KR101683489B1 - 차량용 변속장치 - Google Patents

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KR101683489B1
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    • F16H61/686—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with orbital gears
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
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Abstract

차량용 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 엔진의 출력 측에 제1 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 중공축으로 상기 제1 입력축의 전측부에 회전 간섭 없이 배치되며, 외주면상에 기어 잇수를 달리하는 복수의 구동기어가 배치되어 상기 엔진의 출력 측에 제2 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 무단으로 변속하여 출력하는 무단변속기구; 상기 제1, 제2 입력축과 일정간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 무단변속기구와 제2 입력축 상의 구동기어들로부터 전달되는 회전동력을 외접 기어 연결되는 피동기어들을 통해 전달받아 선택적으로 변속 출력하는 변속출력기구; 상기 제1 입력축과 상기 변속출력기구 사이에 배치되어 상기 제1 입력축의 회전동력을 역방향으로 상기 변속출력기구에 전달하는 후진 아이들 기구; 상기 변속출력기구로부터 출력되는 회전동력을 최종 감속하여 구동축으로 전달하는 종감속기구를 포함한다.

Description

차량용 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 외접기어세트와 무단변속기구를 이용하여 저속 및 고속에서의 동력손실을 최소화하고 변속비의 폭을 확대하여 연비 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치에 관한 것이다.
통상적인 무단 변속기는 엔진에서 출력되는 회전동력을 토크 컨버터 혹은 유체 커플링 등의 유체식 전동수단을 통해 전달하면, 이의 회전동력을 무단변속기구에 의하여 무단으로 변속하여 출력축에 전달하도록 구성된다.
상기 무단변속기구는 구동측과 종동측에 각각 배치되는 가변 풀리와, 상기 구동측 및 종동측 가변 풀리를 연결하는 금속 벨트를 구비하여 이루어지며, 상기 각 가변 풀리의 폭을 유압에 의하여 상호 반대로 제어함으로써, 변속비를 무단으로 제어하는 장치이다.
그리고 상기 변속비는 차속, 엔진 회전속도, 부하 등 운전 조건을 검출하여 미리 설정되어 있는 변속패턴에 따라 상기 구동측 및 종동측 가변 풀리와 연결되어 있는 변속비 제어밸브의 개도량을 제어하여 실현된다.
한편, 최근 활발한 연구개발이 이루어지고 있는 2단 부변속 무단 변속기는 통상, 적어도 1개 이상의 유성기어세트로 이루어지는 전후진 및 변속단 제어수단과, 무단변속기구로 이루어지는 변속비 가변수단과, 적어도 1개 이상의 외접기어세트로 이루어져 전진 2속 및 후진 1속의 무단 변속이 이루어진다.
그러나 상기와 같이 2단 부변속 무단 변속기의 경우, 적어도 1개 이상의 유성기어세트가 적용됨으로써, 구성이 복잡해지면서 부피가 커져 탑재성 및 중량면에서 불리하고, 이는 연비 향상에도 불리한 단점을 내포하고 있다.
본 발명의 실시 예는 복수의 외접기어세트와 무단변속기구를 이용하여 저속 및 고속에서의 동력손실을 최소화하고 변속비의 폭을 확대하여 연비 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 모터/제너레이터와 엔진 클러치를 추가 배치하여 EV 및 HEV 모드 운행이 가능하여 하이브리드 차량에 적용할 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 출력 측에 제1 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 중공축으로 상기 제1 입력축의 전측부에 회전 간섭 없이 배치되며, 외주면상에 기어 잇수를 달리하는 복수의 구동기어가 배치되어 상기 엔진의 출력 측에 제2 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 무단으로 변속하여 출력하는 무단변속기구; 상기 제1, 제2 입력축과 일정간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 무단변속기구와 제2 입력축 상의 구동기어들로부터 전달되는 회전동력을 외접 기어 연결되는 피동기어들을 통해 전달받아 선택적으로 변속 출력하는 변속출력기구; 상기 제1 입력축과 상기 변속출력기구 사이에 배치되어 상기 제1 입력축의 회전동력을 역방향으로 상기 변속출력기구에 전달하는 후진 아이들 기구; 상기 변속출력기구로부터 출력되는 회전동력을 최종 감속하여 구동축으로 전달하는 종감속기구를 포함하는 차량용 변속장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 입력축 상의 일측에 후진을 위한 후진 구동기어가 배치되고, 상기 제2 입력축의 외주면상에 기어 잇수를 달리하는 제1 구동기어와 제2 구동기어가 상호 일정간격을 두고 배치되며, 상기 무단변속기구의 종동풀리 축 상에 무단변속 구동기어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 변속출력기구는 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 출력축; 상기 출력축의 일단부에 일체로 형성되는 출력기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제1 구동기어와 외접 기어 연결되는 제1 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제2 구동기어와 외접 기어 연결되는 제2 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 제1 피동기어와 제2 피동기어 사이에 구성되어 상기 제1 피동기어 또는 제2 피동기어를 상기 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 무단변속 구동기어와 외접 기어 연결되는 무단변속 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 후진 구동기어에 후진 아이들 기구를 통하여 외접 기어 연결되는 후진 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 무단변속 피동기어와 후진 피동기어 사이에 구성되어 상기 무단변속 피동기어 또는 후진 피동기어를 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 구동기어와 제1 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어 보다 기어비가 크게 형성되고, 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어 보다 기어비가 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 후진 아이들 기구는 상기 제1 입력축과 상기 출력축 사이에 평행하게 배치되는 후진 아이들 축; 상기 후진 아이들 축에 일체로 형성되어 상기 후진 구동기어와 후진 피동기어 사이에서 외접 기어 연결되는 후진 아이들 기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무단변속기구는 구동풀리와 종동풀리가 일정한 폭의 연속된 무단 기어비를 가지고 무단 변속을 구현할 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 클러치의 전측에서 상기 엔진의 출력 측에 동력 연결되는 모터/제네레이터; 상기 모터/제네레이터와 엔진의 출력 측 사이에 구성되는 엔진 클러치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 벨트형 무단변속기구에 저속 및 고속단 고정 변속단을 추가함으로써, 발진과 고속 영역에서 고정 변속단으로 주행할 수 있다.
이에 따라, 유압이 최대로 필요한 발진 및 고속 영역에서 벨트 구동을 위한 풀리 유압 공급이 불필요하여 유압 손실을 줄이고, 오일펌프의 구동손실을 최소화하여 연비를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 기존 무단 변속기에서 사용되던 유성기어세트, 토크 컨버터 등을 삭제하여 구성을 간단히 하고, 구동 및 마찰 손실을 줄일 수 있어 연비를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 듀얼 클러치를 사용함으로써, CVT 변속에서 외접기어 변속으로 전환되거나 외접기어 변속에서 CVT 변속으로 전환될 때, 변속충격을 저감할 수 있다.
또한, 보조 동력원으로서 모터/제네레이터(MG)를 추가 적용하면, 회생 제동 및 EV 주행이 가능한 하이브리드 전기자동차용 변속장치로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 동력원인 엔진(ENG)의 출력 측에 연결되는 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2), 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2), 무단변속기구(CV), 변속출력기구(OUT), 후진 아이들 기구(RIDS), 종감속기구(FD)를 포함하여 이루어진다.
상기 주동력원인 엔진(ENG)은 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다.
상기 제1 입력축(IS1)은 엔진(ENG)의 출력 측에 제1 클러치(CL1)를 통해 선택적으로 연결되며, 상기 제2 입력축(IS2)은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축(IS1)의 전측부 외주 측에 회전 간섭 없이 배치되어 제2 클러치(CL2)를 통해 엔진(ENG)의 출력 측에 선택적으로 연결된다.
상기 제1 입력축(IS1) 상의 상기 무단변속기구(CV)의 후측에는 후진 구동기어(RIG)가 일체로 형성된다.
상기 제2 입력축(IS2) 상에는 기어 잇수를 달리하는 제1, 제2 구동기어(G1)(G2)가 일체로 형성된다.
상기 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)는 통상의 유체 다판 클러치로 이루어질 수 있으며, 도시하지 않은 유압제어시스템에 의하여 작동 및 비작동 제어된다.
상기 무단변속기구(CV)는 상기 제1 입력축(IS1)에 연결되는 구동풀리인 프라이머리 풀리(PP)와, 상기 제1 입력축(IS1)에 평행하게 배치된 종동풀리 축(SPS) 상에 구성되는 종동풀리인 세컨들리 풀리(SP), 및 상기 프라이머리 풀리(PP)와 세컨들리 풀리(SP)를 연결하는 벨트(B)로 구성된다.
상기 프라이머리 풀리(PP)와 세컨들리 풀리(SP)는 공지와 같이, 각각 고정 쉬브와 이동 쉬브로 이루어지며, 상기 이동 쉬브가 유압에 의하여 구동 토크에 맞는 수준으로 벨트(B) 측면에 측력을 가함으로써, 상기 각 풀리(PP)(SP)의 직경 변화에 따라 일정한 폭의 연속된 무단 기어비를 가지고 무단 변속을 이루면서 동력을 전달한다.
여기서, 상기 종동풀리 축(SPS)상에는 일측에 무단변속 구동기어(CIG)가 일체로 구성된다.
상기 변속출력기구(OUT)는 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 출력축(OS)과, 상기 출력축(OS) 상의 일측에 배치되는 제1, 제2 피동기어(D1)(D2)와, 상기 출력축(OS) 상의 제1, 제2 피동기어(D1)(D2) 사이에 배치되는 제1 싱크로나이저(SL1)와, 상기 출력축(OS) 상의 타측에 배치되는 무단변속 피동기어(COG) 및 후진 피동기어(ROG), 및 상기 출력축(OS) 상의 무단변속 피동기어(COG)와 후진 피동기어(ROG) 사이에 배치되는 제2 싱크로나이저(SL2)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 제1 싱크로나이저(SL1)는 상기 제1, 제2 피동기어(D1)(D2)와 함께 출력축(OS)의 전측에 배치되고, 제2 싱크로나이저(SL2)는 상기 무단변속 피동기어(COG) 및 후진 피동기어(ROG)와 함께 출력축(OS1)의 후측에 배치된다.
상기 제1 피동기어(D1)는 상기 제1 구동기어(G1)와 외접 기어 연결되고, 제2 피동기어(D2)는 상기 제2 구동기어(G2)와 외접 기어 연결된다.
이에 따라, 상기 제1 싱크로나이저(SL1)는 상기 제1 피동기어(D1) 또는 제2 피동기어(D2)를 상기 출력축(OS)에 선택적으로 동기 연결한다.
또한, 상기 무단변속 피동기어(COG)는 상기 종동풀리 축(SPS)상의 무단변속 구동기어(CIG)와 외접 기어 연결되고, 상기 후진 피동기어(ROG)는 후진 아이들 기구(RIDS)를 통해 제1 입력축(IS1)상에 일체로 형성된 후진 구동기어(RIG)와 외접 기어 연결된다.
이때, 상기 후진 아이들 기구(RIDS)는 상기 제1 입력축(IS1)과 상기 출력축(OS) 사이에 후진 아이들 축(RS)이 평행하게 배치되고, 상기 후진 아이들 축(RS) 상에는 상기 후진 구동기어(RIG)와 후진 피동기어(ROG) 사이에서 외접 기어 연결되는 후진 아이들 기어(RIDG)가 일체로 구성된다.
이에 따라, 상기 제2 싱크로나이저(SL2)는 상기 무단변속 피동기어(COG) 또는 후진 피동기어(ROG)를 상기 출력축(OS)에 선택적으로 동기 연결한다.
여기서, 상기 제1 구동기어(G1)와 제1 피동기어(D1)는 상기 무단변속 구동기어(CIG)와 무단변속 피동기어(COG) 보다 기어비가 크게 형성되고, 상기 제2 구동기어(G2)와 제2 피동기어(D2)는 상기 무단변속 구동기어(CIG)와 무단변속 피동기어(COG) 보다 기어비가 작게 형성된다.
그리고 상기 변속출력기구(OUT)를 통해 변속된 회전동력은 출력축(OS)의 전단부에 장착되어 있는 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 전달된다,
상기 종감속기구(FD)는 공지와 같이 상기 출력기어(OG)와 외접 기어 연결되는 종감속기어(FG)와 디프렌셜(DIFF)을 포함하여 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
[후진]
후진 변속단에서는 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 후진 피동기어(ROG)와 출력축(OS)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하면, 후진 변속이 이루어진다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 후진 구동기어(RIG), 후진 아이들 기구(RIDS), 후진 피동기어(ROG), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속 기구(FD)로 전달되면서 후진 주행이 이루어진다.
[U/D]
U/D(Under Driver) 변속단은 차량의 출발 시, 무단변속기구(CV)에서 최대의 유압을 필요로 하는 영역이므로 유압을 낮추어 오일펌프의 구동손실을 줄이기 위한 변속이다.
이에 따라, 출발 시에는 상기 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제1 피동기어(D1)와 출력축(OS)을 동기 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하면 저속의 U/D 변속이 이루어진다.
이에 따라 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제1 구동기어(G1), 제1 피동기어(D1), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속 기구(FD)로 전달되면서 U/D 주행이 이루어진다.
[CVT]
CVT 변속단은 상기와 같은 U/D 변속단으로 출발이 이루어진 후에 이루어지는데, CVT 구간에서는 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 무단변속 피동기어(COG)와 출력축(OS)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하면 CVT 변속이 이루어진다.
상기 CVT 구간에서는 공지에서와 같이 차량의 운전 조건에 따라 프라이머리 풀리(PP)와 세컨들리 풀리(SP)의 직경 변화가 이루어지면서 무단 변속이 이루어지게 된다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 프라이머리 풀리(PP), 벨트(B), 세컨들리 풀리(SP), 종동풀리 축(SPS), 무단변속 구동기어(CIG), 무단변속 피동기어(COG), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속 기구(FD)로 전달되면서 CVT 주행이 이루어진다.
[O/D]
O/D(Over Driver) 변속단은 동력 손실이 큰 고속 영역에서 무단변속기구(CV)를 이용하지 않고 외접 기어를 이용한 별도의 변속단으로 구현하여 동력 손실을 최소화할 수 있는 변속단이다.
즉, 상기 CVT 구간에서 설정된 속도 이상이 되면, 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 슬리이브(SEL2)를 통해 제2 피동기어(D2)와 출력축(OS)을 동기 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하면 고속의 O/D 변속이 이루어지게 된다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제2 구동기어(G2), 제2 피동기어(D2), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속 기구(FD)로 전달되면서 O/D 주행이 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 변속장치는 벨트형 무단변속기구(CV)에 저속 및 고속의 고정 변속단을 추가함으로써, 발진과 고속 영역에서 고정된 변속단으로 주행할 수 있다.
이에 따라, 유압이 최대로 필요한 발진 및 고속 영역에서 벨트 구동을 위한 풀리 유압 공급이 불필요하여 유압 손실을 줄이고, 오일펌프의 구동손실을 최소화하여 연비를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 기존의 무단 변속기에서 사용되던 유성기어세트, 토크 컨버터 등을 삭제하여 구성을 간단히 하고, 구동 및 마찰 손실을 줄일 수 있어 연비를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 듀얼 클러치를 사용함으로써, CVT 변속에서 외접 기어 변속으로 전환되거나 외접 기어 변속에서 CVT 변속으로 전환 시, 변속 충격의 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 실시 예에 따른 변속장치에서는 동력원을 엔진(ENG)으로만 한정하고 있으나, 제2 실시 예에 따른 변속장치에서는 상기 엔진(ENG) 이외에 보조 동력원으로서 모터/제네레이터(MG)를 추가 적용하여 회생 제동 및 EV 주행이 가능한 하이브리드 전기자동차용 변속장치로 적용할 수 있도록 한 차이점이 있다.
즉, 제2 실시 예에 따른 변속장치는 상기 제1 실시 예의 변속장치의 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)의 전측부에서 엔진(ENG)의 출력 측에 모터/제네레이터(MG)를 배치하여 동력 연결하고, 상기 모터/제네레이터(MG)와 엔진(ENG) 사이에 엔진 클러치(E/C)를 구성하여 엔진(ENG)의 동력을 단속할 수 있도록 하였다.
이에 따라, 상기 엔진 클러치(E/C)가 작동 제어된 상태에서는 상기 제1 실시 예에서와 같이 엔진(ENG)의 회전동력을 변속하여 출력할 수 있으며, 상기 엔진 클러치(E/C)의 작동을 해제하고, 모터/제네레이터(MG)의 회전 동력을 이용하면 EV 주행이 가능하다.
상기 모터/제네레이터(MG)는 모터와 제네레이터 기능을 수행할 있으며, 변속기 하우징(H)에 고정된 스테이터(ST)와, 상기 스테이터(ST)의 반경방향 내측에서 상기 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)를 통해 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 선택적으로 연결되는 로터(RT)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 엔진 클러치(E/C)는 상기 제1, 제2 클러치(CL1)(Cl2)와 마찬가지로 통상의 유체 다판 클러치로 이루어질 수 있으며, 도시하지 않은 유압제어시스템에 의하여 작동 및 비작동 제어된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
도 4를 참조하면, 제2 실시 예에서의 후진, U/D, CVT, O/D 변속은 엔진 클러치(E/C)가 작동된다는 것 이외에는 상기 제1 실시 예와 동일하게 이루어지며, EV 후진, EV U/D, EV CVT, EV O/D 변속이 추가된다.
상기에서 새로이 추가되는 EV 후진, EV U/D, EV CVT, EV O/D 변속은 동력원을 엔진(ENG)에서 모터/제네레이터(MG)로 변환된다는 것 이외에는 변속과정 및 동력전달경로가 제1 실시 예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 모식도이다.
도 5를 참조하면, 제3 실시 예에서는 상기 제2 실시 예와 비교하여 엔진(ENG)의 회전동력을 이용하여 후진 변속에 관여하는 구성들을 생략한 것이다.
즉, 상기 제2 실시 예에서 후진 구동기어(RIG), 후진 아이들 기구(RIDS), 후진 피동기어(ROG)를 생략하고, 모터/제네레이터(MG)에 의한 후진 변속이 이루어질 수 있도록 한 차이점이 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
도 6을 참조하면, 제3 실시 예에서는 상기 제2 실시 예와 비교하여 엔진(ENG)의 회전동력에 의한 후진 주행이 불가능하다.
그리고 EV 후진에서는 제1 싱크로나이저(SL1)를 이용하여 구현할 수 있다.
즉, 제1 싱크로나이저(SL1)의 슬리이브(SEL1)를 통해 제1 피동기어(D1)와 출력축(OS)을 동기 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어한 상태에서 상기 모터/제네레이터(MG)를 역구동시킨다.
그러면, 모터/제네레이터(MG)의 역회전 동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제1 구동기어(G1), 제1 피동기어(D1), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 종감속기구(FD)로 전달되면서 후진 주행이 이루어진다.
이와 같이 본 발명의 제2, 제3 실시 예는 상기 제1 실시 예에 따른 변속장치에 보조 동력원으로서 모터/제네레이터(MG)를 추가 적용하여 회생 제동 및 EV 주행이 가능한 하이브리드 전기자동차용 변속장치로 사용할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
CL1, CL2 ... 제1, 제2 클러치
E/C ... 엔진 클러치
CV... 무단변속기구
D1, D2... 제1, 제2 피동기어
FD... 종감속기구
G1, G2... 제1, 제2 구동기어
RIDS... 후진 아이들 기구
RS... 후진 아이들 축
IS1, IS2 ... 제1, 제2 입력축
MG... 모터/제네레이터
OS... 출력축
PP ... 프라이머리 풀리
SP ... 세컨들리 풀리
SL1,SL2... 제1, 제2 싱크로나이저

Claims (18)

  1. 엔진의 출력 측에 제1 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 일측에 후진을 위한 후진 구동기어가 구성되는 제1 입력축;
    중공축으로 상기 제1 입력축의 전측부에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 엔진의 출력 측에 제2 클러치를 통해 선택적으로 연결되며, 외주면 상에 기어 잇수를 달리하는 제1, 제2 구동기어가 구성되는 제2 입력축;
    상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 무단으로 변속하여 종동풀리 축 상의 무단변속 구동기어로 출력하는 무단변속기구;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 무단변속기구와 제2 입력축 상의 구동기어들로부터 전달되는 회전동력을 외접 기어 연결되는 피동기어들을 통해 전달받아 선택적으로 변속 출력하는 변속출력기구;
    상기 제1 입력축과 상기 변속출력기구 사이에 배치되어 상기 제1 입력축의 회전동력을 역방향으로 상기 변속출력기구에 전달하는 후진 아이들 기구;
    상기 변속출력기구로부터 출력되는 회전동력을 최종 감속하여 구동축으로 전달하는 종감속기구를 포함하며,
    상기 변속출력기구는 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 출력축; 상기 출력축의 일단부에 일체로 형성되는 출력기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제1 구동기어와 외접 기어 연결되는 제1 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제2 구동기어와 외접 기어 연결되는 제2 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 제1 피동기어와 제2 피동기어 사이에 구성되어 상기 제1 피동기어 또는 제2 피동기어를 상기 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 무단변속 구동기어와 외접 기어 연결되는 무단변속 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 후진 구동기어에 후진 아이들 기구를 통하여 외접 기어 연결되는 후진 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 무단변속 피동기어와 후진 피동기어 사이에 구성되어 상기 무단변속 피동기어 또는 후진 피동기어를 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저를 포함하고,
    상기 제1 구동기어와 제1 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어 보다 기어비가 크게 형성되고, 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어보다 기어비가 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후진 아이들 기구는
    상기 제1 입력축과 상기 출력축 사이에 평행하게 배치되는 후진 아이들 축;
    상기 후진 아이들 축에 일체로 형성되어 상기 후진 구동기어와 후진 피동기어 사이에서 외접 기어 연결되는 후진 아이들 기어;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무단변속기구는
    구동풀리와 종동풀리가 일정한 폭의 연속된 무단 기어비를 가지고 무단 변속을 구현하는 차량용 변속장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 클러치의 전측에서 상기 엔진의 출력 측에 동력 연결되는 모터/제네레이터;
    상기 모터/제네레이터와 엔진의 출력 측 사이에 구성되는 엔진 클러치;
    를 더 포함하는 차량용 변속장치.
  8. 엔진의 출력 측에 엔진 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 모터/제너레이터;
    엔진의 출력 측에 제1 클러치를 통해 선택적으로 연결되고, 일측에 후진을 위한 후진 구동기어가 구성되는 제1 입력축;
    중공축으로 상기 제1 입력축의 전측부에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 엔진의 출력 측에 제2 클러치를 통해 선택적으로 연결되며, 외주면 상에 기어 잇수를 달리하는 제1, 제2 구동기어가 구성되는 제2 입력축;
    상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 무단으로 변속하여 종동풀리 축 상의 무단변속 구동기어로 출력하는 무단변속기구;
    상기 제1, 제2 입력축과 일정간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 무단변속기구와 제2 입력축의 구동기어들로부터 전달되는 회전동력을 외접 기어 연결되는 피동기어들을 통해 전달받아 선택적으로 변속 출력하는 변속출력기구;
    상기 제1 입력축과 상기 변속출력기구 사이에 배치되어 상기 제1 입력축의 회전동력을 역방향으로 상기 변속출력기구에 전달하는 후진 아이들 기구; 및
    상기 변속출력기구로부터 출력되는 회전동력을 최종 감속하여 구동축으로 전달하는 종감속기구를 포함하며,
    상기 변속출력기구는 상기 제1, 제2 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 출력축; 상기 출력축의 일단부에 일체로 형성되는 출력기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제1 구동기어와 외접 기어 연결되는 제1 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 제2 구동기어와 외접 기어 연결되는 제2 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 제1 피동기어와 제2 피동기어 사이에 구성되어 상기 제1 피동기어 또는 제2 피동기어를 상기 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 무단변속 구동기어와 외접 기어 연결되는 무단변속 피동기어; 상기 출력축 상에 배치되어 상기 후진 구동기어에 후진 아이들 기구를 통하여 외접 기어 연결되는 후진 피동기어; 상기 출력축 상의 상기 무단변속 피동기어와 후진 피동기어 사이에 구성되어 상기 무단변속 피동기어 또는 후진 피동기어를 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저를 포함하고
    상기 제1 구동기어와 제1 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어 보다 기어비가 크게 형성되고, 상기 제2 구동기어와 제2 피동기어는 상기 무단변속 구동기어와 무단변속 피동기어보다 기어비가 작게 형성된 차량용 변속장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 후진 아이들 기구는
    상기 제1 입력축과 상기 출력축 사이에 평행하게 배치되는 후진 아이들 축;
    상기 후진 아이들 축에 일체로 형성되어 상기 후진 구동기어와 후진 피동기어 사이에서 외접 기어 연결되는 후진 아이들 기어;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 무단변속기구는
    구동풀리와 종동풀리가 일정한 폭의 연속된 무단 기어비를 가지고 무단 변속을 구현하는 차량용 변속장치.
  14. 삭제
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  17. 삭제
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