KR102398889B1 - 차량용 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다단화에 따른 연비 개선 및 엔진 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기에 관한 것으로, 본 발명에서는 4개의 유성기어장치와 7개의 마찰요소를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 11단 이상 및 후진 3단 이상의 기어비를 구현하여 차량을 주행하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 변속기가 소개된다.

Description

차량용 변속기{TRANSMISSION FOR VEHICLES}
본 발명은 다단화에 따른 연비 개선 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기에 관한 것이다.
최근 유가 상승은 전 세계 자동차 제조사에 대한 연비 개선을 향한 무한 경쟁에 돌입하게 하는 요인이 되고 있으며, 이에 엔진의 경우 다운 사이징을 통해 중량 저감 및 연비 개선 노력에 힘을 쏟고 있는 실정이다.
한편, 자동변속기의 경우, 다양한 연비 개선 방법 중 자동변속기의 다단화를 통해 운전성과 연비 경쟁력을 동시에 확보할 수 있다.
하지만, 변속단이 증가하면 할수록 자동변속기를 구성하고 있는 내부 부품수도 증가하게 되어 탑재성, 원가, 중량, 전달 효율이 오히려 악화 될 수 있다.
따라서, 다단화를 통한 연비 개선 효과를 증대시키기 위해서는 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 기어 트레인 구조를 고안하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0003981 A
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 다단화에 따른 연비 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되, 상시 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 제2유성기어장치의 제2회전요소와 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되면서 복합유성기어세트의 제4회전요소와 선택적으로 연결되는 제3회전요소를 포함하는 제1유성기어장치; 선택적인 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 입력축에 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제1회전요소에 직결되는 제3회전요소를 포함하는 제2유성기어장치; 입력축에 선택적으로 연결되는 제1회전요소와, 선택적인 고정요소로 작동되면서 입력축에 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 출력축에 직결되는 제3회전요소와, 선택적인 고정요소로 작동되는 제4회전요소를 포함하는 복합유성기어세트; 및 상기 유성기어장치들을 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고; 상기 제2유성기어장치는 더블피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2회전요소는 제2캐리어이며, 제3회전요소는 제2링기어일 수 있다.
상기 복합유성기어세트는 싱글피니언 유성기어장치인 제3유성기어장치와 제4유성기어장치를 조합하여 구성하되, 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3선기어와 제4유성기어장치의 제4선기어가 직결되어 구성되며; 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 제4캐리어이고; 상기 복합유성기어세트의 제3회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3캐리어와 제4유성기어장치의 제4링기어가 직결되어 구성되며; 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3링기어일 수 있다.
상기 마찰요소는, 상기 제4캐리어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크; 상기 제3링기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크; 상기 제2선기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제3브레이크; 상기 제3선기어 및 제4선기어와 입력축 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치; 상기 제1링기어와 상기 제3선기어 및 제4선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치; 상기 제4캐리어와 입력축 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 상기 제1링기어와 상기 제3링기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함할 수 있다.
상기 마찰요소는, 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크; 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크; 상기 제2유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제3브레이크; 상기 입력축과 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치; 상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치; 상기 입력축과 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함할 수 있다.
각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되, 제1클러치와, 제3클러치와, 제2유성기어장치의 제2회전요소 및 제1유성기어장치의 제2회전요소에 연결된 입력축; 제1클러치와, 복합유성기어세트의 제1회전요소와, 제2유성기어장치의 제3회전요소 및 제2클러치에 연결된 제1축; 제1브레이크와, 제3클러치 및 복합유성기어세트의 제2회전요소에 연결된 제2축; 제2브레이크와, 제4클러치 및 복합유성기어세트의 제4회전요소에 연결된 제3축; 제2클러치와, 제4클러치 및 제1유성기어장치의 제3회전요소에 연결된 제4축; 제3브레이크와, 제1유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제5축; 제3브레이크와, 제2유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제6축; 및 복합유성기어세트의 제3회전요소에 연결된 출력축;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제2축과 변속기케이스 사이에 제1브레이크가 단속 가능하게 연결되고; 제3축과 변속기케이스 사이에 제2브레이크가 단속 가능하게 연결되며; 제6축과 변속기케이스 사이에 제3브레이크가 단속 가능하게 연결되고; 입력축과 제1축 사이에 제1클러치가 단속 가능하게 연결되며; 제1축과 제4축 사이에 제2클러치가 단속 가능하게 연결되고; 입력축과 제2축 사이에 제3클러치가 단속 가능하게 연결되며; 제3축과 제4축 사이에 제4클러치가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1브레이크는 복합유성기어세트의 제2회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제2브레이크는 복합유성기어세트의 제4회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되며; 상기 제3브레이크는 제2유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제1클러치는 입력축과 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며; 상기 제2클러치는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제3클러치는 입력축과 복합유성기어세트의 제2회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며; 상기 제4클러치는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제4회전요소 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고; 상기 제2유성기어장치는 더블피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2회전요소는 제2캐리어이며, 제3회전요소는 제2링기어이며; 상기 복합유성기어세트는 싱글피니언 유성기어장치인 제3유성기어장치와 제4유성기어장치를 조합하여 구성하되, 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3선기어와 제4유성기어장치의 제4선기어가 직결되어 구성되며; 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 제4캐리어이고; 상기 복합유성기어세트의 제3회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3캐리어와 제4유성기어장치의 제4링기어가 직결되어 구성되며; 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3링기어일 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 4개의 유성기어장치를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 11단 이상 및 후진 3단 이상의 기어비를 구현하여 주행하도록 구성한다. 따라서, 자동변속기의 변속단을 다단화하여 연비를 개선하는 것은 물론, 동력성능을 향상시키고, 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 인해 차량의 정숙 주행성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 차량용 변속기의 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 변속기의 변속단 별 작동표.
도 3은 본 발명의 마찰요소 단속 작동에 따른 속도레버선도를 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 변속기는 크게, 제1유성기어장치(PG1)와, 제2유성기어장치(PG2)와, 복합유성기어세트(CPG)를 포함하여 구성되며, 이들 유성기어장치에는 3개 이상의 회전요소가 각각 회전 가능하게 구비될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량용 변속기 구조를 예시하여 나타낸 것으로, 첨부된 도면을 참조하면, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 상시 고정요소로 작동될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 제1선기어(S1)일 수 있는 것으로, 상기 제1선기어(S1)는 변속기케이스(CS)에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1유성기어장치(PG1)는 싱글피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제1선기어(S1)이고, 제2회전요소는 제1캐리어(CR1)이며, 제3회전요소는 제1링기어(R1)일 수 있다.
그리고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소와 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 제1캐리어(CR1)일 수 있고, 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 제2캐리어(CR2)일 수 있는 것으로, 상기 제1캐리어(CR1)와 제2캐리어(CR2)가 직결 상태로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제2유성기어장치(PG2)는 더블피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제2선기어(S2)이고, 제2회전요소는 제2캐리어(CR2)이며, 제3회전요소는 제2링기어(R2)일 수 있다.
아울러, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소와 선택적으로 연결되면서 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소와 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 제1링기어(R1)일 수 있고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는 제3선기어(S3)와 제4선기어(S4)일 수 있는 것으로, 상기 제1링기어(R1)가 상기 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4)와 마찰요소에 의해 선택적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는 제3링기어(R3)일 수 있는 것으로, 상기 제1링기어(R1)와 제3링기어(R3)가 마찰요소에 의해 선택적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 복합유성기어세트(CPG)에 대해 살펴보면, 2조의 싱글피니언 유성기어장치인 제3유성기어장치(PG3)와 제4유성기어장치(PG4)가 조합되어 구성된 것으로, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)와 제4유성기어장치(PG4)의 제4선기어(S4)가 직결되어 구성된 것일 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제4캐리어(CR4)일 수 있다.
또한, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소는, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3캐리어(CR3)와 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제4링기어(R4)가 직결되어 구성된 것일 수 있다.
또, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3링기어(R3)일 수 있다.
계속해서, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소는 선택적인 고정요소로 작동될 수 있다.
예컨대, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소는 제2선기어(S2)일 수 있는 것으로, 상기 제2선기어(S2)는 마찰요소에 의해 변속기케이스(CS)에 선택적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 입력축(INPUT)에 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 제2캐리어(CR2)일 수 있는 것으로, 상기 제2캐리어(CR2)가 입력축(INPUT)에 직결 상태로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소에 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 제2링기어(R2)일 수 있는 것으로, 상기 제2링기어(R2)가 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4)와 직결 상태로 연결될 수 있다.
다음으로, 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는 입력축(INPUT)에 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4)일 수 있는 것으로, 상기 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4)는 마찰요소에 의해 입력축(INPUT)에 선택적으로 연결될 수 있다.
여기서, 입력축(INPUT) 또는 출력축(OUTPUT)에 연결된 회전요소에 마찰요소가 연결되는 경우, 해당 마찰요소는 브레이크를 제외한 마찰요소가 연결되고, 바람직하게는 클러치일 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소는 선택적인 고정요소로 작동되면서 입력축(INPUT)에 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소는 제4캐리어(CR4)일 수 있는 것으로, 상기 제4캐리어(CR4)는 마찰요소에 의해 변속기케이스(CS)에 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제4캐리어(CR4)는 마찰요소에 의해 입력축(INPUT)에 선택적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소는 출력축(OUTPUT)에 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소는 제3캐리어(CR3)와 제4링기어(R4)가 직결되어 구성될 수 있는 것으로, 상기 제3캐리어(CR3) 및 제4링기어(R4)가 출력축(OUTPUT)에 직결 상태로 연결될 수 있다.
아울러, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는 선택적인 고정요소로 작동될 수 있다.
예컨대, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는 제3링기어(R3)일 수 있는 것으로, 상기 제3링기어(R3)는 마찰요소에 의해 변속기케이스(CS)에 선택적으로 연결될 수 있다.
아울러, 상기와 같은 구성의 차량용 변속기는, 제1유성기어장치(PG1), 제2유성기어장치(PG2) 및 복합유성기어세트(CPG)가 입력축(INPUT)의 축방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
이러한, 본 발명의 변속기 구조에서는 상기 유성기어장치들을 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소를 더 포함하여 구성할 수 있다. 상기 마찰요소는 제1,2,3브레이크(B1,B2,B3)와, 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1브레이크(B1)는 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소인 제4캐리어(CR4)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2브레이크(B2)는 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소인 제3링기어(R3)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제3브레이크(B3)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소인 제2선기어(S2)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제1클러치(C1)는 입력축(INPUT)과 복합유성기세트의 제1회전요소인 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2클러치(C2)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소인 제1링기어(R1)와 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소인 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제3클러치(C3)는 입력축(INPUT)과 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소인 제4캐리어(CR4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제4클러치(C4)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소인 제1링기어(R1)와 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소인 제3링기어(R3) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 변속기는, 입력축(INPUT)과, 제1축(A1) 내지 제6축(A6) 및 출력축(OUTPUT)에 각 유성기어장치들을 이루는 회전요소들과 마찰요소들을 연결하여 구성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 입력축(INPUT)에는 제1클러치(C1)의 일단과, 제3클러치(C3)의 일단과, 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소 및 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소가 연결될 수 있다.
제1축(A1)에는 제1클러치(C1)의 타단과, 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소와, 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소 및 제2클러치(C2)의 일단이 연결될 수 있다.
제2축(A2)에는 제1브레이크(B1)와, 제3클러치(C3)의 타단 및 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소가 연결될 수 있다.
제3축(A3)에는 제2브레이크(B2)와, 제4클러치(C4)의 일단 및 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소가 연결될 수 있다.
제4축(A4)에는 제2클러치(C2)의 타단과, 제4클러치(C4)의 타단 및 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소가 연결될 수 있다.
제5축(A5)에는 제3브레이크(B3)와, 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소가 연결될 수 있다.
제6축(A6)에는 제3브레이크(B3)와, 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소가 연결될 수 있다.
출력축(OUTPUT)에는 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소가 연결될 수 있다.
그리고, 변속기케이스(CS)에는 제1브레이크(B1)와, 제2브레이크(B2) 및 제3브레이크(B3)가 연결될 수 있다.
예컨대, 제2축(A2)과 변속기케이스(CS) 사이에 제1브레이크(B1)가 단속 가능하게 연결될 수 있고, 제3축(A3)과 변속기케이스(CS) 사이에 제2브레이크(B2)가 단속 가능하게 연결될 수 있으며, 제6축(A6)과 변속기케이스(CS) 사이에 제3브레이크(B3)가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 입력축(INPUT)과 제1축(A1) 사이에 제1클러치(C1)가 단속 가능하게 연결될 수 있고, 제1축(A1)과 제4축(A4) 사이에 제2클러치(C2)가 단속 가능하게 연결될 수 있으며, 입력축(INPUT)과 제2축(A2) 사이에 제3클러치(C3)가 단속 가능하게 연결될 수 있고, 제3축(A3)과 제4축(A4) 사이에 제4클러치(C4)가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
조금 더 구체적으로, 상기 제1브레이크(B1)는 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소인 제4캐리어(CR4)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2브레이크(B2)는 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소인 제3링기어(R3)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제3브레이크(B3)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소인 제2선기어(S2)와 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제1클러치(C1)는 입력축(INPUT)과 복합유성기세트의 제1회전요소인 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2클러치(C2)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소인 제1링기어(R1)와 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소인 제3선기어(S3) 및 제4선기어(S4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제3클러치(C3)는 입력축(INPUT)과 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소인 제4캐리어(CR4) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제4클러치(C4)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소인 제1링기어(R1)와 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소인 제3링기어(R3) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 변속기의 변속단 별 작동표를 나타낸 것으로, 예컨대 1단 기어비 구현을 위해서는 제2브레이크(B2)와, 제3브레이크(B3)를 체결하고, 나머지 마찰요소는 모두 개방하여 1단 기어비를 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 속도레버선도를 나타낸 도면으로, 상기와 같이 제2브레이크(B2)와 제3브레이크(B3)가 체결된 상태에서 입력축(INPUT)에서 회전동력이 제공되면 제3브레이크(B3)의 체결 작동에 따라 제2선기어(S2)가 고정요소로 작동되고, 이에 제2링기어(R2)를 통해 회전동력이 전달된다.
이때에, 상기 제2링기어(R2)가 제3선기어(S3)와 직결되어 있고, 제2브레이크(B2)가 체결되어 있어 제3링기어(R3)가 고정요소로 작동되는바, 제3캐리어(CR3)와 이에 직결된 제4링기어(R4)를 통해 출력축(OUTPUT)에 1단 기어비에 상응하는 회전속도를 출력할 수 있게 된다.
그리고, 2단 기어비 구현을 위해서는 제1클러치(C1)와, 제2브레이크(B2)를 체결하고, 나머지 마찰요소는 모두 개방하여 2단 기어비를 형성할 수 있다. 그리고, 나머지 변속단들 역시 작동표에 도시된 바와 같은 단속작용을 통해 해당 변속단에 해당하는 기어비를 구현하여 주행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 4개의 유성기어장치와 7개의 마찰요소를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 11단 이상 및 후진 3단 이상의 기어비를 구현하여 주행할 수 있다. 따라서, 자동변속기의 변속단을 다단화하여 연비를 개선하는 것은 물론, 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 인해 차량의 동력성능 및 정숙 주행성을 향상시키게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
INPUT : 입력축 OUTPUT : 출력축
PG1 : 제1유성기어장치 PG2 : 제2유성기어장치
PG3 : 제3유성기어장치 PG4 : 제4유성기어장치
CPG : 복합유성기어세트
B1, B2, B3 : 제1,2,3브레이크 C1 ~ C4 : 제1,2,3,4클러치
A1 ~ A6 : 제1,2,3,4,5,6축
CS : 변속기케이스

Claims (9)

  1. 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되,
    상시 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 제2유성기어장치의 제2회전요소와 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되면서 복합유성기어세트의 제4회전요소와 선택적으로 연결되는 제3회전요소를 포함하는 제1유성기어장치;
    선택적인 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 입력축에 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제1회전요소에 직결되는 제3회전요소를 포함하는 제2유성기어장치;
    입력축에 선택적으로 연결되는 제1회전요소와, 선택적인 고정요소로 작동되면서 입력축에 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 출력축에 직결되는 제3회전요소와, 선택적인 고정요소로 작동되는 제4회전요소를 포함하는 복합유성기어세트; 및
    상기 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 복합유성기어세트를 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소;를 포함하고,
    입력축 또는 출력축에 연결된 회전요소에 마찰요소가 연결되는 경우, 해당 마찰요소는 브레이크를 제외한 마찰요소가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고;
    상기 제2유성기어장치는 더블피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2회전요소는 제2캐리어이며, 제3회전요소는 제2링기어인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복합유성기어세트는 싱글피니언 유성기어장치인 제3유성기어장치와 제4유성기어장치를 조합하여 구성하되,
    상기 복합유성기어세트의 제1회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3선기어와 제4유성기어장치의 제4선기어가 직결되어 구성되며;
    상기 복합유성기어세트의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 제4캐리어이고;
    상기 복합유성기어세트의 제3회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3캐리어와 제4유성기어장치의 제4링기어가 직결되어 구성되며;
    상기 복합유성기어세트의 제4회전요소는, 상기 제3유성기어장치의 제3링기어인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마찰요소는,
    상기 제4캐리어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크;
    상기 제3링기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크;
    상기 제2선기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제3브레이크;
    상기 제3선기어 및 제4선기어와 입력축 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치;
    상기 제1링기어와 상기 제3선기어 및 제4선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치;
    상기 제4캐리어와 입력축 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치;
    상기 제1링기어와 상기 제3링기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰요소는,
    상기 복합유성기어세트의 제2회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크;
    상기 복합유성기어세트의 제4회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크;
    상기 제2유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제3브레이크;
    상기 입력축과 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치;
    상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치;
    상기 입력축과 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치;
    상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  6. 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되,
    제1클러치와, 제3클러치와, 제2유성기어장치의 제2회전요소 및 제1유성기어장치의 제2회전요소에 연결된 입력축;
    제1클러치와, 복합유성기어세트의 제1회전요소와, 제2유성기어장치의 제3회전요소 및 제2클러치에 연결된 제1축;
    제1브레이크와, 제3클러치 및 복합유성기어세트의 제2회전요소에 연결된 제2축;
    제2브레이크와, 제4클러치 및 복합유성기어세트의 제4회전요소에 연결된 제3축;
    제2클러치와, 제4클러치 및 제1유성기어장치의 제3회전요소에 연결된 제4축;
    제3브레이크와, 제1유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제5축;
    제3브레이크와, 제2유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제6축; 및
    복합유성기어세트의 제3회전요소에 연결된 출력축;을 포함하는 차량용 변속기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제2축과 변속기케이스 사이에 제1브레이크가 단속 가능하게 연결되고;
    제3축과 변속기케이스 사이에 제2브레이크가 단속 가능하게 연결되며;
    제6축과 변속기케이스 사이에 제3브레이크가 단속 가능하게 연결되고;
    입력축과 제1축 사이에 제1클러치가 단속 가능하게 연결되며;
    제1축과 제4축 사이에 제2클러치가 단속 가능하게 연결되고;
    입력축과 제2축 사이에 제3클러치가 단속 가능하게 연결되며;
    제3축과 제4축 사이에 제4클러치가 단속 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1브레이크는 복합유성기어세트의 제2회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고;
    상기 제2브레이크는 복합유성기어세트의 제4회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되며;
    상기 제3브레이크는 제2유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고;
    상기 제1클러치는 입력축과 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며;
    상기 제2클러치는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고;
    상기 제3클러치는 입력축과 복합유성기어세트의 제2회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며;
    상기 제4클러치는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제4회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 유성기어장치로서, 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고;
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