KR20200105149A - 차량용 변속장치 - Google Patents

Abstract

구조가 개선된 차량용 변속장치가 개시된다. 차량용 변속장치는 복수의 입력기어가 배치되는 제1입력축과, 복수의 입력기어가 배치되고, 상기 제1입력축과 동일 축선 상에서 상호 회전 간섭 없이 회전 가능하게 마련되는 제2입력축과, 엔진의 동력을 상기 제1입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제1클러치와, 엔진의 동력을 상기 제2입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제2클러치와, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1출력축과, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제2출력축 및 상기 제1입력축에 배치되는 후진 입력기어와, 상기 제2입력축에 배치되어 상기 후진 입력기어와 반대 방향으로 회전하는 후진 아이들 기어를 포함하는 후진 변속수단으로서, 상기 제1입력축의 정회전을 상기 후진 입력기어와 상기 후진 아이들 기어를 통해 상기 제2입력축의 역회전으로 전환하는 후진 변속수단을 포함할 수 있다.

Description

차량용 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 개선된 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.

미래형 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV: Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.

DCT는 자동 변속기내에 2개의 클러치 기구(clutch device)와 기본적인 수동 변속기의 기어 트레인을 보유하며, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하고, 기어 트레인을 이용하여 변속한 후 출력한다.

이러한 DCT는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트하게 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 자동 변속기와 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.

한편, 기존의 변속기는 6단 또는 7단이 주류를 이루었으나, 최근에는 강화되는 차량의 연비 규제에 대응하기 위해 8단 이상의 변속단이 세계적인 추세이다.

DCT의 경우, 각 단의 기어비를 독립적으로 구성하는 수동 변속기의 구조를 기반으로 하기 때문에 다단화에 따라 변속기의 전장 또는 볼륨이 증가하여 탑재성이 문제가 될 수 있다.

특히, 전륜형 DCT의 경우, 엔진룸 내 프레임 사이에 엔진과 변속기가 함께 구성되므로 볼륨에는 제한이 적은 편이나, 상부 전장이 제약이 생길 수 있다.

본 발명의 일 측면은 상부 전장의 길이를 줄여 탑재성이 향상된 차량용 변속장치를 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면은 R단, 1단, 2단 간 변속 과정을 단순화하여 저단에서의 운전성이 향상된 차량용 변속장치를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 차량용 변속장치는 복수의 입력기어가 배치되는 제1입력축과, 복수의 입력기어가 배치되고, 상기 제1입력축과 동일 축선 상에서 상호 회전 간섭 없이 회전 가능하게 마련되는 제2입력축과, 엔진의 동력을 상기 제1입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제1클러치와, 엔진의 동력을 상기 제2입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제2클러치와, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1출력축과, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제2출력축 및 상기 제1입력축에 배치되는 후진 입력기어와, 상기 제2입력축에 배치되어 상기 후진 입력기어와 반대 방향으로 회전하는 후진 아이들 기어를 포함하는 후진 변속수단으로서, 상기 제1입력축의 정회전을 상기 후진 입력기어와 상기 후진 아이들 기어를 통해 상기 제2입력축의 역회전으로 전환하는 후진 변속수단을 포함할 수 있다.

상기 제1입력축의 정회전 입력이 상기 후진 변속수단에 의해 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환되면, 상기 제2입력축의 상기 역회전 출력으로 상기 제2입력축에 배치된 상기 입력기어와 상기 제1출력축 또는 상기 제2출력축에 배치되고 상기 입력기어와 외접 치합되는 상기 변속기어를 통해 후진 출력을 형성할 수 있다.

상기 변속기어는, 상기 제1출력축에 배치되고 전진 2단 변속을 수행하는 2단 변속기어일 수 있다.

상기 2단 변속기어는 후진 출력과 전진 2단 출력을 각각 수행하도록 마련될 수 있다.

상기 후진 입력기어는, 상기 제1입력축에 배치되는 제1후진 입력기어와, 상기 제1후진 입력기어와 외접 치합되고, 상기 후진 아이들 기어와 내접 치합되는 제2후진 입력기어를 포함할 수 있다.

상기 제2입력축에 배치되는 복수의 입력 기어 중 어느 하나는 상기 후진 아이들 기어와 함께 회전하도록 일체로 마련될 수 있다.

상기 제2후진 입력기어는 복수의 제2후진 입력기어를 포함할 수 있다.

상기 후진 변속수단은, 상기 복수의 제2후진 입력기어의 중심축들을 연결하는 캐리어와, 상기 캐리어의 회전을 선택적으로 제한하는 캐리어 브레이크를 더 포함할 수 있다.

상기 캐리어 브레이크가 상기 캐리어의 회전을 제한하였을 때, 상기 후진 변속수단은 상기 제1입력축의 정회전 입력을 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환할 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면, 차량용 변속장치는 엔진의 회전동력을 단속하는 제1클러치와 제2클러치로 포함하는 동력 단속수단과, 상기 동력 단속수단을 통해 상기 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전 간섭 없도록 중첩 배치되는 제1입력축 및 제2입력축과, 상기 제1입력축과 상기 제2입력축 상에 각각 배치되는 복수의 입력기어를 포함하는 입력수단과, 상기 제1입력축과 상기 제2입력축에 대해 각각 평행하게 배치되는 제1출력축 및 제2출력축과, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접하고 상기 제1출력축과 상기 제2출력축 상에 각각 배치되는 복수의 출력기어를 포함하는 출력수단 및 상기 제1입력축에 배치되는 제1후진 입력기어와, 상기 제2입력축에 배치되는 후진 아이들 기어와, 상기 제1후진 입력기어 및 상기 후진 아이들 기어 사이에 배치되어 선택적으로 상기 제1후진 입력기어와 상기 후진 아이들 기어의 둘레를 따라 이동 가능하게 마련되는 제2후진 입력기어를 포함하는 후진 변속수단를 포함할 수 있다.

상기 제2후진 입력기어는, 상기 제1후진 입력기어와 외접 치합되고 상기 후진 아이들 기어와 내접 치합될 수 있다.

상기 제2후진 입력기어는 복수의 제2후진 입력기어를 포함할 수 있다.

상기 후진 변속수단은, 상기 복수의 제2후진 입력기어의 중심축들을 연결하는 캐리어와, 상기 캐리어의 회전을 선택적으로 제한하는 캐리어 브레이크를 더 포함할 수 있다.

상기 캐리어 브레이크가 상기 캐리어의 회전을 제한하였을 때, 상기 후진 변속수단은 상기 제1입력축의 정회전 입력을 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환할 수 있다.

상기 제2입력축에 배치되는 복수의 입력 기어 중 어느 하나는, 상기 후진 아이들 기어와 함께 회전하도록 일체로 마련될 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면, 수동 변속기를 기반으로 2개의 클러치를 보유하는 변속장치에 있어서, 후진 변속을 위한 별도의 아이들 축을 생략하고, 파킹 기어의 배치를 변경함으로써 변속기의 상부 전장의 길이를 줄여 탑재성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면, 후진 변속을 위한 아이들 축이 생략됨으로써, 부품 감소로 내부 구성이 간단해지고, 원가가 절감되며, 중량이 감소하여 연비 효율이 향상된 차량용 변속장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치는 동력원인 엔진(ENG, 30)과, 동력단속수단과, 입력수단과, 변속출력수단 및 후진 변속수단을 포함할 수 있다.

엔진(30)은 가솔린, 디젤, 액화가스 등과 같은 화석 연료를 사용하는 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다.

동력단속수단은 제1클러치(10)와, 제2클러치(20)를 포함할 수 있다. 제1클러치(10) 및 제2클러치(20)는 모두 엔진(ENG)의 출력 측과 입력수단 사이에 구성되어 엔진(30)의 회전 동력을 단속하여 입력수단에 선택적으로 전달할 수 있도록 구성된다.

제1클러치(10)와 제2클러치(20)는 유압제어장치로부터 공급되는 유압에 의하여 작동되는 유압마찰결합유닛으로서, 습식 다판형 유압마찰결합유닛과, 전자제어장치로부터 공급되는 전기적인 신호에 따라 작동될 수 있는 건식 다판 클러치와 같은 결합유닛을 포함할 수 있다.

입력수단은 제1입력축(11)과, 제2입력축(21)을 포함할 수 있다. 제1입력축(11)과 제2입력축(21)은 동일 축선 상에 배치될 수 있다.

제1입력축(11)은 실축으로 이루어질 수 있다. 제2입력축(21)은 중공축으로 이루어질 수 있다. 제2입력축(21)은 제1입력축(11)의 외주에 회전 간섭 없이 배치될 수 있다.

제1입력축(11)은 일 단부가 제1클러치(10)를 통하여 엔진(30)의 엔진 출력 측과 선택적으로 연결되어 엔진(30)의 회전 동력을 전달받을 수 있다. 제2입력축(21)은 일 단부가 제2클러치(20)를 통하여 엔진(30)의 출력 측과 선택적으로 연결되어 엔진(30)의 회전 동력을 전달받을 수 있다.

제2입력축(21) 상에는 제2클러치(20)와 가까운 일 측으로부터 제1입력기어(22)와, 제2입력기어(23)와, 제3입력기어(24)가 상호 간격을 두고 순차적으로 구성될 수 있다.

이하에서, 제2클러치(20)와 가까운 일 측을 전측이라고 한다. 달리 표현하면, 전측은 도 1에서의 우측을 가리킬 수 있다. 후측은 도 1에서의 좌측을 가리킬 수 있다.

제1입력축(11) 상에는 제1클러치(10)와 가까운 일 측으로부터 제4입력기어(12)와, 제5입력기어(13)와, 제6입력기어(14)가 상호 간격을 두고 순차적으로 구성될 수 있다. 제4, 5, 6입력기어(22,23,24)는 제2입력축(21)을 관통한 제1입력축(11)의 후측으로부터 상호 간격을 두고 순차적으로 구성될 수 있다.

제1 내지 제6입력기어(22, 23, 24, 12, 13, 14)는 각 변속단별로 엔진의 회전 동력을 입력하기 위한 입력기어로서, 제1입력기어(22)는 제2속을 구현하기 위한 입력기어, 제2입력기어(23)는 제4속을 구현하기 위한 입력기어, 제3입력기어(24)는 제6속과 제8속을 구현하기 위한 입력기어, 제4입력기어(12)는 제5속과 제7속을 구현하기 위한 입력기어, 제5입력기어(13)는 제3속을 구현하기 위한 입력기어, 제6입력기어(14)는 제1속을 구현하기 위한 입력기어로 작용하도록 기어 잇수가 설정될 수 있다. 다만, 입력기어들의 개수는 이에 제한되지 않고, 구현하고자 하는 변속단의 수에 따라 달라질 수 있다.

제1입력축(11) 상에는 홀수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 구비될 수 있다. 제2입력축(21) 상에는 짝수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 구비될 수 있다. 다만, 입력기어들의 배치는 이에 제한되지 않고, 반대로 구성될 수도 있다. 또한, 입력기어들의 개수는 6개에 한정되지 않고, 구현하는 변속단의 수에 따라 달라질 수 있다.

변속출력수단은 입력수단의 각 입력기어(22, 23, 24, 12, 13, 14)로부터 엔진(30)의 회전 동력을 전달받아 변속을 이루어, 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 변속출력수단은 제1입력축(11) 및 제2입력축(12)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 제1변속출력기구(50) 및 제2변속출력기구(60)를 포함할 수 있다.

제1변속출력기구(50)는 제1입력축(11) 및 제2입력축(21)과 일정 간격을 두고 배치되는 제1출력축(51)을 포함할 수 있다. 제1출력축(51) 상에는 제2변속기어(42)와, 제6변속기어(46)와, 제5변속기어(45)와, 제1변속기어(41)가 배치될 수 있다.

또한, 제1출력축(51)에는 2개의 동기유닛이 배치될 수 있다. 동기유닛은 제2변속기어(42) 또는 제6변속기어(46)를 제1출력축(51)에 선택적으로 동기 연결하는 제1싱크로나이저(71)와, 제5변속기어(45)와 제1변속기어(41)를 제1출력축(51)에 선택적으로 동기 연결하는 제2싱크로나이저(72)를 포함할 수 있다.

제2변속기어(42)는 제1입력기어(22)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제6변속기어(46)는 제3입력기어(24)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제5변속기어(45)는 제4입력기어(12)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제1변속기어(41)는 제6입력기어(14)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다.

제1출력축(51)의 전단부 일측에는 제1출력기어(52)가 마련될 수 있다. 제1출력기어(52)는 공지의 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)와 외접 치합되어 변속된 회전 동력을 출력할 수 있다.

제2변속출력기구(60)는 제1입력축(11) 및 제2입력축(21)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2출력축(61)을 포함할 수 있다. 제2출력축(61) 상에는 제4변속기어(44)와, 제8변속기어(48)와, 제7변속기어(47)와, 제3변속기어(43)가 배치될 수 있다.

제2출력축(61)에는 2개의 동기 유닛이 배치될 수 있다. 동기유닛은 제4변속기어(44) 또는 제8변속기어(48)를 제2출력축(61)에 선택적으로 동기 연결하는 제3싱크로나이저(73)와, 제7변속기어(47) 또는 제3변속기어(43)를 제2출력축(61)에 선택적으로 동기 연결하는 제4싱크로나이저(74)를 포함할 수 있다.

제4변속기어(44)는 제2입력기어(23)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제8변속기어(48)는 제3입력기어(24)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제7변속기어(47)는 제4입력기어(12)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다. 제3변속기어(43)는 제5입력기어(13)와 외접 치합 가능하게 마련될 수 있다.

제2출력축(61)의 전단부 일측에는 제2출력기어(62)가 마련될 수 있다. 제2출력기어(62)는 공지의 디프렌셜에 구성되는 종감속기어와 외접 치합되어 변속된 회전 동력을 출력할 수 있다.

제2 및 제6변속기어(42, 46), 제1 및 제5변속기어(41, 45), 제4 및 제8변속기어(44, 48), 제3 및 제7변속기어(43, 47)는 각각 하나의 싱크로나이저에 구성되어 있으나, 변속단의 차이가 3단 이상으로 DCT 고유 특성인 예비 치합 문제도 발생하지 않게 된다.

제1싱크로나이저(71)와, 제2싱크로나이저(72)와, 제3싱크로나이저(73)와, 제4싱크로나이저(74)는 공지의 구성이므로 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 후진 변속수단은 제1입력축(11) 상에 배치되는 제1후진 입력기어(15)와, 제1후진 입력기어(15)와 외접 치합하는 복수의 제2후진 입력기어(16)와, 복수의 제2후진 입력기어(16)들의 회전축을 서로 연결하는 캐리어(17)와, 캐리어(17)의 회전을 선택적으로 제한하는 캐리어 브레이크(18)를 포함할 수 있다. 캐리어 브레이크(18)는 케이스(19)에 고정될 수 있다. 또한, 후진 변속수단은 복수의 제2후진 입력기어(16)들과 내접 치합하도록 마련되는 내접기어(25)를 포함할 수 있다. 내접기어(25)는 제3입력기어(24)와 일체로 마련될 수 있다. 내접기어(25)는 제3입력기어(24)와 함께 회전하도록 마련될 수 있다.

후진 변속수단은 유성기어세트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1후진 입력기어(15)는 선기어일 수 있다. 복수의 제2후진 입력기어(16)는 유성기어일 수 있다. 캐리어(17)는 복수의 제2후진 입력기어(16)의 회전축을 연결할 수 있다. 캐리어 브레이크(18)는 캐리어(17)의 회전을 선택적으로 제한할 수 있다. 내접기어(25)는 링기어일 수 있다. 유성기어세트의 동작 특성에 따라, 캐리어 브레이크(18)에 의해 캐리어(17)의 회전이 제한되면, 제1후진 입력기어(15)와 내접기어(25)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.

이러한 후진 변속수단은 제1입력축(11) 상의 제1후진 입력기어(15)로부터 전달되는 엔진(30)의 정회전 동력을 제2후진 입력기어(16) 및 내접기어(25)를 통해 제2입력축(21)으로 역회전 전달할 수 있다. 이 때, 캐리어 브레이크(18)는 제1후진 입력기어(15)의 회전 방향과 내접기어(25)의 회전 방향을 반대로 만들기 위해 캐리어(17)의 회전을 제한할 수 있다.

상기 과정을 통해 제2입력축(21)이 역회전하면, 제2입력축(21)의 역회전 동력이 제1입력기어(22)를 통해 제1출력축(51)에 동기 연결된 제2변속기어(42)로 정회전 전달되고, 제1출력축(51) 상의 제1출력기어(52)를 통하여 디프렌셜(80)의 종감속 기어(81)로 역회전 전달되어 후진 변속하는 후진 변속단 동력전달경로를 이룰 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면, 후진 변속수단은 별도의 후진 변속기어를 포함하지 않고도 기존의 변속기어, 예를 들면, 제2변속기어를 사용하여 후진 변속단 동력전달경로를 이룰 수 있다.

파킹기어(49)는 제2입력축(21) 상의 제1입력기어(22)에 치합된 상태로 제2출력축(61)에 전단에 배치될 수 있다.

기존에는 파킹기어가 제2출력축의 최후단에 배치되어 차량용 변속장치의 상부 전장의 길이를 늘리는 요인으로 작용하였다. 기존에는 제2출력축의 전단에 후진 아이들 기어가 배치되어 있었기 때문에 파킹기어를 재배치하여 차량용 변속장치의 상부 전장 길이를 줄이기 어려웠다.

본 발명의 사상에 따르면, 파킹기어(49)가 제2출력축(61)의 전단에 배치됨으로써, 차량용 변속장치의 상부 전장의 길이가 줄어들 수 있다. 또한, 제2입력축의 전단에 배치되었던 후진 입력기어와, 제2출력축의 전단에 배치되었던 후진 아이들 기어를 없앰으로써 제2출력축(61) 전단에 파킹기어를 배치할 공간을 확보할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다. 이하에서는, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속장치의 변속 과정을 설명한다.

[전진 1속]

전진 1속에서는 제2싱크로나이저(72)를 통해 제1변속기어(41)와 제1출력축(51)을 동기 연결하고, 제1클러치(10)를 작동 제어한다. 엔진(30)의 회전 동력이 제1클러치(10), 제1입력축(11), 제6입력기어(14), 제1변속기어(41), 제1출력축(51), 제1출력기어(52)를 통해 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)로 전달되면서 전진 1속 주행이 이루어진다.

전진 1속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 2속 변속을 위하여 제1싱크로나이저(71)를 통해 제2변속기어(42)와 제1출력축(51)을 동기 연결한다.

[전진 2속]

전진 1속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 2속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제1속의 상태에서 제1클러치(10)의 작동을 해제하면서, 제2클러치(20)를 작동 제어하고, 제2싱크로나이저(72)를 중립으로 제어한다.

전진 1속 상태에서 예비 동작으로 제1싱크로나이저(71)를 통해 제2변속기어(42)와 제1출력축(51)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제2클러치(20), 제2입력축(21), 제1입력기어(22), 제2변속기어(42), 제1출력축(51), 제1출력기어(52)를 통해 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)로 전달되면서 전진 2속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 2속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 3속 변속을 위해 제4싱크로나이저(74)를 통해 제3변속기어(43)와 제2출력축(61)을 동기 연결한다.

[전진 3속]

전진 2속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 3속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제2속의 상태에서 제2클러치(20)의 작동을 해제하면서, 제1클러치(10)를 작동 제어하고, 제1싱크로나이저(71)를 중립으로 제어한다.

전진 2속 상태에서 예비 동작으로 제4싱크로나이저(74)를 통해 제3변속기어(43)와 제2출력축(61)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제1클러치(10), 제1입력축(11), 제5입력기어(13), 제3변속기어(43), 제2출력축(61), 제2출력기어(62)를 통해 디프렌셜에 구성되는 종감속기어로 전달되면서 전진 3속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 3속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 4속 변속을 위해 제3싱크로나이저(73)를 통해 제4변속기어(44)와 제2출력축(61)을 동기 연결한다.

[전진 4속]

전진 3속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 4속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제3속의 상태에서 제1클러치(10)의 작동을 해제하면서, 제2클러치(20)를 작동 제어하고, 제4싱크로나이저(74)를 중립으로 제어한다.

전진 3속 상태에서 예비 동작으로 제3싱크로나이저(73)를 통해 제4변속기어(44)와 제2출력축(61)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제2클러치(20), 제2입력축(21), 제2입력기어(23), 제4변속기어(44), 제2출력축(61), 제2출력기어(62)를 통해 디프렌셜에 구성되는 종감속기어로 전달되면서 전진 4속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 4속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 5속 변속을 위해 제2싱크로나이저(72)를 통해 제5변속기어(45)와 제1출력축(51)을 동기 연결한다.

[전진 5속]

전진 4속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 5속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제4속의 상태에서 제2클러치(20)의 작동을 해제하면서, 제1클러치(10)를 작동 제어하고, 제3싱크로나이저(73)를 중립으로 제어한다.

전진 4속 상태에서 예비 동작으로 제2싱크로나이저(72)를 통해 제5변속기어(45)와 제1출력축(51)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제1클러치(10), 제1입력축(11), 제4입력기어(12), 제5변속기어(45), 제2출력축(61), 제2출력기어(62)를 통해 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)로 전달되면서 전진 5속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 5속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 6속 변속을 위해 제1싱크로나이저(71)를 통해 제6변속기어(46)와 제1출력축(51)을 동기 연결한다.

[전진 6속]

전진 5속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 6속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제5속의 상태에서 제1클러치(10)의 작동을 해제하면서, 제2클러치(20)를 작동 제어하고, 제2싱크로나이저(72)를 중립으로 제어한다.

전진 5속 상태에서 예비 동작으로 제1싱크로나이저(71)를 통해 제6변속기어(46)와 제1출력축(51)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제2클러치(20), 제2입력축(21), 제3입력기어(24), 제6변속기어(46), 제1출력축(51), 제1출력기어(52)를 통해 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)로 전달되면서 전진 6속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 6속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 7속 변속을 위해 제4싱크로나이저(74)를 통해 제7변속기어(47)와 제2출력축(61)을 동기 연결한다.

[전진 7속]

전진 6속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 7속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제6속의 상태에서 제2클러치(20)의 작동을 해제하면서, 제1클러치(10)를 작동 제어하고, 제1싱크로나이저(71)를 중립으로 제어한다.

전진 6속 상태에서 예비 동작으로 제4싱크로나이저(74)를 통해 제7변속기어(47)와 제2출력축(61)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제1클러치(10), 제1입력축(11), 제4입력기어(12), 제7변속기어(47), 제2출력축(61), 제2출력기어(62)를 통해 디프렌셜에 구성되는 종감속기어로 전달되면서 전진 7속 주행이 이루어진다.

상기와 같이 전진 7속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 8속 변속을 위해 제3싱크로나이저(73)를 통해 제8변속기어(48)와 제2출력축(61)을 동기 연결한다.

[전진 8속]

전진 7속의 상태에서 차속이 증가하여 전진 8속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제7속의 상태에서 제1클러치(10)의 작동을 해제하면서, 제2클러치(20)를 작동 제어하고, 제4싱크로나이저(74)를 중립으로 제어한다.

전진 7속 상태에서 예비 동작으로 제3싱크로나이저(73)를 통해 제8변속기어(48)와 제2출력축(61)을 동기 연결해놓은 상태로, 엔진(30)의 회전 동력이 제2클러치(20), 제2입력축(21), 제3입력기어(24), 제8변속기어(48), 제2출력축(61), 제2출력기어(62)를 통해 디프렌셜에 구성되는 종감속기어로 전달되면서 전진 8속 주행이 이루어진다.

[후진]

후진 변속단에서는 제1싱크로나이저(71)를 통해 제1출력축(51)과 제2변속기어(42)를 동기 연결하고, 제1클러치(10)를 작동 제어한다.

엔진(30)의 회전 동력이 제1클러치(10), 제1입력축(11), 제1후진 입력기어(15), 제2후진 입력기어(16), 내접기어(25), 제1입력기어(22), 제2변속기어(42), 제1출력축(51), 제1출력기어(52)를 통해 디프렌셜(80)에 구성되는 종감속기어(81)로 전달되면서 후진 주행이 이루어진다. 이 때, 캐리어 브레이크(18)는 캐리어(17)의 회전을 제한하여 제2후진 입력기어(16)의 위치를 고정시킨다.

제2후진 입력기어(16)의 위치가 고정된 상태에서, 제1입력축(11) 상의 제1후진 입력기어(15)가 엔진(30)에 의해 정회전하면, 제2후진 입력기어(16)와 내접기어(25)는 역회전하고, 제2입력축(21) 또한 역회전한다.

제2입력축(21)이 역회전하면, 제1입력기어(22)가 제2입력축(21)과 함께 역회전하고, 제1입력기어(22)와 외접 치합되는 제2변속기어(42)가 정회전한다. 제2변속기어(42)의 정회전은 제1출력축(51), 제1출력기어(52)를 통해 디프렌셜(80)의 종감속기어(81)로 역회전 전달되어 후진 주행이 이루어진다.

[전진 1속에서 후진 또는 전진 2속으로의 변속]

전진 1속 주행 중 전진 2속으로 변속할 때에는 상기한 바와 같이, 제1싱크로나이저(71)에 의해 제2변속기어(42)와 제1출력축(51)이 동기 연결된 후 제1클러치(10)의 작동을 해제하면서 제2클러치(20)를 작동 제어한다.

본 발명의 사상에 따르면, 전진 1속 주행 중 후진으로 변속할 때에도 제1싱크로나이저(71)에 의해 제2변속기어(42)와 제1출력축(51)이 미리 동기 연결된다. 다만, 전진 1속에서 후진으로 변속을 할 때에는 제1클러치(10)의 작동을 해제하고, 캐리어 브레이크(18)를 제어하여 캐리어(17)를 고정한 후 다시 제1클러치(10)를 작동 제어한다.

즉, 전진 1속에서 전진 2속으로 변속을 할 때와, 전진 1속에서 후진으로 변속을 할 때의 두 경우 모두 제1싱크로나이저(71)가 제2변속기어(42)와 제1출력축(51)을 미리 동기 연결하게 된다. 따라서, 전진 1속에서 전진 2속으로 변속을 할 때와, 전진1속에서 후진으로 변속을 할 때, 동기 연결로 인한 싱크로나이저의 변속기어 선택 과정이 생략될 수 있다. 이를 통해, 저단에서의 변속 과정에서 발생하는 저단 변속 충격을 방지할 수 있다.

상기와 같은 변속 과정의 설명은 상위 변속단으로의 순차적인 변속이 이루어질 때를 일 예로 설명한 것이다. 어느 하나의 변속단으로 변속이 이루어지면, 변속 이전의 하위 변속단의 싱크로나이저의 작동 상태를 유지한 상태로 두거나 다음 변속을 위한 상위 변속단의 싱크로나이저를 예비로 작동시킬 수 있다. 이는 차량의 운행조건에 따라 현재의 변속단에서 상위 또는 하위 변속단으로 신속하고 부드러운 변속이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10 : 제1클러치
11 : 제1입력축
15 : 제1후진 입력기어
16 : 제2후진 입력기어
17 : 캐리어
18 : 캐리어 브레이크
20: 제2클러치
21: 제2입력축
22, 23, 24, 12, 13, 14 : 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6입력기어
25 : 내접기어
30 : 엔진
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 : 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8변속기어
49 : 파킹기어
50 : 제1변속출력기구
51 : 제1출력축
52 : 제1출력기어
60 : 제2변속출력기구
61 : 제2출력축
62 : 제2출력기어
71, 72, 73, 74 : 제1, 제2, 제3, 제4싱크로나이저
80 : 디프렌셜
81 : 종감속기어

Claims (15)

1. 복수의 입력기어가 배치되는 제1입력축;
   복수의 입력기어가 배치되고, 상기 제1입력축과 동일 축선 상에서 상호 회전 간섭 없이 회전 가능하게 마련되는 제2입력축;
   엔진의 동력을 상기 제1입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제1클러치;
   엔진의 동력을 상기 제2입력축으로 선택적으로 전달하도록 구성되는 제2클러치;
   상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1출력축;
   상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제2출력축; 및
   상기 제1입력축에 배치되는 후진 입력기어와, 상기 제2입력축에 배치되어 상기 후진 입력기어와 반대 방향으로 회전하는 후진 아이들 기어를 포함하는 후진 변속수단으로서, 상기 제1입력축의 정회전을 상기 후진 입력기어와 상기 후진 아이들 기어를 통해 상기 제2입력축의 역회전으로 전환하는 후진 변속수단; 을 포함하는 차량용 변속수단.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1입력축의 정회전 입력이 상기 후진 변속수단에 의해 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환되면, 상기 제2입력축의 상기 역회전 출력으로 상기 제2입력축에 배치된 상기 입력기어와 상기 제1출력축 또는 상기 제2출력축에 배치되고 상기 입력기어와 외접 치합되는 상기 변속기어를 통해 후진 출력을 형성하는 차량용 변속장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 변속기어는, 상기 제1출력축에 배치되고 전진 2단 변속을 수행하는 2단 변속기어인 차량용 변속장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 2단 변속기어는 후진 출력과 전진 2단 출력을 각각 수행하도록 마련되는 차량용 변속장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 후진 입력기어는,
   상기 제1입력축에 배치되는 제1후진 입력기어와,
   상기 제1후진 입력기어와 외접 치합되고, 상기 후진 아이들 기어와 내접 치합되는 제2후진 입력기어를 포함하는 차량용 변속장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2입력축에 배치되는 복수의 입력 기어 중 어느 하나는 상기 후진 아이들 기어와 함께 회전하도록 일체로 마련되는 차량용 변속장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2후진 입력기어는 복수의 제2후진 입력기어를 포함하는 차량용 변속장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 후진 변속수단은,
   상기 복수의 제2후진 입력기어의 중심축들을 연결하는 캐리어와,
   상기 캐리어의 회전을 선택적으로 제한하는 캐리어 브레이크를 더 포함하는 차량용 변속장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 캐리어 브레이크가 상기 캐리어의 회전을 제한하였을 때, 상기 후진 변속수단은 상기 제1입력축의 정회전 입력을 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환하는 차량용 변속장치.
10. 엔진의 회전동력을 단속하는 제1클러치와 제2클러치로 포함하는 동력 단속수단;
    상기 동력 단속수단을 통해 상기 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전 간섭 없도록 중첩 배치되는 제1입력축 및 제2입력축과, 상기 제1입력축과 상기 제2입력축 상에 각각 배치되는 복수의 입력기어를 포함하는 입력수단;
    상기 제1입력축과 상기 제2입력축에 대해 각각 평행하게 배치되는 제1출력축 및 제2출력축과, 상기 제1입력축 또는 상기 제2입력축의 각 입력기어에 각각 외접하고 상기 제1출력축과 상기 제2출력축 상에 각각 배치되는 복수의 출력기어를 포함하는 출력수단; 및
    상기 제1입력축에 배치되는 제1후진 입력기어와, 상기 제2입력축에 배치되는 후진 아이들 기어와, 상기 제1후진 입력기어 및 상기 후진 아이들 기어 사이에 배치되어 선택적으로 상기 제1후진 입력기어와 상기 후진 아이들 기어의 둘레를 따라 이동 가능하게 마련되는 제2후진 입력기어를 포함하는 후진 변속수단; 을 포함하는 차량용 변속장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2후진 입력기어는, 상기 제1후진 입력기어와 외접 치합되고 상기 후진 아이들 기어와 내접 치합되는 차량용 변속장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2후진 입력기어는 복수의 제2후진 입력기어를 포함하는 차량용 변속장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 후진 변속수단은,
    상기 복수의 제2후진 입력기어의 중심축들을 연결하는 캐리어와,
    상기 캐리어의 회전을 선택적으로 제한하는 캐리어 브레이크를 더 포함하는 차량용 변속장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 캐리어 브레이크가 상기 캐리어의 회전을 제한하였을 때, 상기 후진 변속수단은 상기 제1입력축의 정회전 입력을 상기 제2입력축의 역회전 출력으로 전환하는 차량용 변속장치.
15. 제10항에 있어서,
    상기 제2입력축에 배치되는 복수의 입력 기어 중 어느 하나는, 상기 후진 아이들 기어와 함께 회전하도록 일체로 마련되는 차량용 변속장치.

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