KR100742205B1 - 차량용 자동 변속기의 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전 변속단에서 클러치요소를 사용하지 않고, 하나씩의 단순 유성기어셋트와 브레이크요소를 추가함으로써 변속단을 다단으로 확장할 수 있도록;

항시 입력요소와 출력요소로 각각 작동하는 2개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져, 엔진의 출력측으로부터 동력을 전달받는 기준 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 기준 유성기어셋트의 출력요소로 작동하는 작동요소에 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제1 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제1 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제2 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제2 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제3 유성기어셋트를 포함하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 제공한다.

유성기어셋트, 파워 트레인, 확장성, 클러치

Description

차량용 자동 변속기의 파워 트레인{power train of automatic transmission for vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 파워 트레인의 실시예이고,

도 2는 본 발명의 의한 파워 트레인의 작동 요소표이고,

도 3은 본 발명에 의한 파워 트레인의 속도선도이고,

도 4는 본 발명에 의한 파워 트레인의 확장성에 따른 다른 실시예이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전 변속단에서 클러치요소를 사용하지 않고, 하나씩의 단순 유성기어셋트와 브레이크요소를 추가함으로써 변속단을 다단으로 확장할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.

통상적으로 차량용 자동 변속기는 엔진으로부터 동력을 전달받는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘인 파워 트레인을 보유하고 있다.

상기에서 파워 트레인은 변속을 행하는 가장 중요한 요소로서, 그것의 배열 과 기어 잇수비는 변속비를 결정하는 중요한 요소이다.

이러한 파워 트레인은 선기어와, 상기 선기어에 외접되는 통상 다수의 피니언 및 이들 피니언을 연결하는 유성 캐리어와, 상기 피니언들이 내접되는 링기어를 포함하여 이루어지는 복합 또는 단순 유성기어셋트가 주로 이용되고 있으며, 상기 3요소(선기어, 유성 캐리어, 링기어)중 어느 한 요소를 입력요소로 하고, 다른 요소를 반력요소로 선택하여 출력단 회전수를 조절하여 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그런데 종래에는 적어도 3속 이상의 전진속과 1속 이상의 후진속의 변속비를 출력할 수 있는 파워 트레인을 설계하기 위해서 2개의 단순 유성기어셋트를 조합한 복합 유성기어셋트 혹은 2개 이상의 단순 유성기어셋트를 독립 배치하여 사용되고 있으며, 이들은 적어도 서로 다른 2개의 요소가 서로 공용으로 사용할 수 있도록 하여 4개 이상의 독립 작동요소를 보유하도록 해야 하는데, 이때 반드시 독립 작동요소 간에는 동력 연결을 위한 클러치요소가 필요하다.

그러나 상기한 종래 자동변속기의 클러치요소는 브레이크요소와 함께 습식 다판형으로 이루어져 자동변속기의 사이즈를 크게 하는 원인이 되며, 자동변속기의 설계에 있어서도 단 1속의 변속비라도 변속비를 추가하여 확장하기 위해서는 전체적인 파워 트레인의 레이아웃을 변경하여야 하는 어려움이 있다.

또한, 종래 자동변속기용 파워 트레인은 각 변속단별 클러치요소와 브레이크요소를 적어도 2개 이상 작동 제어하여야 함으로 제어가 복잡하여 유압공급을 위한 유압 시스템용 밸브바디의 레이아웃을 복잡하게 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 확장 가능한 전 변속단에서 클러치요소를 사용하지 않고, 하나씩의 단순 유성기어셋트와 브레이크요소를 추가함으로써 1속씩 변속비를 다단으로 확장할 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전 변속단에서 클러치요소를 배제하여 자동변속기의 사이즈를 최소화하며, 각 변속단별 하나의 작동요소만을 작동 제어하여 유압시스템용 밸브바디의 레이아웃을 간단하게 하며, 동시에 해당 속의 작동요소의 작동 제어를 간단하게 구성할 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소와 출력요소로 각각 작동하는 2개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져, 엔진의 출력측으로부터 동력을 전달받는 기준 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 기준 유성기어셋트의 출력요소로 작동하는 작동요소에 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제1 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제1 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1 개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제2 유성기어셋트와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제2 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제3 유성기어셋트를 포함하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 제공한다.

상기에서 기준 유성기어셋트와 제1 유성기어셋트는 기준 선기어 및 제1 선기어가 각각 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 링기어는 제1 유성기어셋트의 제1 유성 캐리어와 상시 연결되어 출력요소로 작동하며, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 유성 캐리어와 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2 유성기어셋트는 제2 선기어가 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 그 제2 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어와 상시 연결되며, 그 제2 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 한다.

상기 제3 유성기어셋트는 제3 선기어가 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 그 제3 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제2 유성기어셋트의 제2 링기어와 상시 연결되며, 그 제3 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 제3 유성기어셋트에는 외측으로 제3 유성기어셋트와 동일한 싱글 피니언 유성기어셋트를 제2 유성기어셋트와 입력축에 제3 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 하나씩 차례로 연결하여 전진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준 유성기어셋트에는 외측으로 제1 유성기어셋트와 입력축에 기준 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 차례로 연결하여 후진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 의한 파워 트레인의 제1 실시예의 구성도로서, 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 기준 유성기어셋트(BPG) 및 제1,2,3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)를 포함하여 이루어진다.

상기 기준 유성기어셋트(BPG) 및 제1,2,3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)는 동일축 선상에 배치되며, 엔진측으로부터 기준 유성기어셋트(BPG), 제1,2,3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)가 순차적으로 배치된다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 상기 기준 유성기어셋트(BPG)의 선기어는 기 준 선기어(S), 유성 캐리어는 기준 유성 캐리어(PC), 링기어는 기준 링기어(R)로 칭하며, 제1 유성기어셋트(PG1)의 선기어는 제1 선기어(S1), 유성 캐리어는 제1 유성 캐리어(PC1), 링기어는 제1 링기어(R1), 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어는 제2 선기어(S2), 유성 캐리어는 제2 유성 캐리어(PC2), 링기어는 제2 링기어(R2)로, 제3 유성기어셋트(PG3)의 선기어는 제3 선기어(S3), 유성 캐리어는 제3 유성 캐리어(PC3), 링기어는 제3 링기어(R3)로 칭함을 전제한다.

상기에서 기준 유성 기어셋트(BPG)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어진 상태로, 기준 선기어(S)가 입력축(2)과 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 기준 링기어(R)는 출력요소로 미도시된 출력기어와 치합되며, 기준 유성 캐리어는 변속기 하우징(4)과의 사이에 제1 후진 브레이크(RB1)를 개재시켜 선택적인 반력요소로 작동하게 된다.

이에 따라 상기 제1 후진 브레이크(RB1)가 작동하면 출력요소인 기준 링기어(R)를 통해 제1 후진 감속 출력이 이루어지게 된다.

상기에서 제1 유성 기어셋트(PG1)는 제1 브레이크(B1)를 보유하는데, 상기 제1 선기어(S1)가 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 제1 링기어(R1)는 상기 변속기 하우징(4)과의 사이에 제1 브레이크(B1)를 개재시켜 가변적으로 연결되어 선택적인 반력요소로 작동하며, 제1 유성 캐리어(PC1)는 그 일단이 연장되어 상기 기준 링기어(R)와 직결됨으로서 출력요소로 작동하게 된다.

이에 따라 상기 제1 브레이크(B1)가 작동하면 출력요소인 제1 유성 캐리어(PC1)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서 는 제1감속 출력과 동속의 제1속 출력이 이루어진다.

그리고 상기 제2 유성기어셋트(PG2)는 제2 브레이크(B2)를 보유하는데, 제2 선기어(S2)가 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 제2 링기어(R2)는 상기 변속기 하우징(4)과의 사이에 제2 브레이크(B2)를 개재시켜 가변적으로 연결되어 선택적인 반력요소로 작동하며, 제2 유성 캐리어(PC2)는 그 일단이 연장되어 상기 제1 링기어(R1)와 직결됨으로서 출력요소로 작동하게 된다.

이에 따라 상기 제2 브레이크(B2)가 작동하면 출력요소인 제2 유성 캐리어(PC2)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제1 링기어(R1)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 제1 유성기어셋트(PC1)에서는 제1선기어(S1)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제1 링기어(R1)에도 제1감속 출력이 전달되어 제1 유성 캐리어를 통하여 제1감속 출력보다 증속된 제2감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제2감속 출력과 동속의 제2속 출력이 이루어진다.

또한, 상기 제3 유성기어셋트(PG3)는 제3 브레이크(B3)를 보유하는데, 제3 선기어(S3)가 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 제3 링기어(R3)는 상기 변속기 하우징(4)과의 사이에 제3 브레이크(B3)를 개재시켜 가변적으로 연결되어 선택적인 반력요소로 작동하며, 제3 유성 캐리어(PC3)는 그 일단이 연장되어 상기 제2 링기어(R2)와 직결됨으로서 출력요소로 작동하게 된다.

이에 따라 상기 제3 브레이크(B3)가 작동하면 출력요소인 제3 유성 캐리어(PC3)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제2 링기어(R2)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 제2 유성기어셋트(PC2)에서는 제2선기어(S2)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제2 링기어(R2)에도 제1감속 출력이 전달되어 제2 유성 캐리어를 통하여 제1감속 출력보다 증속된 제2감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제1 링기어(R1)에서는 제2감속 출력이 전달된다.

그리고 제1 유성기어셋트(PC1)에서는 제1선기어(S1)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제1 링기어(R1)에도 제2감속 출력이 전달되어 제1 유성 캐리어를 통하여 제2감속 출력보다 증속된 제3감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제3감속 출력과 동속의 제3속 출력이 이루어진다.

이러한 파워 트레인의 구성에서, 기준 유성기어셋트(BPG)의 출력요소인 기준 링기어는 미도시된 출력기어와 치합되며, 이의 출력기어는 미도시한 디프렌셜과 연결되며, 이의 디프렌셜은 어느 형식에 구애됨이 없이 적용 차량의 조건에 따라 결정된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 실시예에 따른 파워 트레인은 각 유성기어셋트의 선기어가 입력축과 모두 직결되며, 동력 연결을 위한 클러치의 구성없이 단순히 해당 유성기어셋트와 변속기 하우징 사이에 하나씩의 브레이크가 구성되어 해당 유성기어셋트의 링기어를 가변 반력요소로 작동시키되, 각 브레이크는 중복 작동없이 하나만의 브레이크가 작동 제어되는 기술적 특징을 갖는다.

또한, 상기한 바와 같이 이루어진 실시예에 따른 파워 트레인은 전진 3속, 후진 1속의 변속단을 구현하게 되는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에서 도시한 바와 같이, 전진속과 후진속으로 내구성 및 장착성의 한계 범위 내에서 확장성을 갖는 기술적 특징을 갖는다.

즉, 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 외측으로 제3 유성기어셋트(PG3)와 동일한 싱글 피니언 유성기어셋트를 제2 유성기어셋트(PG2)와 입력축(2)에 제3 유성기어셋트(PG3)가 연결되는 연결구성과 동일하게 하나씩 차례로 연결하여 전진 1속단씩 변속단을 확장할 수 있다.

또한, 상기 기준 유성기어셋트(BPG)에는 엔진측으로 제1 유성기어셋트(PG1)와 입력축(2)에 기준 유성기어셋트(BPG)가 연결되는 연결구성과 동일하게 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 차례로 연결하여 후진 1속단씩 변속단을 확장할 수 있다.

이를, 도 4를 통하여 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저, 본 실시예를 기준으로 전진 변속단 확장의 경우에는 제3 유성기어셋트(PG3)의 외측으로 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지며, 제4 브레이크(B4)를 보유하는 제4 유성기어셋트(PG4)를 배치하되, 제4 선기어(S4)는 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 제4 링기어(R4)는 상기 변속기 하우징(4)과의 사이에 제4 브레이크(B4)를 개재시켜 가변적으로 연결되어 선택적인 반력요소로 작동하며, 제4 유성 캐리어(PC4)는 그 일단이 연장되어 상기 제3 링기어(R3)와 직결됨으로서 출력요소로 작동하도록 구성한다.

이에 따라 상기 제4 브레이크(B3)가 작동하면 출력요소인 제4 유성 캐리어(PC4)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제3 링기어(R3)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 제3 유성기어셋트(PC3)에서는 제3선기어(S3)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제3 링기어(R3)에도 제1감속 출력이 전달되어 제3 유성 캐리어를 통하여 제1감속 출력보다 증속된 제2감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제2 링기어(R2)에서는 제2감속 출력이 전달된다.

계속해서, 제2 유성기어셋트(PC2)에서는 제2선기어(S2)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제2 링기어(R2)에도 제2감속 출력이 전달되어 제2 유성 캐리어를 통하여 제2감속 출력보다 증속된 제3감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제1 링기어(R1)에서는 제3감속 출력이 전달된다.

그리고 제1 유성기어셋트(PC1)에서는 제1선기어(S1)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제1 링기어(R1)에도 제3감속 출력이 전달되어 제1 유성 캐리어를 통하여 제3감속 출력보다 증속된 제4감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제4감속 출력과 동속의 제4속 출력이 이루어진다.

또한, 후진 변속단 확장의 경우에는 기준 유성기어셋트(BPG)의 외측으로 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지며, 제2 후진 브레이크(RB2)를 보유하는 제1 후진 유성기어셋트(RPG1)를 배치하되, 제1 후진 선기어(RS1)는 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하며, 제1 후진 링기어(RR1)는 기존의 기준 유성캐리어(PC)와 직결된 상태로, 제1 후진 브레이크(RB1)를 통하여 상기 변속기 하우징(4)에 가변적으로 연결되어 선택적인 반력요소로 작동하며, 제1 후진 유성 캐리어(RPC1)는 변속기 하우징(4)과의 사이에 제2 후진 브레이크(RB2)를 개재시켜 가변 적으로 연결하여 선택적인 반력요소로 작동하도록 구성한다.

이에 따라 상기 제2 후진 브레이크(RB2)가 작동하면 제1 후진 유성 캐리어(RPC1)는 반력요소로 작동하며, 이때 후진 출력요소로 작동하는 제1 후진 링기어(RR1)는 제1 후진 감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 유성 캐리어(PC)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 기준 유성기어셋트(BPC)에서는 기준 선기어(S)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 기준 유성 캐리어(PC)에도 제1 후진 감속 출력이 전달되어 출력요소인 기준 링기어(R)를 통하여 제1 후진 감속 출력보다 증속된 제2 후진 감속 출력이 이루어진다.

이와 같이, 본 발명은 전진 최고 변속단의 유성기어셋트 외측으로 해당 브레이크를 포함하는 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 추가함에 따라 전진 변속단을 간단하게 추가할 수 있으며, 후진 최고 변속단의 유성기어셋트 외측으로 해당 브레이크를 포함하는 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 추가함에 따라 후진 변속단을 간단하게 추가할 수 있는 확장성을 갖는다.

단, 도 4에서는 전진 6속, 후진 3속의 변속단을 구현한 실시예를 도시하였으나, 변속기의 내구성 및 그 장착성이 허락하는 한계 범위 내에서는 그 이상의 변속단을 간단하게 추가 구현할 수 있을 것이다.

상기와 같이 본 실시예에 따라 구성된 전진 3속, 후진 1속의 변속단을 갖는 파워 트레인의 변속과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전 변속단에서 기준 유성기어셋트(BPG) 및 제1,2,3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)의 각 선기어(S,S1,S2,S3)에는 입력축(2)의 입력이 이루어지는 상태를 이룬다.

그리고 전진 변속단의 전진 1속에서는 제1 브레이크(B1)만 작동 제어되는데, 이때에는 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 링기어(R1)가 반력요소로 작동함으로써, 도 3에서와 같이 제1 유성 캐리어(PC1)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제1감속 출력과 동속의 출력이 이루어져 전진 1속(D1)의 변속이 이루어지게 된다.

이러한 1속 제어 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛에서는 상기 1속 제어상태에서 제1 브레이크(B1)는 작동 해제하고, 제2 브레이크(B2)를 작동시키게 된다.

이에 따라 상기 제2 브레이크(B2)만 작동하면 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 제2 링기어(R2)가 반력요소로 작동함으로써, 제2 유성 캐리어(PC2)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제1 링기어(R1)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 제1 유성기어셋트(PC1)에서는 제1선기어(S1)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제1 링기어(R1)에도 제1감속 출력이 전달되어 제1 유성 캐리어(PC1)를 통하여 제1감속 출력보다 증속된 제2감속 출력이 이루어지게 되고, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제2감속 출력과 동속의 출력이 이루어져 전진 2속(D2)의 변속이 이루어지게 된다.

이러한 2속 제어 상태에서 차속이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛에서 는 상기 2속 제어상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동을 해제하고, 제3 브레이크(B3)를 작동시키게 된다.

그러면 제3 유성기어셋트(PC3)의 제3 링기어(R3)가 반력요소로 작동함으로써, 제3 유성 캐리어(PC3)를 통해 제1감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제2 링기어(R2)에 동일 출력이 전달된다.

계속해서, 제2 유성기어셋트(PC2)에서는 제2선기어(S2)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제2 링기어(R2)에도 제1감속 출력이 전달되어 제2 유성 캐리어를 통하여 제1감속 출력보다 증속된 제2감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 제1 링기어(R1)에서는 제2감속 출력이 전달된다.

이어서 제1 유성기어셋트(PC1)에서는 제1선기어(S1)에 입력축의 입력이 이루어짐과 동시에, 상기 제1 링기어(R1)에도 제2감속 출력이 전달되어 제1 유성 캐리어를 통하여 제2감속 출력보다 증속된 제3감속 출력이 이루어지게 되며, 이에 직결되는 기준 링기어(R)에서는 제3감속 출력과 동속의 출력이 이루어져 전진 3속(D3)의 출력이 이루어지게 된다.

그리고 후진 1속의 경우에는 제1 후진 브레이크(RB1)가 작동하여 기준 유성 캐리어(PC)가 반력요소로 작동하도록 하며, 이때 기준 링기어(R)는 후진 1속(RD1)의 출력이 이루어지게 된다.

따라서, 상기한 본 실시예의 파워 트레인은 전진 3속 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 파워 트레인에 의하면, 전 변속단에서 클러치요소를 사용하지 않고, 내구성 및 장착성의 한계 범위 내에서 브레이크를 포함하는 하나씩의 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 추가함으로써 1속씩 변속비를 다단으로 확장할 수 있어 전체적인 파워 트레인의 레이아웃 변경없이 간단하게 확장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전 변속단에서 클러치요소를 배제할 수 있어 해당 변속단에서 자동변속기의 사이즈를 최소화하며, 각 변속단별 하나의 브레이크만을 작동 제어하여 변속을 이루도록 함으로써 유압공급을 위한 유압시스템용 밸브바디의 레이아웃을 간단하게 하며, 동시에 해당 속의 작동요소의 작동 제어를 간단하게 구현할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (12)

1. 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소와 출력요소로 각각 작동하는 2개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져, 엔진의 출력측으로부터 동력을 전달받는 기준 유성기어셋트와;

   싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 기준 유성기어셋트의 출력요소로 작동하는 작동요소에 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제1 유성기어셋트와;

   싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제1 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제2 유성기어셋트와;

   싱글 피니언 유성기어셋트로서, 항시 입력요소로 작동하는 1개의 작동요소와, 상기 제2 유성기어셋트의 선택적으로 고정요소로 작동하는 작동요소와 상시 연결되는 1개의 작동요소와, 선택적으로 고정요소로 작용하는 1개의 작동요소로 이루어져 상기 엔진의 출력축으로부터 동력을 전달받는 제3 유성기어셋트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기준 유성기어셋트와 제1 유성기어셋트는 기준 선기어 및 제1 선기어가 각각 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 링기어는 제1 유성기어셋트의 제1 유성 캐리어와 상시 연결되어 출력요소로 작동하며, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 유성 캐리어와 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 유성기어셋트는 제2 선기어가 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 그 제2 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어와 상시 연결되며, 그 제2 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3 유성기어셋트는 제3 선기어가 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 연결되고, 그 제3 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제2 유성기어셋트의 제2 링기어와 상시 연결되며, 그 제3 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3 유성기어셋트에는 외측으로 제3 유성기어셋트와 동일한 싱글 피니언 유성기어셋트를 제2 유성기어셋트와 입력축에 제3 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 하나씩 차례로 연결하여 전진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 유성기어셋트에는 외측으로 제1 유성기어셋트와 입력축에 기준 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 차례로 연결하여 후진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기준 유성기어셋트와 제1 유성기어셋트는 기준 선기어 및 제1 선기어가 각각 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 링기어와 제1 유성기어셋트의 제1 유성 캐리어는 제1 유성 캐리어를 연장하여 상호 직결하며, 상기 기준 유성기어셋트의 기준 유성 캐리어와 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어는 선택적인 고정요소로 작동하도록 변속기 하우징에 각각 후진 브레이크와 제1브레이크를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제2 유성기어셋트는 제2 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 그 제2 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제1 유성기어셋트의 제1 링기어에 직결하며, 그 제2 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 제2브레이크를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 제3 유성기어셋트는 제3 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 그 제3 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제2 유성기어셋트의 제2 링기어에 직결하며, 그 제3 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 제3브레이크를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
10. 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 기준 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 기준 링기어는 상시 출력요소로 구성하며, 기준 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동하도록 변속기 하우징에 후진 브레이크를 개재하여 연결하는 기준 유성기어셋트와;

    싱글 피니언 유성기어셋트로서, 제1 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 제1 유성 캐리어는 일단을 연장하여 상기 기준 링기어와 상호 직결하며, 제1 링기어는 선택적인 고정요소로 작동하도록 변속기 하우징에 제1 브레이크를 개재하여 연결하는 제1 유성기어셋트와;

    싱글 피니언 유성기어셋트로서, 제2 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 제2 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제1 링기어에 직결하며, 제2 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 제2 브레이크를 개재하여 연결하는 제2 유성기어셋트와;

    싱글 피니언 유성기어셋트로서, 제3 선기어를 항시 입력요소로 작동하도록 입력축에 직결하고, 제3 유성 캐리어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 상기 제2 링기어에 직결하며, 제3 링기어는 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 변속기 하우징에 제3 브레이크를 개재하여 연결하는 제3 유성기어셋트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제3 유성기어셋트에는 외측으로 제3 유성기어셋트와 동일한 싱글 피니언 유성기어셋트를 제2 유성기어셋트와 입력축에 제3 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 하나씩 차례로 연결하여 전진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 기준 유성기어셋트에는 외측으로 제1 유성기어셋트와 입력축에 기준 유성기어셋트가 연결되는 연결구성과 동일하게 싱글 피니언 유성기어셋트를 하나씩 차례로 연결하여 후진 1속단씩 변속단을 확장 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 파워 트레인.

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