KR101459883B1

KR101459883B1 - 자동변속기의 파워 트레인

Info

Publication number: KR101459883B1
Application number: KR1020130026562A
Authority: KR
Inventors: 김철진
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-11-07
Also published as: CN105143717B; CN105143717A; DE112013006810T5; US9702440B2; WO2014142369A1; US20160025191A1; KR20140112187A

Abstract

본 발명은 자동변속기의 파워 트레인에 관한 것으로, 입력축(10)과, 출력축(20)과, 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)로 구성되는 자동변속기의 파워 트레인에 있어서, 상기 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)를 구성하는 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7); 및 제1 내지 제4 클러치(C-1, C-2, C-3, C-4) 및 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 포함하는 체결요소;를 포함하고, 상기 체결요소 중 적어도 2개의 체결요소가 작동하여 상기 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)가 구동되도록 하거나 구속되도록 함으로써 전진 8속 및 후진 2속을 구현하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 파워 트레인 {POWER TRAIN FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기의 파워 트레인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3세트의 유성기어와 복수의 클러치 및 브레이크를 매개로 전진 8속 및 후진 2속의 변속단을 구현하는 자동변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.

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

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

자동변속기의 변속단은 다단으로 형성될수록 적절한 변속비에 대한 설계가 가능할 뿐만 아니라 엔진에서 출력되는 동력을 보다 높은 효율로 구동륜에 전달할 수 있어서, 연비 및 가속성능의 향상과 변속품질의 향상을 꾀할 수 있다.

이에 따라 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 자동변속기의 파워 트레인에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 자동변속기의 파워 트레인에 있어 구현할 수 있는 변속단의 수량과 함께 유성기어세트 및 마찰요소의 조합 방법에 따라 파워 트레인의 내구 성능과 동력을 전달효율 및 변속기의 부피와 중량 등이 달라지게 되므로, 보다 견고하면서 동력손실이 없고 컴팩트한 파워 트레인의 개발을 위한 노력이 진행되고 있다.

이러한 자동변속기는 한국등록특허 등록번호 제10-0986542호 및 한국동록특허 등록번호 제10-0582486호에 개시되어 있다.

종래의 8속 자동변속기에 사용되는 기어열은 적어도 4세트 이상의 유성기어를 채택함에 따라 자동변속기의 부피와 길이 및 중량이 과다해지고, 그에 따른 차량의 중량 증대 및 연비 악화를 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3개의 유성기어세트와 4개의 클러치 및 2개의 브레이크를 조합하는 간단한 구조로서 전진 8속과 후진 2속의 변속단을 구현하여 자동변속기의 부피와 전체 길이를 축소할 수 있도록 하고, 자동변속기의 중량 저감과 제조 원가의 절감을 도모함과 더불어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있는 자동변속기의 파워 트레인을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력축(10)과, 출력축(20)과, 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)로 구성되는 자동변속기의 파워 트레인에 있어서, 상기 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)를 구성하는 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7); 및 제1 내지 제4 클러치(C-1, C-2, C-3, C-4) 및 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 포함하는 체결요소;를 포함하고, 상기 체결요소 중 적어도 2개의 체결요소가 작동하여 상기 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)가 구동되도록 하거나 구속되도록 함으로써 전진 8속 및 후진 2속을 구현하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30)에 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 작동요소(N1)와, 상기 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제2 작동요소(N2), 및 상기 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제3 작동요소(N3)를 포함하고; 상기 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 제1 클러치(C-1)를 매개로 상기 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 클러치(C-2)를 매개로 상기 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되는 제4 작동요소(N4)와, 제3 클러치(C-3)를 매개로 상기 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 브레이크(B2)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제5 작동요소(N5)와, 상기 출력축(20)에 연결되는 제6 작동요소(N6), 및 제4 클러치(C-4)를 매개로 상기 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되고 제1 브레이크(B1)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제7 작동요소(N7)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 작동요소(N1)는 제1 선기어(S1)를 포함하고, 상기 제2 작동요소(N2)는 제1 캐리어(C1)를 포함하며, 상기 제3 작동요소(N3)는 제1 링기어(R1)를 포함하고, 상기 제1 캐리어(C1)는 싱글 피니언 기어로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며, 상기 제2 및 제3 캐리어(C2, C3)는 각각 싱글 피니언 기어로 구성되고, 상기 제4 작동요소(N4)는 상기 제3 선기어(S3)를 포함하며, 상기 제5 작동요소(N5)는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하고, 상기 제6 작동요소(N6)는 상기 출력축(20)에 연결되는 상기 제2 캐리어(C2)를 포함하며, 상기 제7 작동요소(N7)는 상시 연결되는 상기 제2 선기어(S2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며, 상기 제2 캐리어(C2)는 더블 피니언 기어로 구성되고, 상기 제3 캐리어(C3)는 싱글 피니언 기어로 구성되고, 상기 제4 작동요소(N4)는 상기 제3 선기어(S3)를 포함하며, 상기 제5 작동요소(N5)는 상시 연결되는 상기 제2 캐리어(C2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하고, 상기 제6 작동요소(N6)는 상시 연결되는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하며, 상기 제7 작동요소(N7)는 상기 제2 선기어(S2)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며, 상기 제3 유성기어세트(PG3)가 내측에 배치되고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)가 상기 제3 유성기어세트(PG3)의 외측에 배치되며, 상기 제4 작동요소(N4)는 제3 선기어(S3)를 포함하며, 상기 제5 작동요소(N5)는 상시 연결되는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하고, 상기 제6 작동요소(N6)는 상기 제2 캐리어(C2)를 포함하며, 상기 제7 작동요소(N7)는 일체로 형성되는 상기 제2 선기어(S2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 작동요소(N1)는 제1 선기어(S1)를 포함하고, 상기 제2 작동요소(N2)는 제1 링기어(R1)를 포함하며, 상기 제3 작동요소(N3)는 제1 캐리어(C1)를 포함하고, 상기 제1 캐리어(C1)는 더블 피니언 기어로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 3개의 유성기어 세트와 4개의 클러치와 2개의 브레이크를 상호 조합하는 간단한 구조로서 전진 8속과 후진 2속의 변속단을 구현하고, 자동변속기의 부피 및 전체길이를 축소할 수 있어서, 자동변속기의 중량 저감 및 제조원가의 저감을 도모하고, 차량에의 탑재성을 향상시키며, 자동변속기의 윤활 및 냉각성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 3개의 유성기어세트에서 6개의 회전요소만을 작동하도록 하고, 4개의 클러치와 2개의 브레이크 중 2개의 마찰요소를 작동시켜 전진 8속과 후진 2속의 변속단을 구현함으로써, 간단한 구조로 변속 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도.
도 2는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인을 작동시키기 위한 작동표.
도 3 내지 도 12는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 각 변속단별 속도관계를 설명하는 속도선도.
도 13 내지 도 16은 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

또한, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도이고, 도 2는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인을 작동시키기 위한 작동표이다.

도1 및 도 2를 참조하면, 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)과, 출력축(20)과 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)로 구성되고, 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)는 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)를 포함한다. 또한, 자동변속기의 파워 트레인은 제1 내지 제4 클러치(C-1, C-2, C-3, C-4) 및, 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 포함하는 체결요소를 포함한다.

이러한 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)에 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)가 각각 연결되고, 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 출력축(20)이 연결되며, 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)에 변속기 케이스(30)가 각각 연결된다.

제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30)에 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 작동요소(N1)와, 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제2 작동요소(N2), 및 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제3 작동요소(N3)를 포함한다.

제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 제1 클러치(C-1)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 클러치(C-2)를 매개로 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되는 제4 작동요소(N4)와, 제3 클러치(C-3)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 브레이크(B2)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제5 작동요소(N5)와, 출력축(20)에 연결되는 제6 작동요소(N6), 및 제4 클러치(C-4)를 매개로 상기 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되고 제1 브레이크(B1)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제7 작동요소(N7)를 포함한다.

제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 각각 2개의 작동요소를 상호 공유하여 4개의 독립된 작동요소를 형성한다. 이러한 자동변속기의 파워 트레인은 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)와, 제1 내지 제4 클러치(C-1, C-2, C-3, C-4), 및 제1 또는 제2 브레이크(B1, B2)의 작용을 통해 전진 8속 또는 후진 2속을 구현한다. 즉, 자동변속기의 파워 트레인은 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)를 적어도 2개의 체결요소가 작동하여 구동되도록 하거나 구속되도록 함으로써 전진 8속 및 후진 2속을 구현할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 자동변속기의 파워 트레인의 각 변속단을 형성하는 과정에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 1단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 3을 참조하면, 전진 1단(D1)에서는 제1 클러치(C-1)와 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)와 제7 작동요소(N7)는 고정요소로 작동되고, 제1 클러치(C-1)를 매개로 제4 작동요소(N4)에 입력축(10)의 동력이 입력된다. 이때, 제4 작동요소(N4)에 입력된 동력은 제7 작동요소(N7)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 4는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 2단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 4를 참조하면, 전진 2단(D2)에서는 제2 클러치(C-2)와 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)와 제7 작동요소(N7)는 고정요소로 작동되고, 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력이 이루어지면, 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제2 클러치(C-2)를 매개로 제4 작동요소(N4)로 전이된다. 이때, 제4 작동요소(N4)로 전이된 동력은 제7 작동요소(N7)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 5는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 3단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 5를 참조하면, 전진 3단(D3)에서는 제3 클러치(C-3)와 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)와 제7 작동요소(N7)는 고정요소로 작동되고, 제 3클러치(C-3)를 매개로 제5 작동요소(N5)에 입력축(10)의 동력이 입력된다. 이때, 제2 작동요소(N2)에 입력된 동력은 제7 작동요소(N7)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 6은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 4단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 6을 참조하면, 전진 4단(D4)에서는 제2 클러치(C-2)와 제3 클러치(C-3)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력되는 동력이 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제2 클러치(C-2)를 매개로 제4 작동요소(N4)로 전이된다. 이때, 제4 작동요소(N4)로 전이된 동력은 제3 클러치(C-3)를 매개로 입력축(10)에 연결되어 회전하는 제5 작동요소(N5)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 7은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 5단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 7을 참조하면, 전진 5단(D5)에서는 제1 클러치(C-1)와 제3 클러치(C-3)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 제1 클러치(C-1)를 매개로 제4 작동요소(N4)에 입력축(10)의 동력이 입력되며, 제3 클러치(C-3)를 매개로 제5 작동요소(N5)에 입력축(10)의 동력이 입력된다. 이때, 제4 및 제5 작동요소(N4, N5)는 입력축(10)의 입력이 등속으로 전이되므로, 제6 작동요소(N6)로 입력이 등속 전이되어 출력축(20)으로 출력된다.

도 8은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 6단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 8을 참조하면, 전진 6단(D6)에서는 제3 클러치(C-3)와 제4 클러치(C-4)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 제3 클러치(C-3)를 매개로 제5 작동요소(N5)에 입력축(10)의 동력이 입력된다. 제7 작동요소(N7)는 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력이 이루어지면, 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제4 클러치(C-4)를 매개로 동력이 입력된다. 이때, 제5 작동요소(N5)의 동력은 제7 작동요소(N7)의 속도로 증속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 9는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 7단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 9를 참조하면, 전진 7단(D7)에서는 제1 클러치(C-1)와 제4 클러치(C-4)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 제1 클러치(C-1)를 매개로 제4 작동요소(N4)에 입력축(10)의 동력이 입력된다 제7 작동요소(N7)는 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력이 이루어지면, 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제4 클러치(C-4)를 매개로 동력이 입력된다. 이때, 제4 작동요소(N4)의 동력은 제7 작동요소(N7)의 속도로 증속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 출력축(20)으로 출력된다.

도 10은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 전진 8단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 10을 참조하면, 전진 8단(D8)에서는 제2 클러치(C-2)와 제4 클러치(C-4)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동된다. 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력이 이루어지면, 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제2 클러치(C-2)를 매개로 제4 작동요소(N4)로 증속된 동력이 입력되고, 제4 클러치(C-4)를 매개로 제7 작동요소(N7)로 증속된 동력이 입력된다. 이때, 제4 작동요소(N4)와 제7 작동요소(N7)는 증속된 상태로 회전하고, 제6 작동요소(N6)를 통해 증속된 동력이 출력축(20)으로 출력된다.

도 11은 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 후진 1단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 11을 참조하면, 후진 1단(R1)에서는 제1 클러치(C-1)와 제2 브레이크(B2)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 입력축(10)의 입력이 제1 클러치(C-1)를 매개로 제4 작동요소(N4)로 입력되며, 제2 브레이크(B2)를 매개로 제5 작동요소(N5)가 회전이 구속된다. 이때, 제4 작동요소(N4)의 동력은 제5 작동요소(N5)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 후진력이 출력축(20)으로 출력된다.

도 12는 도 1의 자동변속기의 파워 트레인에 대한 후진 2단의 속도관계를 설명하는 속도선도이다.

도 12를 참조하면, 후진 2단(R2)에서는 제2 클러치(C-2)와 제2 브레이크(B2)가 작동된다. 따라서, 제1 작동요소(N1)는 고정요소로 작동되고, 입력축(10)을 통해 제2 작동요소(N2)로 입력이 이루어지면, 제3 작동요소(N3)를 통해 증속되어 제2 클러치(C-2)를 매개로 제4 작동요소(N4)로 증속된 동력이 입력되며, 제2 브레이크(B2)를 매개로 제5 작동요소(N5)가 회전이 구속된다. 이때, 증속된 제4 작동요소(N4)의 동력은 제5 작동요소(N5)의 속도로 감속되면서 제6 작동요소(N6)를 통해 후진력이 출력축(20)으로 출력된다.

도 13은 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)과 각각 연결된 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)와, 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되는 출력축(20), 및 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)에 각각 연결되는 변속기 케이스(30)를 포함한다.

제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30) 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 선기어(S1)를 구비하는 제1 작동요소(N1)와, 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제1 캐리어(C1)를 구비하는 제2 작동요소(N2), 및 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제1 링기어(R1)를 구비하는 제3 작동요소(N3)를 포함한다.

제1 유성기어세트(PG1)는 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되고, 제1 캐리어(C1)는 싱글 피니언 기어로 구성되어 입력축(10)에 연결된다.

제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 제1 클러치(C-1)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 클러치(C-2)를 매개로 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되는 제4 작동요소(N4)와, 제3 클러치(C-3)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 브레이크(B2)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제5 작동요소(N5)와, 출력축(20)에 연결되는 제6 작동요소(N6), 및 제4 클러치(C-4)를 매개로 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되고 제1 브레이크(B1)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제7 작동요소(N7)를 포함한다.

제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비한다. 여기에서, 제2 및 제3 캐리어(C2, C3)는 각각 싱글 피니언 기어로 구성된다.

제4 작동요소(N4)는 제3 선기어(S3)를 포함하고, 제5 작동요소(N5)는 상시 연결되는 제2 링기어(R2) 및 제3 캐리어(C3)를 포함하며, 제6 작동요소(N6)는 출력축(20)에 연결되는 제2 캐리어(C2)를 포함하고, 제7 작동요소(N7)는 상시 연결되는 제2 선기어(S2) 및 제3 링기어(R3)를 포함한다.

도 14는 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)과 각각 연결된 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)와, 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되는 출력축(20), 및 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)에 각각 연결되는 변속기 케이스(30)를 포함한다.

제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30)에 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 선기어(S1)를 구비하는 제1 작동요소(N1)와, 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제1 캐리어(C1)를 구비하는 제2 작동요소(N2), 및 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제1 링기어(R1)를 구비하는 제3 작동요소(N3)를 포함한다.

제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비한다. 여기에서, 제2 캐리어(C2)는 더블 피니언 기어로 구성되고, 상기 제3 캐리어(C3)는 싱글 피니언 기어로 구성된다.

제4 작동요소(N4)는 제3 선기어(S3)를 포함하고, 제5 작동요소(N5)는 상시 연결되는 제2 및 제3 캐리어(C2, C3)를 포함하며, 제6 작동요소(N6)는 상시 연결되는 제2 및 제3 링기어(R2, R3)를 포함하고, 제7 작동요소(N7)는 제2 선기어(S2)를 포함한다.

도 15는 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도.

도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)과 각각 연결된 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)와, 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되는 출력축(20), 및 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)에 각각 연결되는 변속기 케이스(30)를 포함한다.

제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 제1 클러치(C-1)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 클러치(C-2)를 매개로 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되는 제4 작동요소(N4)와, 제3 클러치(C-3)를 매개로 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 브레이크(B2)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제5 작동요소(N5)와, 출력축에 연결되는 제6 작동요소(N6), 및 제4 클러치(C-4)를 매개로 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되고 제1 브레이크(B1)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제7 작동요소(N7)를 포함한다.

제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비한다. 여기에서, 제2 및 제3 캐리어(C2, C3)는 각각 싱글 피니언 기어로 구성된다. 또한, 제2 선기어(S2) 및 제3 링기어(R3)는 일체로 형성되어 제3 유성기어세트(PG3)가 내측에 배치되고, 제2 유성기어세트(PG2)가 제3 유성기어세트(PG3)의 외측에 배치된다.

제4 작동요소(N4)는 제3 선기어(S3)를 포함하고, 제5 작동요소(N5)는 상시 연결되는 제2 링기어(R2) 및 제3 캐리어(C3)를 포함하며, 제6 작동요소(N6)는 제2 캐리어(C2)를 포함하고, 제7 작동요소(N7)는 일체로 형성되는 제2 선기어(S2) 및 제3 링기어(R3)를 포함한다.

도 16은 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인을 설명하는 구성도.

도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동변속기의 파워 트레인은 입력축(10)과 각각 연결된 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)와, 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되는 출력축(20), 및 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)에 각각 연결되는 변속기 케이스(30)를 포함한다.

제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30)에 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 선기어(S1)를 구비하는 제1 작동요소(N1)와, 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제1 링기어(R1)를 구비하는 제2 작동요소(N2), 및 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제1 캐리어(C1)를 구비하는 제3 작동요소(N3)를 포함한다.

제1 유성기어세트(PG1)는 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)에 연결되고, 제1 캐리어(C1)는 더블 피니언 기어로 구성되며, 제1 링기어(R1)는 입력축(10)에 연결된다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 입력축 20 : 출력축
30 : 변속기 케이스
PG1 : 제1 유성기어세트 S1 : 제1 선기어
C1 : 제1 캐리어 R1 : 제1 링기어
PG2 : 제2 유성기어세트 S2 : 제2 선기어
C2 : 제2 캐리어 R2 : 제2 링기어
PG3 : 제3 유성기어세트 S3 : 제3 선기어
C3 : 제3 캐리어 R3 : 제3 링기어
N1 : 제1 작동요소 N2 : 제2 작동요소
N3 : 제1 작동요소 N4 : 제4 작동요소
N5 : 제1 작동요소 N6 : 제6 작동요소
N7 : 제7 작동요소
C-1 : 제1 클러치 C-2 : 제2 클러치
C-3 : 제3 클러치 C-4 : 제4 클러치
B1 : 제1 브레이크 B2 : 제2 브레이크

Claims

입력축(10)과, 출력축(20)과, 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)로 구성되는 자동변속기의 파워 트레인에 있어서,
상기 제1 내지 제3 유성기어세트(PG1, PG2, PG3)를 구성하는 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7); 및
제1 내지 제4 클러치(C-1, C-2, C-3, C-4) 및, 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 포함하는 체결요소;
를 포함하고, 상기 체결요소 중 적어도 2개의 체결요소가 작동하여, 상기 제1 내지 제7 작동요소(N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7)가 구동되도록 하거나 구속되도록 함으로써 전진 8속 및 후진 2속을 구현하고,
상기 제1 유성기어세트(PG1)는 변속기 케이스(30)에 연결되어 회전이 구속된 상태의 고정요소로 작용하는 제1 작동요소(N1)와, 상기 입력축(10)에 연결되어 등가 입력요소로 작용하는 제2 작동요소(N2), 및 상기 제1 작동요소(N1)의 고정 작용을 매개로 증속비로 출력하는 상태의 전이 출력요소로 작용하는 제3 작동요소(N3)를 포함하고;
상기 제2 및 제3 유성기어세트(PG2, PG3)는 제1 클러치(C-1)를 매개로 상기 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 클러치(C-2)를 매개로 상기 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되는 제4 작동요소(N4)와, 제3 클러치(C-3)를 매개로 상기 입력축(10)에 가변 연결되고 제2 브레이크(B2)를 매개로 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제5 작동요소(N5)와, 상기 출력축(20)에 연결되는 제6 작동요소(N6), 및 제4 클러치(C-4)를 매개로 상기 제3 작동요소(N3)에 가변 연결되고 제1 브레이크(B1)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 가변 연결되어 회전이 구속되는 제7 작동요소(N7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 작동요소(N1)는 제1 선기어(S1)를 포함하고, 상기 제2 작동요소(N2)는 제1 캐리어(C1)를 포함하며, 상기 제3 작동요소(N3)는 제1 링기어(R1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제3항에 있어서,
상기 제1 캐리어(C1)는
싱글 피니언 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제3항에 있어서,
상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며,
상기 제2 및 제3 캐리어(C2, C3)는 각각 싱글 피니언 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제5항에 있어서,
상기 제4 작동요소(N4)는
상기 제3 선기어(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제5항에 있어서,
상기 제5 작동요소(N5)는
상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제5항에 있어서,
상기 제6 작동요소(N6)는
상기 출력축(20)에 연결되는 상기 제2 캐리어(C2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제5항에 있어서,
상기 제7 작동요소(N7)는
상시 연결되는 상기 제2 선기어(S2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제3항에 있어서,
상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며,
상기 제2 캐리어(C2)는 더블 피니언 기어로 구성되고, 상기 제3 캐리어(C3)는 싱글 피니언 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제10항에 있어서,
상기 제4 작동요소(N4)는
상기 제3 선기어(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제10항에 있어서,
상기 제5 작동요소(N5)는
상시 연결되는 상기 제2 캐리어(C2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제10항에 있어서,
상기 제6 작동요소(N6)는
상시 연결되는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제10항에 있어서,
상기 제7 작동요소(N7)는
상기 제2 선기어(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제3항에 있어서,
상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며,
상기 제3 유성기어세트(PG3)가 내측에 배치되고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)가 상기 제3 유성기어세트(PG3)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제15항에 있어서,
상기 제4 작동요소(N4)는
제3 선기어(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제15항에 있어서,
상기 제5 작동요소(N5)는
상시 연결되는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제15항에 있어서,
상기 제6 작동요소(N6)는
상기 제2 캐리어(C2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제15항에 있어서,
상기 제7 작동요소(N7)는
일체로 형성되는 상기 제2 선기어(S2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제1항에 있어서,
상기 제1 작동요소(N1)는 제1 선기어(S1)를 포함하고, 상기 제2 작동요소(N2)는 제1 링기어(R1)를 포함하며, 상기 제3 작동요소(N3)는 제1 캐리어(C1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제1 캐리어(C1)는
더블 피니언 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제2 선기어(S2)와 제2 캐리어(C2)와 제2 링기어(R2)를 구비하고, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 제3 선기어(S3)와 제3 캐리어(C3)와 제3 링기어(R3)를 구비하며,
상기 제3 유성기어세트(PG3)가 내측에 배치되고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)가 상기 제3 유성기어세트(PG3)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제4 작동요소(N4)는
제3 선기어(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제5 작동요소(N5)는
상시 연결되는 상기 제2 링기어(R2) 및 상기 제3 캐리어(C3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제6 작동요소(N6)는
상기 제2 캐리어(C2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.
제20항에 있어서,
상기 제7 작동요소(N7)는
일체로 형성되는 상기 제2 선기어(S2) 및 상기 제3 링기어(R3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 파워 트레인.