KR101646362B1

KR101646362B1 - 다단 자동변속기 파워트레인

Info

Publication number: KR101646362B1
Application number: KR1020140143235A
Authority: KR
Inventors: 김태훈
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-08-05
Also published as: KR20160047177A

Abstract

본 발명의 다단 자동변속기 파워트레인은 각각 선기어와 캐리어 및 링기어를 갖춘 4개의 유성기어세트(10,20,30,40), 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)와 제1브레이크(B1)로 이루어진 5개의 마찰부재로 구성된 파워트레인을 갖추고, 제1 선기어(S1), 제1 캐리어(C1)와 제3 캐리어(C3) 및 제4 링기어(R4), 제2 선기어(S2), 제2 캐리어(C2), 제2 링기어(R2), 제3 링기어(R3), 제4 선기어(S4), 제3 선기어(S3)와 제4 캐리어(C4)를 각각 제1 회전요소(N1)내지 제8 회전요소(N8)로 하며, 제1 회전요소(N1)내지 제8 회전요소(N8)에 대한 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)의 다양한 배열로 전진 8속 후진 1속을 구현하고, 특히 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)와 제1브레이크(B1)중 하나를 풀고 하나를 잡는 순차변속 방식으로 변속이 구현되는 특징을 갖는다.

Description

다단 자동변속기 파워트레인{Multi Stage Auto Transmission Powertrain}

본 발명은 다단 자동변속기에 관한 것으로, 특히 4조의 유성기어세트와 함께 클러치4개와 브레이크1개의 마찰부재로 구성되어 전진8속 후진1속을 구현할 수 있는 다단 자동변속기 파워트레인에 관한 것이다.

최근 환경 규제 강화나 유가 상승은 연비 개선의 필요성을 더욱 요구함으로써 파워트레인(Powertrain)분야에서도 성능개선을 위한 기술 개발 필요성이 대두되고 있다.

이에 부합한 파워트레인(Powertrain)의 기술로, 엔진 다운사이징 기술과 자동변속기의 변속단 다단화 기술이 있다. 상기 엔진 다운사이징은 중량 저감 및 연비 개선에 장점이 있고, 특히 상기 자동변속기 다단화는 4속(또는 5속), 후진1속 자동 변속기 대비 많은 변속단을 이용하여 동력성능 및 연비 면에서 우수한 변속비 설계가 가능함으로써 운전성과 연비 경쟁력이 동시에 확보되는 장점이 있다.

이러한 자동변속기 다단화 예로, 유성기어 3세트 및 마찰요소 6개의 조합에 의한 전진8속과 후진1속 자동변속기, 유성기어 4세트와 마찰요소 4개 및 도그클러치 2개의 조합에 의한 전진9속과 후진1속 자동변속기가 있다.

미국공개특허 US2014/0105923(2014년4월17일)

하지만, 자동변속기는 유성기어세트가 적용된 기어 트레인으로 변속단을 구현함으로써 변속단이 증가하면 할수록 자동변속기를 구성하고 있는 내부 부품수도 증가되는 방식이다. 그러므로, 자동변속기의 다단화에서는 차량 탑재성, 원가, 중량, 동력전달 효율을 오히려 악화시키는 내부 부품수량 증가 없는 기어 트레인 구조로 운전성과 연비 경쟁력 확보를 달성함이 무엇보다 중요할 수밖에 없다.

그러므로, 전진8단, 후진1단 자동변속기 또는 전진9속, 후진1속 자동변속기에 비해 늘어난 변속단으로 연비 개선 효과를 증대시키기 위한 전진10속, 후진1속 자동변속기 개발에는 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 기어 트레인의 최적 구조가 적용될 수 있어야 한다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 4조의 유성기어세트와 클러치 4개 및 브레이크1개로 구성함으로써 전진 8속 후진 1속을 구현하고, 특히 1개의 클러치를 6,7,8속을 제외하고 항시 작동시킴으로써 도그 클러치 타입 시 중량 및 효율증대가 이루어지는 다단 자동변속기 파워트레인을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다단 자동변속기 파워트레인은 각각 제1,2,3 회전멤버로 이루어진 제1,2,3,4 유성기어세트, 제1,2,3,4클러치, 제1브레이크를 포함하고, 상기 제1 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제1 회전요소이고, 상기 제1 유성기어세트의 제2 회전멤버와 상기 제3 유성기어세트의 제2 회전멤버 및 상기 제4 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제2 회전요소이며, 상기 제2 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제3 회전요소이고, 상기 제2 유성기어세트의 제2 회전멤버는 제4 회전요소이며, 상기 제2 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제5 회전요소이고, 상기 제3 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제6 회전요소이며, 상기 제4 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제7 회전요소이고, 상기 제3 유성기어세트의 제1 회전멤버와 상기 제4 유성기어세트의 제2 회전멤버는 제8 회전요소이며; 상기 제4 회전요소는 입력축으로 작용하며, 상기 제6 회전요소는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1브레이크는 상기 제3 회전요소를 변속기 케이스와 가변 연결하며, 상기 제1클러치는 상기 제5 회전요소와 상기 제8 회전요소를 가변 연결하고, 상기 제2클러치는 상기 제5 회전요소와 상기 제7 회전요소를 가변 연결하며, 상기 제3클러치는 상기 제4 회전요소와 상기 제7 회전요소를 가변 연결하고, 상기 제4클러치는 상기 제1 회전요소와 상기 제3회전요소를 가변 연결한다.

상기 제1 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제1 선기어와 제1 캐리어 및 제1링기어이고, 상기 제2 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제2 선기어와 제2 캐리어 및 제2링기어이며, 상기 제3 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제3 선기어와 제3 캐리어 및 제3링기어이고, 상기 제4 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제4 선기어와 제4 캐리어 및 제4링기어이며; 상기 제1 선기어는 제1 회전요소이고, 상기 제1 캐리어와 상기 제3 캐리어 및 상기 제4 링기어는 제2 회전요소이며, 상기 제2 선기어는 제3 회전요소이고, 상기 제2 캐리어는 제4 회전요소이며, 상기 제2 링기어는 제5 회전요소이고, 상기 제3 링기어는 제6 회전요소이며, 상기 제4 선기어는 제7 회전요소이고, 상기 제3 선기어와 상기 제4 캐리어는 제8 회전요소이며; 상기 제2 캐리어는 입력축으로 작용하며, 상기 제3 링기어는 출력축으로 작용한다.

이러한 본 발명의 다단 자동변속기는 전진 8속 후진 1속을 4조의 유성기어세트와 클러치 4개 및 브레이크1개로 구성함으로써 차량 탑재성, 원가, 중량, 동력전달 효율을 악화시키는 내부 부품수량 증가가 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다단 자동변속기는 4조의 유성기어세트와 1개의 브레이크와 연계된 4개의 클러치중 1개의 클러치를 6,7,8속을 제외하고 항시 작동시킴으로써 도그 클러치 타입 시 중량 및 효율증대가 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 4조의 유성기어세트와 클러치 4개 및 브레이크1개로 이루어진 다단 자동변속기 파워트레인의 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 클러치 4개 및 브레이크1개로 이루어진 마찰부재의 변속단별 작동요소의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 파워트레인의 레버해석도의 예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 다단 자동변속기 파워트레인의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 다단 자동변속기 파워트레인의 입력은 엔진 크랭크축으로부터의 회전동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루어지면서 전달되는 토크 컨버터의 터빈축으로 이루어지고, 출력은 구동륜을 구동시키는 공지의 차동장치로 전달된다. 이를 위해, 상기 파워트레인의 입력부재인 입력축(IN)은 토크 컨버터의 터빈축과 연계되고, 출력부재인 출력축(OUT)은 차동장치와 연계된다.

더불어, 상기 파워 트레인은 동일축선상으로 배열된 4개의 유성기어세트(10,20,30,40)와 다수의 마찰부재를 포함하고, 상기 4개의 유성기어세트(10,20,30,40)중 제1,2,3 유성기어세트(10,20,30)는 싱글피니언 유성기어세트이고, 제4 유성기어세트(40)는 더블피니언 유성기어세트이며, 상기 마찰부재는 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)로 이루어진 클러치(50) 및 제1브레이크(B1)로 이루어진 브레이크(60)이다. 이러한 구성으로부터 4개의 유성기어세트(10,20,30,40)가 제1내지 제8회전요소로 작용하고, 5개로 구성된 마찰부재(CL1,CL2,CL3,CL4,B1)의 선택적인 작용으로 전진 8속 후진 1속이 구현된다.

구체적으로, 상기 제1 유성기어세트(10)는 제1선기어(S1)와 제1캐리어(C1) 및 제1링기어(R1)로 구성되고, 상기 제2 유성기어세트(20)는 제2선기어(S2)와 제2캐리어(C2) 및 제2링기어(R2)로 구성되며, 상기 제3 유성기어세트(30)는 제3선기어(S3)와 제3캐리어(C3) 및 제3링기어(R3)로 구성되고, 상기 제4 유성기어세트(40)는 제4선기어(S4)와 제4캐리어(C4) 및 제4링기어(R4)로 구성된다.

상기 제1 유성기어세트(10)의 제1선기어(S1)는 제4클러치(CL4)를 통해 제2 유성기어세트(20)의 제2선기어(S2)와 가변적으로 연결되며, 제1캐리어(C1)는 제3 유성기어세트(30)의 제3캐리어(C3)와 영구 결합 경로로 고정되고, 제1링기어(R1)는 변속기 케이스에 상시 고정된다.

상기 제2 유성기어세트(20)의 제2선기어(S2)는 제4클러치(CL4)를 통해 제1 유성기어세트(10)의 제1선기어(S2)와 가변적으로 연결됨과 더불어 제1브레이크(B1)에 고정 연결되고, 제2캐리어(C2)는 제3클러치(CL3)를 통해 제4 유성기어세트(40)의 제4선기어(S4)와 가변적으로 연결됨과 더불어 입력축(IN)과 고정 연결되며, 제2링기어(R2)는 제1,2클러치(CL1,CL2)를 통해 제4 유성기어세트(40)의 제4선기어(S4) 및 제4캐리어(C4)와 선택적으로 연결된다.

상기 제3 유성기어세트(30)의 제3선기어(S3)는 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(C4)와 영구적으로 고정 연결되고, 제3캐리어(C3)는 제1 유성기어세트(10)의 제1캐리어(C1) 및 제4 유성기어세트(40)의 제4링기어(R4)와 영구적으로 고정 연결되며, 제3링기어(C3)는 출력축(OUT)에 영구적으로 고정 연결된다.

상기 제4 유성기어세트(40)의 제4선기어(S4)는 제3클러치(CL3)를 통해 제2 유성기어세트(20)의 제2캐리어(C2)와 가변적으로 연결됨과 더불어 제1,2클러치(CL1,CL2)를 통해 제2 유성기어세트(20)의 제2링기어(R2)와 선택적으로 연결되며, 제4캐리어(C4)는 제3 유성기어세트(30)의 제3선기어(S3)와 영구적으로 고정 연결됨과 더불어 제1,2클러치(CL1,CL2)를 통해 제2 단순유성기어세트(20)의 제2링기어(R2)와 선택적으로 연결되고, 제4링기어(R4)는 제3 단순유성기어세트(20)의 제3캐리어(C3)와 영구적으로 고정 연결된다.

그러므로, 상기 파워 트레인의 회전요소는 제1내지 8 회전요소(N1~N8)로 구성된다. 구체적으로, 상기 제1 회전요소(N1)는 제1 선기어(S1)로 구성되고, 상기 제2 회전요소(N2)는 제1 캐리어(C1)와 제3 캐리어(C3) 및 제4 링기어(R4)로 구성되며, 상기 제3 회전요소(N3)는 제2 선기어(S2)로 구성되고, 상기 제4 회전요소(N4)는 제2 캐리어(C2)로 구성되고, 상기 제5 회전요소(N5)는 제2 링기어(R2)로 구성되고, 상기 제6 회전요소(N6)는 제3 링기어(R3)로 구성되며, 상기 제7 회전요소(N7)는 제4 선기어(S4)로 구성되고, 상기 제8 회전요소(N8)는 제3 선기어(S3)와 제4 캐리어(C4)로 구성된다. 특히, 입력축(IN)은 제4 회전요소(N4)인 제2 캐리어(C2)이고, 출력축(OUT)은 제6 회전요소(N6)인 제3 링기어(R3)이다.

또한, 제1브레이크(B1)는 제3 회전요소(N3)를 변속기 케이스와 가변 연결한다. 제1클러치(CL1)는 제5 회전요소(N5)와 제8 회전요소(N8)를 가변연결하고, 제2클러치(CL2)는 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)를 가변연결하며, 제3클러치(CL3)는 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)를 가변 연결하고, 제4클러치(CL4)는 제1 회전요소(N1)와 제3회전요소(N3)를 가변 연결함과 더불어 내측에 위치해 6,7,8속을 제외하고 항시 작동함으로써 도그 클러치 타입으로 적용하는 경우 중량 및 효율증대 효과를 기대할 수 있다.

한편, 5개의 마찰부재 중 제1 브레이크(B1)는 제1 유성기어세트(10)의 전방에 배치되며, 제3,4 클러치(CL3,CL4)는 제1 유성기어세트(20)와 제2 유성기어세트(20)의 사이로 배치되며, 제1,2 클러치(CL1,CL2)는 제4 유성기어세트(40)의 후방에 배치된다. 이러한 배치가 적용됨으로써 이들 마찰부재에 공급되는 유압 유로의 형성이 용이하고, 중량 분포가 균일하여 자동 변속기 전체 중량 밸런스를 향상하게 된다. 또한, 5개의 마찰부재를 구성하는 제1,2,3,4 클러치(CL1,CL2,CL3,CL4) 및 제1 브레이크(B1)는 통상적인 방식인 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압 마찰 결합 유닛으로 이루어진다.

이로부터, 상기 파워트레인은 각 변속단의 구현에 모두 총 3개씩의 작동요소를 결합하여 구현함으로써 작동하지 않는 마찰요소의 수를 줄여서 마찰 드래그 손실을 줄일 수 있고, 이는 변속기의 동력 전달효율을 향상시켜 궁극적으로 차량의 연비 향상에 기여하게 된다.

본 실시예에서, 상기 제1,2,3,4유성기어세트(10,20,30,40)와 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4) 및 제1브레이크(B1)의 배열순서는 실제 변속기 레이아웃 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 도 2는 본 실시예에 따른 파워트레인에 적용된 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4) 및 제1브레이크(B1)의 변속단별 작동요소를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 파워트레인이 도 2의 작동표에 따라 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)및 제1브레이크(B1)가 작동됨을 나타낸 레버해석도이다. 여기서, 상기 레버 해석도는 전진 1속 내지 8속의 변속단과 후진 1속의 변속단을 구현하는 속도비 관계를 도시하고, 가로선은 회전속도 "0"을 나타내며, 그 상측 가로선은 입력축(IN)의 회전속도에 연계된 회전속도를 나타내고, 제1,2,3,4 유성기어세트(10,20,30,40)의 작동요소로 설정된 간격은 작동요소 중 상호 직결되는 작동요소의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 결정되며, 각 작동요소의 위치 설정은 파워트레인의 당업자라면 충분히 알 수 있는 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.

전진 1속에서는 제3,4클러치(CL3,CL4),제1 브레이크(B1)가 작동된다. 그러면, 제3클러치(CL3)의 작동은 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)를 연결하고, 제4클러치(CL4)의 작동은 제3 회전요소(N3)와 제1 회전요소(N1)를 연결하며, 제1 브레이크(B1)의 작동은 제2선기어(S2)를 고정하여준다. 이로 인하여, 입력축(IN)의 입력은 제2 회전요소(N2)를 거쳐 제6 회전요소(N6)로 이어지고, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 1속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 1속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 1속의 변속이 완료된다.

전진 2속에서는 전진1속 상태에서 제3클러치(CL3)의 해제와 제2클러치(C2)의 작동이 이루어짐으로써 제2,4 클러치(CL2,CL4), 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 그러면, 제2클러치(CL2)의 작동은 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)를 연결하고, 제3클러치(CL3)의 해제는 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)의 연결을 끊어주고, 제4 클러치(CL4)와 제1 브레이크(B1)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 2속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 2속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 2속의 변속이 완료된다.

전진 3속에서는 전진2속 상태에서 제1 브레이크(B1)의 해제와 제3클러치(CL3)의 작동이 이루어짐으로써 제2,3,4 클러치(CL2,CL3,CL4)가 작동된다. 그러면, 제1 브레이크(B1)의 해제는 제2선기어(S2)를 풀어주고, 제3클러치(CL3)의 작동은 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)를 연결하며, 제2,4 클러치(CL2,CL4)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 3속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 3속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 3속의 변속이 완료된다.

전진 4속에서는 전진3속 상태에서 제3 클러치(CL3)의 해제와 제1 클러치(CL1)의 작동이 이루어짐으로써 제1,2,4 클러치(CL1,CL2,CL4)가 작동된다. 그러면, 제3클러치(CL3)의 해제는 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)의 연결을 끊어주고, 제1클러치(CL1)의 작동은 제5 회전요소(N5)와 제8 회전요소(N8)를 연결하며, 제2,4 클러치(CL2,CL4)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 4속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 4속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 4속의 변속이 완료된다.

전진 5속에서는 전진4속 상태에서 제2 클러치(CL2)의 해제와 제3 클러치(CL3)의 작동이 이루어짐으로써 제1,3,4 클러치(CL1,CL3,CL4)가 작동된다. 그러면, 제2클러치(CL2)의 해제는 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)의 연결을 끊어주고, 제3클러치(CL3)의 작동은 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)를 연결하며, 제1,4 클러치(CL1,CL4)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 5속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 5속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 5속의 변속이 완료된다.

전진 6속에서는 전진5속 상태에서 제4 클러치(CL4)의 해제와 제2 클러치(CL2)의 작동이 이루어짐으로써 제1,2,3 클러치(CL1,CL2,CL3)가 작동된다. 그러면, 제4클러치(CL4)의 해제는 제3 회전요소(N3)와 제1 회전요소(N1)의 연결을 끊어주고, 제2클러치(CL2)의 작동은 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)를 연결하며, 제1,3 클러치(CL1,CL3)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 6속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 6속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 6속의 변속이 완료된다.

전진 7속에서는 전진6속 상태에서 제2 클러치(CL2)의 해제와 제1 브레이크(B1)의 작동이 이루어짐으로써 제1,3 클러치(CL1,CL3), 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 그러면, 제2클러치(CL2)의 해제는 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)의 연결을 끊어주고, 제1 브레이크(B1)의 작동은 제2선기어(S2)를 고정하며, 제1,3 클러치(CL1,CL3)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 7속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 7속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 7속의 변속이 완료된다.

전진 8속에서는 전진7속 상태에서 제3 클러치(CL3)의 해제와 제2 클러치(CL2)의 작동이 이루어짐으로써 제1,2 클러치(CL1,CL2), 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 그러면, 제3클러치(CL3)의 해제는 제4 회전요소(N4)와 제7 회전요소(N7)의 연결을 끊어주고, 제2클러치(CL2)의 작동은 제5 회전요소(N5)와 제7 회전요소(N7)를 연결하며, 제1 클러치(CL1)와 제1 브레이크(B1)는 작동상태를 유지한다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 전진 8속 출력이 이루어진다. 이러한 전진 8속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 8속의 변속이 완료된다.

후진에서는 제1,4 클러치(CL1,CL4), 제1 브레이크(B1)가 작동된다. 그러면, 제1클러치(CL1)의 작동은 제5 회전요소(N5)와 제8 회전요소(N8)를 연결하고, 제4클러치(CL4)의 작동은 제3 회전요소(N3)와 제1 회전요소(N1)를 연결하며, 제1 브레이크(B1)의 작동은 제2선기어(S2)를 고정한다. 이로 인하여, 입력축(IN)의 입력은 제2 회전요소(N2)를 거쳐 제6 회전요소(N6)로 이어지고, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제6 회전요소(N6)에서는 후진 1속 출력이 이루어진다. 이러한 후진 1속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 후진 1속의 변속이 완료된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다단 자동변속기 파워트레인은 각각 선기어와 캐리어 및 링기어를 갖춘 4개의 유성기어세트(10,20,30,40), 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)와 제1브레이크(B1)로 이루어진 5개의 마찰부재로 구성된 파워트레인을 갖추고, 제1 선기어(S1), 제1 캐리어(C1)와 제3 캐리어(C3) 및 제4 링기어(R4), 제2 선기어(S2), 제2 캐리어(C2), 제2 링기어(R2), 제3 링기어(R3), 제4 선기어(S4), 제3 선기어(S3)와 제4 캐리어(C4)를 각각 제1 회전요소(N1)내지 제8 회전요소(N8)로 하며, 제1 회전요소(N1)내지 제8 회전요소(N8)에 대한 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)의 다양한 배열로 전진 8속 후진 1속을 구현하고, 특히 제1,2,3,4클러치(CL1,CL2,CL3,CL4)와 제1브레이크(B1)중 하나를 풀고 하나를 잡는 순차변속 방식으로 변속이 구현된다.

10 : 제1유성기어세트 S1; 제1선기어
C1; 제1캐리어 R1; 제1링기어
20: 제2유성기어세트 S2; 제2선기어
C2; 제2캐리어 R2; 제2링기어
30: 제3유성기어세트 S3; 제3선기어
C3; 제3캐리어 R3; 제3링기어
40: 제4유성기어세트 S4; 제4선기어
C4; 제4캐리어 R4; 제4링기어
50: 클러치 CL1; 제1클러치
CL2; 제2클러치 CL3; 제3클러치
CL4; 제4클러치
60 : 브레이크 B1; 제1브레이크
IN; 입력축 OUT; 출력축

Claims

각각 제1,2,3 회전멤버로 이루어진 제1,2,3,4 유성기어세트, 제1,2,3,4클러치, 제1브레이크를 포함하고,
상기 제1 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제1 회전요소이고, 상기 제1 유성기어세트의 제2 회전멤버와 상기 제3 유성기어세트의 제2 회전멤버 및 상기 제4 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제2 회전요소이며, 상기 제2 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제3 회전요소이고, 상기 제2 유성기어세트의 제2 회전멤버는 제4 회전요소이며, 상기 제2 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제5 회전요소이고, 상기 제3 유성기어세트의 제3 회전멤버는 제6 회전요소이며, 상기 제4 유성기어세트의 제1 회전멤버는 제7 회전요소이고, 상기 제3 유성기어세트의 제1 회전멤버와 상기 제4 유성기어세트의 제2 회전멤버는 제8 회전요소이며; 상기 제4 회전요소는 입력축으로 작용하며, 상기 제6 회전요소는 출력축으로 작용하고;
상기 제1브레이크는 상기 제3 회전요소를 변속기 케이스와 가변 연결하며, 상기 제1클러치는 상기 제5 회전요소와 상기 제8 회전요소를 가변 연결하고, 상기 제2클러치는 상기 제5 회전요소와 상기 제7 회전요소를 가변 연결하며, 상기 제3클러치는 상기 제4 회전요소와 상기 제7 회전요소를 가변 연결하고, 상기 제4클러치는 상기 제1 회전요소와 상기 제3회전요소를 가변 연결하여 6,7,8속 이외의 변속단에서 항시 작동하는 것을 특징으로 하는 다단 자동변속기 파워트레인.
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청구항 1에 있어서, 상기 제1,2,3 유성기어세트는 싱글피니언 유성기어세트이고, 상기 제4 유성기어세트는 더블피니언 유성기어세트인 것을 특징으로 하는 다단 자동변속기 파워트레인.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 브레이크는 상기 제1 유성기어세트의 전방에 배치되며, 상기 제3,4 클러치는 상기 제1 유성기어세트와 상기 제2 유성기어세트의 사이로 배치되고, 상기 제1,2 클러치는 상기 제4 유성기어세트의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 자동변속기 파워트레인.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제1 선기어와 제1 캐리어 및 제1링기어이고, 상기 제2 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제2 선기어와 제2 캐리어 및 제2링기어이며, 상기 제3 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제3 선기어와 제3 캐리어 및 제3링기어이고, 상기 제4 유성기어세트의 제1,2,3 회전멤버는 제4 선기어와 제4 캐리어 및 제4링기어이며;
상기 제1 선기어는 제1 회전요소이고, 상기 제1 캐리어와 상기 제3 캐리어 및 상기 제4 링기어는 제2 회전요소이며, 상기 제2 선기어는 제3 회전요소이고, 상기 제2 캐리어는 제4 회전요소이며, 상기 제2 링기어는 제5 회전요소이고, 상기 제3 링기어는 제6 회전요소이며, 상기 제4 선기어는 제7 회전요소이고, 상기 제3 선기어와 상기 제4 캐리어는 제8 회전요소이며;
상기 제2 캐리어는 입력축으로 작용하며, 상기 제3 링기어는 출력축으로 작용하는 것을 특징으로 하는 다단 자동변속기 파워트레인.
청구항 6에 있어서, 상기 제2 선기어는 제1브레이크로 변속기 케이스와 가변 연결되고, 상기 제2 링기어와 상기 제3 선기어 및 상기 제4 캐리어는 제1클러치로 가변 연결되며, 상기 제2 링기어와 상기 제4 선기어는 제2클러치로 가변 연결되고, 상기 제2 캐리어와 상기 제4 선기어는 제3클러치로 가변 연결되며, 상기 제1 선기어와 상기 제2 선기어는 제4클러치로 가변 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 자동변속기 파워트레인.
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