KR101664045B1

KR101664045B1 - 차량용 자동변속기의 유성기어트레인

Info

Publication number: KR101664045B1
Application number: KR1020140180671A
Authority: KR
Inventors: 이경훈; 이창욱; 박종술; 이승호; 황동환
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-10-10
Also published as: CN105697676B; US9518639B2; KR20160072694A; DE102015111709A1; CN105697676A; DE102015111709B4; US20160169351A1

Abstract

차량용 자동변속기의 유성기어트레인이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유성기어트레인은 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 동력을 출력하는 출력축; 제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트; 제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트; 제3, 제4 유성기어세트의 조합으로 이루어져 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소를 보유하는 복합유성기어세트; 제11, 제12, 제13 회전요소를 보유하는 제5 유성기어세트; 상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징 사이의 선택적 연결부에 배치되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 있어서, 상기 입력축은 상기 제5 회전요소와 상시 연결되며, 상기 출력축은 상기 제12 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제9 회전요소는 제1 클러치를 통해 상기 입력축과 선택적으로 연결되며, 상기 제10 회전요소는 제11 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소는 상기 제6 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소를 제12 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 5속을 구현하며, 상기 제8 회전요소를 제13 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 6속 및 8속과 후진 변속단을 구현하며, 상기 6개의 마찰요소 중 3개의 마찰요소가 작동되면서 전진 9속 및 하나의 후진을 구현한다.

Description

차량용 자동변속기의 유성기어트레인{PLANETARY GEAR TRAIN OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소한의 구성으로 전진 9속을 구현하여 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 관한 것이다.

최근의 매연 규제와 유가 상승은 연비 향상을 위한 무한 경쟁에 돌입하게 하는 요인이 되고 있다.

이에 따라 엔진은 다운 사이징(Down Sizing)을 통해 중량 저감 및 연비를 개선할 수 있는 연구가 이루어지고, 자동 변속기는 운전성 및 엔진 운전 효율을 극대화할 수 있도록 다단화하여 변속비의 폭을 증대시킬 수 있는 연구가 이루어지고 있다.

그러나 자동변속기는 변속단이 증가하면 할수록 내부 부품수가 증가되어 중량, 원가, 및 탑재성과 전달 효율 등이 오히려 악화될 수 있다.

따라서 자동 변속기는 다단화를 통한 연비 개선효과를 증대시키기 위해서 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 유성기어트레인의 개발이 중요하다고 할 수 있다.

이러한 측면에서 최근에는 8속 및 9속 자동변속기가 구현되고 있는 추세이며, 그 이상의 변속단을 구현할 수 있는 유성기어트레인의 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다.

본 발명의 실시 예는 최소한의 구성으로 전진 9속 및 후진 1속의 변속단을 구현하되, 각 변속단에서 3개의 마찰요소가 작동되면서 비작동 마찰요소를 최소화하여 드래그 토크를 저감시킴으로써, 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 동력을 출력하는 출력축; 제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트; 제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트; 제3, 제4 유성기어세트의 조합으로 이루어져 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소를 보유하는 복합유성기어세트; 제11, 제12, 제13 회전요소를 보유하는 제5 유성기어세트; 상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징 사이의 선택적 연결부에 배치되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 있어서, 상기 입력축은 상기 제5 회전요소와 상시 연결되며, 상기 출력축은 상기 제12 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제9 회전요소는 제1 클러치를 통해 상기 입력축과 선택적으로 연결되며, 상기 제10 회전요소는 제11 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소는 상기 제6 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소를 제12 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 5속을 구현하며, 상기 제8 회전요소를 제13 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 6속 및 8속과 후진 변속단을 구현하며, 상기 6개의 마찰요소 중 3개의 마찰요소가 작동되면서 전진 9속 및 하나의 후진을 구현하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제8 회전요소는 제2 클러치를 통해 제13 회전요소와 선택적으로 연결되며, 상기 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소 중 두 개의 회전요소는 제3 클러치를 통해 선택적으로 연결되며, 상기 제7 회전요소는 제4 클러치를 통해 제12 회전요소와 선택적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 회전요소는 상기 제4 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제2 회전요소는 상기 제13 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제1 회전요소는 상기 제1 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며, 상기 제3 회전요소는 상기 제2 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 유성기어세트의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성되고, 상기 제2 유성기어세트의 제3, 제4, 제5 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성되며, 상기 제5 유성기어세트의 제11, 제12, 제13 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성될 수 있다.

또한, 상기 복합유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3, 제4 유성기어세트로 구성되며, 제7 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 선기어, 제8 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 유성캐리어, 제9 회전요소는 제3 링기어, 제10 회전요소는 제4 링기어로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 단순유성기어세트로 이루어지는 5개의 유성기어세트를 6개의 마찰요소로 조합하여 전진 9속의 변속단을 구현하여 동력전달성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.

그리고 각 변속단별 3개의 마찰요소가 작동하면서 비작동 마찰요소를 최소화하여 드래그 토크를 저감시켜 동력 손실을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 마찰요소의 각 변속단별 작동표이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 동일축선 상에 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)와, 입력축(IS)과, 출력부재(OS)와, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)의 각 회전요소를 상호 직접 연결하는 9개의 회전축(TM1 ~ TM9)과, 6개의 마찰요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B2)와, 변속기 하우징(H)을 구비하고 있다.

그리고 상기 입력축(IS)으로부터 입력되는 회전동력이 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)의 상호 보완작동에 의해 변속되어 출력축(OS)을 통해 출력된다.

상기 각 단순 유성기어세트는 엔진 측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)의 순으로 배치된다.

상기 입력축(IS)은 입력부재로서, 엔진의 크랭크 샤프트로부터의 회전동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루어져 입력된다.

상기 출력축(OS)은 출력부재로서, 상기 입력축(IS)과 동일축선 상으로 배치되어 변속된 구동력을 차동장치를 통해 구동축으로 전달한다.

상기 제1 유성기어세트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소(N1)인 제1 선기어(S1)와, 상기 제1 회전요소(N1)인 제1 선기어(S1)와 외접으로 맞물리는 제1 피니언(P1)을 지지하는 제2 회전요소(N2)인 제1 유성캐리어(PC1)와, 상기 제1 피니언(P1)과 내접으로 맞물리는 제3 회전요소(N3)인 제1 링기어(R1)를 회전요소로 포함한다.

상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 회전요소(N4)인 제2 선기어(S2)와, 상기 제4 회전요소(N4)인 제2 선기어(S2)와 외접으로 맞물리는 제2 피니언(P2)을 지지하는 제5 회전요소(N4)인 제2 유성캐리어(PC2), 상기 제2 피니언(P2)과 내접으로 맞물리는 제6 회전요소(N6)인 제2 링기어(R2)를 포함한다.

상기 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 각각 3개씩의 회전요소 중 각각 2개의 회전요소가 상호 직접 연결되어 전체적으로 4개의 회전요소를 갖는 복합유성기어셋트(CPG)로 구성되며, 제7 회전요소(N7)인 제3, 제4 선기어(S3)(S4), 상기 제7 회전요소(N7)인 제3, 제4 선기어(S3)(S4)와 외접으로 맞물리는 제3, 제4 피니언(P3)(P4)을 지지하는 제8 회전요소(N8)인 제3, 제4 유성캐리어(PC3)(PC4), 상기 제3 피니언(P3)과 내접으로 맞물리는 제9 회전요소(N9)인 제3 링기어(R3), 상기 제4 피니언(P4)과 내접으로 맞물리는 제10 회전요소(N10)인 제4 링기어(R4)를 포함한다.

상기 제5 유성기어세트(PG5)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제11 회전요소(N11)인 제5 선기어(S5), 상기 제11 회전요소(N11)인 제5 선기어(S5)와 외접으로 맞물리는 제5 피니언(P5)을 지지하는 제12 회전요소(N12)인 제5 유성캐리어(PC5), 상기 제5 피니언(P5)과 내접으로 맞물리는 제13 회전요소(N15)인 제5 링기어(R5)를 포함한다.

상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)는 제1 회전요소(N1)가 제4 회전요소(N4)와 직접 연결되고, 제2 회전요소(N2)가 제13 회전요소와 직접 연결되며, 제6 회전요소(N6)가 제7 회전요소(N7)와 직접 연결되고, 제10 회전요소(N10)가 제11 회전요소(N11)와 직접 연결되어 총 9개의 회전축(TM1 ~ TM9)을 보유하면서 작동한다.

상기 9개의 회전축(TM1 ~ TM9)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 회전축(TM1)은 제3 회전요소(N3)인 제1 링기어(R1)를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되면서 고정요소로 작동된다.

상기 제2 회전축(TM2)은 제2, 제13 회전요소(N2)(N13)인 제1 유성캐리어(PC1)와 제5 링기어(R5)를 포함하여 이루어지며, 공전요소로 작동된다.

상기 제3 회전축(TM3)은 제1, 제4 회전요소(N1)(N4)인 제1, 제2 선기어(S1)(S2)를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되면서 고정요소로 작동된다.

상기 제4 회전축(TM4)은 제5 회전요소(N5)인 제2 유성캐리어(PC2)를 포함하여 이루어지며, 입력축(IS)과 직접 연결되어 항상 입력요소로 작동한다.

상기 제5 회전축(TM5)은 제6 회전요소(N6)와 제7 회전요소(N7)인 제2 링기어(R2)와 제3, 제4 선기어(S3)(S4)를 포함하여 이루어진다.

상기 제6 회전축(TM6)은 제8 회전요소(N8)인 제3, 제4 유성캐리어(PC3)(PC4)를 포함하여 이루어지며, 상기 제2 회전축(TM2)과 선택적으로 연결된다.

상기 제7 회전축(TM7)은 제9 회전요소(N9)인 제3 링기어(R3)를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축(TM4)과 선택적으로 연결되면서 입력요소로 작동된다.

상기 제8 회전축(TM8)은 제10 회전요소(N10)인 제4 링기어(R4)와 제5 선기어(S5)를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축(TM5)과 선택적으로 연결된다.

상기 제9 회전축(TM9)은 제12 회전요소(N12)인 제5 유성캐리어(PC5)를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축(TM5)과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축(OS)과 직접 연결되어 항상 출력요소로 작동된다.

그리고 상기 회전축(TM1 ~ TM9) 중, 회전축끼리 선택적으로 연결되는 부위에는 마찰요소인 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)가 배치된다.

또한, 상기 회전축(TM1 ~ TM9) 중, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되어 부위에는 마찰요소인 2개의 브레이크(B1)(B2)가 배치된다.

상기 6개의 마차요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B2)의 배치 위치를 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 클러치(C1)는 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7) 사이에 배치되어 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제2 클러치(C2)는 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6) 사이에 배치되어 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제3 클러치(C3)는 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8) 사이에 개재되어 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8)이 선택적으로 일체가 되도록 하여 제3 유성기어세트(PG3) 및 제4 유성기어세트(PG4)가 직결의 상태가 되도록 한다.

상기 제4 클러치(C4)는 제5 회전축(TM5)과 제9 회전축(TM9) 사이에 개재되어 제5 회전축(TM5)과 제9 회전축(TM9)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전축(TM3)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 제3 회전축(TM3)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기 제2 브레이크(B2)는 제1 회전축(TM1)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 상기 제1 회전축(TM1)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기에서 제1, 제2, 제3, 제4 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)로 이루어지는 각 마찰요소는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압마찰결합유닛으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 마찰요소의 각 변속단별 작동표이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 각 변속단에서 3개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어진다.

전진 1속 변속단(1ST)에서는 제1 클러치(C1)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 입력요소로 작동하며, 제1, 제2, 제3 회전축(TM1)(TM2)(TM3)이 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 1속의 변속이 이루어진다.

전진 2속 변속단(2ND)에서는 제3 클러치(C3)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)이 입력요소로 작동하며, 제1, 제2, 제3 회전축(TM1)(TM2)(TM3)이 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 2속의 변속이 이루어진다.

전진 3속 변속단(3RD)에서는 제1, 제3 클러치(C1)(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 입력요소로 작동하며, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 3속의 변속이 이루어진다.

전진 4속 변속단(4TH)에서는 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제5 회전축(TM5)과 제9 회전축(TM9)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)이 입력요소로 작동하며, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 4속의 변속이 이루어진다.

전진 5속 변속단(5TH)에서는 제1, 제4 클러치(C1)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제5 회전축(TM5)과 제9 회전축(TM9)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 입력요소로 작동하며, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 5속의 변속이 이루어진다.

전진 6속 변속단(6TH)에서는 제1, 제2 클러치(C1)(C2)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 입력요소로 작동하며, 제1 회전축(TM1)이 제1 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 6속의 변속이 이루어진다.

전진 7속 변속단(7TH)에서는 제1, 제2, 제3 클러치(C1)(C2)(C3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제5 회전축(TM5)과 제8 회전축(TM8)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 입력요소로 작동하면서 전체의 유성기어세트가 직결의 상태가 되면서 입력 그대로를 출력하는 전진 7속의 변속이 이루어진다.

전진 8속 변속단(8TH)에서는 제1, 제2 클러치(C1)(C2)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)과 제7 회전축(TM7)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 입력요소로 작동하며, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 8속의 변속이 이루어진다.

전진 9속 변속단(9TH)에서는 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 연결되고, 제5 회전축(TM5)과 제9 회전축(TM9)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)이 입력요소로 작동하며, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 9속의 변속이 이루어진다.

후진 변속단(REV)에서는 제2 클러치(C2)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)이 입력요소로 작동하며, 제1, 제2, 제3 회전축(TM1)(TM2)(TM3)이 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 후진 변속이 이루어진다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 5개의 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)(PG5)를 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 2개의 브레이크(B1)(B2)의 작동 제어를 통하여 전진 9속 및 후진 1속의 변속단을 실현할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 자동변속기의 다단화로 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

그리고 각 변속단별 3개의 마찰요소가 작동되도록 함으로써, 작동하지 않는 마찰요소의 숫자를 최소화하여 마찰 드래그 손실을 줄임으로써, 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

B1,B2... 제1, 제2 브레이크
C1,C2,C3,C4... 제1, 제2, 제3, 제4 클러치
PG1,PG2,PG3,PG4,PG5... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트
S1,S2,S3,S4,S5... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 선기어
PC1,PC2,PC3,PC4,PC5... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성캐리어
R1,R2,R3,R4,R5... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 링기어
IS... 입력축
OS... 출력축
TM1,TM2,TM3,TM4,TM5,TM6,TM7,TM8,TM9...제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9 회전축

Claims

엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3, 제4 유성기어세트의 조합으로 이루어져 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소를 보유하는 복합유성기어세트;
제11, 제12, 제13 회전요소를 보유하는 제5 유성기어세트;
상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징 사이의 선택적 연결부에 배치되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 있어서,
상기 입력축은 상기 제5 회전요소와 상시 연결되며,
상기 출력축은 상기 제12 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제9 회전요소는 제1 클러치를 통해 상기 입력축과 선택적으로 연결되며,
상기 제10 회전요소는 제11 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제7 회전요소는 상기 제6 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제7 회전요소를 제12 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 5속을 구현하며,
상기 제8 회전요소를 제13 회전요소와 선택적으로 연결하여 전진 6속 및 8속과 후진 변속단을 구현하며,
상기 6개의 마찰요소 중 3개의 마찰요소가 작동되면서 전진 9속 및 하나의 후진을 구현하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제1항에 있어서,
상기 제8 회전요소는 제2 클러치를 통해 제13 회전요소와 선택적으로 연결되며,
상기 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소 중 두 개의 회전요소는 제3 클러치를 통해 선택적으로 연결되며,
상기 제7 회전요소는 제4 클러치를 통해 제12 회전요소와 선택적으로 연결되는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제2항에 있어서,
상기 제1 회전요소는 상기 제4 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제2 회전요소는 상기 제13 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제1 회전요소는 제1 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 제3 회전요소는 제2 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제3항에 있어서
상기 제1 유성기어세트의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성되고,
상기 제2 유성기어세트의 제3, 제4, 제5 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성되며,
상기 제5 유성기어세트의 제11, 제12, 제13 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어로 구성되는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제3항에 있어서,
상기 복합유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3, 제4 유성기어세트로 구성되며,
제7 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 선기어,
제8 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 유성캐리어,
제9 회전요소는 제3 링기어,
제10 회전요소는 제4 링기어로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3, 제4 유성기어세트의 조합으로 이루어져 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소를 보유하는 복합유성기어세트;
제11, 제12, 제13 회전요소를 보유하는 제5 유성기어세트;
상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징 사이의 선택적 연결부에 배치되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 있어서,
상기 입력축은 상기 제5 회전요소와 상시 연결되며,
상기 출력축은 상기 제12 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제9 회전요소는 제1 클러치를 통해 상기 입력축과 선택적으로 연결되며,
상기 제10 회전요소는 제11 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제7 회전요소는 상기 제6 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제8 회전요소는 제2 클러치를 통해 상기 제13 회전요소와 선택적으로 연결되며,
상기 복합유성기어세트의 4개의 회전요소 중 두 개의 회전요소가 제3 클러치를 통해 선택적으로 연결되며,
상기 제1 회전요소는 상기 제4 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제2 회전요소는 상기 제13 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제1 회전요소는 제1 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 제3 회전요소는 제2 브레이크를 통해 상기 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 복합유성기어세트는 두 개의 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지되,
제7 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 선기어, 제8 회전요소는 직접 연결되는 제3, 제4 유성캐리어, 제9 회전요소는 제3 링기어, 제10 회전요소는 제4 링기어로 이루어지며,
상기 6개의 마찰요소 중 3개의 마찰요소가 작동되면서 전진 9속 및 하나의 후진을 구현하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3, 제4 유성기어세트의 조합으로 이루어져 제7, 제8, 제9, 제10 회전요소를 보유하는 복합유성기어세트; 및
제11, 제12, 제13 회전요소를 보유하는 제5 유성기어세트를 포함하되,
상기 제3 회전요소를 포함하여 이루어지는 제1 회전축;
상기 제2, 제13 회전요소를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제1, 제4 회전요소를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제5 회전요소를 포함하여 이루어지며, 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제6 회전요소와, 상기 제3, 제4 유성기어세트의 회전요소 중 적어도 하나 이상의 회전요소로 이루어지는 제5 회전축;
상기 제5 회전축을 구성하는 회전요소에서 제외된 제3, 제4 유성기어세트의 회전요소 중 적어도 하나 이상의 회전요소로 이루어지는 제6 회전축;
상기 제5, 제6 회전축을 구성하는 회전요소에서 제외된 제3, 제4 유성기어세트의 회전요소 중 적어도 하나 이상의 회전요소로 이루어지는 제7 회전축;
상기 제11 회전요소와, 상기 제5, 제6, 제7 회전축을 구성하는 회전요소에서 제외된 제3, 제4 유성기어세트의 회전요소로 이루어지는 제8 회전축;
상기 제12 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 출력축과 직접 연결되는 제9 회전축;
상기 제4 회전축과 제7 회전축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제2 회전축과 제6 회전축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제3, 제4 유성기어세트의 조합에 의하여 형성되는 제5, 제6, 제7, 제8 회전축 중 어느 2개의 회전축을 선택적으로 연결하여 상기 제3, 제4 유성기어세트가 복합유성기어세트로서 직결의 상태가 되도록 하는 제3 클러치;
상기 제5 회전축과 제9 회전축을 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제3 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제1 브레이크; 및
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제2 브레이크를 포함하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제7항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트는
엔진 측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제7항에 있어서,
상기 제3 클러치는
제5 회전축과 제8 회전축 사이에 배치되는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제7항에 있어서,
6개의 마찰요소의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제1 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트;
제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트;
제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트;
제5 선기어, 제5 유성캐리어, 제5 링기어를 보유하는 제5 유성기어세트;
상기 제1 링기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어와 제5 링기어를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제1, 제2 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제3 회전축;
상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제2 링기어와 제3, 제4 선기어를 포함하여 이루어지는 제5 회전축;
상기 제3, 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제2 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제7 회전축;
상기 제4 링기어와 제5 선기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 제5 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 출력축과 직접 연결되는 제9 회전축;
상기 회전축과 회전축 사이 및 상기 회전축과 변속기 하우징 사이의 선택적 연결 부분에 배치되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제11항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트는
모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제11항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 유성기어세트는
엔진 측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제11항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소는
상기 제4 회전축과 제7 회전축 사이에 배치되는 제1 클러치;
상기 제2 회전축과 제6 회전축 사이에 배치되는 제2 클러치;
상기 제5 회전축과 제8 회전축 사이에 배치되는 제3 클러치;
상기 제5 회전축과 제9 회전축 사이에 배치되는 제4 클러치;
상기 제3 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제2 브레이크를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제14항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제1 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.