KR100986055B1 - A power train of an automatic transmission - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라비뉴 유성기어셋트와 5개의 클러치 및 2개의 브레이크를 통하여 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 하며, 클러치요소 혹은 브레이크요소 중에, 2개의 요소로 해당 변속단을 유지하도록 조합하며, 이로써 하나의 요소만을 결합 제어함으로써 변속을 가능하게 하여 변속제어가 간단하고, 이에 따라 변속감을 향상시킬 수 있도록 하는 자동변속기의 파워 트레인을 제공한다.The present invention can implement a shift speed of 11 forward and 2 reverse speeds through the planetary planetary gear set, five clutches and two brakes, and to maintain the shift stage with two elements of the clutch element or the brake element. In combination, this provides a power train of an automatic transmission that enables shifting by controlling only one element so that the shifting control is simple and thus the shifting feeling can be improved.
자동 변속기. 클러치. 유성기어셋트Automatic transmission. clutch. Planetary Gear Sets
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 개략도, 1 is a schematic diagram of a power train according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 작동 요소표,2 is an operating element table of a power train according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 변속선도,3 is a shift diagram of a power train according to an embodiment of the present invention;
도 4는 종래 기술에 따른 파워 트레인의 개략도,4 is a schematic diagram of a power train according to the prior art,
도 5는 종래 기술에 따른 파워 트레인의 변속선도, 및 5 is a shift diagram of a power train according to the prior art, and
도 6은 종래 기술에 따른 파워 트레인의 작동 요소표이다.6 is a table of operating elements of a power train according to the prior art.
본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되어 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.The present invention relates to a power train of an automatic transmission for a vehicle that is applied to an automatic transmission for a vehicle so as to realize a shift stage of 11 forward speeds and 2 reverse speeds.
예컨대, 자동 변속기의 다단 변속기어 메카니즘은, 복수의 유성기어셋트의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 복수의 유성기어셋트가 조합된 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전 동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력측으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.For example, the multi-speed gear mechanism of an automatic transmission is composed of a combination of a plurality of planetary gear sets, and a power train in which the plurality of planet gear sets is combined, when a rotational power is input from a torque converter that converts and transmits engine torque, is transmitted. It performs the function of transmitting to the output side by shifting to multiple stages.
이러한 자동 변속기의 파워 트레인은 많은 변속단을 보유할수록 동력 성능 및 연료 소비율면에서 유리하기 때문에 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인이 요구되고 있다.Since the power train of the automatic transmission has more shift stages, it is advantageous in terms of power performance and fuel consumption rate, and thus, a power train capable of implementing more shift stages is required.
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 파워 트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.Also, even if the same number of gear stages are implemented, durability, power transmission efficiency, size and weight vary greatly depending on the combination method of the planetary gear set. Therefore, the power train can be more robust and compact while minimizing power loss. Efforts for development are ongoing.
이와 같이, 유성기어셋트를 이용하는 파워 트레인을 개발함에 있어서는 어떤 새로운 유성기어셋트를 개발하는 것이 아니라, 기존에 나와 있는 싱글 피니온 유성기어셋트, 더블 피니온 유성기어셋트 혹은 싱글 및 더블 피니온 유성기어셋트를 조합한 라비뉴 타입의 유성기어셋트를 어떻게 조합하고, 이에 수반되는 클러치와 브레이크, 그리고 원웨이 클러치를 어느 위치에 몇 개를 배치하여 가능한 동력 손실 없이 원하는 변속단과 이에 따르는 변속비를 구현하여 변속기의 성능을 향상시키는 데에 그 목표를 두고 다양한 연구되고 있다.Thus, in developing a power train using a planetary gear set, rather than developing a new planetary gear set, a conventional single pinion planetary gear set, a double pinion planetary gear set, or a single and double pinion planetary gear How to combine a set of combination type planetary gear set and the accompanying clutches, brakes and one-way clutches in any position to achieve the desired speed and the gear ratio without any possible power loss A variety of research aimed at improving the performance of the.
특히, 수동 변속기의 경우에는 변속단이 지나치게 많으면 운전자가 자주 변속을 해주어야 하는 불편함이 있으나, 자동 변속기의 경우에 있어서는 운전 상태에 따라 트랜스밋션 제어유닛이 자동으로 파워 트레인의 작동을 제어하여 변속을 수행하게 되는 바, 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인을 개발하는 것은 매우 중요한 가치가 있다고 할 수 있다.In particular, in the case of a manual transmission, if there are too many shift stages, the driver should shift frequently. However, in the case of an automatic transmission, the transmission control unit automatically controls the operation of the power train in accordance with the driving state to change the shift. As a result, developing a power train that can implement more shifts is of great value.
이러한 추세에 부응하기 위하여 4속 및 5속 파워 트레인에 관한 다양한 연구가 진행되고 있음과 아울러, 최근에는 전진 6속 이상의 다단 변속단을 구현할 수 있는 자동 변속기의 파워 트레인이 제공되고 있다.In order to cope with this trend, various researches on 4-speed and 5-speed power trains have been conducted, and in recent years, power trains of automatic transmissions capable of implementing multi-speed stages having 6 or more forward speeds have been provided.
그 일례로서, 도 4와 같이, 미국특허 US 6,723,018(2004.04.20 등록)에 의하면, 스텝 피니언 기어(25)를 갖는 하나의 복합 유성기어셋트(16)와 하나의 라비뉴 유성기어셋트(17), 그리고 3개의 클러치, 4개의 브레이크 및 하나의 원웨이 클러치를 조합하여, 도 5에서와 같이, 최대 전진 12속 및 후진 2속의 변속단을 구현하는 자동변속기의 파워 트레인을 게시하고 있다.As an example, as shown in FIG. 4, according to US Pat. No. 6,723,018 (registered April 20, 2004), one composite
즉, 도 5에서 알 수 있듯이, 상기 복합 유성기어셋트(16)에서, 일대일(1:1) 동속 및 2개의 감속 입력이 라비뉴 유성기어셋트(17)에 전달되는 구조로 되어 있으며, 상기 라비뉴 유성기어셋트(17)의 링기어(R3,R4)를 통하여 최종 출력이 이루어지도록 구성된다.That is, as can be seen in Figure 5, in the composite planetary gear set 16, the one-to-one (1: 1) co-speed and two deceleration inputs are delivered to the
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전진 12속 및 후진 2속의 변속단을 이루는 자동변속기의 파워 트레인은, 도 6에서와 같이, 변속을 위한 클러치요소와 브레이크요소의 조합이 복잡하여 변속제어에 불리하고, 변속감에 있어서 불리한 단점을 내포하고 있다.However, the conventional power train of the automatic transmission comprising the 12th forward speed and the 2nd reverse speed stage as described above, as shown in Figure 6, the combination of the clutch element and the brake element for shifting is disadvantageous to the shift control. It has disadvantages in terms of shifting speed.
즉, 도 6에서와 같이, 각 변속단에서는 클러치요소 혹은 브레이크요소 중에서 항상 3개의 요소가 결합 제어되는 되는 상태를 유지하여야 함으로, 타단으로 변속을 위해서는 클러치요소 혹은 브레이크요소 중에서, 항상 2개의 요소가 해방 및 결합 제어되어야 하며, 이에 따라 변속제어가 복잡하고, 변속감을 저하시키게 되는 단점을 갖는 것이다. That is, as shown in Fig. 6, in each shifting stage, the three elements of the clutch element or the brake element must be maintained in a state of being coupled and controlled at all times. In order to shift to the other end, two elements of the clutch element or the brake element are always present. It is to be released and coupled control, and thus the shift control is complicated, and the shift feeling is reduced.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개의 라비뉴 유성기어셋트와 5개의 클러치 및 2개의 브레이크를 통하여 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현할 수 있도록 하는 자동변속기의 파워 트레인을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been invented to solve the disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide a shift speed of 11 forward speeds and 2 reverse speeds through two rib planetary gear sets, five clutches, and two brakes. It is to provide a power train of automatic transmission that can be implemented.
또한, 본 발명의 다른 목적은 클러치요소 혹은 브레이크요소 중에, 2개의 요소로 해당 변속단을 유지하도록 조합하며, 이로써 하나의 요소만을 결합 제어함으로써 변속을 가능하게 하여 변속제어가 간단하고, 이에 따라 변속감을 향상시킬 수 있도록 하는 자동변속기의 파워 트레인을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to combine the two of the clutch element or the brake element to maintain the shift stage, thereby enabling the shifting by controlling only one element, the shift control is simple, according to the shift feeling It is to provide a power train of the automatic transmission to improve the speed.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 자동변속기의 파워 트레인은, 엔진의 회전력이 입력되는 입력축(3); 상기 입력축(3)의 전방에서, 2조의 유성기어(P1,P2) 및 제1선기어(S1)를 각각 공유하며, 상기 공유하는 2조의 유성기어를 지지하는 제1유성 캐리어(PC1)를 포함하여, 상기 유성 캐리어(PC1)는 입력축(3)에 직결되어 상시 입력요소로 조합되고, 상기 공유하는 제1선기어(S1)는 변속기 케이스(1)에 고정되어 상시 고정요소로 조합되고, 제1링기어(R1)는 하나의 유성기어(P1)과 치합되어 증속요소로, 제2링기어(R2)는 다른 하나의 유성기어(P2)와 치합되어 감속요소로 조합되어 4개의 작동요소를 구현하는 제1복합 유성기어셋트; 상기 입력축(3)의 후방에서, 2조의 유성기어(P3,P4) 및 제3링기어(R3)를 각각 공유하며, 상기 공유하는 2조의 유성기어를 지지하는 제3,4유성 캐리어를 포함하여, 상기 제3유성 캐리어(PC3)는 상기 제1복합 유성기어셋트의 제1,2링기어(R1,R2)에 각각 제4클러치 (C4), 제2클러치(C2)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합되고, 상기 제4유성 캐리어(PC4)는 변속기 케이스(1)에 제1브레이크(B1)를 통하여 가변 연결되어 가변 고정요소로 조합되며, 상기 공유하는 제3링기어(R3)는 출력요소로 조합되고, 공유하지 않는 제3선기어(S3)는 상기 제1복합 유성기어셋트의 감속요소인 제2링기어(R2) 및 입력축(3)에 각각 제1클러치(C1), 제3클러치(C3)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합되며, 공유하지 않는 제4선기어(S4)는 상기 입력축(3)에 제5클러치(C5)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합되거나, 변속기 케이스(1)에 제2브레이크(B2)를 통하여 가변 연결되어 가변 고정요소로 조합되어 4개의 작동요소를 구현하며, 상기 입력축(3)과 제1복합 유성기어셋트로부터 5가지의 입력경로를 통하여 동력이 입력되는 제2복합 유성기어셋트;를 통하여 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현하는 것을 특징으로 한다.The power train of the automatic transmission of the present invention for realizing the above object comprises: an input shaft (3) to which the rotational force of the engine is input; In front of the
이하, 본 발명의 바람직한 제1실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a first preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 개략도로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 파워 트레인은 토크 컨버터(미도시)를 통하여 엔진 출력측에 접속되는 입력축(3)상의 전방에 제1복합 유성기어셋트(LPG1)와, 그 후방에 제2복합 유성기어셋트(LPG2)가 구비된다.1 is a schematic diagram of a power train according to an embodiment of the present invention, in which the power train according to the first embodiment of the present invention is connected to the engine output side via a torque converter (not shown) in front of the first shaft on the
상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)는 제1선기어(S1)를 공유하며, 상기 제1선기어(S1)와 제1,2링기어(R1,R2) 사이에 치합되는 2조의 유성기어(P1,P2)를 자전 가능하게 지지하며 동시에, 그 공전에 의해 구동하는 제1유성 캐리어(PC1)를 공유하 는 라비뉴 유성기어셋트로 조합되어 이루어진다.The first composite planetary gear set LPG1 shares the first sun gear S1 and is a pair of planetary gears P1 meshed between the first sun gear S1 and the first and second ring gears R1 and R2. , P2) is rotatably supported, and at the same time, a combination of a planetary gear set sharing a first planetary carrier PC1 driven by the revolution.
상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)는 제3링기어(R3)를 공유하며, 제3,4선기어(S3,S4)와 상기 제3링기어(R3) 사이에 치합되는 2조의 유성기어(P3,P4)를 자전 가능하게 지지하며 동시에, 그 공전에 의해 구동하는 제3,4유성 캐리어(PC3,PC4)를 공유하는 라비뉴 유성기어셋트로 조합되어 이루어진다.The second composite planetary gear set LPG2 shares a third ring gear R3 and includes two sets of planetary gears meshed between the third and fourth sun gears S3 and S4 and the third ring gear R3. P3 and P4 are rotatably supported, and at the same time, a combination is made of a rib planetary gear set which shares the third and fourth planet carriers PC3 and PC4 driven by the revolution.
상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)는 상기 제1유성 캐리어(PC1)가 입력축(3)에 직결되어 상시 입력요소로 조합되고 상기 공유하는 제1선기어(S1)는 변속기 케이스(1)에 고정되어 상시 고정요소로 조합된다. The first planetary gear set LPG1 has the first planetary carrier PC1 directly connected to the
그리고 제1링기어(R1)는 하나의 유성기어(P1)과 치합되어 증속요소로 조합되고, 제2링기어(R2)는 다른 하나의 유성기어(P2)와 치합되어 감속요소로 조합되어 전부 4개의 작동요소를 구현하게 된다. And the first ring gear (R1) is meshed with one planetary gear (P1) and combined with a speed increasing element, the second ring gear (R2) is engaged with another planetary gear (P2) and combined with a deceleration element all Four working elements will be implemented.
상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)는 상기 제3유성 캐리어(PC3)가 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1,2링기어(R1,R2)에 각각 제4클러치(C4), 제2클러치(C2)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합되고, 상기 제4유성 캐리어(PC4)는 변속기 케이스(1)에 제1브레이크(B1)를 통하여 가변 연결되어 가변 고정요소로 조합된다. In the second composite planetary gear set LPG2, the third planet carrier PC3 may be connected to the first and second ring gears R1 and R2 of the first composite planetary gear set LPG1, respectively, by a fourth clutch C4. The second planetary clutch C2 is variably connected to the variable input element, and the fourth planet carrier PC4 is variably connected to the
그리고 상기 공유하는 제3링기어(R3)는 출력요소로 조합되고, 공유하지 않는 제3선기어(S3)는 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 감속요소인 제2링기어(R2) 및 입력축(3)에 각각 제1클러치(C1), 제3클러치(C3)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합된다.
The shared third ring gear R3 is combined as an output element, and the non-shared third sun gear S3 is a second ring gear R2 that is a deceleration element of the first composite planetary gear set LPG1. The first shaft C1 and the third clutch C3 are variably connected to the
또한, 공유하지 않는 제4선기어(S4)는 상기 입력축(3)에 제5클러치(C5)를 통하여 가변 연결되어 가변 입력요소로 조합되거나, 변속기 케이스(1)에 제2브레이크(B2)를 통하여 가변 연결되어 가변 고정요소로 조합되어 전부 4개의 작동요소를 구현하게 된다. In addition, the fourth sun gear S4 which is not shared is variably connected to the
여기서, 상기 제1,2,4클러치(C1,C2,C4)는 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 4개의 작동요소와 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 4개의 작동요소 사이에 배치되는 것이 바람직하다.Here, the first, second, fourth clutch (C1, C2, C4) is between the four operating elements of the first composite planetary gear set LPG1 and the four operating elements of the second composite planetary gear set LPG2. It is preferably arranged in.
또한, 상기 제1,2브레이크(B1,B2)와 제3,5클러치(C3,C5)는 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 4개의 작동요소 외측에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the first and second brakes B1 and B2 and the third and fifth clutches C3 and C5 may be disposed outside the four operating elements of the second composite planetary gear set LPG2.
그리고 상기한 바와 같은 제2복합 유성기어셋트(LPG2)는 입력축(3)과 제1복합 유성기어셋트(LPG1)로부터 5가지의 입력경로를 통하여 동력을 전달받게 된다.The second composite planetary gear set LPG2 as described above receives power from five input paths from the
즉, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)에 입력축(3)의 동력이 전달되는 5가지의 입력경로 중에서, 제1입력경로는 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1유성 캐리어(PC1)로 입력되는 동력이 제2링기어(R2)를 통하여 감속되어 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력되는 경로로, 상기 제1입력경로는 제1속, 제5속, 제7속, 제11속 및 제1후진속에서, 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)와 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)를 가변 연결하는 제1클러치(C1)의 작동에 의해 구현된다.That is, of the five input paths through which power of the
제2입력경로는 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1유성 캐리어(PC1)로 입력되는 동력이 제2링기어(R2)를 통하여 감속되어 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유 성 캐리어(PC3)로 입력되는 경로로, 상기 제2입력경로는 제3속, 제4속, 제5속, 제6속에서, 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)와 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)를 가변 연결하는 제2클러치(C2)의 작동에 의해 구현된다.The second input path is decelerated through the second ring gear R2 by the power inputted to the first planet carrier PC1 of the first hybrid planetary gear set LPG1 to the third of the second planetary gear set LPG2. The second input path is a path input to the planet carrier PC3, and the second ring gear of the first composite planetary gear set LPG1 is formed at the third speed, the fourth speed, the fifth speed, and the sixth speed. It is realized by the operation of the second clutch C2 for variably connecting R2) and the third planetary carrier PC3 of the second composite planetary gear set LPG2.
제3입력경로는 입력축(3)의 동력이 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 동속으로 입력되는 경로로, 상기 제3입력경로는 제2속, 제4속, 제8속, 제10속 및 제2후진속에서, 입력축(3)과 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)를 가변 연결하는 제3클러치(C3)의 작동에 의해 구현된다.The third input path is a path through which the power of the
제4입력경로는 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1유성 캐리어(PC1)로 입력되는 동력이 제1링기어(R1)를 통하여 증속되어 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력되는 경로로, 상기 제4입력경로는 제9속, 제10속, 제11속에서, 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1링기어(R1)와 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 공유하는 제3유성 캐리어(PC3)로 가변 연결하는 제4클러치(C4)의 작동에 의해 구현된다.The fourth input path is the power input to the first planet carrier PC1 of the first hybrid planetary gear set LPG1 is increased through the first ring gear R1, so that the third of the second planetary gear set LPG2 is increased. The fourth input path is a path input to the planet carrier PC3. The fourth input path includes the first ring gear R1 and the first ring gear R1 of the first hybrid planetary gear set LPG1 in the ninth, tenth, and eleventh speeds. The fourth clutch C4 variably connects to the shared third planetary carrier PC3 of the two-component planetary gear set LPG2.
그리고 제5입력경로는 입력축(3)의 동력이 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)에 동속으로 입력되는 경로 상기 제5입력경로는 제6속, 제7속, 제8속, 제9속에서, 입력축(3)과 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)를 가변 연결하는 제5클러치(C5)의 작동에 의해 구현된다.The fifth input path is a path in which the power of the
따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 파워 트레인은 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현하게 되는데, 도 2에서 도시한 작동요소표에서와 같이, 제1속단 에서 제1클러치(C1)와 제2브레이크(B2)의 작동에 의해 이루어지고, 제2속단에서는 제1속단의 상태에서 제1클러치(C1)가 해제되면서 제3클러치(C3)의 작동에 의해 이루어진다.Accordingly, the power train having the configuration as described above implements the shift stages of 11 forward speeds and 2 reverse speeds. As shown in the operating element table shown in FIG. 2, the first clutch C1 and the first clutch at the first speed stage are implemented. It is made by the operation of the second brake (B2), in the second speed is made by the operation of the third clutch (C3) while the first clutch (C1) is released in the state of the first speed.
제3속단에서는 제2속단의 상태에서 제3클러치(C3)가 해제되면서 제2클러치(C2)의 작동에 의해 이루어지고, 제4속단에서는 제3속단의 상태에서, 제2브레이크(B2)가 해제되면서 제3클러치(C3)의 작동에 의해 이루어진다.In the third speed, the third clutch C3 is released in the state of the second speed, and the second clutch C2 is operated. In the fourth speed, the second brake B2 is operated in the third speed. It is made by the operation of the third clutch (C3) while being released.
제5속단에서는 제4속단의 상태에서 제3클러치(C3)가 해제되면서 제1클러치(C1)의 작동에 의해 이루어지고, 제6속단에서는 제5속단의 상태에서 제1클러치(C1)가 해제되면서 제5클러치(C5)의 작동에 의해 이루어진다.In the fifth speed, the third clutch C3 is released in the fourth speed, and the first clutch C1 is operated. In the sixth speed, the first clutch C1 is released in the fifth speed. It is made by the operation of the fifth clutch (C5).
제7단에서는 제6속단의 상태에서 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)의 작동에 의해 이루어지고, 제8속단에서는 제7속단의 상태에서 제1클러치(C1)가 해제되면서 제3클러치(C3)의 작동에 의해 이루어진다. In the seventh stage, the second clutch C2 is released in the state of the sixth speed, and the first clutch C1 is operated. In the eighth speed, the first clutch C1 is released in the state of the seventh speed. By the operation of the third clutch (C3).
제9속단에서는 제8속단의 상태에서, 제3클러치(C3)가 해제되면서 제4클러치(C4)의 작동에 의해 이루어지고, 제10속단에서는 제9속단의 상태에서 제5클러치(C5)가 해제되면서 제3클러치(C3)의 작동에 의해 이루어지고, 제11속단에서는 제10속단의 상태에서 제3클러치(C3)가 해제되면서 제1클러치(C1)의 작동에 의해 이루어진다.In the ninth speed, the third clutch C3 is released by the operation of the fourth clutch C4 while the third clutch C3 is released. In the tenth speed, the fifth clutch C5 is operated in the ninth speed. It is made by the operation of the third clutch C3 while being released, and is made by the operation of the first clutch C1 while the third clutch C3 is released in the state of the tenth speed at the eleventh speed.
그리고 제1후진단에서는 제1클러치(C1)와 제1브레이크(B1)의 작동에 의해 이루어지며, 제2후진단에서는 제3클러치(C3)와 제1브레이크(B1)의 작동에 의해 이루어진다. In the first reverse stage, the first clutch C1 and the first brake B1 are operated, and in the second reverse stage, the third clutch C3 and the first brake B1 are operated.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 변속과정을, 도 3을 통하여 보다 구체적으로 설명한다.The shifting process of the power train according to the embodiment of the present invention described above will be described in more detail with reference to FIG. 3.
먼저, 상기한 각 작용요소는 상기 도 3의 본 발명에 의한 파워 트레인의 전진 1속 내지 11속 및 후진 2속 선도에서와 같이, 각 노드별로 각 작동요소가 배치된다. First, as described above, each actuating element is arranged at each node, as shown in the
즉, 제1노드(N1)는 공유하는 제1선기어(S1), 제2노드(N2)와 제3노드(N3)는 제2링기어(R2) 및 공유하는 제1유성 캐리어(PC1)가, 제4노드(N4)는 제1링기어(R1)가 설정된다.That is, the first sun gear S1 shared by the first node N1, the second node N2, and the third node N3 are connected by the second ring gear R2 and the first planet carrier PC1 to be shared. In the fourth node N4, a first ring gear R1 is set.
그리고, 제5노드(N5)는 제3선기어(S3), 제6노드(N6)는 공유하는 제3,4유성 캐리어(PC3,PC4)가, 제7노드(N7)는 제3링기어(R3)가, 제8노드(N8)는 제4선기어(S4)가 설정된다.
The fifth node N5 is the third sun gear S3, the sixth node N6 is the third and fourth planet carriers PC3 and PC4 which are shared, and the seventh node N7 is the third ring gear ( As for R3), the fourth sun gear S4 is set to the eighth node N8.
이에, 제1클러치(C1)와 제2브레이크(B2)가 작동하는 상태로, 상기 제1클러치(C1)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력되며, 이 때, 상기 제2브레이크(B2)의 작동에 의해 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)가 고정요소로 작동하여, 도 3에서의 속도선(L1)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D1 만큼 출력이 이루어지면서 전진 1속의 변속이 이루어지게 된다.Accordingly, the second ring gear R2 of the first planetary gear set LPG1 is operated by the first clutch C1 while the first clutch C1 and the second brake B2 are operated. The decelerated input is input to the third sun gear S3 of the second composite planetary gear set LPG2, and at this time, the second composite planetary gear set LPG2 is operated by the operation of the second brake B2. The fourth sun gear S4 of) acts as a fixed element to form the speed line L1 in FIG. 3, and through the seventh node N7 as an output element, that is, the shared ring gear R3, D1. As the output is made as much as one forward speed is made.
전진 2속에서는 상기 제1속의 상태에서, 제1클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제3클러치(C3)가 작동 제어된다.In the second forward speed, in the state of the first speed, the operation of the first clutch C1 is released, and the third clutch C3 is controlled to operate.
그러면, 상기 제3클러치(C3)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 그대로 입력되며, 작동이 유지되는 제2브레이크(B2)에 의해 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)는 여전히 고정요소로 작동하여 도 3에서의 속도선(L2)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D2만큼 출력이 이루어지면서 전진 2속의 변속이 이루어지게 된다.Then, the power of the
전진 3속에서는 상기 제2속의 상태에서, 제3클러치(C3)의 작동이 해제되고, 제2클러치(C3)가 작동 제어된다.In the third forward speed, in the state of the second speed, the operation of the third clutch C3 is released, and the second clutch C3 is operated and controlled.
그러면, 상기 제2클러치의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력되며, 작동이 유지되는 상기 제2브레이크(B2)의 작동에 의해 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)는 여전히 고정요소로 작동한다. Then, the input reduced by the second ring gear R2 of the first composite planetary gear set LPG1 by the operation of the second clutch is the third planetary carrier of the second planetary gear set LPG2 ( The fourth sun gear S4 of the second composite planetary gear set LPG2 is still operated as a fixed element by the operation of the second brake B2, which is input to PC3) and the operation is maintained.
이에 따라, 도 3에서의 속도선(L3)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D3만큼 출력이 이루어지면서 전진 3속의 변속이 이루어지게 된다.Accordingly, the speed line L3 in FIG. 3 is formed, and output is performed as much as D3 through the seventh node N7, that is, the output ring element R3, which is an output element, so that the speed change of the third forward speed is made. do.
전진 4속에서는 상기 제3속의 상태에서, 제2브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제3클러치(C3)가 작동 제어된다.At the fourth forward speed, in the state of the third speed, the operation of the second brake B2 is released, and the third clutch C3 is operation controlled.
그러면, 상기 제3클러치(C3)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 그대로 입력되며, 작동이 유지되는 제2클러치(C2)에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력된다. Then, the power of the
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L4)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D4만큼 출력이 이루어지면서 전진 4속의 변속이 이루어지게 된다.In this case, the third planetary carrier PC3 of the second composite planetary gear set LPG2 substantially acts as a fixed element, thereby forming a speed line L4 in FIG. 3, and a seventh node as an output element. N7) That is, the output is made as much as D4 through the shared ring gear (R3), the shift is made in the fourth forward speed.
그리고 전진 5속에서는 상기 제4속의 상태에서, 제3클러치(C3)의 작동이 해제되고, 제1클러치(C1)가 작동 제어된다.At the fifth forward speed, in the state of the fourth speed, the operation of the third clutch C3 is released, and the first clutch C1 is operated and controlled.
그러면, 상기 제1클러치(C1)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력되며, 작동이 유지되는 제2클러치(C2)에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력된다. Then, the input decelerated through the second ring gear R2 of the first composite planetary gear set LPG1 by the operation of the first clutch C1 is the third of the second composite planetary gear set LPG2. An input decelerated through the second ring gear R2 of the first composite planetary gear set LPG1 by the second clutch C2, which is input to the sun gear S3 and is operated, is input to the second composite planetary gear. It is input to the third planet carrier PC3 of the set LPG2.
즉, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)와 제3유성 캐리어(PC3)에는 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 동일하게 적용되어, 도 3에서의 속도선(L5)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D5만큼 출력이 이루어지면서 전진 5속의 변속이 이루어지게 된다. That is, the third sun gear S3 and the third planet carrier PC3 of the second planetary gear set LPG2 are decelerated through the second ring gear R2 of the first planetary gear set LPG1. The input is applied in the same way, and forms the speed line L5 in FIG. 3, and outputs as much as D5 through the seventh node N7 that is an output element, that is, the shared ring gear R3. The shift is made.
전진 6속에서는 상기 제5속의 상태에서, 제1클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제5클러치(C5)가 작동 제어된다.At the sixth forward speed, in the state of the fifth speed, the operation of the first clutch C1 is released, and the fifth clutch C5 is controlled to operate.
그러면, 상기 제5클러치(C5)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)에 그대로 입력되며, 작동이 유지되는 제2클러치(C2)에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력된다. Then, the power of the
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L6)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D6만큼 출력이 이루어지면서 전진 6속의 변속이 이루어지게 된다.In this case, the third planetary carrier PC3 of the second composite planetary gear set LPG2 substantially acts as a fixed element, thereby forming a speed line L6 in FIG. 3, and a seventh node as an output element. N7) That is, the output is made as much as D6 through the shared ring gear (R3) and the sixth forward speed is made.
전진 7속에서는 상기 제6속의 상태에서, 제2클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제1클러치(C1)가 작동 제어된다.At the seventh forward speed, in the state of the sixth speed, the operation of the second clutch C2 is released, and the first clutch C1 is operated and controlled.
그러면, 작동이 유지되는 제5클러치(C5)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)에 그대로 입력되며, 상기 제1클러치(C1)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력된다. Then, the power of the
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L7)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D7만큼 출력이 이루어지면서 전진 7속의 변속이 이루어지게 된다.At this time, the third sun gear S3 of the second hybrid planetary gear set LPG2 actually acts as a fixed element, thereby forming a speed line L7 in FIG. 3, and a seventh node N7 as an output element. That is, the output is made as much as D7 through the shared ring gear (R3) and the seventh speed shift is made.
전진 8속에서는 상기 제7속의 상태에서, 제1클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제3클러치(C3)가 작동 제어된다.At the eighth forward speed, in the state of the seventh speed, the operation of the first clutch C1 is released, and the third clutch C3 is operation controlled.
그러면, 작동이 유지되는 제5클러치(C5)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)에 그대로 입력되며, 상기 제3클러치(C3)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 그대로 입력된다. Then, the power of the
즉, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)에는 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 동일하게 입력되어, 도 3에서의 속도선(L8)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D8만큼 출력이 이루어지면서 전진 8속의 변속이 이루어지게 된다.That is, the power of the
진 9속에서는 상기 제8속의 상태에서, 제3클러치(C3)의 작동이 해제되고, 제4클러치(C4)가 작동 제어된다.In true 9 speed, in the state of 8th speed, operation | movement of the 3rd clutch C3 is canceled | released and operation of the 4th clutch C4 is controlled.
그러면, 작동이 유지되는 제5클러치(C5)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)에 그대로 입력되며, 상기 제4클러치(C4)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1링기어(R1)를 통하여 증속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력된다. Then, the power of the
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4선기어(S4)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L9)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D9만큼 출력이 이루어지면서 전진 9속의 변속이 이루어지게 된다.At this time, the fourth sun gear S4 of the second hybrid planetary gear set LPG2 actually acts as a fixed element, thereby forming a speed line L9 in FIG. 3, and a seventh node N7 as an output element. That is, as the output is made as D9 through the shared ring gear (R3), the speed of 9 forward speed is achieved.
전진 10속에서는 상기 제9속의 상태에서, 제5클러치(C5)의 작동이 해제되고, 제3클러치(C3)가 작동 제어된다.At the 10th forward speed, in the state of the ninth speed, the operation of the fifth clutch C5 is released, and the third clutch C3 is operated controlled.
그러면, 작동이 유지되는 제4클러치(C4)에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1링기어(R1)를 통하여 증속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력되고, 상기 제3클러치(C3)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 그대로 입력된다. Then, the input speeded up through the first ring gear R1 of the first composite planetary gear set LPG1 by the fourth clutch C4, which is maintained, is controlled by the fourth clutch C4 of the second composite planetary gear set LPG2. The third planetary gear PC3 is input to the third planetary gear set LPG2 of the second hybrid planetary gear set LPG2 at the same speed by the operation of the third clutch C3. Is entered.
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L10)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D10만큼 출력이 이루어지면서 전진 10속의 변속이 이루어지게 된다.At this time, the third sun gear S3 of the second composite planetary gear set LPG2 actually acts as a fixed element to form the speed line L10 in FIG. 3, and the seventh node N7 as an output element. That is, the output is made as much as D10 through the shared ring gear (R3) and the shift of the forward 10 speed is made.
그리고 전진 11속에서는 상기 제10속의 상태에서, 제3클러치(C3)의 작동이 해제되고, 제1클러치(C1)가 작동 제어된다.At the 11th forward speed, in the state of the 10th speed, the operation of the third clutch C3 is released, and the first clutch C1 is controlled to operate.
그러면, 작동이 유지되는 제4클러치(C4)에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제1링기어(R1)를 통하여 증속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3유성 캐리어(PC3)로 입력되고, 상기 제1클러치(C1)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력된다. Then, the input speeded up through the first ring gear R1 of the first composite planetary gear set LPG1 by the fourth clutch C4, which is maintained, is controlled by the fourth clutch C4 of the second composite planetary gear set LPG2. The inputted to the planetary carrier PC3 and the input decelerated through the second ring gear R2 of the first composite planetary gear set LPG1 by the operation of the first clutch C1 is the second composite planetary. It is input to the 3rd sun gear S3 of the gear set LPG2.
이 때, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)는 사실상 고정요소로 작용하여, 도 3에서의 속도선(L11)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 D11만큼 출력이 이루어지면서 전진 11속의 변속이 이루어지게 된다.At this time, the third sun gear S3 of the second composite planetary gear set LPG2 actually acts as a fixed element to form the speed line L11 in FIG. 3, and the seventh node N7 as an output element. That is, the output is made as much as D11 through the shared ring gear (R3) and the 11th forward speed is made.
그리고 후진 1속단에서는 제1클러치(C1)와 제1브레이크(B1)를 작동 제어하게 된다. At the first speed reverse, the first clutch C1 and the first brake B1 are operated and controlled.
그러면, 상기 제1클러치(C1)의 작동에 의해 상기 제1복합 유성기어셋트(LPG1)의 제2링기어(R2)를 통하여 감속된 입력이 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)로 입력되고, 상기 제1브레이크(B1)의 작동에 의해 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4유성 캐리어(PC4)를 고정요소로 작동시키게 된다. Then, the input decelerated through the second ring gear R2 of the first composite planetary gear set LPG1 by the operation of the first clutch C1 is the third of the second composite planetary gear set LPG2. It is input to the sun gear S3, and the fourth planet carrier PC4 of the second composite planetary gear set LPG2 is operated as a fixed element by the operation of the first brake B1.
이에 따라, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)는 도 3에서의 후진 1속선(LR1)을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 DR1 만큼 출력이 이루어지면서 후진 1속의 변속이 이루어지게 된다.Accordingly, the second composite planetary gear set LPG2 forms the reverse first speed line LR1 in FIG. 3, and DR1 through the seventh node N7, that is, the shared ring gear R3. As the output is made, the shifting speed of
또한, 후진 2속단에서는 제3클러치(C3)와 제1브레이크(B1)를 작동 제어하게 된다. In addition, in the second reverse speed, the third clutch C3 and the first brake B1 are operated and controlled.
그러면, 상기 제3클러치(C3)의 작동에 의해 상기 입력축(3)의 동력이 동속으로 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제3선기어(S3)에 그대로 입력되며, 상기 제1브레이크(B1)의 작동에 의해 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)의 제4유성 캐리어(PC4)를 고정요소로 작동시키게 된다. Then, the power of the
이에 따라, 상기 제2복합 유성기어셋트(LPG2)는 도 3에서의 후진 2속선(LR2) 을 형성하게 되며, 출력요소인 제7노드(N7) 즉, 공유하는 링기어(R3)를 통해 DR2 만큼 출력이 이루어지면서 후진 2속의 변속이 이루어지게 된다.Accordingly, the second composite planetary gear set LPG2 forms the reverse 2-speed line LR2 in FIG. 3, and DR2 through the seventh node N7, that is, the shared ring gear R3. As the output is made, the
상기에서 본 발명의 파워 트레인에 대한 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.Although the embodiment of the power train of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be easily invented by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. Includes all changes that are considered to be equivalent.
이상에서와 같이 본 발명의 파워 트레인은,2개의 라비뉴 유성기어셋트와 5개의 클러치 및 2개의 브레이크를 통하여 전진 11속 및 후진 2속의 변속단을 구현하게 되며, 클러치요소 혹은 브레이크요소 중에, 2개의 요소로 해당 변속단을 유지하도록 조합하며, 이로써 하나의 요소만을 결합 제어함으로써 변속을 가능하게 하여 변속제어가 간단하고, 이에 따라 변속감을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the power train of the present invention implements a shift stage of 11 forward speeds and 2 reverse speeds through two lavender planetary gear sets, five clutches, and two brakes. Combination of two elements is maintained to maintain the shift stage, thereby enabling shifting by controlling only one element and thus shifting control is simple, thereby improving the shifting feeling.
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Publications (2)
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