KR20130084565A - 자동화 수동 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 엔진(도시 생략)과 연결되며, 클러치 액츄에이터의 유압작동에 의해 온/오프되는 단일 개의 클러치; 상기 단일 개의 클러치와 치합 가능한 인풋샤프트; 내경에 상기 인풋샤프트가 장착되며 짝수단 기어가 장착되는 제1드라이브샤프트; 상기 제1드라이브샤프트와 동일 축선 상에 배치되고 홀수단 기어가 장착되는 제2드라이브샤프트; 상기 제1드라이브샤프트와 상기 제2드라이브샤프트의 사이에 배치되며 상기 인풋샤프트와 상시 연결되어 동력을 상기 제1드라이브샤프트와 상기 제2드라이브샤프트에 선택적으로 전달하기 위한 제로시프트; 짝수단 기어와 선택적으로 치합되는 짝수단 변속 액츄에이터가 설치되며, 홀수단 기어와 선택적으로 치합되는 상기 홀수단 변속 액츄에이터가 설치되는 카운트샤프트; 및 상기 카운트샤프트와 상시 연결되어 변속된 구동력을 차축으로 전달하기 위한 메인드라이브;를 포함하는 자동화 수동 변속기가 제공된다.
이에 의하면, 하나의 클러치 및 클러치 액츄에이터를 이용하여 더블 클러치 변속 성능을 기대할 수 있으며, 중량 감소 및 컴팩트한 패키지 구성이 가능해져 차량 탑재성이 양호한 장점이 있다.

Description

자동화 수동 변속기 {AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 자동화 수동 변속기에 관한 것이다.
일반적으로 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 차량의 주행 상태 변화에 따라서 엔진의 구동력을 적절히 변속시키는 장치로서, 운전자의 조작에 의해 변속기가 조작되도록 하는 변속조작기구가 구비된다.
이때, 수동변속기에서 자동변속기의 변속감을 얻기 위하여 더블클러치 변속기(DCT: Double Clutch Transmission)가 장착된다.
종래의 더블클러치변속기는 두 개의 클러치(하나의 클러치는 홀수단 기어를, 다른 하나의 클러치는 짝수단 기어를 단속)를 구비하여, 변속기의 기어열로 전달되는 동력이 두 개의 클러치를 통해 서로 독립적으로 이루어질 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 두 개의 클러치를 조작하여 동력을 단속할 수 있도록 하기 위해서는 각각의 클러치에 대한 클러치 액츄에이터가 필요하다.
종래 더블클러치변속기의 클러치들을 제어하는 클러치 액츄에이터로는 주로 릴리즈포크 타입이 사용되고 있는데, 상기와 같은 릴리즈 포크 타입의 클러치 액츄에이터를 사용하면, 비교적 많은 공간을 차지하고 중량이 무거워서 컴팩트한 패키지가 어려워서 차량 탑재성이 불리한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 하나의 클러치 및 클러치 액츄에이터를 이용하여 더블 클러치 변속 성능을 기대할 수 있는 자동화 수동 변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 자동화 수동 변속기는,
엔진(도시 생략)과 연결되며, 클러치 액츄에이터의 유압작동에 의해 온/오프되는 단일 개의 클러치;
상기 단일 개의 클러치와 치합 가능한 인풋샤프트;
내경에 상기 인풋샤프트가 장착되며 짝수단 기어가 장착되는 제1드라이브샤프트;
상기 제1드라이브샤프트와 동일 축선 상에 배치되고 홀수단 기어가 장착되는 제2드라이브샤프트;
상기 제1드라이브샤프트와 상기 제2드라이브샤프트의 사이에 배치되며 상기 인풋샤프트와 상시 연결되어 동력을 상기 제1드라이브샤프트와 상기 제2드라이브샤프트에 선택적으로 전달하기 위한 제로시프트;
짝수단 기어와 선택적으로 치합되는 짝수단 변속 액츄에이터가 설치되며, 홀수단 기어와 선택적으로 치합되는 상기 홀수단 변속 액츄에이터가 설치되는 카운트샤프트; 및
상기 카운트샤프트와 상시 연결되어 변속된 구동력을 차축으로 전달하기 위한 메인드라이브;
를 포함하여 구성된다.
상기 제1드라이브샤프트 및 상기 제2드라이브샤프트에는, 작동유체가 체워져 있고, 내부에 코일스프링이 설치되어 작동(제로시프트 변속)시 속도차이에 따른 변속 충격을 완화시키는 댐퍼가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동화 수동 변속기에 의하면, 하나의 클러치 및 클러치 액츄에이터를 이용하여 더블 클러치 변속 성능을 기대할 수 있으며, 중량 감소 및 컴팩트한 패키지 구성이 가능해져 차량 탑재성이 양호한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기를 보인 도면,
도 2는 도 1의 2단 주행시 동력전달 과정을 보인 도면,
도 3은 도 1의 2단 주행시 슬리브의 3단 프리 시프팅을 보인 도면,
도 4는 도 1의 2단 주행시 클러치 오프 상태를 보인 도면,
도 5는 도 1의 2단 주행시 제로 시프트 작동 상태를 보인 도면 및
도 6은 도 1의 3단 변속 완료 상태를 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기에 대해 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기를 보인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기는 엔진(도시 생략)과 연결된 클러치(1), 인풋샤프트(2), 제1드라이브샤프트(3), 제로시프트(4), 제2드라이브샤프트(5), 메인드라이브(6), 홀수단 변속 액츄에이터(7), 짝수단 변속 액츄에이터(7'), 클러치 액츄에이터(8), 카운트샤프트(9)를 포함하여 구성된다.
상기 클러치(1)와 상기 클러치 액츄에이터(8)는 종래 한 쌍으로 구비되는 것과 대비하여 단일 개로 구비되며, 상기 인풋샤프트(2) 또한 상기 단일 개의 클러치(1)와 연결되게 단일 개로 구비된다.
상기 제1드라이브샤프트(3)에는 2단기어(20), 4단기어(40), 6단기어(60), R단기어(80) 등 짝수단 기어가 장착되고, 상기 제2드라이브샤프트(5)에는 1단기어(10), 3단기어(30), 5단기어(50), 7단기어(70) 등 홀수단 기어가 장착된다.
상기 제1드라이브샤프트(3)는 상기 제로시프트(4)로부터 동력을 전달받고, 내경에 상기 인풋샤프트(2)가 장착되는 중공축으로, R단기어(80), 2단기어(20) 일체형이며, 또한 4단기어(40) 및 6단기어(60)가 장착된다.
상기 제로시프트(4)는 상기 인풋샤프트(2)와 연결되며, 상기 제1드라이브샤프트(3) 및 상기 제2드라이브샤프트(5)와 선택적으로 맞물려 엔진의 구동력을 상기 제1드라이브샤프트(3) 및 상기 제2드라이브샤프트(5)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
상기 제2드라이브샤프트(5)는 상기 제로시프트(4)로부터 동력을 전달받고, 1단기어(10)와 일체형 구조이고, 또한 3단기어(30), 5단기어(50) 및 7단기어(70)가 장착된다.
상기 메인드라이브(6)는 동력을 상기 카운트샤프트(9)로부터 전달받아 차축(도시 생략)으로 전달시키는 기능을 하며, 상기 제2드라이브샤프트(5)와는 베어링으로 연결된 구조이다.
상기 홀수단 변속 액츄에이터(7) 및 상기 짝수단 변속 액츄에이터(7')는 각각 슬리브(11)를 가지며, 공지된 쉬프트포크, 쉬프트레일, 디텐트핀 등을 구성하여 이루어진다.
상기 댐퍼(10)에는 작동유체가 체워져 있고, 내부에 코일스프링이 설치되어 작동(제로시프트(4) 변속)시 속도차이에 따른 변속 충격을 완화시키는 기능을 한다.
상기 카운트샤프트(9)에는 2단기어(20), 4단기어(40), 6단기어(60), R단기어(80) 등 짝수단 기어와 선택적으로 치합되는 상기 짝수단 변속 액츄에이터(7')가 설치되며, 1단기어(10), 3단기어(30), 5단기어(50), 7단기어(70) 등 홀수단 기어와 선택적으로 치합되는 상기 홀수단 변속 액츄에이터(7)가 설치된다. 이와 같은 상기 카운트샤프트(9)는 상기 메인드라이브(6)와 상시 연결되어 변속된 구동력을 차축으로 전달하기 위한 부재이다.
이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명 자동화 수동 변속기의 변속과정에 대해 살펴본다.
도 2는 도 1의 2단 주행시 동력전달 과정을 보인 도면, 도 3은 도 1의 2단 주행시 슬리브의 3단 프리 시프팅을 보인 도면, 도 4는 도 1의 2단 주행시 클러치 오프 상태를 보인 도면, 도 5는 도 1의 2단 주행시 제로 시프트 작동 상태를 보인 도면 및 도 6은 도 1의 3단 변속 완료 상태를 보인 도면이다.
2단 주행시의 구동력 전달은 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진과 연결된 클러치(1), 인풋샤프트(2), 제로시프트(4), 제1드라이브샤프트(3), 2단기어(20), 카운트샤프트(9), 메인드라이브(6)를 통하여 2단 기어비로 감속되어 차축으로 전달된다.
2단 주행 간에 TCU(12)의 제어에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 홀수단 변속 액츄에이터(7)가 3단 방향으로 작동한다.
즉, 이 홀수단 변속 액츄에이터(7)의 작동에 따라 슬리브(11)가 3단기어(30) 방향으로 이동하여 프리시프팅이 완료된다. 이때, 제2드라이브샤프트(5)는 엔진과 동력이 끊겨진 상태로서 슬리브(11)는 3단기어(30)에 연결되어 있지만 제로시프트(4)가 제1드라이브샤프트(3)에 연결되어 2단기어(20)만 구동되고 3단기어(30)는 공회전한다.
다음, 클러치(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 클러치 액츄에이터(8)의 유압작동에 의해 오프(OFF)되고, 동력은 제1드라이브샤프트(3)에서 단락되어 변속기는 공회전한다.
클러치(1)가 오프(OFF)된 상태에서 제로시프트(4)는 도 5에 도시된 바와 같이, TCU(12)의 제어를 받아 제1드라이브샤프트(3)에서 제2드라이브샤프트(5)로 변속한다.
이때, 제로시프트(4)가 변속할때 댐퍼(10)가 작동되어 변속시 속도차에 의한 충격을 방지한다.
이후, 클러치(1)는 도 6에 도시된 바와 같이, TCU(12)의 제어에 따라 클러치 액츄에이터(8)가 작동되어 온(ON)되며, 이때 동력 전달은 클러치(1), 인풋샤프트(2), 제로시프트(4), 제2드라이브샤프트(5), 3단기어(30), 카운트샤프트(9), 메인드라이브(6)를 통하여 3단 기어비로 구동된다.
이때, 제로시프트(4)를 통한 변속으로 변속지연(Torque Interruption)이 발생 되지않아, 부드럽고 변속감이 우수한 결과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 자동화 수동 변속기에 의하면, 하나의 클러치 및 클러치 액츄에이터를 이용하여 더블 클러치 변속 성능을 기대할 수 있으며, 중량 감소 및 컴팩트한 패키지 구성이 가능해져 차량 탑재성이 양호한 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (2)

  1. 엔진(도시 생략)과 연결되며, 클러치 액츄에이터(8)의 유압작동에 의해 온/오프되는 단일 개의 클러치(1);
    상기 단일 개의 클러치(1)와 치합 가능한 인풋샤프트(2);
    내경에 상기 인풋샤프트(2)가 장착되며 짝수단 기어가 장착되는 제1드라이브샤프트(3);
    상기 제1드라이브샤프트(3)와 동일 축선 상에 배치되고 홀수단 기어가 장착되는 제2드라이브샤프트(5);
    상기 제1드라이브샤프트(3)와 상기 제2드라이브샤프트(5)의 사이에 배치되며 상기 인풋샤프트(2)와 상시 연결되어 동력을 상기 제1드라이브샤프트(3)와 상기 제2드라이브샤프트(5)에 선택적으로 전달하기 위한 제로시프트(4);
    짝수단 기어와 선택적으로 치합되는 짝수단 변속 액츄에이터(7')가 설치되며, 홀수단 기어와 선택적으로 치합되는 상기 홀수단 변속 액츄에이터(7)가 설치되는 카운트샤프트(9); 및
    상기 카운트샤프트(9)와 상시 연결되어 변속된 구동력을 차축으로 전달하기 위한 메인드라이브(6);
    를 포함하는 자동화 수동 변속기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1드라이브샤프트(3) 및 상기 제2드라이브샤프트(5)에는, 작동유체가 체워져 있고, 내부에 코일스프링이 설치되어 작동(제로시프트(4) 변속)시 속도차이에 따른 변속 충격을 완화시키는 댐퍼(10)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기.
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