KR100262557B1 - 차량용 자동변속기의 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

클러치 3개와 브레이크 2개로 부변속부를 사용하지 않고도 전진 4속과 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있도록 하기 위하여, 엔진의 동력을 토오크 컨버터를 통하여 전달받는 입력축과, 상기한 입력축으로부터 마찰요소들을 통하여 동력을 전달받으며 입력요소로 선택될 수 있는 선기어를 공용으로 하고, 입력 또는 반력요소로 선택될 수 있는 유성 캐리어를 공용으로 하는 복합 유성기어장치와, 상기한 복합 유성기어장치의 어느 한 요소 또는 2개의 요소로 상기한 입력축의 동력을 선택적으로 전달하는 1개 이상의 마찰요소를 포함하며, 상기한 복합 유성기어장치의 더블 피니온 유성기어셋트의 링기어가 출력수단으로 연결되는 차량용 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

Description

차량용 자동변속기의 파워 트레인

제1도는 본 발명에 의한 변속장치의 파워 트레인을 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 의한 변속장치의 변속단별 마찰요소의 작동표이다.

본 발명은 차량용 자동변속기의 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더블 유성기어셋트나 단순 유성기어셋트를 결합한 복합 유성기어장치를 사용하는 변속장치에서 부변속부를 사용하지 않고도 4속의 변속비를 출력할 수 있도록 한 자동변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 자동변속장치는, 차량의 주행속도와 부하의 변동에 따라 변속비를 자동적으로 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛을 구비하고 있다.

상기한 트랜스밋션 제어 유닛은 기어 트레인에 설치된 다수개의 마찰요소들을 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어의 3요소(선기어, 링기어, 유성 캐리어)중 어느 요소를 입력요소로 선택하고, 어느 요소를 반력요소로 선택하여 출력단 회전수를 조절하게 된다.

실질적으로 전진 4속과 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있는 파워 트레인을 설계하기 위해서는 1개의 복합 유성기어장치와, 최소한 5개의 마찰요소를 사용하여야 한다.

이러한 마찰요소들 중에서 클러치 요소의 회전 반경은 입력축과 연결되기 위해서는 출력요소의 회전 반경보다 작아야 하며, 또 반력요소의 회전 반경보다도 작아야 하는 구조적 제약 조건을 갖는다.

이러한 제약 조건으로 인하여 각각의 요소를 결합하는데 한계가 있는 복합 유성기어장치를 적용한 변속장치는 클러치를 3개로 하고, 브레이크를 2개로 하는 경우 4개의 변속비를 출력할 수 없으므로 부변속부를 사용하게 된다.

이 부변속부에는 클러치 요소 1개와 브레이크 요소 1개가 추가로 설치되고, 싱글 피니온 유성기어셋트가 추가로 설치되어야 하므로 구조가 복잡하고 또 차량의 연비 측면에서 아주 불리한 것으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 마찰요소의 개수를 줄이면서 부변속부를 사용하지 않고도 4개의 변속비를 출력할 수 있는 차량용 자동변속기의 파워 트레인을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 엔진의 동력을 토오크 컨버터를 통하여 전달받는 입력축과, 상기한 입력축으로부터 마찰요소들을 통하여 동력을 전달받으며 입력요소로 선택될 수 있는 선기어를 공용으로 하고, 입력 또는 반력요소로 선택될 수 있는 유성 캐리어를 공용으로 하는 복합 유성기어장치와, 상기한 복합 유성기어장치의 어느 한 요소 또는 2개의 요소로 상기한 입력축의 동력을 선택적으로 전달하는 1개 이상의 마찰요소를 포함하며, 상기한 복합 유성기어장치의 더블 피니온 유성기어셋트의 링기어가 출력수단으로 연결되는 차량용 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기한 유성 캐리어는, 이 유성 캐리어를 입력요소로 선택하는 마찰요소와 반력요소로 선택하는 마찰요소와 각각 연결되는 차량용 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

또한 상기한 복합 유성기어장치의 싱글 피니온 유성기어셋트는 링기어가 입력요소로 선택되기 위하여 입력축과 마찰요소를 통하여 연결되고, 또 반력요소로 선택되기 위하여 변속기 하우징과의 설치된 마찰요소와 연결되는 차량용 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 파워 트레인을 나타내는 도면으로서, 엔진(E)의 회전 동력이 토오크 컨버터(T)에서 토오크 변환되어 변속부의 입력축(2)으로 전달될 수 있는 구조를 갖는다.

상기한 입력축(2)의 일측부에는 마찰요소들을 통하여 동력을 전달받는 싱글 피니온 유성기어셋트(4)와 더블 피니온 유성기어셋트(6)로 이루어지는 복합 유성기어장치가 배치된다.

상기한 싱글 피니온 유성기어셋트(4)와 더블 피니온 유성기어셋트(6)는 선기어(8)를 공유하고 있으며, 또 유성 캐리어(10)를 공유하고 있다.

그리고 더블 피니온 유성기어셋트(6)의 링기어(12)를 트랜스퍼 드라이브 기어(14)와 연결하여 출력수단으로 사용하고 있다.

상기한 선기어(8)는 입력축(2)의 회전 동력을 제1마찰요소(16)를 통하여 전달받아 회전할 수 있도록 되어 있으며, 이러한 입력 상태에서 1속의 변속비를 출력할 수 있도록 제2마찰요소(18)를 제공하고 있다.

상기한 제2마찰요소(18)는 변속기 하우징(20)과 상기한 유성 캐리어(10) 사이에 설치되어 이 유성 캐리어를 반력요소로 선택할 수 있도록 되어 있다.

그리고 선기어(8)가 입력요소로 선택된 상태에서 2속의 변속비를 출력하기 위하여 싱글 피니온 유성기어셋트(4)의 링기어(22)를 반력요소로 선택할 수 있도록 하고 있다.

본 실시예에서는 링기어(22)를 반력요소로 선택하기 위하여 변속기 하우징(20)과 링기어(22) 사이에 제3마찰요소(24)를 설치하고 있다.

그리고 상기한 유성 캐리어(10)로 입력축의 회전 동력을 전달하기 위하여 제4마찰요소(26)가 제공된다.

본 실시예의 파워 트레인은 후진의 변속단을 실현하기 위하여 입력축(2)과 싱글 피니온 유성기어셋트(4)의 링기어(22)와의 사이에 제5마찰요소(28)를 제공하고 있다.

도면중 미설명 부호 D는 토오크 컨버터의 동력 전달 효율을 높이기 위한 통상의 댐퍼 클러치이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 변속장치는, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 작동과 비작동이 선택되는 마찰요소들의 작동 유무에 따라 유성기어셋트의 3요소중 어느 하나의 요소를 입력으로, 그리고 다른 하나의 요소를 반력요소로 선택하여 다음과 같은 전진 4속과 후진 1속의 변속비를 출력하게 된다.

트랜스밋션 제어 유닛에 의해 작동과 비작동이 선택되는 마찰요소들에 관련하는 레인지별 작동표가 제2도에 나타나 있다.

파킹 레인지에서는 반력요소를 선택하는 제2마찰요소(18)가 작동하여 전후진(D,R) 레인지로 모드 변경시 입력요소를 선택하는 마찰요소만을 작동시키게 하므로서 제어를 용이하게 하고 있다.

이러한 파킹 레인지에서 전진 레인지가 선택되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제1마찰요소(16)를 작동시키게 된다.

즉 트랜스밋션 제어 유닛은 기어 트레인이 1속의 변속비를 출력할 수 있도록 제1마찰요소(16)와 제2마찰요소(18)를 작동시키게 된다.

이러한 작용으로 선기어(8)가 입력요소로 선택되어 회전하게 되고, 유성 캐리어(10)가 반력요소로 선택되어 고정되기 때문에 싱글 피니온 유성기어셋트(4)의 링기어(22)는 역회전을 하고 더블 피니온 유성기어셋트(6)의 링기어(12)는 크게 감속되어 트랜스퍼 드라이브 기어(14)로 1속비를 출력하게 된다.

이러한 1속 상태에서 차속이 증가하면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제1마찰요소(16)의 작동을 유지시키면서 반력요소를 선택하는 마찰요소를 제2마찰요소(18)에서 제3마찰요소(24)로 변환하게 된다.

이러한 작용으로 싱글 피니온 유성기어셋트(4)의 링기어(22)가 반력요소로 선택되면서 고정되기 때문에 선기어(8)로 입력되는 동력에 의해 유성 캐리어(10)가 회전을 하게 되므로 링기어(12)는 그 만큼의 회전분이 더하여져 2속의 변속비를 출력하게 된다.

이러한 2속 상태에서 차속이 점점 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 반력요소를 선택하는 제3마찰요소(24)의 작동을 중단시키면서 제4마찰요소(26)를 작동시키게 된다.

이러한 제어에 의해 복합 유성기어장치는 유성 캐리어(10)와 선기어(8)를 입력요소로 하게 되므로 트랜스퍼 드라이브 기어(14)를 통하여 출력되는 회전수는 입력 회전수와 동일한 1:1의 변속비를 출력하는 3속의 변속비를 내게 된다.

이와 같이 입력과 출력의 속도가 동일한 상태에서 차속이 증가하면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제1마찰요소(16)만의 작동을 중단시키면서 제3마찰요소(24)를 작동시켜 반력요소를 선택하게 된다.

따라서 선기어(8)는 매우 빠른 속도로 프리 휘일링을 하게 되고, 링기어(12)는 입력보다 빠른 회전을 하게 되므로 입력보다 빠른 오버 드라이브 상태의 4속비를 출력하게 된다.

그리고 후진(R) 레인지로 셀렉터 레버를 선택하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제2마찰요소(18)를 작동시켜 반력요소를 선택하고, 제3마찰요소(28)를 작동시켜 입력요소를 선택하게 된다.

이러한 제어에 의해 선기어(8)와 링기어(12)는 입력과 반대방향으로 회전하게 되므로 후진 변속비를 출력하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 자동변속장치는, 클러치 3개와 브레이크 2개를 사용하면서 부변속부를 사용하지 않고도 전진 4속 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있으므로 부변속부를 사용하는 변속장치에 비하여 구조적으로 간단한 변속장치를 제공할 수 있으며, 또 이러한 컴팩트한 구조의 변속장치는 연비 측면에서 유리하다.

Claims (1)

1. 엔진의 동력을 토오크 컨버터를 통하여 전달받는 입력축(2)과, 이 입력축과 동일축상으로 싱글 피니온 유성기어셋트(4)와 더블 피니온 유성기어셋트(6)를 배치하여 전진 4속 후진 1속의 변속단을 얻을 수 있는 차량용 자동변속기의 파워 트레인에 있어서, 상기 싱글 피니온 유성기어셋트와 더블 피니온 유성기어셋트는 선기어(8) 및 유성 캐리어(10)를 공유하며, 상기 선기어는 입력축(2)에 제1마찰요소(16)를 통하여 가변적으로 연결되고, 상기 유성 캐리어는 변속기 하우징(20)에 제2마찰요소(18)를 통하여 선택적으로 연결됨과 동시에 입력축에 제4마찰요소(26)를 통하여 가변적으로 연결되며, 상기 더블 피니언 유성기어셋트의 링기어(12)는 트랜스퍼 드라이브 기어(14)와 연결되어 출력수단으로 사용되고, 상기 싱글 피니온 유성기어셋트의 링기어(22)는 변속기 하우징에 제3마찰요소(24)를 통하여 선택적으로 연결됨과 동시에 입력축에 제5마찰요소(28)를 통하여 가변적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 파워 트레인.