KR101724460B1

KR101724460B1 - 차량용 자동변속기의 유성기어트레인

Info

Publication number: KR101724460B1
Application number: KR1020150063356A
Authority: KR
Inventors: 이경훈; 이창욱; 박종술; 이승호; 황동환
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2017-04-07
Also published as: CN106122396B; CN106122396A; KR20160131315A; US20160327129A1; US9726257B2

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; 제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트; 제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트; 및 상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 부분에 배치되는 7개의 제어요소를 포함하여 이루어지되, 상기 입력축은 제4 회전요소와 상시 연결됨과 동시에 제12 회전요소와 선택적으로 연결되며, 상기 출력축은 제11 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제11 회전요소는 제9 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제8 회전요소는 제12 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소는 제3 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제2 회전요소는 제6 회전요소와 상시 연결되며, 상기 7개의 제어요소 중 3개의 제어요소가 작동되면서 전진 10속 및 하나의 후진속을 구현한다.

Description

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

본 발명은 차량용 자동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소한의 구성으로 전진 10속을 구현하면서 변속비 폭을 증대시켜 동력 전달 성능과 연비를 향상시키고, 변속단 단간비의 선형성을 확보할 수 있는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 관한 것이다.

최근의 유가 상승은 연비 개선을 향한 무한 경쟁에 돌입하게 하는 요인이 되고 있다.

이에 따라 엔진의 경우에는 다운 사이징(Down Sizing)을 통해 중량 저감 및 연비를 개선할 수 있는 연구가 이루어지고, 자동변속기의 경우에는 다단화를 통해 운전성 및 연비 경쟁력을 동시에 확보할 수 있는 연구가 이루어지고 있다.

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

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

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

그러나 최근 8속 자동변속기의 경우, 변속비 폭(Span)이 6.5 ~ 7.5 수준으로 유지되고 있기 때문에 연비 개선 효과가 크지 않다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라 8속 자동변속기의 변속비 폭을 9.0 이상의 수준으로 하는 경우에는 변속단 단간비의 선형성을 확보할 수 없기 때문에 엔진의 운전효율 및 차량의 운전성이 저하되므로 적어도 9속 이상의 고효율 자동 변속기의 개발이 요구된다.

본 발명의 실시 예는 최소한의 구성으로 전진 10속 및 후진 1속의 변속단을 구현하면서 변속비 폭을 증대시켜 동력 전달 성능과 연비를 향상시키고, 변속단 단간비의 선형성을 확보할 수 있는 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; 제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트; 제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트; 및 상기 회전요소와 회전요소 사이 및 상기 회전요소와 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 부분에 배치되는 7개의 제어요소를 포함하여 이루어지되, 상기 입력축은 제4 회전요소와 상시 연결됨과 동시에 제12 회전요소와 선택적으로 연결되며, 상기 출력축은 제11 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제11 회전요소는 제9 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제8 회전요소는 제12 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제7 회전요소는 제3 회전요소와 상시 연결되며, 상기 제2 회전요소는 제6 회전요소와 상시 연결되며, 상기 7개의 제어요소 중 3개의 제어요소가 작동되면서 전진 10속 및 하나의 후진속을 구현하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제5 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며, 상기 제1 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며, 상기 제10 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며, 상기 출력축은 제1 회전요소와 선택적으로 연결되며, 상기 제2 유성기어세트는 제4, 제5, 제6 회전요소 중, 2개의 회전요소가 선택적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 유성기어세트의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며, 상기 제2 유성기어세트의 제4, 제5, 제6 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며, 상기 제3 유성기어세트의 제7, 제8, 제9 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며, 상기 제4 유성기어세트의 제10, 제11, 제12 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어일 수 있다.

본 발명의 실시 예는 단순유성기어세트로 이루어지는 4개의 유성기어세트를 7개의 마찰요소로 조합하여 전진 10속의 변속단 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있다.

또한, 변속비 폭이 9.0 이상 확보되므로 엔진 운전 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 고효율 다단화하면서 변속단 단간비의 선형성을 확보함으로써, 변속 전후 가속도, 엔진 속도 리듬감 등 운전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 제어요소의 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 동일 축선상에 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)와, 입력축(IS)과, 출력축(OS)과, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 각 회전요소를 상호 직접 연결하는 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)과, 7개의 마찰요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B3)와, 변속기 하우징(H)을 구비하고 있다..

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

상기 각 단순 유성기어세트는 엔진측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)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 동일축선상으로 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 유성 캐리어(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(N5)인 제2 유성 캐리어(PC2), 상기 제2 피니언(P2)과 내접으로 맞물리는 제6 회전요소(N6)인 제2 링기어(R2)를 포함한다.

상기 제3 유성기어세트(PG3)와 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제7 회전요소(N7)인 제3 선기어(S3), 상기 제7 회전요소(N7)인 제3 선기어(S3)와 외접으로 맞물리는 제3 피니언(P3)을 지지하는 제8 회전요소(N8)인 제3 유성 캐리어(PC3), 상기 제3 피니언(P3)과 내접으로 맞물리는 제9 회전요소(N9)인 제3 링기어(R3)를 포함한다.

상기 제4 유성기어세트(PG4)와 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제10 회전요소(N10)인 제4 선기어(S4), 상기 제10 회전요소(N10)인 제4 선기어(S4)와 외접으로 맞물리는 제4 피니언(P4)을 지지하는 제11 회전요소(N11)인 제4 유성 캐리어(PC4), 상기 제4 피니언(P4)과 내접으로 맞물리는 제12 회전요소(N12)인 제4 링기어(R4)를 포함한다.

상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)는 제2 회전요소(N2)가 제6 회전요소(N6)와 직접 연결되고, 제3 회전요소(N3)가 제7 회전요소(N7)에 직접 연결되고, 제8 회전요소(N8)가 제12 회전요소(N12)와 직접 연결되고, 제9 회전요소(N9)가 제11 회전요소(N11)와 직접 연결되면서 총 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)을 보유하면서 작동한다.

상기 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 회전축(TM1)은 제1 회전요소{N1; 제1 선기어(S1)}를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결된다.

상기 제2 회전축(TM2)은 제2 회전요소{N2: 제1 유성캐리어(PC1)}와 제6 회전요소{N6; 제2 링기어(R2)}를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 회전축(TM3)은 제3 회전요소{N3: 제1 링기어(R1)}와 제7 회전요소{N8: 제3 선기어(S3)}를 포함하여 이루어진다.

상기 제4 회전축(TM4)은 제4 회전요소{N4; 제2 선기어(S2)}를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축(IS)과 직접 연결되어 항상 입력요소로 작동된다.

상기 제5 회전축(TM5)은 제5 회전요소{N5; 제2 유성캐리어(PC2)}를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되고, 제3 회전축(TM3) 및 제4 회전축(TM4)과 각각 선택적으로 연결된다.

상기 제6 회전축(TM6)은 제8 회전요소{N8; 제3 유성캐리어(PC3)}와 제12 회전요소(N12; 제4 링기어(R4)}를 포함하여 이루어진다.

상기 제7 회전축(TM7)은 제9 회전요소{N9; 제3 링기어(R3)}와 제11 회전요소{N11; 제4 유성캐리어(PC4)}를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축(TM1)과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축(OS)과 직접 연결되어 항상 출력요소로 작동된다.

상기 제8 회전축(TM8)은 제10 회전요소{N10; 제4 선기어(S4)}를 포함하여 이루어지며, 동시에 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결된다.

그리고 상기 회전축(TM1 ~ TM8) 중, 회전축끼리 선택적으로 연결되는 부위에는 제어요소인 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)가 배치된다.

또한, 상기 회전축(TM1 ~ TM8) 중, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되어 부위에는 제어요소인 3개의 브레이크(B1)(B2)(B3)가 배치된다.

상기 7개의 제어요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B3)의 배치 위치를 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 클러치(C1)는 제1 회전축(TM1)과 제7 회전축(TM7) 사이에 배치되어 제1 회전축(TM1)과 제7 회전축(TM7)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제2 클러치(C2)는 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6) 사이에 배치되어 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제3 클러치(C3)는 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5) 사이에 개재되어 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제4 클러치(C4)는 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5) 사이에 개재되어 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제1 브레이크(B1)는 제5 회전축(TM5)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 제5 회전축(TM5)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.

상기 제3 브레이크(B3)는 제8 회전축(TM8)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 상기 제8 회전축(TM8)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기에서 제1, 제2, 제3, 제4 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 제1, 제2, 제3 브레이크(B1)(B2)(B3)로 이루어지는 각 제어요소는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압마찰결합유닛으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유성기어트레인에서는 제3 클러치(C3)를 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5) 사이에 배치하고 있으나, 제2 실시예에 따른 유성기어트레인에서는 상기 제3 클러치(C3)를 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5) 사이에 배치하였다.

즉, 상기 제3 클러치(C3)는 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 3개의 회전요소 중 선택적으로 2개의 회전요소를 연결하여 제2 유성기어세트(PG2)가 직결의 상태가 되도록 하는 것으로, 제1, 제2 실시예에서는 배치 위치가 다르지만 그 역할은 동일하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 제어요소의 각 변속단별 작동표이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 유성기어트레인은 각 변속단에서 3개의 제어요소가 작동하면서 변속이 이루어지는데, 제1 실시예의 유성기어트레인은 다음과 같이 변속이 이루어진다.

전진 1속 변속단(1ST)에서는 제4 클러치(C4)와 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)가 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)으로 입력이 이루어지고, 제1, 제8 회전축(TM1)(TM8)이 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 1속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 2속 변속단(2ND)에서는 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제3 브레이크(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제8 회전축(TM8)이 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 2속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 3속 변속단(3RD)에서는 제3 클러치(C3)와 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제1, 제8 회전축(TM1)(TM8)이 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 3속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 4속 변속단(4TH)에서는 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제3 브레이크(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제8 회전축(TM8)이 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 4속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 5속 변속단(5TH)에서는 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 5속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 6속 변속단(6TH)에서는 제2, 제3, 제4 클러치(C2)(C3)(C4)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제4 회전축(TM4)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결되면서 전체의 유성기어세트가 직결의 상태가 되면서 입력 그대로를 출력하는 전진 6속의 변속이 이루어진다.

전진 7속 변속단(7TH)에서는 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 7속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 8속 변속단(8TH)에서는 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제5 회전축(TM5)과 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 8속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 9속 변속단(9TH)에서는 제2 클러치(C2)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제5, 제1 회전축(TM5)(TM1)이 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 9속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 10속 변속단(10TH)에서는 제1, 제2 클러치(C1)(C2)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제1 회전축(TM1)과 제7 회전축(TM7)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제5 회전축(TM5)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 10속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

후진 변속단(REV)에서는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1)(B2)(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제5, 제1, 제8 회전축(TM5)(TM1)(TM8)이 제1, 제2, 제3 브레이크(B1)(B2)(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 후진 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

그리고 제2 실시예의 유성기어트레인은 제3 클러치(C3)가 제1 실시예와 다르게 배치되므로 다음과 같이 변속이 이루어진다.

전진 2속 변속단(2ND)에서는 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제3 브레이크(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제8 회전축(TM8)이 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 2속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 3속 변속단(3RD)에서는 제3 클러치(C3)와 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제1, 제8 회전축(TM1)(TM8)이 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 3속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 4속 변속단(4TH)에서는 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제3 브레이크(B3)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제8 회전축(TM8)이 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 4속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 5속 변속단(5TH)에서는 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결된 상태에서 제4 회전축(TM4)을 통해 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동하면서 전진 5속의 변속이 이루어지고, 제7 회전축(TM7)을 통해 출력된다.

전진 6속 변속단(6TH)에서는 제2, 제3, 제4 클러치(C2)(C3)(C4)가 동시에 작동된다. 이에 따라 제4 회전축(TM4)과 제6 회전축(TM6)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제2 회전축(TM2)과 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 상호 연결되고, 제3 회전축(TM3)과 제5 회전축(TM5)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 상호 연결되면서 전체의 유성기어세트가 직결의 상태가 되면서 입력 그대로를 출력하는 전진 6속의 변속이 이루어진다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 4개의 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)를 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 3개의 브레이크(B1)(B2)(B3)의 작동 제어를 통하여 전진 10속 및 후진 1속의 변속단을 실현할 수 있다.

또한, 전진 6/7, 8/9 변속단을 제외한 모든 단간비가 1.2 이상이면서 선형성을 확보함으로써, 변속 전후 가속도, 엔진 속도 리듬감 등 운전성을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 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,B3... 제1, 제2, 제3 브레이크
C1,C2,C3,C4... 제1, 제2, 제3, 제4 클러치
PG1,PG2,PG3,PG4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트
S1,S2,S3,S4... 제1, 제2, 제3, 제4 선기어
PC1,PC2,PC3,PC4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성캐리어
R1,R2,R3,R4... 제1, 제2, 제3, 제4 링기어
IS... 입력축
OS... 출력축
TM1,TM2,TM3,TM4,TM5,TM6,TM7,TM8...제1,제2,제3,제4,제5,제6,제7,제8 회전축

Claims

엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트;
제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트; 및
상기 입력축은 제4 회전요소와 상시 연결되고, 제12 회전요소와 선택적으로 연결되며,
상기 출력축은 제11 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제11 회전요소는 제9 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제8 회전요소는 제12 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제7 회전요소는 제3 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제2 회전요소는 제6 회전요소와 상시 연결되며,
상기 제5 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 제1 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 제10 회전요소는 변속기 하우징과 선택적으로 연결되며,
상기 출력축은 제1 회전요소와 선택적으로 연결되며,
상기 제2 유성기어세트는 제4, 제5, 제6 회전요소 중, 2개의 회전요소가 선택적으로 연결되며,
전진 10속 및 하나의 후진속을 구현하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 유성기어세트의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며,
상기 제2 유성기어세트의 제4, 제5, 제6 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며,
상기 제3 유성기어세트의 제7, 제8, 제9 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어이며,
상기 제4 유성기어세트의 제10, 제11, 제12 회전요소는 각각 선기어, 유성캐리어, 링기어인 것을 특징으로 하는 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;
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트;
제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트; 및
상기 제1 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제2 회전요소와 제6 회전요소를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제3 회전요소와 제7 회전요소를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제4 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제5 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되고, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되거나 또는 상기 제2 회전축과 선택적으로 연결되는 제5 회전축;
상기 제8 회전요소와 제12 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제9 회전요소와 제11 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축; 및
상기 제10 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
을 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제4항에 있어서,
상기 제1 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 제1 선기어, 제2 회전요소가 제1 유성캐리어, 제3 회전요소가 제1 링기어로 이루어지며,
상기 제2 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 회전요소가 제2 선기어, 제5 회전요소가 제2 유성캐리어, 제6 회전요소가 제2 링기어로 이루어지고,
상기 제3 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제7 회전요소가 제3 선기어, 제8 회전요소가 제3 유성캐리어, 제9 회전요소가 제3 링기어로 이루어지며,
상기 제4 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제10 회전요소가 제4 선기어, 제11 회전요소가 제4 유성캐리어, 제12 회전요소가 제4 링기어로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제4항에 있어서,
상기 유성기어트레인은
상기 제1 회전축과 제7 회전축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제4 회전축과 제6 회전축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제4 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제3 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제5 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제8 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제3 브레이크;
를 포함하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제4항에 있어서,
상기 유성기어트레인은
상기 제1 회전축과 제7 회전축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제4 회전축과 제6 회전축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제2 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제3 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제5 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제8 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제3 브레이크를 포함하는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 클러치 및 제1, 제2, 제3 브레이크의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제4 클러치와 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제1 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제3 브레이크의 동시 작동에 의한 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제3 클러치와 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제3 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제3 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제4 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제5 변속단;
상기 제2, 제3, 제4 클러치의 동시 작동에 의한 전진 제6 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제7 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제8 변속단;
상기 제1 클러치와 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제9 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의한 전진 제10 변속단; 및
상기 제1, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의한 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
삭제
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트; 및
제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하되,
상기 제1 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제2 회전요소와 제6 회전요소를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제3 회전요소와 제7 회전요소를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제4 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제5 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되고, 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제5 회전축;
상기 제8 회전요소와 제12 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제9 회전요소와 제11 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축;
상기 제10 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 제1 회전축과 제7 회전축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제4 회전축과 제6 회전축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제4 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제3 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제5 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제8 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제3 브레이크를 포함하며,
상기 제1 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 제1 선기어, 제2 회전요소가 제1 유성캐리어, 제3 회전요소가 제1 링기어로 이루어지며,
상기 제2 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 회전요소가 제2 선기어, 제5 회전요소가 제2 유성캐리어, 제6 회전요소가 제2 링기어로 이루어지고,
상기 제3 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제7 회전요소가 제3 선기어, 제8 회전요소가 제3 유성캐리어, 제9 회전요소가 제3 링기어로 이루어지며,
상기 제4 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제10 회전요소가 제4 선기어, 제11 회전요소가 제4 유성캐리어, 제12 회전요소가 제4 링기어로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
삭제
삭제
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어세트;
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하는 제2 유성기어세트;
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하는 제3 유성기어세트; 및
제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하되,
상기 제1 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제2 회전요소와 제6 회전요소를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제3 회전요소와 제7 회전요소를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제4 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제5 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되고, 제2 회전축과 선택적으로 연결되는 제5 회전축;
상기 제8 회전요소와 제12 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제9 회전요소와 제11 회전요소를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축;
상기 제10 회전요소를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 제1 회전축과 제7 회전축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제4 회전축과 제6 회전축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제2 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제3 회전축과 제5 회전축을 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제5 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제8 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결하는 제3 브레이크를 포함하며,
제1 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 제1 선기어, 제2 회전요소가 제1 유성캐리어, 제3 회전요소가 제1 링기어로 이루어지며,
제2 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 회전요소가 제2 선기어, 제5 회전요소가 제2 유성캐리어, 제6 회전요소가 제2 링기어로 이루어지고,
제3 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제7 회전요소가 제3 선기어, 제8 회전요소가 제3 유성캐리어, 제9 회전요소가 제3 링기어로 이루어지며,
제4 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제10 회전요소가 제4 선기어, 제11 회전요소가 제4 유성캐리어, 제12 회전요소가 제4 링기어로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인.
삭제
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하여 이루어지되,
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제1 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제2 선기어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되고, 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제5 회전축;
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제3 링기어와 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축; 및
상기 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
삭제
삭제
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하여 이루어지되,
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지는 제2 회전축;
상기 제1 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제3 회전축;
상기 제2 선기어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제4 회전축;
상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되고, 제2 회전축과 선택적으로 연결되는 제5 회전축;
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제4 회전축과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제3 링기어와 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축과 선택적으로 연결됨과 동시에 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축; 및
상기 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
삭제
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