KR100828680B1 - 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

2개의 싱글 피니언 유성기어셋트와, 선기어와 유성 캐리어를 공유하는 1개의 복합 유성기어셋트를 4개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 7속과 후진 1속을 구현하되, 각 변속단에서 2개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어지도록 함으로써, 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어효율을 높일 수 있도록 한 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인을 제공한다.

유성기어셋트. 입력요소. 출력요소

Description

차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인{7 - SHIFT POWER TRAIN IN AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

도 1은 본 발명에 의한 파워 트레인의 스틱다이어그램.

도 2는 본 발명에 의한 파워 트레인의 마찰요소 작동 요소표.

도 3의 (A)(B)는 전진1, 2속의 변속선도.

도 4의 (A)(B)는 전진3, 4속의 변속선도.

도 5의 (A)(B)는 전진5, 6속의 변속선도.

도 6의 (A)(B)는 전진 7속 및 후진 변속선도.

도 7은 종래 7속 파워 트레인의 일 예를 보인 스틱 다이어그램.

도 8은 도 7의 변속을 위한 마찰요소의 작동 요소표이다.

본 발명은 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.

예컨대, 차량용 자동 변속기의 파워 트레인은 각 자동차 메이커에 따라 형식을 달리하면서 개발되어 적용되고 있는데, 현재 통상적으로 사용되고 있는 자동 변속기는 4속 및 5속 변속기가 주류를 이루고 있으나, 최근에는 6속 자동 변속기가 개발되어 일부 차량에 적용되는 한편으로 7속 자동 변속기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 실정이다.

그 일예로서는 도 7에서와 같이(BENZ 7G-TRONIC 7속), 2개의 복합 유성기어셋트를 3개의 클러치와 4개의 브레이크, 그리고 하나의 원웨이 클러치를 통해 조합하여 7속 변속이 가능하도록 구성하고 있다,

보다 구체적으로는, 제1 복합 유성기어셋트(100)는 싱글 피니언 유성기어셋트와 더블 피니언 유성기어셋트를 조합하되, 유성 캐리어(102)와 선기어(104)를 공유함으로써, 제1 선기어(104)와 제1 유성 캐리어(102), 그리고 제1, 2 링기어(106)(108)로 이루어지는 4개의 작동요소를 보유하게 된다.

그리고 제2 복합 유성기어셋트(110)는 2개의 싱글 피니언 유성기어세트를 조합하되, 제3 링기어(112)와 제4 유성 캐리어(114)를 직접적으로 연결하여, 제3, 4선기어(116)(118), 제3 유성 캐리어(120), 제4 유성 캐리어(124), 제4 링기어(126)로 이루어지는 5개의 작동요소를 보유하게 된다.

이러한 복합 유성기어셋트(100)(110)의 각 작동요소를 연결함에서 있어서는 제1 유성 캐리어(102)는 제4 링기어(126)가 고정적으로 연결됨과 동시에 원웨이 클러치(F)를 개재시켜 변속기 하우징(128)과 연결된다.

상기 제1 선기어(104)는 제1 클러치(K1)를 이용하여 제1 링기어(106)와 가변적으로 연결됨과 동시에 제 1 브레이크(B1)를 통해 변속기 하우징(128)에 가변적으로 고정된다.

상기 제2 링기어(108)는 입력축(130)과 직접적으로 연결되어 항시 입력요소 로 작동하게 되고, 상기 제3 링기어(112)는 제2 클러치(K2)를 개재시켜 상기 입력축(128)과 가변적으로 연결된다.

상기 제3, 4선기어(116)(118)는 제3 클러치(K3)를 개재시켜 가변적으로 연결되고, 상기 제3 선기어(116)는 제2 브레이크(B2)를 개재시켜 변속기 하우징(128)과 가변적으로 연결된다.

상기 제1 링기어(106)와 제4 유성 캐리어(124)는 제3, 4 브레이크(B3)(B4)를 개재시켜 변속기 하우징(128)과 가변적으로 연결되며, 제3 유성 캐리어(120)는 출력축(132)와 연결되어 항시 출력요소로 작용하게 된다.

상기와 같이 이루어지는 7속 파워 트레인은 도 8에서와 같이, 전진 1속에서는 제3 클러치(K3)와 제2,3 브레이크(B2)(B3), 전진 2속에서는 제3 클러치(K3)와 제1,2 브레이크(B1)(B2), 전진 3속에서는 제1, 3 클러치(K1)(K3)와 제2 브레이크(B2), 전진 4속에서는 제1,2 클러치(K1)(K2)와 제2 브레이크(B2), 전진 5속에서는 제1,2,3 클러치(K1)(K2)(K3), 전진 6속에서는 제2, 3클러치(K2)(K3)와 제1 브레이크(B1), 전진 7속에서는 제1,3 클러치(K1)(K3)와 제3 브레이크(B3)가 작동되면서 변속이 이루어지게 된다.

그리고 후진 1속에서는 제3 클러치(K3)와 제2,4 브레이크(B2)(B4), 후진 2속에서는 제1,3 클러치(K1)(K3)와 제4 브레이크(B4), 후진 3속에서는 제3 클러치(K3)와 제3, 4 브레이크(B3)(B4)가 작동되면서 후진 변속이 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 파워 트레인은 전진 7속 및 후진 3속을 실현할 수는 있 으나, 각 변속단에서 3개의 마찰요소가 작동함으로써, 유압 제어 효율이 떨어짐은 물론 이들 마찰요소에 유압을 공급하기 위해서는 오일펌프의 용량이 커져야 한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 4개의 브레이크를 적용함으로써, 자동 변속기의 크기가 커짐과 동시에 구성이 복합해진다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복합 유성기어셋트를 4개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 7속과 후진 1속을 구현하되, 각 변속단에서 2개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어지도록 함으로써, 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어효율을 높일 수 있도록 한 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인을 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1, 2 유성기어셋트와, 선기어와 유성 캐리어를 공유하는 래비뉴 타입의 제3 유성기어셋트를 조합하되,
입력축에 연결되는 상기 제1 유성기어셋트의 선기어와 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어가 직접적으로 연결되고, 출력기어와 연결된 상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어와 상기 제3 유성기어셋트의 제2 링기어가 직접적으로 연결된 상태에서,
상기 제1 유성기어셋트의 링기어가 제1 클러치를 개재시켜 상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되고, 상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어가 제2, 3 클러치를 개재시켜 상기 제3 유성기어셋트의 선기어와 상기 제2 유성기어셋트의 링기어와 각각 연결됨과 동시에 제1 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징에 연결되며, 상기 제3 유성기어셋트의 선기어가 제2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결됨과 동시에 제4 클러치를 개재시켜 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되고, 상기 제2 유성기어셋트의 선기어가 변속기 하우징과 직접적으로 연결되는 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인을 제공한다.
상기에서 제1,2,3 유성기어셋트는 엔진측으로부터 제1 유성기어셋트, 제3 유성기어셋트, 제2 유성기어셋트순으로 배치되고, 상기 제1, 2 클러치는 제1, 3 유성기어셋트 사이에 배치되며, 상기 제3 클러치는 제2 유성기어셋트 외주측에 배치되고, 상기 제4 클러치는 제2 유성기어셋트의 후부 외주측에 배치되며, 상기 제1, 2 브레이크는 제3, 2 유성기어셋트 사이에 배치됨을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 파워 트레인의 일 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 파워 트레인은 동일축선상에 배치되는 제1, 2, 3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PC3)와, 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4), 그리고 2개의 브레이크(B1)(B2)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 제1, 2 유성기어셋트(PG1)(PG2)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지고, 제3 유성기어셋트(PG3)는 싱글 피니언 유성기어셋트와 더블 피니언 유성 기어셋트를 조합하되, 선기어와 유성 캐리어를 공유토록 조합한 래비뉴 타입의 복합 유성기어셋트로 이루어진다.

상기와 같은 유성기어셋트를 배치함에 있어서는 엔진측으로부터 제1 유성기 어셋트(PG1), 제3 유성기어셋트(PG3), 제2 유성기어셋트(PG2) 순으로 배치된다.

그리고 상기 제1, 3 유성기어셋트(PG1)(PG3) 사이에 제1, 2 클러치(C1)(C2)를 배치하고, 상기 제3, 2 유성기어셋트(PG3)(PG2) 사이에 제1, 2 브레이크(B1)(B2)를 배치하였다.

또한, 제3, 4 클러치(C3)(C4)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 외주측에 배치하였다.

상기에서 제1 유성기어셋트(PG1)는 선기어(S1)로 이루어지는 제1 작동요소와, 유성 캐리어(PC1)로 이루어지는 제2 작동요소와, 링기어(R1)로 이루어지는 제3 작동요소를 포함하여 이루어진다.

상기에서 제2 유성기어셋트(PG2)는 선기어(S2)로 이루어지는 제1 작동요소와, 유성 캐리어(PC2)로 이루어지는 제3 작동요소와, 링기어(R2)로 이루어지는 제2 작동요소를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 유성기어셋트(PG3)는 선기어(S3)로 이루어지는 제1 작동요소와, 제1 링기어(R3)로 이루어지는 제2 작동요소와, 숏 피니언(P1)과 롱피니언(P2)을 지지하여 주는 유성 캐리어(PC3)로 이루어지는 제3 작동요소와, 제2 링기어(R3')로 이루어지는 제4 작동요소를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 제1, 2, 3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)를 조합함에 있어서는, 도1에서와 같이, 입력축(IS)에는 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 작동요소{선기어(S1)}와 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 작동요소{유성 캐리어(PC2)}가 직접적으로 연결되고, 제1 유성기어셋트(PG1)의 제2 작동요소{유성 캐리어(PC1)}와 제3 유성기어셋트(PG3)의 제4 작동요소{제2 링기어(R3')}가 직접적으로 연결된다.

그리고 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 제2 작동요소{유성 캐리어(PC1)}에는 출력기어(OG)가 연결되어 항상 출력요소로 작동하게 되며, 도면에서는 상기 출력기어(OG)가 최종 감속기어를 통하여 차동장치로 동력을 전달하는 구조를 생략하고 있으나, 이러한 구조는 공지의 것이 사용될 수 있고, 또한 그것은 어떠한 구조의 것이 사용되더라도 본 발명이 의도하는 목적을 실현할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 직접적인 연결상태에서 제1 유성기어셋트(PG1)의 제3 작동요소{링기어(R1)}가 제1 클러치(C1)를 개재시켜 제3 유성기어셋트(PG3)의 제3 작동요소{유성 캐리어(PC3)}와 가변적으로 연결된다.

또한, 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 제3 작동요소{유성 캐리어(PC3)}는 제2 클러치(C2)를 개재시켜 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 제1 작동요소{선기어(S3)}와 가변적으로 연결됨과 동시에 제1 브레이크(B1)을 개재시켜 변속기 하우징(H)에 가변적으로 연결되고, 제3 클러치(C3)를 개재시켜 제2 유성기어셋트(PG2)의 제3 작동요소{링기어(R2)}와 연결된다.

그리고 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 제1 작동요소{선기어(S3)}는 제2 브레이크(B2)를 개재시켜 변속기 하우징(H)과 연결됨과 동시에 제4 클러치(C4)를 개재시켜 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 작동요소{유성 캐리어(PC2)}와 연결되며, 상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 제1 작동요소{선기어(S2)}는 변속기 하우징(H)과 직접적으로 연결되어 항시 고정요소로 작동하게 된다.

상기와 같은 조합에 의하여 제3 유성기어셋트(PG3)의 제2 작동요쇼{제1 링기어(R3)}는 아무런 기능이 없이 자유의 상태에서 공전요소로만 작동하고, 상기 제1 유성기어셋트(PG1)는 항시 제1 작동요소{선기어(S1)}를 통해 입력이 이루어지면서 제2 작동요소{유성 캐리어(PC2)}를 통해 출력이 이루어진다.

또한, 상기 제2 유성기어셋트(PG2)는 제1 작동요소{선기어(S2)}가 항상 고정요소로 작동하면서 제2 작동요소{유성 캐리어(PC2)}가 항상 입력요소로 작동하여 입력된 회전동력을 선택적으로 제3 유성기어셋트(PG3)의 제1 작동요소{선기어(S3)}로 전달하거나, 증속된 제3 작동요소{링기어(R2)}의 회전 동력을 선택적으로 제3 유성기어셋트(PG3)의 제3 작동요소{유성 캐리어(PC3)}에 전달하게 된다.

그리고 상기 제3 유성기어셋트(PG3)는 제1 작동요소{선기어(S3)} 및 제3 작동요소{유성 캐리어(PC3)}로 전달되는 회전동력에 따라 제4 작동요소{제2 링기어(R3')가 작동하면서 변속을 행하여 이에 직접 연결되어 있는 제1 유성기어셋트(PG1)의 제2 작동요소{유성 캐리어(PC1)}를 통해 출력되도록 하는 것이다.

상기와 같이 조합되는 본 발명의 파워 트레인은 각 변속단에서 도 2에서와 같이, 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어지게 되는데, 그 변속과정을 도3 내지 도6 에서와 같이 레버 해석법을 통해 가시적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 유성기어셋트(PG1)의 레버상 3개의 작동노드에 있어서, 제1 작동노드(N1)는 선기어(S1), 제2 작동노드(N2)는 유성 캐리어(PC1), 제3 작동노드(N3)는 링기어(R1)이고, 제2 유성기어셋트(PG2)의 레버상 3개의 작도노드에 있어서 제4 작동노드(N4)는 선기어(S2), 제5 작동노드(N5)는 유성캐리어(PC2), 제6 작동노 드(N6)는 링기어(R2)로 설정된다.

그리고 제3 유성기어셋트(PG3)의 레버상 4개의 작동노드에 있어서, 제7 작동노드(N7)는 선기어(S3), 제8 작동노드(N8)는 제1 링기어(R3), 제9 작동노드(N9)는 유성 캐리어(PC3), 제10 작동노드(N10)는 제2 링기어(R3')로 설정된다.

상기에서 레버상의 각 작동노드는 파워 트레인의 조합 구성에 따라 설정되는 공지의 것으로서, 파워 트레인 분야의 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

[전진 1속]

전진 1속에서는 도 2에서와 같이 제1 브레이크(B1)와 제1 클러치(C1)가 작동제어 되는데, 이때에는 도 3의 A에서와 같이 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제3 작동노드(N3)와 제9 작동노드(N9)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제1-2 속도선(SP1-2)이 형성되고, 출력요소인 제2 작동노드(N2)와 상기 제1-2 속도선(SP1-2)을 연결하는 D1 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

이때 제3 유성기어셋트(PG3)에서는 제9 작동노드(N9)가 고정요소로 작동하는 상태에서 제10 작동노드(N10)인 제2 링기어(R3')가 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제2 작동노드(N2)인 선기어(S1)에 연동됨으로써, 제1-1 속도선(SP1-1)를 형성하게 되는 것이다.

[전진 2속]

전진 2속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 1속의 상태에서 작동하던 제1 브레이크(B1)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 도 3의 B에서와 같이 상기 전진 1속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 제7 작동노드(N7)가 고정요소로 작동하는 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동으로 제9 작동노드(N9)와 제3 작동노드(N3)가 연결되는 바, 상호 보완작동으로 제2-1 변속선(SP2-1) 및 제2-2 변속선(SP2-2)를 형성하게 된다.

이에 따라 제10 작동요소(N10)와 연결되는 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 D2 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 2속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 3속]

전진 3속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 2속의 상태에서 작동하던 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.

그러면 도 4의 A에서와 같이 상기 전진 2속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제5 작동노드(N5)와 제9 작동노드(N9)가 연결되고, 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제3 작동노드(N3)와 제 9 작동노드(N9)가 연결되는 바, 제1, 3 유성기어셋트(PG1)(PG3)에서 모두 직결 상태가 되면서 제3-1 속도선(SP3-1)과 제3-2 속도선(SP4-2)을 형성함으로써, 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 입력 그대로인 D3 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 4속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 4속]

전진 4속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 3속의 상태에서 작동하던 제2 클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제3 클러치(C3)가 작동 제어된다.

그러면 도 4의 B에서와 같이 상기 전진 3속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제3 작동노드(N3)와 제9 작동노드(N9)가 연결된 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 작동노드(N6)와 제9 작동노드(N9)가 연결되는 바, 상기 제3 유성기어셋트(PG3)에서는 제4-1 변속선(SP4-1)이 형성된다.

그리고 제10 작동노드(N10)와 제3 작동노드(N3)가 연결되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제4-2 변속선(SP4-2)이 형성되면서 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 D4 만큼의 출력이 이루어지면서 오버 드라이브 상태의 전진 4속 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 5속]

전진 5속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 4속의 상태에서 작동하던 제1 클 러치(C1)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.

그러면 도 5의 A에서와 같이 상기 전진 4속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제7 작동노드(N7)와 제9 작동노드(N9)가 연결되고, 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 작동노드(N6)와 제9 작동노드(N9)가 연결되는 바, 제3 유성기어셋트(PG3)의 직결의 상태가 되면서 제2 유성기어셋트(PG2)에서 증속된 동력을 입력 받게 되는 바, 오버 드라이브 상태의 제5-1 변속선(SP5-1)이 형성된다.

그리고 제10 작동노드(N10)와 제2 작동노드(N2)가 연결되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제5-2 속도선(SP5-2)를 형성하면서 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 D5 만큼의 출력이 이루어져 오버 드라이브 상태의 전진 5속 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 6속]

전진 6속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 5속의 상태에서 작동하던 제2 클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제4 클러치(C4)가 작동 제어된다.

그러면 도 5의 B에서와 같이 상기 전진 5속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 작동노드(N6)와 제9 작동노드(N9)가 연결되고, 제4 클러치(C4)의 작동으로 제5 작동요소(N5)와 제7 작동노드(N7)이 연결되는 바, 제3 유성기어셋트(PG3)에서는 제6-1 변속선(SP6-1)이 형성된다.

그리고 제10 작동노드(N10)와 제3 작동노드(N3)가 연결되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제5-2 변속선(SP6-2)이 형성되면서 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 D6 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 4속 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 7속]

전진 7속에서는 도 2에서와 같이 상기 전진 6속의 상태에서 작동하던 제4 클러치(C4)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 도 6의 A에서와 같이 상기 전진 5속과 마찬가지로 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 작동노드(N6)와 제9 작동노드(N9)가 연결되고, 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 제7 작동노드(N7)가 고정요소로 작동하면서 제3 유성기어셋트(PG3)에서는 제7-1 변속선(SP7-1)이 형성된다.

그리고 제10 작동노드(N10)와 제2 작동노드(N2)가 연결되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제7-2 속도선(SP7-2)을 형성하면서 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 D6 만큼의 출력이 이루어져 최고 변속단인 전진 7속의 변속이 이루 어지게 되는 것이다.

[후진]

후진 1속에서는 도 2에서와 같이, 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)가 작동 제어된다.

그러면 도 6의 B에서와 같이 입력축(IS)과 직접 연결에 의해 제1 작동노드(N1) 및 제5 작동노드(N5)는 항시 입력요소로 작동하게 된다.

이러한 상태에서 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제5 작동노드(N5)와 제7 작동노드(N7)가 연결되고, 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 제9 작동노드(N9)가 고정요소로 작동하면서 제3 유성기어셋트(PG3)에서는 후진 제1변속선(RS1)이 형성된다.

그리고 역회전하는 제10 작동노드(N10)와 제2 작동노드(N2)가 연결되는 바, 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 후진 제2 변속선(RS2)을 형성하면서 출력요소인 제2 작동노드(N2)를 통해 SR 만큼의 출력이 이루어지면서 후진 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 본 발명은 상기와 같은 순차적인 변속 이외에 7 → 5, 6 → 4, 5 → 3, 4 →2, 3 → 1, 7 → 4, 6 → 3, 5 → 2, 4 → 1의 다운 스킵 변속이 가능하며, 업 스킵 경우에는 상기와 역순으로 향할 수 있는데, 이는 작동하는 2개의 마찰요소 중 어느 하나의 마찰요소 작동만을 변경하여 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 변속이 이루어지는 본 발명의 파워 트레인은 제1 유성기어셋트(PG1)의 선기어(S1), 링기어(R1)의 잇수를 30, 95로 하고, 제2 유성기어셋 트(PG2)의 선기어(S2)와 링기어(S2)의 잇수를 33, 89로 하고, 제3 유성기어셋트(PG3)의 선기어(S3), 제1 링기어(R3), 제2 링기어(R3')의 잇수를 31, 97, 83로 하였을 때, 도 2에서와 같이, 전진 1속에서는 4.167, 전진 2속에서는 1.861, 전진 3속에서는 1.000, 전진 4속에서는 0.780, 전진 5속에서는 0.730, 전진 6속에서는 0.663, 전진 7속에서 0.530로 설정되어 각 변속단의 단간비를 최적화 할 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 파워 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 발명에 의하면, 2개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복합 유성기어셋트를 4개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 7속과 후진 1속을 구현함으로써, 컴팩트화 함은 물론 생산 원가를 절감할 수 있는 것이다.

그리고 각 변속단에서 2개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어지도록 함으로써, 2단 또는 3단 스킵 제어가 가능하며, 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어 효율을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

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10. 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1, 2 유성기어셋트와, 선기어와 유성 캐리어를 공유하는 래비뉴 타입의 제3 유성기어셋트를 조합하되,

    입력축에 연결되는 상기 제1 유성기어셋트의 선기어와 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어가 직접적으로 연결되고, 출력기어와 연결된 상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어와 상기 제3 유성기어셋트의 제2 링기어가 직접적으로 연결된 상태에서,

    상기 제1 유성기어셋트의 링기어가 제1 클러치를 개재시켜 상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되고, 상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어가 제2, 3 클러치를 개재시켜 상기 제3 유성기어셋트의 선기어와 상기 제2 유성기어셋트의 링기어와 각각 연결됨과 동시에 제1 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징에 연결되며, 상기 제3 유성기어셋트의 선기어가 제2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결됨과 동시에 제4 클러치를 개재시켜 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되고, 상기 제2 유성기어셋트의 선기어가 변속기 하우징과 직접적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인.
11. 제10항에 있어서, 제1,2,3 유성기어셋트는 엔진측으로부터 제1 유성기어셋트, 제3 유성기어셋트, 제2 유성기어셋트순으로 배치함을 특징으로 하는 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인.
12. 제11항에 있어서, 제1, 2 클러치는 제1, 3 유성기어셋트 사이에 배치하고, 제3 클러치는 제2 유성기어셋트 외주측에 배치하며, 제4 클러치는 제2 유성기어셋트의 후부 외주측에 배치함을 특징으로 하는 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인.
13. 제11항에 있어서, 제1, 2 브레이크는 제3, 2 유성기어셋트 사이에 배치됨을 특징으로 하는 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인.

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