KR100921803B1

KR100921803B1 - 차량용 자동 변속기의 기어 트레인

Info

Publication number: KR100921803B1
Application number: KR1020070120851A
Authority: KR
Inventors: 백경수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-10-16
Also published as: KR20090054128A

Abstract

본 발명의 목적은 1개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복합 유성기어셋트를 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 6속과 후진 1속을 구현함으로써, 자동 변속기 내부 구성을 컴팩트화 할 수 있으며, 각 변속단에서 2개의 마찰부재가 작동하여 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어효율을 높일 수 있고, 상기 마찰부재의 분할 배치로 인하여 균형감을 높이고, 유로의 구성을 용이하게 할 수 있는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인을 제공함에 있다.

본 발명의 구성은, 제1 회전요소가 변속기 하우징과 직접 연결되어 항시 고정요소로 작동하고 있는 상태에서 제3 회전요소가 입력축과 직접적으로 연결되어 입력경로를 형성하고, 제2 회전요소가 출력요소로서 중간 출력경로를 형성하는 제1 유성기어셋트와;

싱글 피니언 유성기어셋트와 더블 피니언 유성기어셋트가 상호 선기어와 유성 캐리어를 공유면서 4개의 회전요소를 보유하되, 제4 회전요소가 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제1 중간 입력경로를 형성하며, 제5 회전요소가 출력기어와 연결되어 최종 출력경로를 형성하고, 제6 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 입력축과 가변적으로 연결되어 가변 입력경로를 연결하며, 제7 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제2 중간 입력경로를 형성하는 제2 유성기어셋트를 포함하여 이루어진다.

유성기어셋트, 선기어, 유성 캐리어, 링기어, 클러치, 브레이크

Description

차량용 자동 변속기의 기어 트레인{GEAR TRAIN IN AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 1개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복합 유성기어셋트를 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 6속의 변속단을 구현할 수 있도록 차량용 자동 변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기는 차량의 적소에 배치된 검출수단으로부터 차량의 운전 상태를 검출하고, 이를 근거로 하여 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서 자동으로 유성기어셋트의 조합으로 이루어져 있는 기어 트레인을 작동 제어하여 자동으로 변속을 수행하도록 구성되어 있다.

이에 따라 자동 변속기에 적용되는 기어 트레인은 동력 성능 및 연료 소비율의 향상을 위해서 보다 많은 변속단을 구현할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어셋트의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 컴팩트화 할 수 있는 기어 트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.

이와 같이 유성기어셋트를 이용하는 기어 트레인을 개발함에 있어서는 새로운 유성기어셋트를 개발하는 것이 아니라, 기존에 나와 있는 단순 유성기어셋트와, 복합 유성기어셋트를 어떤 방식으로 조합하고, 이에 수반되는 클러치와 브레이크, 그리고 원웨이 클러치를 어느 위치에 몇 개를 배치하여 가능한 동력 손실이 없이 원하는 변속단과 이에 따르는 변속비를 구현하는데 그 목표를 두고 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

특히, 수동 변속기의 경우에는 변속단이 지나치게 많으면 운전자가 자주 변속을 해주어야 하는 불편함이 있으나, 자동 변속기의 경우에 있어서는 운전 상태에 따라 자동으로 변속이 이루어지게 되는 바, 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 기어 트레인을 개발하는 것은 매우 중요한 가치가 있다고 할 수 있다.

이러한 추세에 부응하기 위하여, 최근에는 전진 6속 이상의 변속단을 구현할 수 있는 기어 트레인의 연구가 다양하게 진행되고 있다.

그 일례로서는 도 4에서와 같이, 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)를 조합하되, 제1 유성 캐리어(102)와 제2 링기어(104)가 연결되고, 제2 유성 캐리어(106)와 제3 링기어(108)와 연결되며, 제1 링기어(110)와 제3 유성 캐리어(112)가 연결된다.

그리고 제2 선기어(114)는 입력축(100)과 직접 연결되며, 제1 선기어(116)는 제1 클러치(C1)를 개재시켜 입력축(100)과 가변적으로 연결되고, 제 1 유성 캐리어(102)는 제2 클러치(C2)를 개재시켜 입력축(100)과 가변적으로 연결된다.

또한, 제3 선기어(118)는 제1 브레이크(B1)를 개재시켜 하우징(120)과 연결되고, 제1 유성 캐리어(102)와 제1 선기어(116)는 각각 제2, 3 브레이크(B2)(B3)를 개재시켜 하우징(120)과 연결되며, 제3 유성 캐리어(112)는 출력기어(122)가 자착되어 출력요소로 작동하게 된다.

이러한 기어 트레인은 도 5에서와 같이, 전진 제1속에서는 제1, 2 브레이크(B1)(B2)가 작동하고, 제2 속에서는 제1, 3 브레이크(B1)(B3)가 작동하며, 제3속에서는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)가 작동하고, 제4속에서는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)가 작동하며, 제5속에서는 제1, 2 클러치(C1)(C2)가 작동하고, 제6속에서는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)가 작동하며, 후진 변속단에서는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하면서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현하게 된다.

그러나 상기와 같은 기어 트레인에 있어서는 클러치 및 브레이크가 모두 변속기 후방에 배치되어 있는바, 작동 유로의 형성에 불리하다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 6개의 마찰요소가 적용됨으로써, 이를 지원하기 위해서는 오일펌프의 용량이 커진다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 1개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복합 유성기어셋트를 3개의 클 러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 6속과 후진 1속을 구현함으로써, 자동 변속기 내부 구성을 컴팩트화 할 수 있으며, 각 변속단에서 2개의 마찰부재가 작동하여 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어효율을 높일 수 있고, 상기 마찰부재의 분할 배치로 인하여 균형감을 높이고, 유로의 구성을 용이하게 할 수 있는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인을 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 싱글 유성기어셋트로서, 제1 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와, 제1 유성 캐리어로 이루어지는 제2 회전요소와, 제1 링기어로 이루어지는 제3 회전요소를 포함하여 이루어지되,

상기 제1 회전요소는 변속기 하우징과 직접 연결되어 항시 고정요소로 작동하고 있는 상태에서 제3 회전요소가 입력축과 직접적으로 연결되어 입력경로를 형성하고, 제2 회전요소가 출력요소로서 중간 출력경로를 형성하는 제1 유성기어셋트와;

싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1 단순유성기어셋트와 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제2 단순유성기어셋트가 상호 선기어와 유성 캐리어를 공유함으로써, 제1 단순유성기어셋트의 선기어인 제2 선기어로 이루어지는 제4 회전요소와, 제2 단순유성기어셋트의 링기어인 제3 링기어로 이루어지는 제5 회전요소와, 제2 유성 캐리어로 이루어지는 제6 회전요소와, 제1 단순유성기어셋트의 링기어인 제2 링기어로 이루어지는 제7 회전요소를 포함하여 이루어지되, 상기 제4 회전요소가 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제1 중간 입력경로를 형성하며, 제5 회전요소가 출력기어와 연결되어 최종 출력경로를 형성하고, 제6 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 입력축과 가변적으로 연결되어 가변 입력경로를 연결하며, 제7 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제2 중간 입력경로를 형성하는 제2 유성기어셋트와;

상기 제1, 2 유성기어셋트의 회전부재들을 상호 가변 연결하거나 변속기 하우징에 가변적으로 연결하여 주는 클러치 및 브레이크로 이루어지는 다수의 마찰부재를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인을 제공한다.

그리고 마찰부재는 제1 중간 입력경로상에 배치되는 제1 클러치와, 제2 중간 입력경로상에 배치되는 제2 클러치와, 가변 입력경로상에 배치되는 제3 클러치와, 제6 회전요소와 변속기 하우징 사이에 배치되는 제1 브레이크와, 제7 회전요소와 변속기 하우징 사이에 배치되는 제2 브레이크를 포함하여 이루어지며, 상기 제1, 2 클러치와 제2 브레이크는 제1,2 유성기어셋트 사이에 배치되고, 제3 클러치와 제1 브레이크는 제2 유성기어셋트의 후측에 배치된다.

상기와 같이 이루어지는 기어 트레인은 전진 1속에서는 제1 클러치와 제1 브레이크가 작동되고, 전진 2속에서는 제1 클러치와 제2 브레이크가 작동되며, 전진 3속에서는 제1 클러치와 제2 클러치가 작동되고, 전진 4속에서는 제1 클러치와 제3 클러치가 작동되며, 전진 5속에서는 제2 클러치와 제3 클러치가 작동되고, 전진 6속에서는 제3 클러치와 제2 브레이크가 작동되며, 후진 변속단에서는 제2 클러치와 제1 브레이크가 작동되면서 변속이 이루어지게 된다.

상기와 같이 본 발명의 기어 트레인은 1개의 단순 유성기어셋트와 1개의 복 합 유성기어셋트를 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 6속과 후진 1속을 구현할 수 있게 된다.

그리고 5개의 마찰부재를 적용함으로써, 자동 변속기 내부 구성을 컴팩트화 할 수 있으며, 각 변속단에서 2개의 마찰부재가 작동하면서 변속이 이루어지도록 함으로써, 오일펌프의 용량 축소와 유압 제어효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 마찰부재의 분할 배치로 인하여 균형감을 높일 수 있으며, 유로의 구성을 용이하게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 기어 트레인의 일 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 기어 트레인은 동일축선 상에 배치되는 제1, 2 유성기어세트(PG1)(PG2)와, 3개의 클러치(C1)(C2)(C3)로 이루어지는 클러치 수단과, 그리고 2개의 브레이크(B1)(B2)로 이루어지는 브레이크 수단을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 입력축(IS)으로부터 입력되는 회전이 상기 제1, 2 유성기어셋트(PG1)(PG2)를 거치면서 변속되어 출력기어(OG)를 통해 출력되는데, 상기 제1 유성기어셋트(PG1)가 엔진측으로 배치되고, 제2 유성기어셋트(PG2)가 제1 유성기어셋트(PG1)의 후측에 배치된다.

상기에서 입력축(IS)은 입력부재로서 토크 컨버터의 터빈축을 의미하며, 이는 엔진의 크랭크 축으로부터의 회전 동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루 어지면서 입력되고, 출력기어(OG)는 공지의 차동장치를 통해 좌우 구동륜을 구동시키게 된다.

상기 제1 유성기어셋트(PG1)는 1개의 입력경로(IP)로 입력되는 회전동력을 중간 출력경로(MOP)를 통해 감속 출력이 이루어지게 된다.

이를 위하여 제1 유성기어셋트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어셋트로서, 제1 선기어(S1)로 이루어지는 제1 회전요소(N1)와, 제1 유성 캐리어(PC1)로 이루어지는 제2 회전요소(N2)와, 제1 링기어(R1)로 이루어지는 제3 회전요소(N3)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 제1 회전요소(N1)는 변속기 하우징과 직접 연결되어 항시 고정요소로 작동하고 있는 상태에서 제3 회전요소(N3)가 입력축(IS)과 직접적으로 연결되어 입력경로(IP)를 형성하고, 제2 회전요소(N2)가 출력요소로서 중간 출력경로(MOP)를 형성하면서 항시 감속 출력이 이루어진다.

상기 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 제2 회전요소(N2)와 2개의 경로를 통해 가변적으로 연결되는 제1,2 중간 입력경로(MIP1)(MIP2)와, 상기 입력축(IS)과 가변적으로 연결되는 가변 입력경로(VIP)를 통해 입력되는 회전 동력을 전진 6속 및 후진 1속으로 변속하여 최종 출력경로(OP)를 통해 출력하게 된다.

이를 위하여 제2 유성기어셋트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1 단순유성기어셋트(SPG1)와 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제2 단순유성기어셋트(SPG2)의 조합으로 이루어지되, 선기어와 유성 캐리어를 공유하는 복합 유성기어셋트로 이루어진다.

이에 따라 상기 제2 유성기어셋트(PG2)는 제1 단순유성기어셋트(SPG1)의 선기어인 제2 선기어(S2)를 제4 회전요소(N4), 제2 단순유성기어셋트(SPG2)의 링기어인 제3 링기어(R3)를 제5 회전요소(N5), 제2 유성 캐리어(PC2)를 제6 회전요소(N6), 제1 단순유성기어셋트(SPG1)의 링기어인 제2 링기어(R2)를 제7 회전요소(N7)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 제4 회전요소(N4)가 상기 제2 회전요소(N2)와 가변적으로 연결되어 제1 중간 입력경로(MIP1)를 형성하며, 제5 회전요소(N5)가 출력기어(OG)와 연결되어 최종 출력경로(OP)를 형성하고, 제6 회전요소(N6)가 상기 입력축(IS)과 가변적으로 연결되어 가변 입력경로(VIP)를 형성하며, 제7 회전요소(N7)가 상기 제2 회전요소(N2)와 가변적으로 연결되어 제2 중간 입력경로(MIP2)를 형성하게 된다.

또한, 상기 제6, 7 회전요소(N6)(N7)가 각각 독립적으로 변속기 하우징(H)과 가변적으로 연결되어 선택적인 고정요소로도 작동하게 된다.

상기 제1,2 중간 입력경로(MIP1)(MIP2)에는 제1,2 클러치(C1)(C2)가 배치되고, 가변 입력경로(VIP)는 제3 클러치(C3)가 배치되며, 상기 제6. 7 회전요소(N6)(N7)는 제1,2 브레이크(B1)(B2)를 개재시켜 독립적으로 변속기 하우징(H)과 연결된다.

상기에서 제1,2,3 클러치(C1∼C3)와 제1,2 브레이크(B1)(B2)는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압 마찰 결합 유닛으로 이루어지는 것이 통상적이다.

그리고 상기와 같은 각 클러치와 브레이크를 배치함에 있어서는 제1,2 클러 치(C1)(C2)와 제2 브레이크(B2)는 제1,2 유성기어셋트(PG1)(PG2) 사이에 배치되고, 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 후측에 배치하였다.

이와 같이 각 마찰부재를 분산 배치하면, 이들 마찰부재로 작동압을 공급하기 위한 유로의 형성이 용이하며, 특히 제1,2 클러치(C1)(C2)는 복합화 할 수 있고, 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)를 복합화할 수 있는 바, 자동 변속기의 내구 구성을 컴팩화할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 적용되는 마찰부재 즉, 클러치와 브레이크가 각 변속단에서 작동하는 것을 나타낸 작동표로서, 본 발명의 기어 트레인은 각 변속단에서 2개의 마찰부재가 작동하면서 변속이 이루어짐을 알 수 있다.

즉, 전진 1속에서는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)가 작동하고, 전진 2속에서는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하며, 전진 3속에서는 제1,2 클러치(C1)(C2)가 작동하고, 전진 4속에서는 제1, 3 클러치(C1)(C3)가 작동하며, 전진 5속에서 제2,3 클러치(C2)(C3)가 작동하고, 전진 6속에서는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동하며, 후진 변속단에서는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)가 작동한다.

도 3은 본 발명에 의한 기어 트레인의 변속선도를 도시한 것으로서, 하측의 가로선이 회전속도 "0"을 나타내고, 하측의 가로선이 회전속도"1.0" 즉, 입력축(IS)과 동일 회전속도를 나타낸다.

그리고 제1 유성기어셋트(PG1)의 3개의 세로선은 좌측으로부터 차례로 제1 회전요소(N1)인 제1 선기어(S1), 제2 회전요소(N2)인 제1 유성 캐리어(PC1), 제3 회전요소(N3)인 제1 링기어(R1)로 설정되며, 이들 간격은 제1 유성기어셋트(PG1)의 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 결정된다.

또한, 제2 유성기어셋트(PG2)의 4개의 세로선은 좌측으로부터 차례로 제4 회전요소(N4)인 제2 선기어(S2), 제5 회전요소(N5)인 제3 링기어(R3), 제6 회전요소(N6)인 제2 유성 캐리어(PC2), 제7 회전요소(N7)인 제2 링기어(R2)로 설정되며, 이들 간격은 제2 유성기어셋트(PG2)의 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 결정되고, 상기와 같은 변속선도는 기어 트레인의 당업자라면 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

[전진 1속]

전진 1속에서는 도 2에서와 같이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)가 작동 제어된다.

이에 따라 제1 유성기어셋트(PG1)에서는 제3 회전요소(N3)로 입력이 이루어지는 상태에서 제1 회전요소(N1)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 제2 회전요소(N2)를 통해 감속 출력이 이루어진다.

그러면 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 상기 제2 회전요소(N2)의 감속 출력이 제4 회전요소(N4)로 입력되고 있는 상태에서 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제6 회전요소(N6)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 제1 변속선(SP1)을 형성하면서 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 D1 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 2속]

전진 2속에서는 상기 전진 1속의 상태에서 제1 브레이크(B1)가 작동 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 상기 전진 1속과 같은 입력 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제7 회전요소(N7)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 제2 변속선(SP2)을 형성하면서 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 D2 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 2속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 3속]

전진 3속에서는 상기 전진 2속에서 작동하던 마찰부재 중 제1 브레이크(B1)의 작동은 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.

그러면 상기 제2 회전요소(N2)의 감속 출력이 제1,2 클러치(C1)(C2)의 작동으로 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)로 동시 입력이 이루어지게 되는 바, 제2 유성기어셋트(PG2)는 직결의 상태가 되면서 제3 변속선(SP3)을 형성하게 되며, 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 감속 입력 그대로인 D3 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 3속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 4속]

전진 4속에서는 상기 전진 3속에서 작동하던 마찰부재 중 제2 클러치(C2)의 작동이 해제되고 제3 클러치(C3)가 작동 제어된다.

그러면 제4 회전요소(N1)를 통해 제1 유성기어셋트(PG1)의 감속 출력이 제4 회전요소(N4)로 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동으로 입력 축(IS)의 회전동력이 제6 회전요소(N6)로 입력되는 바, 제4 변속선(SP4)을 형성하면서 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 D4 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 4속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 5속]

전진 5속에서는 상기 전진 4속에서 작동하던 마찰부재 중 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.

그러면 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 상기 제3 클러치(C3)의 작동으로 입력축(IS)의 회전동력이 제6 회전요소(N6)로 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제2 클러치(C2)의 작동으로 제1 유성기어셋트(PG1)의 감속 출력이 제7 회전요소(N7)로 입력되는 바, 제5 변속선(SP5)을 형성하면서 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 D5 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 5속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 6속]

전진 6속에서는 상기 전진 5속에서 작동하던 마찰부재 중 제2 클러치(C2)의 작동은 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 상기 제3 클러치(C3)의 작동으로 입력축(IS)의 회전동력이 제6 회전요소(N6)로 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제7 회전요소(N7)가 고정요소로 작동하면서 제6 변속선(SP5)을 형성하며, 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 D6 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 6속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[후진]

후진 변속단에서는 제1 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 제2 유성기어셋트(PG2)에서는 제2 클러치(C2)의 작동으로 상기 제2 회전요소(N2)의 출력이 제7 회전요소(N7)로 입력되고 있는 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제6 회전요소(N6)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 후진 변속선(SR)을 형성하면서 출력요소인 제5 회전요소(N5)를 통해 RS 만큼의 역회전 출력이 이루어지면서 후진 변속이 이루어지게 되는 것이다.

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

도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 기어 트레인 구성도.

도 2는 본 발명의 기어 트레인에 적용되는 마찰부재의 변속단별 작동도.

도 3은 본 발명에 의한 기어 트레인의 변속선도.

도 4는 종래 기어 트레인의 일 실시예도.

도 5는 도 4에 의한 기어 트레인에 적용되는 마찰부재의 작동표이다.

Claims

3개의 회전요소를 구비하는 싱글 유성기어셋트로서, 제1 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와, 제1 유성 캐리어로 이루어지는 제2 회전요소와, 제1 링기어로 이루어지는 제3 회전요소를 포함하여 이루어지되;

상기 제1 회전요소가 변속기 하우징과 직접 연결되어 항시 고정요소로 작동하고 있는 상태에서 제3 회전요소가 입력축과 직접적으로 연결되어 입력경로를 형성하고, 제2 회전요소가 출력요소로서 중간 출력경로를 형성하는 제1 유성기어셋트와;

싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1 단순유성기어셋트와 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제2 단순유성기어셋트가 상호 선기어와 유성 캐리어를 공유함으로써, 제1 단순유성기어셋트의 선기어인 제2 선기어로 이루어지는 제4 회전요소와, 제2 단순유성기어셋트의 링기어인 제3 링기어로 이루어지는 제5 회전요소와, 제2 유성 캐리어로 이루어지는 제6 회전요소와, 제1 단순유성기어셋트의 링기어인 제2 링기어로 이루어지는 제7 회전요소를 포함하여 이루어지되;

상기 제4 회전요소가 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제1 중간 입력경로를 형성하며, 제5 회전요소가 출력기어와 연결되어 최종 출력경로를 형성하고, 제6 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 입력축과 가변적으로 연결되어 가변 입력경로를 연결하며, 제7 회전요소가 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨과 동시에 상기 제2 회전요소와 가변적으로 연결되어 제2 중간 입력경로를 형성하는 제2 유성기어셋트와;

상기 제1, 2 유성기어셋트의 회전부재들을 상호 가변 연결하거나 변속기 하우징에 가변적으로 연결하여 주는 클러치 및 브레이크로 이루어지는 다수의 마찰부재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 마찰부재는 제1 중간 입력경로상에 배치되는 제1 클러치와,

제2 중간 입력경로상에 배치되는 제2 클러치와,

가변 입력경로상에 배치되는 제3 클러치와,

제6 회전요소와 변속기 하우징 사이에 배치되는 제1 브레이크와,

제7 회전요소와 변속기 하우징 사이에 배치되는 제2 브레이크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1, 2 클러치와 제2 브레이크는 제1,2 유성기어셋트 사이에 배치되고, 제3 클러치와 제1 브레이크는 제2 유성기어셋트의 후측에 배치됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제3항에 있어서, 전진 1속에서는 제1 클러치와 제1 브레이크가 작동되고,

전진 2속에서는 제1 클러치와 제2 브레이크가 작동되며,

전진 3속에서는 제1 클러치와 제2 클러치가 작동되고,

전진 4속에서는 제1 클러치와 제3 클러치가 작동되며,

전진 5속에서는 제2 클러치와 제3 클러치가 작동되고,

전진 6속에서는 제3 클러치와 제2 브레이크가 작동되며,

후진 변속단에서는 제2 클러치와 제1 브레이크가 작동함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 전진 1속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전동력이 제2 유성기어셋트의 제1 중간 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 제6 회전요소가 고정요소로 작동하면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 전진 2속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전동력이 제2 유성기어셋트의 제1 중간 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 제7 회전요소가 고정요소로 작동하면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 전진 3속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전동력이 제2 유성기어셋트의 제1,2 중간 입력경로를 통해 입력되면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 전진 4속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전 동력이 제2 유성기어셋트의 제1 중간 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 입력축의 회전동력이 가변 입력경로를 통해 입력되면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1 항에 있어서, 전진 5속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전동력이 제2 유성기어셋트의 제2 중간 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 입력축의 회전동력이 가변 입력경로를 통해 입력되면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 전진 6속은 입력축의 회전동력이 제2 유성기어셋트의 가변 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 제7 회전요소가 고정요소로 작동하면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 후진 변속은 제1 유성기어셋트의 중간 출력경로를 통한 회전동력이 제2 유성기어셋트의 제2 중간 입력경로를 통해 입력되고 있는 상태에서 제6 회전요소가 고정요소로 작동하면서 제5 회전요소를 통해 출력되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 기어 트레인.