KR100579294B1

KR100579294B1 - 차량용 다단 자동 변속기

Info

Publication number: KR100579294B1
Application number: KR1020040046121A
Authority: KR
Inventors: 소병호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-05-11
Also published as: KR20050120991A

Abstract

전진 8속 및 후진 2속의 변속단을 구현하며, 고속의 상태에서 공전요소의 회전속도가 출력요소보다는 작게 하여 동력손실을 최소화함으로써, 동력 전달 효율을 높일 수 있도록 한 차량용 다단 변속기를 제공할 목적으로;

입력축의 회전에 대하여 고정의 제1 속도비를 갖는 제1 입력 경로와; 상기 단순 유성기어셋트를 통해 입력축의 회전에 대하여 감속의 제2 속도비를 가지는 제2 입력경로와; 4개의 작동요소를 갖는 복합 유성기어셋트의 제1,2 작동요소는 선택적으로 입력 및 반력요소로 작동하고, 제3 작동요소는 출력요소로 작동할 수 있도록 하며, 제4 작동요소는 선택적인 입력요소로 작동하되, 상기 제2 입력경로로부터의 회전을 상기 제4 작동요소와 제1 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제1, 2 클러치와; 상기 제1 입력경로로부터의 회전을 상기 제1 작동요소와 제2 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제3, 4 클러치와; 상기 제1 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제1 브레이크와; 상기 제2 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제2 브레이크와; 상기 제3 작동요소에 연결되는 출력부재를 포함하여 이루어지는 차량용 다단 자동변속기.

자동 변속기. 클러치. 유성기어셋트

Description

차량용 다단 자동 변속기{MULTI STAGE AUTOMATIC TRANSMISSION FOR A VEHICLE}

도 1은 본 발명에 의한 자동 변속기의 제1 실시예의 기어 트레인을 도시한 도면.

도 2는 제1 실시예에 의한 기어 트레인의 작동 요소표.

도 3은 제1 실시예에 의한 기어 트레인의 속도선도.

도 4는 본 발명에 의한 자동 변속기의 제2 실시예의 기어 트레인을 도시한 도면.

도 5는 제2 실시예에 의한 기어 트레인의 속도선도.

도 6은 본 발명에 의한 자동 변속기의 제3 실시예의 기어 트레인을 도시한 도면.

도 7은 제3 실시예에 의한 기어 트레인의 속도선도이다.

본 발명은 차량용 다단 자동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 8속의 변속단을 구현할 수 있도록 한 기어 트레인에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기는 운전 능력확보와, 연비 향상을 위하여 다단화가 요청되고 있으며, 이에 부응하기 위하여 기어 트레인의 작동요소 및 마찰요소의 숫자를 가능한 적게 하는 것이 바람직하다.

이러한 관점에서 볼 때, 현재 통상적으로 사용되고 있는 자동 변속기는 4속 및 5속 자동 변속기가 주류를 이루고 있으나, 최근에는 6속 자동 변속기가 개발되어 차량에 적용되는 한편으로 7속 자동 변속기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 실정이다.

그리고 상기와 같이 6속 이상의 변속기를 개발함에 있어서는 기존에는 하나의 복합 유성기어셋트와, 적어도 1개 이상의 단순 피니언 유성기어셋트와, 적어도 6개 이상의 마찰요소를 이용하여 조합 구성하는 것이 통상적이었다.

그 예로서는 많은 기술내용이 제안되고 있으나, 일예로서는 일본국 특허 공보 제2778278호에 개시된 6속 자동변속기와, 본 출원인이 제안한 대한민국 특허 출원 제2003-0077691호와, 제2003-0079735호의 7속 기어 트레인을 예로 들 수 있다.

그러나 상기에서 '278호의 경우에는 증속상태인 5속 및 6속에서 출력부재의 증속 회전에 따라 극단적인 고속상태가 되기 때문에 마찰요소의 슬립에 의한 저항이 크게 발생하여 동력손실에 의한 동력전달 효율을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 상기 '691호는 하나의 복합 유성기어셋트와, 1개의 단순 피니언 유성기어셋트와, 적어도 6개 이상의 마찰요소를 이용하여 조합 구성하여 7속을 구현하고 있으나, 7속 구현하기 위한 기술적 구성으로서는 마찰요소를 불필요하게 많이 이용한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 상기 '735호의 경우에는 4개의 단순 피니언 기어셋트를 서로 평행하게 배치되는 2개의 축에 분할 배치하고, 8개의 마찰요소를 이용하여 조합이 이루어짐 으로써, 7속 구현을 위한 기술적 구성이 매우 복잡함은 물론 중량이며, 생산원가를 증가시키는 등의 제반 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 복합 유성기어셋트와, 하나의 단순 유성기어셋트와, 6개의 마찰요소를 조합하여 전진 8속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있는 기어 트레인을 갖는 차량용 다단 자동 변속기를 제공함에 있다.

또한, 고속의 상태에서 공전요소의 회전속도가 출력요소보다는 작게하여 동력손실을 최소화함으로써, 동력 전달 효율을 높일 수 있도록 한 차량용 다단 변속기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 단순 유성기어셋트로 이루어지는 제1 유성기어셋트와;

입력축의 회전에 대하여 고정의 제1 속도비를 갖는 제1 입력 경로와;

상기 제1 유성기어셋트를 통해 입력축의 회전에 대하여 감속의 제2 속도비를 가지는 제2 입력경로와;

4개의 작동요소를 갖는 복합 유성기어셋트의 제1,2 작동요소는 선택적으로 입력 및 반력요소로 작동하고, 제3 작동요소는 출력요소로 작동할 수 있도록 하며, 제4 작동요소는 선택적인 입력요소로 작동하는 제2 유성기어셋트로 이루어지되,

상기 제2 입력경로로부터의 회전을 상기 제4 작동요소와 제1 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제1, 2 클러치와;

상기 제1 입력경로로부터의 회전을 상기 제1 작동요소와 제2 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제3, 4 클러치와;

상기 제1 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제1 브레이크와;

상기 제2 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제2 브레이크와;

상기 제3 작동요소에 연결되는 출력부재를 포함하여 이루어지는 차량용 다단 자동변속기를 제공함에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도1 내지 도3 은 본 발명에 의한 차량용 자동변속기의 제1 실시예를 도시한 것으로서, 제1 실시예에서는 미 도시한 토크 컨버터와 연결된 입력축(2)상에 변속기구(4)가 배치되고, 이의 변속기구(4)의 출력요소가 출력부재인 카운터 기어(6)와 연결된다.

상기 변속기구(2)는 입력축(2)의 회전에 대하여 동속의 제1 속도비를 갖는 제1 입력경로(T1)와, 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 감속되어 출력되는 제2 속도비를 갖는 제2 입력경로(T2)와, 4개의 작동요소를 구비하는 래비뉴 타입 복합 유성기어셋트인 제2 유성기어셋트(PG2)를 구비하게 된다.

상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 4개의 작동요소는 제3도의 속도선도에서와 같이 제1 작동요소(S3), 제2 작동요소{PC2(PC3)}, 제3 작동요소{R2(R3)}, 제4 작동요소(S2)라고 설정할 때, 상기 제2 입력 경로(T2)로부터의 회전 동력을, 제4 작동요소(S2)로 전달하는 제1 클러치(C1)와, 제1 작동요소(S3)로 전달하는 제2 클러치(C2)와, 상기 제1 입력 경로(T1)로부터의 회전동력을 제1 작동요소(S3)로 전달하는 제3 클러치(C3)와, 상기 제2 작동요소{PC2(PC3)}로 전달하는 제4 클러치(C4)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 제1 작동요소(S3)를 계지하는 제1 브레이크(B1)와, 상기 제2 작동요소{PC2(PC3)}를 계지하는 제2 브레이크(B2)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 클러치는 후측으로부터 전측으로 배치되는 순서에 따라 부호를 부여하였으며, 이하 다른 실시예에서도 마찬가지로 부호를 부여함을 전제한다.

상기 제1 유성기어셋트(PG1)는 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어져, 제1 선기어(S1)가 항상 입력요소로 작동하며, 2개의 피니언을 지지하는 제1 유성 캐리어(PC1)는 항상 고정요소로 작동하고, 제1 링기어(R1)는 감속의 회전동력을 제2 입력 경로(T2)로 출력시키게 된다.

상기 제2 유성기어셋트(PG2)를 구성하는 4개의 작동요소에 있어서, 제1 작동요소는 대경의 선기어(S3), 제2 작동요소는 2개의 피니언(P2)(P3)을 공통으로 지지하는 유성캐리어{PC2(PC3)}, 제3 작동요소는 공통의 링기어{R2(R3)}, 제4 작동요소는 소경의 선기어(S2)로 이루어지며, 2개의 피니언(P2)(P3)은, 서로 외주 치합되는 롱 피니언(P3)과 숏 피니언(P2)으로 구성되어 숏 피니언(P2)이 소경 선기어(S2)에 외접 치합되고, 롱 피니언(P3)이 대경 피니언(S3)에 외접 치합됨과 동시에 링기어(R2)(R2)에 내접 치합된다.

상기에서 제1 클러치(C1)는 다판 클러치로 이루어지며, 그 드럼측이 제2 입력 경로(T2)인 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 링기어(R1)에 연결되고, 허브 부분이 제2 유성기어셋트(PG2)의 소경 선기어(S2)에 연결된다.

제2 클러치(C2)는 다판 클러치로 이루어지며, 그 드럼 측이 제2 입력 경로(T2)인 제1 유성기어셋트(PG1)의 링기어(R1)에 연결되고, 허브 측이 제2 유성기어셋트(PG2)의 대경 선기어(S3)에 연결된다.

제3 클러치(C3)는 다판 클러치로 이루어지며, 그 허브 측이 제2 유성기어셋트(PG2)의 대경 선기어(S3)와 연결되고, 드럼부분이 제1 입력 경로(T1)인 입력축(2)과 연결된다.

제4 클러치(C4)는 다판 클러치로 이루어지며, 그 허브 측이 제2 유성기어셋트(PG2)의 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}와 연결되고, 드럼부분이 제1 입력 경로(T1)인 입력축(2)과 연결된다.

제1 브레이크(B1)는 드럼 부분이 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 유성 캐리어(PC1)에 연결된 다판 브레이크로 이루어져 제2 유성기어셋트(PG2)의 대경 선기어(S3)를 변속기 케이스(8)에 계지할 수 있도록 구성된다.

제2 브레이크(B2)는 허브측을 제2 유성기어셋트(PG2)의 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}와 연결하는 다판 브레이크로 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 자동 변속기는 도시하지 않은 전자 제어유닛과 유압 시스템의 제어에 의하여 운전자가 선택하는 변속 레인지에 따른 변속 단계의 범위에서 차량 부하에 근거하여 변속을 행하게 된다.

도 2는 그림에서 약호로 나타내는 클러치 및 브레이크의 작동(도면에서 O으로 표시)과 작동 해방으로 달성되는 변속단계를 나타내며, 도 3은 각 클러치 및 브 레이크의 계합에 의하여 달성되는 변속단계와, 그때의 각 작동요소의 속도선도로 나타낸 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명 자동변속기의 작동관계를 도1 내지 도3을 근거로 하여 설명하면 다음과 같다.

제1속에서는, 제1클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력 경로(T2)의 감속 회전이 제1 클러치(C1)를 통해 소경 선기어(S1)로 입력되고, 제2 브레이크(B2)의 작동으로 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 반력으로 작용하여 공통의 링기어{R2(R3)}가 최대로 감속되어 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

제2속에서는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력경로(T2)의 제1 속도비 회전이 제1 클러치(C1)를 통해 소경 선기어(S2)로 입력되고, 제1 브레이크(B1)의 작동으로 대경 선기어(S3)가 반력으로 작용하여 공통의 링기어{R2(R3)}의 감속 회전이 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다. 이때의 속도비는 입력은 상기 1속과 동일하지만 반력요소가 제1 브레이크(B1)로 변환되면서 제1속 보다는 커진다.

제3속에서는, 제1, 2 클러치(C1)(C2)가 동시 작동되면서 달성되는데, 이 경우에는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력 경로(T2)의 감속 회전이 제1, 2 클러치(C1)(C2)를 통해 소경 및 대경 선기어(S2)(S3)에 동시에 입력되므로 제2 우성기어셋트(PG2)가 직결의 상태가 되고, 그 회전이 링기어{R2(R3)}의 회전이 되어 입력 그대로의 회전이 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

이때에는 제2 유성기어셋트(PG2)의 모든 요소의 상대회전이 없기 때문에 동력 전달 손실이 없으며, 이때의 해방 상태의 나머지 클러치 및 브레이크의 상대 속도비도 모두 1 이하가 되므로 슬립 저항이 작게 발생한다.

제4속에서는 제1 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)의 동시 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 한편으로는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력경로(T2)의 제2 속도비 회전이 제1 클러치(C1)를 통해 소경 선기어(S2)로 입력되고, 다른 한편으로는 제1 입력경로(T1)의 제1 속도비 회전이 제3 클러치(C3)를 통해 대경 선기어(S3)로 입력됨으로써, 상기 소경 선기어(S2)와 대경 선기어(S3)의 회전차에 의한 속도비로 감속되는 회전이 링기어{R2(R3)}의 감속 회전이 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

이때에는 그림 3의 속도 선도에서도 알 수 있듯이, 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}는 동력전달에는 관여하지 않고, 공통 링기어{R2(R3)}와 같은 방향으로 공전하지만, 그 속도비는 1 이하로 크지 않음과 동시에 다른 작동요소와 동일 방향으로 회전하기 때문에 동력 손실이 적다.

제5속에서는 제1 클러치(C1)와 제4 클러치(C4)의 동시 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력경로(T2)의 감속 회전이 제1 클러치(C1)를 통해 소경 선기어(S2)로 입력됨과 동시에 제1 입력 경로(T1)인 입력축의 회전이 제4 클러치(C4)를 통해 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}로 입력되기 때문에 상기 소경 선기어(S2)와 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}의 회전에 대한 중간의 회전이 공통의 링기어{R2(R3)}를 통해 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력 된다.

제6속에서는 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)의 동시 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 입력경로(T1)인 입력축(2)의 동속 회전이 제3, 4 클러치(C3)(C4)를 통해 대경 선기어(S3)와 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}로 동시에 입력되기 때문에 제2 유성기어셋트(PG2)가 직결의 상태가 되고, 그 회전이 링기어{R2(R3)}의 회전이 되어 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

이 경우에는 제3속과 마찬가지로 제2 유성기어셋트(PG2)의 모든 작동요소의 상대회전이 없기 때문에 동력 전달 손실이 없으며, 나머지 클러치 및 브레이크의 슬립 저항의 문제는 발생되지 않는다.

제7속에서는 제2 클러치(C2)와 제4 클러치(C4)의 동시 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 한편으로는 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 제2 입력경로(T2)의 제2 속도비 회전이 제2 클러치(C2)를 통해 대경 선기어(S3)로 입력되고, 다른 한편으로는 제1 입력 경로(T1)인 입력축(2)의 회전이 제4 클러치(C4)를 통해 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}로 입력됨으로써, 상기 대경 선기어(S3)와 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}의 회전에 대한 증속 회전이 공통의 링기어{R2(R3)}를 통해 카운터 기어(6)로 출력된다.

제8속에서는 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 입력경로(T1)인 입력축(2)의 회전이 제4 클러치(C4)를 통해 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}로 입력되고, 제1 브레이크(B1)의 작동으로 대경 선기어(S3)가 반력요소로 작용함으로써, 공통의 링기어{R2(R3)}가 상기 제7속 보다 더욱 증속되면서 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

또한, 후진 1속의 경우에는 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)의 계합에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제2 입력 경로(T2)를 통한 감속 회전이 제2 클러치(C2)를 통해 대경 선기어(S3)로 전달되고, 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 제2 브레이크(B2)에 의하여 반력으로 작용하게 되어 공통의 링기어{R2(R3)}의 역회전이 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

후진 2속에서는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 계합에 의하여 달성되는데, 이 경우에는 제1 입력 경로(T1)를 통한 입력축(2)의 회전이 제2 클러치(C2)를 통해 대경 선기어(S3)로 전달되고, 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 제2 브레이크(B2)에 의하여 반력으로 작용하게 되어 공통의 링기어{R2(R3)}의 역회전이 상기 후진 1속 보다 더욱 증속되어 출력부재인 카운터 기어(6)를 통해 출력된다.

이와같이 제1 실시예의 기어 트레인에 의하면, 전진 1속을 제외한 모든 전진 변속 단계에 있어서 제2 유성기어셋트의 각 작동요소에 역회전이 발생되지 않기 때문에 변속시의 각 작동요소의 관성력에 의한 변속 지연을 막을 수 있다.

그리고 상기와 같이 전진 1속을 제외한 전진 변속단에서 각 작동요소의 역회전이 발생되지 않기 때문에 각 작동요소간의 상대 회전 속도가 억제되고, 오일의 저항이 감소하여 동력 전달효율이 향상된다.

또한, 각 작동요소간의 상대 회전속도가 억제되면 각 작동요소간에 설치되는 베어링 부하도 감소하여 내구성 면에서 유리해지며, 각 작동요소의 속도비도 극단적으로 높아지지 않기 때문에 마찰요소의 슬립이나 베어링의 부하도 억제된다.

도 4 와 도 5는 제2 실시예를 나타내는데, 제2 실시예는 제1 실시예와 마찬가지로 제2 유성기어셋트를 래비뉴 타입으로서, 제1 실시예에서는 공통의 링기어{R2(R3)}를 출력요소로 하였으나, 제2 실시예에서는 공통의 유성 캐리어{PC2(PC3)}를 출력요소로 형성한 것이다.

즉, 제2 유성기어셋트(PG2)의 소경 선기어(S2)가 제1 작동요소로서 제2, 3 클러치(C2)(C3)의 허브측과 제1 브레이크(B1)의 허브측에 연결되고, 공통 링기어{R2(R3)}가 제2 작동요소로서 제4 클러치(C4)의 허브측과 제2 브레이크(B2)의 허브측에 연결되며, 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 제3 요소로서 출력부재인 카운터 기어(6)와 연결되고, 대경 선기어(S3)가 제4 요소로서 제1 클러치(C1)의 허브측에 연결되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 있어서 각각의 마찰요소의 작동은 제1 실시예와 마찬가지로 도2 와 같은 상태로 작동이 이루어지면서 변속을 행하게 된다.

그리고 도 5는 각 클러치 및 브레이크의 작동에 의하여 달성되는 변속단계와, 이때 작동요소의 속도비와의 관계를 제1 실시예의 경우와 동일한 수법에 따라 속도선도로 나타낸 것이다.

즉, 제3 작동요소를 구성하는 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 출력요소가 되고, 제2 작동요소가 공통 링기어{R2(R3)}로 구성하기 위하여 제3 클러치(C3)의 작동과 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 제어되는 작동요소와 출력요소의 관계가 제1 실시예와 다르고, 각 변속단에서의 속도비가 다르게 되지만, 각 변속단계에서 의 각 마찰요소의 작동에 대한 제2, 3 선기어(S2)(S3)의 거동은 거의 동일하다.

도6 과 도7 은 제2 실시예를 변형한 제3 실시예를 도시한 것으로서, 제2 실시예의 래비뉴 타입 제2 유성기어셋트(PG2)에서 선기어와 링기어를 역전시킨 역 래비뉴 타입으로 구성한 것이다.

즉, 서로 치합되는 롱 피니언(P3)와 숏 피니언(P2) 중 롱 피니언(P3)이 공통 선기어{S2(S3)}에 외접 치합되고, 롱 피니언(P3)이 소경 링기어(R2)에 내접 치합되고, 숏 피니언(P2)이 대경 링기어(R3)에 내접 치합되는 형태로 4 작동요소화 한 것이다.

이에따라 공통의 선기어{S2(S3)}가 제1 요소로서 제2 클러치(C2)의 허브측 및 제4 클러치(C3)의 허브측과, 제1 브레이크(B2)의 허브측에 연결되고, 대경 링기어(R3)가 제2 작동요소로서 제4 클러치(C4)의 허브측과 제2 브레이크(B2)의 허브측에 연결되며, 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)가 제3 작동요소로서 카운터 기어(6)에 연결되고, 소경 링기어(R2)가 제4 작동요소로서 제1 클러치(C1)의 허브측에 연결된다.

그리고 상기와 같이 구성되는 제3 실시예에 있어서의 각 마찰요소의 작동은 제1 실시예과 동일하게 도2와 같은 상태로 작동되면서 변속을 행하게 되며, 도 7은 각 클러치 및 브레이크의 작동에 의하여 달성되는 변속단계와, 이때 작동요소의 속도비와의 관계를 전술한 각 실시예의 경우와 동일한 수법에 따라 속도선도로 나타낸 것이다.

그리고 제3 작동요소를 구성하는 공통 유성 캐리어{PC2(PC3)}가 출력요소가 되고, 제2 작동요소가 대경 링기어(R3)로 구성되기 때문에 제3 클러치(C3)의 작동과 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 제어되는 작동요소와 출력요소의 관계가 제2 실시예와 다르고, 각 변속단계에서의 속도비가 다르게 되지만, 각 변속단에서의 각 마찰요소의 작동에 대한 제2, 3 선기어{S2(S3)}와 소경 링기어(R2)의 거동은 거의 동일하다.

상기에서 본 발명의 기어 트레인에 대한 바람직한 실시예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 자동 변속기는 1개의 복합 유성기어셋트와 1개의 단순 유성기어셋트와, 그리고 4개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 8속과 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있도록 하여 전장 및 중량을 작게 하여 컴팩트화할 수 있다.

그리고 제1속을 제외한 전진의 모든 변속단에서 공전요소의 극단적인 고속 회전이 발생되지 않기 때문에 마찰요소의 슬립속도 저하와 기어 전달 로스를 최소화하여 내구성을 향상시킴과 동시에 동력손실을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 제1속을 제외한 모든 전진 변속단에서 공전요소의 역회전이 발생되지 않기 때문에 시프트 업 및 다운시의 마찰요소 제어도 용이하게 이루어질 수 있으며, 후진 변속을 2속으로 행할 수 있는 바, 효과적인 동력 이용이 가능한 발명인 것이다.

Claims

단순 유성기어셋트로 이루어지는 제1 유성기어셋트와;

입력축의 회전에 대하여 고정의 제1 속도비를 갖는 제1 입력 경로와;

상기 제1 유성기어셋트를 통해 입력축의 회전에 대하여 감속의 제2 속도비를 가지는 제2 입력경로와;

4개의 작동요소를 갖는 복합 유성기어셋트의 제1,2 작동요소는 선택적으로 입력 및 반력요소로 작동하고, 제3 작동요소는 출력요소로 작동할 수 있도록 하며, 제4 작동요소는 선택적인 입력요소로 작동하는 제2 유성기어셋트로 이루어지되,

상기 제2 입력경로로부터의 회전을 상기 제4 작동요소와 제1 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제1, 2 클러치와;

상기 제1 입력경로로부터의 회전을 상기 제1 작동요소와 제2 작동요소에 각각 독립적으로 전달하는 제3, 4 클러치와;

상기 제1 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제1 브레이크와;

상기 제2 작동요소를 반력요소로 작동할 수 있도록 하는 제2 브레이크와;

상기 제3 작동요소에 연결되는 출력부재를 포함하여 이루어지는 차량용 다단 자동변속기.
제1항에 있어서, 제1속에서는 제1 클러치와 제2 브레이크가 작동되고, 제2속에서는 제1 클러치와 제1 브레이크가 작동되며, 제3속에서는 제1, 2클러치가 작동 되고, 제4속에서는 제1, 3 클러치가 작동되며, 제5속에서는 제1, 4 클러치가 작동되고, 제6속에서는 제3, 4클러치가 작동되며, 제7속에서는 제2, 4 클러치가 작동되고, 제8속에서는 제4 클러치와 제1 브레이크가 작동되고, 후진 1속에서는 제2 클러치 및 제2 브레이크가 작동되며, 후진 2속에서는 제3 클러치와 제2 브레이크가 작동되어 전진 8속 및 후진 2속의 변속단이 달성됨을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항에 있어서, 제1 유성기어셋트는 더블 피니언 유성기어셋트로 구성하되, 제1 선기어가 입력요소로 작동되고, 제1 유성 캐리어가 항상 고정요소로 작동되며, 링기어가 제2 입력경로와 연결됨을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항에 있어서, 제2 유성기어셋트는 대경 선기어로 이루어지는 제1 작동요소와, 숏피니언과 상기 숏 피니언에 치합되는 롱 피니언을 함께 지지하는 유성 캐리어로 이루어지는 제2 작동요소와, 상기 롱 피니언에 치합되는 링기어로 이루어지는 제3 작동요소와, 상기 숏 피니언에 치합되는 소경 선기어로 이루어지는 제4 작동요소를 포함하는 래비뉴 타입의 유성기어셋트로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항 또는 제4항에 있어서,

제1 클러치는 다판 클러치로 이루어지며, 그 드럼 측이 제2 입력 경로에 연결되고, 허브 부분이 제2 유성기어셋트의 소경 선기어에 연결되고,

제2 클러치는 다판 클러치로 이루어지며, 그 드럼 측이 제2 입력 경로에 연결되고, 허브 측이 제2 유성기어셋트의 대경 선기어에 연결되며,

제3 클러치는 다판 클러치로 이루어지며, 그 허브 측이 제2 유성기어셋트의 대경 선기어와 연결되고, 드럼부분이 제1 입력 경로인 입력축과 연결되고,

제4 클러치는 다판 클러치로 이루어지며, 그 허브 측이 제2 유성기어셋트의 공통 유성 캐리어와 연결되고, 드럼부분이 제1 입력 경로인 입력축과 연결되며,

제1 브레이크는 드럼 부분이 상기 제1 유성기어셋트의 제1 유성 캐리어에 연결된 다판 브레이크로 이루어져 제2 유성기어셋트의 대경 선기어를 변속기 케이스에 계지할 수 있도록 연결되고,

제2 브레이크는 허브측을 제2 유성기어셋트의 공통 유성 캐리어와 연결되는 다판 브레이크로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항에 있어서, 제2 유성기어셋트의 제1 작동요소가 소경 선기어, 제2 작동요소가 공통의 링기어, 제3 작동요소가 공통의 유성 캐리어, 제4 작동요소가 대경 선기어로 구성되는 래비뉴 타입의 유성기어셋트로 이루어지는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항 또는 제6항에 있어서, 제2 유성기어셋트의 소경 선기어가 제1 작동요소로서 제2, 3 클러치의 허브측과 제1 브레이크의 허브측에 연결되고, 공통 링기어가 제2 작동요소로서 제4 클러치의 허브측과 제2 브레이크의 허브측에 연결되며, 공통의 유성캐리어가 제3 작동요소로서 출력부재인 카운터 기어와 연결되고, 대경 선기어가 제4 작동요소로서 제1 클러치의 허브측에 연결됨을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항에 있어서, 제2 유성기어셋트는 통상적인 래비뉴 타입에서 선기어와 링기어를 역전시킨 역 래비뉴 타입으로 구성하되, 서로 치합되는 롱 피니언과 숏 피니언 중 롱 피니언이 공통 선기어에 외접 치합되고, 롱 피니언이 소경 링기어에 내접 치합되고, 숏 피니언이 대경 링기어에 내접 치합되는 형태로 4 작동요소를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항 또는 제8항에 있어서, 제2 유성기어셋트는 제1 작동요소가 공통의 선기어, 제2 작동요소가 대경 링기어, 제3 작동요소가 공통의 유성 캐리어, 제4 작동요소가 소경 링기어로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.