속기용 차량에 비해 장착 비용이 높고, 연료비도 많이 소모되어 경제적인 측면에서는 불리한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 다축 내접 기어를 이용하여 차량의 주행중에 운전자가 변속 레버를 조작하지 않고도 각 변속단에 맞게 자동으로 변속할 수 있는 차량의 변속 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 변속 장치에 있어서, 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 차량의 엔진 회전력이 전달되는 변속 입력축에 연결되어 동력을 전달받는 입력 기어와; 각 변속단에 해당되는 단차를 갖도록 계단식으로 형성되며, 각 단차에 기어가 형성되는 출력 기어와; 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 출력 기어에 형성되는 단차에 각각 내접되는 내접 기어와; 상기 입력 기어와 상기 내접 기어를 상호 대응되도록 각각 연결하는 변속축과; 상기 변속축의 위치를 제어하여 상기 내접 기어와 출력 기어의 내접상태를 단속하는 변속축 위치 조절부와; 상기 차량의 운전상태에 따라 해당되는 변속 제어신호를 발생하는 변속 제어부와; 상기 변속 제어부로부터 공급되는 변속 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 변속축 위치 조절부로 동력을 공급하는 변속축 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 장치의 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 장치의 기본적인 구성을 도시한 개략도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변속축 위치 조절부(150)로 공급되는 유압 회로를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 각 변속단에 해당되는 입력 기어(110)의 배치상태를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 내접 기어(130)와 출력 기어(120)의 연결상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예는 차량의 변속 장치에 있어서, 입력 기어(110), 출력 기어(120), 내접 기어(130), 변속축(140), 변속축 위치 조절부(150), 변속 제어부 (160), 변속축 구동부를 포함하여 구성한다.

입력 기어(110)는 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 차량의 엔진 회전력이 전달되는 변속 입력축에 연결되어 동력을 전달받는다.

입력 기어(110)는 1단~4단 입력 기어와 후진 입력 기어로 구성한다.

후진 입력 기어는 아이들 기어(Idle Gear)(310)와의 조합에 따라 다른 입력 기어들과는 달리 그 회전방향이 반대 방향으로 회전한다.

입력 기어(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 입력 기어와 접하는 아이들 기어(310)와의 조합에 의해 배치된다.

출력 기어(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 각 변속단에 해당되는 단차를 갖도록 계단식으로 형성되며, 각 단차에 기어가 형성된다.

출력 기어(120)는 출력축을 통해 동력 전달부로 회전력을 전달한다.

내접 기어(130)는 각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 출력 기어(120)에 형성되는 단차에 각각 내접된다.

변속축(140)은 입력 기어(110)와 내접 기어(130)를 상호 대응되도록 각각 연결한다.

변속축(140)은 1단~4단 변속축과 후진 변속축으로 구성한다.

변속축 위치 조절부(150)는 변속축(140)의 위치를 제어하여 도 4에 도시된 바와 같이 내접 기어(130)와 출력 기어(120)의 내접상태를 단속한다.

변속축 위치 조절부(150)는 원통형으로 구성하며, 내부에는 각 변속단에 해당되는 실린더를 형성하여 변속축 구동부로부터 전달되는 동력에 따라 각각의 변속축(140)을 소량 이동시켜 변속 입력축에는 입력 기어(110)가 항시 연결되도록 하고 출력 기어(120)와 내접 기어(130)는 내접 상태가 연결 또는 차단되도록 한다.

변속 제어부(160)는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 제어에 관련된 전반적인 제어동작을 수행하며, 차량의 운전상태에 따라 해당되는 변속 제어신호를 발생한다.

예를 들어, 변속 제어부(160)는 차량의 주행시 가속 페달을 밟는 정도, 차속, 엔진 회전수 등에 관련된 신호들을 각각의 센서들로부터 입력받아 분석하여 해당되는 변속 제어신호를 발생한다.

이때 클러치는 변속 제어부(160)가 붙였다 떨어졌다 할 수 있는 구조로 구성해 변속 제어부(160)가 제어한다.

클러치 페달을 밟고 떼는 역할을 하는 액츄에이터(Actuator)를 구성해 작동을 제어하면 된다.

입력측에서 아이들 기어(310)로 연결되는 입력 기어(110)는 항상 물려 있으므로 상시 회전하고, 출력 기어(120)와 내접하는 기어는 1개만 물려 있고 나머지는 떨어져 있는 상태이다.

변속축 구동부는 변속 제어부(160)로부터 공급되는 변속 제어신호의 입력에 따라 구동되어 변속축 위치 조절부(150)로 동력을 공급한다.

변속축 구동부는 도 2에 도시된 바와 같이 로드(170-1~170-5), 밸브 보디 (172), 유압 펌프(174)를 포함하여 구성한다.

로드(170-1~170-5)는 각 변속단의 변속축(140)과 변속축 위치 조절부(150)에 연결되어 전달되는 외력을 통해 각 변속단의 변속축(140)에 연결되는 내접 기어(130)로 전달한다.

밸브 보디(172)는 로드(170-1~170-5)에 연결되는 유압 회로를 통해 유압을 공급한다.

유압 펌프(174)는 밸브 보디(172)로 공급되는 유압을 형성한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 크랭크 기어의 치형 위치 확인용 제1 센서(180)와, 출력 기어(120)의 내접 기어(130) 치형 위치 검출용 제2 센서(182)를 더 포함하여 구성한다.

제1 센서(180)와 제2 센서(182)는 톤 휠 센서로 구성한다.

내접 기어(130)와 출력 기어(120)가 떨어질 때는 문제가 없지만, 붙을 때는 쇼크(Shock)가 발생할 수 있기 때문에 이를 해소하기 위해 크랭크 기어와 출력 기어(120)에 에이비에스 브레이크(ABS Brake)에 적용되는 톤 휠 센서(Tone Wheel Sensor)를 적용한다.

이와 같은 구성에 따라 변속 제어부(160)는 제1, 제2 센서(180, 182)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 각 변속단의 기어의 동기를 제어한다.

즉, 각 변속단의 기어가 떨어졌다 붙었다 할 때의 기어의 동기는 2개의 센서에 의한 각 기어 치형의 위치를 확인해 최적의 순간을 파악해 변속 제어부(160)가 제어한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 다축 내접 기어를 이용한 반자동 변속기에 관한 것으로, 차량의 주행중에 운전자가 변속 레버를 조작하지 않고도 각 변속단에 맞게 변속이 가능한 변속 장치에 관한 것이다.

1단에서 2단으로 변속되는 경우를 가정하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 장치 동작을 설명한다.

1단에서 일정 차속 이상이 되어 2단으로 변속해야 할 때 변속 제어부(160)는 가속 페달 위치와 차속 등을 확인해 1단 변속축을 당기는 방향으로 밸브 보디(172)를 제어해 1단 내접 기어를 분리한다.

이어서, 제1, 제2 센서(180, 182)로부터 각 기어의 위치를 확인해 동기가 되는 순간 2단 로드(170-2)를 밀어내는 방향으로 밸브 보디(172)를 제어해 2단 내접 기어를 출력 기어(120)와 치합시킨다.

이런 방법으로 각 단의 변속이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 변속 장치는 운전자가 일일이 단수를 바꾸지 않더라도 차량의 운전상태에 따라 설정된 변속단으로 자동 변속이 가능한 효과가 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속 장치의 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 각 변속단에 해당되는 입력 기어의 배치상태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 내접 기어와 출력 기어의 연결상태를 도시한 도면.

Claims (10)

1. 차량의 변속 장치에 있어서,

   각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 차량의 엔진 회전력이 전달되는 변속 입력축에 연결되어 동력을 전달받는 입력 기어와;

   각 변속단에 해당되는 단차를 갖도록 계단식으로 형성되며, 각 단차에 기어가 형성되는 출력 기어와;

   각 변속단에 해당되는 기어로 구성되어 상기 출력 기어에 형성되는 단차에 각각 내접되는 내접 기어와;

   상기 입력 기어와 상기 내접 기어를 상호 대응되도록 각각 연결하는 변속축과;

   상기 변속축의 위치를 제어하여 상기 내접 기어와 출력 기어의 내접상태를 단속하는 변속축 위치 조절부와;

   상기 차량의 운전상태에 따라 해당되는 변속 제어신호를 발생하는 변속 제어부와;

   상기 변속 제어부로부터 공급되는 변속 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 변속축 위치 조절부로 동력을 공급하는 변속축 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 입력 기어는 1단~4단 입력 기어와 후진 입력 기어로 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 입력 기어는 상기 입력 기어와 접하는 아이들(Idle) 기어와의 조합에 의해 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 변속축은 1단~4단 변속축과 후진 변속축으로 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 변속축 위치 조절부는 원통형으로 구성하며, 내부에는 각 변속단에 해당되는 실린더를 형성하여 상기 변속축 구동부로부터 전달되는 동력에 따라 각각의 변속축을 소량 이동시켜 변속 입력축에는 입력 기어가 항시 연결되도록 하고 출력 기어와 내접 기어는 내접 상태가 연결 또는 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 변속 제어부는 상기 차량의 주행시 가속 페달을 밟는 정도, 차속, 엔진 회전수 등에 관련된 신호들을 각각의 센서들로부터 입력받아 분석하여 해당되는 변속 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 변속축 구동부는

   상기 각 변속단의 변속축과 상기 변속축 위치 조절부에 연결되어 전달되는 외력을 통해 상기 각 변속단의 변속축에 연결되는 내접 기어로 전달하는 로드와;

   상기 로드에 연결되는 유압 회로를 통해 유압을 공급하는 밸브 보디와;

   상기 밸브 보디로 공급되는 유압을 형성하는 유압 펌프를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
8. 제1항에 있어서, 크랭크 기어의 치형 위치 확인용 제1 센서와;

   출력 기어의 내접 기어 치형 위치 검출용 제2 센서를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 센서와 제2 센서는 톤 휠 센서로 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 변속 제어부는 상기 제1, 제2 센서를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 각 변속단의 기어의 동기를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 장치.