KR100902206B1

KR100902206B1 - 자동 변속기의 6속 파워 트레인

Info

Publication number: KR100902206B1
Application number: KR1020070051947A
Authority: KR
Inventors: 이연태
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2009-06-11
Also published as: KR20080104740A

Abstract

본 발명은 3개의 싱글피니언 유성기어셋트로 이루어진 복합유성기어셋트와 3개의 클러치 및 2개의 브레이크를 상호 조합하는 간단한 구조로서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현하여 자동 변속기의 부피와 전체 길이를 축소할 수 있도록 하고, 자동 변속기의 중량 저감과 제조 원가의 절감을 도모함과 더불어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 입력축(10)과 가변 연결되고, 변속기 케이스(30)와 가변 구속되는 제1유성기어셋트(PG-1)와; 상기 입력축(10)과 가변 연결되고, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 출력축(20)과 항시 연결되는 제2유성기어셋트(PG-2) 및; 상기 변속기 케이스(30)에 항시 고정되고, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 상기 입력축(10)과 가변 연결되며, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)와 1개의 작동요소를 공유하는 제3유성기어셋트(PG-3)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동 변속기의 6속 파워 트레인{6-speed power train of automatic transmission}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 대한 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 대한 각 작동요소별 구성관계를 도시한 해석도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 대한 각 변속단별 마찰요소의 작동상태를 도시한 작동 요소표.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 대한 구성을 도시한 개략도.

도 5 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 대한 각 변속단별 속도관계를 도시한 레버 해석도.

본 발명은 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 것이다.

자동 변속기는 엔진의 동력을 주행부하에 적합하도록 변화시키기 위하여 다양한 형태의 구조가 시도되어 왔으나, 대체로 유성기어를 포함한 기어열과, 이 기어열을 조작하는 유압제어장치를 포함하는 구성으로 일반화되어 있다.

상기 기어열은 유압제어장치에 의해 조작되는 클러치나 브레이크 등의 마찰요소의 작동 조합에 의해 특정의 변속단을 형성하도록 되어 있어서, 차량의 주행상태 및 운전자의 조작에 의해 상기 유압제어장치를 자동적으로 조작하면, 원하는 변속단으로의 변속이 이루어지도록 되어 있다.

자동 변속기의 변속단은 다단으로 형성될수록 엔진에서 출력되는 동력을 보다 높은 효율로 구동륜에 전달할 수 있어서, 연비 및 가속성능의 향상과 변속품질의 향상을 꾀할 수 있다.

종래 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 사용되는 유성기어셋트로는 라비뉴타입(Ravigneaux Type)이 많이 사용되는데, 라비뉴타입의 유성기어셋트는 캐리어가 롱피니언과 숏피니언을 동시에 지지하는 구조가 되어야 하므로, 캐리어 제작상의 어려움이 있고, 공간상의 제약으로 4쌍 이상의 피니언을 지지하기 어려워서 고토크의 동력을 전달하기 위해서는 치폭을 늘리거나 피니언을 크게 해야만 하므로 변속기의 대형화를 초래하는 단점이 있다.

또한, 자동 변속기의 부피 및 전체 길이를 축소하고 구조를 간단히 하여 차량에의 탑재성을 향상시키고, 중량을 저감하며 제조원가를 저감시키도록 하는 요청 은 상시 존재한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 3개의 싱글피니언 유성기어셋트로 이루어진 복합유성기어셋트와 3개의 클러치 및 2개의 브레이크를 상호 조합하는 간단한 구조로서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현하여 자동 변속기의 부피와 전체 길이를 축소할 수 있도록 하고, 자동 변속기의 중량 저감과 제조 원가의 절감을 도모함과 더불어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력축과 가변 연결되고, 변속기 케이스와 가변 구속되는 제1유성기어셋트와;

상기 입력축과 가변 연결되고, 상기 제1유성기어셋트와 1개의 작동요소를 공유하여 출력축과 항시 연결되는 제2유성기어셋트 및;

상기 변속기 케이스에 항시 고정되고, 상기 제1유성기어셋트와 1개의 작동요소를 공유하여 상기 입력축과 가변 연결되며, 상기 제2유성기어셋트와 1개의 작동요소를 공유하는 제3유성기어셋트를 포함하고;

상기 제1유성기어셋트와 상기 제2유성기어셋트 및 상기 제3유성기어셋트는 상기 입력축과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용함과 더불어 상기 변속기 케이 스와 가변 구속되어 고정요소로도 작용하는 제1작동요소와, 상기 입력축과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제2작동요소, 상기 입력축과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용하고 상기 변속기 케이스와 가변 구속되어 고정요소로 작용하는 제3작동요소, 상기 출력축과 연결되어 항시 출력요소로 작용하는 제4작동요소, 상기 제2유성기어셋트의 항시 출력요소에 종속적으로 연동하는 작동요소와 상기 제3유성기어셋트의 선택적 입력요소 내지 선택적 고정요소에 종속적으로 연동함과 더불어 상기 제3유성기어셋트의 항시 고정요소에 종속적으로 연동하는 작동요소 사이를 연결하여 형성하는 제5작동요소 및, 상기 변속기 케이스에 구속되어 항시 고정요소로 작용하는 제6작동요소를 구비하고;

상기 입력축과 상기 제1,2,제3작동요소 사이는 각각 클러치 수단을 매개로 선택적으로 연결되어, 상기 입력축으로부터 제공되는 동력을 등가 전이하며;

상기 제1,제3작동요소는 각각 상기 변속기 케이스와 브레이크 수단을 매개로 선택적으로 연결되어 해당 작동요소의 회전구속을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 엔진으로부터 토크 컨버터를 통하여 엔진의 회전력을 전달받는 입력축(10)과, 상기 입력축(10)과 가변 연결되고 후술되는 제2유성기어셋트(PG-2)를 경유하여 출력축(20)에 항시 연결되며 변속기 케이스(30)에 가변 구속되는 제1유성기어셋트(PG-1), 상기 입력축(10)에 가변 연결되고 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 출력축(20)과 항시 연결되는 제2유성기어셋트(PG-2) 및, 상기 변속기 케이스(30)에 항시 고정되고 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 상기 입력축(10)과 가변 연결되며 상기 제2유성기어셋트(PG-2)와 1개의 작동요소를 공유하는 제3유성기어셋트(PG-3)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)는 각각 1개의 작동요소를 상호 공유하여 6개의 독립된 작동요소를 형성하는 복합유성기어셋트를 이루고 있는 바, 상기 복합유성기어셋트를 구성하는 6개의 작동요소는 다음과 같다.

즉, 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 동력을 등속비로 입력받는 등가 입력요소로 작용함과 더불어 상기 변속기 케이스(30)와 가변 구속되어 고정요소로도 작용하는 제1작동요소(N1)와, 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 동력을 등속비로 입력받는 등가 입력요소로 작용하는 제2작동요소(N2), 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 동력을 등속비로 입력받는 등가 입력요소로 작용하는 요소와 상기 변속기 케이스(30)와 가변 구속되어 고정요소로 작용하는 요소 사이를 연결하여 이루어지는 제3작동요소(N3), 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 종속 작동요소와 연결되고 상기 출력축(20)과 항시 연결되어 출력요소로 작용하는 제4작동요소(N4), 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 항시 출력요소에 종속적으로 연동하는 작동요소와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 선택적 입력요소 내지 선택적 고정요소에 종속적으로 연동함과 더불어 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 항시 고정요소에 종속적으로 연동하는 작동요소 사이를 연결하여 형성하는 제5작동요소(N5) 및, 상기 변속기 케이스(30)에 구 속되어 항시 고정요소로 작용하는 제6작동요소(N6)로 이루어진다.

그리고, 상기 입력축(10)과 상기 제1,2,3작동요소(N1,N2,N3) 사이는 각각 클러치 수단을 매개로 선택적으로 연결되어 상기 입력축(10)으로부터 제공되는 동력을 등속비로서 등가 전이하고, 상기 제1,3작동요소(N1,N3)는 각각 상기 변속기 케이스(30)와 브레이크 수단을 매개로 선택적으로 연결되어 해당 작동요소의 회전을 선택적으로 구속할 수 있도록 되어 있다.

이 경우, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)는 각각 싱글피니언 유성기어셋트로 이루어진다.

여기서, 상기 제1작동요소(N1)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1)로 이루어지고, 상기 제2작동요소(N2)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 이루어지며, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3)를 상호 연결하여 이루어지고, 상기 제4작동요소(N4)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)를 상호 연결하여 이루어지며, 상기 제5작동요소(N5)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)를 상호 연결하여 이루어지고, 상기 제6작동요소(N6)는 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 이루어진다.

그리고, 상기 제1선기어(S1)와 상기 제2선기어(S2)와 상기 제1캐리어(C1) 및 상기 제3링기어(R3)는 각각 상기 입력축(10)과 가변 연결되고, 상기 제1링기어(R1)와 상기 제2캐리어(C2)는 각각 상기 출력축(20)과 직접 연결된다.

또한, 본 발명의 6속 파워 트레인은 상기 입력축(10)으로부터 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)에 각각 제1클러치(C-1)와 제2클러치(C-2) 및 제3클러치(C-3)를 매개로 동력을 가변 전달하는 바, 구체적인 동력 전달의 경로는 다음과 같다.

즉, 상기 제1클러치(C-1)는 상기 입력축(10)과 상기 제2작동요소(N2) 사이를 등속비로 가변 연결시키고, 상기 제2클러치(C-2)는 상기 입력축(10)과 상기 제3작동요소(N3) 사이를 등속비로 가변 연결시키며, 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 상기 제1작동요소(N1) 사이를 등속비로 가변 연결시킨다.

또한, 상기 제1브레이크(B-1)는 상기 변속기 케이스(30)와 상기 제1작동요소(N1) 사이를 가변 구속시키고, 상기 제1브레이크(B-1)는 상기 변속기 케이스(30)와 상기 제3작동요소(N3) 사이를 가변 구속시킨다.

이때, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제2 브레이크(B-2)와 병렬로 설치된 원웨이클러치(OWC)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 구속되는 데, 상기 원웨이클러치(OWC)는 D 레인지 1속으로의 변속과 1속에서 2속으로 변속시 각각 변속제어의 응답성을 향상시키고, 상기 제1브레이크(B-1)는 L 레인지에서 상기 제3링기어(R3)를 구속하여 엔진 브레이크의 기능이 구현될 수 있도록 한다.

한편, 상기 입력축(10)으로부터 상기 제1 내지 제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3)에 동력이 전달되는 경로는 상기 제2작동요소(N2)에 등속비로 입력되는 제1입력경로와, 상기 제1작동요소(N1)에 등속비로 입력되는 제2입력경로 및, 상기 제3작동요소(N3)에 등속비로 입력되는 제3입력경로로 설정된다.

먼저, 상기 제1입력경로는 D 레인지 1,2,3,4속에서, 상기 입력축(10)과 상기 제2선기어(S2) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제1클러치(C-1)의 작동에 의해 설정된다.

그리고, 상기 제2입력경로는 D 레인지3,5속과 R 레인지에서, 상기 입력축(10)과 상기 제1선기어(S1) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제3클러치(C-3)의 작동에 의해 설정된다.

또한, 상기 제3입력경로는 D 레인지 4,5,6속에서, 상기 입력축(10)과 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3링기어(R3) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제2클러치(C-2)의 작동에 의해 설정된다.

아울러, 상기 제1 내지 제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3)에서 동력이 차단되는 경로는 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 연결하는 제1차단경로와, 상기 제1작동요소(N1)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 연결하는 제2차단경로로 설정된다.

먼저, 상기 제1차단경로는 D 레인지 1속에서, 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제2 브레이크(B-2) 또는 상기 원웨이클러치(OWC)의 작동에 의해 설정된다. 또한, 상기 제1차단경로는 R 레인지에서, 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제2 브레이크(B-2)의 작동에 의해 설정된다.

또한, 상기 제2차단경로는 D 레인지 2,6속에서, 상기 제1작동요소(N1)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제1브레이크(B-1)의 작동에 의해 설정된다.

본 발명의 제1,2실시예에 따르면, 상기 각 작동요소는 D 레인지 1속에서 상 기 제1클러치(C-1)와 상기 원웨이클러치(OWC)가 작동하고, D 레인지 2속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1브레이크(B-1)가 작동하며, D 레인지 3속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1브레이크(B-1)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 작동하고, D 레인지 4속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제3클러치(C-3)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 작동하며, D 레인지 5속에서 상기 제2클러치(C-2)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1클러치(C-1)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 작동하고, D 레인지 6속에서 상기 제2클러치(C-2)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제3클러치(C-3)가 해제되면서 상기 제1브레이크(B-1)가 작동하며, R 레인지에서 상기 제3클러치(C-3)와 상기 제2 브레이크(B-2)가 작동하여 변속이 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 있어서, 제1실시예에 따른 구조적 특징은 다음과 같다.

상기 입력축(10)과 상기 출력축(20)은 상기 변속기 케이스(30)의 내부에서 동축상으로 상호 이격되도록 배치되고, 상기 제1클러치(C-1)와 상기 제2클러치(C-2) 및 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 상기 제1유성기어셋트(PG-1) 사이에 배치되어 있어, 6속 파워 트레인을 엔진룸내에서 종방향으로 배치할 경우, 상기 출력축(20)은 별도의 추진축을 매개로 후륜으로 직접적인 동력전달이 가능하게 되므로, 전기관 후륜구동(FR)의 차량에 적용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 있어서, 제2실시예에 따른 구조적 특징으로 다음과 같다.

상기 출력축(20)은 상기 입력축(10)의 외주에서 설치된 외접기어(22)를 매개로 동력을 출력하도록 배치되고, 상기 제1클러치(C-1)는 상기 입력축(10)과 상기 제3유성기어셋트(PG-3) 사이에 배치되며, 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 대향된 위치에서 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 측부에 배치되어 있어, 상기 출력축(20)은 외접기어(22)를 매개로 입력축(10)에 인접한 위치로 배치할 수 있으므로, 6속 파워 트레인을 엔진룸내에서 횡방향으로 배치하여 전기관 전륜구동(FF)의 차량에 적용할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 제1,2실시예에 따른 6속 파워 트레인의 구조적 특징에 있어, 상기 제1브레이크(B-1)는 상기 제3클러치(C-3)와 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1) 사이의 연결경로상에 병렬로 배치되고, 상기 제2 브레이크(B-2)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3) 사이의 연결경로상에 병렬로 배치되므로, 엔진룸내에서 유성기어셋트의 각 구성요소를 컴팩트한 상태로 배치할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에서 각 변속단별 변속과정을 레버 해석에 의한 속도의 비로 설명하기로 한다. 이 과정에서 동력의 전달과정은 본 발명의 제1실시예에 따른 파워 트레인을 기준으로 설명하기로 한다.

- D 레인지 1속

도 5에 도시된 바와 같이, D 레인지 1속에서는 제1클러치(C-1)와 원웨이클러치(OWC)가 각각 체결요소로서 동작한다.

그러면, 제2선기어(S2)인 제2작동요소(N2)를 통해 입력이 이루어지는 상태에 서 제3작동요소(N3)와 제5작동요소(N5) 및 제6작동요소(N6)가 각각 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 5에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 1속의 출력이 이루어지게 된다.

- D 레인지 2속

도 6에 도시된 바와 같이, D 레인지 2속에서는 제1클러치(C-1)와 제1브레이크(B-1)가 각각 체결요소로 동작한다.

그러면, 제2선기어(S2)인 제2작동요소(N2)를 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제1작동요소(N1)와 제6작동요소(N6)가 각각 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 6에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 2속의 출력이 이루어지게 된다.

- D 레인지 3속

도 7에 도시된 바와 같이, D 레인지 3속에서는 제1클러치(C-1)와 제3클러치(C-3)가 각각 체결요소로 동작한다.

그러면, 제1선기어(S1)인 제1작동요소(N1)와 제2선기어(S2)인 제2작동요소(N2)를 통해 입력이 동시에 이루어지는 상태에서 제6작동요소(N6)가 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 7에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 3속의 출력이 이루어지게 된다.

- D 레인지 4속

도 8에 도시된 바와 같이, D 레인지 4속에서는 제1클러치(C-1)와 제2클러치(C-2)가 각각 체결요소로 동작한다.

그러면, 제2선기어(S2)인 제2작동요소(N2)와 제1캐리어(C1)인 제3작동요소(N3)를 통해 입력이 동시에 이루어지는 상태에서 제6작동요소(N6)가 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 8에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 4속의 출력이 이루어지게 된다.

- D 레인지 5속

도 9에 도시된 바와 같이, D 레인지 5속에서는 제2클러치(C-2)와 제3클러치(C-3)가 각각 체결요소로 동작한다.

그러면, 제1선기어(S1)인 제1작동요소(N1)와 제1캐리어(C1)인 제3작동요소(N3)를 통해 입력이 동시에 이루어지는 상태에서 제6작동요소(N6)가 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 9에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 5속의 출력이 이루어지게 된다.

이때, 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3)는 모두 직결 상태가 되어 입력축(10)의 속도와 동일하게 되는 이른 바 등속 출력의 상태가 된다.

- D 레인지 6속

도 10에 도시된 바와 같이, D 레인지 6속에서는 제2클러치(C-2)와 제1브레이 크(B-1)가 각각 작동요소로 동작한다.

그러면, 제1캐리어(C1)인 제3작동요소(N3)를 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제1작동요소(N1)와 제6작동요소(N6)가 각각 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 10에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 D 레인지 6속의 출력이 이루어지게 된다.

이때, 제2캐리어(C2)를 통한 출력은 입력축(10)의 속도 보다 증속되는 이른 바 오버 드라이브의 상태가 된다.

- R 레인지

도 11에 도시된 바와 같이, R 레인지에서는 제3클러치(C-3)와 제2브레이크(B-2)가 각각 작동요소로 동작한다.

그러면, 제1선기어(S1)인 제1작동요소(N1)를 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3작동요소(N3)와 제5작동요소(N5) 및 제6작동요소(N6)가 각각 고정요소로 작용하면서 제1,2,제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3) 사이의 상호 연동작용에 의해 도 11에 도시된 바와 같은 속도선도를 형성하게 되며, 출력요소인 제4작동요소(N4)를 통해 R 레인지로의 후진 변속이 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 의하면, 입력축(10)과 출력축(20)을 동축상으로 배치하여 후륜으로 직접적인 동력전 달이 가능하게 되므로, 전기관 후륜구동(FR)의 차량용 자동 변속기에 적용할 수 있게 되고, 제1클러치(C-1)와 제2클러치(C-2) 및 제3클러치(C-3)를 입력축(10)과 유성기어셋트 사이에 집중적으로 배치하여 보다 컴팩트한 파워 트레인의 설계를 가능하게 해 준다.

또한, 제1클러치(C-1)는 제2클러치(C-2)와 제3클러치(C-3)로부터 이격된 위치로 배치되고 입력축(10)에 인접되는 구조이며 입력축(10)의 외주에 출력축(20)을 배치하고 외접기어(22)를 매개로 동력의 출력을 가능하게 하여, 전기관 전륜구동(FF)의 차량용 자동 변속기에 적용할 수 있게 된다.

Claims

입력축(10)과 가변 연결되고, 변속기 케이스(30)와 가변 구속되는 제1유성기어셋트(PG-1)와, 상기 입력축(10)과 가변 연결되고, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 출력축(20)과 항시 연결되는 제2유성기어셋트(PG-2) 및, 상기 변속기 케이스(30)에 항시 고정되고, 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 1개의 작동요소를 공유하여 상기 입력축(10)과 가변 연결되며, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)와 1개의 작동요소를 공유하는 제3유성기어셋트(PG-3)를 포함하고;

상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)는 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용함과 더불어 상기 변속기 케이스(30)와 가변 구속되어 고정요소로도 작용하는 제1작동요소(N1)와, 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제2작동요소(N2), 상기 입력축(10)과 가변 연결되어 등가 입력요소로 작용하고 상기 변속기 케이스(30)와 가변 구속되어 고정요소로 작용하는 제3작동요소(N3), 상기 출력축(20)과 연결되어 항시 출력요소로 작용하는 제4작동요소(N4), 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 항시 출력요소에 종속적으로 연동하는 작동요소와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 선택적 입력요소 내지 선택적 고정요소에 종속적으로 연동함과 더불어 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 항시 고정요소에 종속적으로 연동하는 작동요소 사이를 연결하여 형성하는 제5작동요소(N5) 및, 상기 변속기 케이스(30)에 구속되어 항시 고정요소로 작용하는 제6작동요소(N6)를 구비하며;

상기 입력축(10)과 상기 제1,2,3작동요소(N1,N2,N3) 사이는 각각 클러치 수단을 매개로 선택적으로 연결되어, 상기 입력축(10)으로부터 제공되는 동력을 등가 전이하고;

상기 제1,3작동요소(N1,N3)는 각각 상기 변속기 케이스(30)와 브레이크 수단을 매개로 선택적으로 연결되어 해당 작동요소의 회전구속을 수행하도록 구성되며;

상기 제1작동요소(N1)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1)로 이루어지고, 상기 제2작동요소(N2)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 이루어지며, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3)를 연결하여 이루어지고, 상기 제4작동요소(N4)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)를 연결하여 이루어지며, 상기 제5작동요소(N5)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)를 연결하여 이루어지고, 상기 제6작동요소(N6)는 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 이루어지고;

상기 제3작동요소(N3)는 제2 브레이크(B-2)와 병렬로 설치된 원웨이클러치(OWC)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 구속되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 1에 있어서,

상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)는 각각 싱글피니언 유성기어셋트로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
삭제
청구항 2에 있어서,

상기 제1선기어(S1)와 상기 제2선기어(S2)와 상기 제1캐리어(C1) 및 상기 제3링기어(R3)는 상기 입력축(10)과 가변 연결되고, 상기 제1링기어(R1)와 상기 제2캐리어(C2)는 상기 출력축(20)과 직접 연결된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 4에 있어서,

상기 제2작동요소(N2)는 제1클러치(C-1)를 매개로 상기 입력축(10)과 등속비로 가변 연결되고, 상기 제3작동요소(N3)는 제2클러치(C-2)를 매개로 상기 입력축(10)과 등속비로 가변 연결되고, 상기 제1작동요소(N1)는 제3클러치(C-3)를 매개로 상기 입력축(10)과 등속비로 가변 연결되며, 상기 제1작동요소(N1)는 제1브레이크(B-1)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 구속되고, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제2 브레이크(B-2)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 구속되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
삭제
청구항 5에 있어서,

상기 입력축(10)으로부터 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)에 각각 동력이 전달되는 경로는 상기 제2작동요소(N2)에 등속비로 입력되는 제1입력경로와, 상기 제1작동요소(N1)에 등속비로 입력되는 제2입력경로 및, 상기 제3작동요소(N3)에 등속비로 입력되는 제3입력경로로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 7에 있어서,

상기 제1입력경로는 D 레인지 1,2,3,4속에서, 상기 입력축(10)과 상기 제2선기어(S2) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제1클러치(C-1)의 작동에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 7에 있어서,

상기 제2입력경로는 D 레인지3,5속과 R 레인지에서, 상기 입력축(10)과 상기 제1선기어(S1) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제3클러치(C-3)의 작동에 의해 설 정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 7에 있어서,

상기 제3입력경로는 D 레인지 4,5,6속에서, 상기 입력축(10)과 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3링기어(R3) 사이를 가변적으로 연결하는 상기 제2클러치(C-2)의 작동에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 5에 있어서,

상기 제1 내지 제3유성기어셋트(PG-1,PG-2,PG-3)에서 동력이 차단되는 경로는 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 연결하는 제1차단경로와, 상기 제1작동요소(N1)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 연결하는 제2차단경로로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 11에 있어서,

상기 제1차단경로는 D 레인지 1속에서 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제2 브레이크(B-2) 또는 상기 원웨이클러치(OWC)의 작동에 의해 설정되고, R 레인지에서 상기 제3작동요소(N3)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제2 브레이크(B-2)의 작동에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 11에 있어서,

상기 제2차단경로는 D 레인지 2,6속에서, 상기 제1작동요소(N1)와 상기 변속기 케이스(30) 사이를 가변적으로 구속하는 상기 제1브레이크(B-1)의 작동에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 5에 있어서,

상기 각 작동요소는 D 레인지 1속에서 상기 제1클러치(C-1)와 상기 원웨이클러치(OWC)가 작동하고, D 레인지 2속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1브레이크(B-1)가 작동하며, D 레인지 3속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1브레이크(B-1)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 작동하고, D 레인지 4속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제3클러치(C-3)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 작동하며, D 레인지 5속에서 상기 제2클러치(C-2)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1클러치(C-1)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 작동하고, D 레인지 6속에서 상기 제2클러치(C-2)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제3클러치(C-3)가 해제되면서 상기 제1브레이크(B-1)가 작동하며, R 레인지에서 상기 제3클러치(C-3)와 상기 제2 브레이크(B-2)가 작동하여 변속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 5에 있어서,

상기 입력축(10)과 상기 출력축(20)은 상기 변속기 케이스(30)의 내부에서 동축상으로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레 인.
청구항 15에 있어서,

상기 제1클러치(C-1)와 상기 제2클러치(C-2) 및 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 상기 제1유성기어셋트(PG-1) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 5에 있어서,

상기 출력축(20)은 상기 입력축(10)의 외주에서 설치된 외접기어(22)를 매개로 동력을 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 17에 있어서,

상기 제1클러치(C-1)는 상기 입력축(10)과 상기 제3유성기어셋트(PG-3) 사이에 배치되고, 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)을 기준으로 상기 제1클러치(C-1)와 대향된 위치에서 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
청구항 16항 또는 청구항 18항에 있어서,

상기 제1브레이크(B-1)는 상기 제3클러치(C-3)와 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1) 사이의 연결경로상에 병렬로 배치되고, 상기 제2 브레이크(B- 2)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3) 사이의 연결경로상에 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.