KR20130061788A

KR20130061788A - 자동화 수동변속기

Info

Publication number: KR20130061788A
Application number: KR1020110128035A
Authority: KR
Inventors: 손충완
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-12

Abstract

본 발명은 동기 치합식 변속메커니즘을 사용하면서도, 비교적 간단하고 컴팩트한 구성으로, 변속시에는 차량의 주행을 위해 공급되는 동력 전달 경로를 이원화하여, 변속중 발생되는 토크 단절 현상을 제거함으로써, 변속감 저하현상을 방지하고 부드럽고 안정된 변속감을 형성하여, 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

자동화 수동변속기{Automated Manual Transmission}

본 발명은 자동화 수동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속중 토크 단절에 의해 변속감이 저하되는 토크 인터락 현상을 개선할 수 있도록 한 자동화 수동변속기의 구성에 관한 기술이다.

자동화 수동변속기는 차량의 운전중 액츄에이터에 의해 자동적으로 변속이 이루어져서 자동변속기와 유사한 편리함을 제공하고, 자동변속기보다 우수한 동력 전달 효율로 차량의 연비향상에 기여할 수 있다.

하지만, 동기치합식 변속메커니즘을 기반으로 하는 자동화 수동변속기의 경우, 액츄에이터에 의해 자동적으로 이루어지는 변속과정 중간에도 동력이 단절되는 순간이 토크 인터락(Torque Interlock) 현상이 필연적으로 존재하게 되며, 이에 따라 발생되는 토크 저하에 의해 마치 차량을 후방으로 끌어 당기는 듯한 변속감 저하현상이 수반되는 문제점이 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

첨단자동차섀시, 골든벨출판사, 김재휘저 87~94쪽

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동기 치합식 변속메커니즘을 사용하면서도, 비교적 간단하고 컴팩트한 구성으로, 변속시에는 차량의 주행을 위해 공급되는 동력 전달 경로를 이원화하여, 변속중 발생되는 토크 단절 현상을 제거함으로써, 변속감 저하현상을 방지하고 부드럽고 안정된 변속감을 형성하여, 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 자동화 수동변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동화 수동변속기는

메인클러치를 통해 동력을 전달받도록 구비된 입력축과;

상기 입력축에 평행하게 배치된 출력축과;

상기 입력축과 출력축에 짝을 이루어 서로 다른 변속비를 형성하도록 장착되는 다수의 변속단기어쌍과;

상기 변속단기어쌍들 중 어느 한 변속단 기어를 상기 입력축 또는 출력축에 연결 및 차단시킬 수 있도록 구비된 다수의 동기장치와;

상기 입력축과 동심축을 이루며 보조클러치를 통해 동력을 전달받도록 구성되고 제1기어를 구비한 보조축과;

상기 보조축의 제1기어와 치합되어 하나의 변속단을 형성하도록 상기 출력축에 설치된 제2기어;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동화 수동변속기의 구조를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 자동화 수동변속기가 1속 변속단을 구현하는 상태를 설명한 도면,
도 3은 도 2의 1속 변속단으로부터 2속 변속단으로 변속중 토크 보상이 이루어지는 작용을 설명한 도면,
도 4는 도 1의 자동화 수동변속기가 2속 변속단을 구현하는 상태를 설명한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 자동화 수동변속기의 실시예는 메인클러치(1)를 통해 동력을 전달받도록 구비된 입력축(3)과; 상기 입력축(3)에 평행하게 배치된 출력축(5)과; 상기 입력축(3)과 출력축(5)에 짝을 이루어 서로 다른 변속비를 형성하도록 장착되는 다수의 변속단기어쌍(7)과; 상기 변속단기어쌍(7)들 중 어느 한 변속단 기어를 상기 입력축(3) 또는 출력축(5)에 연결 및 차단시킬 수 있도록 구비된 다수의 동기장치(9)와; 상기 입력축(3)과 동심축을 이루며 보조클러치(11)를 통해 동력을 전달받도록 구성되고 제1기어(13)를 구비한 보조축(15)과; 상기 보조축(15)의 제1기어(13)와 치합되어 하나의 변속단을 형성하도록 상기 출력축(5)에 설치된 제2기어(17)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 입력축(3)과 출력축(5) 사이에 배치된 다수의 변속단기어쌍(7)들 및 상기 동기장치(9)가 종래와 동일한 동기치합식 변속장치를 구성하되, 상기 보조축(15)의 제1기어(13)와 상기 출력축(5)의 제2기어(17)를 추가로 구비하여, 이들로 하여금 상기 다른 변속단기어쌍(7)들이 변속을 수행하기 위해 상기 입력축(3)과 출력축(5) 사이의 토크가 차단되고 있는 동안에 상기 보조축(15)으로부터 상기 출력축(5)으로 토크를 제공할 수 있도록 함으로써, 종래 토크 단절로 인한 토크 인터락 형상을 방지하도록 한 것이다.

본 실시예에서, 상기 보조축(15)은 상기 입력축(3)의 외측에 삽입되는 중공축으로 이루어지고, 상기 제1기어(13)는 상기 보조축(15)에 일체로 형성되는 구조이다.

즉, 상기 메인클러치(1)와 상기 보조클러치(11)는 서로 인접하여 배치되고, 상기 제1기어(13)는 상기 보조축(15)에 일체로 형성되며, 상기 제2기어(17)는 상기 출력축(5)에 일체로 설치된 것이다.

따라서, 상기 제1기어(13) 및 제2기어(17)에는 종래와 같은 동기장치(9)가 추가로 구비되지 않으며, 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상시 치합되어 있고, 이들 제1기어(13)와 제2기어(17)로의 동력전달은 상기 보조클러치(11)에서 단속하도록 된 것이다.

상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들이 형성하는 변속단들과 함께 일련의 변속단을 형성하도록 된다.

즉, 본 실시예에서는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들이 1,2,4,5,6속 변속단 및 후진변속단을 형성하고, 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)가 3속 변속단을 형성하도록 함으로써, 이들이 함께 일련의 변속단들을 구성하도록 한 것이다.

물론 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)가 4속 변속단을 형성하도록 하고, 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들은 1,2,3,5,6속 변속단 및 후진변속단을 형성하도록 하는 것도 가능할 것인 바, 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들과 함께 형성하는 일련의 변속단들 중 1속이나 6속 등이 아닌 중간의 어느 한 변속단을 형성하도록 하는 것이다.

이는 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)가 형성하는 동력전달경로를 통해 다른 변속단들 사이의 변속이 이루어지는 동안 상기 출력축(5)으로 지속적으로 토크를 공급함에 있어서, 지나치게 크거나 작은 변속비를 통하는 것보다는 중간쯤의 변속비를 형성하는 것이 토크와 회전속도 차이를 줄일 수 있고, 그에 따라 충격의 발생가능성을 줄일 수 있으며, 제어도 비교적 용이하게 이루어질 수 있기 때문이다.

보다 바람직하게는 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들과 함께 형성하는 일련의 변속단들 중 1:1의 변속비를 가지는 변속단을 형성하도록 되거나, 정확히 1:1의 변속비는 아니더라도 그 근처의 변속비를 가지는 변속단을 형성하도록 함으로써, 다른 변속단 사이의 변속중 부드럽고 안정된 상태로 상기 출력축(5)에 토크를 제공할 수 있도록 한다.

한편, 상기 메인클러치(1)와 보조클러치(11)는 하나의 듀얼클러치어셈블리(19)로 구성되도록 할 수 있을 것이다. 즉, 상기 메인클러치(1)와 보조클러치(11)를 별도의 구성으로 할 수도 있겠지만, 종래에 DCT에 사용되고 있는 듀얼클러치어셈블리(19)를 사용하도록 함으로써, 보다 간단하고 컴팩트한 구성이 가능할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴본다.

도 2는 1속 변속단을 형성하고 있는 상태로서, 엔진 등과 같은 동력발생장치로부터 상기 메인클러치(1)를 통해 입력된 동력이 1속 변속단을 형성하는 변속단기어를 통해 출력축(5)으로 전달되고 있으며, 물론 이때 출력축(5)에 구비된 동기장치(9)가 상기 1속 변속단기어를 출력축(5)에 연결하고 있는 상태이다.

상기와 같은 상태로부터 2속 변속단으로 변속을 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 동기장치(9)를 중립상태로 하여 상기 1속 변속단기어와 출력축(5)을 분리하고 상기 메인클러치(1)를 해제하면, 상기 출력축(5)에는 상기 동력발생장치로부터의 토크가 단절되는데, 이때 상기 보조클러치(11)를 체결하여 동력을 상기 제1기어(13)와 제2기어(17)를 통해 전달하면 상기 출력축(5)은 지속적으로 토크를 전달받아, 종래의 토크 단절 현상이 방지되게 된다.

도 3의 상태로부터 상기 동기장치(9)를 조작하여 상기 2속의 변속단기어를 상기 출력축(5)에 직결시키고, 상기 메인클러치(1)를 작동시키면서 상기 보조클러치(11)를 해제하면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 메인클러치(1)로부터 상기 2속의 변속단기어쌍(7)을 통해 상기 출력축(5)으로 2속의 변속단 출력이 인출되게 되는 것이다.

다른 변속단들 사이의 변속도 상기와 유사하게 이루어지며, 특히 본 발명의 자동화 수동변속기는 상기와 같이 다른 변속단들 사이의 변속중 토크를 출력축(5)으로 지속적으로 제공하도록 하는 상기 제1기어(13) 및 제2기어(17)가 일련의 변속단들 중 하나의 변속단을 형성함으로써, 해당 변속단이 필요한 상황에서는 그대로 그 변속단을 구현하는 상태로 사용되고, 다른 변속단들 사이의 변속시에는 토크 단절을 방지하도록 별도의 토크 전달 경로를 형성하는 역할을 겸하여 수행함으로써, 보다 컴팩트하고 적은 부품을 소요하면서도, 자동화 수동변속기의 변속중 토크 단절 현상을 방지하도록 하여, 궁극적으로 차량의 상품성을 크게 증대시킬 수 있도록 한다.

물론, 상기 동기장치(9)는 본 실시예와 달리 입력축(3)에 형성될 수도 있을 것이며, 입력축(3)과 출력축(5)에 적절히 나뉘어 배치될 수도 있을 것이다. 또한, 상기 각 변속단기어쌍(7)들이 형성하는 변속단의 배치는 필요에 따라 달라질 수 있을 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 메인클러치
3; 입력축
5; 출력축
7; 변속단기어쌍
9; 동기장치
11; 보조클러치
13; 제1기어
15; 보조축
17; 제2기어
19; 듀얼클러치어셈블리

Claims

메인클러치(1)를 통해 동력을 전달받도록 구비된 입력축(3)과;
상기 입력축(3)에 평행하게 배치된 출력축(5)과;
상기 입력축(3)과 출력축(5)에 짝을 이루어 서로 다른 변속비를 형성하도록 장착되는 다수의 변속단기어쌍(7)과;
상기 변속단기어쌍(7)들 중 어느 한 변속단 기어를 상기 입력축(3) 또는 출력축(5)에 연결 및 차단시킬 수 있도록 구비된 다수의 동기장치(9)와;
상기 입력축(3)과 동심축을 이루며 보조클러치(11)를 통해 동력을 전달받도록 구성되고 제1기어(13)를 구비한 보조축(15)과;
상기 보조축(15)의 제1기어(13)와 치합되어 하나의 변속단을 형성하도록 상기 출력축(5)에 설치된 제2기어(17);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 보조축(15)은 상기 입력축(3)의 외측에 삽입되는 중공축으로 이루어지고;
상기 제1기어(13)는 상기 보조축(15)에 일체로 형성되는 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들이 형성하는 변속단들과 함께 일련의 변속단을 형성하도록 된 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들과 함께 형성하는 일련의 변속단들 중 중간의 어느 한 변속단을 형성하도록 된 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1기어(13)와 제2기어(17)는 상기 다수의 변속단기어쌍(7)들과 함께 형성하는 일련의 변속단들 중 1:1의 변속비를 가지는 변속단을 형성하도록 된 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 메인클러치(1)와 상기 보조클러치(11)는 서로 인접하여 배치되고;
상기 제1기어(13)는 상기 보조축(15)에 일체로 형성되며;
상기 제2기어(17)는 상기 출력축(5)에 일체로 설치된 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.
청구항 1 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인클러치(1)와 보조클러치(11)는 하나의 듀얼클러치어셈블리(19)로 구성되는 것
을 특징으로 하는 자동화 수동변속기.