JP6173713B2

JP6173713B2 - 自動化手動変速機

Info

Publication number: JP6173713B2
Application number: JP2013032462A
Authority: JP
Inventors: オー、ワン、ソー; イ、フン、ソク; ウォン、ジェ、ウン
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: KR20140066534A; JP2014105856A; CN103836129B; KR101428220B1; CN103836129A; US20140148294A1; US8932168B2; DE102013103803B4; DE102013103803A1

Description

本発明は、自動化手動変速機｛ＡＵＴＯＭＡＴＥＤＭＡＮＵＡＬＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ｝の変速過程で変速中に引っ張られるような変速感の低下現象を改善することができるようにした自動化手動変速機に関するものである。

自動化手動変速機は、車両の運転中にアクチュエータによって自動的に変速がなされて自動変速機と類似の運転の便宜性を提供し、自動変速機より優れた動力伝達効率により車両の燃費向上に寄与することができる。

しかし、同期噛合い式変速メカニズムを基盤とする自動化手動変速機の場合、アクチュエータによって自動的に変速がなされる中間でもギアの変速中にはエンジンの動力が断絶される瞬間が必然的に存在するようになる。

図１は、従来技術による自動化手動変速機車両でエンジンの動力が断絶されるに伴うトルク低下曲線と、トルクが補償されたトルク補償曲線を比較して示した図面で、図面で図示されたように、従来の自動化手動変速機車両では、トルク低下によってまるで車両を後方に引っ張られるような変速感の低下現象を伴う、という問題点がある。

一方、従来に韓国公開特許１０−２０１０−００４２９６４号公報として「自動化手動変速機」の技術が紹介されている。

しかし、上記の従来技術もまたギアの変速中にエンジンの動力が断絶されるのに伴う変速感の低下現象を防止するには不足であった。

上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであるだけで、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならないものである。

韓国公開特許１０−２０１０−００４２９６４Ａ号公報

本発明は、前述したような従来の問題点を解決するために案出したものであり、手動変速メカニズムによる変速中にモータジェネレータによって出力軸に動力を提供することにより、変速中に発生するトルク低下をモータジェネレータから供給される動力で埋めてトルク低下を防止するようにする自動化手動変速機を提供するところにある。

上記のような目的を達成するための本発明の構成は、入力軸に対して相対回転するように備えられ、出力軸に備えられ互いに対して噛合い状態に設けられて回転力を伝達する一対の補助ギア；三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジンから動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記入力軸に備えられた補助ギアと連結されて回転するように構成された遊星ギア装置；及び上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が上記一対の補助ギアを通じて出力軸に伝達されるように構成されたモータジェネレータ；を含むことを特徴とすることができる。

本発明の構成は、クラッチと連結されてエンジンの動力の伝達を選択的に受ける入力軸；上記入力軸に平行した状態に配置される出力軸；上記入力軸に対して相対回転するように備えられる第１補助ギア；上記出力軸に備えられ、上記第１補助ギアと噛合って回転力を伝達する第２補助ギア；三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジンから動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記第１補助ギアに連結されて回転するように構成された遊星ギア装置；及び上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が、上記第１補助ギアに連結された回転要素と、上記第１補助ギア及び第２補助ギアを通じて出力軸に伝達されるように構成されたモータジェネレータ；を含むことを特徴とすることができる。

上記遊星ギア装置で、上記エンジンから動力の伝達を受けて常時回転するように連結された回転要素はキャリアであり；上記第１補助ギアに連結された回転要素はサンギアで；上記モータジェネレータに連結された回転要素はリングギアであることができる。

上記遊星ギア装置で、上記エンジンから動力の伝達を受けて常時回転するように連結された回転要素はサンギアであり；上記第１補助ギアに連結された回転要素はキャリアで；上記モータジェネレータに連結された回転要素はリングギアであることができる。

上記遊星ギア装置とモータジェネレータは、入力軸と同心軸をなして設置されることができる。

上記入力軸と同心軸をなして上記入力軸と相対回転が可能なように連結軸が設置され；上記連結軸の一端部は、上記第１補助ギアと連結され；上記連結軸の他端部は上記第１補助ギアと連結された回転要素に連結されることができる。

上記遊星ギア装置は、シングルピニオン遊星ギア装置であることができる。

上記モータジェネレータは、第１補助ギアと遊星ギア装置の間に配置されることができる。

上記エンジンから動力の伝達を受ける回転要素は、クラッチカバーに連結されることができる。

上記モータジェネレータは、車両の惰行走行時に発電可能に構成されることができる。

上記した課題解決手段によって本発明は、自動化手動変速機の変速過程でモータジェネレータによる回転動力が遊星ギア装置を通じて出力軸に供給されることにより、変速中に発生するトルクの低減現象をモータジェネレータから供給される回転動力で埋めてトルク低下現象を除去するところ、柔らかく安定した変速感を形成して、車両の商品性を向上させる効果がある。

また、車両の惰行走行時、ホイールから出力軸に伝達される回転力が遊星ギア装置を通じてモータジェネレータに逆転して入力されることにより、上記モータジェネレータによって発電することができる効果もある。

図１は、従来技術による自動化手動変速機車両でエンジンの動力が断絶されるに伴うトルク低下曲線と、トルクが補償されたトルク補償曲線を比較して示した図面。図２は、本発明による自動化手動変速機でトルクの補償のための遊星ギア装置及びモータジェネレータの第１実施例の構造を示した図面。図３は、本発明による自動化手動変速機でトルクの補償のための遊星ギア装置及びモータジェネレータの第２実施例の構造を示した図面。

本発明の望ましい実施例を添付された図面によって詳しく説明すれば次の通りである。

図２は、本発明による自動化手動変速機でトルクの補償のための遊星ギア装置ＰＧ及びモータジェネレータ３０の第１実施例の構造を示した図面であり、図３は、本発明による自動化手動変速機でトルクの補償のための遊星ギア装置ＰＧ及びモータジェネレータ３０の第２実施例の構造を示した図面である。

図２及び図３を参照すれば、本発明の自動化手動変速機は、大きく、一対の補助ギアと、遊星ギア装置ＰＧ及びモータジェネレータ３０を含んで構成される。

具体的には、入力軸ＩＮＰＵＴに対して相対回転するように備えられ、出力軸ＯＵＴＰＵＴに備えられ互いに対して噛合い状態で設けられて回転力を伝達する一対の補助ギア；三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジン４０から動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記入力軸ＩＮＰＵＴに備えられた補助ギアと連結されて回転するように構成された遊星ギア装置ＰＧ；及び上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が上記一対の補助ギアを通じて出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されるように構成されたモータジェネレータ３０；を含んで構成されることができる。

別の見方をすれば、本発明の自動化手動変速機は、大きく、入力軸ＩＮＰＵＴと、出力軸ＯＵＴＰＵＴと、第１補助ギア１０と、第２補助ギア２０と、遊星ギア装置ＰＧ及びモータジェネレータ３０を含んで構成される。

図２及び図３を参照すれば、クラッチと連結されてエンジン４０の動力の伝達を選択的に受ける入力軸ＩＮＰＵＴ；上記入力軸ＩＮＰＵＴに平行した状態に配置される出力軸ＯＵＴＰＵＴ；上記入力軸ＩＮＰＵＴに対して相対回転するように備えられる第１補助ギア１０；上記出力軸ＯＵＴＰＵＴに備えられ、上記第１補助ギア１０と噛合って回転力を伝達する第２補助ギア２０；三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジン４０から動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記第１補助ギア１０に連結されて回転するように構成された遊星ギア装置ＰＧ；及び上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が、上記第１補助ギア１０に連結された回転要素と、上記第１補助ギア１０及び第２補助ギア２０を通じて出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されるように構成されたモータジェネレータ３０；を含んで構成されることができる。

上記した技術構成に敷衍すれば、まず入力軸ＩＮＰＵＴは、上記クラッチと連結されるもので、クラッチの連結及び連結解除動作によってエンジン４０の動力の伝達を選択的に受けて回転する。

上記出力軸ＯＵＴＰＵＴは、上記入力軸ＩＮＰＵＴと平行した状態に配置されるもので、上記入力軸ＩＮＰＵＴと出力軸ＯＵＴＰＵＴには、手動変速メカニズムの変速段ギア装置が設置される。すなわち、各変速段を形成するギア対が互いに対をなすように配置され、上記各ギア対の間には部分的に同期装置が設置されることにより、上記同期装置を通じて上記ギア対を同期化及び噛合うように操作するようになるところ、変速がなされるようになる。

このような手動変速メカニズムによって車両の走行時にはエンジン４０の動力が入力軸ＩＮＰＵＴに伝達され、入力軸ＩＮＰＵＴに伝達された回転力が変速段ギア対に伝達されて変速がなされ、変速された回転力が出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されながら駆動輪側に回転力を伝達することができるようになる。

上記第１補助ギア１０は、上記入力軸ＩＮＰＵＴに対して相対回転するように設置されるもので、遊星ギア装置ＰＧの回転要素のうち一つの回転要素と連結されて、上記回転要素が回転するに伴って上記第１補助ギア１０が共に回転する。

ここで上記第１補助ギア１０は、入力軸ＩＮＰＵＴによって上記回転要素と連結されることができる。すなわち、上記入力軸ＩＮＰＵＴを囲む形状で上記入力軸ＩＮＰＵＴと同心軸をなすように連結軸１２が設置されるが、上記連結軸１２は、入力軸ＩＮＰＵＴと相対回転が可能なように設置される。

そして、上記連結軸１２の一端部は上記第１補助ギア１０と連結され、上記連結軸１２の他端部は上記第１補助ギア１０と連結した回転要素に連結されるところ、上記第１補助ギア１０が入力軸ＩＮＰＵＴの回転動作とは別個に回転動作することができ、望ましくはニードルベアリング又はブッシュであることができる。

また、第２補助ギア２０は上記出力軸ＯＵＴＰＵＴに備えられて、上記出力軸ＯＵＴＰＵＴと共に回転するもので、上記第１補助ギア１０と噛合って回転するように噛合わされる。これで、遊星ギア装置ＰＧから第１補助ギア１０に伝達される回転力を第２補助ギア２０を通じて出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達するのは勿論、出力軸ＯＵＴＰＵＴから第２補助ギア２０に伝達される回転力を第１補助ギア１０を通じて遊星ギア装置ＰＧの一つの回転要素と連結されたモータジェネレータ３０に伝達するようになる。

上記遊星ギア装置ＰＧは、三つ以上の回転要素が設けられて構成され、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジン４０から動力の伝達を受けて常時回転する。そして、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記第１補助ギア１０に連結されて回転し、他のもう一つの回転要素はモータジェネレータ３０に連結される。

すなわち、上記回転要素はサンギアＳと、キャリアＣと、リングギアＲであり、上記三つの回転要素がエンジン４０、第１補助ギア１０、モータジェネレータ３０にそれぞれ独立的に連結されることができる。

ここで、上記遊星ギア装置ＰＧは、中心軸から半径方向にサンギアＳ、キャリアＣ、リングギアＲが設置されたシングルピニオン遊星ギア装置であることができる。

このような遊星ギア装置ＰＧは、上記入力軸ＩＮＰＵＴに同心軸をなして設置されることができる。すなわち、上記遊星ギア装置ＰＧが入力軸ＩＮＰＵＴに設置されることができる。

図２を参照して、上記回転要素の連結構造についての第１実施例の構成を詳察すれば、上記エンジン４０から動力の伝達を受けて常時回転するように連結される回転要素はキャリアＣであり、上記第１補助ギア１０に連結された回転要素はサンギアＳで、上記モータジェネレータ３０に連結された回転要素はリングギアＲであることができる。

また、図３を参照して、上記回転要素の連結構造についての第２実施例構成を詳察すれば、上記エンジン４０から動力の伝達を受けて常時回転するように連結された回転要素はサンギアＳであり、上記第１補助ギア１０に連結された回転要素はキャリアＣで、上記モータジェネレータ３０に連結された回転要素はリングギアＲであることができる。

ここで、上記エンジン４０から動力の伝達を受ける回転要素はクラッチカバー５０と連結されることができる。すなわち、上記クラッチカバー５０はエンジン４０のフライホイールと結合されて上記エンジン４０と共に常時回転するところ、上記クラッチカバーに上記回転要素が連結されて上記回転要素が常時回転するようにするものである。

すなわち、図２の実施例の場合、上記クラッチカバー５０と連結される回転要素はキャリアＣであり、図３の実施例の場合、上記クラッチカバー５０と連結される回転要素はサンギアＳである。

上記モータジェネレータ３０は、上記遊星ギア装置ＰＧの残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結されるもので、上記したようにリングギアＲと連結される。これで、上記ギアの変速時、上記リングギアＲに回転動力を提供することにより、上記回転動力が上記第１補助ギア１０に連結された回転要素を経ながら、上記第１補助ギア１０及び第２補助ギア２０を通じて出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されるようになる。

すなわち、ギアの変速時にはエンジン４０の動力がクラッチによって連結解除されて入力軸ＩＮＰＵＴに回転動力が伝達されなくなる。この時、モータジェネレータ３０によって出力軸ＯＵＴＰＵＴに動力が伝達されることができるようにする、より具体的には、変速中にクラッチ及び同期装置の作用によって動力が遮断される瞬間にモータジェネレータ３０の回転動力が遊星ギア装置ＰＧと一対の補助ギアを通じて上記出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されることができるようにすることにより、変速中のトルク低下現象を防止することができるようにするものである。

ここで、上記モータジェネレータ３０は入力軸ＩＮＰＵＴと同心軸をなして設置されることができ、上記モータジェネレータ３０は第１補助ギア１０と遊星ギア装置ＰＧの間に配置されることができる。

特に、上記モータジェネレータ３０は、車両の惰行走行時に発電可能に構成されることができる。すなわち、車両の惰行走行時、ホイールから出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達される回転力が第２補助ギア２０を通じて第１補助ギア１０に伝達されることにより、上記第１補助ギア１０と連結された回転要素が回転しながらリングギアＲを回転させるようになる。よって、上記リングギアＲと連結されたモータジェネレータ３０によって発電することができるようになる。

図２及び図３によって本発明の作用及び効果を説明する。

図２を参照すれば、車両のギア変速時に、クラッチ及び同期装置の連結解除作用によってエンジン４０の動力が出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されなくなる。

この時、モータジェネレータ３０から回転動力がリングギアＲに供給されて、リングギアＲが回転し、上記リングギアＲが回転するに伴ってキャリアＣを媒介としてサンギアＳが共に回転することができるようになる。ここで、上記キャリアＣはエンジン４０に連結されて常時回転しているところ、リングギアＲの回転動力がキャリアＣを通じてサンギアＳに伝達されるものである。

そうすると、上記サンギアＳは第１補助ギア１０と連結されて上記第１補助ギア１０が共に回転し、上記第１補助ギア１０は第２補助ギア２０と噛合っているため、第２補助ギア２０と共に出力軸ＯＵＴＰＵＴが回転する。

図３を参照すれば、車両のギア変速時に、クラッチ及び同期装置の連結解除作用によってエンジン４０の動力が出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されなくなる。

この時、モータジェネレータ３０から回転動力がリングギアＲに供給されて、リングギアＲが回転し、上記リングギアＲが回転するに伴ってキャリアＣが共に回転する。ここで、サンギアＳはエンジン４０に連結されて常時回転しているところ、リングギアＲの回転動力がキャリアＣに伝達して回転することができるようになる。

そうすると、上記キャリアＣは第１補助ギア１０と連結されて上記第１補助ギア１０が共に回転し、上記第１補助ギア１０は第２補助ギア２０と噛合っているため、第２補助ギア２０と共に出力軸ＯＵＴＰＵＴが回転する。

このような構成によって、ギアの変速中にモータジェネレータ３０の回転動力が出力軸ＯＵＴＰＵＴに伝達されることにより、ギアの変速時に発生するトルクの断絶感を解消して変速感が改善されるのである。

一方、本発明は上記した具体的な例についてのみ詳しく説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者において明白なことであり、このような変形及び修正が添付された特許請求範囲に属するのは当然なことである。

１０：第１補助ギア２０：第２補助ギア
３０：モータジェネレータ４０：エンジン
５０：クラッチカバーＩＮＰＵＴ：入力軸
ＯＵＴＰＵＴ：出力軸ＰＧ：遊星ギア装置
Ｓ：サンギアＣ：キャリア
Ｒ：リングギア

Claims

クラッチと連結されてエンジンの動力の伝達を選択的に受ける入力軸；
上記入力軸に平行した状態に配置される出力軸；
上記入力軸に対して相対回転するように備えられる第１補助ギア；
上記出力軸に備えられ、上記第１補助ギアと噛合って回転力を伝達される第２補助ギア；
三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジンから動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記第１補助ギアに連結されて回転するように構成された遊星ギア装置；及び
上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が、上記第１補助ギアに連結された回転要素と、上記第１補助ギア及び第２補助ギアを通じて出力軸に伝達されるように構成されたモータジェネレータ；を含み、
上記遊星ギア装置で、
上記エンジンから動力の伝達を受けて常時回転するように連結された回転要素はキャリアであり；
上記第１補助ギアに連結された回転要素はサンギアで；
上記モータジェネレータに連結された回転要素はリングギアである、自動化手動変速機。
クラッチと連結されてエンジンの動力の伝達を選択的に受ける入力軸；
上記入力軸に平行した状態に配置される出力軸；
上記入力軸に対して相対回転するように備えられる第１補助ギア；
上記出力軸に備えられ、上記第１補助ギアと噛合って回転力を伝達される第２補助ギア；
三つ以上の回転要素が設けられ、上記回転要素のうち一つの回転要素がエンジンから動力の伝達を受けて常時回転し、残りの回転要素のうち一つの回転要素が上記第１補助ギアに連結されて回転するように構成された遊星ギア装置；及び
上記残りの回転要素のうち他のもう一つの回転要素と連結され、ギアの変速時に上記他のもう一つの回転要素に回転動力を提供することにより、上記回転動力が、上記第１補助ギアに連結された回転要素と、上記第１補助ギア及び第２補助ギアを通じて出力軸に伝達されるように構成されたモータジェネレータ；を含み、
上記遊星ギア装置で、
上記エンジンから動力の伝達を受けて常時回転するように連結された回転要素はサンギアであり；
上記第１補助ギアに連結された回転要素はキャリアで；
上記モータジェネレータに連結された回転要素はリングギアである、自動化手動変速機。
上記遊星ギア装置とモータジェネレータは、入力軸と同心軸をなして設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。
上記入力軸と同心軸をなして上記入力軸と相対回転が可能なように連結軸が設置され；
上記連結軸の一端部は、上記第１補助ギアと連結され；
上記連結軸の他端部は、上記第１補助ギアと連結されるべき回転要素に連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。
上記遊星ギア装置は、シングルピニオン遊星ギア装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。
上記モータジェネレータは、第１補助ギアと遊星ギア装置の間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。
上記エンジンから動力の伝達を受ける回転要素は、クラッチカバーに連結されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。
上記モータジェネレータは、車両の惰行走行時に発電可能に構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動化手動変速機。