KR102069153B1 - 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치 - Google Patents

도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102069153B1
KR102069153B1 KR1020180104444A KR20180104444A KR102069153B1 KR 102069153 B1 KR102069153 B1 KR 102069153B1 KR 1020180104444 A KR1020180104444 A KR 1020180104444A KR 20180104444 A KR20180104444 A KR 20180104444A KR 102069153 B1 KR102069153 B1 KR 102069153B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
dog clutch
clutch
carrier
planetary gear
Prior art date
Application number
KR1020180104444A
Other languages
English (en)
Inventor
김정민
Original Assignee
안동대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 안동대학교 산학협력단 filed Critical 안동대학교 산학협력단
Priority to KR1020180104444A priority Critical patent/KR102069153B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102069153B1 publication Critical patent/KR102069153B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0056Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising seven forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에 관한 것으로,
기어비에 따라 출력 회전수를 변경하는 4개의 유성기어; 제1유성기어의 제1피니언기어와 제4유성기어의 제4링기어를 연결하는 제1캐리어, 제1유성기어의 제1링기어와 제2유성기어의 제2피니언기어를 연결하는 제2캐리어, 제4유성기어의 한 쌍의 제4피니언기어와 제3유성기어의 제3피니언기어를 연결하는 제3캐리어의 3개의 캐리어; 엔진동력 입력축의 동력을 제1유성기어 및 제2유성기어에 작용하는 제1전달축으로 이어주거나 끊어주는 제1클러치, 제3유성기어 및 제4유성기어에 작용하는 제2전달축으로 이어주거나 끊어주는 제2클러치의 2개의 클러치; 해당 유성기어의 선기어 또는 해당 캐리어에 동력을 전달하거나 차단하고, 해당 선기어 또는 해당 캐리어의 회전을 제한하는 9개의 도그클러치;를 포함하고, 제1캐리어가 엔진동력 출력축과 연결되고, 4개의 유성기어 중에서 제1유성기어, 제2유성기어, 제3유성기어가 단일 피니언 유성기어이고, 제4유성기어가 이중 피니언 유성기어이고, 제3유성기어의 제3링기어와 제4유성기어의 제4링기어가 일체로 구성된 기술 구성을 통하여
변속과정에서 클러치 드래그 로스를 방지할 수 있게 되고, 동력단절 없이 빠르게 변속을 수행함으로써 변속감을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치 { MULTISTAGE AUTO-TRANSMISSION APPARATUS OF VEHICLES USING DOG CLUTCH }
본 발명은 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 4개의 유성기어와 2개의 클러치, 3개의 캐리어, 9개의 도그클러치를 이용하여 엔진출력을 전진1단 내지 전진7단, 후진1단으로 변속하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 자동변속장치는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 변속제어유니트를 구비한다.
상기 변속제어유니트는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크들을 작동하거나 해제함으로써 유성기어를 포함하는 자동변속장치의 출력단 회전수를 조절한다.
한편, 전진 4속과 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있는 파워 트레인을 설계하기 위해서는 2개 이상의 유성기어장치와 최소한 5개의 마찰요소를 설치하여야 하는데, 좋은 변속감을 갖는 파워 트레인을 설계하기 위해서는 2개 이상의 유성기어장치와 7개의 마찰요소 및 3개의 일방향 클러치를 사용하여야 하며, 기어박스내에 총 8속의 변속 구현을 하고자 하는 경우에는 보다 많은 기어 및 클러치 등을 설치해야 한다.
그러나, 이러한 기어 트레인의 설계는 구조가 복잡하게 되고, 중량도 증가하는 문제점이 있으며, 특히 기어박스 내부에 8속 구현을 위한 부품을 설치하는 경우 기존 기어박스 내부의 클러치 및 유성기어 조합과 어울어지는 또 다른 유성기어 및 클러치 등 많은 부품이 더 설치되어야 하므로, 변속요소를 위한 부품수 증가와 함께 중량이 증가하게 되고, 기어박스의 용량이 커져야 하는 단점이 있다.
그리고 종래의 자동 변속기는 유한한 갯수의 변속단을 가지고 있기 때문에 변속시 변속충격이 불가피하게 발생하며 엔진의 운전영역이 유한한 갯수의 변속비에 의해 제한되므로 연비와 동력 성능을 최대한 발휘하기에는 한계가 있다
이에 변속기의 크기 및 중량을 증가시키지 않으면서도 다단으로 변속이 가능하도록 하는 것에 의해 변속 성능 향상을 도모할 수 있도록 하는 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
하기의 특허문헌 1에는 토크컨버터의 출력측에 유성기어의 조합으로 이루어진 별도의 선행 변속수단을 설치하여 기존의 기어박스내의 입력속도를 변경하면서 전진 4속 이상 총 8속의 다단 변속 구현이 가능하고, 선행 변속수단이 토크컨버터에 설치됨에 따라 기존의 기어박스내의 부품수 절감 및 중량 감소를 실현할 수 있도록 한 차량용 다단 자동변속기가 개시되어 있다.
특허문헌 1의 차량용 다단 자동변속기는 토크컨버터의 출력측에 단순 유성기어셋트로 이루어지는 제1유성기어셋트를 장착하고, 자동변속기의 기어박스에 2개의 단순 유성기어셋트가 조합된 복합 유성기어셋트를 설치한 것으로, 토크컨버터 출력 속도의 선행 2단 제어를 통한 전진 8속 및 후진 2속의 변속단을 구현한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-01114859호 (2007년 12월 05일 공개)
한편, 기존 자동변속기는 변속을 위하여 습식 다판클러치를 사용한다.
습식 다판클러치는 2개의 축을 연결(On) 또는 해제(Off)하는 역할을 수행하는데, 해제(Off) 시 다수의 클러치 판 사이에 변속기 오일이 남아 있어 클러치가 완전히 해제(Off)되지 못하고 2개의 축이 일부 연결되는 현상이 발생하는데, 이는 변속기의 손실을 유발하게 되며, 일반적으로 클러치 드래그 로스(Clutch Drag loss)라고 부른다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 차량의 다단 자동변속장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 클러치의 연결과정 및 해제과정에서 발생하는 드래그 로스를 방지함으로써 변속기의 손실을 방지할 수 있도록 하는 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 그 다른 목적이 변속과정에서 동력단절이 없도록 하는 것에 의해 변속성능을 개선할 수 있도록 하는 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 기어비에 따라 출력 회전수를 변경하는 4개의 유성기어; 제1유성기어의 제1피니언기어와 제4유성기어의 제4링기어를 연결하는 제1캐리어, 제1유성기어의 제1링기어와 제2유성기어의 제2피니언기어를 연결하는 제2캐리어, 제4유성기어의 한 쌍의 제4피니언기어와 제3유성기어의 제3피니언기어를 연결하는 제3캐리어의 3개의 캐리어; 엔진동력 입력축의 동력을 제1유성기어 및 제2유성기어에 작용하는 제1전달축으로 이어주거나 끊어주는 제1클러치, 제3유성기어 및 제4유성기어에 작용하는 제2전달축으로 이어주거나 끊어주는 제2클러치의 2개의 클러치; 제1유성기어의 제1선기어와 제2유성기어의 제2선기어와 제4유성기어의 제4선기어 또는 제1유성기어의 제1선기어와 제3유성기어의 제3선기어와 제4유성기어의 제4선기어 또는 제2캐리어 및 제3캐리어에 동력을 전달하거나 차단하고, 제2선기어와 제3선기어와 제2캐리어와 제3캐리어의 회전을 제한하는 9개의 도그클러치;를 포함하고, 리어가 엔진동력 출력축과 연결되고, 4개의 유성기어 중에서 제1유성기어, 제2유성기어, 제3유성기어가 단일 피니언 유성기어이고, 제4유성기어가 이중 피니언 유성기어이고, 제3유성기어의 제3링기어와 제4유성기어의 제4링기어가 일체로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 9개의 도그클러치 중에서 제1도그클러치가 제1전달축과 제1선기어 사이에 설치되고, 제2도그클러치가 제1전달축과 제2캐리어 사이에 설치되고, 제3도그클러치가 제1전달축과 제2선기어 사이에 설치되고, 제4도그클러치가 제1고정베이스와 제2캐리어 사이에 설치되고, 제5도그클러치가 제2고정베이스와 제2선기어 사이에 설치되고, 제6도그클러치가 제2전달축과 제4선기어 사이에 설치되고, 제7도그클러치가 제2전달축과 제3캐리어 사이에 설치되고, 제8도그클러치가 제3고정베이스와 제3선기어 사이에 설치되고, 제9도그클러치가 제4고정베이스와 제3캐리어 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 9개의 도그클러치 중에서 제1도그클러치가 제1전달축과 제1선기어 사이에 설치되고, 제2도그클러치가 제1전달축과 제2캐리어 사이에 설치되고, 제3도그클러치가 제1고정베이스와 제2캐리어 사이에 설치되고, 제4도그클러치가 제2고정베이스와 제2선기어 사이에 설치되고, 제5도그클러치가 제2전달축과 제4선기어 사이에 설치되고, 제6도그클러치가 제2전달축과 제3캐리어 사이에 설치되고, 제7도그클러치가 제3고정베이스와 제3선기어 사이에 설치되고, 제8도그클러치가 제4고정베이스와 제3캐리어 사이에 설치되고, 제9도그클러치가 제2전달축과 제3선기어 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 기어비에 따라 출력 회전수를 변경하는 4개의 유성기어; 제1피니언기어와 한 쌍의 제2피니언기어를 연결하는 제1캐리어, 제3링기어와 제4피니언기어를 연결하는 제2캐리어, 제3피니언기어와 제4링기어를 연결하는 제3캐리어의 3개의 캐리어; 엔진동력 입력축의 동력을 제1유성기어 및 제2유성기어에 작용하는 제1전달축으로 이어주거나 끊어주는 제1클러치, 제3유성기어 및 제4유성기어에 작용하는 제2전달축으로 이어주거나 끊어주는 제2클러치의 2개의 클러치; 제1유성기어의 제1선기어와 제2유성기어의 제2선기어와 제3유성기어의 제3선기어 또는 제2유성기어의 제2선기어와 제3유성기어의 제3선기어와 제4유성기어의 제4선기어 또는 제2캐리어에 동력을 전달하거나 차단하고, 제1선기어와 제4선기어와 제2캐리어와 제3캐리어의 회전을 제한하는 9개의 도그클러치;를 포함하고, 제2유성기어의 제2링기어와 제3유성기어의 제3링기어가 엔진동력 출력축과 연결되고, 4개의 유성기어 중에서 제1유성기어, 제3유성기어, 제4유성기어가 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제2유성기어가 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이고, 제1유성기어의 제1링기어와 제2유성기어의 제2링기어가 일체로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 9개의 도그클러치 중에서 제1도그클러치가 제1전달축과 제2선기어 사이에 설치되고, 제2도그클러치가 제1전달축과 제1캐리어 사이에 설치되고, 제3도그클러치가 제1전달축과 제1선기어 사이에 설치되고, 제4도그클러치가 제1고정베이스와 제1선기어 사이에 설치되고, 제5도그클러치가 제2고정베이스과 제1캐리어 사이에 설치되고, 제6도그클러치가 제2전달축과 제3선기어 사이에 설치되고, 제7도그클러치가 제2전달축과 제2캐리어 사이에 설치되고, 제8도그클러치가 제3고정베이스와 제2캐리어 사이에 설치되고, 제9도그클러치가 제4고정베이스와 제4선기어 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 9개의 도그클러치 중에서 제1도그클러치가 제1전달축과 제2선기어 사이에 설치되고, 제2도그클러치가 제1전달축과 제1캐리어 사이에 설치되고, 제3도그클러치가 제1고정베이스와 제1선기어 사이에 설치되고, 제4도그클러치가 제2고정베이스와 제1캐리어 사이에 설치되고, 제5도그클러치가 제2전달축과 제3선기어 사이에 설치되고, 제6도그클러치가 제2전달축과 제2캐리어 사이에 설치되고, 제7도그클러치가 제3고정베이스와 제2캐리어 사이에 설치되고, 제8도그클러치가 제4고정베이스와 제4선기어 사이에 설치되고, 제9도그클러치가 제2전달축과 제4선기어 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에 의하면, 제1전달축 및 제2전달축의 회전을 도그클러치를 통해 해당 유성기어에 전달하므로 클러치 연결 및 분리과정에서 발생되는 드래그 동력 손실을 방지할 수 있게 되고, 변속기의 동력 손실을 방지할 수 있게 되어 동력전달 효율이 증가됨은 물론 보다 원활한 변속을 할 수 있게 되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에 의하면, 하나의 클러치를 분리하는 동시에 다른 클러치를 연결하기 전에 변속하고자하는 변속단의 도그클러치를 미리 연결해둘 수 있게 되므로 동력단절 없이 빠르게 변속을 수행할 수 있게 됨은 물론 변속감을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도,
도 2a는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진1단 동력전달상태도,
도 2b는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진2단 동력전달상태도,
도 2c는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진2단 동력전달상태도,
도 2d는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진3단 동력전달상태도,
도 2e는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진3단 동력전달상태도,
도 2f는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진4단 동력전달상태도,
도 2g는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진4단 동력전달상태도,
도 2h는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진5단 동력전달상태도,
도 2i는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진5단 동력전달상태도,
도 2j는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진6단 동력전달상태도,
도 2k는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진6단 동력전달상태도,
도 2l은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진7단 동력전달상태도,
도 2m은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진7단 동력전달상태도,
도 2n은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 후진1단 동력전달상태도,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도.
이하 본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 4개의 유성기어(11~14), 3개의 캐리어(Ca1~Ca3), 2개의 클러치(C1~C2), 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9)를 포함한다.
유성기어(11~14)는 기어비에 따라 출력 회전수를 변경하는 역할을 한다.
4개의 유성기어(11~14) 중에서 제1유성기어(11), 제2유성기어(12), 제3유성기어(13)는 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제4유성기어(14)는 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이다.
제1유성기어(11)는 제1선기어(S1), 제1피니언기어(P1), 제1링기어(R1)를 포함하고, 제2유성기어(12)는 제2선기어(S2), 제2피니언기어(P2), 제2링기어(R2)를 포함한다.
제3유성기어(13)는 제3선기어(S3), 제3피니언기어(P3), 제3링기어(R3)를 포함하고, 제4유성기어(14)는 제4선기어(S4), 한 쌍의 제4피니언기어(P4), 제4링기어(R4)를 포함힌다.
제2유성기어(12)의 제2링기어(R2)는 제1유성기어(11)의 제1피니언기어(P1)에 접속되고, 제3유성기어(13)의 제3링기어(R3)와 제4유성기어(14)의 제4링기어(R4)는 일체로 구성된다.
3개의 캐리어(Ca1~Ca3) 중에서 제1캐리어(Ca1)는 제1유성기어(11)의 제1피니언기어(P1)와 제4유성기어(14)의 제4링기어(R4)를 연결하고, 제2캐리어(Ca2)는 제1유성기어(11)의 제1링기어(R1)와 제2유성기어(12)의 제2피니언기어(P2)를 연결하고, 제3캐리어(Ca3)은 제4유성기어(14)의 한 쌍의 제4피니언기어(P4)와 제3유성기어(13)의 제3피니언기어(P3)를 연결한다.
3개의 캐리어(Ca1~Ca3) 중에서 제1캐리어(Ca1)는 엔진동력 출력축(130)과 연결된다.
2개 클러치(C1~C2)는 엔진동력 입력축(110)에 마련되고, 엔진동력 입력축(110)의 회전을 제1유성기어(11) 및 제2유성기어(12)에 작용하는 제1전달축(121) 또는 제3유성기어(13) 및 제4유성기어(14)에 작용하는 제2전달축(122)으로 이어주거나 끊어주는 역할을 한다.
2개의 클러치(C1~C2) 중에서 제1클러치(C1)는 제1전달축(121)과 접속 또는 분리되고, 제2클러치(C2)는 제2전달축(122)과 접속 또는 분리된다.
9개의 도그클러치(Dog1~Dog9)는 해당 유성기어(11~14)의 선기어(S1~S4) 또는 해당 캐리어(Ca2~Ca3)에 동력을 전달하거나 차단하고, 제2선기어(S2) 또는 제3선기어(S3) 또는 제2캐리어(Ca2) 또는 제3캐리어(Ca3)의 회전을 제한한다.
9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서 제1도그클러치(Dog1)는 제1전달축(121)과 제1선기어(S1) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제1선기어(S1)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제2도그클러치(Dog2)는 제1전달축(121)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제2캐리어(Ca2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제3도그클러치(Dog3)는 제1전달축(121)과 제2선기어(S2) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제2선기어(S2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제4도그클러치(Dog4)는 제1고정베이스(131)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2캐리어(Ca2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제5도그클러치(Dog5)는 제2고정베이스(132)와 제2선기어(S2) 사이에 설치되고, 제2선기어(S2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제6도그클러치(Dog6)는 제2전달축(122)과 제4선기어(S4) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제4선기어(S4)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제7도그클러치(Dog7)는 제2전달축(122)과 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제3캐리어(Ca3)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제8도그클러치(Dog8)는 제3고정베이스(133)와 제3선기어(S3) 사이에 설치되고, 제3선기어(S3)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제9도그클러치(Dog9)는 제4고정베이스(134)와 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고, 제3캐리어(Ca3)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량의 다단 자동변속장치는 엔진 동력을 이어주거나 또는 끊어주는 2개의 클러치(C1,C2)와 9개의 도그클러치((Dog1~Dog9)의 작동을 변환하는 것에 의해 기어단을 전진1단에서 전진7단까지, 그리고 후진1단으로 변속한다.
다음의 표 1은 기어단에 따른 클러치 및 도그클러치의 작동상태를 나타낸 것이다.
Figure 112018087147055-pat00001
본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서에서 제1클러치(C1)는 전진1단, 전진3단, 전진5단, 전진7단, 후진1단에서 작동되고, 제2클러치(C2)는 전진2단, 전진4단, 전진6단에서 작동된다.
제1도그클러치(Dog1)은 전진1단, 전진3단, 전진5단에서 작동되고, 제2도그클러치(Dog2)는 전진5단, 전진7단에서 작동되고, 제3도그클러치(Dog3)은 후진1단에서 작동되고, 제4도그클러치(Dog4)는 전진1단, 후진1단에서 작동되고, 제5도그클러치(Dog5)는 전진3단, 전진7단에서 작동되고, 제6도그클러치(Dog6)는 전진2단, 전진4단에서 작동되고, 제7도그클러치(Dog7)는 전진6단에서 작동되고, 제8도그클러치(Dog9)는 전진4단, 전진6단에서 작동되고, 제9도그클러치(Dog9)는 전진2단에서 작동된다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 제1전달축(121)에 접속되는 제1유성기어(11)와 제2유성기어(12), 제2전달축(122)에 접속되는 제3유성기어(13)와 제4유성기어(14)의 모두 4개의 유성기어(Planetary Gear)의 조합으로 변속되고, 기어비는 각 유성기어(11~14)의 기어 잇수에 따라 계산된다.
예를 들어,
Zs1 : 제1유성기어의 제1선기어 잇수,
Zr1 : 제1유성기어의 제1링기어 잇수,
Zs2 : 제2유성기어의 제2선기어 잇수,
Zr2 : 제2유성기어의 제2링기어 잇수,
Zs3 : 제3유성기어의 제3선기어 잇수,
Zr3 : 제3유성기어의 제3링기어 잇수,
Zs4 : 제4유성기어의 제4선기어 잇수,
Zr4 : 제4유성기어의 제4링기어 잇수,
일때, 기어단에 따른 기어비는 표 2와 같이 계산되고, 기어비 계산의 예시는 표 2 내지 표 4와 같다.
Figure 112018087147055-pat00002
Figure 112018087147055-pat00003
Figure 112018087147055-pat00004
예시와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서 기어단에 따른 기어비는 전진 변속의 경우 3.1724 ~ 0.6375의 범위이고, 후진 변속의 경우 -1.7586이다.
도 2a는 동 제1 실시 예에 따른 차량의 다단 자동변속장치의 전진1단 동력전달상태도이다.
전진1단은 제1클러치(C1)와 제1도그클러치(Dog1), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되는 상태이다.
전진1단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제1도그클러치(Dog1)을 통해 제1선기어(S1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진1단에서는 제4도그클러치(Dog4)를 통해 제2캐리어(Ca2)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진 1단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진1단을 구성할 경우, 1개의 제1클러치(C1)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제2클러치(C2)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2b는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진2단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진2단은 전진1단으로 주행중에 전진2단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진2단은 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog), 제4도그클러치(Dog4), 제6도그클러치(Dog6), 제9도그클러치(Dog9)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진2단은 제6도그클러치(Dog6), 제9도그클러치(Dog9)가 작동되는 상태이지만 제2전달축(122)으로 동력을 전달하는 제2클러치(C2)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진1단과 동일하다.
프리셀렉트 전진2단이 완료된 상태에서 전진1단에서 전진2단 변속이 요구될 경우 제1클러치(C1)를 해제하고 제2클러치(C2)를 연결하게 되면 전진2단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진2단을 구성하는 도그클러치들(Dog6, Dog9)과 엔진을 연결하는 제2클러치(C2)가 해제되어 있기 때문에, 전진1단으로 주행하는 과정에서, 전진2단을 구성하는 도그클러치들(Dog6, Dog9)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진1단에서 전진2단으로 변속 시 제1클러치(C1)을 해제하는 동시에 제2클러치(C2)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2c는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진2단 동력전달상태도이다.
전진2단은 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제9도그클러치(Dog9)가 작동되는 상태이다.
전진2단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제2클러치(C2)를 통해 제2전달축(122)으로 전달되고, 제6도그클러치(Dog6)을 통해 제4선기어(S4)로 전달되고, 한 쌍의 제4피니언기어(P4)를 통해 제4링기어(R4) 및 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진2단에서는 제9도그클러치(Dog9)를 통해 제3캐리어(Ca3)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진2단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진2단을 구성할 경우, 1개의 제2클러치(C2)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제1클러치(C1)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2d는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진3단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진3단은 전진2단으로 주행중에 전진3단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진3단은 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제9도그클러치(Dog9), 제1도그클러치(Dog1), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진3단은 제1도그클러치(Dog1), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이지만 제1전달축(121)으로 동력을 전달하는 제1클러치(C1)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진2단과 동일하다.
프리셀렉트 전진3단이 완료된 상태에서 전진2단에서 전진3단 변속이 요구될 경우 제2클러치(C2)를 해제하고 제1클러치(C1)를 연결하게 되면 전진3단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진3단을 구성하는 도그클러치들(Dog1, Dog5)과 엔진을 연결하는 제1클러치(C1)가 해제되어 있기 때문에, 전진2단으로 주행하는 과정에서, 전진3단을 구성하는 도그클러치들(Dog1, Dog5)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진2단에서 전진3단으로 변속 시 제2클러치(C2)을 해제하는 동시에 제1클러치(C1)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2e는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진3단 동력전달상태도이다.
전진3단은 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이다.
전진3단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제1도그클러치(Dog1)을 통해 제1선기어(S1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진3단에서 제1피니언기어(P1)로 전달된 일부 동력은 제2링기어(R2)로 전달되었다가, 제2링기어(R2)에서 제2피니언기어(P2)로 전달되고, 제2캐리어(Ca2)를 통해 제1링기어(R1)로 전달되고, 제1링기어(R1)에서 제1피니언기어(P1)로 전달되는 동력순환이 발생한다.
전진3단에서는 제5도그클러치(Dog5)를 통해 제2선기어(S2)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진3단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진3단을 구성할 경우, 1개의 제1클러치(C1)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제2클러치(C2)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2f는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진4단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진4단은 전진3단으로 주행중에 전진4단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진4단은 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제5도그클러치(Dog5), 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진4단은 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이지만 제2전달축(122)으로 동력을 전달하는 제2클러치(C2)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진3단과 동일하다.
프리셀렉트 전진4단이 완료된 상태에서 전진3단에서 전진4단 변속이 요구될 경우 제1클러치(C1)를 해제하고 제2클러치(C2)를 연결하게 되면 전진4단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진4단을 구성하는 도그클러치들(Dog6, Dog8)과 엔진을 연결하는 제2클러치(C2)가 해제되어 있기 때문에, 전진 3단으로 주행하는 과정에서, 전진 4단을 구성하는 도그 클러치들(Dog6, Dog8)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진3단에서 전진4단으로 변속 시 제1클러치(C1)을 해제하는 동시에 제2클러치(C2)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2g는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진4단 동력전달상태도이다.
전진4단은 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이다.
전진4단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제2클러치(C2)를 통해 제2전달축(122)으로 전달되고, 제6도그클러치(Dog6)을 통해 제4선기어(S4)로 전달되고, 한 쌍의 제4피니언기어(P4)를 통해 제4링기어(R4) 및 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진4단에서 한 쌍의 제4피니언기어(P4)를 통해 제4링기어(R4)로 전달된 일부 동력은 제4링기어(R4)와 일체로 형성된 제3링기어(R3)을 통해 제3피니언기어(P3)로 전달되고, 제3캐리어(Ca3)을 통해 한 쌍의 제4피니언기어(P4)로 전달되는 동력순환이 발생한다.
전진4단에서는 제8도그클러치(Dog8)를 통해 제3선기어(S3)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진4단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진4단을 구성할 경우, 1개의 제2클러치(C2)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제1클러치(C1)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2h는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진5단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진5단은 전진4단으로 주행중에 전진5단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진5단은 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진5단은 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되는 상태이지만 제1전달축(121)으로 동력을 전달하는 제1클러치(C1)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진4단과 동일하다.
프리셀렉트 전진5단이 완료된 상태에서 전진4단에서 전진5단 변속이 요구될 경우 제2클러치(C2)를 해제하고 제1클러치(C1)를 연결하게 되면 전진5단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진5단을 구성하는 도그클러치들(Dog1, Dog2)과 엔진을 연결하는 제1클러치(C1)가 해제되어 있기 때문에, 전진4단으로 주행하는 과정에서, 전진5단을 구성하는 도그클러치들(Dog1, Dog2)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진4단에서 전진5단으로 변속 시 제2클러치(C2)을 해제하는 동시에 제1클러치(C1)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2i는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진5단 동력전달상태도이다.
전진5단은 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되는 상태이다.
전진5단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제1도그클러치(Dog1)을 통해 제1선기어(S1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
또한, 전진5단에서 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달된 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제2도그클러치(Dog2)을 통해 제2캐리어(Ca2)로 전달되고, 제1링기어(R1)를 통해 제1피니언기어(P1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진5단에서는 엔진동력 입력축(110)의 동력이 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제1전달축(121)의 동력이 제1도그클러치(Dog1) 및 제2도그클러치(Dog2)로 전달되고, 제1도그클러치(Dog1)를 통해 제1선기어(S1)로 전달된 엔진동력과 제2도그클러치(Dog2)를 통해 제2캐리어(Ca2)로 전달된 동력이 합쳐져서 제1캐리어(Ca1) 및 엔진동력 출력축(130), 구동바퀴로 전달된다.
기존의 변속기는 전진5단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진5단을 구성할 경우, 1개의 제1클러치(C1)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제2클러치(C2)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2j는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진6단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진6단은 전진5단으로 주행중에 전진6단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진6단은 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2), 제7도그클러치(Dog7), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진6단은 제7도그클러치(Dog7), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이지만 제2전달축(122)으로 동력을 전달하는 제2클러치(C2)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진5단과 동일하다.
프리셀렉트 전진6단이 완료된 상태에서 전진5단에서 전진6단 변속이 요구될 경우 제1클러치(C1)를 해제하고 제2클러치(C2)를 연결하게 되면 전진6단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진6단을 구성하는 도그 클러치들(Dog7, Dog8)과 엔진을 연결하는 제2클러치(C2)가 해제되어 있기 때문에, 전진5단으로 주행하는 과정에서, 전진6단을 구성하는 도그클러치들(Dog7, Dog8)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진5단에서 전진6단으로 변속 시 제1클러치(C1)을 해제하는 동시에 제2클러치(C2)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2k는 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진6단 동력전달상태도이다.
전진6단은 제2클러치(C2), 제7도그클러치(Dog7), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되는 상태이다.
전진6단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제2클러치(C2)를 통해 제2전달축(122)으로 전달되고, 제7도그클러치(Dog7)를 통해 제3캐리어(Ca3)로 전달되고, 제3피니언기어(P3)를 통해 제3링기어(R3)로 전달되고, 제3링기어(R3)와 일체로 형성된 제4링기어(R4)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진6단에서는 제8도그클러치(Dog8)를 통해 제3선기어(S3)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진6단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진6단을 구성할 경우, 1개의 제2클러치(C2)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제1클러치(C1)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2l은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 프리셀렉트 전진7단 동력전달상태도이다.
프리셀렉트 전진7단은 전진6단으로 주행중에 전진7단에 해당하는 도그클러치만을 미리 연결한 상태이다.
프리셀렉트 전진7단은 제2클러치(C2), 제7도그클러치(Dog7), 제8도그클러치(Dog8), 제2도그클러치(Dog2), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이다.
프리셀렉트 전진7단은 제2도그클러치(Dog2), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이지만 제1전달축(121)으로 동력을 전달하는 제1클러치(C1)가 해제된 상태이므로 동력전달상태는 전진6단과 동일하다.
프리셀렉트 전진7단이 완료된 상태에서 전진6단에서 전진7단 변속이 요구될 경우 제2클러치(C2)를 해제하고 제1클러치(C1)를 연결하게 되면 전진7단으로 변속된다.
도그클러치만을 사용하여 변속을 수행할 경우, 엔진과 변속기의 연결을 일시적으로 해제하여야 하며, 이는 자동차에서 엔진 동력이 단절되어 주춤하는 불쾌한 느낌을 운전자에게 주게 된다. 전진7단을 구성하는 도그클러치들(Dog2, Dog5)과 엔진을 연결하는 제1클러치(C1)가 해제되어 있기 때문에, 전진6단으로 주행하는 과정에서, 전진7단을 구성하는 도그클러치들(Dog2, Dog5)을 미리 작동시켜 놓을 수 있다. 이렇게 하면 전진6단에서 전진7단으로 변속 시 제2클러치(C2)을 해제하는 동시에 제1클러치(C1)를 연결하는 작업을 수행하여 빠른 변속이 가능하게 된다.
도 2m은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 전진7단 동력전달상태도이다.
전진7단은 제1클러치(C1), 제2도그클러치(Dog2), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되는 상태이다.
전진7단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제2도그클러치(Dog2)를 통해 제2캐리어(Ca2)로 전달되고, 제2피니언기어(P2)를 통해 제2링기어(R2)로 전달되고, 제2링기어(R2)를 통해 제1피니언기어(P1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
전진7단에서는 제5도그클러치(Dog5)를 통해 제2선기어(S2)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 전진7단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 전진7단을 구성할 경우, 1개의 제1클러치(C1)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제2클러치(C2)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 2n은 동 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 후진1단 동력전달상태도이다.
후진이 요구될 경우 후진1단에 해당하는 도그클러치들(Dog3, Dog4)을 연결하고, 제1클러치(C1)를 연결하여 후진1단 변속을 완료한다.
후진1단은 제1클러치(C1), 제3도그클러치(Dog3), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되는 상태이다.
후진1단에서 엔진동력 입력축(110)의 동력은 제1클러치(C1)를 통해 제1전달축(121)으로 전달되고, 제3도그클러치(Dog3)를 통해 제2선기어(S2)로 전달되고, 제2피니언기어(P2)를 통해 제2링기어(R2)로 전달되고, 제2링기어(R2)를 통해 제1피니언기어(P1)로 전달되고, 제1피니언기어(P1)를 통해 제1캐리어(Ca1)로 전달되고, 제1캐리어(Ca1)와 접속된 엔진동력 출력축(130)을 통해 구동바퀴로 전달된다.
후진1단에서는 제4도그클러치(Dog4)를 통해 제2캐리어(Ca2)의 회전이 제한된다.
기존의 변속기는 후진1단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명과 같이 후진1단을 구성할 경우, 1개의 제1클러치(C1)만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하며, 제2클러치(C2)에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
이상에서와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전진1단 내지 전진7단, 그리고 후진1단으로 변속된다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서 가속시의 일반적인 변속은 전진1단 - 프리셀렉트 전진2단 - 전진2단 - 프리셀레트 전진3단 - 전진3단 - 프리셀렉트 전진4단 - 전진4단 - 프리셀렉트 전진5단 - 전진5단 - 프리셀렉트 전진6단 - 전진6단 - 프리셀렉트 전진7단 - 전진7단의 순서로 진행되고, 감속시의 일반적인 변속은 전진7단 - 프리셀렉트 전진6단 - 전진6단 -프리셀렉트 전진5단 - 전진5단 - 프리셀렉트 전진4단 - 전진4단 - 프리셀레트 전진3단 - 전진3단 - 프리셀렉트 전진2단 - 전진2단 - 프리셀렉트 전진1단 - 전진1단의 순서로 진행된다.
가감속이 반복될 경우의 변속은, 예를 들면 전진1단 - 프리셀렉트 전진2단 - 전진2단 - 프리셀레트 전진3단 - 전진3단 - 프리셀렉트 전진2단 - 전진2단-프리셀렉트 전진3단 - 전진3단 - 프리셀렉트 전진4단 - 전진4단 - 프리셀렉트 전진3단 - 전진3단의 순서로 진행될 수 있다.
급감속시 여러 단의 변속을 생략을 하는 변속(Skip Shift)는 예를 들면 전진7단 - 프리셀렉트 전진4단 - 전진4단 - 프리셀렉트 전진1단 - 전진1단의 순서로 진행될 수 있다.
기존의 변속기는 원하는 단을 구성하기 위하여 2개 이상의 클러치를 작동하기 위한 유압 시스템을 작동시키고, 작동하지 않는 2개 이상의 클러치들에 의하여 드래그 동력 손실이 발생하여 동력 전달 효율이 하락하지만, 본 발명은 1개의 클러치만을 작동하기 위하여 유압 시스템이 필요하여 에너지 소비가 상대적으로 작으며, 1개의 클러치에서만 드래그 동력 손실이 발생하기 때문에 동력전달 효율 향상이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와 마찬가지로 4개의 유성기어(11~14), 3개의 캐리어(Ca1~ Ca3), 2개의 클러치(C1~C2), 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9)를 포함한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와 마찬가지로 입력축(110)과 제1전달축(121) 사이에 제1클러치(C1)가 설치되고, 제1전달축(121)에 제1유성기어(11)와 제2유성기어(12)가 접속되고, 입력축(110)과 제2전달축(122) 사이에 제2클러치(C2)가 설치되고, 제2전달축(122)에 제3유성기어(13)와 제4유성기어(14)가 설치된다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와 마찬가지로 4개의 유성기어(11~14) 중에서 제1유성기어(11), 제2유성기어(12), 제3유성기어(13)가 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제4유성기어(14)가 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서,
제1도그클러치(Dog1)는 제1전달축(121)과 제1선기어(S1) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제1선기어(S1)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제2도그클러치(Dog2)는 제1전달축(121)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제2캐리어(Ca2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제3도그클러치(Dog3)는 제1고정베이스(131)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2캐리어(Ca2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제4도그클러치(Dog4)는 제2고정베이스(132)와 제2선기어(S2) 사이에 설치되고, 제2선기어(S2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제5도그클러치(Dog5)는 제2전달축(122)과 제4선기어(S4) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제4선기어(S4)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제6도그클러치(Dog6)는 제2전달축(122)과 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제3캐리어(Ca3)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제7도그클러치(Dog7)는 제3고정베이스(133)와 제3선기어(S3) 사이에 설치되고, 제3선기어(S3)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제8도그클러치(Dog8)는 제4고정베이스(134)와 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고, 제3캐리어(Ca3)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제9도그클러치(Dog9)는 제2전달축(122)과 제3선기어(S3) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제3선기어(S3)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예에서 제1전달축(121)에 마련된 제3도그클러치(Dog3)의 위치를 제2전달축(122)으로 이동한 형태를 가진다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서의 기어단에 따른 클러치 및 도그클러치의 작동상태는 표 5와 같다.
Figure 112018087147055-pat00005
표 5와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전진1단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제3도그클러치(Dog3)가 작동되고, 전진2단에서 제2클러치(C2), 제5도그클러치(Dog5), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되고, 전진3단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되고, 전진4단에서 제2클러치(C2), 제5도그클러치(Dog5), 제7도그클러치(Dog7)가 작동되고, 전진5단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되고, 전진6단에서 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제7도그클러치(Dog7)가 작동되고, 전진7단에서 제1클러치(C1), 제2도그클러치(Dog2), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되고, 후진1단에서 제2클러치(C2), 제8도그클러치(Dog8), 제9도그클러치(Dog9)가 작동된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와 마찬가지로 4개의 유성기어(11~14), 3개의 캐리어(Ca1~ Ca3), 2개의 클러치(C1~C2), 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9)를 포함한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와 마찬가지로 입력축(110)과 제1전달축(121) 사이에 제1클러치(C1)가 설치되고, 제1전달축(121)에 제1유성기어(11)와 제2유성기어(12)가 접속되고, 입력축(110)과 제2전달축(122) 사이에 제2클러치(C2)가 설치되고, 제2전달축(122)에 제3유성기어(13)와 제4유성기어(14)가 설치된다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예와는 달리 4개의 유성기어(11~14) 중에서 제1유성기어(11), 제3유성기어(13), 제4유성기어(14)가 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제2유성기어(12)가 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이고, 제1유성기어(11)의 제1링기어(R1)와 제2유성기어(12)의 제2링기어(R2)가 일체로 구성된다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 3개의 캐리어(Ca1~Ca3) 중에서 제1캐리어(Ca1)가 제1피니언기어(P1)와 한 쌍의 제2피니언기어(P2)를 연결하고, 제2캐리어(Ca2)가 제3링기어(R3)와 제4피니언기어(P4)를 연결하고, 제3캐리어(Ca3)가 제3피니언기어(P3)와 제4링기어(R4)를 연결하고, 제2링기어(R2)와 제3링기어(R3)가 엔진동력 출력축(130)에 연결된다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서,
제1도그클러치(Dog1)는 제1전달축(121)과 제2선기어(S2) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제2선기어(S2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제2도그클러치(Dog2)는 제1전달축(121)과 제1캐리어(Ca1) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제1캐리어(Ca1)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제3도그클러치(Dog3)는 제1전달축(121)과 제1선기어(S1) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제1선기어(S1)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제4도그클러치(Dog4)는 제1고정베이스(131)와 제1선기어(S1) 사이에 설치되고, 제1선기어(S1)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제5도그클러치(Dog5)는 제2고정베이스(132)와 제1캐리어(Ca1) 사이에 설치되고, 제1캐리어(Ca1)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제6도그클러치(Dog6)는 제2전달축(122)과 제3선기어(S3) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제3선기어(S3)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제7도그클러치(Dog7)는 제2전달축(122)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제2캐리어(Ca2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제8도그클러치(Dog8)는 제3고정베이스(133)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2캐리어(Ca2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제9도그클러치(Dog9)는 제4고정베이스(134)와 제4선기어(S4) 사이에 설치되고, 제4선기어(S4)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예에서 제1, 2 유성기어(11)(12)와 제3,4 유성기어(13)(14)의 접속위치를 변경한 형태이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서의 기어단에 따른 클러치 및 도그클러치의 작동상태는 표 6과 같다.
Figure 112018087147055-pat00006
표 6과 같이 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전진1단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제5도그클러치(Dog5)가 작동되고, 전진2단에서 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되고, 전진3단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되고, 전진4단에서 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제9도그클러치(Dog9)가 작동되고, 전진5단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되고, 전진6단에서 제2클러치(C2), 제7도그클러치(Dog7), 제9도그클러치(Dog9)가 작동되고, 전진7단에서 제1클러치(C1), 제2도그클러치(Dog2), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되고, 후진1단에서 제1클러치(C1), 제3도그클러치(Dog3), 제5도그클러치(Dog5)가 작동된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 구성도이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예 내지 제3 실시 예와 마찬가지로 4개의 유성기어(11~14), 3개의 캐리어(Ca1~ Ca3), 2개의 클러치(C1~C2), 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9)를 포함한다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제1 실시 예 내지 제3 실시 예와 마찬가지로 입력축(110)과 제1전달축(121) 사이에 제1클러치(C1)가 설치되고, 제1전달축(121)에 제1유성기어(11)와 제2유성기어(12)가 접속되고, 입력축(110)과 제2전달축(122) 사이에 제2클러치(C2)가 설치되고, 제2전달축(122)에 제3유성기어(13)와 제4유성기어(14)가 설치된다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제3 실시 예와 마찬가지로 4개의 유성기어(11~14) 중에서 제1유성기어(11), 제3유성기어(13), 제4유성기어(14)가 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제2유성기어(12)가 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이고, 제1링기어(R1)와 제2링기어(R2)가 일체로 형성된다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제3 실시 예와 마찬가지로 3개의 캐리어(Ca1~Ca3) 중에서 제1캐리어(Ca1)가 제1피니언기어(P1)와 한 쌍의 제2피니언기어(P2)를 연결하고, 제2캐리어(Ca2)가 제3링기어(R3)와 제4피니언기어(P4)를 연결하고, 제3캐리어(Ca3)가 제3피니언기어(P3)와 제4링기어(R4)를 연결하고, 제2링기어(R2)와 제3링기어(R3)가 엔진동력 출력축(130)에 연결된다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치의 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서,
제1도그클러치(Dog1)는 제1전달축(121)과 제2선기어(S2) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제2선기어(S2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제2도그클러치(Dog2)는 제1전달축(121)과 제1캐리어(Ca1) 사이에 설치되고, 제1전달축(121)의 회전을 제1캐리어(Ca1)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제3도그클러치(Dog3)는 제1고정베이스(131)와 제1선기어(S1) 사이에 설치되고, 제1선기어(S1)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제4도그클러치(Dog4)는 제2고정베이스(132)와 제1캐리어(Ca1) 사이에 설치되고, 제1캐리어(Ca1)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제5도그클러치(Dog5)는 제2전달축(122)과 제3선기어(S3) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제3선기어(S3)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제6도그클러치(Dog6)는 제2전달축(122)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제2캐리어(Ca2)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
제7도그클러치(Dog7)는 제3고정베이스(133)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고, 제2캐리어(Ca2)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제8도그클러치(Dog8)는 제4고정베이스(134)와 제4선기어(S4) 사이에 설치되고, 제4선기어(S4)의 회전을 제한하는 역할을 한다.
제9도그클러치(Dog9)는 제2전달축(122)과 제4선기어(S4) 사이에 설치되고, 제2전달축(122)의 회전을 제4선기어(S4)에 전달하거나 분리하는 역할을 한다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전술한 제3 실시 예에서 제1전달축(121)의 제3도그클러치(Dog3)을 제2전달축(122)으로 이동한 형태이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치에서의 기어단에 따른 클러치 및 도그클러치의 작동상태는 표 7과 같다.
Figure 112018087147055-pat00007
표 7과 같이 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 전진1단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제4도그클러치(Dog4)가 작동되고, 전진2단에서 제2클러치(C2), 제5도그클러치(Dog5), 제7도그클러치(Dog7)가 작동되고, 전진3단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제3도그클러치(Dog3)가 작동되고, 전진4단에서 제2클러치(C2), 제5도그클러치(Dog5), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되고, 전진5단에서 제1클러치(C1), 제1도그클러치(Dog1), 제2도그클러치(Dog2)가 작동되고, 전진6단에서 제2클러치(C2), 제6도그클러치(Dog6), 제8도그클러치(Dog8)가 작동되고, 전진7단에서 제1클러치(C1), 제2도그클러치(Dog2), 제3도그클러치(Dog3)가 작동되고, 후진1단에서 제2클러치(C2), 제7도그클러치(Dog7), 제9도그클러치(Dog9)가 작동된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 수동변속기에서 일반적으로 사용하는 도그클러치를 이용하여 차량을 다단 변속함으로써 클러치 드래그 로스를 방지하면서 변속 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치는 2개의 클러치(C1,C2)를 사용하여 하나의 클러치의 해제와 다른 클러치의 연결을 동시 수행함으로써 미리 변속을 완료한 변속단으로 동력단절없이 빠르게 변속할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
11~14 : 유성기어
S1~S4 : 선기어
P1~P4 : 피니언기어
R1~R4 : 링기어
C1, C2 : 클러치
Dog1~Dog9 : 도그클러치
Ca1, Ca2, Ca3 : 캐리어
110 : 엔진동력 입력축
121 : 제1전달축
122 : 제2전달축
130 : 엔진동력 출력축

Claims (6)

  1. 기어비에 따라 출력 회전수를 변경하는 4개의 유성기어(11~14);
    제1유성기어(11)의 제1피니언기어(P1)와 제4유성기어(14)의 제4링기어(R4)를 연결하는 제1캐리어(Ca1), 제1유성기어(11)의 제1링기어(R1)와 제2유성기어(12)의 제2피니언기어(P2)를 연결하는 제2캐리어(Ca2), 제4유성기어(14)의 한 쌍의 제4피니언기어(P4)와 제3유성기어(13)의 제3피니언기어(P3)를 연결하는 제3캐리어(Ca3)의 3개의 캐리어(Ca1~Ca3);
    엔진동력 입력축(110)의 동력을 제1유성기어(11) 및 제2유성기어(12)에 작용하는 제1전달축(121)으로 이어주거나 끊어주는 제1클러치(C1), 제3유성기어(13) 및 제4유성기어(14)에 작용하는 제2전달축(122)으로 이어주거나 끊어주는 제2클러치(C2)의 2개의 클러치(C1~C2);
    제1유성기어(11)의 제1선기어(S1)와 제2유성기어(12)의 제2선기어(S2)와 제4유성기어(14)의 제4선기어(S4) 또는 제1유성기어(11)의 제1선기어(S1)와 제3유성기어(13)의 제3선기어(S3)와 제4유성기어(14)의 제4선기어(S4) 또는 제2캐리어(Ca2) 및 제3캐리어(Ca3)에 동력을 전달하거나 차단하고, 제2선기어(S2)와 제3선기어(S3)와 제2캐리어(Ca2)와 제3캐리어(Ca3)의 회전을 제한하는 9개의 도그클러치(Dog1~Dog9);를 포함하고,
    제1캐리어(Ca1)가 엔진동력 출력축(130)과 연결되고,
    4개의 유성기어(11~14) 중에서 제1유성기어(11), 제2유성기어(12), 제3유성기어(13)가 단일 피니언 유성기어(SPPG; Single Pinion Planetary Gear)이고, 제4유성기어(14)가 이중 피니언 유성기어(DPPG; Double Pinion Planetary Gear)이고,
    제3유성기어(13)의 제3링기어(R3)와 제4유성기어(14)의 제4링기어(R4)가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치.
  2. 제1항에 있어서,
    9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서
    제1도그클러치(Dog1)가 제1전달축(121)과 제1선기어(S1) 사이에 설치되고,
    제2도그클러치(Dog2)가 제1전달축(121)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고,
    제3도그클러치(Dog3)가 제1전달축(121)과 제2선기어(S2) 사이에 설치되고,
    제4도그클러치(Dog4)가 제1고정베이스(131)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고,
    제5도그클러치(Dog5)가 제2고정베이스(132)와 제2선기어(S2) 사이에 설치되고,
    제6도그클러치(Dog6)가 제2전달축(122)과 제4선기어(S4) 사이에 설치되고,
    제7도그클러치(Dog7)가 제2전달축(122)과 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고,
    제8도그클러치(Dog8)가 제3고정베이스(133)와 제3선기어(S3) 사이에 설치되고,
    제9도그클러치(Dog9)가 제4고정베이스(134)와 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치.
  3. 제1항에 있어서,
    9개의 도그클러치(Dog1~Dog9) 중에서
    제1도그클러치(Dog1)가 제1전달축(121)과 제1선기어(S1) 사이에 설치되고,
    제2도그클러치(Dog2)가 제1전달축(121)과 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고,
    제3도그클러치(Dog3)가 제1고정베이스(131)와 제2캐리어(Ca2) 사이에 설치되고,
    제4도그클러치(Dog4)가 제2고정베이스(132)와 제2선기어(S2) 사이에 설치되고,
    제5도그클러치(Dog5)가 제2전달축(122)과 제4선기어(S4) 사이에 설치되고,
    제6도그클러치(Dog6)가 제2전달축(122)과 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고,
    제7도그클러치(Dog7)가 제3고정베이스(133)와 제3선기어(S3) 사이에 설치되고,
    제8도그클러치(Dog8)가 제4고정베이스(134)와 제3캐리어(Ca3) 사이에 설치되고,
    제9도그클러치(Dog9)가 제2전달축(122)과 제3선기어(S3) 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020180104444A 2018-09-03 2018-09-03 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치 KR102069153B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180104444A KR102069153B1 (ko) 2018-09-03 2018-09-03 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180104444A KR102069153B1 (ko) 2018-09-03 2018-09-03 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190125867A Division KR102069154B1 (ko) 2019-10-11 2019-10-11 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102069153B1 true KR102069153B1 (ko) 2020-01-22

Family

ID=69368153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180104444A KR102069153B1 (ko) 2018-09-03 2018-09-03 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102069153B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005054880A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 Toyota Motor Corp 車両用遊星歯車式多段変速機
KR20070114859A (ko) 2006-05-30 2007-12-05 현대 파워텍 주식회사 차량용 다단 자동변속기
JP2015025514A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機装置
KR101872795B1 (ko) * 2017-07-12 2018-06-29 안동대학교 산학협력단 차량의 다단 자동변속장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005054880A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 Toyota Motor Corp 車両用遊星歯車式多段変速機
KR20070114859A (ko) 2006-05-30 2007-12-05 현대 파워텍 주식회사 차량용 다단 자동변속기
JP2015025514A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機装置
KR101872795B1 (ko) * 2017-07-12 2018-06-29 안동대학교 산학협력단 차량의 다단 자동변속장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101234667B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101283890B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101294075B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
US7288044B2 (en) Transmission, in particular an automated power-branched multi-speed gearing
JP5187799B2 (ja) 自動変速機の6速パワートレイン
KR101776712B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR100829298B1 (ko) 자동변속기의 파워 트레인
KR100534779B1 (ko) 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인
KR100836097B1 (ko) 자동변속기의 8속 파워트레인
KR100863426B1 (ko) 자동변속기의 파워 트레인
KR101509733B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101234666B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR20090129810A (ko) 자동 변속기의 파워 트레인
KR101509735B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR100845500B1 (ko) 차량용 다단 자동변속기
KR101283595B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR100820193B1 (ko) 자동변속기의 8속 파워트레인
KR101500393B1 (ko) 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101897971B1 (ko) 차량의 다단 자동변속장치
KR101872795B1 (ko) 차량의 다단 자동변속장치
KR102069153B1 (ko) 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치
KR102069154B1 (ko) 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치
KR100764716B1 (ko) 자동변속기의 7속 파워트레인
KR102048911B1 (ko) 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치
KR102048910B1 (ko) 도그클러치를 이용한 차량의 다단 자동변속장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant