KR100256575B1 - 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인 - Google Patents

Abstract

기어 트레인의 내구성을 향상시킬 목적으로; 차속 및 스로틀 밸브의 개도 정도에 따라 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 유압 제어수단에 의한 마찰요소들의 선택적인 작동으로 회전 또는 비회전하는 유성기어셋트를 포함하여 다단 변속기어 변속 메카니즘을 갖는 자동변속기에 있어서, 2개의 제1,2 싱글 피니언 유성기어유닛의 조합으로 변속부를 형성하되, 제1 유성기어유닛의 제1 선기어와 제2 유성기어유닛의 제1 캐리어를 연결하고, 제1 유성기어유닛의 제1 캐리어와 제2 유성기어유닛의 제2 링기어를 연결 조합하며, 상기 제1 유성기어유닛의 제1 링기어와 제1 선기어는 제1,2 클러치를 개재시켜 입력축과 연결하고, 제2 유성기어유닛의 제2 캐리어와 제2 선기어는 제1,2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하며, 상기 제2 유성기어유닛의 제2 선기어는 제3 클러치를 개재시켜 입력축과 연결하고, 상기 제2 유성기어유닛의 제2 링기어는 일측으로 연장하여 출력기어를 형성하여 출력요소로 작용할 수 있도록 형성하여 이루어지는 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인을 제공한다.

Description

차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인

제1도는 본 발명에 의한 기어 트레인의 스틱 다이어그램,

제2도는 제1도의 기어 트레인이 전진4속과 후진 1속의 변속비를 낼 수 있도록 하는 각 변속단별 마찰요소의 작동표이다.

본 발명은 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력요소로 링기어를 사용함으로써, 내구성을 향상시키고, 소형 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동변속기는, 토오크 컨버터와 피동축(Driven Shaft) 사이에 연결된 유성기어장치를 포함한다.

상기한 유성기어장치는, 선기어와, 다수개의 유성기어 및 이들 유성기어들을 연결하는 유성 캐리어, 그리고 링기어를 포함하여 이루어진다.

그리고 이 유성기어장치의 기어들은 자동차의 주행 조건에 따른 유압 변속 제어장치의 제어에 의하여 작동하는 다수의 클러치들과 브레이크(마찰요소)들의 동작에 의해 제어되면서 요구되는 변속비와 동력을 출력하게 된다.

이와 같은 차량용 자동변속기는 변속비를 다단으로 출력하기 위하여 변속장치를 주변속부와 부변속부로 형성하고, 변속 제어를 용이하게 하기 위하여 다수의 클러치와 브레이크들을 적소에 배치하고 있다.

그러나 상기와 같은 자동차 변속기에 있어서는 선기어를 입력요소로 채택함으로써, 강도상으로 매우 분리하고 구조를 복잡하게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 입력요소로 링기어를 사용함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 차속 및 스로틀 밸브의 개도 정도에 따라 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 유압 제어수단에 의한 마찰요소들의 선택적인 작동으로 회전 또는 비회전하는 유성기어셋트를 포함하여 다단 변속기어 변속 메카니즘을 갖는 자동변속기에 있어서, 2개의 제1,2 싱글 피니언 유성기어유닛의 조합으로 변속부를 형성하되, 제1 유성기어유닛의 제1 선기어와 제2 유성기어유닛의 제1 캐리어를 연결하고, 제1 유성기어유닛의 제1 캐리어와 제2 유성기어유닛의 제2 링기어를 연결 조합하며, 상기 제1 유성기어유닛의 제1 링기어와 제1 선기어는 제1,2 클러치를 개재시켜 입력축과 연결하고, 제2 유성기어유닛의 제2 캐리어와 제2 선기어는 제1,2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하며, 상기 제2 유성기어유닛의 제2 선기어는 제3 클러치를 개재시켜 입력축과 연결하고, 상기 제2 유성기어유닛의 제2 링기어는 일측으로 연장하여 출력기어를 형성하여 출력요소로 작용할 수 있도록 형성하여 이루어지는 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인을 제공한다.

이하, 상기의 목적으로 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 자동변속기의 기어 트레인을 나타내는 도면으로서, 기어 트레인은 엔진(2)과 토오크 컨버터(4)를 통하여 회전하는 입력축(6)과, 이 입력축(6)의 회전력을 전달받아 차량의 주행 조건에 따라 변속을 행하는 변속부(8)로 이루어진다.

상기에서 토오크 컨버터(4)는 엔진(2)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(10)와; 이 펌프 임펠러(10)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(12)와; 이들 펌프 임펠러(10)와 터어빈 런너(12) 사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주어 펌프 임펠러(10)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(14)를 포함하여 이루어진다.

상기 터어빈 런너(12)에 연결된 입력축(6)의 연결 배치되는 변속부(8)는 제1,2 선기어(16)(18), 제1,2 피니언(20)22), 제1,2 링기어(24)(26)를 구비하여 이루어지는 제1,2 싱글 피니언 유성기어유닛(28)(30)의 조합으로 이루어진다.

이들 유성기어유닛(28)(30)의 조합 관계를 살펴보면, 제1 유성기어유닛(28)의 제1 선기어(16)와 제2 유성기어유닛(30)의 제1 캐리어(32)를 연결하고, 제1 유성기어유닛(28)의 제1 캐리어(34)와 제2 유성기어유닛(30)의 제2 링기어(26)를 연결 조합하였다.

그리고 상기 제1 유성기어유닛(28)의 제1 링기어(24)와 제1 선기어(16)는 제1,2 클러치(C1)(C2)를 개재시켜 입력축(6)과 연결하였으며, 제2 유성기어유닛(30)의 제2 캐리어(32)와 제2 선기어(18)는 제1,2 브레이크(B1)(B1)를 개재시켜 변속기 하우징(36)과 연결하였다.

또한, 상기 제2 유성기어유닛(30)의 제2 선기어(18)는 제3 클러치(C3)를 개재시켜 입력축(6)과 연결하였으며, 상기 제2 유성기어유닛(30)의 제2 링기어(26)는 일측으로 연장하여 출력기어(38)를 형성하여 출력요소로 작용할 수 있도록 하였다.

도면 중 미설명 부호 F1은 스테이터(14)가 엔진 회전방향의 반대방향으로 회전하는 것을 방지하는 원웨이 클러치이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 4속 변속장치는 유압제어장치에 의하여 제어되어 변속단별로 작동하는 작동 요소 즉, 제2도의 작동표에 의해 전진 1속에서 4속까지와 후진 1속 변속 작용이 이루어지게 된다.

[P 레인지]

P 레인지는 차량을 정차 또는 주차시키기 위한 레인지로서, 이 레인지에서는 어떠한 작동 요소도 작동하지 않고 운전자에 의해 작동하는 파킹 레버에 의해 파킹 스프레그가 파킹 스프레그 기어에 물림으로써, 출력축의 회전을 정지시키게 된다.

[R 레인지]

R 레인지는 후진 레인지로서, 유압제어장치에 의해 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)가 동작되어 후진 변속이 이루어지게 되는데, 이때 입력축(6)의 회전력은 제3 클러치(C3)의 동작에 의하여 제2 선기어(18)로 입력됨과 동시에 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제2 캐리어(32)와 제1 선기어(16)가 반력요소로 작용하게 된다.

그러면 제2 선기어(18)의 회전은 제2 피니언(22)의 자전에 의하여 제2 링기어(26)로 전달되어 출력기어(38)를 통해 출력이 이루어지면서 후진이 이루어지게 된다.

[D 레인지 1속]

변속레버가 "D"레인지로 선택되면 트랜스밋션 제어 유닛은 유압제어장치를 통하여 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)를 작동 제어한다.

그러면 입력축(6)의 회전력은 제1 클러치(C1)를 통해 제1 링기어(24)를 구동시키게 된다.

이와 같이 제1 링기어(24)가 구동되면, 이의 회전력은 제1 피니언(20)를 회전시키게 되는데, 이때 제1 선기어(16)가 제1 브레이크(B1)에 의하여 반력요소로 작용하게 되는 바, 제1 피니언(20)이 공전과 자전을 이루면서 출력되어 제1 속으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[D 레인지 2속]

상기 1속의 상태에서 차속이 점점 증가하면, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 유압제어장치는 제1 클러치(C1)의 작동을 계속 유지시키면서 제1 브레이크(B1)의 작동을 해제하고 제2 브레이크(B2)를 동작시키게 된다.

그러면 입력축(6)의 회전력은 제1 클러치(C1)를 통해 제1 링기어(24)를 구동시키게 된다.

이와 같이 제1 링기어(24)가 구동되면, 이의 회전력은 제1 피니언(20)을 회전시키게 되는데, 이때 제2 브레이크(B2)에 의하여 제2 선기어(18)가 반력요소로 작동하게 되는 바, 제1 선기어(16)를 통해 동력을 전달받은 제2 피니언(32)이 자전과 공전을 하면서 제2 링기어(26)를 구동시켜 제2속으로 변속이 이루어지도록 한다.

[D 레인지 3속]

상기 2속의 상태에서 차속이 점점 증가하여 하면, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 유압제어장치는 제1,2 클러치(C1)(C2)를 작동 제어한다.

그러면 입력축(6)의 회전력이 제1 링기어(24)와 선기어(16)를 통해 입력되는 바, 변속부(8)가 록킹되어 이의 회전력은 직접 출력이 이루어져 제3속으로 변속되어진다.

[D 레이지 4속]

상기 3속의 상태에서 차속이 점점 증가하여 하면, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 유압제어장치는 제2 클러치(C2) 및 제2 브레이크(B2)를 작동 제어한다.

그러면 입력축(6)의 회전 동력은 제1 선기어(16)와 제2 캐리어(32)로 입력되는데, 이때 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제2 선기어(18)가 반력요소로 작용하게 되는 바, 제2 피니언(22)이 자전과 공전을 하면서 제2 링기어(26)를 구동시킴으로써, 제4 속의 변속이 이루어지게 된다.

물론 상기와 같은 변속 과정에서의 속도는 제1,2 유성기어유닛(28)(30)을 형성하는 각 기어들의 잇수에 따라 결정되며, 도면에서는 이의 회전 상태를 가시적으로 볼 수 없으나, 레버 해석 방법으로 가시적으로 확연히 알 수 있으나. 이러한 기어 트레인의 레버 해석법은 당업자라면 충분히 알 수 있는 바, 그 자세한 설명은 생략한다.

이상에서와 같이 본 발명의 기어 트레인은 "D"레인지 영역에서 링기어를 입력요소로 작용토록 하였는 바, 기어 트레인의 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 엔진(2)으로부터 회전 동력을 전달받아 회전하는 입력축(6) 외측 선상에 제1,2 싱글 피니언 유성기어유닛(28,30)를 조합하여 전진 4속 및 후진 1속의 변속단을 얻을 수 있는 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인에 있어서, 상기 제1 싱글 피니언 유성기어유닛(28)의 선기어(16)와 상기 제2 싱글 피니언 유성기어유닛(30)의 캐리어(32)를 직결하고, 상기 제1 싱글 피니언 유성기어유닛(28)의 링기어(24)와 선기어(16)는 각각 입력축(6)과의 사이에 제1,2클러치(C1,C2)를 개재하여 상기 입력축(6)과 선택적으로 연결되며, 상기 제1 싱글 피니언 유성기어유닛(28)의 캐리어(34)는 상기 제2 싱글 피니언 유성기어유닛(30)의 링기어(26)와 직결됨과 동시에, 일측으로 출력기어(38)과 직결되며, 상기 제2 싱글 피니언 유성기어유닛(30)의 캐리어(32)는 변속기 하우징(36)과의 사이에 제1브레이브(B1)를 개재하여 선택적으로 연결되며, 상기 제2 싱글 피니언 유성기어유닛(30)의 선기어(18)는 상기 변속기 하우징(36)과의 사이에 제2브레이크(B2)를 개재하여 변속기 하우징(36)에 선택적으로 연결됨과 동시에, 입력축(6)과의 사이에 제3클러치(C3)를 개재하여 상기 입력축(6)과 선택적으로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 4속 자동변속기의 기어 트레인.