KR20180040975A - 차량용 변속장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 엔진의 출력 측에 구성되는 제1, 제2 클러치로 이루어져 엔진의 회전동력을 단속하는 동력단속수단; 상기 동력단속수단을 통하여 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전간섭 없이 중첩 배치된 제1, 제2 입력축 상에 각각 복수개의 입력기어를 구성하여 이루어지는 입력수단; 상기 제1, 제2 입력축에 각각 평행하게 배치되어 상기 제1, 제2 입력축 상의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1, 제2 출력축, 상기 복수의 변속기어들을 상기 제1, 제2 출력축에 동기 연결하는 복수의 동기유닛, 및 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 구성되어 디프렌셜의 종감속 기어와 외접 치합되는 제1, 제2 출력기어로 이루어지는 변속출력수단을 포함하며, 상기 제1, 제2 입력축 중, 하나의 입력축에 구성되는 후진 입력기어, 상기 제1, 제2 출력축 중, 하나의 출력축에 배치되어 동기유닛에 의해 상기 하나의 출력축에 동기 연결되는 후진 변속기어, 및 다른 하나의 출력축에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어의 회전동력을 감속 역회전하여 상기 후진 변속기어로 전달하는 후진 아이들 기어유닛으로 이루어져 후진 변속단 동력전달경로를 형성하는 후진 변속수단을 포함한다.

Description

차량용 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더블 클러치 변속기의 입력축과 출력축 상에 한 쌍의 기어를 추가 배치하여 후진 변속이 이루어지도록 하여 변속기 상부 전장의 증가를 방지하는 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.
상기 미래 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기에서 본 발명과 관련되는 DCT는 2개의 클러치 기구(clutch device)와, 기본적인 수동 변속기의 기어 트레인을 보유하며, 엔진으로부터 입력되는 회전동력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하고, 상기 입력축에 전달된 회전동력을 수동 변속기의 기어 트레인을 이용하여 변속한 후, 출력한다.
이러한 DCT는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트(compact)하게 구현하기 위해 시도되고 있으며, 2개의 클러치와 동기장치(synchronizing device)들을 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 운전자의 수동적인 변속을 불필요하게 하는 자동화 수동 변속기(Auto Manual Transmission; AMT)로 구현되고 있다.
이에 따라, DCT는 유성기어의 조합으로 이루어지는 자동 변속기와 비교하여 동력전달효율이 우수하고, 다단화에 따른 부품의 변경 및 추가가 용이하다는 장점이 연비 규제와 다단화의 효율에 부응할 수 있기 때문에 더욱 각광을 받고 있다.
또한, DCT는 동력전달효율이 높은 수동 변속기를 기반으로 하고, 2개의 클러치가 번갈아 작동하기 때문에 변속이 신속하게 이루어지고 승차감도 부드럽다는 장점을 가지고 있다.
한편, 기존의 변속기는 6단 ~ 7단이 주류를 이루었으나, 최근에는 강화되는 차량의 연비 규제에 대응하기 위해 변속단의 다단화(즉, 8단~10단 내외)가 세계적인 추세이며, 상기한 DCT의 경우, 자동 변속기보다 효율이 우수함에도 각 단의 기어비를 독립적으로 구성하는 수동 변속기의 구조를 기반으로 하기 때문에 다단화에 따라 변속기의 전장 또는 볼륨이 증가하여 탑재성에 문제가 되는 한계점이 있다.
특히, 전륜형 DCT의 경우, 엔진룸 내 프레임 사이에 엔진과 변속기가 함께 구성되는 관계로 볼륨에는 제한이 적은 편이나, 상부 전장에 제약이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 더블 클러치 변속기의 입력축과 출력축 상에 후진 변속을 위한 한 쌍의 기어를 추가로 배치하여 상부 전장의 증가를 방지하여 탑재성을 확보할 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 출력 측에 구성되는 제1, 제2 클러치로 이루어져 엔진의 회전동력을 단속하는 동력단속수단; 상기 동력단속수단을 통하여 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전간섭 없이 중첩 배치된 제1, 제2 입력축 상에 각각 복수개의 입력기어를 구성하여 이루어지는 입력수단; 상기 제1, 제2 입력축에 각각 평행하게 배치되어 상기 제1, 제2 입력축 상의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1, 제2 출력축, 상기 복수의 변속기어들을 상기 제1, 제2 출력축에 동기 연결하는 복수의 동기유닛, 및 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 구성되어 디프렌셜의 종감속 기어와 외접 치합되는 제1, 제2 출력기어로 이루어지는 변속출력수단을 포함하며, 상기 제1, 제2 입력축 중, 하나의 입력축에 구성되는 후진 입력기어, 상기 제1, 제2 출력축 중, 하나의 출력축에 배치되어 동기유닛에 의해 상기 하나의 출력축에 동기 연결되는 후진 변속기어, 및 다른 하나의 출력축에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어의 회전동력을 감속 역회전하여 상기 후진 변속기어로 전달하는 후진 아이들 기어유닛으로 이루어져 후진 변속단 동력전달경로를 형성하는 후진 변속수단을 포함하는 차량용 변속장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 후진 아이들 기어유닛은 상기 다른 하나의 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어와 외접 치합되는 제1 후진 아이들 기어, 및 상기 다른 하나의 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 후진 아이들 기어와 일체로 형성되며 상기 후진 변속기어와 외접 치합되는 제2 후진 아이들 기어로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 후진 변속단 동력전달경로는 상기 하나의 입력축 상의 후진 입력기어로부터 전달되는 엔진의 정회전 동력이 상기 다른 하나의 출력축 상의 제1, 제2 후진 아이들 기어 의해 감속 역회전되어 상기 하나의 출력축에 동기 연결된 후진 변속기어로 정회전 전달되고, 상기 하나의 출력축 상의 출력기어를 통하여 상기 디프렌셜의 종감속 기어로 역회전 전달되어 후진 변속을 이룰 수 있다.
본 발명의 실시 예는 수동 변속기를 기반으로 2개의 클러치를 보유하는 변속장치에 있어서, 후진 변속을 위한 별도의 아이들 축이 없이 입력축과 2개의 출력축상에 상호 외접 기어 연결되는 한 쌍의 기어열을 배치하여 후진 변속단을 구현함으로써, 변속기의 상부 전장(둘레 부피)을 최소화하여 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 후진 변속을 위한 아이들 축이 생략됨으로써, 부품 감소로 내부 구성을 간단히 하고, 중량을 최소화하여 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 전진 8속과 후진 1속을 구현함으로써, 다단화로 연비를 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 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 실시 예에 따른 변속장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 동력원인 엔진, 동력단속수단, 입력수단, 변속출력수단 및 후진 변속수단을 포함하여 이루어진다.
상기에서 동력원인 엔진(ENG)은 가솔린, 디젤, 액화가스 등과 같은 화석 연료를 사용하는 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다.
상기 동력단속수단은 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)로 이루어진다. 상기 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)는 모두 엔진(ENG)의 출력 측과 상기 입력수단 사이에 구성되어 엔진(ENG)의 회전동력을 단속하여 상기 입력수단에 선택적으로 전달할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 제1, 제2 클러치(C1)(C2)는 유압제어장치로부터 공급되는 유압에 의하여 작동되는 유압마찰결합유닛으로서, 주로 습식 다판형 유압마찰결합유닛이 사용되지만, 전자제어장치로부터 공급되는 전기적인 신호에 따라 작동될 수 있는 건식 다판 클러치와 같은 결합유닛으로 이루어질 수 있다.
상기 입력수단은 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)을 포함하여 이루어지며, 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)은 동일 축선 상에 배치된다.
즉, 상기 제1 입력축(IS1)은 실축으로 이루어지고, 상기 제2 입력축(IS2)은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축(IS1)의 외주에 회전 간섭 없이 배치된다.
여기서, 상기 제1 입력축(IS1)은 전단부가 상기 제1 클러치(CL1)를 통하여 엔진(ENG)의 출력 측과 선택적으로 연결되고, 상기 제2 입력축(IS2)은 전단부가 상기 제2 클러치(CL2)를 통하여 엔진(ENG)의 출력 측과 선택적으로 연결되면서 엔진(ENG)의 회전동력을 전달받는다.
상기 제2 입력축(IS2) 상에는 전측으로부터 후측으로 제1, 제2, 제3 입력기어(G1)(G2)(G3)가 상호 간격을 두고 순차적으로 구성되고, 상기 제1 입력축(IS1) 상에는 제4, 제5, 제6 입력기어(G4)(G5)(G6)가 구성되는데, 상기 제4, 제5, 제6 입력기어(G4)(G5)(G6)는 상기 제2 입력축(IS2)을 관통한 제1 입력축(IS1)의 후측 부분에 구성되며, 전측에서 후측으로 상호 간격을 두고 순차적으로 구성된다.
상기에서 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 입력기어(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)(G6)는 각 변속단별로 엔진의 회전동력을 입력하기 위한 입력기어로서, 제1 입력기어(G1)는 제4속을 구현하기 위한 입력기어, 제2 입력기어(G2)는 제2속을 구현하기 위한 입력기어, 제3 입력기어(G3)는 제6속과 제8속을 구현하기 위한 입력기어, 제4 입력기어(G4)는 제3속을 구현하기 위한 입력기어, 제5 입력기어(G5)는 제1속을 구현하기 위한 입력기어, 제6 입력기어(G6)는 제5속과 제7속을 구현하기 위한 입력기어로 작용하도록 기어 잇수가 설정된다.
여기서, 상기 제1 입력축(IS1) 상에는 홀수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 구성되고, 상기 제2 입력축(IS2) 상에는 짝수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 구성되는데, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와는 반대로 구성될 수도 있으며, 상기 입력기어들의 개수는 6개에 한정되는 것은 아니며, 구현하는 변속단의 수에 따라 달라질 수 있다.
그리고 상기 변속출력수단은 상기 입력수단의 각 입력기어(G1)(G2)(G3)(G4)(G5)(G6)로부터 엔진(ENG)의 회전동력을 전달받아 변속을 이루어, 출력하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 변속출력수단은 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 제1, 제2 변속출력기구(OUT1)(OUT2)로 이루어진다.
상기 제1 변속출력기구(OUT1)는 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 제1 출력축(OS1)이 구비되고, 상기 제1 출력축(OS1) 상에는 제2속 변속기어(D2), 제1속 및 제6속 변속기어(D1)(D6), 제5속 변속기어(D5)가 배치된다.
또한, 상기 제1 출력축(IS1) 상에는 3개의 동기유닛이 구성되는데, 상기 동기유닛은 상기 제2속 변속기어(D2)를 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저(SL1)와, 상기 제1속 또는 제6속 변속기어(D1)(D6)를 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저(SL2)와, 상기 제5속 변속기어(D5)를 제1 출력축(IS1)에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저(SL3)를 포함한다.
여기서, 상기 제2속 변속기어(D2)는 제2 입력기어(G2)와 외접 치합되고, 상기 제1속 변속기어(D1)는 제5 입력기어(G5)와 외접 치합되고, 상기 제6속 변속기어(D6)는 제3 입력기어(G3)와 외접 치합되고, 상기 제5속 변속기어(D5)는 제6 입력기어(G6)와 외접 치합된다.
또한, 상기 제1 출력축(OS1)의 전단부 일측에는 제1 출력기어(OG1)가 구성되며, 상기 제1 출력기어(OG1)는 공지의 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)와 외접 치합되어 변속된 회전동력을 출력한다.
한편, 상기 제2 변속출력기구(OUT2)는 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 일정간격을 두고 평행하게 배치되는 제2 출력축(OS2)이 구비되고, 상기 제2 출력축(OS2) 상에는 제4속 및 제8속 변속기어(D4)(D8), 제3속 및 제7속 변속기어(D3)(D7)가 배치된다.
또한, 상기 제2 출력축(IS2) 상에는 2개의 동기유닛이 구성되는데, 상기 동기유닛은 상기 제4속 또는 제8속 변속기어(D4)(D8)를 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로나이저(SL4)와, 상기 제3속 또는 제7속 변속기어(D3)(D7)를 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하는 제5 싱크로나이저(SL5)를 포함한다.
여기서, 상기 제4속 변속기어(D4)는 제1 입력기어(G1)와 외접 치합되고, 상기 제8속 변속기어(D8)는 제3 입력기어(G3)와 외접 치합되고, 상기 제3속 변속기어(D3)는 제4 입력기어(G4)와 외접 치합되고, 상기 제7속 변속기어(D7)는 제6 입력기어(G6)와 외접 치합된다.
또한, 상기 제2 출력축(OS2)의 전단부 일측에는 제2 출력기어(OG2)가 구성되며, 상기 제2 출력기어(OG2)는 공지의 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)와 외접 치합되어 변속된 회전동력을 출력한다.
상기에서 제1속 및 제6속 변속기어(D1)(D6), 제4속 및 제8속 변속기어(D4)(D8), 제3속 및 제7속 변속기어(D3)(D7)는 각각 하나의 싱크로나이저에 구성되어 있으나, 변속단의 차이가 3단 이상으로 DCT 고유 특성인 예비 치합 문제도 발생하지 않는다.
상기에서 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 싱크로나이저(SL1 ∼ SL5)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 싱크로나이저(SL1 ∼ SL5)에 적용되는 각각의 슬리이브(SLE1)(SLE2)(SLE3)(SLE4)(SLE5)는 공지와 같이 별도의 액추에이터(미도시)를 구비하며, 상기 액추에이터는 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어된다.
그리고 상기 후진 변속수단은 상기 제2 입력축(IS2) 상의 전단부 일측에 구성되는 후진 입력기어(RG)와, 상기 제1 출력축(OS1) 상에 배치되어 상기 제1 싱크로나이저(SL1)에 의해 제1 출력축(OS1)에 동기 연결되는 후진 변속기어(R), 및 상기 제2 출력축(OS2)에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어(RG)의 회전동력을 감속 역회전하여 상기 후진 변속기어(R)로 전달하는 후진 아이들 기어유닛(RIGU)으로 이루어져 후진 변속단 동력전달경로를 형성한다,
상기 후진 아이들 기어유닛(RIGU)은 상기 제2 출력축(OS2) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어(RG)와 외접 치합되는 제1 후진 아이들 기어(RIG1), 및 상기 제2 출력축(OS2) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 후진 아이들 기어(RIG1)와 일체로 형성된 상태로 상기 후진 변속기어(R)와 외접 치합되는 제2 후진 아이들 기어(RIG2)로 이루어진다.
이러한 후진 변속수단은 상기 제2 입력축(IS2) 상의 후진 입력기어(RG)로부터 전달되는 엔진(ENG)의 정회전 동력이 상기 제2 출력축(OS2) 상의 제1, 제2 후진 아이들 기어(RIG1)(RIG2)에 의해 감속 역회전되어 상기 제1 출력축(OS1)에 동기 연결된 후진 변속기어(R)로 정회전 전달되고, 상기 제1 출력축(OS1) 상의 제1 출력기어(OG1)를 통하여 상기 디프렌셜(DIFF)의 종감속 기어(FSDG)로 역회전 전달되어 후진 변속하는 후진 변속단 동력전달경로를 이룬다.
도 1에서 미설명 부호 PG는 파킹기어를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
[전진 1속]
전진 1속에서는 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SEL2)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결하고, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어한다.
그러면, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제5 입력기어(G5), 제1속 변속기어(D1), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 1속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 1속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 2속 변속을 위하여 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SEL1)를 통해 제2속 변속기어(D2)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한다.
[전진 2속]
상기 제1속의 상태에서 차속의 증가하여 제2속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제1속의 상태에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하면서, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하고, 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 1속 상태에서 예비 동작으로 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SEL1)를 통해 제2속 변속기어(D2)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제2 입력기어(G2), 제2속 변속기어(D2), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 2속 주행이 이루어진다.
상기와 같이 전진 2속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 3속 변속을 위하여 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SEL5)를 통해 제3속 변속기어(D3)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한다.
[전진 3속]
상기 제2속의 상태에서 차속의 증가하여 제3속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제2속의 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하면서, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하고, 상기 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 2속 상태에서 예비 동작으로 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SEL5)를 통해 제3속 변속기어(D3)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제4 입력기어(G4), 제3속 변속기어(D3), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 3속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 3속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 4속 변속을 위하여 제4 싱크로나이저(SL4)의 제4 슬리이브(SEL4)를 통해 제4속 변속기어(D4)와 제2 출력축(IS2)을 동기 연결한다.
[전진 4속]
상기 제3속의 상태에서 차속의 증가하여 제4속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제3속의 상태에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하면서, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하고, 상기 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SLE5)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 3속 상태에서 예비 동작으로 제4 싱크로나이저(SL4)의 제4 슬리이브(SEL4)를 통해 제4속 변속기어(D4)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제1 입력기어(G1), 제4속 변속기어(D4), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 4속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 4속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 5속 변속을 위하여 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SEL3)를 통해 제5속 변속기어(D5)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한다.
[전진 5속]
상기 제4속의 상태에서 차속의 증가하여 제5속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제4속의 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하면서, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하고, 상기 제4 싱크로나이저(SL4)의 제4 슬리이브(SLE4)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 4속 상태에서 예비 동작으로 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SEL3)를 통해 제5속 변속기어(D5)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제6 입력기어(G6), 제5속 변속기어(D5), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 5속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 5속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 6속 변속을 위하여 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SEL2)를 통해 제6속 변속기어(D6)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한다.
[전진 6속]
상기 제5속의 상태에서 차속의 증가하여 제6속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제5속의 상태에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하면서, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하고, 상기 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SLE3)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 5속 상태에서 예비 동작으로 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SEL2)를 통해 제6속 변속기어(D6)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제3 입력기어(G3), 제6속 변속기어(D6), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 6속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 6속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 7속 변속을 위하여 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SEL5)를 통해 제7속 변속기어(D7)와 제2 출력축(IS2)을 동기 연결한다.
[전진 7속]
상기 제6속의 상태에서 차속의 증가하여 제7속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제6속의 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하면서, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하고, 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 6속 상태에서 예비 동작으로 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SEL5)를 통해 제7속 변속기어(D7)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제1 클러치(CL1), 제1 입력축(IS1), 제6 입력기어(G6), 제7속 변속기어(D7), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 7속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같이 전진 7속 변속이 완료된 후에는 다음 전진 8속 변속을 위하여 제4 싱크로나이저(SL4)의 제4 슬리이브(SEL4)를 통해 제8속 변속기어(D8)와 제2 출력축(IS2)을 동기 연결한다.
[전진 8속]
상기 제7속의 상태에서 차속의 증가하여 제8속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 제7속의 상태에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제하면서, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하고, 제5 싱크로나이저(SL5)의 제5 슬리이브(SLE5)를 중립으로 제어한다.
그러면 전진 7속 상태에서 예비 동작으로 제4 싱크로나이저(SL4)의 제4 슬리이브(SEL4)를 통해 제8속 변속기어(D8)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결하여 놓은 상태로, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제3 입력기어(G3), 제8속 변속기어(D8), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 전진 8속 주행이 이루어진다.
[후진]
후진 변속단에서는 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SEL1)를 통해 제1 출력축(IS1)과 후진 변속기어(R)를 동기 연결하고, 제2 클러치(CL2)를 작동 제어한다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 후진 입력기어(RG), 제1 후진 아이들 기어(RIG1), 제2 후진 아이들 기어(RIG2), 후진 변속기어(R), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 구성되는 종감속 기어(FSDG)로 전달되면서 후진 주행이 이루어진다.
상기와 같은 변속과정의 설명은 상위 변속단으로의 순차적인 변속이 이루어질 때를 일예로 설명한 것이며, 이때, 어느 하나의 변속단(전진 3속으로 가정)으로 변속이 이루어지면, 변속 이전의 하위 변속단(전진 2속)의 싱크로나이저의 작동 상태를 유지한 상태로 둘 수 있으며, 또는 다음 변속을 위한 상위 변속단(전진 4속)의 싱크로나이저를 예비로 작동시킬 수 있는데, 이는 차량의 운행조건에 따라 현재의 변속단에서 상위 또는 하위 변속단으로 신속하고 부드러운 변속이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기와는 반대로 하위 변속단으로의 순차적인 변속이 이루어질 때는 상기와 역순으로 이루어질 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 수동 변속기를 기반으로 2개의 클러치를 보유하는 변속장치에 있어서, 후진 변속을 위한 별도의 아이들 축을 두지 않고, 입력축과 2개의 출력축 상에 상호 외접 치합되는 한 쌍의 기어열을 배치하여 후진 변속단을 구현함으로써, 변속기의 상부 전장(즉, 둘레 부피)을 최소화하여 엔진룸 내의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 후진 변속을 위한 아이들 축이 생략됨으로써, 부품 감소로 중량을 최소화하고 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 전진 8속과 후진 1속을 구현함으로써, 다단화로 연비를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
CL1, CL2... 제1, 제2 클러치
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8... 제1,제2,제3,제4,제5,제6,제7,제8속 변속기어
DIFF... 디프렌셜
FSDG... 종감속 기어
G1,G2,G3,G4,G5,G6... 제1,제2,제3,제4,제5,제6 입력기어
IS1... 제1 입력축
IS2... 제2 입력축
OG1... 제1 출력기어
OG2... 제2 출력기어
OS1... 제1 출력축
OS2... 제2 출력축
RG... 후진 입력기어
R... 후진 변속기어
RIGU... 후진 아이들 기어유닛
RIG1,RIG2... 제1, 제2 후진 아이들 기어
SL1,SL2,SL3,SL4,SL5... 제1,제2,제3,제4,제5 싱크로나이저

Claims (5)

  1. 엔진의 출력 측에 구성되는 제1, 제2 클러치로 이루어져 엔진의 회전동력을 단속하는 동력단속수단;
    상기 동력단속수단을 통하여 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전간섭 없이 중첩 배치된 제1, 제2 입력축 상에 각각 복수개의 입력기어를 구성하여 이루어지는 입력수단;
    상기 제1, 제2 입력축에 각각 평행하게 배치되어 상기 제1, 제2 입력축 상의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1, 제2 출력축, 상기 복수의 변속기어들을 상기 제1, 제2 출력축에 동기 연결하는 복수의 동기유닛, 및 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 구성되어 디프렌셜의 종감속 기어와 외접 치합되는 제1, 제2 출력기어로 이루어지는 변속출력수단을 포함하며,
    상기 제1, 제2 입력축 중, 하나의 입력축에 구성되는 후진 입력기어, 상기 제1, 제2 출력축 중, 하나의 출력축에 배치되어 동기유닛에 의해 상기 하나의 출력축에 동기 연결되는 후진 변속기어, 및 다른 하나의 출력축에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어의 회전동력을 감속 역회전하여 상기 후진 변속기어로 전달하는 후진 아이들 기어유닛으로 이루어져 후진 변속단 동력전달경로를 형성하는 후진 변속수단;
    을 포함하는 차량용 변속장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후진 아이들 기어유닛은
    상기 다른 하나의 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어와 외접 치합되는 제1 후진 아이들 기어, 및 상기 다른 하나의 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 후진 아이들 기어와 일체로 형성되며 상기 후진 변속기어와 외접 치합되는 제2 후진 아이들 기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  3. 엔진의 출력 측에 구성되는 제1, 제2 클러치로 이루어져 엔진의 회전동력을 단속하는 동력단속수단;
    상기 동력단속수단을 통하여 엔진의 회전동력이 입력되도록 동일 축선 상에 상호 회전간섭 없이 중첩 배치된 제1, 제2 입력축 상에 각각 복수개의 입력기어를 구성하여 이루어지는 입력수단;
    상기 제1, 제2 입력축에 각각 평행하게 배치되어 상기 제1, 제2 입력축 상의 각 입력기어에 각각 외접 치합되는 복수의 변속기어가 배치되는 제1, 제2 출력축, 상기 복수의 변속기어들을 상기 제1, 제2 출력축에 동기 연결하는 복수의 동기유닛, 및 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 구성되어 디프렌셜의 종감속 기어와 외접 치합되는 제1, 제2 출력기어로 이루어지는 변속출력수단을 포함하며,
    상기 제2 입력축에 구성되는 후진 입력기어, 상기 제1 출력축에 배치되어 동기유닛에 의해 제1 출력축에 동기 연결되는 후진 변속기어, 및 상기 제2 출력축에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어의 회전동력을 감속 역회전하여 후진 변속기어로 전달하는 후진 아이들 기어유닛으로 이루어져 후진 변속단 동력전달경로를 형성하는 후진 변속수단;
    을 포함하는 차량용 변속장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 후진 아이들 기어유닛은
    상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 후진 입력기어와 외접 치합되는 제1 후진 아이들 기어, 및 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 후진 아이들 기어와 일체로 형성되며 상기 후진 변속기어와 외접 치합되는 제2 후진 아이들 기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 입력축은 실축으로 이루어져 복수개의 입력기어가 구성되며, 상기 제1 클러치를 통하여 엔진의 회전동력이 입력되고,
    상기 제2 입력축은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축의 외주 측에 배치되어 복수개의 입력기어가 구성되며, 상기 제2 클러치를 통하여 엔진의 회전동력이 입력되는 차량용 변속장치.
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